兩種MHC分子在抗原處理過程中的不同邏輯和機(jī)制

本文來源于微信公眾：Antigen presentation 作者： Sina T

主要組織相容性復(fù)合體（MHC）分子在免疫系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，它們負(fù)責(zé)將抗原肽段提呈至細(xì)胞表面，供T細(xì)胞識別，從而啟動(dòng)適應(yīng)性免疫應(yīng)答。根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能的不同，MHC分子分為I類和II類，它們在抗原處理過程中展現(xiàn)出不同的邏輯和機(jī)制。

一、MHC II類分子的抗原處理邏輯
MHC II類分子主要負(fù)責(zé)提呈外源性抗原，這些抗原通常來自細(xì)胞外，如細(xì)菌、病毒顆粒、寄生蟲、細(xì)胞碎片及可溶性蛋白等。

外源性抗原首先被抗原提呈細(xì)胞（如樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞）通過吞噬作用或內(nèi)吞作用攝入細(xì)胞內(nèi)，形成內(nèi)體或吞噬溶酶體。在內(nèi)體或吞噬溶酶體的酸性環(huán)境中，抗原被蛋白酶水解成小分子多肽片段。

與此同時(shí)，MHC II類分子在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成，其α鏈和β鏈組裝成二聚體，并與恒定鏈（Ii鏈）結(jié)合，形成（αβIi）₃三聚體。這一復(fù)合物通過分泌途徑被轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)體或吞噬溶酶體中。在內(nèi)體或吞噬溶酶體內(nèi)，Ii鏈被酸性蛋白酶逐步降解，僅留下CLIP片段占據(jù)MHC II類分子的抗原結(jié)合槽。

隨后，在HLA-DM分子的作用下，CLIP片段被釋放，外源性抗原多肽得以與MHC II類分子結(jié)合，形成穩(wěn)定的MHC II類分子-抗原肽復(fù)合物。這一復(fù)合物被轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞表面，通過MHC II類分子的提呈，外源性抗原多肽可被CD4⁺ T細(xì)胞（輔助性T細(xì)胞）識別，從而激活T細(xì)胞，啟動(dòng)適應(yīng)性免疫應(yīng)答。

二、MHC I類分子的抗原處理邏輯
MHC I類分子則主要負(fù)責(zé)提呈內(nèi)源性抗原，這些抗原主要來源于細(xì)胞內(nèi)，如病毒感染細(xì)胞產(chǎn)生的病毒蛋白、腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的腫瘤抗原以及細(xì)胞自身成分如眼晶狀體蛋白等。

內(nèi)源性抗原在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中首先被蛋白酶體降解成小分子多肽。蛋白酶體是一種具有多種催化功能的蛋白酶復(fù)合體，能夠切割蛋白質(zhì)前體，產(chǎn)生適合與MHC I類分子結(jié)合的抗原肽。

隨后，抗原肽通過抗原加工相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體（TAP）被轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，MHC I類分子的α鏈與β₂微球蛋白以非共價(jià)鍵結(jié)合，形成穩(wěn)定的異二聚體分子。這一異二聚體分子通過非共價(jià)鍵與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的伴侶分子結(jié)合，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

在伴侶分子的輔助下，MHC I類分子與抗原肽結(jié)合，形成MHC I類分子-抗原肽復(fù)合物。這一復(fù)合物隨后通過高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞表面，提呈給CD8⁺ T細(xì)胞（細(xì)胞毒性T細(xì)胞）識別。當(dāng)CD8⁺ T細(xì)胞識別到與MHC I類分子結(jié)合的抗原肽時(shí)，會(huì)被激活并分化為效應(yīng)細(xì)胞，直接殺傷表達(dá)該抗原的靶細(xì)胞，如病毒感染細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞。

三、兩種MHC分子抗原處理邏輯的比較與意義
MHC I類分子與II類分子在抗原處理過程中展現(xiàn)出不同的邏輯和機(jī)制。MHC II類分子主要提呈外源性抗原，通過內(nèi)體-溶酶體途徑進(jìn)行抗原加工和提呈；而MHC I類分子則主要提呈內(nèi)源性抗原，通過蛋白酶體-TAP途徑進(jìn)行抗原加工和提呈。

這種分工合作的機(jī)制確保了免疫系統(tǒng)能夠全面、有效地識別并清除各種病原體和異常細(xì)胞。同時(shí)，MHC分子的多態(tài)性也增加了免疫系統(tǒng)對多樣化抗原的識別能力，提高了機(jī)體的免疫防御水平。

概括來說，MHC I類分子與II類分子在抗原處理過程中各自扮演著不同的角色，通過不同的機(jī)制提呈內(nèi)源性和外源性抗原，共同維護(hù)機(jī)體的免疫穩(wěn)態(tài)。