【岐黄之术】

一、MHCⅠ类分子

《免疫学和免疫学检验》书籍目录

(一)Ⅰ类分子的结构

人类的类分子由HLA的A、B、C、E、F、G、H、K和L等基因编码;但因后几类基因的性质和作用尚不清楚,所以目前所称的类分子主要指HLA-A、B、C位点的抗原。

Ⅰ类分子是由非共价键连接的两条肽链组成的糖蛋白;其中一条称为重链或α链,另一条为轻链或称为β2微球蛋白(β2m)。α链的分子量为44kD,结构呈多态性;其羧基端穿过细胞膜,伸入胞浆之中,氨基端则游离于细胞膜外(图6-3)。α链的膜外区肽段折叠形成三个功能区,分别称为α1、α2、和α3区;每个功能区约含90个氨基酸残基,其结构与Ig相似;α1和α2区的氨基酸顺序变化较大,决定着Ⅰ类分子的多态性。β2m不MHC基因编码,而是第15号染色体上单个基因编码的产物,分子量12kD。其结构与Ig恒定区(CH3)有较大同源性,属于Ig超族成员,没有同种异型决定簇,但具有种属特异性。β2m不穿过细胞膜,也不与细胞膜接触,而是以非共价形式附着于α3的功能区上。虽然β2m不直接参与Ⅰ类分子的抗原递呈过程,但是它能促进内质网中新合成的Ⅰ类分子向细胞表面运输,并对稳定Ⅰ类分子的结构具有一定作用。

HLA分子结构示意图

图6-3HLA分子结构示意图

利用X线结晶衍射图分析,阐明了Ⅰ类分子的三维结构:α1和α2功能区共同构成了槽形的抗原肽段结合部位,来自α1和α2的8条反向平行的β片层结构组成槽的底部;而α1和α2功能区的其余部分各自形成一个α-螺旋,两条螺旋相互毗邻,相互平行,在分子的远端共同构成槽的侧壁;槽的底部和侧壁体现Ⅰ类分子的多肽性,也决定了Ⅰ类分子与抗原结合的特异性;α3功能区具有与CD8分子结合的空间构型(图6-4)。

HLAⅠ类分子多肽折迭立体结构示意图

HLAⅠ类分子多肽折迭立体结构示意图

图6-4HLAⅠ类分子多肽折迭立体结构示意图

A:侧面观;B:上面观

Ⅰ类分子与抗原的结合有一定的选择性,但是没有抗体和TCR与抗原结合的特异性高。Ⅰ类分子的抗原结合槽能够容纳8~10个氨基酸长度的抗原片段,其抗原结合点主要与氨基酸顺序相对恒定的抗原肽段的骨干结合,而将抗原肽段上多变的氨基酸侧链处于游离状态;这些侧链却能与TCR和抗体结合。每个细胞表面可以表达约106个Ⅰ类分子,每个Ⅰ类分子都能与相当各类的抗原肽段结合。因此每个细胞都具有同时递呈许多不同抗原的潜力,从而保证一个正常的个体对绝大多数抗原发生Ⅰ类限制性的免疫应答。

(二)Ⅰ类分子的分布和功能

MHCⅠ类分子分布于几乎所有有核细胞表面,但不同组织细胞的表达水平差异很大:淋巴细胞表面Ⅰ类抗原的密度最高,肾、肝、肺、心及皮肤次之,肌肉、神经组织和内分泌细胞上抗原最少,而成熟红细胞、胎盘滋养层细胞上未能检出,血清、尿液中及初乳等体液中也有可溶性形式存在的Ⅰ类抗原。干扰素、肿瘤坏死因子在体内外均可增强各种细胞对Ⅰ类分子的表达。

Ⅰ类分子的重要生理功能是对CD8+T细胞的抗原识别功能起限制性作用,也就是参与向CD8+T细胞递呈抗原的过程。CD8+T细胞只能识别与相同Ⅰ类分子结合的抗原(多为内源性的细胞抗原,如病毒感染的细胞和肿瘤细胞等),这种现象称为MHC限制性。例如,当病毒感染了某个细胞,病毒抗原可被分解成一些短肽片段,后者与在内质网中合成的Ⅰ类分子结合后表达于细胞表面,才能被CD8+T细胞识别。Ⅰ类分子主要介导Tc细胞的细胞毒作用,也是重要的移植抗原。

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