MHC Class I類五聚體在器官手術(shù)移植配型的應(yīng)用

器官移植手術(shù)的關(guān)鍵是手術(shù)前的基因配型，一般地，配型只需檢測血液就可完成，患者血型和組織相容性是否與供體相配是決定器官移植成功與否的一個關(guān)鍵。即便配型合適，組織移植時，還是可能會出現(xiàn)排斥反應(yīng)。

 

排斥反應(yīng)的本質(zhì)是細胞表面的同種異型抗原誘導(dǎo)的一種免疫應(yīng)答，而這種代表個體特異性的同種異型抗原稱組織相容性抗原，其中能引起強而迅速排斥反應(yīng)的抗原稱為主要組織相容性抗原（major histocompatibility antigen，MHA）。那么什么是MHC呢？

 

所有物種中，編碼MHA的基因是位于某一染色體的一組緊密連鎖的基因群，統(tǒng)稱為主要組織相容性抗原復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）。MHC分子一般也指的是MHA，也即MHC編碼的蛋白質(zhì)，根據(jù)其化學結(jié)構(gòu)和功能的不同，可分為MHC I、MHC II和MHC III類分子。MHC I和MHC II類分子具有相似的結(jié)構(gòu)，在免疫反應(yīng)中發(fā)揮抗原遞呈作用。其中經(jīng)典的I、 II類具有抗原遞呈功能，其它一般不具備激活T細胞的功能。

 

 

 

小鼠的MHC被稱為H-2（histocompatibility-2，H-2）

 

人類的MHC被稱為HLA（human leukocyte antigen，HLA）

 

今天我們先說說MHC I類——

 

MHC I結(jié)構(gòu)：由一條α鏈和一條β鏈通過非共價結(jié)合而成，分為胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)，α鏈為跨膜蛋白，胞外區(qū)有α1、α2、α3三個結(jié)構(gòu)域，α1、α2組成肽結(jié)合區(qū)（結(jié)合抗原肽--大多由8-11個氨基酸組成），α3和T細胞表面的CD8分子結(jié)合，β鏈是可溶性的β2m微球蛋白。

 

 

MHC I類分子生物學功能：介導(dǎo)內(nèi)源性抗原（包括腫瘤細胞內(nèi)合成的腫瘤抗原、病毒感染細胞合成的病毒蛋白等）的抗原提呈過程，過程包括抗原降解、抗原肽轉(zhuǎn)運、MHC I類分子裝配與荷肽、MHC I-肽復(fù)合物表達于細胞表面。

 

抗原降解：細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)，包括由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移至細胞質(zhì)的部分膜蛋白和分泌蛋白，在泛素的幫助下，通過蛋白酶體系統(tǒng)的降解途徑將抗原降解為短肽。

 

抗原肽轉(zhuǎn)運：由蛋白酶體降解形成的抗原肽，需要被轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，才能與其中的MHC I類分子發(fā)生結(jié)合，這個轉(zhuǎn)運過程是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的抗原加工轉(zhuǎn)運相關(guān)蛋白（transport associated with antigen processing，TAP）所完成，TAP由兩個亞單位TAP1和TAP2組成。TAP對肽段的轉(zhuǎn)運具有一定的選擇性，可將較適合MHC I類分子結(jié)合的肽從胞漿轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。

 

MHC I類分子裝配與荷肽：MHC I分子與抗原肽的結(jié)合過程簡稱荷肽，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中新合成的MHC I類分子α鏈進入光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，在輔助蛋合幫助下折疊成立體結(jié)構(gòu)并與β2m結(jié)合。當抗原肽通過TAP進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)時，合適的肽就與MHC  I類分子結(jié)合。與肽結(jié)合形成肽-MHC I類分子復(fù)合物后，穩(wěn)定地附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，進一步通過高爾基體胞吐空泡運送到細胞表面，小泡的膜與細胞膜融合，肽-MHC I復(fù)合物即穩(wěn)定地表達于細胞膜表面。

 

MHC I-肽復(fù)合物表達于細胞表面：MHC I類分子必須與抗原肽結(jié)合，才能在細胞表面穩(wěn)定地表達，并進一步將抗原遞呈給CD8+T細胞識別。

 

 

MHC I類五聚體技術(shù)就是利用了MHC I分子在與抗原肽結(jié)合后與抗原特異性CD8+T受體（TCR）相結(jié)合，通過流式細胞術(shù)檢測熒光素信號作為readout，進而可以得知特異性結(jié)合抗原肽的CD8+T細胞群的比例并可利用分選儀將這些細胞分離出來，達到檢測和篩選CD8+T細胞的目的。MHC I類五聚體技術(shù)只是將MHC I分子從自然狀態(tài)下細胞表面分布變成了可溶性蛋白分子，以及將自然狀態(tài)下的單體變成了五聚體以提高分子結(jié)合的穩(wěn)定性。而且MHC I五聚體標記靈活，有生物素標記和熒光素標記，整體熒光素亮度更高，穩(wěn)定性更好。

 

MHC-肽復(fù)合物（肽:紅色、MHC:深藍色），卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域（淺藍色），熒光素標記（粉色）

 

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