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免疫系統(tǒng)的橋梁之MHC分子的介紹及其在抗原呈遞過程中的作用

瀏覽次數(shù):187 發(fā)布日期:2024-10-31  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責任自負
無論是人類還是小鼠,我們的免疫系統(tǒng)里都有一個至關(guān)重要的守護者——主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex,MHC)。它不僅是我們身體抵御外來入侵者的前線戰(zhàn)士,更是科學(xué)研究中的明星分子!你是否好奇過,當病原體入侵時,我們的免疫系統(tǒng)是如何精準識別并消滅它們的?這一切的背后,都離不開MHC分子的作用。今天,就讓我們一起來探索MHC分子與抗原呈遞細胞(APC)及T細胞之間的奇妙關(guān)系吧!
 


圖1:MHC分子與抗原呈遞細胞APC[1]

MHC分子簡介
人源MHC:編碼人類主要組織相容性復(fù)合物(MHC)的基因HLA即人類白細胞抗原,位于第6號染色體短臂;虍a(chǎn)物MHC分子表達在不同細胞表面。其在T細胞的分化和成熟中起重要作用,啟動和調(diào)控T細胞免疫反應(yīng),主要參與抗原呈遞,并且和自身免疫也密切相關(guān)。

人源MHC主要分為3類,其中兩類參與抗原呈遞過程:I類分子負責呈遞胞內(nèi)病原體的抗原片段,而II類分子則主要呈遞胞外抗原。
 

圖2:人源MHC的分類(圖片來源于Janeway’s Immunobiology)
 

鼠源MHC:在小鼠中,MHC被稱為H-2復(fù)合體。小鼠的H-2基因位于第17號染色體上。H-2具有高度多態(tài)性,每種實驗室用的小鼠都是擁有獨特MHC單體型的純合子,這些獨特的單體型被標記為(a、b、d、k、q、s等),如BALB含H-2Kd、H-2Dd、H-2Ld、IAd、I-Ed。C57BL含H-2Db、H-2Kb、I-Ab。

鼠源H-2分子主要分為I類(如H-2K、H-2D、H-2L)和II類,它們的功能與人類中的HLA分子相似。
 

圖3:鼠源MHC的分類(圖片來源于Janeway’s Immunobiology)
 

MHC蛋白結(jié)構(gòu)與功能

MHC分子由兩條多肽鏈組成,一條重鏈和一條輕鏈。它們共同形成一個抗原結(jié)合槽,用來裝載并呈遞抗原片段給T細胞。這一過程對于免疫系統(tǒng)的抗原識別至關(guān)重要。

1 I類分子
結(jié)構(gòu):由一條α重鏈和一條β2微球蛋白輕鏈組成,形成異二聚體。
功能:主要參與內(nèi)源性抗原(如病毒)的呈遞,通過結(jié)合CD8+ T細胞受體,啟動特異性免疫應(yīng)答。

2 II類分子
結(jié)構(gòu):由兩條α和β鏈以非共價鍵緊密結(jié)合形成異二聚體。
功能:主要參與外源性抗原(如胞內(nèi)菌)的呈遞,通過結(jié)合CD4+ T細胞受體,激活特異性免疫反應(yīng)。
盡管人源和鼠源MHC分子在細節(jié)上有所不同,但它們的功能高度相似,都是通過識別和呈遞抗原片段來激活T細胞。

抗原呈遞過程

抗原呈遞是MHC分子的核心功能之一。當病原體侵入體內(nèi)時,抗原呈遞細胞(如巨噬細胞、樹突狀細胞等)會捕捉并處理病原體,將其分解成小片段。這些抗原片段會被裝載進MHC分子的抗原結(jié)合槽中,然后通過細胞表面呈遞給T細胞識別。

1.在內(nèi)源性抗原呈遞中,抗原首先被蛋白酶體降解為多肽片段,然后與MHC I類分子結(jié)合,最終呈遞給CD8+ T細胞。

 


 

2.在外源性抗原呈遞中,抗原被溶酶體內(nèi)的蛋白酶降解,與MHC II類分子結(jié)合,最終呈遞給CD4+ T細胞。這一過程是免疫系統(tǒng)識別并清除外來威脅的關(guān)鍵步驟。
 


T細胞是免疫系統(tǒng)中的士兵,它們通過T細胞受體(TCR)識別MHC分子呈遞的抗原片段。一旦識別成功,T細胞就會被激活,進而發(fā)動免疫反應(yīng)。T細胞與MHC分子的完美配合是免疫防御機制的核心。

總結(jié)
MHC分子在人體免疫系統(tǒng)中扮演著不可或缺的角色。T細胞通過其受體(TCR)識別MHC分子所呈遞的抗原片段。它們通過精確的抗原呈遞機制,確保T細胞能夠有效地識別并應(yīng)對各種病原體。這種相互作用啟動了特異性免疫應(yīng)答,使免疫系統(tǒng)能夠精準地識別和清除病原體。

了解MHC的結(jié)構(gòu)和功能,有助于我們更好地認識免疫系統(tǒng)的工作原理,并為未來開發(fā)新的免疫療法提供理論基礎(chǔ)。

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參考文獻

[1] Nicholson LB. The immune system. Essays Biochem. 2016;60(3):275-301. doi:10.1042/EBC20160017

來源:上海南方模式生物科技股份有限公司
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