人人学懂免疫学：第十六期--MHC II类分子

 导读

上一期我们为大家介绍了MHC I类分子的结构以及MHC I类分子介导的抗原提呈过程：MHC I类分子能呈递约由8-11个氨基酸组成的内源性抗原的多肽片段，MHC I类分子展示内源性抗原有 3 个重要步骤：由蛋白酶体裂解产生抗原多肽；由TAP转运体将多肽转运至内质网；多肽结合于MHC I类分子结合沟内并被运至细胞表面展示。MHC I类分子与MHC II类分子有相似之处但也有不同之处。在对MHC I类分子有了了解后，今天我们一起来学习MHC II类分子。

MHC分子的结构（左为MHC I类分子，右为MHC II类分子）

▉ MHC II类分子

MHC II类分子是由6号染色体HLA-D区基因编码，如同MHC I类分子一样，MHC II类分子也具有多态性——人与人之间的MHC II类分子具有差异。然而，与MHC I类分子不同的是，MHC II类分子的结合沟两端开放，多肽分子可以伸出沟外（具有两段闭合的结合沟的MHC I类分子提呈的由8-11个氨基酸组成的多肽片段与沟相匹配而落在沟内），因此结合于MHC II类分子的多肽比结合于MHC I类分子的多肽分子更大，约为 13-25 个氨基酸。

MHC分子的结构（左为MHC I类分子，右为MHC II类分子）

MHC II类分子结构

在介绍MHC II类分子介导的抗原提呈过程之前，我们先大概了解一下MHC I类分子和MHC II类分子的区别：上一期我们提到的MHC I类分子介导的是内源性抗原的提呈过程，它们将内源性抗原片段提呈至CTL（细胞毒性T淋巴细胞），而MHC II类分子则介导外源性抗原的提呈过程，它们提呈外源性抗原多肽分子至Th细胞（helper T cells，辅助性T细胞）。

此外，MHC I类分子在几乎所有细胞上都表达，而MHC II类分子则主要表达在B细胞、单核巨噬细胞、树突状细胞等抗原呈递细胞上。这一现象很有意义，MHC I类分子擅长提呈细胞内制造的蛋白质（不要忘记MHC I类分子提呈的是内源性抗原），因而几乎在所有细胞上表达的MHC I类分子使得CTL有机会检查机体内绝大多数细胞，以监视病毒或其他感染；而MHC II类分子正如“公告牌”——公示细胞外正在发生的事情，将危险警示于Th。因此，须执行该任务的表达MHC II类分子的细胞相对较少——仅对机体不同部位的环境提供抽样信息。

▉ MHC II类分子介导的抗原提呈过程

组成MHC II类分子的两种蛋白质在胞浆中产生并被转运至内质网，在内质网中它们与被称为恒定链（invariant chain）的第三种蛋白质结合。

恒定链蛋白执行下列多种功能：首先， 恒定链蛋白占位于MHC II类分子的结合沟，使其再不能获取内质网中其他多肽（这一点非常重要，因为内质网中有很多内源性多肽，它们被蛋白酶体加工后会装载于MHC I类分子上并随后被MHC I类分子展示，如果这些内源性多肽片段被装载于MHC II类分子，那么MHC I类分子和II类分子将展示同种产自细胞内的蛋白质多肽片段，造成资源的浪费）。因此，恒定链通过扮演MHC II类分子的“伴侣分子”以确保内源性多肽在内质网中不被MHC II类分子搭载。恒定链的第二个功能是引导MHC II类分子穿过高尔基体叠层加工到胞浆中叫做内体（endosome）的特殊小泡内。在内体中MHC II类分子与多肽搭载。

invariant chain

在MHC II类分子从内质网行进到内体的过程中，细胞外的蛋白质被带进细胞内并被包裹入吞噬体（Phagosome）中，随后吞噬体与内体融合，内体中的酶作用于吞噬体内的外源性蛋白质，将其切割加工成多肽分子，同时，内体酶也破坏了本结合与MHC II类分子上的恒定链，只留下那些能真正保护MHC分子结合沟的分子片段CLIP，但MHC分子本身却未受损伤。同时，一种被称作HLA-DM的细胞蛋白也到达内体，结合于MHC分子上，并将恒定链的残余片段（CLIP）释放，腾出MHC II类分子结合沟，容许外源性多肽装载于其上。最后，MHC II类分子与外源性多肽分子形成的复合物被转运至细胞表面展示。

（invariant chain占据MHC II类分子的结合沟，使MHC II类分子不能结合内质网中的内源性多肽分子；随后invariant chain被部分裂解，留下能保护MHC II类分子结合沟的CLIP片段；最后，HLA-DM将CLIP片段释放，使外源性多肽能够装载在MHC II类分子的结合沟上）

MHC II类分子介导的外源性抗原呈递过程

机体为MHC I类分子和II类分子安排了两个独立装载位点和转运途径。正是装载位点和转 运途径的相互独立，从而使得MHC I类“公告牌”可以为 CTL 公示发生在细胞内的事件，MHC II类“公告牌”可以为 Th 公示发生在细胞外的事件。

▉ 小结

在这两期推送中，我们为大家介绍了MHC I类分子和MHC II类分子。MHC I类分子与MHC II类分子都有自己特殊的结构和功能，MHC分子最主要的功能在于参与抗原呈递，即MHC分子通过其肽结合槽与抗原肽结合，并将其呈现于细胞表面供T细胞识别。

转自：“医学科研小坑”微信公众号

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