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一文读懂MHC多肽复合体:免疫系统调控的关键角色

发表时间:2024-09-04

前言

自然免疫系统配备了广泛的抗原感知机制,以对抗不断威胁人体的侵略性微生物。然而,由于某些特定的B细胞或T细胞在其生命周期内可能不会与相应入侵人体的抗原结合,因此人体的适应性免疫系统能按需调控:只有那些携带能够识别入侵性微生物的受体的B细胞或T细胞才能被有效激活。适应性免疫系统的关键特征在于其武器系统的按需调控:只有那些携带能够识别入侵性微生物的受体的B细胞或T细胞才能被有效激活。在下文中,我们将专注于深入讨论T细胞激活的机制与其密切相关的MHC多肽复合物。


T细胞受体(TCR)

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T细胞展现出两种受体,分别是αβ和γδ。这两类受体均由两种蛋白质组成,即αβ型受体由α和β蛋白组成,γδ型受体则由γ和δ蛋白组成。与B细胞受体的重链和轻链相似,α、β、γ和δ蛋白的基因由混合匹配的基因片段构成。由于基因片段的混合与匹配,每个T细胞只能单独包含αβ或γδ受体,不会同时具备。因此通常情况下,单个T细胞表面的所有TCR都是同一类型。


95%的T细胞受体由α亚基和β亚基构成,而余下的5%则由γ亚基和δ亚基构成。此外,大多数表达αβ型T细胞受体的T细胞还同时表达CD4或CD8协同受体。CD4分子负责辅助性T细胞识别MHC II类分子,而CD8分子则用于细胞毒性T细胞识别MHC I类分子。相反,表达γδ型T细胞受体的T细胞既不表达CD4也不表达CD8。


在胸腺中,αβT细胞经历“培训”以确保其不对自身肽段产生反应。然而,对于γδT细胞受体,其“培训”机制仍存有许多未解之谜。例如,我们尚不清楚这些细胞是如何被“培训”的。尽管γδT细胞存在于胸腺中,但缺乏功能性胸腺的裸鼠仍能产生γδT细胞。在大多数情况下,我们并不清楚γδT细胞能识别何种抗原,但同B细胞类似,γδT细胞对未表达的抗原表现出浓厚兴趣。


不同于γδT细胞,目前在αβT细胞功能机制方面已经有了比较深入的研究。αβ型T细胞受体通过识别细胞表面MHC-肽复合物实现其功能,该复合物指的是结合于MHC分子结合沟内的肽段,强调了TCR对肽段和MHC分子的双重识别。值得注意的是,特定T细胞受体仅能识别与MHC I或MHC II相连的肽段,而不能同时识别两者(人类的MHC称为HLA)。


T细胞信号传导


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TCR识别由MHC分子提呈的同源抗原后,会将该信号从T细胞表面传导至细胞核内。通常情况下,这一信号传导涉及一种跨膜蛋白,该蛋白由胞外区和胞内区组成。胞外区与细胞外配体结合,胞内区启动生物信号级联效应,将“配体结合”的信号传递至核内。类似于BCR,αβ TCR拥有一个完美的胞外区以结合其配体,然而α和β蛋白的胞质尾部太短,难以实现信号传导。


为了便于信号传导,TCR与CD3蛋白复合体共同存在,该复合体由4种不同蛋白质(γ、δ、ε和ζ)组成。整个复合体作为一个整体被转运至细胞表面,若其中任何一个蛋白质未能正常表达,该T细胞表面将缺失TCR。普遍认为,功能正常、成熟的TCR应当是整个蛋白复合物(α、β、γ、δ、ε和ζ)。


CD3蛋白锚定在细胞膜上,具有足够长的胞内尾部以进行信号传导。与BCR相似,TCR的信号传导过程中,能在T细胞表面某一区域将这些受体聚集在一起,随后通过CD3蛋白的胞内尾部招募一定数量的激酶,从而激活信号并将其传递至核内。


最初发现TCR的α链和β链时,人们普遍认为其功能仅限于充当一个二态开关,只发出激活信号。然而,考虑到CD3蛋白的存在,TCR显然远不是简单的on/off开关。因此,TCR应当是一种多功能的受体,其信号可能根据不同的环境、时间和位置产生多样的效应。例如,在胸腺中,如果TCR识别MHC及自身肽的复合物,TCR将引发T细胞自我毁灭,以预防自体免疫。而在生命周期后期,如果TCR识别MHC分子提呈的同源抗原,但T细胞未接收到必要的共刺激信号,则T细胞将处于失能状态。只有在确保激活TCR所需的同源抗原和共刺激信号时,TCR信号途径才会被激活。因此,相同的TCR可能在不同情境下产生导致细胞死亡、失能或激活的信号。显而易见,TCR远非简单的on/off开关。


MHC多肽复合体


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主要组织相容性复合物(Major Histocompatibility Complex,简称MHC)是一组高度变异的基因群,存在于脊椎动物细胞表面。MHC的主要功能是呈递抗原给免疫系统,从而激活T细胞和B细胞的免疫应答。


MHC分为两类:MHC I和MHC II。它们分别在细胞表面不同的位置表达,并在免疫系统中发挥不同的作用。


MHC I类分子

MHC-I分子广泛分布于几乎各种细胞表面,包括所有核细胞和一些质膜细胞。MHC I类分子由一个重链(α链)和一个轻链(β2微球蛋白)组成。这些分子的主要功能是呈递内源性抗原,如细胞内合成的蛋白质,给CD8+ T细胞,也称为细胞毒性T细胞。当细胞感染病毒或其他内源性威胁时,MHC I类分子将细胞内的抗原片段呈递给CD8+ T细胞,激活免疫应答以清除感染。


MHC II类分子

MHC II类分子则主要在专门的抗原呈递细胞,如巨噬细胞、B细胞和一些树突状细胞等免疫抗原呈递细胞表面表达。MHC II类分子由两个相互紧密结合的链组成,分别是α链和β链。它的主要任务是将外源性抗原,如细菌或病毒产生的蛋白质,呈递给CD4+ T辅助细胞。这激活了一系列的免疫应答,包括B细胞的活化和抗体的生成。


MHC与抗原的结合

MHC分子与抗原结合的过程是高度特异和动态的。MHC分子的抗原结合区域可以适应多样性的抗原片段。这种结合导致MHC-抗原复合物的形成,这样T细胞就能够识别并与其相互作用。


总体而言,MHC多肽复合体在免疫系统中起到关键作用,通过将抗原呈递给T细胞,促使免疫系统做出适当的反应,以应对感染和其他威胁。这种高度复杂的调节系统确保了免疫系统的灵活性和适应性。


AntibodySystem

法国AntibodySystem专注于蛋白和抗体试剂研究,基于AI技术构建蛋白质天然结构设计平台,利用自身成熟真核蛋白表达技术平台,有效避免原核表达过程中的不稳定性和复合物构象不准确等问题。同时,采用了重链轻链共同表达的策略,并通过流式细胞验证,开发出一系列具有高生物活性的天然结构MHC-复合物。

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Product name

Catalog

Anti-Human HLA-A,B,C Monomorphic Antibody (W6/32)

FHM00110

Anti-HLA-A2-peptide (FMNKFIYEI) Complex (AMC-17)

RHM03036

Anti-HLA-A1-peptide (EADPTGHSY) Complex (HYB3)

RHM02901

Anti-HLA-A2-peptide (ITDQVPFSV) Complex (1D7)

RHM03007

Anti-HLA-A2-peptide (FMNKFIYEI) Complex (AMC-48)

RHM03029

Anti-Human HLA-E Antibody (SAA1575)

RHM00401

Recombinant Human HLA-DRA, N-His

YHB96501

Anti-HLA-A2-peptide (SLLMWITQV) Complex (3M4F4)

RHM03001

Anti-HLA-A2-peptide (SLLMWITQV) Complex (3M4E5)

RHM03002

Anti-Human HLA-A2 Antibody (3PF12)

RHM02501

Anti-Human HLA-A2 Antibody (3PC4)

RHM02502

Anti-Human HLA-A2 Antibody (3PB2)

RHM02503


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