《免疫學和免疫學檢驗》 一、MHCⅠ類分子

（一）Ⅰ類分子的結(jié)構(gòu)

人類的類分子由HLA的A、B、C、E、F、G、H、K和L等基因編碼；但因后幾類基因的性質(zhì)和作用尚不清楚，所以目前所稱的類分子主要指HLA-A、B、C位點的抗原。

Ⅰ類分子是由非共價鍵連接的兩條肽鏈組成的糖蛋白；其中一條稱為重鏈或α鏈，另一條為輕鏈或稱為β2微球蛋白（β2m）。α鏈的分子量為44kD，結(jié)構(gòu)呈多態(tài)性；其羧基端穿過細胞膜，伸入胞漿之中，氨基端則游離于細胞膜外（圖6-3）。α鏈的膜外區(qū)肽段折疊形成三個功能區(qū)，分別稱為α1、α2、和α3區(qū)；每個功能區(qū)約含90個氨基酸殘基，其結(jié)構(gòu)與Ig相似；α1和α2區(qū)的氨基酸順序變化較大，決定著Ⅰ類分子的多態(tài)性。β2m不MHC基因編碼，而是第15號染色體上單個基因編碼的產(chǎn)物，分子量12kD。其結(jié)構(gòu)與Ig恒定區(qū)（CH3）有較大同源性，屬于Ig超族成員，沒有同種異型決定簇，但具有種屬特異性。β2m不穿過細胞膜，也不與細胞膜接觸，而是以非共價形式附著于α3的功能區(qū)上。雖然β2m不直接參與Ⅰ類分子的抗原遞呈過程，但是它能促進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中新合成的Ⅰ類分子向細胞表面運輸，并對穩(wěn)定Ⅰ類分子的結(jié)構(gòu)具有一定作用。

圖6-3HLA分子結(jié)構(gòu)示意圖

利用X線結(jié)晶衍射圖分析，闡明了Ⅰ類分子的三維結(jié)構(gòu)：α1和α2功能區(qū)共同構(gòu)成了槽形的抗原肽段結(jié)合部位，來自α1和α2的8條反向平行的β片層結(jié)構(gòu)組成槽的底部；而α1和α2功能區(qū)的其余部分各自形成一個α-螺旋，兩條螺旋相互毗鄰，相互平行，在分子的遠端共同構(gòu)成槽的側(cè)壁；槽的底部和側(cè)壁體現(xiàn)Ⅰ類分子的多肽性，也決定了Ⅰ類分子與抗原結(jié)合的特異性；α3功能區(qū)具有與CD8分子結(jié)合的空間構(gòu)型（圖6-4）。

圖6-4HLAⅠ類分子多肽折迭立體結(jié)構(gòu)示意圖

A：側(cè)面觀；B：上面觀

Ⅰ類分子與抗原的結(jié)合有一定的選擇性，但是沒有抗體和TCR與抗原結(jié)合的特異性高。Ⅰ類分子的抗原結(jié)合槽能夠容納8～10個氨基酸長度的抗原片段，其抗原結(jié)合點主要與氨基酸順序相對恒定的抗原肽段的骨干結(jié)合，而將抗原肽段上多變的氨基酸側(cè)鏈處于游離狀態(tài)；這些側(cè)鏈卻能與TCR和抗體結(jié)合。每個細胞表面可以表達約106個Ⅰ類分子，每個Ⅰ類分子都能與相當各類的抗原肽段結(jié)合。因此每個細胞都具有同時遞呈許多不同抗原的潛力，從而保證一個正常的個體對絕大多數(shù)抗原發(fā)生Ⅰ類限制性的免疫應(yīng)答。

（二）Ⅰ類分子的分布和功能

MHCⅠ類分子分布于幾乎所有有核細胞表面，但不同組織細胞的表達水平差異很大：淋巴細胞表面Ⅰ類抗原的密度最高，腎、肝、肺、心及皮膚次之，肌肉、神經(jīng)組織和內(nèi)分泌細胞上抗原最少，而成熟紅細胞、胎盤滋養(yǎng)層細胞上未能檢出，血清、尿液中及初乳等體液中也有可溶性形式存在的Ⅰ類抗原。干擾素、腫瘤壞死因子在體內(nèi)外均可增強各種細胞對Ⅰ類分子的表達。

Ⅰ類分子的重要生理功能是對CD8+T細胞的抗原識別功能起限制性作用，也就是參與向CD8+T細胞遞呈抗原的過程。CD8+T細胞只能識別與相同Ⅰ類分子結(jié)合的抗原（多為內(nèi)源性的細胞抗原，如病毒感染的細胞和腫瘤細胞等），這種現(xiàn)象稱為MHC限制性。例如，當病毒感染了某個細胞，病毒抗原可被分解成一些短肽片段，后者與在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成的Ⅰ類分子結(jié)合后表達于細胞表面，才能被CD8+T細胞識別。Ⅰ類分子主要介導Tc細胞的細胞毒作用，也是重要的移植抗原。