抗体与抗原的结合具有什么特点

第三节　MHC分子的分布、结构与功能 (Cellular Distribution，Structure and Functions of MHC Molecules)

一、MHC分子的分布

1.MHCⅠ类分子的分布

MHCⅠ类分子广泛分布于机体所有有核细胞表面，包括血小板和网织红细胞。不同组织细胞表达MHCⅠ类分子的密度各异：外周血白细胞、脾脏、淋巴结和胸腺淋巴细胞表达最高；其次为肝、肾、皮肤、主动脉及心脏等组织细胞；表达最少者为肌肉、神经组织和角膜细胞等。由于MHCⅠ类分子参与对内源性抗原(譬如病毒抗原)的加工、处理和提呈，其广泛表达分布具有重要免疫生物学意义。

2.MHCⅡ类分子的分布

MHCⅡ类分子分布没有MHCⅠ类分子广泛，主要表达于抗原提呈细胞(如树突状细胞、巨噬细胞和B细胞等)表面。另外，在炎症介质如γ-干扰素等刺激下，内皮细胞和某些组织的上皮细胞可诱导性表达MHCⅡ类分子。

此外，尚有可溶性Ⅰ类和Ⅱ类分子存在于血清、尿液、唾液、精液及乳汁中。

二、MHC分子的结构

1.MHCⅠ类分子的结构

MHCⅠ类分子含有两条多肽链：一条是由MHC基因编码的重链(或α链)；另一条为第15号染色体上非HLA基因所编码的轻链(或β链)，即β2微球蛋白(microglobulin，β2m)。根据对MHCⅠ类分子晶体结构分析，重链可分为胞外区、跨膜区和胞内区3个部分(见图8-5)。胞外区含α1、α2与α3结构域。其中α1、α2结构域共同构成MHCⅠ类分子的抗原肽结合槽(peptide-binding cleft)，可容纳含8～11个氨基酸残基的多肽片段(见图8-6)。近膜端的α3结构域含Ig恒定区样结构，其氨基酸序列高度保守，是与T细胞表面CD8分子结合的部位。跨膜区形成螺旋状穿过脂质双层，将MHCⅠ类分子锚定于细胞膜上。胞内区为重链羧基末端，位于细胞质中，可能参与细胞内外的信号转导。

β2微球蛋白为非跨膜成分，无多态性，其以非共价键与α链胞外段(主要为α3)相互作用，参与维持Ⅰ类分子天然构型的稳定性。

2.MHCⅡ类分子的结构

MHCⅡ类分子由α和β链组成。两条肽链结构相似，均为跨膜成分，分为胞外区、跨膜区和胞内区。二者胞外段分别含α1、α2和β1、β2结构域。α1和β1位于远膜端，是决定Ⅱ类分子多态性的基础，二者共同构成抗原肽结合槽。与MHCⅠ类分子相比，II类分子肽结合槽的显著特征是其两端更为开放，可容纳含13个或更多氨基酸残基的多肽片段(见图8-6)。α2和β2结构域靠近胞膜，具有Ig样结构。β2结构域含与T细胞表面CD4分子结合的部位(见图8-7)。

图8-5　MHCⅠ类分子结构示意图

图8-6　MHCⅠ类分子和MHCⅡ类分子抗原肽结合槽

图8-7　MHCⅡ类分子结构示意图

三、MHC分子的功能

1.参与对抗原的加工和提呈

MHC分子最重要的功能是处理、提呈抗原给T细胞，MHCⅠ类和MHCⅡ类分子分别参与对内源性和外源性抗原的加工提呈。内源性(或外源性)抗原在APC内被加工、处理，所产生的小分子肽段与MHCⅠ(或MHCⅡ类)分子的抗原结合槽结合，形成抗原肽-MHCⅠ类(或Ⅱ类)分子复合物，继而被转运并表达于APC表面，供CD8⁺T(或CD4⁺T)细胞识别(图8-8)，从而启动免疫应答(详第见第十章)。

图8-8　MHC分子参与T细胞对抗原肽的限制性识别

2.参与T细胞的限制性识别

T细胞受体(TCR)在识别APC细胞或者靶细胞上的MHC分子所提呈的抗原肽时，不仅识别抗原肽，还要识别与抗原肽结合的MHC分子类型，此现象即MHC限制性(MHC restriction)。实验证实，T细胞在识别APC或靶细胞上的pMHC时，TCR能区分同一抗原肽与不同型别的MHC分子结合形成的pMHC，而特异性识别同一类型的pMHC，启动特异性T细胞应答。

3.参与T细胞在胸腺的分化和发育

T细胞在胸腺发育过程中，要经历阳性选择与阴性选择过程，胸腺上皮细胞表面的MHC分子是参与阳性和阴性选择的关键分子。凡与胸腺上皮细胞表面MHCⅠ类/MHCⅡ类分子以适度亲和力结合者，分别分化为CD8/CD4单阳性T细胞，反之发生凋亡而被清除，此即阳性选择。进入胸腺髓质的单阳性T细胞，凡与胸腺巨噬细胞(或DC)表面自身抗原肽-MHC分子复合物结合者，即发生凋亡。由此，自身反应性T细胞被清除，从而建立中枢性免疫耐受，此即阴性选择(详见第九章)。

4.参与免疫应答的遗传控制

由于MHC具有高度多态性，群体中不同个体所携带MHC等位基因型别不同，编码不同MHC分子，其抗原肽结合槽的氨基酸组成和序列、结合槽与特定抗原肽结合的亲和力、抗原肽-MHC分子复合物的结构特征各不相同，由此决定APC对特定抗原的提呈能力以及机体的免疫应答效应各异。

5.参与调节NK细胞活性

NK细胞表面表达控制其杀伤活性的杀伤抑制性受体(killing inhibitory receptor，KIR)，其配体为自身MHCⅠ类分子，可启动抑制性信号，抑制NK细胞活性。正常自身细胞表达MHCⅠ类分子，得以免遭NK细胞杀伤；而肿瘤细胞、某些病毒感染细胞表面MHCⅠ类分子表达减少或缺失，则NK细胞的抑制性信号消失，对NK细胞的杀伤活性敏感(详见第九章)。