MHC-Klasse-II-Moleküle und Präsentation an CD4+-Zellen

MHC-Klasse-II-Moleküle präsentieren Peptide, die von Proteinen stammen, die von außerhalb der Zelle aufgenommen wurden, und stellen diese CD4+-Helfer-T-Zellen vor. Ihre Expression ist weitgehend auf professionelle antigenpräsentierende Zellen wie dendritische Zellen, Makrophagen und B-Zellen beschränkt. Durch die Klasse-II-Präsentation baut das Immunsystem Reaktionen gegen extrazelluläre Pathogene auf und koordiniert diese, und es orchestriert die Unterstützung der Antikörperproduktion.

Definition

Ein MHC-Klasse-II-Molekül ist ein Heterodimer aus zwei polymorphen Transmembranketten (alpha und beta), das Peptide in einer an beiden Enden offenen Furche bindet und diese, typischerweise auf professionellen antigenpräsentierenden Zellen, CD4+-T-Zellen präsentiert.

Scope

Dieses Thema behandelt die Struktur des Klasse-II-Heterodimers, seine an beiden Enden offene Peptidbindungsfurche, den endosomalen Beladungsweg unter Beteiligung der invarianten Kette und von HLA-DM sowie die Präsentation an CD4+-T-Zellen. Es handelt sich um Referenzmaterial zur molekularen Immunologie, nicht um klinische oder Transplantationsrichtlinien.

Core questions

• Wie unterscheidet sich die an beiden Enden offene Klasse-II-Furche von der geschlossenen Klasse-I-Furche?
• Welche Zellen exprimieren MHC-Klasse II und warum?
• Wie steuern die invariante Kette und HLA-DM die Peptidbeladung der Klasse II?
• Wie prägt die Klasse-II-Präsentation an CD4+-T-Zellen die Helferantworten?

Key concepts

• Alpha- und Beta-Ketten-Heterodimer
• An beiden Enden offene Peptidbindungsfurche
• Exogener (endosomaler) Antigenweg
• Invariante Kette (Ii) und CLIP
• HLA-DM-katalysierte Peptidbearbeitung
• Professionelle antigenpräsentierende Zellen
• CD4+-Helfer-T-Zell-Erkennung

Mechanisms

Die Alpha- und Beta-Ketten der Klasse II tragen jeweils eine membrandistale Domäne zu einer Furche bei, die an beiden Enden offen ist, sodass sie längere Peptide (oft 13-25 Reste) binden kann, die über die Furche hinausreichen. Neu assemblierte Klasse-II-Moleküle sind von der invarianten Kette besetzt, die eine vorzeitige Peptidbeladung blockiert und das Molekül in endosomale Kompartimente leitet; dort wird die invariante Kette zu einem Rest (CLIP) abgebaut, und das Chaperon HLA-DM katalysiert den Austausch von CLIP gegen hochaffine antigene Peptide, die aus endozytierten Proteinen generiert werden. Das beladene Molekül erreicht die Oberfläche zur Inspektion durch CD4+-T-Zellen. Die Kristallstruktur von HLA-DR1 aus dem Jahr 1993 etablierte die Architektur der offenen Furche, und Übersichtsartikel beschreiben den endosomalen Beladungsweg und die zentrale Rolle dendritischer Zellen als Präsentatoren.

Clinical relevance

Die Klasse-II-Präsentation liegt CD4+-Helferantworten, der Antikörperproduktion und vielen HLA-Krankheitsassoziationen zugrunde und ist zentral dafür, wie dendritische Zellen die adaptive Immunität initiieren. Dieser Eintrag ist ein Bildungshintergrund zum Signalweg und keine Grundlage für individuelle Diagnosen, HLA-Typisierungsentscheidungen oder Behandlungen.

Evidence & guidelines

Die strukturellen und signalwegbezogenen Inhalte basieren auf wegweisenden kristallographischen Arbeiten und von Fachkollegen begutachteten immunologischen Übersichtsartikeln, die etablierte Zellbiologie beschreiben, und nicht auf klinischen Leitlinien.

History

Klasse-II-Moleküle wurden ursprünglich durch ihre Rolle bei den Effekten von Immunantwortgenen und bei der Stimulierung von Helfer-T-Zellen definiert. Die HLA-DR1-Struktur von Brown und Kollegen aus dem Jahr 1993 enthüllte die an beiden Enden offene Furche, die Klasse II von Klasse I unterscheidet und die längeren Peptide erklärte, die sie präsentiert. Arbeiten zur invarianten Kette und zu HLA-DM klärten anschließend, wie Klasse II im endosomalen Weg beladen wird, während Studien an dendritischen Zellen deren Vorrangstellung als antigenpräsentierende Zellen etablierten.

Key figures

• Don Wiley
• Jack Strominger
• Peter Cresswell
• Ralph Steinman

Seminal works

• brown-1993
• roche-2015
• neefjes-2011

Frequently asked questions

Welche Zellen exprimieren MHC-Klasse II?

Klasse II wird hauptsächlich von professionellen antigenpräsentierenden Zellen wie dendritischen Zellen, Makrophagen und B-Zellen exprimiert, obwohl ihre Expression auf anderen Zelltypen durch entzündliche Signale induziert werden kann.

Warum kann Klasse II längere Peptide präsentieren als Klasse I?

Die Peptidbindungsfurche der Klasse II ist an beiden Enden offen, sodass ein Peptid aus der Furche herausragen kann, wodurch sie längere Fragmente aufnehmen kann als die geschlossene Klasse-I-Furche.