Kompleks Histokompatibilitas Mayor dan Presentasi Antigen

Kompleks histokompatibilitas mayor (MHC) adalah gugusan gen yang sangat polimorfik yang produknya menampilkan fragmen peptida pendek pada permukaan sel untuk diperiksa oleh limfosit T. Pada manusia, lokus ini disebut sistem antigen leukosit manusia (HLA). Dengan menyajikan peptida yang berasal dari dalam dan luar sel, molekul MHC memungkinkan sistem kekebalan adaptif membedakan sel sehat dari sel yang terinfeksi, bertransformasi, atau asing, dan menjadi dasar penemuan bahwa sel T mengenali antigen hanya dalam konteks MHC diri.

Definition

Kompleks histokompatibilitas mayor adalah wilayah genomik yang mengkode glikoprotein permukaan sel (MHC kelas I dan kelas II) yang mengikat antigen peptida dan menyajikannya ke reseptor sel T, menyediakan dasar molekuler pengenalan sel T yang dibatasi MHC.

Scope

Area ini mengarahkan pembaca pada dua kelas utama molekul MHC dan jalur presentasi antigen yang memuatnya, genetika dan polimorfisme ekstrem lokus, serta mesin pemrosesan (proteasom, TAP, protease endosomal) yang menghasilkan peptida. Ini memperlakukan MHC sebagai topik referensi dalam imunologi, meliputi struktur, fungsi, genetika, dan pemrosesan; ini bukan transplantasi atau panduan klinis.

Sub-topics

• Antigen Processing: Proteasomal and Endosomal Pathways
• MHC Class I Molecules and Antigen Presentation Pathways
• MHC Class II Molecules and Presentation to CD4+ Cells
• MHC Genetics, Polymorphism, and Disease Association

Core questions

• Bagaimana molekul MHC kelas I dan kelas II memperoleh peptida yang mereka tampilkan?
• Mengapa lokus MHC merupakan wilayah paling polimorfik dari genom manusia, dan apa yang mempertahankan keragaman itu?
• Apa artinya bagi sel T untuk dibatasi oleh MHC?
• Bagaimana jalur pemrosesan antigen memasukkan peptida ke setiap kelas MHC?

Key concepts

• Molekul MHC kelas I dan kelas II
• Alur pengikat peptida
• Pembatasan MHC pada pengenalan sel T
• Sistem antigen leukosit manusia (HLA)
• Polimorfisme dan ekspresi kodominan
• Jalur antigen endogen versus eksogen
• Sel penyaji antigen

Key theories

Pembatasan MHC

Zinkernagel dan Doherty menunjukkan bahwa sel T sitotoksik mengenali antigen virus hanya ketika disajikan oleh alel MHC yang sama dengan tempat sel T matang, menetapkan bahwa pengenalan sel T dibatasi oleh MHC diri daripada diarahkan pada antigen bebas.

Mechanisms

Molekul MHC kelas I berkumpul di retikulum endoplasma dan dimuat terutama dengan peptida yang dihasilkan di sitosol oleh proteasom dan diangkut oleh TAP; mereka menyajikan ke sel T CD8+ dan diekspresikan pada hampir semua sel berinti. Molekul MHC kelas II dimuat dalam kompartemen endosomal dengan peptida dari protein yang ditangkap dari luar sel dan menyajikan ke sel T CD4+, dengan ekspresi sebagian besar terbatas pada sel penyaji antigen profesional. Setiap molekul membawa satu peptida dalam alur yang dibentuk oleh residu polimorfik, sehingga kumpulan peptida yang dapat disajikan oleh individu dibentuk oleh alel HLA yang diwarisi. Neefjes dan rekan-rekannya menjelaskan bagaimana kedua jalur terintegrasi di dalam sel, dan dasar struktural tampilan peptida ditetapkan oleh struktur kristal MHC pertama.

Clinical relevance

Gen MHC sangat penting untuk pencocokan transplantasi, untuk banyak asosiasi penyakit autoimun dan infeksi, dan untuk bagaimana vaksin dan tumor dikenali oleh sel T. Hubungan yang dijelaskan di sini menjelaskan mengapa tipe HLA penting untuk kompatibilitas dan kerentanan penyakit; ini adalah latar belakang pendidikan tentang pengenalan kekebalan dan bukan dasar untuk diagnosis individu, keputusan penentuan tipe, atau pengobatan.

Evidence & guidelines

Kerangka konseptual ini didasarkan pada karya eksperimental dan struktural penting (eksperimen pembatasan MHC dan struktur kristal pertama molekul kelas I dan kelas II) yang dikonsolidasikan dalam tinjauan dan buku teks imunologi utama. Ini menjelaskan biologi yang sudah mapan daripada rekomendasi klinis.

History

MHC pertama kali dikenali melalui genetika transplantasi pada pertengahan abad kedua puluh, ketika antigen penolakan jaringan dipetakan ke lokus kompleks tunggal. Eksperimen Zinkernagel dan Doherty tahun 1974 membingkai ulang fungsinya seputar pengenalan sel T, menunjukkan bahwa antigen terlihat dalam konteks MHC diri, sebuah temuan yang kemudian diakui dengan Hadiah Nobel. Struktur kristal HLA-A2 (Bjorkman et al., 1987) dan HLA-DR1 (Brown et al., 1993) kemudian mengungkapkan alur pengikat peptida dan menjelaskan logika molekuler presentasi dan polimorfisme.

Key figures

• Rolf Zinkernagel
• Peter Doherty
• Pamela Bjorkman
• Don Wiley
• Jack Strominger
• Jan Klein

Seminal works

• zinkernagel-1974
• bjorkman-1987
• neefjes-2011
• trowsdale-2013

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara MHC dan HLA?

MHC (kompleks histokompatibilitas mayor) adalah istilah umum untuk kompleks gen dan produknya di seluruh spesies; HLA (antigen leukosit manusia) adalah nama khusus untuk MHC manusia.

Mengapa molekul MHC penting bagi sistem kekebalan tubuh?

Mereka menampilkan fragmen peptida pada permukaan sel sehingga sel T dapat mengamati protein apa yang dibuat atau diambil oleh sel, yang merupakan cara sistem kekebalan adaptif mendeteksi sel yang terinfeksi, abnormal, atau asing.