주요 조직적합성 복합체와 항원 제시

주요 조직적합성 복합체(MHC)는 고도로 다형성인 유전자들의 집합체로, 그 산물들은 세포 표면에 짧은 펩타이드 조각들을 전시하여 T 림프구의 검사를 받게 합니다. 인간의 경우 이 유전자좌를 인간 백혈구 항원(HLA) 시스템이라고 부릅니다. MHC 분자는 세포 내부와 외부에서 유래한 펩타이드를 제시함으로써 적응 면역 체계가 건강한 자기 세포를 감염되거나 변형되거나 외부에서 유입된 세포와 구별할 수 있도록 하며, T 세포가 자기 MHC의 맥락에서만 항원을 인식한다는 발견의 기초가 되었습니다.

Definition

주요 조직적합성 복합체는 세포 표면 당단백질(MHC class I 및 class II)을 암호화하는 유전체 영역으로, 펩타이드 항원을 결합하고 이를 T 세포 수용체에 제시하여 MHC 제한 T 세포 인식의 분자적 기반을 제공합니다.

Scope

이 영역은 독자에게 두 가지 주요 MHC 분자 계열과 이들을 로딩하는 항원 제시 경로, 유전자좌의 유전학 및 극심한 다형성, 그리고 펩타이드를 생성하는 처리 기구(프로테아좀, TAP, 엔도솜 프로테아제)에 대해 안내합니다. MHC를 면역학의 참조 주제로 다루며, 구조, 기능, 유전학 및 처리를 포함합니다. 이는 이식 또는 임상 지침이 아닙니다.

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

• MHC class I 및 class II 분자는 어떻게 제시하는 펩타이드를 획득하는가?
• MHC 유전자좌가 인간 유전체에서 가장 다형성인 영역인 이유는 무엇이며, 그 다양성을 유지하는 요인은 무엇인가?
• T 세포가 MHC 제한적이라는 것은 무엇을 의미하는가?
• 항원 처리 경로는 어떻게 각 MHC 계열에 펩타이드를 공급하는가?

Key concepts

• MHC class I 및 class II 분자
• 펩타이드 결합 홈
• T 세포 인식의 MHC 제한
• 인간 백혈구 항원(HLA) 시스템
• 다형성 및 공동 우성 발현
• 내인성 대 외인성 항원 경로
• 항원 제시 세포

Key theories

MHC 제한

Zinkernagel과 Doherty는 세포독성 T 세포가 T 세포가 성숙한 것과 동일한 MHC 대립유전자에 의해 제시될 때만 바이러스 항원을 인식한다는 것을 보여주었으며, 이는 T 세포 인식이 자유 항원을 직접 겨냥하는 것이 아니라 자기 MHC에 의해 제한된다는 것을 확립했습니다.

Mechanisms

MHC class I 분자는 소포체에서 조립되며 주로 프로테아좀에 의해 세포질에서 생성되고 TAP에 의해 운반된 펩타이드를 로딩합니다. 이들은 CD8+ T 세포에 제시되며 거의 모든 유핵 세포에 발현됩니다. MHC class II 분자는 세포 외부에서 포획된 단백질로부터 유래한 펩타이드를 엔도솜 구획에서 로딩하며 CD4+ T 세포에 제시되고, 발현은 주로 전문 항원 제시 세포에 제한됩니다. 각 분자는 다형성 잔기에 의해 형성된 홈에 단일 펩타이드를 운반하므로, 개인이 제시할 수 있는 펩타이드 세트는 그들이 물려받은 HLA 대립유전자에 의해 결정됩니다. Neefjes와 동료들은 두 경로가 세포 내에서 어떻게 통합되는지 설명하며, 펩타이드 전시의 구조적 기반은 최초의 MHC 결정 구조에 의해 확립되었습니다.

Clinical relevance

MHC 유전자는 이식 적합성, 많은 자가면역 및 감염성 질환 연관성, 그리고 백신과 종양이 T 세포에 의해 인식되는 방식에 핵심적입니다. 여기에 설명된 관계는 HLA 유형이 적합성과 질병 감수성에 왜 중요한지 설명합니다. 이는 면역 인식에 대한 교육적 배경이며, 개별 진단, 유형 결정 또는 치료의 근거가 아닙니다.

Evidence & guidelines

개념적 틀은 주요 면역학 리뷰 및 교과서에 통합된 획기적인 실험 및 구조 연구(MHC 제한 실험 및 class I 및 class II 분자의 첫 번째 결정 구조)에 기반을 둡니다. 이들은 임상적 권장 사항보다는 확립된 생물학적 사실을 설명합니다.

History

MHC는 20세기 중반 이식 유전학을 통해 처음 인식되었으며, 조직 거부 항원이 단일 복합 유전자좌에 매핑되었습니다. Zinkernagel과 Doherty의 1974년 실험은 T 세포 인식을 중심으로 그 기능을 재정의하여, 항원이 자기 MHC의 맥락에서 인식된다는 것을 보여주었고, 이 발견은 나중에 노벨상으로 인정받았습니다. HLA-A2(Bjorkman et al., 1987) 및 HLA-DR1(Brown et al., 1993)의 결정 구조는 펩타이드 결합 홈을 밝혀내고 제시 및 다형성의 분자적 논리를 설명했습니다.

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

MHC와 HLA의 차이점은 무엇인가요?

MHC(주요 조직적합성 복합체)는 종을 아울러 유전자 복합체와 그 산물에 대한 일반적인 용어이며, HLA(인간 백혈구 항원)는 특히 인간 MHC에 대한 명칭입니다.

MHC 분자가 면역 체계에 왜 중요한가요?

이들은 세포 표면에 펩타이드 조각을 전시하여 T 세포가 세포가 어떤 단백질을 만들고 있거나 흡수했는지 조사할 수 있도록 합니다. 이것이 적응 면역 체계가 감염되거나 비정상적이거나 외부에서 유입된 세포를 감지하는 방식입니다.