โมเลกุล MHC Class II และการนำเสนอต่อเซลล์ CD4+

โมเลกุล MHC class II แสดงเปปไทด์ที่ได้มาจากโปรตีนที่รับมาจากภายนอกเซลล์ และนำเสนอต่อเซลล์ T ตัวช่วย CD4+ การแสดงออกของโมเลกุลเหล่านี้ส่วนใหญ่จำกัดอยู่ในเซลล์นำเสนอแอนติเจนแบบมืออาชีพ เช่น เซลล์เดนไดรต์, แมคโครฟาจ และเซลล์ B โดยผ่านการนำเสนอแบบ class II ระบบภูมิคุ้มกันจะสร้างและประสานงานการตอบสนองต่อเชื้อโรคภายนอกเซลล์ และจัดระเบียบการช่วยเหลือในการผลิตแอนติบอดี

Definition

โมเลกุล MHC class II เป็นเฮเทอโรไดเมอร์ของสายโซ่ทรานส์เมมเบรนที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรมสองสาย (อัลฟาและเบต้า) ซึ่งจับกับเปปไทด์ในร่องที่มีปลายเปิดทั้งสองข้าง และนำเสนอเปปไทด์เหล่านั้น โดยทั่วไปบนเซลล์นำเสนอแอนติเจนแบบมืออาชีพ ไปยังเซลล์ T CD4+

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมโครงสร้างของเฮเทอโรไดเมอร์ class II, ร่องจับเปปไทด์แบบปลายเปิด, วิถีการบรรจุในเอนโดโซมที่เกี่ยวข้องกับสายโซ่ invariant และ HLA-DM, และการนำเสนอต่อเซลล์ T CD4+ นี่คือเอกสารอ้างอิงเกี่ยวกับภูมิคุ้มกันวิทยาระดับโมเลกุล ไม่ใช่แนวทางทางคลินิกหรือการปลูกถ่าย

Core questions

• ร่อง class II แบบปลายเปิดแตกต่างจากร่อง class I แบบปิดอย่างไร?
• เซลล์ใดบ้างที่แสดงออก MHC class II และเพราะเหตุใด?
• สายโซ่ invariant และ HLA-DM ควบคุมการบรรจุเปปไทด์ class II อย่างไร?
• การนำเสนอ class II ต่อเซลล์ T CD4+ มีผลต่อการตอบสนองของเซลล์ตัวช่วยอย่างไร?

Key concepts

• เฮเทอโรไดเมอร์ของสายโซ่อัลฟาและเบต้า
• ร่องจับเปปไทด์แบบปลายเปิด
• วิถีแอนติเจนภายนอกเซลล์ (เอนโดโซม)
• สายโซ่ invariant (Ii) และ CLIP
• การแก้ไขเปปไทด์ที่เร่งปฏิกิริยาโดย HLA-DM
• เซลล์นำเสนอแอนติเจนแบบมืออาชีพ
• การจดจำโดยเซลล์ T ตัวช่วย CD4+

Mechanisms

สายโซ่อัลฟาและเบต้าของ class II แต่ละสายมีส่วนร่วมในโดเมนที่อยู่ห่างจากเมมเบรนหนึ่งโดเมนเพื่อสร้างร่องที่มีปลายเปิดทั้งสองข้าง ทำให้สามารถจับกับเปปไทด์ที่ยาวกว่าได้ (มักจะ 13-25 หน่วย) ซึ่งยื่นออกไปนอกร่อง โมเลกุล class II ที่ประกอบขึ้นใหม่จะถูกครอบครองโดยสายโซ่ invariant ซึ่งจะป้องกันการบรรจุเปปไทด์ก่อนเวลาอันควรและนำโมเลกุลไปยังส่วนประกอบของเอนโดโซม ที่นั่นสายโซ่ invariant จะถูกย่อยสลายเป็นส่วนที่เหลือ (CLIP) และชาเปอโรน HLA-DM จะเร่งปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน CLIP กับเปปไทด์แอนติเจนที่มีความจำเพาะสูงที่สร้างขึ้นจากโปรตีนที่ถูกนำเข้าสู่เซลล์ด้วยกระบวนการเอนโดไซโทซิส โมเลกุลที่บรรจุแล้วจะไปถึงพื้นผิวเพื่อให้เซลล์ T CD4+ ตรวจสอบ โครงสร้างผลึกของ HLA-DR1 ในปี 1993 ได้สร้างสถาปัตยกรรมร่องเปิด และบทความทบทวนได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับวิถีการบรรจุในเอนโดโซมและบทบาทสำคัญของเซลล์เดนไดรต์ในฐานะผู้เสนอ

Clinical relevance

การนำเสนอแบบ Class II เป็นพื้นฐานของการตอบสนองของเซลล์ T ตัวช่วย CD4+, การผลิตแอนติบอดี และความสัมพันธ์ระหว่าง HLA กับโรคหลายชนิด และเป็นหัวใจสำคัญของวิธีที่เซลล์เดนไดรต์เริ่มต้นภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว ข้อมูลนี้เป็นพื้นฐานทางการศึกษาเกี่ยวกับวิถีดังกล่าว และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยรายบุคคล การตัดสินใจในการพิมพ์ HLA หรือการรักษา

Evidence & guidelines

เนื้อหาเกี่ยวกับโครงสร้างและวิถีอาศัยการศึกษาผลึกวิทยาที่สำคัญและบทความทบทวนทางภูมิคุ้มกันวิทยาที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ ซึ่งอธิบายชีววิทยาของเซลล์ที่เป็นที่ยอมรับ แทนที่จะเป็นแนวทางทางคลินิก

History

โมเลกุล Class II เดิมถูกกำหนดโดยบทบาทของพวกมันในผลกระทบของยีนตอบสนองทางภูมิคุ้มกันและในการกระตุ้นเซลล์ T ตัวช่วย โครงสร้าง HLA-DR1 ในปี 1993 โดย Brown และคณะ ได้เปิดเผยร่องปลายเปิดที่แยกความแตกต่างระหว่าง class II กับ class I และอธิบายเปปไทด์ที่ยาวกว่าที่มันนำเสนอ งานวิจัยเกี่ยวกับสายโซ่ invariant และ HLA-DM ได้ชี้แจงในภายหลังว่า class II ถูกบรรจุในวิถีเอนโดโซมอย่างไร ในขณะที่การศึกษาเซลล์เดนไดรต์ได้ยืนยันความสำคัญของพวกมันในฐานะเซลล์นำเสนอแอนติเจน

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

เซลล์ใดบ้างที่แสดงออก MHC class II?

Class II ส่วนใหญ่แสดงออกโดยเซลล์นำเสนอแอนติเจนแบบมืออาชีพ เช่น เซลล์เดนไดรต์, แมคโครฟาจ และเซลล์ B แม้ว่าการแสดงออกของมันอาจถูกกระตุ้นในเซลล์ชนิดอื่นได้ด้วยสัญญาณการอักเสบ

เหตุใด class II จึงสามารถนำเสนอเปปไทด์ที่ยาวกว่า class I ได้?

ร่องจับเปปไทด์ของ class II มีปลายเปิดทั้งสองข้าง ทำให้เปปไทด์สามารถยื่นออกไปนอกร่องได้ ซึ่งช่วยให้สามารถรองรับชิ้นส่วนที่ยาวกว่าร่อง class I แบบปิดได้