MHC I类分子与抗原呈递途径

MHC I类分子是细胞表面糖蛋白，几乎在所有有核细胞上表达，主要展示细胞内合成的蛋白质衍生的肽。通过将这些内源性肽呈递给CD8+细胞毒性T细胞，它们使免疫系统能够检测被病毒感染或已发生异常的细胞。I类分子由多态性重链与不变的β2-微球蛋白配对组成。

Definition

MHC I类分子是由多态性跨膜重链和β2-微球蛋白组成的异二聚体，它在一个封闭的凹槽中结合短肽（通常为8-10个残基），并将其呈递到细胞表面给CD8+ T细胞。

Scope

本主题涵盖MHC I类分子的结构、肽结合槽、胞质（内源性）加载途径以及I类分子在CD8+ T细胞监视中的作用。这是一份关于分子免疫学的教育性参考资料，不涉及临床分型或治疗。

Core questions

• I类分子的封闭肽结合槽是如何构建的，为什么它偏爱短肽？
• I类分子呈递的肽来自哪里？
• I类分子呈递如何使CD8+ T细胞检测细胞内感染？
• β2-微球蛋白在I类分子组装和稳定性中扮演什么角色？

Key concepts

• 重链和β2-微球蛋白
• 封闭的肽结合槽
• 内源性（胞质）抗原途径
• 蛋白酶体和TAP依赖的肽供应
• 肽加载复合物
• CD8+细胞毒性T细胞识别
• 在有核细胞上的普遍表达

Mechanisms

I类重链折叠成三个胞外结构域；膜远端的α1和α2结构域形成一个两端封闭的凹槽，这限制了结合肽的长度，使其大致为8-10个残基，并锚定在其末端。β2-微球蛋白非共价结合以稳定折叠。肽在细胞质中产生，主要由蛋白酶体生成，并通过抗原加工相关转运蛋白（TAP）泵入内质网，在那里肽加载复合物协助稳定肽-MHC的组装。加载后的分子转运到细胞表面，CD8+ T细胞可以通过其T细胞受体和CD8共受体与之结合。HLA-A2的第一个晶体结构揭示了这个凹槽和结合肽的密度，并且综述将供应途径与I类分子的组装整合起来。

Clinical relevance

I类呈递是细胞毒性T细胞对病毒和肿瘤反应的基础，并与移植、病毒免疫逃逸和肿瘤免疫学相关。本条目旨在教育目的解释分子途径，并非个体诊断或治疗决策的依据。

Evidence & guidelines

此处总结的结构和途径知识来源于里程碑式的晶体学研究以及描述已确立细胞生物学而非临床指南的同行评审免疫学综述和教科书。

History

I类分子最初被定义为移植抗原，随后通过20世纪70年代的MHC限制性实验与细胞毒性T细胞识别联系起来。1987年Bjorkman及其同事对HLA-A2的晶体结构解析是一个转折点，直接展示了肽结合槽，并解释了单一折叠如何呈递大量多样的肽。随后的工作描绘了供应凹槽的蛋白酶体-TAP-肽加载复合物途径。

Key figures

• Pamela Bjorkman
• Don Wiley
• Jack Strominger
• Peter Cresswell

Seminal works

• bjorkman-1987
• neefjes-2011
• blum-2013

Frequently asked questions

哪些细胞表达MHC I类分子？

几乎所有有核细胞都表达MHC I类分子，这使得免疫系统能够监测体内几乎所有细胞的内部蛋白质含量。

为什么I类肽是短的？

I类肽结合槽两端封闭，因此它在末端锚定肽，只能容纳短片段，通常约为8-10个氨基酸。