適応免疫(特異性、記憶、多様性、自己/非自己識別)の重要な要素を係合することができるようにするためには、抗原を処理し、免疫細胞に提示する必要があります。 抗原提示は、MHCクラスi分子、および抗原提示細胞(Apc)および特定の他の細胞の表面上に見出されるクラスII分子によって媒介される。,MHCクラスIおよびクラスII分子は機能が類似しており、短いペプチドを細胞表面に送達し、これらのペプチドをそれぞれCD8+(細胞傷害性)およびCD4+(ヘ 相違はペプチドが異なった源から起きることです–MHCのクラスIのための内因性、または細胞内、およびMHCのクラスIIのための外因性、または細胞外。 内因性抗原は、それらがオートファジーによって分解されると、MHCクラスIIによっても提示され得る。,

図1. MHCクラスi抗原提示経路。

MHCクラスI提示

MHCクラスI分子は、すべての有核細胞によって発現される。 MHCクラスI分子は小胞体(ER)に組み立てられ、多形重鎖とβ2–ミクログロブリンと呼ばれる鎖の二つのタイプの鎖からなる。 重鎖は、β2-ミクログロブリンとの会合の前に、シャペロンカルネキシンによって安定化される。, ペプチドなしで、これらの分子はシャペロン蛋白質によって安定します:calreticulin、Erp57、蛋白質のジスルフィドのisomerase(PDI)およびtapasin。 TAP、タパシン、MHCクラスI、ERp57、カルレチクリンの複合体は、ペプチド負荷複合体(PLC)と呼ばれています。 タパシンは、ペプチドを細胞質から小胞体に移動させる輸送タンパク質TAP(抗原提示に関連するトランスポーター)と相互作用する。 ERに入る前に、ペプチドは、ウイルス起源または自己起源であり得るタンパク質の分解に由来する。, タンパク質の分解は、細胞質および核プロテアソームによって媒介され、得られたペプチドは、TAPによってERに移動される。 TAPは8-16アミノ酸のペプチドを翻訳し、MHCのクラスIの分子に結合する前にERの付加的なトリミングを要求するかもしれません。 これはおそらく、抗原処理に関連するERアミノペプチダーゼ(ERAAP)の存在によるものである。,

タンパク質の30–70%が合成後直ちに分解されることに留意すべきである(それらは滴り欠損リボソーム産物と呼ばれ、転写または翻訳の欠陥の結果である)。 このプロセスにより、ウイルスペプチドを非常に迅速に提示することができます–例えば、インフルエンザウイルスは感染後約1.5時間T細胞によ ペプチドがMHCクラスi分子に結合すると、シャペロンが放出され、ペプチド–MHCクラスi複合体は細胞表面に提示するためにERを離れる。, いくつかの場合において、ペプチドはMHCクラスiとの会合に失敗し、それらは分解のためにサイトゾルに戻されなければならない。 いくつかのMHCクラスI分子はペプチドに結合することはなく、ER-associated protein degradation(ERAD)システムによっても分解されます。

MHCクラスIプレゼンテーションのためのペプチドを生成する異なるプロテアソームがあります:ほとんどの細胞によって発現される26Sプロテアソーム、多くの免疫細胞によって発現される免疫プロテアソーム、および胸腺上皮細胞によって発現される胸腺特theプロテアソーム。,

抗原提示

単一細胞の表面において、MHCクラスI分子は、最大10,000個のタンパク質の発現レベルの読み出しを提供する。 この配列は細胞傷害性Tリンパ球およびナチュラルキラーの細胞によって解釈され、それらがセルの中のでき事を監視し、伝染および腫瘍形成を検出するようにする。細胞表面におけるMHCクラスi複合体は、時間が経過するにつれて解離し得、重鎖を内部化することができる。 MHCクラスi分子がエンドソームに内在化されると、それらはMHCクラスII提示経路に入る。, MHCクラスI分子のいくつかはリサイクルされ、交差提示と呼ばれるプロセスの一部としてエンドソームペプチドを提示することができる。MHC i分子を介した抗原提示の通常のプロセスは、T細胞受容体とMHCクラスi分子に結合したペプチドとの間の相互作用に基づく。 また、T細胞表面上のCD8+分子とMHCクラスI分子上の非ペプチド結合領域との間に相互作用が存在する。 したがって、MHCクラスIとの複合体で提示されるペプチドは、CD8+T細胞によってのみ認識することができる。, この相互作用は、いわゆる”三信号活性化モデル”の一部であり、実際には最初の信号を表しています。 次のシグナルは、APC上のCD80/86とT細胞表面上のCD28との間の相互作用であり、続いて第三のシグナル、すなわちAPCによるサイトカインの産生であり、t細胞を完全に活性化して特定の応答を提供する。

MHCクラスI多型

ヒトMHCクラスI分子は、一連の遺伝子–HLA-A、HLA-BおよびHLA-Cによってコードされる(HLAは”ヒト白血球抗原”を表し、これはほとんどの脊椎動物に見られるMHC分子のヒトに相当するものである)。, これらの遺伝子は高度に多型であり、これは、各個体が自身のHLA対立遺伝子セットを有することを意味する。 これらの多型の結果は、異なる個体においてMHCクラスiに結合することができるペプチドの高い多様性から生じ得る、感染および自己免疫疾患に対す また、MHCクラスi多型は、ドナーとレシピエントとの間に完全な組織一致を有することを事実上不可能にし、したがって移植片拒絶の原因となる。

図2., MHCクラスII抗原提示経路

MHCクラスII提示

MHCクラスII分子は、樹状細胞(DC)、マクロファージおよびB細胞などのApcによって発現される(IFNy刺激下では、間葉系間質細胞、線維芽細胞および内皮細胞によって、ならびに上皮細胞および腸グリア細胞によって発現される)。 MHCクラスII分子は、エンドサイトーシス経路で分解されたタンパク質に由来するペプチドに結合する。 MHCクラスII複合体は、ER中に組み立てられ、不変鎖(Ii)によって安定化されるα鎖およびβ鎖からなる。, MHCクラスIIおよびIiの複合体は、ゴルジ体を通ってMHCクラスII区画(MIIC)と称される区画に輸送される。 Phが酸性であるため、プロテアーゼカテプシンSとカテプシンLが活性化されIiが消化され、MHCクラスIIのペプチド結合溝に残ったクラスII関連Iiペプチド(CLIP)が残り、その後、エンドソーム経路で分解されたタンパク質由来の抗原ペプチドと交換される。 このプロセスは、シャペロンHLA-DMを必要とし、B細胞の場合はHLA-DO分子を必要とする。, その後、外来ペプチドをロードしたMHCクラスII分子は細胞膜に輸送され、その貨物はCD4+T細胞に提示される。 その後、MHCクラスII分子による抗原提示のプロセスは、基本的に、MHCクラスi提示の場合と同じパターンに従う。MHCクラスiとは対照的に、MHCクラスII分子は原形質膜で解離しない。 MHCクラスII分解を制御するメカニズムはまだ確立されていないが、MHCクラスII分子はユビキタス化され、エンドサイトーシス経路に内在化することができる。,

MHCクラスII多型

MHCクラスI重鎖と同様に、ヒトMHCクラスII分子は、hla-DR、HLA-DQおよびHLA-DPの三つの多型遺伝子によってコードされる。 異なるMHCクラスII対立遺伝子は、おそらくそれらが存在するペプチドのために、いくつかの自己免疫疾患の遺伝マーカーとして使用することができる。