主要組織相容性複合體

主要組織相容性複合體
主要組織相容性複合體
鑑定
標誌	HLA
InterPro（英語：InterPro）	IPR001039
膜蛋白數據庫（英語：Membranome）	63

主要組織相容性複合體（major histocompatibility complex，MHC），又稱主要組織相容性複合基因，是存在於大部分脊椎動物基因組中的一個基因家族，由一群緊密連鎖的基因群組成，呈高度多態性，其編碼產物（主要組織相容性抗原）是抗原提呈和T細胞活化分子，與免疫應答及免疫調節密切相關，也是引起快而強的排斥反應的抗原；其中人類的MHC醣蛋白，又稱為人類白血球抗原（英語：human leukocyte antigen，簡稱HLA）。

MHC基因家族分為三個亞群，分別編碼出三類分子：MHC I類分子、MHC II類分子、MHC III類分子。第一類MHC處理細胞內部產生的蛋白質（例如被病毒感染的細胞產生的病毒蛋白）；第二類MHC處理細胞吞入的外源性蛋白質（例如巨噬細胞吞噬的病原體）；第三類MHC主要由肝細胞與巨噬細胞產生，功能並不完全了解。

人體MHC基因區位於6號染色體短臂上（從 6p22.1 到 6p21.3），由包含224個基因，跨越360萬個鹼基對組成，包括一系列緊密連鎖的基因座，是目前已知的人類染色體中基因密度最高，也是多態性最為豐富的區域，故有「人類體內的化學指紋」之稱。MHC與人類的免疫系統功能密切相關，其中部分基因編碼細胞表面抗原，成為每個人的細胞不可混淆的「特徵」，是免疫系統區分本身和異體物質的基礎。

MHC發現史

主要組織相容性基因複合體最早在近交系小鼠（inbred mice strains）中發現，克拉倫斯·庫克·利特爾在做腫瘤組織移植實驗時發現不同小鼠個體間會有排異反應^[1]。喬治·斯內爾將移植時引起排異的抗原命名為組織相容性抗原，並指出了H-2複合體就是小鼠的主要組織相容性複合體，這是最早發現的MHC基因座^[2]。因其貢獻，斯內爾獲得了1980年的諾貝爾生理醫學獎。

進化與物種分佈

大多數哺乳動物的MHC變異與人類似，一樣具有豐富的多基因性和多態性，不同動物物種的MHC名稱如下：

物種	代號	MHC名稱
小鼠	H2	histocompatibility system 2
大鼠	RT1	AgB
人類	HLA	human leukocyte antigen
兔	RLA	rabbit leukocyte antigen
豚鼠	GPLA	guinea pig leukocyte antigen
家豬	SLA	sus domesticus leukocyte antigen
猴	RhLA	rhesus macaque leukocyte antigen
狗	DLA	dog leukocyte antigen（英語：dog leukocyte antigen）

分類

根據基因的位置和功能，主要組織相容性複合體分為三類。

第一類主要組織相容性複合體

第一類主要組織相容性複合體（MHC I類分子）由一個跨越細胞膜的α鏈和一個連在這個鏈上的、細胞外的β2微球蛋白組成。整個分子由四個區組成，其中三個區位於α鏈上（α1-α3），β2微球蛋白組成第四個區。分子位於細胞外的部分（α1和α2）組成一個凹坑，肽可以粘在這個凹坑裏。粘在這裏的肽一般是在蛋白酶體里被拆除的蛋白質的殘片。免疫細胞（比如CD8+-T細胞）可以檢驗這些被粘在細胞表面的肽來區分自身和外來的細胞。在人類，第一類MHC又稱第一型人類白細胞抗原分子，在幾乎所有有核細胞表面均有分佈。這些分子又可以細分為HLA-A、HLA-B和HLA-C。

第一類MHC分子可以提供一般細胞內的一些狀況（呈現該細胞製造中蛋白質的片段），比如該細胞遭受病毒感染，則相病毒外膜碎片之氨基酸鏈（peptide）透過MHCⅠ呈現在細胞外側，可以供胞毒T細胞（CD8+ cytotoxic T cells）等辨識，以進行專一性的胞殺作用。

第二類主要組織相容性複合體

第二類主要組織相容性複合體（MHC II類分子）由一個α鏈和一個β鏈組成，兩個鏈都穿過整個細胞膜。在細胞外這個分子有四個區（α1、α2、β1和β2），其中α1和β1組成一個凹坑。第二型主要組織相容性複合體比第一型主要組織相容性複合體稍大些。只位於專職抗原呈遞細胞（antigen-presenting cell，APC）上，如巨噬細胞、B細胞、已活化的T細胞、樹突細胞和某種上皮細胞（皺壁上皮細胞，M細胞）。在巨噬過程中被溶酶體分解的蛋白質的肽被粘在第二型主要組織相容性複合體的結合位中。這個型的分子又可以下分為HLA-DP、HLA-DQ、HLA-DR、HLA-DN和HLA-DO。

這類提供則是細胞外部的情況，像是組織中有細菌侵入，則巨噬細胞進行吞食後，把細菌碎片利用MHCⅡ提示給輔助T細胞（CD4+ T helper cells）辨識，啟動專一性免疫反應。

第三類主要組織相容性複合體

第三類主要組織相容性複合體（MHC III類分子）的基因位於前兩類之間，其分子主要參與補體系統。

參考文獻

^ Little CC 1941, "The genetics of tumor transplantation", pp 279–309, in Biology of the Laboratory Mouse, ed by Snell GD, New York: Dover.
^ Snell GD & Higgins GF 1951, "Alleles at the histocompatibility-2 locus in the mouse as determined by tumor transplantation", Genetics 36:306–310

參考文獻

Daniel M. Davis, The Compatibility Gene, London, Penguin Books, 2014 (ISBN 978-0-241-95675-5).

外部連結

醫學主題詞表（MeSH）：Major+Histocompatibility+Complex
分子特徵（德語在線書籍，2009年）（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）（德文）
NetMHC 3.0 server（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） — 預測與肽結合有關的多個不同的MHC（HLA）基因對
T細胞群（加利福尼亞州立大學）

[1] Little CC 1941, "The genetics of tumor transplantation", pp 279–309, in Biology of the Laboratory Mouse, ed by Snell GD, New York: Dover.

[2] Snell GD & Higgins GF 1951, "Alleles at the histocompatibility-2 locus in the mouse as determined by tumor transplantation", Genetics 36:306–310

[1]

[2]