Mhc là gì

Bài viết được viết bởi ThS. Nguyễn Văn Phòng, Tạ Văn Thành - Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ gen Vinmec

Tế bào trình diện kháng nguyên là một nhóm các tế bào đặc biệt có khả năng bắt giữ tế bào, mảnh vỡ tế bào, đoạn peptide có nguồn gốc từ các tác nhân gây bệnh để xử lý và trình diện sản phẩm là kháng nguyên ngoại sinh lên phân tử MHC lớp II. Chúng tham gia vào cả hệ thống miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch đáp ứng. Bên cạnh vai trò kích hoạt tế bào T, tế bào trình diện kháng nguyên cũng tham gia thực hiện nhiều chức năng khác nhau tùy theo tín hiệu kích thích từ cơ thể.

Hầu hết các tế bào có nhân trong cơ thể con người đều có khả năng xử lý và trình diện các kháng nguyên nội sinh [kháng nguyên có nguồn gốc từ bản thân tế bào] lên phức hệ phù hợp tổ chức chính MHC lớp I. Vì vậy, các tế bào trong hệ miễn dịch sẽ phân biệt được tế bào khỏe mạnh với tế bào bất thường.

Tuy nhiên, thuật ngữ tế bào trình diện kháng nguyên [Antigen presenting cell - APC] để chỉ một nhóm các tế bào đặc biệt có khả năng bắt giữ tế bào, mảnh vỡ tế bào, đoạn peptide có nguồn gốc từ các tác nhân gây bệnh để xử lý và trình diện sản phẩm là kháng nguyên ngoại sinh lên phân tử MHC lớp II. Các tế bào T sẽ nhận diện những kháng nguyên được trình diện trên các phân tử MHC thông qua thụ thể tế bào T [TCR] nhờ đó mà kích hoạt các đáp ứng miễn dịch chống lại tác nhân gây bệnh.

Các tế bào trình diện kháng nguyên có nguồn gốc từ tủy xương, phát triển ở nhiều cơ quan lympho như tuyến ức, lách, hạch bạch huyết và phân bố khắp cơ thể. Chúng tham gia vào cả hệ thống miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch đáp ứng. Bên cạnh vai trò kích hoạt tế bào T, tế bào trình diện kháng nguyên cũng tham gia thực hiện nhiều chức năng khác nhau tùy theo tín hiệu kích thích từ cơ thể.

Hình 1. Quá trình bắt giữ, xử lý và trình diện kháng nguyên của tế bào trình diện kháng nguyên

Các tế bào trình diện kháng nguyên được chia thành 3 loại chính gồm: tế bào đuôi gai, đại thực bào và tế bào B. Một số đặc điểm phân loại của các tế bào trình diện kháng nguyên được tổng hợp trong Bảng 1.

Bảng 1. Phân loại các tế bào trình diện kháng nguyên chính

Trong giai đoạn thập niên từ 60 đến 70 của thế kỷ trước, các nghiên cứu về tế bào miễn dịch chủ yếu tập trung vào tế bào lympho và vai trò của chúng đối với sức khỏe con người. Trong giai đoạn này, tế bào trình diện kháng nguyên mới chỉ biết đến là các đại thực bào dùng để kích hoạt các tế bào lympho.

Sau thập niên 70 của thế kỷ trước, các công trình nghiên cứu đã bắt đầu tập trung nhiều hơn vào việc nghiên cứu cơ chế hoạt động của tế bào trình diện kháng nguyên trong quá trình kích hoạt đáp ứng miễn dịch chống lại tác nhân gây bệnh để hiểu rõ hơn về vai trò của chúng trong hệ miễn dịch.

Tế bào đuôi gai được biết đến như một tế bào có khả năng trình diện kháng nguyên mạnh nhất, chức năng chuyên biệt của chúng là xử lý kháng nguyên để trình diện cho các tế bào T thông qua đó thiết lập mối quan hệ giữa phản ứng miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch đáp ứng.

Tế bào đuôi gai chưa trưởng thành sau khi được các cytokine và các phân tử liên quan đến tác nhân gây bệnh như PAMPs [pathogen associated molecular patterns], DAMPs [damage associated molecular patterns] kích hoạt sẽ phát triển để hoàn thiện chức năng trình diện. Trong suốt giai đoạn phát triển, tế bào đuôi gai tăng cường các phản ứng tổng hợp, trao đổi chất, thủy phân và đóng gói kháng nguyên...

Kết quả của quá trình này là sự biểu hiện mật độ cao các phân tử MHC được gắn kháng nguyên và các thụ thể đồng kích thích như B7, CD40 ở tế bào đuôi gai trưởng thành. Tế bào đuôi gai kích hoạt các tế bào T hỗ trợ thông qua 2 tín hiệu: [1] liên kết TCR với kháng nguyên lạ do phân tử MHC lớp II trình diện trên bề mặt tế bào đuôi gai; [2] liên kết các phối tử của tế bào T với các thụ thể đồng kích thích B7 và CD40 trên bề mặt tế bào đuôi gai. Các dạng biệt hóa của tế bào T hỗ trợ được quy định bởi các cytokine kích thích tương ứng: Interleukine-12 kích thích biệt hóa thành Th1, Interleukine-4 và Interleukine-10 kích thích biệt hóa thành Th2... Ngoài khả năng kích hoạt tế bào T hỗ trợ, tế bào đuôi gai còn thể hiện một khả năng rất quan trọng là trình diện chéo kháng nguyên.

Tế bào đuôi gai có thể xử lý và trình diện kháng nguyên ngoại sinh lên trên phân tử MHC lớp I, trong khi các tế bào khác chỉ có thể trình diện kháng nguyên nội sinh. Nhờ khả năng đặc biệt trên, chúng có thể kích hoạt các tế bào T gây độc đang ở trạng thái nghỉ thành trạng thái kích hoạt với khả năng tiêu diệt đặc hiệu các tác nhân gây bệnh.

Hình 2. Cơ chế kích hoạt các tế bào T của tế bào đuôi gai

Một loại tế bào trình diện kháng nguyên khác có vai trò quan trọng là các đại thực bào. Ngoài chức năng tiêu diệt trực tiếp vi khuẩn, kích thích các tế bào miễn dịch, sản xuất các cytokine quan trọng để tăng cường hay điều hòa đáp ứng viêm... thì các đại thực bào còn có khả năng bắt giữ, xử lý và trình diện kháng nguyên lên phân tử MHC lớp II.

Các tế bào bạch cầu đơn nhân [tiền đại thực bào] sẽ được biệt hóa thành những đại thực bào sau khi nhận kích thích từ các cytokine như Interferon Gamma [IFN- γ], cytokine kích thích biệt hóa M-CSF... Tương tự tế bào đuôi gai, sau khi biệt hóa đại thực bào cũng tăng cường biểu hiện phân tử MHC lớp II và các thụ thể đồng kích thích. Vì vậy, các đại thực bào sẽ trình diện kháng nguyên và kích hoạt sau khi bắt gặp các tế bào T hỗ trợ.

Tế bào B cũng được biết đến như một tế bào trình diện kháng nguyên quan trọng trong hệ miễn dịch. Nhờ các thụ thể BCR, TLR có ái lực cao, tế bào B có khả năng hấp thụ kháng nguyên hòa tan hoặc sản phẩm kháng nguyên thích hợp được đại thực bào và tế bào đuôi gai trao đổi. Các kháng nguyên được tế bào B hấp thụ sẽ tiếp tục được xử lý để phân cắt thành các mảnh nhỏ hơn, sau đó chúng được lắp ghép với phân tử MHC lớp II và trình diện lên bề mặt tế bào.

Tế bào B trình diện kháng nguyên cho tế bào T hỗ trợ, giúp tế bào này biệt hóa để quay lại kích hoạt chính tế bào B trở thành tế bào plasma để sản xuất kháng thể chống lại tác nhân gây bệnh và tế bào B ghi nhớ có khả năng ghi nhớ kháng nguyên đã gặp trước đó để nhanh chóng phản ứng nếu gặp lại kháng nguyên này.

Hình 3. Cơ chế kích hoạt của tế bào B và tế bào T hỗ trợ

Với những ưu điểm vượt trội của mình, tế bào trình diện kháng nguyên ngày nay được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trong thực tế. Các tế bào B được ứng dụng mạnh mẽ trong công nghệ sản xuất kháng thể đơn dòng, các tế bào đuôi gai và đại thực bào cũng thể hiện tiềm năng lớn trong công cuộc nghiên cứu tìm kiếm vắc-xin ung thư và thuốc điều trị miễn dịch. Cùng với tốc độ phát triển chóng mặt của y học và công nghệ sinh học trong thế kỷ 21, các tế bào trình diện kháng nguyên hứa hẹn nhiều cơ hội mới cho các bệnh nhân ung thư và bệnh lý miễn dịch.

Viện Nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ Gen Vinmec [VNC] là đơn vị tiên phong về nghiên cứu ứng dụng công nghệ cao trong lĩnh vực y Sinh học, đào tạo cán bộ chuyên ngành, đồng thời đầu tư nghiên cứu cơ bản để từng bước sánh ngang với các đơn vị nghiên cứu trong khu vực và thế giới.

Với đội ngũ các nhà nghiên cứu hàng đầu trong và ngoài nước, các hợp tác quốc tế trên toàn thế giới và hệ thống quản lý, hệ thống trang thiết bị tân tiến nhất, Viện Nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ Gen Vinmec có đầy đủ tiềm lực để thúc đẩy các nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, thực hiện các chuyển giao công nghệ trong lĩnh vực trị liệu bằng ghép tế bào gốc, tế bào miễn dịch và sửa chữa gen.

Để được tư vấn trực tiếp, Quý Khách vui lòng bấm số 1900 232 389 [phím 0 để gọi Vinmec] hoặc đăng ký lịch trực tuyến TẠI ĐÂY. Tải ứng dụng độc quyền MyVinmec để đặt lịch nhanh hơn, theo dõi lịch tiện lợi hơn!

Tài liệu tham khảo

1. Jatin M. Vyas. [2012]. “The dendritic cell”. Virulence. 3[7]: 601–602. doi: 10.4161/viru.22975
2. Meredith O’Keeffe, Wai Hong Mok, Kristen J. Radford. [2015].” Human dendritic cell subsets and function in health and disease”. Cellular and Molecular Life Sciences. 72:4309–4325. doi: 10.1007/s00018-015-2005-0.
3. David M. Mosser and Justin P. Edwards. [2008]. “Exploring the full spectrum of macrophage activatio”. Nat Rev Immunol. 8[12]:958-69. doi: 10.1038/nri2448.
4. Maria-Isabel Yuseff, Paolo Pierobon, Anne Reversat and Ana-Maria Lennon-Duménil. [2013]. “How B cells capture, process and present antigens: a crucial role for cell polarity”. Nat Rev Immunol. 13[7]:475-86. doi: 10.1038/nri3469.
5. Bohdan P. Harvey, Renelle J. Gee, Ann M. Haberman, Mark J. Shlomchik and Mark J. Mamula. [2007]. “Antigen presentation and transfer between B cells and macrophages”. Eur. J. Immunol. 37: 1739–1751. Doi: 10.1002/eji.200636452.

XEM THÊM:

Trong bối cảnh miễn dịch, Phức hợp tương hợp chính [MHC] là một phân tử quan trọng trong quá trình công nhận các kháng nguyên [chất lạ]. Chúng được coi là một tập hợp các protein bề mặt tế bào, về cơ bản có chức năng liên kết với các kháng nguyên lạ để trình bày chúng trên một trong hai loại tế bào T; Tế bào trợ giúp T [TH] hoặc tế bào T gây độc tế bào [TC] Thông qua thụ thể tế bào T. MHC lớp I và MHC lớp II được mã hóa bởi các gen có trong hệ thống kháng nguyên bạch cầu của người [HLA]. Các phân tử MHC hiện diện trên mỗi bề mặt tế bào hiển thị một phần cụ thể của một phân tử protein gọi là epitope. Điều này ngăn hệ thống miễn dịch tế bào nhắm mục tiêu vào các tế bào của chính nó trong quá trình trình bày các kháng nguyên có thể là kháng nguyên tự hoặc không tự. Các phân tử MHC lớp I có kháng nguyên trên đồng-thụ thể các phân tử được gọi là CD8 nằm trên các tế bào Tc, ngược lại, các phân tử MHC lớp II có các kháng nguyên trên đồng-thụ thể CD4 nằm trên TH tế bào. Đây là sự khác biệt chính giữa MHC loại I và MHC loại II.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính2. MHC tôi là gì3. MHC II là gì4. Điểm tương đồng giữa MHC I và II5. So sánh cạnh nhau - MHC I vs II ở dạng bảng

6. Tóm tắt

MHC tôi là gì?

Các phân tử MHC Class I có mặt trên các bề mặt tế bào của tất cả các tế bào có nhân và là một trong hai loại phân tử MHC chính. Những phân tử này không xảy ra trong các tế bào hồng cầu nhưng có trong tiểu cầu. Các phân tử MHC Class I phát hiện các đoạn protein từ các protein không có trong tế bào. Những mảnh protein này được gọi là kháng nguyên. Các kháng nguyên vô nghĩa được phát hiện bởi các phân tử MHC I nằm trên các tế bào Tc. Tế bào Tc sở hữu các phân tử coreceptor, CD8. Các phân tử MHC I có kháng nguyên trên các thụ thể CD8 sẽ bắt đầu phản ứng miễn dịch.

Hình 01: MHC I

Do các peptide có trên các phân tử MHC Class I có nguồn gốc từ protein cytosolic, nên con đường trình bày kháng nguyên của các phân tử này được gọi là con đường nội sinh [cytosolic]. Các phân tử MHC Class I bao gồm hai chuỗi không chính thức, chuỗi alpha dài và một chuỗi beta ngắn. Chúng được mã hóa bởi các gen kháng nguyên bạch cầu của người [HLA] HLA-A, HLA-B và HLA-C. Chuỗi alpha được mã hóa trên locus của MHC trong nhiễm sắc thể 6 và chuỗi beta được mã hóa trên nhiễm sắc thể 15.

Các phân tử MHC I hoạt động như một sứ giả trong việc hiển thị các protein nội bào cho các tế bào Tc để ngăn chặn các phản ứng miễn dịch hướng vào các tế bào của chính vật chủ. Khi protein nội bào bị phân hủy bởi proteasome, các hạt peptide liên kết với các phân tử MHC I. Những hạt peptide này được gọi là epitopes. Phức hợp protein MHC Class I được trình bày vào màng plasma ngoài của tế bào thông qua mạng lưới nội chất. Sau đó, các epitopes bị ràng buộc trên các bề mặt ngoại bào của các phân tử MHC I. Do quá trình này, các tế bào Tc sẽ không được kích hoạt để đáp ứng với tự kháng nguyên. Điều này được gọi là dung sai tế bào T [dung nạp trung tâm và ngoại vi]. Các protein MHC Class I có khả năng trình bày các kháng nguyên ngoại sinh có nguồn gốc từ các mầm bệnh khác nhau. Điều này được gọi là trình bày chéo. Trong điều kiện như vậy, khi một kháng nguyên nước ngoài được trình bày trên các tế bào Tc bởi các phân tử MHC I, các phản ứng miễn dịch sẽ được bắt đầu.

MHC II là gì?

Các phân tử MHC Class II được thể hiện bởi một loại tế bào chuyên biệt được gọi là tế bào trình diện kháng nguyên [APC]. APC bao gồm các đại thực bào, tế bào B và tế bào đuôi gai. Khi một phân tử MHC Class II gặp một kháng nguyên, nó sẽ đưa kháng nguyên vào trong tế bào, xử lý nó và sau đó một phần của một phân tử của kháng nguyên [epitope] được trình bày trên bề mặt của MHC Class II. Các hạt peptide có nguồn gốc từ thực bào, trong đó các protein ngoại bào bị nội bào và tiêu hóa bởi lysosome. Các hạt peptide được tiêu hóa được nạp vào MHC Class II trước khi chúng di chuyển lên bề mặt tế bào. Các epitope được trình bày trên bề mặt tế bào có thể nhận ra và liên kết các hạt bổ sung được gọi là paratope. Một paratope có thể là một kháng nguyên tự hoặc vô nghĩa. Các phân tử MHC Class II sở hữu hai chuỗi alpha và beta giống hệt nhau, được mã hóa bởi locus MHC của nhiễm sắc thể 6.

Hình 02: MHC II

Các phân tử này được mã hóa bởi gen HLA-D. Các phân tử MHC Class II có kháng nguyên cho các tế bào khác của hệ thống miễn dịch để bắt đầu phản ứng miễn dịch với sự trợ giúp của TH tế bào. TH các tế bào có một đồng thụ thể được gọi là CD4. Với sự tham gia của thụ thể tế bào T CD4 và T, các phân tử MHC Class II kích hoạt tế bào T và tạo ra phản ứng miễn dịch. Chức năng chính của các phân tử MHC Class II là loại bỏ các kháng nguyên ngoại sinh có trong tế bào.

Điểm giống nhau giữa MHC I và II?

• Cả hai phân tử được tổng hợp trong mạng lưới nội chất thô.
• Cả MHC I và MHC II đều được mã hóa bởi các gen có ở vị trí HLA.
• Cả hai phân tử có mặt trên bề mặt của APC.
• Biểu hiện của gen trong cả hai phân tử là đồng trội.

Sự khác biệt giữa MHC I và II là gì?

Tóm tắt - MHC Tôi vs II 

Phân tử MHC chủ yếu có hai loại, loại I và loại II. Chúng được coi là một tập hợp các protein bề mặt tế bào, về cơ bản có chức năng liên kết với các kháng nguyên ngoại lai bắt nguồn từ các mầm bệnh xâm nhập. Sau đó, các phân tử MHC trình bày các kháng nguyên này trên một trong hai loại tế bào T; Tế bào trợ giúp T [TH] hoặc tế bào T gây độc tế bào [TC] thông qua thụ thể tế bào T. Các phân tử MHC lớp I có mặt trên bề mặt tế bào của tất cả các tế bào có nhân và các phân tử MHC Class II có trong các tế bào trình diện kháng nguyên [APC] bao gồm các tế bào B, đại thực bào và tế bào đuôi gai. Cả hai phân tử được tổng hợp trong mạng lưới nội chất thô và MHC I và MHC II được mã hóa bởi các gen có trong vị trí HLA. Điều này có thể được mô tả là sự khác biệt giữa MHC I và MHC II.

Tải xuống phiên bản PDF của MHC I vs II

Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này và sử dụng nó cho mục đích ngoại tuyến theo ghi chú trích dẫn. Vui lòng tải xuống phiên bản PDF tại đây Sự khác biệt giữa MHC lớp I và II

1.Janeway, Charles A, và Jr. Phức hợp tương hợp mô học chính và các chức năng của nó. Miễn dịch học: Hệ thống miễn dịch trong sức khỏe và bệnh tật. Tái bản lần thứ 5., Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ, ngày 1 tháng 1 năm 1970. Có sẵn tại đây
2.Wieczorek, Marek, et al. Tổ hợp tương hợp mô lớn tương hợp [MHC] Protein loại I và MHC loại II: Độ dẻo hình dạng trong trình bày kháng nguyên. Frontiers in Immunology, Frontiers Media S.A., 2017. Có sẵn tại đây 

1.'MHC Lớp 1'By Người dùng atropos235 trên en.wikipedia - Công việc riêng [CC BY 2.5] qua Commons Wikimedia 
2.'MHC Class 2 'By A09231315 - Công việc riêng [CC BY-SA 3.0] qua Commons Wikimedia