主要組織相容性複合物

主要組織相容性複合物 (Major Histocompatibility Complex，MHC)
國立臺灣大學醫學系張哲睿、臺北市立建國高中劉翠華教師

主要組織相容性複合物（major histocompatibility complex，MHC）是一種細胞表面醣蛋白複合物，人類的 MHC 醣蛋白，又稱為人類白血球抗原群（human leukocyte antigens，HLA），最初是因為研究皮膚的移植和排斥反應被發現。

人類的 MHC 蛋白可以分為兩大類：第一型 MHC 分子（class I MHC）和第二型 MHC 分子（class II MHC），前者位於個體中所有有核的細胞上，後者則只分布在抗原呈現細胞（antigen-presenting cell，APC）上，例如巨噬細胞（macrophage）、B 細胞、樹突細胞（dendritic cell）等。

高中課程中提及，第一型 MHC 分子使得被感染的一般細胞能將抗原呈現給胞殺 T 細胞（cytotoxic T cell，T_c），讓細胞媒介型免疫反應（cell-mediated immune response）能正常運作；而第二型 MHC 分子則使得抗原呈現細胞能將抗原呈現給輔助型 T 細胞（helper T cell，T_H）。但上述的過程究竟是如何發生的呢？以下分述第一型 MHC 分子和第二型 MHC 分子的運作機轉。

就第一型 MHC 分子的運作來說，在細胞質中的蛋白酶體（proteasome）會將細胞質中無論是自己的或外來的蛋白質都降解為胜肽，而這些被降解的胜肽會被內質網上的抗原加工相關性傳遞蛋白（transporter associated with antigen processing，TAP）運送到內質網腔，再和內質網中尚未加工完畢的第一型 MHC 分子結合，並與之一同被運送到細胞膜上。從生物化學的角度來看，由於每種 MHC 分子只會依靠被結合的胜肽鏈上的 2 個胺基酸就能與之穩定結合，因此一種 MHC 分子就能結合數以百萬計的胜肽。

至於第二型 MHC 分子，和它結合的胜肽並不是來自於細胞質，而是來自於胞吞作用（endocytosis）後攝入再被降解的蛋白質。當第二型 MHC 分子仍在內質網組裝時，其與胜肽結合的溝槽會先被自身的胜肽鏈阻擋住，防止其與內生的蛋白質或來自細胞質降解的蛋白質結合；而當其被運送到高基氏體，並與來自溶體裝有降解後蛋白質的囊泡結合後，其原先阻擋溝槽的胜肽部分才會被切除。

這樣的機轉使得第一型 MHC 分子和第二型 MHC 分子的來源蛋白是分離的，使兩類 MHC 分子的抗原呈現能代表不同的訊息：第一型 MHC 分子傳遞的是「我被感染了」的訊號，讓免疫系統能摧毀被感染的細胞；而第二型 MHC 分子傳遞的是「我周遭遇到敵人了」的訊號，讓免疫系統能整個活化，摧毀外來物。

從族群遺傳學的角度來看，MHC 蛋白是已知型態最多樣化的蛋白質。幾乎所有人的 MHC 基因都是異型組合（heterozygous），除非是同卵雙生子，幾乎不可能找到具有完全相同之 MHC 基因的兩個人。這樣的多型性可以確保無論遇到怎樣的疾病，總會有一部份的個體能對病原進行有效的免疫反應，因而能確保族群的延續。

參考資料

1. 垣內史堂（2004）。圖解免疫學。上野洋一郎等譯。台北：藝軒。
2. Berg, Jeremy M. et al. 2007. Stryer’s 生物化學。伍偉鴻等譯。台北：藝軒。
3. Reece, Jane B. et al. 2011. Campbell Biology, 9th ed. San Francisco: Pearson.