56
Chương 6

PHỨC HỢP HÒA HỢP MÔ CHỦ YẾU

I. Đại cương
Phức hợp hoà hợp mô chủ yếu MHC (Major Histocompability
complex) có vai trò quan trọng trong trình diện kháng nguyên và đáp ứng
miễn dịch.
Các kháng nguyên hoàn toàn (dù kháng nguyên protein hoà tan
hay dạng hạt, dạng kết hợp trên màng tế bào đích) không thể nào trình
diện ở dạng nguyên uỷ, trực tiếp với tế bào B và đặc biệt là cho tế bào T,
các kháng nguyên hoàn toàn ấy phải được tế bào trình diện kháng nguyên
(antigen presenting cells-APC) xử lý nghĩa là chuyển các protein có cấu
trúc phức tạp thành các đoạn peptid đủ nhỏ, thẳng, phù h
ợp với kích thước
các rãnh gắn peptide của các phân tử MHC của chính tế bào APC đó.
Các kháng nguyên lạ được tổng hợp từ bên ngoài các APC (protein
vi khuẩn, protein hoà tan) được các APC thực bào, giáng hoá một phần và
các đoạn peptide tách từ kháng nguyên ban đầu thường được gắn với các
phân tử MHC lớp II. Phức hợp này được trình diện trên bề mặt APC và
thường được các tế bào Th CD4
+
có cùng phân tử MHC lớp II nhận biết.
Các kháng nguyên lạ được tổng hợp bên trong tế bào APC (protein
virus, protein tế bào ung thư) được xử lý trong khu vực nội bào khác với
kháng nguyên đưa vào bằng hiện tượng thực bào. Các đoạn peptid mới
tổng hợp thường được kết hợp với các phân tử MHC lớp I. Phức hợp này
được trình diện trên bề mặt các APC (còn gọi các APC là tế bào đích) và
thường được các tế bào CTL (Cytotoxic T lymphocyte, viết tắt là Tc) có

Chức năng trình diện kháng nguyên của protein MHC.
Protein MHC làm nhiệm vụ như là nơi trung chuyển phân tử. Nhìn
chung, khi một kháng nguyên lạ bị tế bào ký chủ bắt giữ, nó sẽ bị chế biến
hoặc phân huỷ. Kháng nguyên đã qua chế biến sẽ gắn vào protein MHC
tạo thành phức hệ kháng nguyên-MHC. Phức hệ này xuyên qua màng sinh
chấ
t và di chuyển dần ra mặt tế bào. Tế bào T thông qua TCR của mình sẽ
gắn với MHC, sau đó nhận diện được kháng nguyên lạ vì chúng đã gắn
với MHC. Các kháng nguyên lạ không gắn được vào MHC thì không được
tế bào T nhận diện.
Có 2 sơ đồ trình diện kháng nguyên. Một cho protein lớp I và một
cho protein lớp II. Theo sơ đồ lớp I thì kháng nguyên sau khi được tế bào
ký chủ chế biến nhờ các enzyme phân giải, sẽ được gắn với protein MHC
lớp I trong lưới nội chất. Cách gắn kháng nguyên này rất quan trọng trong
nhiễm virus, nơi tế bào chủ chế biến protein virus. Các peptit virus được
giải phóng ra là kháng nguyên lạ, sẽ tạo phức hệ với protein lớp I rồi
chuyển đến bề mặt tế bào.Ở đây chúng được tế bào Tc đặc hiệu peptit
nhận mặt thông qua TCR đặc hiệu với phức hệ kháng nguyên-MHC, cùng
với sự trợ giúp của đồng thụ thể CD8. Về phầ
n mình, tế bào T được kích
thích sản xuất ra lymphokine, làm tan tế bào nhiễm.
Trong cơ thể, tế bào Tc thường xuyên rà soát toàn bộ quần thể tế
bào để tìm kiếm các tế bào có biểu hiện kháng nguyên lạ trên mặt. Thông
thường các tế bào lành biểu hiện tất cả protein lớp I trên bề mặt, nhưng vì
các phân tử lớp I chứa peptit của mình nên không được các tế bào T nhận
diện. Tuy nhiên tế bào T sẽ nhận ra tế bào nhiễm virus bởi vì trên bề mặt

58
của chúng chứa kháng nguyên virus không phải của mình nằm giáp với
phân tử MHC lớp I là của mình. Do vậy TCR trên mặt tế bào T phải tương

có chức năng quan trọng hàng đầu trong miễn dịch học: giới thiệu các
kháng nguyên lạ cho hệ miễn dịch của cơ thể. Cụm gen MHC được nghiên
cứu kỹ ở chuột nhắt, với tên gọi H-2, biểu lộ
đồng trội gồm hai cụm gen
H-2K và H-2D. Sau đó người ta phát hiện cụm thứ 3 với tên gọi L. Dần
dần nhiều gen khác nằm giữa các cụm K và D cũng được phát hiện, nhưng
đó chỉ là những gen mã hoá cho một số protein máu (bổ thể). Sự nghiên
cứu chi tiết các gen MHC ở chuột giúp ích rất nhiều cho các phát hiện
MDH, cũng như sự tìm hiểu MHC ở người.

59
Ở người, khi truyền máu (có bạch cầu) hoặc khi có thai, nếu xảy ra
nhiều lần sẽ làm xuất hiện trong máu các kháng thể chống bạch cầu lạ, cụ
thể là chống các kháng nguyên bạch cầu mà cơ thể chủ không có. Chính
nhờ huyết thanh của những người nói trên, người ta đã dò tìm được các
kháng nguyên bạch cầu khác nhau, dần dần đi đến thống nhất sự phân loại
thành nhóm lại là HLA (human leucocyte antigen) và từ đó suy ra các cụm
gen phụ trách việc tổng hợp chúng, đồng thời định vị được các gen đó.
Ba cụm gen đầu có tên HLA-A, HLA-B, HLA-C; trong số 6 cụm
gen đa hình mà người ta dự đoán. Ba gen sau cũng được xác định rõ,
mang tên HLA-D mà các protein đầu tiên do chúng tạo ra được gọi là
HLA-DR (related), tiếp đó là các protein của HLA-DP và HLA-DQ (P,Q
chỉ đơn thuần là các chữ cái cạnh R).
Khi nuôi cấy hỗn hợp lympho bào từ hai cá thể không liên quan về
di truyền cả hai quần thể đều tăng sinh vì lympho bào c
ủa cơ thể này coi
kháng nguyên của lympho bào cơ thể kia là kháng nguyên lạ. Nếu 1 nguồn
lympho bào bị chiếu xạ cho mất khả năng tăng sinh, thì lympho bào kia sẽ
một mình tăng sinh để chống lại. Đây là cơ sở để lập các phản ứng thải
ghép in vitro. MHC của lympho bào này bị lympho bào kia đối xử như
- Các gen lớp II cư trú ở gần tâm nhiễm sắc thể theo thứ tự -DP, -
DQ và –DR. Đáng chú ý là gen lớp II có thể có 2 hay 3 gen β có chức
năng, trong lúc chỉ có 1 gen α có chức năng. Điều này làm cho các phân
tử lớp II khác với lớp I. Đối với lớp I, các cá thể dị hợp tử có 6 alen đa
hình khác nhau (3 từ mỗi bên bố mẹ) và có 6 loại phân tử lớp I trên một tế
bào. Còn ở lớp II thì mặc dù cá thể cũng chỉ nhận được 6 cụm gen đa hình,
nhưng lớp II có nhiều hơn 6 loại phân tử dị dime αβ có thể biểu lộ trên
một tế bào. Đó là do có sự phối hợp của chuỗi α từ một alen với chuỗi β
của một alen khác, ngoài sự phối hợp với chuỗi β của cùng alen. Thông
thường các cá thể có thể biểu lộ từ 10-20 loại sản ph
ẩm lớp II trên một tế
bào. Điều đó làm tăng số lượng các kháng nguyên lạ khác nhau có thể gắn
với các phân tử lớp II để trình diện cho tế bào miễn dịch. Ngoài ra có các
gen giả, các gen giống lớp II là DZ (gắn chặt với DP), DO và DX (gắn
chặt với DQ), chưa rõ chức năng của các gen này.
Gen MHC lớp III còn gọi là vùng C’, mã cho C2 và C4 giống như
vùng gen S của chuột nhắt giống như protein huyết thanh chuột nhắt. Lớp
III còn mã cho enzyme 21- hydroxylaza steroid. Xa nhất đối với gen lớp II
là các gen mã chuỗi α của lớp I (-A, -B, -C). Các gen mã cho các
cytokine, cho lymphotoxin và TNF nằm giữa gen lớp III và lớp I. Một số
gen lớp I là các gen giả, cũng có một vài gen không đa hình mã cho các
protein biểu lộ chung với β 2-microglobulin, chưa rõ chức năng của các
16.
1
1
α

C
’
α

β β β

β

β
α


mã, xấp xỉ 12kD ở cả hai loài trên.
Chuỗi α gồm một nhân đa peptid khoảng 40kD và chứa 1 (ở
người) hay 2 (ở chuột nhắt) oligosaccharide gắn với đầu –N, ¾ của chuỗi
α có đầu tận amin hướng về ngoại bào; 1 đoạn ngắn kỵ nước xuyên màng
và nhóm tận cacboxyl khoảng 30 axit amin nằm trong bào tương.
Chuỗi β gắn không đồng hoá trị với phần ngoại bào của chuỗi và
không gắn trực tiếp với tế bào. Dựa trên cấu trúc tinh thể của các phân tử
HLA-A2; phân tử HLA-An 68 và dựa trên kết quả phân tích trình tự acid
amin người ta đã chia các phân tử lớp I thành 4 vùng riêng biệt:
1 vùng có tận cùng amin ngoại bào để gắn peptid
1 vùng ngoại bào giống phân tử Ig
1 vùng xuyên màng và một vùng trong bào tương

1.1. Vùng gắn peptid
Chức năng chính của các phân tử MHC là gắn các đoạn peptid
(kháng nguyên) để tế bào T nhận biết và được hoạt hoá. Vùng gắn peptid
này của chuỗi α gồm khoảng 180 acid amin, chia thành hai đoạn giống
nhau (khoảng 90 acid amin), gọi là α1 và α2 có liên quan đến phân tử Ig.
Qua cấu trúc người ta phát hiện rằng: α1 và α2 tương tác để tạo thành một
sàn có 8 chuỗi của lá
β để đỡ các cánh α1 và α2. Chính hai cánh α1 và α2
cùng với nền của lá β đã tạo nên một rãnh có kích thước phù hợp (25A x
10A x 11A) để gắn được các peptid dài từ 10-20 acid amin của các kháng
nguyên đã giáng hoá một phần. Phức hợp peptid và phân tử MHC lớp I
được biểu lộ trên bề mặt các APC để trình diện cho tế bào TCD8
+
. Do
kích thước của các rãnh gắn peptid mà các kháng nguyên có hình cầu phải
được giáng hoá một phần thành các đoạn peptid bé, thẳng, phù hợp với


G
ồm có chuỗi α3 của chuỗi nặng α, có khoảng 90 acid amin ngoại
bào, nằm giữa nhóm tận cacboxyl 1 của α2 và vùng cắm trong bào tương.
Chuỗi acid amin của vùng giống Ig được bảo toàn cao giữa các phân tử
lớp I, giống vùng hằng định của Ig.
Vùng giống Ig còn có chuỗi β do một gen ngoài MHC mã, tuyệt
đối không thay đổi giữa các phân tử lớp I. Đa peptid này được gọi là β2-
Hình 17. Kiểu gấp của chuỗi peptide để tạo rãnh cho peptide
khi gắn vào phân tử MHC lớp II (Theo
Ian R. Tizard. 2004)

64
microglobulin có tính di chuyển trong điện trường của β2, kích thước nhỏ
và có tính hoà tan.
β2-microglobulin có cấu trúc giống vùng hằng định của Ig, có
chứa một vòng nối disunfua. Qua cấu trúc tinh thể của HLA-A2 người ta
xác định rằng hai vùng α3 và β2-microglobulin đều gấp lại tạo nên các
vùng giống Ig và như thế các phân tử MHC lớp I có thể thuộc gia đình các
phân tử Ig. Hai domain này tương tác với nhau và β2-microglobulin cũng
tiếp xúc với lá nền củ
a rãnh gắn peptid tạo nên sự tiếp xúc giữa vùng
giống Ig với các acid amin của hai chuỗi α1, α2. Các tương tác giữa β1-
microglobulin với chuỗi α1, α2, α3 là để giữ cấu hình của phân tử lớp I.
Khi bị mất chuỗi β2-microglobulin thì cấu trúc nguyên uỷ của chuỗi nặng
mất đi. Các tế bào TCD8
+
hoạt động khi được gắn với phần hằng định của
các phân tử lớp I và vùng α3 có chứa các vị trí gắn với phân tử CD8. Do
đó các tế bào T CD8
+

2. Các phân tử lớp II
Cấu trúc của các phân tử lớp II cũng giống các phân tử lớp I.
Chúng đều gồm hai chuỗi đa peptid α và β kết hợp không đồng hoá trị với
nhau. Chuỗi α lớn hơn chuỗi β một ít do glycosyl hoá nhiều hơn. Cả hai
chuỗi đều có tận cùng amin ngoại bào và đầu tận cacboxyl nội bào. Hơn
2/3 mỗi chuỗi là ở phần ngoại bào. Cả hai chuỗi đều do gen MHC đa hình
mã hoá. Các phân tử lớp II cũng có 4 vùng như các phân tử lớp I.
2.1. Vùng gắn peptide
Các đoạn ngoại bào của cả hai chuỗi α và β đều được chia nhỏ
thành hai đoạn dài khoảng 90 acid amin, được gọi là α1 và α2; β1 và β2.
Vùng gắn peptide liên quan
đến hai chuỗi α1 và α2, khác với các phân tử
lớp I, α1 và β1 gập lại để tạo thành nền là lá β có 8 lớp, đỡ hai cánh là α1
và β1, tạo nên rãnh gắn peptide, α1 của các phân tử lớp II không có đầu
nối disulfua, trong lúc β1 có, giống như cầu nối của α2 của lớp I.

II. Các phân tử lớp II có thể có vai trò trong dẫn truyền tín hiệu và vùng
nội bào có thể có vai trò chuyển thông tin qua màng.
III. Chức năng sinh học của MHC
1. Chức năng trình diện kháng nguyên của protein MHC.
MHC hoạt động như là phân tử trình diện kháng nguyên và phân
biệt kháng nguyên lạ với kháng nguyên quen. Nó tương tác đặc hiệu với
cả kháng nguyên và TCR, vì vậy nó là nhóm thứ 3 của các phân tử kết hợp
kháng nguyên và đóng vai trò trong toàn bộ đáp ứng miễn dịch.
Protein MHC làm nhiệm vụ như là nơi trung chuyển phân tử. Nhìn
chung, khi một kháng nguyên lạ bị tế bào ký chủ bắt giữ, nó sẽ bị chế biến
hoặ
c phân huỷ. Kháng nguyên đã qua chế biến sẽ gắn vào protein MHC
tạo thành phức hệ kháng nguyên-MHC. Phức hệ này xuyên qua màng sinh
chất và di chuyển dần ra mặt tế bào. Tế bào T thông qua TCR của mình sẽ
gắn với MHC, sau đó nhận diện được kháng nguyên lạ vì chúng đã gắn

67
với MHC. Các kháng nguyên lạ không gắn được vào MHC thì không được
tế bào T nhận diện.
Có 2 cách trình diện kháng nguyên. Một cách cho protein lớp I và một cho
protein lớp II. Theo cách cho lớp I thì kháng nguyên sau khi được tế bào
ký chủ chế biến nhờ các enzym phân giải, sẽ được gắn với protein MHC
lớp I trong lưới nội chất. Cách gắn kháng nguyên này rất quan trọng trong
nhiễm vi rút, nơi tế bào chủ chế biến protein virut.

1. Sự tự sao của gen lớp I và gen virus
2. Sự tổng hợp protein virus trong bào tương
3. Thực bào và xử lý protein virus
4. Vận chuyển peptide của virus đã xử lý đến lưới nội nguyên sinh
5. Vận chuyển peptide MHC qua bộ máy Golgi trong các nang
6. Hòa nang với màng bào tương
7. Giới thiệu phức hợp peptide-MHC với tế bào T CD8
+68

Các peptit virus được giải phóng ra là kháng nguyên lạ, sẽ tạo phức hệ
với protein lớp I rồi chuyển đến bề mặt tế bào. ở đây chúng được tế bào Tc
đặc hiệu peptide nhận mặt thông qua TCR đặc hiệu với phức hệ kháng
nguyên-MHC, cùng với sự trợ giúp của đồng thụ thể CD8. Về phần mình,
tế bào T được kích thích sản xuất ra lymphokin, làm tan tế bào nhiễm.
Các tế bào Tc CD8
+
nhận biết các kháng nguyên protein được tổng
hợp nội sinh kết hợp với các phân tử MHC lớp I, biểu lộ trên bề mặt tế bào
APC. Có thể hiểu kháng nguyên nội sinh là các loại kháng nguyên ngoại
lai, là các protein có nguồn gốc virus, các tự kháng nguyên và kháng
nguyên ung thư. Do đó các tế bào Tc là các tế bào chủ yếu và có thể rất
quan trọng trong việc phá huỷ các tế bào ung thư. Trong cơ thể, tế bào Tc
thường xuyên rà soát toàn bộ quần thể tế bào để tìm kiếm các tế bào có
biểu hiện kháng nguyên lạ trên mặt. Thông thường các tế bào lành biểu
hiện tất cả protein lớp I trên bề mặt, nhưng vì các phân tử lớp I chứa peptit
của mình nên không được các tế bào T nhận diện. Tuy nhiên tế bào T sẽ
nhận ra tế bào nhiễm virus bởi vì trên bề mặt của chúng chứa kháng

peptit lạ, tế bào Th hoạt hóa và tiết lymphokin để kích thích dòng tế bào B
tạo kháng thể.
Kháng nguyên protein trước tiên được gắn vào các tế bào trình
diện kháng nguyên (APC). Tuỳ loại APC, cách tóm bắt kháng nguyên
cũng theo nhiều cách khác nhau và tính hiệu quả cũng như tính đặc hiệu
của sự tóm bắt cũng khác nhau. Đại thực bào và các tế bào dendritic tóm
bắt được nhiều loại kháng nguyên khác nhau với tính đặc hiệu thấp hay
không đặc hiệu. Tuy chưa biết được tất cả các phân tử làm nhiệm vụ tóm
bắt các kháng nguyên này nhưng đã nhận dạng được một số các phân tử
tóm bắt kháng nguyên, đưa kháng nguyên vào bên trong tế bào như:
- Các thụ thể đặc hiệu cho Fc gamma (Fc của IgG)
- Các thụ thể với C3b
Hai loại thu thể này tóm bắt được các kháng nguyên đã opsonin
hóa và đưa vào bên trong tế bào. Do đó các đáp ứng thứ phát chỉ cần các
liều kháng nguyên thấp hơn các đáp ứng nguyên phát.
- Các Ig trên bề mặt tế bào B là các receptor kháng nguyên đặc
hiệu, có thể tóm các kháng nguyên có nồng độ thấp. Trong vài phút sau
khi các APC đã bắt giữ kháng nguyên (do thực bào hay do receptor đặc
hiệu), kháng nguyên sẽ được dưa vào các nang endosome bên trong tế
bào. Các APC cũng có thể ẩm bào để hút các protein hoà tan (kích thước
nhỏ ≤ 1μm) vào các endosome này. Tiếp sau đó kháng nguyên sẽ được xử
lý. Đặc điểm của hiện tượng xử lý là: phụ thuộc thời gian và sự chuyển
hoá nội bào.
Thí nghiệm chứng minh: Cho APC tiếp xúc một thời gian ngắn với
kháng nguyên protein, như OA (albumin lòng trắng trứng) rồi thử nghiệm
khả năng kích thích các tế bào T đặc hiệu OA sẽ thấy có đáp ứng đặc hiệu.
Nếu làm APC trơ về chuyển hoá, b
ằng cách cố định các tế bào APC (trước
khi tiếp xúc với OA) với hoá chất, sẽ không thấy có đáp ứng của tế bào T.
Các tác giả đã xác định rằng ít nhất phải có từ 1-3 giờ cho đại thực bào

Lipid và các polysaccharide không thể xử lý đến dạng kết hợp
được với các phân tử MHC nên không được các tế bào T nhận biết, không
gây được các đáp ứng miễn dịch tế bào.
Các loại tế bào APC khác nhau có khả năng vây bắt kháng nguyên
khác nhau. Khả năng xử lý khác nhau là do số lượng các protease, loại
protease khác nhau và so bản chất kháng nguyên khác nhau nên các peptid
sinh ra sẽ
khác nhau.
4.2. Sự kết hợp các peptid mới sinh với các phân tử MHC lớp II
Sau khi kháng nguyên đã bị cắt nhỏ thành các peptid thẳng, nó tích
tụ lại trong các nang endosome sát màng tế bào. Các phân tử MHC lớp II
được tổng hợp và vận chuyển đến bề mặt tế bào trong các nang sau bộ
máy golgi.
Các nang này cắt ngang qua các endosome có chứa các peptide
kháng nguyên nên peptide và phân tử MHC gặp nhau và nối với nhau
không đồng hoá trị. Các phức hợp peptide-MHC sau đó được chuyển đến
bề mặt tế bào và biểu lộ trên đó.

71
Người ta chưa rõ tại sao các kháng nguyên chỉ được giáng hoá đến
peptide sinh miễn dịch mà không bị phân rã hoàn toàn dưới tác dụng của
enzyme tiêu protein, và tại sao các peptide này không đi vào các khu vực
của lysozyme. Có thể là khi các peptide đã kết hợp với các phân tử MHC
sẽ trơ với enzyme tiêu protein (đã chứng minh in vitro). Nếu không có các
phân tử MHC thì các peptid này sẽ bị thuỷ phân hoàn toàn thành acid
amin.
Tóm lại có thể khái quát rằng sự xử lý kháng nguyên protein ngoại
bào gồm các bước sau:
- Đưa các kháng nguyên protein lạ ở ngoại môi vào trong APC.
- Xử lý các kháng nguyên này trong các endosome axit, sinh ra các