肽抗原与主要组织相容性复合体(MHC)编码的分子结合,并呈现在细胞表面形成T淋巴细胞的靶细胞。自适应免疫系统这一关键环节可有助于消灭病原体感染细胞和癌症细胞,以及产生相应抗体,那么对这些抗原肽的鉴定,给新疫苗开发带来新的契机,新疫苗的目标就是产生有效的适应性免疫。
T淋巴细胞对外来抗原识别是适应性免疫的基础,具体来讲,胞内抗原在胞浆中降解,抗原前体肽在胞浆中降解转运到内质网,在这里它们被进一步修剪成短肽(8-11aa),可以与HLAs class I组装。这些肽-HLA class I复合物逐渐消退,并被CD8+ T细胞仔细检查,以寻找与健康细胞环境中不同的外来抗原肽。不同的、致病的或者突变的抗原肽最终会促使细胞感染病通过免疫细胞清除。另外外源性抗原也可以被专门的抗原呈递细胞吸收,并在细胞内小室降解。由此产生的肽(10-20aa)随后可由II类HLA分析吸收并呈现在细胞表面上。通过抗原特异性CD4+ T细胞识别这些复合物活化T细胞和体液免疫的产生,抗原产生到呈递到细胞表面传递细胞内外通讯的这一免疫过程又可称为免疫监视,通过T淋巴细胞检查内源性蛋白表达(CD8+T细胞I型HLA)或者外源性抗原表达(CD8+T细胞I型HLA)。
肽MHC I类途径中内源性抗原在胞质蛋白酶体的作用下被降解成肽。这些肽前体随后通过与抗原加工(TAP)异源二聚体相关的转运体运输到内质网。未成熟的MHC I类分子由tapasin, Erp57和calreticulin(Crt)(肽负载复合物)稳定。满载肽抗原的成熟MHC I类复合物通过高尔基体转运到细胞表面。肽MHC II类途径中外源性抗原通过核内体途径被摄取。未成熟的II类蛋白复合物,由不变链(Ii)通过高尔基体释放到MHC Ii类区室,Ii被加工成一个短肽序列(CLIP),然后与最终的结合肽交换。成熟的MHC II类分子被运输到细胞表面。β2 m,β2微球蛋白;MIIC, MHC II类分舱;细胞,T细胞受体。
一旦确定下来,这些肽抗原可以为基于肽的疫苗设计提供信息,并可以在功能检测中作为生物标记物,或纳入多体试剂,用于流式细胞术检测和枚举抗原特异性T细胞。近年来,基于肽的疫苗出现了复兴,特别是在针对HIV、流感和疟原虫等病原体保守区域的通用疫苗领域。
Aimsmass采用一种通过使用LC-MS/MS的方法对这些抗原肽进行分析的方法,该方法通过对MHC-肽段复合物进行免疫亲和捕获着手,然后提取其中的抗原肽并采用反向高效液相色谱-质谱技术(LC-MS/MS)对其进行分析,从而能否鉴定各种细胞上的抗原肽。不像标准的蛋白质组学方法,通过使用蛋白酶水解后产生的肽段通过液质联用进行分析,研究HLA结合的肽段具有非常大的难度和挑战,原因有三:首先,目前肽-HLA复合物的确切水解机制不清楚并且十分复杂,过程中许多蛋白酶和肽酶会参与其中从成熟的复合体中酶解出许多肽段;其次,与单纯胰酶酶解蛋白所产生的肽段相比而言,HLA分子结合的大部分肽段在长度、序列都非常接近。最后,与之相比,HLA结合的抗原肽丰度都相对较低。
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