HLA-A基因的神秘:它如何影響我們的免疫系統?

在探討我們的免疫系統時,HLA-A基因經常被提及,這是因為它在免疫反應中扮演著關鍵角色。HLA-A是一組人類白血球抗原,編碼於第6號染色體的HLA-A位點,屬於主要組織相容性複合物(MHC)中的一種。這些抗原的主要功能是幫助細胞將外來的多肽呈現給免疫系統,進而引發免疫反應。

HLA-A參與了向免疫系統呈現短多肽的過程。這些多肽通常為7至11個氨基酸長,是來自細胞內蛋白質的表現。

正常情況下,細胞毒性T細胞會“讀取”這些被呈現的多肽,並且僅會對非自我多肽產生反應。如果T細胞與非自我多肽結合,就會啟動一系列事件,最終導致細胞死亡。這一過程使得人類能夠清除感染病毒的細胞或不正常的癌變細胞。

HLA-A基因的變異使得這些MHC Class I分子擁有極高的多樣性。根據2022年3月的數據,已知有7,452種HLA-A等位基因,這不僅為每個人提供了免疫系統的多樣性,同時也是器官移植排斥反應的主要原因。

進化生物學家認為,HLAs的多樣性是基於對抗病原體壓力的平衡行為。HLA的多樣性越高,人口因單一病原體而滅絕的機率就越低,這是因為某些個體對每個病原體都有高度的抵抗力。

每個人最多可以表達兩種HLA-A,一種來自父親,一種來自母親。這意味著大部分人會獲得兩個不同版本的HLA-A,而某些人則可能從雙親那裡繼承到相同的HLA-A,這會降低他們的HLA多樣性。

HLA-A基因及其功能

HLA-A基因位於第6號染色體的短臂,負責編碼HLA-A的α鏈。該基因的變異對HLA功能至關重要,因為不同的HLA具有不同對特定多肽結合的親和力。這些變異性使得某些個體能夠有效地識別並對抗外來病原體。

HLA-A編碼的蛋白質長365個氨基酸,並且包含8個外顯子。其功能是將小多肽呈現給免疫系統的CD8+ T細胞,這對於識別和消滅感染細胞具有關鍵意義。

在正常運作的免疫系統中,只有不與自我多肽結合的T細胞才能從胸腺釋放進入循環系統,這確保了免疫回應的準確性。

HLA-A基因在疾病中的作用

HLAs在免疫系統和細胞內部事件之間建立了唯一的連結。因此,HLA的任何變化,例如對某一多肽的結合減少或增加,都會顯示為對某些疾病的易感性增加或減少。以HIV為例,這種病毒因為RNA特性而變異快速,這使得感染細胞所呈現的多肽不斷改變。

研究發現,特定的HLA-A等位基因與HIV進展的速度有關。舉例來說,HLA-A*30與低病毒載量有關,而HLA-A*02則可能與高病毒載量相關聯。這一現象顯示了HLA基因在不同疾病中的關鍵角色,以及它們如何影響人體的免疫反應。

HLA-A基因不僅在抵抗病毒和其他內部病原體的免疫反應中扮演著重要角色,同時也在器官移植成功與否中佔有舉足輕重的地位。這引發了一個值得思考的問題:在不斷變化的病原體環境中,我們的免疫系統又會如何適應HLA的多樣性,以應對各種疾病的挑戰?

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