PNAS：开发了可以大规模快速生产的通用MHC分子

　　来自费城儿童医院(CHOP)的研究人员已经设计出稳定的、通用的MHC- 1分子，可以快速大规模生产，这不仅使研究人员能够更快地开发疫苗和免疫疗法，而且还能识别出在人群中广泛起作用的分子。研究结果今天发表在《美国国家科学院院刊》上。

　　

I类主要组织相容性复合体(MHC-I)蛋白在所有颌类脊椎动物的免疫系统中起着至关重要的作用。mhc - 1在细胞表面显示细胞内蛋白质的肽片段，“呈现”给免疫系统，免疫系统不断扫描身体寻找外来或有毒抗原。当外源肽被识别时，它们会触发级联反应，允许细胞毒性T细胞消除入侵者。这一过程已被用于疫苗和免疫疗法的开发，其中研究人员识别病毒或癌症特有的肽片段，然后筛选识别这些目标并启动免疫反应的T细胞。

然而，目前使用mhc - 1分子作为疫苗和免疫疗法开发探针的过程是费力的。mhc - 1分子非常不稳定，仅仅制造一个这样的分子就需要一周的时间，这使得以有效的方式扫描大量肽库变得令人望而却步。现在，来自费城儿童医院(CHOP)的研究人员已经通过设计稳定的、通用的mhc - 1分子来解决这个问题，这种分子可以大规模快速生产，使研究人员不仅能够更快地开发疫苗和免疫疗法，而且还能识别出在人群中广泛起作用的分子。研究结果今天发表在《美国国家科学院院刊》上。

费城儿童医院计算和基因组医学中心副教授、资深作者Nikolaos G. Sgourakis博士说:“这篇论文的发现有可能彻底改变这一领域，无论是在我们制造这些分子的方式上，还是在我们筛选有效和通用免疫疗法的速度上。”“我们不再受这些分子的不稳定性和制造它们所需的长时间框架的限制。这些稳定的mhc - 1分子可以加快筛选过程和随后有效疗法的开发。”

在Sgourakis实验室成员孙毅、Michael C. Young和Claire H. Woodward的带领下，研究人员通过关注mhc - 1分子的3D结构来稳定它们。典型的mhc - 1分子由三个主要部分组成:一个由8到15个氨基酸组成的肽抗原;一个对所有mhc - 1分子都相同的轻链;一个高度多态的重链。在人类中，mhc - 1被称为人类白细胞抗原，或HLA，由于人类群体中不断的进化适应，它已经扩展到包括超过35,000个变体，各种不同的残基位于肽可以结合的凹槽上。由于HLA具有如此多态性，不同的HLA类型表现出不同的肽库，结合不同的分子伴侣，并表现出不同的T细胞受体(tcr)，这些最终决定了免疫反应和疾病易感性。因此，寻找适用于所有人群的通用靶点和免疫疗法一直具有挑战性。

为了稳定mhc - 1并使其对通用肽装载和筛选有用，研究人员将重点放在分子的轻链上，因为它在HLA类型中是保守的。轻链在稳定mhc - 1分子中起重要作用。一旦轻链脱落，它就会触发mhc - 1分子分解，此时它本质上是被送去回收，用于未来的肽装载，作为mhc - 1分子的一种“开/关”开关。为了利用这一基础工程，研究人员将重链系在轻链上，稳定mhc - 1的构象，使其“开放”并接受肽。

研究人员通过生物物理表征，利用核磁共振(NMR)证实了这些工程MHC-I分子的稳定性，表明它们的开放MHC-I分子在装载肽时具有增强的稳定性，即使是那些低到中等亲和力的肽。研究人员还证明，他们设计的MHC-I分子促进了多种HLA同种异体之间的肽交换，包括5种HLA- a、6种HLA- b超型和HLA- ib分子的代表，它们有许多不同的形式。使用该系统实现高通量肽交换平台的一个关键组成部分是设计定制的“占位符”肽，其中包含非天然氨基酸修饰，这是与宾夕法尼亚大学化学生物学家George Burslem博士实验室密切合作完成的。

Sgourakis博士说:“开放的mhc - 1平台利用最小的蛋白质修饰来增强所有已知HLA同种异体的配体交换反应，以及呈现与许多肿瘤相关的异常代谢物的寡胚MR1分子。”“这些新分子可能是筛选抗原表位的多功能工具，可以检测低频受体和用于开发靶向治疗的工程抗体。”