T림프구는 TCR을 이용하여 MHC class 1 또는 class 2 분자에 결합된 짧은 항원 펩타이드를 인식합니다. 이를 위해 단백질 항원이 MHC 발현세포 내에서 분해되고, MHC의 조립이 이루어지는 부위로 이동해야 합니다. 실제로 모든 세포가 펩타이드를 분해하여 MHC class1분자로 보낼 수 있습니다. 반면, MHC class2 펩타이드는 특정 APC(단핵-대식세포, 수지상세포, B림프구)만이 전달할 수 있습니다.
항원 전달세포는 T세포 쪽의 구조와 결합하는 여러 가지 접합 분자들을 발현합니다. 이를 통해 활성화 신호 1의 전달에 필요한 세포 사이 접촉이 유지됩니다. 접합 분자(adhesion molecule)에는 APC에 있는 intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1), ICAM-2, leukocyte function associated antigen-3(LFA-3)가 있습니다. 그리고 T세포에 있으며 ICAM-1 또는 -2와 결합하는 LFA-1(CD11a/CD18)및 LFA-3과 결합하는 LFA-2(CD2)가 있습니다.
내부항원과 외부항원의 처리에는 두 개의 다른 경로가 있습니다. 내부 항원은 보통 MHC-1로 처리되어 CD8+세포독성 T세포로 전달되고, 외부항원은 MHC-2로 처리되어 CD4+T조력세포로 전달됩니다.
외부항원처리
세포외 병원체 같은 외부 항원이 포식되거나 endocytosis되어 세포 내로 들어오면 결국 endosome내에서 단백분해 됩니다. 여기에서 외부항원 펩타이드는 MHC-2분자(α, β체인이 invariant chain의 도움으로 결합을 유지하고 있는 상태)를 만나게 됩니다. 이 invariant chain을 15-18개의 아미노산으로 된 외부항원 펩타이드가 대체합니다. 이 MHC-2+peptide가 세포 표면으로 운반되어 CD4+T조력세포의 TCR에 인식됩니다. TCR이 결합하면 T세포 활성화에 필요한 신호 1을 유발하게 되고 adhesion molecule들 사이 및 CD4와 MHC-2사이의 상호작용은 이 신호가 핵으로 전달되는 것을 도우며, B7(APC의 표면에 존재하고, T세포 표면의 CD28 수용체와 상호작용)-CD28 및 CD40-CD40L (type 1 transmembrane protein)상호작용은 신호2를 생성합니다. 활성화된 T 조력세포는 IL-1같은 APC에서 유리된 cytokine 특히 IL-1의 신호에 반응하고, IL-1은 다음으로 T세포의 IL-2 수용체 발현, IL-2 유리, 세포 증식을 자극합니다. 활성화된 T 조력세포의 클론이 생산되면 각 세포는 원래의 MHC-2+peptide를 인식할 수 있으며 다른 면역 작동기전 활성화를 위한 여러 가지 lymphokines들을 분비할 수 있습니다.
내부항원처리
세포질로 재순환되는 세포 표면 분자를 포함한 세포질 단백질은 proteosome에서 작은 펩타이드로 분해되며 펩타이드는 TAP(transporter associated with antigen processing)에 의해 MHC-1분자가 생산되는 곳인, endoplasmic reticulum으로 운반됩니다. 완전한 class 1 분자(αchain+β2microglobulin)가 조립되려면 8-11개의 아미노산으로 된 펩타이드가 peptide binding groove로 들어와야 합니다. 비어 있는 MHC분자는 매우 불안정합니다. 일단 조립이 되면 MHC1+펩타이드는 세포 표면으로 운반됩니다.
대부분의 세포표면 MHC-1분자는 세포 내에서 분해된 자기 펩타이드를 포함하지만 바이러스 같은 세포 내 병원체의 단백 분해로 유래되는 펩타이드나 재순환된 세포 표면 종양 항원도 peptide binding groove를 차지할 수 있습니다. MHC+self-peptide에 반응하는 TCR을 가진 T세포는 가슴샘안에서 일어나는 분화과정에서 제거되므로 정상적인 경우 외부 펩타이드만이 T세포 면역계의 표적이 됩니다.
내부항원이 전달되는 과정은 CD8+T세포 만이 인식할 수 있는 표적 구조의 발현으로 이어지는데, 이는 가슴샘에서 MHC-1을 인식하는 것과 CD8을 발현하는 것이 함께 선택되기 때문입니다. CD8분자는 MHC-1과 결합하여 TCR 결합에 의한 세포 내 신호 생성을 돕습니다. 따라서 세포 내 병원체의 항원처리는 감염세포를 파괴할 수 있는 세포독성세포를 활성화시킵니다.