獲得免疫系
ほぼ全てのタンパク質と多くの多糖類を含むほとんどの大きな分子は、抗原として機能する。抗原の内、抗体分子やリンパ球の受容体と相互作用する部分は、抗原決定基と呼ばれる。ほとんどの抗原には数多くの抗原決定基が含まれており、抗体の産生、特異的なT細胞反応、あるいはその両方を刺激することができる。全リンパ球のうち、特定の抗原に結合できる割合は非常に少なく(0.01%以下)、これは、各抗原に反応する細胞は少数であることを示唆している。
獲得した反応が多数の病原体を「記憶」して排除するためには、免疫系は多くの異なる抗原を区別できなければならず、抗原を認識する受容体は膨大な種類の構成で生産されなければならない。要するに、遭遇する可能性のある異なる病原体毎に(少なくとも)1つの受容体が必要なのである。抗原の刺激がなくても、人間は1兆個以上の異なる抗体分子を作り出す能力を持つ。これらの受容体を作り出す遺伝情報を格納するためには、何百万もの遺伝子が必要であるが、ヒトの全ゲノムに含まれる遺伝子は25,000に満たない。
樹状細胞は、組織内の細菌、寄生虫、毒素などの外来病原体を取り込み、走化性シグナルを介して、T細胞の多いリンパ節に移動する。移動中、樹状細胞は成熟の過程を経て、他の病原体を取り込む能力のほとんどを失い、T細胞とのコミュニケーション能力を身につける。樹状細胞は、酵素を使って病原体を抗原と呼ばれる小さな断片に切り分ける。リンパ節では、樹状細胞はこれらの非自己抗原を主要組織適合性複合体(MHC)と呼ばれる受容体(ヒトではヒト白血球型抗原(HLA)とも呼ばれる)に結合させて、その表面に表示する。このMHC-抗原複合体は、リンパ節を通過するT細胞によって認識される。外来の抗原は通常、MHCクラスII分子に提示され、CD4ヘルパーT細胞を活性化する。
CD4リンパ球は、「補助」T細胞とも呼ばれ、免疫反応のメディエーターであり、獲得免疫反応の能力を確立し、最大化する上で重要な役割を果たしている。ヘルパーT細胞は、細胞毒性や食細胞活性を持たず、感染した細胞を殺したり、病原体を除去したりすることはできないが、本質的には、他の細胞にこれらのタスクを実行させることで、免疫反応を「管理」する。
ヘルパーT細胞は、クラスII MHC分子に結合した抗原を認識するT細胞受容体(TCR)を発現している。未感作のヘルパーT細胞が活性化されると、サイトカインが放出され、活性化したAPC(Antigen-Presenting Cell)を含む多くの種類の細胞の活動に影響を与える。ヘルパーT細胞は、細胞障害性T細胞よりもはるかに穏やかな活性化刺激を必要とする。ヘルパーT細胞は、細胞障害性T細胞の活性化を「助ける」追加のシグナルを提供することができる。