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主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC），又称主要组织相容性复合基因，是存在于大部分脊椎动物基因组中的一个基因家族，由一群紧密连锁的基因群组成，呈高度多态性，其编码产物（主要组织相容性抗原）是抗原提呈和T细胞活化分子，与免疫应答及免疫调节密切相关，也是引起快而强的排斥反应的抗原；其中人类的MHC糖蛋白，又称为人类白血球抗原（英语：human leukocyte antigen，简称HLA）。
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MHC基因家族分为三个亚群，分别编码出三类分子：MHC I类分子、MHC II类分子、MHC III类分子。第一类MHC处理细胞内部产生的蛋白质（例如被病毒感染的细胞产生的病毒蛋白）；第二类MHC处理细胞吞入的外源性蛋白质（例如巨噬细胞吞噬的病原体）；第三类MHC主要由肝细胞与巨噬细胞产生，功能并不完全了解。
人体MHC基因区位于6号染色体短臂上（从 6p22.1 到 6p21.3），由包含224个基因，跨越360万个碱基对组成，包括一系列紧密连锁的基因座，是目前已知的人类染色体中基因密度最高，也是多态性最为丰富的区域，故有“人类体内的化学指纹”之称。MHC与人类的免疫系统功能密切相关，其中部分基因编码细胞表面抗原，成为每个人的细胞不可混淆的“特征”，是免疫系统区分本身和异体物质的基础。
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主要组织相容性基因复合体最早在近交系小鼠（inbred mice strains）中发现，克拉伦斯·库克·利特尔在做肿瘤组织移植实验时发现不同小鼠个体间会有排异反应[1]。乔治·斯内尔将移植时引起排异的抗原命名为组织相容性抗原，并指出了H-2复合体就是小鼠的主要组织相容性复合体，这是最早发现的MHC基因座[2]。因其贡献，斯内尔获得了1980年的诺贝尔生理医学奖。
大多数哺乳动物的MHC变异与人类似，一样具有丰富的多基因性和多态性，不同动物物种的MHC名称如下：
根据基因的位置和功能，主要组织相容性复合体分为三类。
第一类主要组织相容性复合体（MHC I类分子）由一个跨越细胞膜的α链和一个连在这个链上的、细胞外的β2微球蛋白组成。整个分子由四个区组成，其中三个区位于α链上（α1-α3），β2微球蛋白组成第四个区。分子位于细胞外的部分（α1和α2）组成一个凹坑，肽可以粘在这个凹坑里。粘在这里的肽一般是在蛋白酶体里被拆除的蛋白质的残片。免疫细胞（比如CD8+-T细胞）可以检验这些被粘在细胞表面的肽来区分自身和外来的细胞。在人类，第一类MHC又称第一型人类白细胞抗原分子，在几乎所有有核细胞表面均有分布。这些分子又可以细分为HLA-A、HLA-B和HLA-C。
第一类MHC分子可以提供一般细胞内的一些状况（呈现该细胞制造中蛋白质的片段），比如该细胞遭受病毒感染，则相病毒外膜碎片之氨基酸链（peptide）透过MHCⅠ呈现在细胞外侧，可以供胞毒T细胞（CD8+ cytotoxic T cells）等辨识，以进行专一性的胞杀作用。
第二类主要组织相容性复合体（MHC II类分子）由一个α链和一个β链组成，两个链都穿过整个细胞膜。在细胞外这个分子有四个区（α1、α2、β1和β2），其中α1和β1组成一个凹坑。第二型主要组织相容性复合体比第一型主要组织相容性复合体稍大些。只位于专职抗原呈递细胞（antigen-presenting cell，APC）上，如巨噬细胞、B细胞、已活化的T细胞、树突细胞和某种上皮细胞（皱壁上皮细胞，M细胞）。在巨噬过程中被溶酶体分解的蛋白质的肽被粘在第二型主要组织相容性复合体的结合位中。这个型的分子又可以下分为HLA-DP、HLA-DQ、HLA-DR、HLA-DN和HLA-DO。
这类提供则是细胞外部的情况，像是组织中有细菌侵入，则巨噬细胞进行吞食后，把细菌碎片利用MHCⅡ提示给辅助T细胞（CD4+ T helper cells）辨识，启动专一性免疫反应。
第三类主要组织相容性复合体（MHC III类分子）的基因位于前两类之间，其分子主要参与补体系统。
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