免疫學(xué)主要組織相容性復(fù)合物優(yōu)秀

免疫學(xué)主要組織相容性復(fù)合物第一頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五基本概念MHC抗原的結(jié)構(gòu)和功能MHC抗原基因多態(tài)性及結(jié)構(gòu)MHC的檢測(cè)原理和應(yīng)用第二頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五基本概念主要組織相容性復(fù)合物或稱復(fù)合體(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)是表達(dá)于脊椎動(dòng)物有核細(xì)胞表面的一類有高度多態(tài)性、含有多個(gè)基因座位并緊密連鎖的基因群，其表達(dá)產(chǎn)物是主要組織相容性抗原。第三頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五組織相容性(histocompatibility)是指?jìng)€(gè)體之間進(jìn)行組織器官移植時(shí)，受體和供體雙方相互接受的程度(相容或排斥)。排斥反應(yīng)本質(zhì)上是一種免疫反應(yīng)(移植應(yīng)答)，它是由組織表面的同種異型抗原誘導(dǎo)的。這種代表個(gè)體特異性的同種抗原稱為組織相容性抗原(histocompatibilityantigen)或移植抗原(transplantationantigen)。第四頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五抗原系統(tǒng)多達(dá)20種以上，各組份所起作用強(qiáng)弱存在差異，其中能引起強(qiáng)而快的排斥反應(yīng)的抗原稱為主要組織相容性抗原(majorhistocompatibilityantigen)，其編碼的基因是一組緊密連鎖的基因群就稱為MHC。而引起慢而弱的排斥反應(yīng)的抗原稱為次要組織相容性系統(tǒng)(minorhistocompatibilityantigen)，編碼的基因群就稱為mHC。第五頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五Jackson實(shí)驗(yàn)室的GeorgeSnell(喬治斯涅耳)等在1948年首先發(fā)現(xiàn)小鼠組織相容性抗原-2(histocompatibilityantigen-2)即H-2。JeanDausset(簡(jiǎn)多塞)于1950年首先發(fā)現(xiàn)(1959年發(fā)表)，腎移植后出現(xiàn)排斥反應(yīng)的患者以及多次輸血的患者血清中含有能與供者白細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)的抗體。抗體針對(duì)的抗原即人類主要組織相溶性抗原。第六頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五人類主要組織相溶性抗原首先在白細(xì)胞表面被發(fā)現(xiàn)且含量最高，所以就稱為人類白細(xì)胞抗原(humanleukocyteantigen,HLA)，編碼HLA的基因群稱為HLA復(fù)合物，即人類MHC。第七頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五Baruj

Benacerraf(巴魯赫貝納塞拉夫)于1963年發(fā)現(xiàn)控制機(jī)體免疫應(yīng)答能力與調(diào)節(jié)功能的基因(immuneresponsegene,Irgene)也存在于MHC內(nèi)。因此，MHC不僅與移植排斥反應(yīng)有關(guān)，也廣泛參與免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)與調(diào)節(jié)。他們?nèi)艘驗(yàn)閷?duì)MHC的研究共獲1980年諾貝爾獎(jiǎng)。1974年Doherty,Zinkernagel發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞MHC限制性，獲1996年NobelPrice。第八頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五ClarenceLittle(克拉倫斯利特爾)和ErnestTyzzer(歐內(nèi)斯特泰瑞)發(fā)現(xiàn)在同一株系小鼠間進(jìn)行腫瘤移植不會(huì)產(chǎn)生排斥現(xiàn)象，但不同株系間的移植則會(huì)發(fā)生排斥反應(yīng)。他們的研究發(fā)現(xiàn)幾個(gè)顯性的基因決定了腫瘤移植后是否產(chǎn)生排斥反應(yīng)。第九頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五36年P(guān).A.Gorer等在鑒定近交系小鼠血型抗原時(shí)發(fā)現(xiàn)4組紅細(xì)胞抗原，命名為抗原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。48年GeorgeSnell將抗原Ⅱ陽性與Ⅱ陰性小鼠進(jìn)行雜交，用相應(yīng)的抗體檢出子一代二組小鼠：抗原Ⅱ陽性與抗原Ⅱ陰性。再將抗原Ⅱ陽性小鼠中生長(zhǎng)的腫瘤移植到這二組雜交子一代中，他發(fā)現(xiàn)移植到抗原Ⅱ陰性小鼠中的腫瘤受到排斥而被分解破壞。這說明抗原Ⅱ是引起受體排斥的抗原，即組織相容性抗原，故被稱為H-2。第十頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五70年代后期，人們真正認(rèn)識(shí)到MHC在免疫應(yīng)答中的重要作用。當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)抗原特異性T細(xì)胞不識(shí)別游離狀態(tài)或溶解狀態(tài)的抗原，而只識(shí)別和MHC產(chǎn)物非共價(jià)結(jié)合的抗原的某一部分，而MHC也不是以分泌形式存在，而是結(jié)合在某些細(xì)胞膜上，這些細(xì)胞就是抗原遞呈細(xì)胞(APC)。第十一頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五現(xiàn)在已知道MHC分子是T細(xì)胞所識(shí)別的配基的組成部分。MHC有不同類型的產(chǎn)物，其中I類和II類MHC分子，具有抗原提呈功能，直接涉及T細(xì)胞的激活和分化?？乖呛虸類還是II類結(jié)合，決定了被激活的T細(xì)胞種類(T8或T4)，也因此出現(xiàn)不同性質(zhì)的免疫應(yīng)答，參與調(diào)控特異性免疫應(yīng)答。第十二頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第十三頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第十四頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第十五頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第十六頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第十七頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第十八頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第十九頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第二十頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC抗原的結(jié)構(gòu)和功能MHC-I類和II類抗原在結(jié)構(gòu)、組織分布和功能上各有特點(diǎn)。I類分子由重鏈(α鏈)和β2m組成，分布于所有有核細(xì)胞表面。II類分子由α鏈和β鏈組成，僅表達(dá)于淋巴樣組織中的各種細(xì)胞表面，如APC細(xì)胞、B細(xì)胞、胸腺上皮細(xì)胞和人的活化T細(xì)胞。第二十一頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC-I類抗原鏈(重鏈)HLA的Mr為4.4104，H-2的Mr4.7104；HLA有一個(gè)寡糖基連接位點(diǎn)，H-2有二個(gè)；鏈有五個(gè)結(jié)構(gòu)域：1、2、3、跨膜區(qū)和胞質(zhì)區(qū)。第二十二頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五鏈Mr為1.2104，99aa，30%以上序列與Ig的恒定區(qū)相似，是免球蛋白超家族(Igsuper-family)成員之一。由非MHC基因編碼。由于分子量較小，在血清電泳中位置處于2區(qū)域，所以又稱為2微球蛋白(2-microglobulin,2m)。第二十三頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第二十四頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC-I類抗原的四個(gè)功能區(qū)肽結(jié)合區(qū)、Ig樣區(qū)、跨膜區(qū)和胞質(zhì)區(qū)。肽結(jié)合區(qū)位于胞外N端，由1、2共同組成一個(gè)25?(長(zhǎng))×10?(寬)×11?(高)的抗原肽結(jié)合槽，能結(jié)合10個(gè)左右的氨基酸殘基肽。第二十五頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五結(jié)合槽的底由8條反向平行的折疊片層構(gòu)成的平臺(tái)，支撐著2個(gè)平行的螺旋，成為結(jié)合槽的壁。其中每4個(gè)折疊片層和1個(gè)螺旋由1或2結(jié)構(gòu)域氨基酸折疊形成。第二十六頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五由于MHC-I類分子的結(jié)合槽很小，所以抗原大分子必需經(jīng)過剪切加工處理成9-11肽才能與之結(jié)合，二者結(jié)合后形成特殊的表位，才能被CD8TCR識(shí)別，并與TCR的CDR3結(jié)合，而結(jié)合槽的二邊的螺旋與TCR的CDR1、CDR2結(jié)合。第二十七頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五HumanHLAMHCClassIStructure第二十八頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五PeptideinteractionswithanMHCclassImolecule第二十九頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五Ig樣區(qū)由重鏈3和2m組成，在MHC-I類中，這是一個(gè)高度保守的區(qū)域，與Ig恒定區(qū)同源，故名。2m與1、2、3相互作用，對(duì)維持MHC-I類分子的結(jié)構(gòu)有重要作用，而3含有CD8的結(jié)合位點(diǎn)，這與細(xì)胞毒作用有關(guān)。第三十頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五ModelofCD8,ClassIandPeptideInteraction第三十一頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第三十二頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC-II類抗原由、二條結(jié)構(gòu)相似的多肽鏈以共價(jià)結(jié)合形式組成。較重，有二個(gè)N連接糖基，鏈只有一個(gè)。與MHC-I相同，MHC-II類分子也可分為四個(gè)功能區(qū)，并功能也相似。第三十三頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第三十四頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第三十五頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五肽結(jié)合區(qū)：由、二條肽鏈的1、1共同構(gòu)成，空間結(jié)構(gòu)也相同，1、1各形成4條反向平行折疊和螺旋共同構(gòu)成結(jié)合槽，由于二端是開放的，所以可結(jié)合10－30個(gè)氨基酸殘基的肽段。第三十六頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五Ig樣區(qū)：識(shí)別并結(jié)合的功能，MHC-II類分子具有與CD4Th細(xì)胞結(jié)合并遞呈抗原信號(hào)的限制性，發(fā)揮不同于MHC-I的免疫應(yīng)答過程。第三十七頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第三十八頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五HumanHLAMHCClassIIStructure第三十九頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五PeptideinteractionswithanMHCclassIImolecule第四十頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五ModelofCD4,T-cellReceptor,ClassIIandPeptideInteraction第四十一頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC分子與抗原肽的相互作用肽與MHC分子結(jié)合槽的結(jié)合是非共價(jià)結(jié)合，結(jié)合和解離的速度均很慢，所以一旦兩者結(jié)合后，能保證與T細(xì)胞的作用。不同的肽可與同一MHC結(jié)合而形成不同的表位，再與不同的T細(xì)胞TCR結(jié)合。由于二類MHC分子在結(jié)構(gòu)上的差異，所以與之相結(jié)合的肽也各有自己的特點(diǎn)。第四十二頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五1/2二端是關(guān)閉的

ClassImoleculesClassIImolecules肽結(jié)合區(qū)1/1肽結(jié)合槽特性二端是開放的肽的大小9－11個(gè)氨基酸殘基10－30個(gè)氨基酸殘基錨定殘基錨定殘基位于肽的二個(gè)未端；通常是由疏水性的羧基未端錨定錨定殘基沿肽全長(zhǎng)分布結(jié)合肽的特性肽的二端與MHC分子結(jié)合槽相互作用，而中間拱起連續(xù)地結(jié)合在結(jié)合槽底部PeptideBindingbyClassIandClassIIMHCMolecules第四十三頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五與MHC分子結(jié)合的錨定位點(diǎn)第四十四頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五ConformationsofpeptidesbindingtoclassIMHCmolecules第四十五頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第四十六頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第四十七頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第四十八頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第四十九頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五CD8Tc和MHC-I的連接遞呈抗原信息peptide第五十頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第五十一頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第五十二頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五CD4Th和MHC-II的連接遞呈抗原信息peptide第五十三頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第五十四頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC的遺傳及結(jié)構(gòu)人類的HLA位于第6號(hào)染色體的短臂上，2m基因位于第15號(hào)染色體上長(zhǎng)臂上小鼠H-2位于第17號(hào)染色體短臂上，2m基因位于第2號(hào)染色體上MHC基因在同一染色體上，所以它們是連鎖的第五十五頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC的遺傳和多態(tài)性單元型遺傳單倍(元)型(haplotype)指MHC不同座位等位基因在一條染色體上的特定組合。MHC是以單倍型遺傳的。MHC的遺傳特點(diǎn)第五十六頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五在遺傳過程中MHC單元型作為一個(gè)完整的遺傳單位由親代傳給子代，即單元型遺傳。因此子代的MHC單元型一個(gè)來自父親，一個(gè)來自母親，所以親代與子代之間則必然有一個(gè)單元型相同，也只能有一個(gè)單元型相同。這一遺傳特點(diǎn)可用于器官移植時(shí)供者的選擇及法醫(yī)學(xué)的親子鑒定。第五十七頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五根據(jù)概率，同胞之間MHC單元型型別只會(huì)出現(xiàn)下列三種可能性：兩個(gè)單元型完全相同的機(jī)率為25%；兩個(gè)單元型完全不同的機(jī)率為25%；有一個(gè)單元型相同的機(jī)率為50%第五十八頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第五十九頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第六十頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第六十一頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五共顯性(codominance)一對(duì)等位基因的兩個(gè)成員在雜合體中都表達(dá)的遺傳現(xiàn)象。HLA各等位基因是共顯性，所以在同一細(xì)胞表面可有多種MHC分子表達(dá)。第六十二頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五連鎖不平衡(linkagedisequilbrium)指在某一群體中，分屬兩個(gè)或兩個(gè)以上基因座位的等位基因，同時(shí)出現(xiàn)在一條染色體上的頻率與預(yù)期的隨機(jī)頻率之間存在明顯差異的現(xiàn)象。連鎖的基因不是隨機(jī)組合在一起，而是某些基因比其它基因更多或更少地連鎖在一起，從而出現(xiàn)連鎖不平衡。在HLA復(fù)合體中已發(fā)現(xiàn)有50對(duì)以上等位基因顯示連鎖不平衡。第六十三頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC的高度多態(tài)性多態(tài)性(polymorphism)指一個(gè)基因座位(genelocus)上存在多個(gè)等位基因(allele)。就某一個(gè)體基因座位而言，最多只能有兩個(gè)等位基因，分別來自父母方的同源染色體上。因而，MHC多態(tài)性指的是一個(gè)群體概念，即群體中不同個(gè)體在等位基因擁有狀態(tài)上存在差別。第六十四頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五HLA是人類中多態(tài)性最豐富的基因系統(tǒng)，由于HLA的高度多態(tài)性，所以個(gè)體之間存在HLA的差異。根據(jù)目前已知的各座位上等位基因總數(shù)(約1038個(gè))來估算單倍型可以在群體中表達(dá)高于3.8107個(gè)，個(gè)體表現(xiàn)型和基因型則更多(1012)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全世界總?cè)丝跀?shù)，因此，人群中除同卵雙生外，無關(guān)個(gè)體間HLA型別完全相同的可能性極小。這對(duì)器官移植找到合適的配型增加了很大的困難。第六十五頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC基因有三類：MHC-I，MHC-II和MHC-III，其中MHC-III是編碼補(bǔ)體C2、C4和B的基因，其它二類編碼MHC抗原分子。MHC多態(tài)性主要表現(xiàn)在I、II類基因，這與I、II類基因產(chǎn)物參與抗原肽遞呈有關(guān)。第六十六頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC多態(tài)性能使種群對(duì)各種病原體產(chǎn)生適應(yīng)性免疫應(yīng)答，應(yīng)付多變的環(huán)境條件，以維持種群的穩(wěn)定性。MHC多態(tài)性的形成也正是自然界抗原多樣性長(zhǎng)期選擇的結(jié)果。MHC高度多態(tài)性對(duì)維持種群的生存具有重要的生物學(xué)意義。第六十七頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC的基因結(jié)構(gòu)小鼠H-2基因結(jié)構(gòu)小鼠H-2基因由四個(gè)主要區(qū)(region)

即K區(qū)、I區(qū)、S區(qū)、D區(qū)組成。有的區(qū)還可分為亞區(qū)(subregion)，如I區(qū)可分為I-A和I-E二個(gè)亞區(qū)。第六十八頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五每個(gè)區(qū)或亞區(qū)內(nèi)至少包括一個(gè)基因座位(genelocus)K區(qū)基因稱為H-2K座D區(qū)至少含有二個(gè)座，即H-2D座和H-2L座I-A亞區(qū)含有A和A二個(gè)座，I-E亞區(qū)含E和E二個(gè)座S區(qū)含有6個(gè)座第六十九頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五H-2基因復(fù)合體結(jié)構(gòu)示意圖A和E均有和基因座位D區(qū)有D和L二個(gè)基因座位第七十頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五Ⅰ類基因:包括K、D區(qū)基因，其編碼的分子稱為Ⅰ類分子，即K、D和L分子Ⅱ類基因:I區(qū)各基因，免疫應(yīng)答基因(immuneresponsegene,Ir基因)，其編碼的分子稱I區(qū)相關(guān)抗原(I-regionassociatedantigen,Ia)，即Ⅱ類分子Ⅲ類因:S區(qū)各基因，其編碼的分子稱為Ⅲ類分子，包括補(bǔ)體成分(C4和B因子等)、性限制蛋白(sex-limitedprotein,

SIP)以及TNF等因子第七十一頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五人類的HLA基因第七十二頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五人類的HLA基因第七十三頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第七十四頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第七十五頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五HLA基因復(fù)合體結(jié)構(gòu)示意圖HLA-DP亞區(qū)HLA-DQ亞區(qū)HLA-DR亞區(qū)第七十六頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五I類樣基因,編碼MHC-IB分子假基因未知有表達(dá)產(chǎn)物第七十七頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五552125111221625862HLA-I中，B座位基因最具多態(tài)性在HLA-II中，DR

座位最具多態(tài)性MHC的高度多態(tài)性第七十八頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五MHC的生物學(xué)功能遺傳調(diào)控抗原遞呈第七十九頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第八十頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五第八十一頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五（參與母胎免疫）第八十二頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五V.MHC的檢測(cè)原理及應(yīng)用HLA抗原特異性的鑒定檢測(cè)稱為分型，因?yàn)镠LA基因是共顯性的，所以知道其表型，也就知道其基因型。當(dāng)然也可通過DNA的分型而獲知其抗原特異性。HLA的檢測(cè)原理第八十三頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五表型分析常有二種方法血清學(xué)分型法主要能鑒定HLA-A、B、C、DR、DQ系列抗原，這類抗原稱為SD抗原(serologicallydefinedantigen)，采用國際上公認(rèn)的“補(bǔ)體依賴細(xì)胞毒”法。細(xì)胞分型法主要是對(duì)HLA-D、DP系列抗原的鑒定，這類抗原稱為L(zhǎng)D抗原(lymphocytedefinedantigen)。采用混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)(mixedlymphocyteculture,MLC)方法。第八十四頁，共九十三頁，編輯于2023年，星期五DNA分型的方法有多