第八章-主要組織相容性復(fù)合體

1、LOGO第第八八章章 主主要要組組織織相相容容性性復(fù)復(fù)合合體體2014-4-9本章重點(diǎn) 掌握MHC、HLA的概念，MHC的結(jié)構(gòu)及表達(dá)產(chǎn)物 熟悉MHC的多態(tài)性及生物學(xué)功能 了解免疫功能相關(guān)基因，MHC分子和抗原肽的相互作用，HLA與臨床醫(yī)學(xué)組織相容性和組織相容性復(fù)合體 組織相容性: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)，稱組織相容性。 組織相容性復(fù)合體:是脊椎動(dòng)物中一類具有高度多態(tài)性、含有多個(gè)基因座位并緊密連鎖的基因群，在有核細(xì)胞表面表達(dá)的膜糖蛋白分子為主要組織相容性抗原。主要組織相容性復(fù)合體（MHC） MHC是由一群緊密連鎖的基因群組成，定位于動(dòng)物或人某對(duì)染色

2、體的特定區(qū)域，呈高度多態(tài)性。其編碼的分子表達(dá)于不同細(xì)胞表面，參與抗原遞呈，制約細(xì)胞間相互識(shí)別及誘導(dǎo)免疫應(yīng)答。 不同種類哺乳動(dòng)物MHC及其編碼產(chǎn)物的名稱各異。小鼠的MHC稱為H-2復(fù)合體。人類的MHC通常稱為HLA基因或HLA復(fù)合體。其編碼的分子表達(dá)于白細(xì)胞上，稱為人類白細(xì)胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)。為和基因區(qū)分常稱為HLA分子或HLA抗原。第一節(jié) 人類MHC的結(jié)構(gòu)及遺傳特性 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有多基因性和多態(tài)性 多基因性指基因復(fù)合體由多個(gè)緊密相鄰的基因座位組成，編碼產(chǎn)物具有相同或相似的功能。 多態(tài)性指群體中單個(gè)基因座位存在兩個(gè)以上不同等位基因的現(xiàn)象。一、 人的M

3、HC（HLA）基因結(jié)構(gòu)一、 人的MHC（HLA）基因結(jié)構(gòu)一、 人的MHC（HLA）基因結(jié)構(gòu) 1、HLA-類基因 人類的MHC （HLA）基因 集中在遠(yuǎn)離著絲點(diǎn)的一端 主要有A、B、C三個(gè)基因座位，每個(gè)座位均有大量的等位基因.一、 人的MHC（HLA）基因結(jié)構(gòu) 2、HLA-類基因 該類基因座位在HLA-D區(qū)，位于近著絲點(diǎn)一端，主要有三個(gè)亞區(qū)：DP、DQ、DR等。每一座位又有多個(gè)等位基因存在。 編碼和鏈的基因各有多個(gè)外顯子，而其中第二個(gè)外顯子編碼的氨基酸位于1和1域，變化最大。一、 人的MHC（HLA）基因結(jié)構(gòu) 2、HLA-類基因 TAP基因(抗原肽運(yùn)載體基因)和LMP基因(蛋白酶體基因)參與內(nèi)源

4、性抗原的加工。 內(nèi)源性抗原：胞質(zhì)內(nèi)合成的蛋白抗原。一、 人的MHC（HLA）基因結(jié)構(gòu) 3、HLA-類基因 在第六號(hào)染色體近著絲點(diǎn)10002000 kb范圍內(nèi)，位于HLA-和HLA-類基因之間。 編碼補(bǔ)體成分的基因和炎癥相關(guān)基因。 在免疫應(yīng)答和調(diào)控中也起相當(dāng)重要的作用。一、 人的MHC（HLA）基因結(jié)構(gòu)TNF-腫瘤壞死因子二、 MHC的遺傳特性 MHC的單體型遺傳 MHC在一條染色體上的組合，稱單體型。 單體型：在同一條染色體上有緊密連鎖的一系列等位基因的特殊組合。 MHC是以單體型遺傳的。 HLA各基因呈現(xiàn)連鎖不平衡：HLA各基因并未完全隨機(jī)組成單元型，一些基因緊密連鎖，一些基因不常連鎖。二、

5、 MHC的遺傳特性 2、基因的多態(tài)性 三類MHC,每一類MHC均由多基因座位(locus)編碼 ，每一座位多個(gè)復(fù)等位基因。 這樣個(gè)體之間MHC差異較大，很難找到二個(gè)MHC相同的人，為移植帶來(lái)困難。 如HLA-I就有HLA-A、B、C、E、F、G、H、J和11個(gè)假基因座位，而每一座位又有多個(gè)等位基因存在，如HLA-B已確定的就有212個(gè)，每個(gè)基因座位最多用2個(gè)等位基因，這種大量的復(fù)等位基因就是一種多態(tài)性。第二節(jié) 人類MHC分子的結(jié)構(gòu)MHC分子主要分為兩類 MHC-I類分子（MHC I）表達(dá)于所有有核的細(xì)胞表面， 遞呈內(nèi)源性（細(xì)胞內(nèi)合成的）抗原給CD8+ Tc 細(xì)胞（殺傷性T細(xì)胞）亞群。 MHC-

6、II類分子（MHC II）表達(dá)于B細(xì)胞、活化的T細(xì)胞巨噬細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞等，主要將外源性（由細(xì)胞外經(jīng)吞噬、胞飲加工的）抗原遞呈給CD4+ T h（輔助性T細(xì)胞）細(xì)胞亞群。 位于人體6號(hào)染色體和小鼠17號(hào)染色體。 概念區(qū)分： MHC、H-2復(fù)合體、HLA復(fù)合體-基因 MHC分子、H-2分子、HLA分子-抗原第二節(jié) 人類MHC分子的結(jié)構(gòu)一、第一類主要組織相容性抗原(MHC)分子 1、MHC類分子的基本結(jié)構(gòu) 含有兩條多肽鏈： 鏈和鏈 鏈(重鏈) 有五個(gè)結(jié)構(gòu)域:1、2、3、跨膜和胞質(zhì)區(qū)。一、第一類主要組織相容性抗原(MHC)分子 1、MHC類分子的基本結(jié)構(gòu)肽結(jié)合區(qū):與抗原肽結(jié)合-微球蛋白Ig樣區(qū):與Ig

7、的恒定區(qū)氨基酸順序同源穿膜區(qū)胞質(zhì)區(qū):有潛在的磷酸化位點(diǎn)，與胞內(nèi)信號(hào)傳遞有關(guān)一、第一類主要組織相容性抗原(MHC)分子 1、MHC類分子的基本結(jié)構(gòu) 含有兩條多肽鏈：鏈和鏈 鏈(2微球蛋白,2m) 是免球蛋白超家族成員。它由非MHC基因編碼。由于分子量較小，又稱為2微球蛋白.一、第一類主要組織相容性抗原(MHC)分子 1、MHC類分子的基本結(jié)構(gòu)一、第一類主要組織相容性抗原(MHC)分子 2、MHC類分子的空間結(jié)構(gòu)與功能寡肽抗原結(jié)合槽一、第一類主要組織相容性抗原(MHC)分子 2、MHC類分子的空間結(jié)構(gòu)與功能抗原結(jié)合槽： 和21區(qū)共同形成，底部由 條 區(qū)81反向平行的片層結(jié)構(gòu)支撐兩條平行的螺旋鏈，形

8、成的結(jié)合槽裂縫可以結(jié)合個(gè)氨基酸810殘基的肽段，進(jìn)而呈遞 區(qū)給 淋巴細(xì)胞識(shí)別。2T寡肽抗原結(jié)合槽一、第一類主要組織相容性抗原(MHC)分子 寡肽結(jié)合槽 MHC：兩端是封閉的，結(jié)合的肽810個(gè)氨基酸 MHC：兩端是開(kāi)放的，結(jié)合的肽1317個(gè)氨基酸MHC類分子抗原結(jié)合區(qū)的三維圖一、第一類主要組織相容性抗原(MHC)分子 2、MHC類分子的空間結(jié)構(gòu)與功能 功能: 遞呈內(nèi)源性（細(xì)胞內(nèi)合成的）抗原給 CD8+ Tc 細(xì)胞（殺傷性T細(xì)胞）亞群。 參與肽抗原介導(dǎo)的對(duì)靶細(xì)胞裂解殺傷作用。一、第一類主要組織相容性抗原(MHC)分子 2、MHC類分子的空間結(jié)構(gòu)與功能3TCR的共受體殺傷性T細(xì)胞二、第二類主要組織相

9、容性抗原(MHC)分子 1. MHC類分子的基本結(jié)構(gòu)二、第二類主要組織相容性抗原(MHC)分子 1、MHC類分子的基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):由、二條結(jié)構(gòu)相似的多肽鏈以非共價(jià)結(jié)合形式組成。 鏈:較重 鏈:MHC II類分子也可分為四個(gè)功能區(qū)。二、第二類主要組織相容性抗原 分子(MHC ) 1、MHC類分子的基本結(jié)構(gòu)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，由于二端是開(kāi)放的，所以可結(jié)合1017個(gè)氨基酸殘基的肽段。Ig樣區(qū)：有識(shí)別、結(jié)合的功能，所以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)答穿膜區(qū)過(guò)程。胞質(zhì)區(qū)二、第二類主要組織相容性抗原(MHC)

10、分子 2、MHC類分子的空間結(jié)構(gòu)與功能 抗原肽結(jié)合槽兩端是開(kāi)放的，結(jié)合抗原肽多為13-17個(gè)氨基酸殘基。 功能:與輔助性T細(xì)胞結(jié)合及抗原信號(hào)傳遞的限制性.二、第二類主要組織相容性抗原(MHC)分子 2、MHC類分子的空間結(jié)構(gòu)與功能TCR的共受體輔助性T細(xì)胞三、 肽與MHC分子結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 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，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。 兩類MHC分子在結(jié)構(gòu)上有差異，所以與之相結(jié)合的肽也各有自己的特點(diǎn)。三、 肽與MHC分子結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)抗原結(jié)合槽肽結(jié)合區(qū)胞外區(qū)(Ig

11、樣區(qū))穿膜區(qū)胞漿區(qū)抗原肽與和 類分子結(jié)合的特點(diǎn)比較MHC I IIClass I moleculesClass II molecules肽結(jié)合域1/21/1肽結(jié)合槽兩端是關(guān)閉的兩端是開(kāi)放的特性 個(gè)氨基酸殘基1317個(gè)氨基酸殘肽的大小810基錨定殘基錨定殘基在肽的兩個(gè)末端,常錨定殘基沿肽全長(zhǎng)由疏水性的羧基末端錨定。分布結(jié)合肽的肽的兩端與MHC分子結(jié)合槽連續(xù)地結(jié)合在結(jié)合特性相互作用，而中間拱起槽底部三、 肽與MHC分子結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)MHC分子與肽段的相互作用 在MHC分子結(jié)合的肽段內(nèi)，某個(gè)位點(diǎn)和羧基端常有相同（或性質(zhì)相似）的氨基酸（錨定殘基）。 錨定位：抗原肽上能和MHC分子抗原結(jié)合槽相互作用的特

12、定位點(diǎn)。三、 肽與MHC分子結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) HLA分子與抗原肽相互作用的特點(diǎn) MHC限制性：T細(xì)胞只能識(shí)別由MHC分子結(jié)合、遞呈的抗原肽 HLA分子與抗原肽的結(jié)合是選擇性的、低特異性的T細(xì)胞能夠識(shí)別T細(xì)胞表面的MHC單體型為MHC AAPC細(xì)胞表面的MHC單體型為MHC AT細(xì)胞不能夠識(shí)別T細(xì)胞表面的MHC單體型為MHC AAPC細(xì)胞表面的MHC單體型為MHC BMHC、類抗原的主要功能引起移植排斥反應(yīng)：MHC抗原本身就是激發(fā)機(jī)體對(duì)移植物產(chǎn)生強(qiáng)烈和快速排斥反應(yīng)的主要相容性抗原系統(tǒng)?？乖蔬f作用：外來(lái)抗原被抗原呈遞細(xì)胞攝取和處理后，必須與MHC 、類分子的肽結(jié)合區(qū)結(jié)合形成抗原肽MHC分子復(fù)合體，

13、該復(fù)合體經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)表達(dá)于抗原呈遞細(xì)胞的表面，才能被相應(yīng)的淋巴細(xì)胞識(shí)別，從而啟動(dòng)免疫應(yīng)答反應(yīng)。第三節(jié) MHC的檢測(cè)原理及應(yīng)用 MHC的檢測(cè)包括：表型檢測(cè)和基因型檢測(cè) MHC是共顯性基因，基因型通常與表型是一致的（假基因除外）。一、人類HLA的檢測(cè)原理及方法 1、HLA-抗原的檢測(cè) 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。采用國(guó)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。采用混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)方法。 上述方法的準(zhǔn)確性、重復(fù)性常令人不滿意。 HLA基因定型:方法有多種，其實(shí)質(zhì)是直接對(duì)HLA基因進(jìn)行DNA分析或測(cè)序。二、HLA檢測(cè)應(yīng)用 2、HLA與器官移植的關(guān)系 器官移植能否存活和存活率的高低與供、受體之間HLA是否相符及配型有著重要的關(guān)系。 孿生同胞由于HLA抗原完全相同，組織、器官移植后可長(zhǎng)期存活。 由于HLA有單倍型遺傳的特點(diǎn)，所以子女和父母間總有1/2相同，而兄妹間有1/4相同，單倍型有1/2相同，所以移植需