免疫mhc

1、第八章主要組織相容性復(fù)合體 Major Histocompatibility Complex（MHC）,1、為什么會發(fā)生排斥反應(yīng)？2、這種排斥反應(yīng)的發(fā)生是否與遺傳背景有關(guān)？3、導(dǎo)致排斥反應(yīng)發(fā)生的物質(zhì)是什么？,排斥反應(yīng)的本質(zhì)是免疫應(yīng)答,記憶性特異性,,MHC的發(fā)現(xiàn),1930s開始研究，20世紀(jì)40-50年代確定小鼠近交系之間皮膚移植物的排斥主要由定位在17號染色體上的H-2基因決定H-2基因特點(diǎn)：在移植排斥中起主要作用；本

2、身含多個功能相近的基因座位，形成一復(fù)合體，引入““主要組織相容性復(fù)合體”的概念。人體MHC: HLA（Human Leukocyte Antigen, HLA)基因 或基因復(fù)合體 編碼產(chǎn)物為HLA分子或HLA抗原,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1980,概念 組織相容：組織的抗原性相似

3、 組織相容性抗原（histicompatibility antigen): 代表個體特異性的引起排斥反應(yīng)的同種異型抗原，叫組織相容性抗原，也稱移植抗原。 主要組織相容性抗原（major histocompatibility antigen): 在眾多的組織相容性抗原系統(tǒng)中，能引起強(qiáng)烈而迅速排斥反應(yīng)的抗原系統(tǒng)，稱為～，也叫主要組織相容性系統(tǒng)（major histocompatib

4、ility system,MHS)。,主要組織相容性復(fù)合體（Major Histocompatibility Complex,MHC): 一組決定移植組織是否相容、與免疫應(yīng)答密切相關(guān)、緊密連鎖的基因群。 MHC是受遺傳控制的，代表個體特異性的主要組織抗原系統(tǒng)，參與器官移植排斥，免疫應(yīng)答調(diào)控 。,MHC 基因,人MHC?HLA（Human leukocyte antigen）位于第6號染色體短臂，共34

5、00 kb99年10月28日在Nature雜志報道了HLA全基因序列此區(qū)域有約224個基因，分為3個區(qū)：第I區(qū)，第Ⅱ區(qū)，第Ⅲ區(qū) 小鼠MHC ?H2，位于第17號染色體 狗MHC ?DLA 兔MHC ?RLA,(人 ?2 微球蛋白基因在15號染色體, 小鼠?2微球蛋白基因在2號染色體),HLA 基因,第 I 區(qū) 經(jīng)典的HLA I 類基因，包括HLA-A,-B,-C 特點(diǎn)：具有明顯的多態(tài)性 非經(jīng)典的H

6、LA I類基因，包括HLA-E,-F,-G, 多態(tài)性有限第 Ⅱ 區(qū) 經(jīng)典HLA Ⅱ類基因，HLA-DP、-DQ、-DR 三個基因家族 特點(diǎn)：具有明顯的多態(tài)性 抗原加工相關(guān)基因： HLA-DM,-DO,TAP,LMP,等第 Ⅲ 區(qū)血清補(bǔ)體成分編碼基因 C2、C4A、C4B、Bf炎癥相關(guān)基因：TNF,LTB,MICA,MICB,HSP70等,,1 2,免疫功能相關(guān)基因： 血清補(bǔ)體成分的編碼基因：C4B, C

7、4A, Bf, C2 抗原加工相關(guān)基因：蛋白酶體β亞單位, TAP, HLA-DM基 因, HLA-DO基因，TAP相關(guān)蛋白基因 非經(jīng)典I 類基因： HLA-E, HLA-F, HLA-G 炎癥相關(guān)基因： 腫瘤壞死因子基因家族：TNF, LTA, LTB 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)基因 MHC I 類鏈相關(guān)分子（MI

8、C）基因家族 熱休克蛋白基因家族,15,經(jīng)典I類基因 經(jīng)典II類基因 免疫功能相關(guān)基因 其他 合計 A B C DRA DRB1 DRB3 DQA1 DQB1 DPA1 DPB1 E G MICA TAP 2132 2798 1672 7 119

9、6 58 49 179 36 158 11 50 84 40 242 8712,MHC多態(tài)性（Polymorphism),多態(tài)性：是群體中單一基因座位存在兩個以上不同等位基因的 現(xiàn)象。,截至2012年10月統(tǒng)計: HLA復(fù)合體等位基因總數(shù)已達(dá)到8712個 MHC多態(tài)性是高等脊椎動物基因組中多態(tài)性程度最

10、高的基因系統(tǒng)。多態(tài)性使得不同個體表達(dá)不同的HLA I和II類分子。,MHC的遺傳特點(diǎn)----,Location of Allelic Variation of the MHC,17,,,,HLA等位基因及其產(chǎn)物結(jié)構(gòu)上的差異----抗原結(jié)合槽的氨基酸殘基在組成和序列上不同,這種差異就決定了對不同病原微生物的抵抗力上,這種不同又體現(xiàn)在了與抗原肽結(jié)合的差異上，親和力和特異性,這種多態(tài)性能防止快速進(jìn)化的病原微生物針對宿主的攻擊，保護(hù)生物群體的

11、生存,單體型（haplotypes）遺傳 ： 連鎖在一條染色體上的各基因位點(diǎn)組合稱為單體型,MHC的遺傳特點(diǎn)----,共顯性表達(dá)： 一對等位基因的兩個成員在雜合體中都表達(dá)的遺傳現(xiàn)象等位基因的非隨機(jī)性表達(dá)： DRB1*0901: 0.1% 15.6%; DRB1*0701： 0.6% 21.9%連鎖不平衡：,HLA連鎖

12、不平衡,DRB1*0901 DQB1*0701：3.4% 11.3%,MHC 抗原結(jié)構(gòu),MHC I 類抗原： 異源雙聚體 重鏈（?鏈） 輕鏈（?2m）,MHC I 類分子結(jié)構(gòu)：,?1、?2：肽結(jié)合區(qū)域?3：與CD8分子結(jié)合,功能：,（?2m 缺失重鏈不能表達(dá)在細(xì)胞膜上）,,MHC I 類分子結(jié)構(gòu),MHC II 類抗原：異源雙聚體 ?鏈 ?鏈,

13、MHC II 類分子結(jié)構(gòu),?1、?1：肽結(jié)合區(qū)域?2：CD4分子結(jié)合,功能：,MHC II 類分子結(jié)構(gòu)示意圖,,MHC 結(jié)合的分子,MHC I 類抗原： 結(jié)合抗原多肽（8-10個氨基酸）、TCR、 CD8分子、 殺傷細(xì)胞抑制性受體MHC II 類抗原： 結(jié)合抗原多肽（13-18個氨基酸）、TCR、 CD4 分子,MHC分子與抗原肽的相互作用,錨定位：抗原肽上能與HLA分子凹槽相結(jié)

14、合的特定部位。錨定殘基：錨定位上的氨基酸殘基。,抗原多肽與MHC I類分子的結(jié)合,HLA I類分子：兩端封閉；容納的抗原肽為8-10aa；,V,與MHC I 類分子結(jié)合的肽的構(gòu)象,抗原多肽與MHC II類分子的結(jié)合,MHC II類分子：兩端開放；容納的抗原肽為13-17aa,Class I MHC,Class II MHC,生理狀態(tài)下，peptide-MHC分子結(jié)合非常穩(wěn)定 (Kd ~10-6),抗原競爭T細(xì)胞,HLA 分子的細(xì)胞分布

15、,I 類抗原：分布于所有有核細(xì)胞II 類抗原：分布于B細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、胸腺上皮細(xì)胞、活化的T細(xì)胞,MHC 分子的組成和結(jié)構(gòu),HLA分子的功能,一、作為抗原提呈分子參與適應(yīng)性免疫應(yīng)答 MHC限制性（MHC restriction）,指T細(xì)胞對抗原肽和自身MHC分子進(jìn)行雙重識別，即T細(xì)胞只能識別自身MHC分子提呈的抗原肽。,Zinkernagel,Doherty,(1996, Nobel Prize),41,CD8+ 細(xì)

16、胞,CD4+ 細(xì)胞,,MHC 抗原介導(dǎo)內(nèi)源性和外源性抗原的提呈,內(nèi)源性抗原的加工提呈過程,外源性抗原的加工提呈過程,抗原被內(nèi)吞 水解成多肽 MHCII與Ii結(jié)合 水解形成MHCII-CLIP復(fù)合物,MHCII類分子與抗原多肽形成復(fù)合物,,,,Ii（Ia-associated Invariant chain）： 非多態(tài)性的分子伴侶（Chaperone），與MHC II類抗原形 成復(fù)合物，參與MH

17、C II類抗原的裝配和轉(zhuǎn)運(yùn)。 防止II類分子復(fù)合物到達(dá)內(nèi)體前，肽與肽結(jié)合槽結(jié)合 引導(dǎo)II類分子復(fù)合物進(jìn)入內(nèi)體 抑制蛋白酶水解CLIP（Class II associated invariant chain peptide）： 結(jié)合MHC II類抗原的活性片段。HLA-DM：非多態(tài)性的MHC樣蛋白，催化CLIP分子與MHC II類分子解離，利于抗原多肽與MHC II類分子形成復(fù)合物。 非典型MH

18、CII類分子 位于內(nèi)體/溶酶體,,MHC與肽直接結(jié)合,T-CELL ACTIVATION,,,,陽性選擇陰性選擇,介導(dǎo)T細(xì)胞在胸腺的分化,陽性選擇,與上皮細(xì)胞表面MHC-肽有效結(jié)合的雙陽性細(xì)胞繼續(xù)發(fā)育為單陽性細(xì)胞：CD4+或CD8+未與上皮細(xì)胞表面MHC-肽有效結(jié)合的雙陽性細(xì)胞發(fā)生程序性細(xì)胞死亡（大部分） 陽性選擇保證T細(xì)胞獲得在識別中的自身MHC限制性,陰性選擇,與胸腺巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞表面MHC-自身肽高親和

19、力結(jié)合的細(xì)胞：克隆清除、克隆無能 與胸腺巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞表面MHC-肽中、低親和力結(jié)合及不結(jié)合的細(xì)胞?成熟T細(xì)胞 陰性選擇保證了T細(xì)胞對自身抗原的耐受性,,決定疾病易感性的個體差異 構(gòu)成種群基因結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性,,非洲獵豹 cheetah,MHC多態(tài)性有限，易感染各種病毒,二、作為免疫調(diào)節(jié)分子參與固有免疫應(yīng)答 編碼炎癥相關(guān)基因和補(bǔ)體：參與炎癥反應(yīng)，病原體殺傷 調(diào)控NK細(xì)胞功能,MHC I 類樣分子,非 MHC復(fù)

20、合體編碼 CD1分子：CD1a，CD1b，CD1c，CD1d，CD1e 參與非多肽類抗原的提呈：脂類 糖脂類抗原,CD1家族在結(jié)構(gòu)上與MHC I 類分子相似,HLA與臨床醫(yī)學(xué),器官移植HLA分子的異常表達(dá)與臨床疾病 腫瘤細(xì)胞 HLA I類分子表達(dá)下調(diào) 胰島素依賴性糖尿病---胰島?細(xì)胞表達(dá)HLA II類分

21、子HLA與疾病關(guān)聯(lián),MHC與疾病的關(guān)聯(lián),,,,,,親子鑒定檢測自身反應(yīng)性T細(xì)胞（ MHC+抗原多肽）MHC基因轉(zhuǎn)染腫瘤細(xì)胞 腫瘤疫苗,,61,MHC檢測方法血清學(xué)分型技術(shù)(Serological tissue typing) 微量細(xì)胞毒實(shí)驗(yàn)（HLA I類，Ⅱ類的DR、DQ）,62,細(xì)胞學(xué)分型技術(shù)混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)（Mixed lymphocyte reaction，MLR）(MHCⅡ類的DP),63

22、,DNA分型技術(shù)RFLP（restriction fragment length polymorphism, 限制性片段長度多態(tài)性）PCR/SSO（sequence specific oligonucleotide, 序列特異的寡核苷酸）: PCR+oligo probe hybridizationPCR/SSP（sequence specific primer, 序列特異引物）：特異、簡便PCR-SSCP（single-str