mhc研究生

1、第八章 主要組織相容性復(fù)合體及其編碼的分子,1、組織相容性（histocompatibility）：指不同個(gè)體間進(jìn)行組織或器官移植時(shí)，受者與供者之間相互接受的程度。2、組織相容性抗原（histocompatibility antigen）或移植抗原：代表個(gè)體特異性的同種異型抗原。存在于細(xì)胞表面，可引起排斥反應(yīng)。3、主要組織相容性抗原系統(tǒng)（major histocompatibility antigen system，MHS）：凡

2、能引起強(qiáng)而快速排斥反應(yīng)的抗原系統(tǒng)。,4、次要組織相容性抗原系統(tǒng)（minor histocompatibility antigen system，mHS）：凡能引起弱而慢排斥反應(yīng)的抗原系統(tǒng)。5、主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）：是指位于哺乳動(dòng)物某一染色體上一組緊密連鎖的基因群，其編碼的產(chǎn)物參與抗原提呈，調(diào)控免疫應(yīng)答，引起移植排斥反應(yīng)等。,第一節(jié)MHC基因的結(jié)構(gòu),一、小鼠M

3、HC（H-2復(fù)合體）小鼠MHC——H-2復(fù)合體（第17號(hào)染色體）基因群由4個(gè)遺傳區(qū)域組成，即K、Ⅰ、S和D區(qū)。按H-2基因群編碼抗原結(jié)構(gòu)和功能的不同，可將H-2復(fù)合體分為三類基因：（1）Ⅰ類基因，位于K區(qū)和D區(qū)，包括K、D和L基因座；（2）Ⅱ類基因（Ir基因），位于Ⅰ區(qū)，編碼Ia抗原。Ia抗原主要存在于B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、DC以及活化的T細(xì)胞上，而在其它組織細(xì)胞上均未能發(fā)現(xiàn)Ia抗原的存在；（3）Ⅲ類基因，指S區(qū)的基因。,二、人類

4、MHC（HLA復(fù)合體） HLA復(fù)合體位于人第6號(hào)染色體短臂6p21.31，長(zhǎng)約4000kb，已鑒定出224個(gè)基因座，其中128個(gè)為功能性基因，96個(gè)為假基因。HLA基因的分類方法：1、分成經(jīng)典的HLA-Ⅰ、HLA-Ⅱ和HLA-Ⅲ類基因。2、按其產(chǎn)物的功能可分為三群，即經(jīng)典HLA基因（Ⅰ類和Ⅱ類）、免疫功能相關(guān)基因和免疫無關(guān)基因。,（一）經(jīng)典HLA基因所謂經(jīng)典HLA基因，乃指其編碼產(chǎn)物直接參與抗原提呈并決定個(gè)體組織相容性

5、。 1、經(jīng)典HLA-Ⅰ類基因 又稱HLA Ⅰa 基因，指HLA-A、HLA-B、HLA-C基因座位。編碼Ⅰ類分子的重鏈。 其產(chǎn)物的組織分布極為廣泛，且具有高度的多態(tài)性。2、經(jīng)典HLA-Ⅱ類基因 指HLA-DP、DQ、DR基因亞區(qū)。它們編碼的產(chǎn)物均為雙肽鏈（?、?）分子。 Ⅱ類分子在個(gè)體水平具有極為豐富的多樣性。某些HLAⅡ類基因可有2個(gè)或2個(gè)以上的? 鏈功能基因，但一般只有一個(gè)? 鏈功能基因。,（二）免疫功能相關(guān)基因

6、 1、補(bǔ)體成分編碼基因?qū)儆冖箢惢?，由編碼C4B、C4A、Bf和C2等4種補(bǔ)體成分的基因座位組成。,M II C,2、抗原加工提呈相關(guān)基因（1）低分子量多肽 （low molecular-weight polypeptide, LMP）基因：包括LMP2和LMP7兩個(gè)基因座位。均位于Ⅱ類基因區(qū)，其產(chǎn)物為存在于胞質(zhì)溶膠中的蛋白酶體（proteosome）相關(guān)成分，參與對(duì)內(nèi)源性抗原的酶解。,（2）抗原加工相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體（transpor

7、ter associated with antigen peptide，TAP） 基因：包括TAP1和TAP2兩個(gè)基因座位，均位于Ⅱ類基因區(qū)，其產(chǎn)物參與內(nèi)源性抗原肽向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的轉(zhuǎn)運(yùn)。,（3）HLA-DM基因：包括DMA和DMB座位，位于Ⅱ類基因區(qū)，其產(chǎn)物參與APC對(duì)外源性抗原的加工提呈，幫助溶酶體中的抗原肽進(jìn)入MHCⅡ類分子抗原肽結(jié)合槽。,（4）HLA-DO基因： 位于Ⅱ類基因區(qū)，包括DOA和DOB兩個(gè)座位，分別編碼DO分子的?

8、鏈和?鏈。DO分子能與DM分子穩(wěn)定結(jié)合，以DM/DO復(fù)合物形式存在，參與對(duì)DM功能的負(fù)向調(diào)節(jié)。（5）TAP相關(guān)蛋白基因： 位于Ⅱ類基因區(qū)，其產(chǎn)物為TAP相關(guān)蛋白（TAP-associated protein，又稱tapasin ）。該蛋白參與內(nèi)源性抗原的加工提呈，主要對(duì)Ⅰ類分子在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的裝配起關(guān)鍵作用。,TAP1,TAP2,3、非經(jīng)典HLAⅠ類基因 非經(jīng)典HLAⅠ類基因又稱HLAⅠb基因，即b型Ⅰ類基因，包括HLA-E、

9、HLA-F、HLA-G等。（1）HLA-E基因： 其產(chǎn)物可提呈自身抗原肽（經(jīng)典HLAⅠ類分子和HLA-G分子先導(dǎo)肽）給NK細(xì)胞的凝集素樣抑制性受體CD94/NKG2A ，調(diào)節(jié)NK細(xì)胞等殺傷細(xì)胞的活性。,（2）HLA-G基因： 其產(chǎn)物主要分布于母胎界面胎兒絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞，可與NK細(xì)胞免疫球蛋白樣抑制性受體KIR2DL/KIR3DL結(jié)合，發(fā)揮抑制效應(yīng)。,,4、炎癥相關(guān)基因均位于HLA Ⅲ類基因區(qū)靠Ⅰ類基因區(qū)一側(cè)。（

10、1） 腫瘤壞死因子基因家族： 包括TNF （TNF-?）、LTA（LT?/TNF?）和LTB（LT?）三個(gè)座位。其產(chǎn)物參與炎癥、抗病毒和抗腫瘤免疫應(yīng)答。,,（2）轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)基因或類轉(zhuǎn)錄因子基因家族： 包括類 ?-?B（ ??BL）基因，可參與調(diào)節(jié)DNA結(jié)合蛋白NF-?B的活性。（3）MHCⅠ類相關(guān)基因（MⅠC）家族： 包括MⅠCA和MⅠCB基因，主要表達(dá)于腸粘膜上皮細(xì)胞，是NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞表面激活性受體NKG

11、2D的配體，參與細(xì)胞毒作用。 （4）熱休克蛋白基因家族： 如HSP70基因，其產(chǎn)物參與炎癥和應(yīng)激反應(yīng)，并作為分子伴侶在內(nèi)源性抗原的加工提呈中發(fā)揮作用。,（三）免疫無關(guān)基因 HLA復(fù)合體中還有一些免疫無關(guān)基因，如位于Ⅲ類基因區(qū)、參與類固醇合成的21羥化酶基因（CYP21），以及一批無產(chǎn)物表達(dá)的假基因。,第二節(jié) HLA分子結(jié)構(gòu),一、HLA-Ⅰ類分子結(jié)構(gòu),HLA-Ⅰ類分子均由一條重鏈（? 鏈） 和 一條輕鏈（?2m）以

12、非共價(jià)鍵連接而 成。? 鏈的N端在細(xì)胞外，C端插入胞內(nèi)， ?2m游離在胞外。? 鏈由HLA Ⅰ類基因編碼，?2m由非HLA基因編碼（15號(hào)染色體）。 ?2m 氨基酸序列高度保守，不呈同種異型性。?2m以非共價(jià)鍵與?1、?2和 ?3功能區(qū)相互作用，對(duì)維持HLA Ⅰ類分子天然構(gòu)型的穩(wěn)定性及其分子表達(dá)具有重要意義。HLAⅠ類分子幾乎在所有有核細(xì)胞表面都表達(dá)，包括血小板和網(wǎng)織紅細(xì)胞。,HLA-Ⅰ類分子的功能區(qū),1、肽結(jié)合區(qū)由?1

13、和 ?2功能區(qū)組成，為可變區(qū)域，也是HLAⅠ類分子的多態(tài)性或同種異型的分子基礎(chǔ)。?1和?2構(gòu)成肽結(jié)合槽（peptide-binding cleft），是結(jié)合抗原肽的部位。2、免疫球蛋白樣區(qū)由?3和?2m組成。 ?3和?2m均屬IgSF C1型結(jié)構(gòu)域。 ?3功能區(qū)是和CD8分子結(jié)合的部位。,3、跨膜區(qū)： 由約25個(gè)疏水性氨基酸殘基組成，以螺旋狀穿過胞膜的脂質(zhì)雙層，并將Ⅰ類分子錨定于細(xì)胞膜上。4、胞內(nèi)區(qū)： 約

14、含30個(gè)氨基酸殘基，其性質(zhì)高度保守，并具有數(shù)個(gè)cAMP依賴的蛋白激酶和酪氨酸激酶的磷酸化位點(diǎn)。 可參與跨膜 信號(hào)傳遞。,二、HLA-Ⅱ類分子結(jié)構(gòu),表達(dá)在細(xì)胞膜上的HLA-Ⅱ類分子，均由?、?兩條跨膜肽鏈組成，其C端均插入胞漿。兩條肽鏈均為HLA基因編碼，具有多態(tài)性。HLAⅡ類分子主要表達(dá)于抗原提呈細(xì)胞（APC）上，如樹突狀細(xì)胞、B細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、活化T細(xì)胞等。,,HLA-Ⅱ類分子的功能區(qū)1、肽結(jié)合區(qū) 由?

15、1和?1功能區(qū)組成，為可變區(qū)域，此兩區(qū)均是多態(tài)性或同種異型所在部位，共同構(gòu)成肽結(jié)合槽，是抗原肽結(jié)合部位。2、免疫球蛋白樣區(qū) 由?2和?2功能區(qū)組成，此兩區(qū)氨基酸序列變化很少，為非多態(tài)性。均屬IgSF C1型結(jié)構(gòu)域。此區(qū)是與CD4分子結(jié)合的部位。,3、跨膜區(qū) 含有25個(gè)aa，形成螺旋狀穿過細(xì)胞膜。4、胞內(nèi)區(qū) 含有10～15個(gè)aa，可參與跨膜信號(hào)傳遞。,第三節(jié) MHC分子表達(dá),一、MHC-Ⅰ類分子

16、的表達(dá),（一）MHC-Ⅰ類分子裝配和運(yùn)輸在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的?鏈先與鈣連接蛋白（calnexin）結(jié)合，再與?2m 組裝成三聚體，以防止未結(jié)合多肽的“空載”MHCⅠ類分子?鏈在胞內(nèi)轉(zhuǎn)移或被降解。與Ⅰ類分子結(jié)合的多肽來自胞漿或核蛋白，如自身蛋白、病毒蛋白。它們?cè)诎麧{中經(jīng)蛋白水解酶（如LMP）裂解為多肽前體，后者可能與HSP結(jié)合后運(yùn)輸給TAP，最后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，多肽替代calnexin與Ⅰ類分子結(jié)合，構(gòu)成?鏈-?2m-多肽三聚體

17、，然后從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中釋放出來，穿過高爾基復(fù)合體運(yùn)送到細(xì)胞表面。細(xì)胞表面的Ⅰ類分子，多數(shù)是結(jié)合了多肽的較穩(wěn)定的三聚體，也有空載的不穩(wěn)定的Ⅰ類分子，后者易丟失?2m 而成極易被降解的單體?鏈?？蛰d的Ⅰ類分子也可從細(xì)胞外介質(zhì)中結(jié)合多肽形成三聚體。,（二）MHC-Ⅰ類分子在細(xì)胞表面表達(dá),MHCⅠ類分子幾乎在所有有核細(xì)胞表面都表達(dá)，包括血小板和網(wǎng)織紅細(xì)胞。雖然許多細(xì)胞都表達(dá)Ⅰ類分子，但不同細(xì)胞所表達(dá)的Ⅰ類分子水平不同，其中以淋巴細(xì)胞、白細(xì)胞表達(dá)

18、最高，而成纖維細(xì)胞、肌細(xì)胞、肝細(xì)胞、神經(jīng)元表達(dá)很少，因而這些細(xì)胞在同種移植時(shí)較少誘發(fā)排斥反應(yīng)。另外，有些細(xì)胞不表達(dá)Ⅰ類分子 ，如腦細(xì)胞、分化在某一階段的精細(xì)胞、胎盤細(xì)胞。,二、MHC-Ⅱ類分子的表達(dá),（一）MHC-Ⅱ類分子裝配和運(yùn)輸Ⅱ類分子的 ? 鏈和 ? 鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后裝配成異二聚體。由于??二聚體的不穩(wěn)定性，需與一輔助分子Ii鏈結(jié)合，以（?? Ii）3異九聚體的形式存在，其肽結(jié)合槽被CLIP （class II associ

19、ated invariant chain peptide，II類分子相關(guān)的恒定鏈多肽） 封閉。Ii 鏈的功能： 有助于Ⅱ類分子組裝、折疊和轉(zhuǎn)移，阻止早期合成的MHC Ⅱ類分子與多肽結(jié)合，并有利于Ⅱ類分子在細(xì)胞內(nèi)的正確移位和穩(wěn)定新合成的MHCⅡ類分子的結(jié)構(gòu)。,（?? Ii）3異九聚體由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔穿越高爾基體，形成M II C（ MHC class Ⅱ compartment，MHC Ⅱ類小室），與含抗原肽的內(nèi)體（endosome）和

20、溶酶體（ lysosome ）結(jié)合，在這里Ii鏈被降解，仍有CLIP，在HLA-DM幫助下CLIP解離，溝槽暴露出來，抗原肽才有可能與Ⅱ類分子結(jié)合，形成穩(wěn)定的MHC Ⅱ類分子-抗原肽復(fù)合物，轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜表面。,M II C,（二）MHCⅡ類分子在細(xì)胞表面的表達(dá),MHCⅡ類分子主要表達(dá)于APC （如樹突狀細(xì)胞、B細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞）、活化T細(xì)胞、胸腺上皮細(xì)胞等。靜止?fàn)顟B(tài)的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表達(dá)Ⅱ類分子甚少，但是活化時(shí)表達(dá)顯著增強(qiáng)。大

21、多數(shù)動(dòng)物的活化T細(xì)胞也表達(dá)Ⅱ類分子（小鼠例外）。,第四節(jié)HLA復(fù)合體遺傳特征,HLA基因及其產(chǎn)物具備某些不同于其他真核基因系統(tǒng)的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：,一、多基因性（polygeny）是指HLA復(fù)合體含多個(gè)不同HLA Ⅰ和Ⅱ類基因，其編碼產(chǎn)物具有相同或相似的結(jié)構(gòu)和功能。,二、單元型遺傳,HLA復(fù)合體是緊密連鎖的，這些連鎖在一條染色體上的等位基因很少發(fā)生同源染色體間的交換，從而構(gòu)成一個(gè)單元型（haplotype）。在遺傳過

22、程中，HLA單元型作為一個(gè)完整的遺傳單位由親代傳給子代。父母雙方均各有2條HLA染色體，即二倍體（diploid）。,HLA表型、基因型與單元型是有區(qū)別的表型（phenotype）：某一個(gè)體的HLA抗原特異性型別。即表型是HLA基因所表達(dá)的抗原產(chǎn)物?；蛐停╣enotype）： HLA基因在體細(xì)胞兩條染色體上的組合。單元型（haplotype）： HLA基因在同一條染色體上的組合。,三、高度多態(tài)性,（一）多態(tài)性的概念多態(tài)性（po

23、lymorphism）指在一隨機(jī)婚 配群體中，染色體上一個(gè)基因座位（locus） 上存在多個(gè)等位基因（allele）。等位基因：位于同源染色體上對(duì)應(yīng)位置的一對(duì)基因。對(duì)某一個(gè)基因座位，一個(gè)個(gè)體最多只能有兩個(gè)等位基因，分別出現(xiàn)在來自父母方的同源染色體上。因而MHC的多態(tài)性是一個(gè)群體概念，指群體中不同個(gè)體在等位基因擁有狀態(tài)上存在差別。多態(tài)性指群體中各座位等位基因的變化,（二）造成多態(tài)性的原因,1、復(fù)等位基因（multipl

24、e alleles） 復(fù)等位基因：由于群體中出現(xiàn)的突變，同一座位所可能出現(xiàn)的基因系列。對(duì)某一個(gè)體來說一個(gè)基因座只有一對(duì)等位基因，復(fù)等位基因是群體的概念。 HLA存在為數(shù)眾多的復(fù)等位基因，復(fù)等位基因是HLA高度多態(tài)性的最主要原因。HLA-A、B和C的復(fù)等位基因分別為282、537和135個(gè)，HLA-DRB1與HLA-DPB1的復(fù)等位基因分別為418和106個(gè)。而且不斷有新的復(fù)等位基因被發(fā)現(xiàn)。,,2、共顯性（codominance）

25、一對(duì)等位基因同為顯性表達(dá)，此為共顯性。HLA復(fù)合體中每一對(duì)等位基因均為共顯性。即在雜合狀態(tài)下，同源染色體上的等位基因均表達(dá)相應(yīng)產(chǎn)物。由此，共顯性大大增加了人群中HLA表型的多態(tài)性。,（三）HLA多態(tài)性的產(chǎn)生及其意義一般認(rèn)為，HLA復(fù)合體通過基因點(diǎn)突變、基因重組（同源染色體之間的交換）、基因轉(zhuǎn)換等 機(jī)制導(dǎo)致其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生變異，這是HLA多態(tài)性形成的基礎(chǔ)。 這些不斷產(chǎn)生的大量變異能否以等位基因形式保留下來，則取決于自然選擇。,

26、四、連鎖不平衡,HIA復(fù)合體各等位基因均有其各自的基因頻率?；蝾l率是指群體中某一特定等位基因的數(shù)目占該座位各等位基因數(shù)目總和的比例。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)在一條染色體上的幾率高于隨機(jī)出現(xiàn)的頻率，即為連鎖不平衡（linkage disequilibrium）。換言之，連鎖的基因并不是隨機(jī)組合的，而是某些基因比其他基因能更多或更少地連鎖在一起.,在HLA復(fù)合體中已發(fā)現(xiàn)50對(duì)以上等位基因顯示連鎖不平衡，其產(chǎn)生的機(jī)

27、制不清楚。由于存在連鎖不平衡，某些單元型在群體中可呈現(xiàn)較高的頻率，并較之單一HLA基因型別更能顯示人種和地理的特點(diǎn)。在單元型的檢出率也同樣有差別，如北歐人以HLA-A1、B8，HLA-A8、B7兩個(gè)單元型最常見，黃種人以HLA-A9、B15和HLA-A2、B空白抗原的單元型較常見，我國(guó)漢族人以HLA-A2、B46，HLA-A11、B40和HLA-A2、B40單元型最常見。,第五節(jié) HLA等位基因及其編碼產(chǎn)物的分類與命名,一、HLA

28、基因的命名原則,人類HLA基因命名方法為：HLA+連字符（-）+基因所屬座位名+星號(hào)（*）+ 4位數(shù)編號(hào)。星號(hào)（*）前為基因座位，星號(hào)后為等位基因。以大寫字母A、B、C…表示HLA遺傳區(qū)域中的座位名。 如HLA-A*0103、 HLA-DRB1 *1102HLA等位基因以4位數(shù)字表示，前2位表示主型，后2位表示亞型，其中主型命名是以該等位基因產(chǎn)物的型別（即血清學(xué)檢出的抗原特異性）為基礎(chǔ)。如A*0101和A*0102兩個(gè)基因的產(chǎn)物都是

29、血清學(xué)方法檢出的A1抗原，但它們DNA序列不同。所以血清學(xué)分型為同一種分子的，它們的編碼基因可以是不同的。,HLA基因命名也可用于該基因產(chǎn)物的命名。對(duì)Ⅰ類基因來說，基因命名與產(chǎn)物命名相同，例如HLA-A*0201代表基因，“HLA-A*0201分子” 代表基因產(chǎn)物。由于Ⅱ類分子中HLA-DQ和HLA-DP分子由2個(gè)多態(tài)性基因編碼，其產(chǎn)物用2個(gè)編碼基因命名，如：HLA-DQA1*0501/DQB1*0201，HLA-DPA1*0103

30、/DPB1*0201HLA-DRA1基因沒有多態(tài)性，所以HLA-DRB1基因可用于命名其產(chǎn)物，如HLA-DRB1*0501基因命名可作為HLA-DR*0501分子的命名。HLAⅡ類A基因和B基因的產(chǎn)物分別用對(duì)應(yīng)的希臘字母表示，即?鏈和?鏈。,二、已檢出的HLA抗原,至2003年，已確定的HLA等位基因總數(shù)已經(jīng)達(dá)到1695個(gè)其中HLA-A（282）、HLA-B（537）、HLA-C（135）、HLA-DRA（3）、HLA-DRB（4

31、18）、HLA-DQA1（24）、HLA-DQB1（55）、HLA-DPA1（20）、HLA-DPB1（106）、HLA-E（6）、 HLA-F（2） 、 HLA-G（15） 、HLA-DMA（4）、 HLA-DMB（6）、 TAP（10） 、HLA-DOA（ 8 ）、 HLA-DOB（ 8 ）、 MICA（56）。,,已檢出的抗原特異性164種。 其中HLA-A（28）、HLA-B（61）、HLA-C（10）、HLA-DR（24

32、）、HLA-DQ（9）、HLA-DP（6）、HLA-Dw（26）。HLA-A、B、C、DR、DQ抗原特異性用血清學(xué)技術(shù)檢測(cè)，HLA-Dw特異性采用混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)檢測(cè)。Dw代表了激發(fā)同種異體淋巴細(xì)胞增殖的淋巴細(xì)胞激活決定基（LAD），是DR、DQ等Ⅱ類基因產(chǎn)物效應(yīng)的總和，因而沒有單獨(dú)的Dw等位基因座位。,第六節(jié)    MHC分子與抗原肽的相互作用,一、肽結(jié)合槽的結(jié)構(gòu),（一）MHC-Ⅰ類分子?1和?

33、2組成的一個(gè)溝槽（cleft）。溝槽兩側(cè)各由?1和?2一部分氨基酸殘基所形成的? 螺旋，溝槽底部由?1和?2的各4個(gè)?折疊組成。溝槽呈封閉狀。溝槽長(zhǎng)約2.5nm、寬1.0nm、深1.1nm，可容納8~11個(gè)氨基酸殘基組成的多肽，以9肽多見。,,（二）MHC-Ⅱ類分子 ?1、?1組成的溝槽，兩側(cè)也有 ? 螺旋，底部有 ? 折疊，但溝槽是開放的，最大可容納25個(gè)氨基酸多肽，一般結(jié)合12～18多肽，以15肽為最常見。,二、抗原肽和

34、MHC分子相互作用的分子基礎(chǔ),MHC分子與抗原肽結(jié)合具有高度親和力，此乃保證MHC分子有效提呈抗原的前提。,MHC分子與抗原肽的共同基序相結(jié)合抗原肽往往帶有兩個(gè)或兩個(gè)以上專司與MHC分子肽結(jié)合槽相結(jié)合的特定部位，稱錨定位。該位置的氨基酸殘基稱為錨定殘基（anchor residue）。錨定殘基的組合稱為基序（motif）。 MHC分子的肽結(jié)合槽中容納錨定殘基的位置形成口袋（ pocket ），不同MHC分子其氨基酸結(jié)構(gòu)的差異主要體現(xiàn)

35、在口袋的大?。╯ize）、形狀（form）和電荷（charge）不同。與同一型別MHC分子結(jié)合的不同抗原肽，其錨定位和錨定殘基往往相同或相似。,如：進(jìn)入HLA-A*0201分子凹槽中的九肽（或十肽）都有兩個(gè)錨定位：第2位（P2）皆為亮氨酸（L）或甲硫氨酸（M）；而第9位（P9）皆為亮氨酸或纈氨酸（V）。因此，HLA*0201分子所接納的抗原肽均有一個(gè)特征性的共同基序（consensus motif），即x-L/M-x-x-x-x-x

36、-x-L/V（x代表任意氨基酸殘基）。該處錨定位是P2和P9，錨定殘基分別是L/M和L/V，而中間P3 ~ P8的殘基組成帶有較大的任意性。,再如：HLA-B*2705所結(jié)合的九肽。其錨定位也是P2和P9，只是錨定殘基的組成有變：P2皆為精氨酸（R），而P9為亮氨酸或苯丙氨酸（F）。由此顯示，B*2705分子接納抗原肽所要求的共同基序是x-R-x-x-x-x-x-x-L/F。這表明，MHC分子通過特定的共同基序顯示和抗原肽結(jié)合的專一性

37、。,HLAⅡ類分子情況比較復(fù)雜：進(jìn)入HLAⅡ類分子肽結(jié)合槽的幾種抗原肽，其長(zhǎng)度雖變化于13 ~ 17個(gè)氨基酸之間，但中段仍有對(duì)應(yīng)于Ⅰ類分子的9肽結(jié)構(gòu)參與構(gòu)成錨定殘基，但格局比較復(fù)雜。如Ⅱ類分子HLA-DRB1*0405錨定位為P1、P4、P6和P9，除P9的氨基酸組成（E和D）相對(duì)單一外，其他位置皆包括四種以上的不同氨基酸殘基可供替換。顯然，適于DRB1*0405分子所接納的抗原肽，其共同基序遠(yuǎn)比Ⅰ類分子復(fù)雜。,三、抗原肽和MHC

38、分子相互作用的特點(diǎn),1、特定的MHC分子可憑借所需要的共同基序選擇性地結(jié)合抗原肽，兩者的結(jié)合具有一定的專一性。（1）抗原肽必須是線性結(jié)構(gòu)；抗原肽與MHC分子以非共價(jià)鍵結(jié)合；MHC分子不能區(qū)別自己肽和非己肽。（2）與MHC-Ⅰ類分子結(jié)合以9肽多見，與MHC-Ⅱ類分子結(jié)合以15個(gè)肽多見。,,2、不同MHC分子可選擇性地結(jié)合具有不同錨定位和錨定殘基的肽段 不同MHC等位基因產(chǎn)物有可能提呈同一抗原分子的不同表位，造成不同個(gè)體（帶有不同

39、的MHC等位基因）對(duì)同一抗原的應(yīng)答在強(qiáng)度上出現(xiàn)差異。,3、 MHC分子與抗原肽結(jié)合的包容性（flexibility）包容性：MHC分子與抗原肽的結(jié)合無嚴(yán)格的專一性，而是一種MHC分子可結(jié)合帶有特定共同基序的一群抗原肽。這一包容性體現(xiàn)在不同層次： ①組成共同性基序的“x”氨基酸，其順序和結(jié)構(gòu)可變； ②特定MHC分子所“選擇”的錨定殘基并非專一，以至相當(dāng)數(shù)量的肽段可“符合” 特定共同基序的條件，造成一種MHC分子可結(jié)合多種抗原肽

40、，活化多個(gè)抗原特異T細(xì)胞克??； ③不同MHC分子（同一家族）所接納的抗原肽，可擁有相似的共同基序。,第七節(jié)MHC的生物學(xué)功能,一、參與抗原加工和提呈 MHC分子是參與抗原加工、處理和提呈的關(guān)鍵分子。其最主要功能是作為抗原提呈分子，把結(jié)合的抗原肽提呈給T細(xì)胞。,二、參與免疫細(xì)胞間相互作用的限制性,1、MHC限制現(xiàn)象： TCR在特異性識(shí)別APC所提呈的抗原肽過程中，必須同時(shí)識(shí)別與抗原肽形成復(fù)合物的MHC分子，這一現(xiàn)象稱MHC限

41、制性（MHC restriction）。Tc細(xì)胞所介導(dǎo)的特異性免疫殺傷作用也有MHC限制性。2、MHC限制性本質(zhì)： 目前已知，T細(xì)胞識(shí)別抗原要有兩種識(shí)別，一是TCR與MHC抗原結(jié)合槽中的特異性多肽結(jié)合；另一是TCR識(shí)別肽結(jié)合槽兩側(cè)同種異型部位的 ? 螺旋結(jié)構(gòu)。,三、參與T細(xì)胞分化成熟及中樞自身耐受的建立 MHC分子參與胸腺細(xì)胞分化和成熟過程。如在陽性選擇中，T細(xì)胞兩大亞群分化過程有賴于它們對(duì)MHC分子的識(shí)別。在陰性選擇中

42、，在MHC分子-自身肽誘導(dǎo)下，T細(xì)胞獲得了識(shí)別自身與非己抗原的能力。,四、輔助TCR識(shí)別結(jié)合抗原當(dāng)TCR與抗原肽-MHC復(fù)合物結(jié)合的同時(shí)，CD4分子與MHCⅡ類分子?2功能區(qū)；CD8分子與Ⅰ類分子 ?3 功能區(qū)結(jié)合，從而穩(wěn)定了TCR與抗原肽-MHC分子復(fù)合物的特異性結(jié)合，故稱CD4/CD8分子為共受體。,五、參與免疫應(yīng)答的遺傳控制 機(jī)體對(duì)特定抗原物質(zhì)是否產(chǎn)生應(yīng)答以及應(yīng)答的強(qiáng)弱受遺傳控制，而控制免疫應(yīng)答的基因（Ir基因）一般認(rèn)為也位

43、于人的HLA Ⅱ 類基因區(qū)內(nèi)。MHC分子的表達(dá)與否或表達(dá)的量的多少可影響機(jī)體免疫應(yīng)答的強(qiáng)弱，所以MHC參與個(gè)體和群體的免疫應(yīng)答的調(diào)控。此也稱為MHC對(duì)免疫應(yīng)答的遺傳控制。 另外，MHC分子可參與抗原提呈并制約免疫細(xì)胞間相互作用，從而調(diào)控機(jī)體免疫應(yīng)答的發(fā)生及其強(qiáng)度。,六、引起移殖排斥反應(yīng),同種異體組織移植時(shí)，若供受體移植抗原不匹配，將會(huì)誘發(fā)受體產(chǎn)生明顯的移植排斥反應(yīng)。雖然MHCⅠ類和Ⅱ類分子均是主要移植抗原，但這兩類抗原在移植中所起的作

44、用是不相同的。MHCⅡ類分子錯(cuò)配啟動(dòng)了免疫應(yīng)答，而MHCⅠ類分子錯(cuò)配是導(dǎo)致排斥反應(yīng)發(fā)生的靶分子。因此臨床上器官和骨髓移植時(shí)，要首先選擇與受體HLAⅠ類和HLAⅡ類分子匹配的供體，其次選擇與HLAⅡ類分子相配的供體，HLAⅡ類分子匹配比HLAⅠ類分子更重要。,第八節(jié)HLA與臨床醫(yī)學(xué),一、HLA與疾病的關(guān)聯(lián)（一）HLA是機(jī)體對(duì)疾病易感的主要遺傳成分HLA與疾病關(guān)聯(lián)，是指帶有某些特定HLA型別的個(gè)體易患某一疾病（陽性關(guān)聯(lián)）或?qū)υ摷膊?/p>

45、有較強(qiáng)的抵抗力（陰性關(guān)聯(lián)）。如強(qiáng)直性脊柱炎（AS）和HLA-B27陽性關(guān)聯(lián)。迄今，記錄在案與HLA關(guān)聯(lián)的疾病達(dá)500余種，大部分為自身免疫病。,（二）與疾病關(guān)聯(lián)的原發(fā)成分,1、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）以DR4為主要關(guān)聯(lián)成分的疾病。2、乳糜瀉（CD）乳糜瀉的原發(fā)關(guān)聯(lián)成分是和DR3呈現(xiàn)連鎖不平衡的HLA-DQA1*0501及DQB1*0201。,3、胰島素依賴型糖尿?。↖DDM）易感性原發(fā)關(guān)聯(lián)成分是DQA1*0301和DQB1*0

46、201，中國(guó)漢族人群次級(jí)關(guān)聯(lián)成分是DR3/DR9 。4、多發(fā)性硬化癥（MS）關(guān)聯(lián)成分為DR2中的DRB1*1501，并有RB3*0101參與。,二、HLA分子的異常表達(dá)和臨床疾病,所有有核細(xì)胞表面表達(dá)HLAⅠ類分子，但惡變細(xì)胞Ⅰ類分子的表達(dá)往往減弱甚至缺如，以致不能有效地激活特異性CD8+ CTL，造成腫瘤逃脫免疫監(jiān)視。與此相反，某些自身免疫病中，原先不表達(dá)HLAⅡ類分子的上皮細(xì)胞，可被誘導(dǎo)表達(dá)Ⅱ類分子，如胰島素依賴型糖尿病中的

47、胰島β細(xì)胞、乳糜瀉中的腸道細(xì)胞、萎縮性胃炎中的胃壁細(xì)胞等。可能和它們促進(jìn)免疫細(xì)胞的過度活化有關(guān)。,三、HLA與器官移植,器官移植的成敗主要取決于HLA等位基因的匹配程度。不同的移植對(duì)HLA配型的要求不同，骨髓移植要求最高，腎移植就相對(duì)要求低些，而角膜移植則基本沒什么特殊要求。器官移植需確定供受者間的組織相容性，涉及HLA分型（typing）和交叉配型（cross-match）。腎移植時(shí)主要檢測(cè)HLA- DR、B和A位點(diǎn)。 骨髓移植

48、時(shí)一般選擇HLA全相同者作為供者。為預(yù)防GVHR病。,四、HLA其他臨床意義,（一）HLA與輸血多次接受輸血的患者體內(nèi)可產(chǎn)生抗HLA抗體，從而發(fā)生因白細(xì)胞或血小板受到破壞而引起的輸血反應(yīng)。（二）HLA與母胎關(guān)系 成熟的胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞不表達(dá)經(jīng)典HLA-Ⅰ類抗原，而表達(dá)HLA-G抗原，此與母親對(duì)胎兒（攜帶父方HLA單元型）的耐受有關(guān)。,五、HLA與親子鑒定和法醫(yī)學(xué),HLA系統(tǒng)所顯示的多基因性和多態(tài)性，意味著兩個(gè)無親緣關(guān)系個(gè)體間，在

49、所有HLA基因座位上擁有完全相同等位基因的機(jī)會(huì)幾乎等于零。再者，每個(gè)人所擁有的HLA等位基因型別一般終身不變，因而特定等位基因及其以共顯性形式表達(dá)的產(chǎn)物，可以成為個(gè)體性（individuality）的一種遺傳標(biāo)志。由此，HLA分型已在法醫(yī)學(xué)上被廣泛地用于親子鑒定和確定死亡者的身份，也能用于斷定犯罪嫌疑人。,第九節(jié) HLA檢測(cè)技術(shù),一、  血清學(xué)分型技術(shù)（一）   HLA-Ⅰ類抗原的檢測(cè)HLA-A、

50、B、C抗原型別鑒定均借助微量淋巴細(xì)胞毒試驗(yàn)或補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒試驗(yàn)（CDC）。原理：取已知HLA抗血清加入待測(cè)外周血淋巴細(xì)胞，作用后加入兔補(bǔ)體。充分作用后加入染料（臺(tái)盼藍(lán)或伊紅），在倒置顯微鏡下判斷結(jié)果，著染的細(xì)胞為死亡細(xì)胞，表示待檢淋巴細(xì)胞表面具有已知抗血清所針對(duì)的抗原。也可用熒光染料（EB）代替伊紅或臺(tái)盼藍(lán)，在熒光顯微鏡下觀察。,（二）   HLA-DR、DQ抗原檢測(cè)HLA-DR、DQ抗原分型方法同HLA-Ⅰ

51、類抗原，但所用抗血清須經(jīng)過血小板吸收以去除針對(duì)Ⅰ類抗原的抗體。另外，待測(cè)細(xì)胞須是經(jīng)純化的B細(xì)胞。,二、  細(xì)胞學(xué)分型技術(shù),細(xì)胞學(xué)分型法是用混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)（mixed lymphocyte reaction, MLR）作為基本技術(shù)，通過測(cè)定受檢淋巴細(xì)胞對(duì)標(biāo)準(zhǔn)分型細(xì)胞的增殖反應(yīng)進(jìn)行分型判定的方法。純合子分型細(xì)胞（homozygous typing cell, HTC）分型法（陰性分型法）：標(biāo)準(zhǔn)分型細(xì)胞為純合子分型細(xì)胞，由于該

52、種細(xì)胞一對(duì)同源染色體上的兩個(gè)單元型完全相同，所以只表達(dá)一種HLA-Ⅱ類抗原。其與受檢淋巴細(xì)胞混合進(jìn)行MLC時(shí)，若受檢淋巴細(xì)胞抗原與HTC相同，則不發(fā)生或僅出現(xiàn)輕微的增殖反應(yīng)。通?？捎脕頇z測(cè)HLA-Dw特異性。,預(yù)致敏淋巴細(xì)胞分型法（primed lymphocyte typing, PLT） （陽性分型法） ：采用已知的致敏淋巴細(xì)胞作為應(yīng)答細(xì)胞，當(dāng)用滅活的受檢者淋巴細(xì)胞作為刺激細(xì)胞時(shí)，若出現(xiàn)再次應(yīng)答反應(yīng)，則表明受檢者細(xì)胞表面的HLA-Ⅱ

53、類抗原型別與已知預(yù)致敏淋巴細(xì)胞的型別相同。此方法常用來測(cè)定HLA-DP特異性。由于分型細(xì)胞來源困難以及操作手續(xù)繁瑣，細(xì)胞學(xué)分型技術(shù)正逐漸被淘汰。,三、DNA分型技術(shù),（一）PCR-RFLP技術(shù)不同個(gè)體HLA DNA位點(diǎn)多態(tài)性可影響限制酶的切割位點(diǎn)，造成限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（restriction fragment length polymorphism，RFLP），即用同一種限制酶消化不同個(gè)體的HLA DNA時(shí)，會(huì)得到長(zhǎng)度各不相同的

54、限制片段類型。然后用特異性探針對(duì)限制酶切片段進(jìn)行雜交分析，借以確定HLA的型別。若對(duì)DNA片段先進(jìn)行體外PCR擴(kuò)增，再用限制性酶消化后進(jìn)行雜交分析 ，稱為PCR-RFLP技術(shù)。,（二）   PCR-SSOP技術(shù),借助PCR技術(shù)，應(yīng)用HLA等位基因或等位基因組特異性引物對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增；將擴(kuò)增產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至NC膜或尼龍膜上；用標(biāo)記的序列特異性寡核苷酸探針（sequence specific oligonucleotide

55、 probe，SSOP）與膜上的擴(kuò)增產(chǎn)物雜交，可分辨出幾乎所有HLA等位基因特異性亞型間的差異。該法敏感性（可檢出不同型別間l~2個(gè)堿基對(duì)的差異）和特異性均遠(yuǎn)超過血清學(xué)和細(xì)胞學(xué)分型方法，是目前廣泛應(yīng)用的一種簡(jiǎn)單、快速而又精確的HLA基因分型方法。該法缺點(diǎn)是需要使用大量探針，且對(duì)試驗(yàn)條件要求較高。,（三）   PCR-SSP技術(shù),設(shè)計(jì)出一整套HLA等位基因序列特異性引物（sequence specific prime

56、r，SSP），通過控制PCR反應(yīng)條件，特異性擴(kuò)增相應(yīng)HLA等位基因，而不擴(kuò)增其他無關(guān)基因；通過凝膠電泳直接分析帶型，根據(jù)特異PCR擴(kuò)增產(chǎn)物有無分析相應(yīng)HLA等位基因型別。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單、快速；實(shí)驗(yàn)結(jié)果容易判斷，雜合子也易檢出。缺點(diǎn)：屬低分辨率分型技術(shù)，為準(zhǔn)確檢出所有已發(fā)現(xiàn)的HLA等位基因型別，須使用多對(duì)引物。,（四） PCR-SSCP技術(shù),DNA經(jīng)變性成單鏈后，在中性條件下單鏈DNA會(huì)因其分子內(nèi)堿基之間的相互作用，形成一定的立體構(gòu)象。

57、相同長(zhǎng)度的單鏈DNA，如果堿基序列不同，形成的構(gòu)象就不同，這就形成了單鏈構(gòu)象多態(tài)性（single strand conformation polymorphism，SSCP）。應(yīng)用PCR技術(shù)，使用相同引物擴(kuò)增的產(chǎn)物長(zhǎng)度一致，則長(zhǎng)度相同而構(gòu)象不同的單鏈DNA在非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳（PAGE）中表現(xiàn)出不同的遷移率，可十分敏感地檢測(cè)HLA等位基因間DNA順序的微小差別，目前此技術(shù)已應(yīng)用于DP等位點(diǎn)的分型。SSCP與PCR聯(lián)合應(yīng)用，稱為PC

58、R-SSCP技術(shù)。,,此外，新近發(fā)展的基因芯片技術(shù)、DNA測(cè)序以及單個(gè)核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNP）分析均可用于HLA基因分型。 DNA分型技術(shù)的應(yīng)用，使HLA型別分析達(dá)到了更精細(xì)的水平，并因此發(fā)現(xiàn)了更多的HLA多態(tài)性。盡管采用DNA水平的HLA分型工作有了很大進(jìn)展，但血清學(xué)分型， 特別對(duì)Ⅰ類基因產(chǎn)物仍是分型基礎(chǔ)。 HTC與PLT對(duì)HLA-D和HLA-DP特異性檢測(cè)由于方法較為