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Major histocompatibility complex MHC
第五章 主要组织相容性复合体及其编码分子 Major histocompatibility complex MHC 海南医学院微生物学与免疫学教研室制作 Copyright 2009
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概念 主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC):是一组紧密连锁的基因群。在启动特异性免疫应答及移植排斥等中起重要作用。 人类白细胞抗原(Human leucocyte angtigen, HLA):为人MHC编码的产物。 H-2:小鼠的MHC 免疫应答基因(immune respone gene,Ir gene): 控制和调节免疫应答的基因。
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第一节 MHC结构及其多基因特性 一、 经典的MHCⅠ类和Ⅱ类基因
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二、 Ⅰ类和Ⅱ类基因的表达产物——HLA分子
Ⅰ类抗原分布: 广泛分布于体内各种有核细 胞表面(成熟红细胞、神经细胞、成熟的滋养层细胞不表达) Ⅱ类抗原分布: B细胞、单核/M 、树突状细胞、并指状细胞、血管内皮细胞、精细胞、活化 T细胞表面(某些上皮细胞也可检出)
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(二)HLA抗原分子结构 L L L MHC Ⅰ类和Ⅱ类分子及其编码基因的结构 1 2 Tm+C C 1 2 Tm+C C 1
3 Tm+C C MHC Ⅰ类和Ⅱ类分子及其编码基因的结构
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HLA抗原分子结构 抗原结合槽:与抗原肽结合的部位 类免疫球蛋白区 跨膜区 3区可被Tc细 胞上CD8分子识别并结合
2区可被TH细胞上的CD4分子识别结合 胞浆区
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MHC分子的功能 1、参与处理抗原 (1)外源性抗原在APC细胞内被降解成免疫原 性多肽→与MHCⅡ类分子结合成稳定复合物
(2)内源性抗原在靶细胞中与蛋白酶体(proteasome)lmp结合→免疫原性多肽→肽链转运蛋白TAP→ 内质网腔 并与MHC-Ⅰ分子结合。 (3)蛋白酶体的相关基因及肽链转运基因均在 MHC-Ⅱ基因内。
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2、约束免疫细胞间的相互作用 (1)TC-靶细胞相互作用受MHC-Ⅰ类分子约束: TC细胞只能杀伤具有相同MHC Ⅰ类分子的靶细胞。
(2)M-TH,TH-B,之间的相互作用同样存在MHC-Ⅱ类分子约束:只能在具有相同MHC分子的细胞间进行,此为MHC限制性(MHC,restriction)。
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3、参与免疫应答的遗传控制 (1) Ir基因控制免疫应答 (2)具有不同MHC-Ⅱ类等位基因的个体,对特定抗原的免疫应答能力不同。 4、诱导自身或同种淋巴细胞反应 (1)参与免疫调节 M、B细胞等在体外能诱导自身T细胞发生增殖,反应(autologous mixed lymphocyte reaction, AMLR),AMLR代表体内免疫细胞间的一种调节机制。 (2)诱导免疫应答 5、参与T细胞分化 MHC参与T细胞分化过程的阳性选择和阴性选择。
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三、免疫功能相关基因
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基因 基因座 编码产物的功能 Ⅲ类基因 C4B、C4A、Bf和C2 补体成分 LMP LMP2、LMP 参与APC对内源性抗原的酶解 TAP TAP1、TAP 参与APC对内源性抗原的转运 HLA-DM DMA、DMB 参与APC对外源性抗原的加工提呈,帮助溶酶 体中的抗原肽进入MHC-II类分子的抗原结合槽 HLA-DO DOA、DOB DM功能的负向调节蛋白 TAP相关 TAP相关蛋白 对I类分子在内质网中的装配起关键作用,参与 蛋白基因 内源性抗原的加工提呈 HLA-E、G 负调节免疫应答 炎症相关基因家族 TNF等 参与炎症、抗病毒、抗肿瘤 转录调节基因家族 参与DNA结合蛋白NF-B的作用 HSP 参与炎症与应激反应、起分子伴侣的作用 MIC家族 与HSP的作用密切相关
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第二节 MHC的多态性 单倍型遗传 多态性 HLA遗传特性 连锁不平衡性
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一、多态性与多基因性 多态性:是一个群体概念。指群体中不同个体在等位基因拥有状态上存在差别。
多基因性:指MHC由一组位置相邻的基因座位组成,各自的产物具有相同或相似的功能。
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二、连锁不平衡和单元型 连锁不平衡:分属两个或两个以上基因座位的等位基因,同时出现在一条染色体上的几率高于随机出现的频率。 单元型(haplotype):指染色体上MHC不同座位等位基因的特定组合
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第三节 MHC分子和抗原肽的相互作用 抗原肽与HLA分子相互作用的分子基础
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HLA Ⅰ类和Ⅱ类抗原的结构、组织分布和功能特点
结构域 Ⅰ类A,B,C 链45KD 1+ 2 共显性 所有有核 识别和提呈内源性 2-m12KD 细胞表面 抗原肽,与辅助受体 CD8结合,对CTL的 识别起限制作用 Ⅱ类 DP,DQ,DR 链35KD 1+1 共显性 APC,活化 识别和提呈外源性 链28KD 的T细胞 抗原肽,与辅助受体 CD4结合,对Th的
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第四节 HLA与临床医学
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一、HLA与器官移植 二、HLA表达异常与疾病 (一)HLA-Ⅰ类分子表达异常:
供者与受者之间型别相符的程度决定移植物存活率。骨髓移植一般要求从同胞中选择全相同的供者 二、HLA表达异常与疾病 (一)HLA-Ⅰ类分子表达异常: 肿瘤细胞表面HLA-Ⅰ类分子表达缺失或密度降低,不能被TC 所识别→肿瘤免疫逃逸。 (二)HLA-Ⅱ类分子表达异常 器官特异性自身免疫病的靶细胞HLA-Ⅱ类分子异常表达 Ⅰ型糖尿病患者的胰岛细胞HLA-Ⅱ类分子异常表达→ 呈递自身反应性T细胞→自身免疫病。
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三、HLA与疾病的相关性 1、 HLA可能与某些免疫性疾病相关。不同个体对疾病易感性的差异与遗传有关:(1) Ir基因控制免疫应答,Ir基因位于HLA复合体内。(2) 具有不同MHC-Ⅱ类等位基因的个体,对特定抗原的免疫应答能力不同。 2、某些疾病与特定的HLA型别呈非随机分布。 两个遗传学性状在群众中同时出现非随机分布称为关联,HLA-B27与强直性脊柱炎相关联。 3、 HLA与疾病的相关性可通过相对危险性(relative risk,RR)来评估。 P+ x C- RR = RR>4 为有关联 ,RR= 1 为无关联 P- x C+ P+:HLA抗原阳性病人数 C-:HLA抗原阴性对照人数 P-:HLA抗原阴性病人数 C+:HLA抗原阳性对照人数
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四、HLA与与亲子鉴定和法医学 HLA分型是鉴定亲子关系的重要手段。 4、临床相关疾病 (1)类风湿性关节炎(RA):与DR4关联
(2)乳糜泻(CD):与DR3关联 (3)胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)与DQ关联 (4)多发性硬化症(MS):与DR2关联 四、HLA与与亲子鉴定和法医学 HLA分型是鉴定亲子关系的重要手段。
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