第十章 主要组织相容性复合体 （major histocompatibility complex, MHC)

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1 第十章 主要组织相容性复合体 （major histocompatibility complex, MHC)

2 基本内容 概述 HLA复合体的基因结构 HLA复合体的遗传特点 HLA分子结构及其分布 HLA分子与抗原肽的相互作用 MHC的生物学功能

3 一、 概述 20世纪40年代已发现，小鼠近交系之间皮肤移植物的排斥由分布在不同染色体上的多个基因决定。
代表个体特异性的同种抗原称为移植抗原或组织相容性抗原。 机体参与排斥反应的抗原系统很多，其中能引起强而迅速排斥反应的抗原被称为主要组织相容性抗原（MHC分子）。

4 基本概念： MHC：是脊椎动物某一染色体上编码主要组织相容性抗原、控制免疫细胞间相互识别、调节免疫应答的一组紧密连锁的基因群
小鼠的MHC：H-2 人的MHC：HLA 概念区分： MHC、H-2复合体、HLA复合体------基因 MHC分子、H-2分子、HLA分子------抗原

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6 小鼠的MHC：H-2复合体 位于小鼠的第17对染色体 由Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类基因组成 Ⅰ类和Ⅱ类基因参与免疫应答的遗传调控
Ⅲ类基因编码补体成分和炎症相关的免疫分子 通常所说为MHCⅠ类和MHCⅡ类基因

7 人的MHC：HLA复合体 HLA（human leukocyte antigen) : 最初在人的白细胞上发现的
HLA：即人类白细胞抗原，是人的MHC，位于第6号染色体短臂上的一群紧密连锁的基因群，其编码产物参与免疫应答和免疫调控

8 二、HLA复合体的基因结构 HLA基因复合体位于人6p21.31 由HLA Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类基因组成
HLA-I类基因集中在远离着丝点的一端，包括B、C、A三个座位（经典基因） HLAII类基因在复合体中位于近着丝点一端，由DP、DQ、DR三个亚区组成 HLAⅢ类基因包括编码补体成分的基因和炎症相关基因

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10 （一）HLA Ⅰ类基因 经典的HLA Ⅰ类基因：HLA-A、HLA-B、HLA-C三个基因座位，参与内源性抗原的递呈和免疫调控
非经典的HLA Ⅰ类基因：HLA-E、HLA-F、HLA-G等基因座位，参与免疫调控 MHC Ⅰ类链相关基因（MIC）：功能基因和假基因

11 （二） HLA II类基因 经典的HLA II类基因：HLA-DP、HLA-DQ、HLA-DR亚区，参与外源性抗原的递呈和免疫调控
抗原加工相关基因： HLA-DM：HLA-DMA/DMB----正调作用 HLA-DO：HLA-DOA/DOB------负调作用 TAP基因 LMP基因 参与内源性抗原的加工

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13 TAP（transporter associated with antigen processing)：编码抗原加工相关转运体，参与内源性抗原加工中抗原肽的转运
LMP（low molecular weight peptide)：编码蛋白酶LMP2和LMP7，是免疫蛋白酶体的组成成分，参与内源性抗原的加工

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15 （三） HLA Ⅲ类基因 中央区基因：位于HLA Ⅰ类和 Ⅱ类基因之间 补体基因和炎症相关基因

16 三、HLA复合体的遗传特征 从遗传水平上调控免疫应答功能 单元型遗传 共显性遗传 多态性 连锁不平衡

17 单元型遗传（haplotypes) 单元型：紧密连锁在一条染色体上的HLA各位点的基因组合。 HLA单元型作为一个单位遗传给下一代。

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21 共显性遗传 HLA基因均为显性基因，都能编码相应的分子 位于一对同源染色体上对应位置的一对基因称为等位基因。
每对等位基因都能转录、翻译成抗原，共同表达于细胞膜上

22 多态性现象（polymorphism） 多态性：是指在一随机婚配的群体中，染色体同一基因座位有两种以上基因型，即可能编码两种以上的产物。
一般认为，HLA复合体通过基因突变、基因重组、基因转换等机制可导致其基因结构发生变异，这是HLA多态性产生的基础。

23 连锁不平衡（linkage disequilibrium)
由于HLA复合体的各座位是紧密连锁的，若各座位的等位基因随机组合构成单元型，则某一单元型别的出现频率应等于组成该单元各基因频率的乘积。 某些基因比其他基因能更多或更少地连锁在一起，从而出现连锁不平衡。

24 四、HLA分子的结构及其分布 HLA Ⅰ类分子 HLA Ⅱ类分子

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26 （一）HLA Ⅰ类分子 HLA-I类分子由α链和β2m非共价结合组成 分为胞外区、跨膜区和胞内区 α链的胞外区有α1 、α2、α3三个结构域
α1 和α2组成肽结合区（结合抗原肽） α3和β2m组成免疫球蛋白样区 α3和T细胞表面的CD8分子结合

27 α2 α1 α3

28 α2 α1 α3

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32 抗原结合槽（antigen binding cleft)
由α1和α2结构域组成的肽结合区 结合、递呈内源性抗原肽给CD8+T细胞 由2个α螺旋和8个β片层组成 两端呈封闭状态 容纳8～11个氨基酸残基组成的抗原肽 多态性区：决定HLAⅠ类分子多态性的主要部位

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37 分布特点： 膜型：广泛分布于各组织有核细胞及血小板和网织红细胞的表面，但在神经细胞、成熟的红细胞和滋养层细胞表面没有表达
可溶性形式：血清、尿液等

38 （二）HLA Ⅱ类分子 HLA-II类分子由α链和β链组成的异源二聚体（糖蛋白） 分为胞外区、跨膜区和胞内区
胞外区各有两个结构域（α1 /α2、β1 /β2） α1 和β1组成肽结合区（结合抗原肽） α2和β2组成免疫球蛋白样区 β2和T细胞表面的CD4分子结合

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40 α1 β1 α2 β2

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42 抗原结合槽（antigen binding cleft)
α1 和β1结构域组成的肽结合区 结合、递呈外源性抗原肽给CD4+T细胞 由2个α螺旋和8个β片层组成 两端呈开放结构 容纳10～30个氨基酸残基组成的多肽 多态性区：决定HLA Ⅱ类分子多态性的主要部位（β1）

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47 分布特点： 主要分布于APC细胞、胸腺上皮细胞和活化的T细胞表面 可溶性形式

48 HLA I 和HLAII类分子结构比较 肽链 结构域 抗原结合槽 与T细胞CD分子结合 递呈抗原 分布

49 五、HLA分子与抗原肽的相互作用 HLA分子结构上的差异主要集中于MHC分子的肽结合槽 特定的HLA分子可结合数种、数十种或更多的不同抗原肽
锚定残基

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51 抗原肽与HLA分子相互作用的共同基序 锚定残基相同的抗原肽可以与同一种HLA分子结合

52 HLA分子与抗原肽相互作用的特点 MHC限制性：T细胞只能识别由MHC分子结合、递呈的抗原肽 HLA分子与抗原肽的结合是选择性的、低特异性的

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54 六、MHC的生物学功能 加工、递呈抗原 启动、调节免疫应答 诱导T细胞的成熟-----功能性T细胞库的形成（T细胞在胸腺内的分化成熟）
诱导同种免疫

55 一、对蛋白质抗原的处理与加工 HLA-I类分子：内源性抗原的递呈分子 HLA-II类分子：外源性抗原的递呈分子

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62 二、启动、调节免疫应答 1.形成MHC-抗原肽-TCR复合物，启动免疫应答
在TCR特异性识别APC所提呈的抗原肽过程中，必须同时识别与抗原肽结合成复合物的MHC分子，才能产生T细胞激活的第一信号

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64 2. MHC限制性：免疫细胞间相互作用时，除细胞受体识别相应抗原决定簇外，细胞间还必须识别相应的MHC分子

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66 3. MHC分子是T细胞活化的协同刺激分子 CD4----MHCII CD8----MHCI

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69 4.调节免疫应答强弱

70 三、参与T细胞的分化(T在胸腺内的选择)
四、诱导同种免疫应答

71 NK细胞的杀伤机制 ADCC KAR、KIR

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74 七、 HLA与临床医学 HLA与器官移植 HLA与疾病的关联 HLA与亲子鉴定和法医学

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76 小 结 概述：MHC，HLA HLA复合体的基因结构 HLA复合体的遗传特点 HLA分子结构及其分布 HLA分子与抗原肽的相互作用
小 结 概述：MHC，HLA HLA复合体的基因结构 HLA复合体的遗传特点 HLA分子结构及其分布 HLA分子与抗原肽的相互作用 MHC的生物学功能 HLA与医学