第六章主要组织相容性抗原系统PPT讲稿.ppt

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1、第六章主要组织相容性抗第六章主要组织相容性抗原系统原系统第1页，共41页，编辑于2022年，星期三主要组织相容性抗原系统的发现：主要组织相容性抗原系统的发现：George D.Snell 1930s 发现肿瘤细胞在同系小鼠体发现肿瘤细胞在同系小鼠体内可以长期生存，但在不同品系的小鼠体内不能生存。内可以长期生存，但在不同品系的小鼠体内不能生存。非肿瘤细胞也具有相同的特点。非肿瘤细胞也具有相同的特点。第2页，共41页，编辑于2022年，星期三第3页，共41页，编辑于2022年，星期三1980诺贝尔生理或医学奖获得者：诺贝尔生理或医学奖获得者：Baruj Benacerraf:USA,Harvard

2、 Medical School Jean Dausset:France,Universit de Paris,Laboratoire Immuno-Hmatologie George D.Snell:USA,Jackson Laboratory 第4页，共41页，编辑于2022年，星期三用近交系小鼠进行的皮肤移植实验第5页，共41页，编辑于2022年，星期三排斥反应的本质是免疫应答排斥反应的本质是免疫应答特异性特异性记忆性记忆性第6页，共41页，编辑于2022年，星期三基本概念基本概念组织相容性抗原（组织相容性抗原（histicompatibility antigen):代表个体特异性的引起排

3、斥反应的同种异型抗原，也称移植抗代表个体特异性的引起排斥反应的同种异型抗原，也称移植抗原。原。主要组织相容性抗原系统（主要组织相容性抗原系统（major histocompatibility antigen):在众多的组织相容性抗原系统中，能引起强烈而迅速排斥在众多的组织相容性抗原系统中，能引起强烈而迅速排斥反应的抗原系统，称为，也叫主要组织相容性系统反应的抗原系统，称为，也叫主要组织相容性系统（major histocompatibility system,MHS)。主要组织相容性抗原复合体（主要组织相容性抗原复合体（major histocompatibility complex,MHC)

4、:编码编码MHS的基因在同一染色体上呈一组紧密连锁的基因的基因在同一染色体上呈一组紧密连锁的基因群，将这一连锁群统称为。群，将这一连锁群统称为。第7页，共41页，编辑于2022年，星期三MHS广泛分布于脊椎动物所有有核细胞的表面，化学成分是广泛分布于脊椎动物所有有核细胞的表面，化学成分是脂蛋白或糖蛋白；脂蛋白或糖蛋白；MHS不仅参与移植排斥反应，而且在机体免疫应答过程中具不仅参与移植排斥反应，而且在机体免疫应答过程中具有重要的调节作用；有重要的调节作用；MHS在不同物种动物中的名称不同，其中小鼠的在不同物种动物中的名称不同，其中小鼠的MHS称为称为H-2系统，人的系统，人的MHS称为人类白细胞

5、抗原（称为人类白细胞抗原（human leucocyte antigen,HLA)。MHC位于同一染色体上，具有控制同种移植排斥反应、免疫应答位于同一染色体上，具有控制同种移植排斥反应、免疫应答和免疫调节等功能。和免疫调节等功能。MHC在不同物种中处于的染色体位置不同，其中小鼠的在不同物种中处于的染色体位置不同，其中小鼠的MHC又称又称H-2复合体，位于复合体，位于17号染色体上，而人类的号染色体上，而人类的HLA则则位于第位于第6号染色体上。号染色体上。基本特点基本特点第8页，共41页，编辑于2022年，星期三各种动物的MHC名称各各种种哺哺乳乳动动物物都都有有MHCMHC，不不同同动动物物

6、的的MHCMHC及及其其编编码的抗原命名不同。码的抗原命名不同。小小鼠鼠的的MHCMHC称称为为H-2H-2复复合合体体，其其编编码码的的抗抗原原称称为为H-2H-2抗原。抗原。其它医学常用动物的其它医学常用动物的MHCMHC：恒河猴恒河猴RhLA RhLA 黑猩猩黑猩猩ChLAChLA家兔家兔RLA RLA 狗狗DLADLA豚鼠豚鼠GpLA GpLA 大鼠大鼠Ag-B(H-1)Ag-B(H-1)第9页，共41页，编辑于2022年，星期三人类白细胞抗原人类白细胞抗原（human leucocyte antigen,HLAhuman leucocyte antigen,HLA）19581958年

7、年，DaussetDausset等等从从人人的的白白细细胞胞表表面面发发现现由由MHCMHC基基因因编编码码的的主主要要组组织织相相容容性性抗抗原原，称称为为人人类类白白细细胞胞抗原抗原(human leucocyte antigen,HLA)(human leucocyte antigen,HLA)。因因此此人人的的MHCMHC又又称称为为HLAHLA复复合合体体，人人的的MHCMHC抗抗原原又又称称为为HLAHLA抗原或抗原或HLAHLA分子。分子。第10页，共41页，编辑于2022年，星期三MHC的免疫生物学意义直直接接参参与与APCAPC对对内内源源性性或或外外源源性性抗抗原原的的处处

8、理理和和加工。加工。在在TCRTCR特特异异性性识识别别APCAPC所所提提呈呈的的抗抗原原肽肽过过程程中中，必必须须同同时时识识别别与与抗抗原原肽肽结结合合成成复复合合物物的的MHCMHC分分子子，才能产生才能产生T T细胞激活的信号。细胞激活的信号。第11页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA复合体及其编码的产物复合体及其编码的产物HLA复合体位于复合体位于6号染色体的短臂上，其分布范围号染色体的短臂上，其分布范围大约大约36004000 kb，确认了，确认了224个座位，其中个座位，其中128个个为功能性基因。为功能性基因。根据基因和编码产物的结构和功能的不同，将根据基因和编码产物

9、的结构和功能的不同，将HLA复合体分为三个区域，即复合体分为三个区域，即、类基因类基因区。区。第12页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA基因复合体的基因结构第13页，共41页，编辑于2022年，星期三类基因区包含类基因区包含A、B、C、E、F、G、H等位等位点；编码化学结构相似但抗原特异性不同的点；编码化学结构相似但抗原特异性不同的HLA-A、B、C肽链，作为肽链，作为HLA-类分子的重类分子的重链，与链，与15号染色体上号染色体上2微球蛋白基因编码产物，微球蛋白基因编码产物，通过共价键结合后，成为通过共价键结合后，成为HLA-类抗原。类抗原。I类基因类基因A、B、C位点的基因编码产物

10、为位点的基因编码产物为HLA-I类抗原分子的类抗原分子的(链链)。第14页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA-HLA-类基因及其编码产物类基因及其编码产物 Class IIClass IIIClass I DP DQ DR C4B C4A B1 C2 HSP TNF B C A E F MIC G H 每每个个基基因因编编码码的的产产物物为为HLA-HLA-类类分分子子的的链链，与与22微微球球蛋蛋白组成异二聚体，表达在细胞膜上。白组成异二聚体，表达在细胞膜上。类类基基因因区区包包括括3 3个个主主要要的的基基因因座座位位 B,B,C C 和和 A A，以以及及新新确定的基因座位。确定

11、的基因座位。23311 2 2m编码基因位于编码基因位于1515号染色体号染色体第15页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA-类分子类分子的三维空间构型图的三维空间构型图第16页，共41页，编辑于2022年，星期三类基因区包含类基因区包含HLA-DP、DQ、DR等亚区，每个等亚区，每个亚区中又包含多个基因位点。每个亚区中的每个位亚区中又包含多个基因位点。每个亚区中的每个位点可以编码不同的产物，这些产物两两之间呈非共点可以编码不同的产物，这些产物两两之间呈非共价键结合后共同组成价键结合后共同组成HLA-类抗原。类抗原。类基因类基因DP、DQ、DR的编码产物为双肽链的编码产物为双肽链(链和链

12、和链链),称为称为HLA-类分子。类分子。第17页，共41页，编辑于2022年，星期三Class II RING DP DM LMP2 LMP7 DQ DR B2 A2 B1 A1 A B TAP1 TAP2 B2 A2 B3 B1 A1 B*A 每每个个座座位位的的基基因因可可分分为为A A和和B B两两类类基基因因，如如DPADPA，DPBDPB，编编码产物分别为码产物分别为和和链。链。122 122类类基基因因区区包包括括DP,DQDP,DQ，DRDR，DMDM，DODO基基因因座座位，以及位，以及TAPTAP和和LMPLMP基因座位。基因座位。HLA-HLA-类基因及其编码产物类基因及

13、其编码产物 同同一一个个基基因因位位点点编编码码的的一一条条 和和 链链组组成成MHC-MHC-类类分子，不同基因位点编码的分子，不同基因位点编码的 和和 链不能配对。链不能配对。第18页，共41页，编辑于2022年，星期三类基因区内含众多编码血清补体成分和其它类基因区内含众多编码血清补体成分和其它血清蛋白的基因，参与免疫应答的不同阶段血清蛋白的基因，参与免疫应答的不同阶段类基因中与免疫功能有关的基因有下列几类：类基因中与免疫功能有关的基因有下列几类：编码补体成分编码补体成分C2、C4、Bf的基因的基因编码肿瘤坏死因子编码肿瘤坏死因子(TNF)编码热休克蛋白编码热休克蛋白70(HSP70)的基

14、因的基因第19页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA-类和类和类抗原的分子结构类抗原的分子结构1、肽结合区：结合多肽、肽结合区：结合多肽2、免疫球蛋白样区：结合、免疫球蛋白样区：结合CD4或或CD83、跨膜区：锚定在细胞膜上、跨膜区：锚定在细胞膜上4、胞内区：信号传递、胞内区：信号传递第20页，共41页，编辑于2022年，星期三I类抗原分子类抗原分子 II类抗原分子类抗原分子肽结合区：结合多肽肽结合区：结合多肽免疫球蛋白样区：免疫球蛋白样区：结合结合CD4或或CD8跨膜区：锚定在跨膜区：锚定在细胞膜上细胞膜上胞内区：信号传递胞内区：信号传递第21页，共41页，编辑于2022年，星期三MH

15、C I类分子的结构类分子的结构结合多肽结合多肽结合结合CD8第22页，共41页，编辑于2022年，星期三MHC II类分子的结构类分子的结构结合多肽结合多肽结合结合CD4第23页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA-类分子抗原结合区的三维图类分子抗原结合区的三维图第24页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA-类分子抗原结合区的三维图类分子抗原结合区的三维图第25页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA-,类分子类分子抗原肽复合物的三维抗原肽复合物的三维图图第26页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA-,类分子抗原肽复合物的三维图类分子抗原肽复合物的三维图第27页，共41页

16、，编辑于2022年，星期三组织组织MHC I类分子类分子MHC II类分子类分子T细胞细胞B细胞细胞巨噬细胞巨噬细胞其他抗原提呈细胞其他抗原提呈细胞胸腺上皮细胞胸腺上皮细胞中性粒细胞中性粒细胞肝细胞肝细胞肾脏细胞肾脏细胞脑细胞脑细胞红细胞红细胞+-+/-+-HLA-、类抗原的分布类抗原的分布第28页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA-、类抗原的主要功能引起移植排斥反应：引起移植排斥反应：HLA抗原本身就是激发机体对移植物产生强烈和快抗原本身就是激发机体对移植物产生强烈和快速排斥反应的主要相容性抗原系统。速排斥反应的主要相容性抗原系统。抗原呈递作用：抗原呈递作用：外来抗原被抗原呈递细胞摄

17、取和处理后，必须与外来抗原被抗原呈递细胞摄取和处理后，必须与MHC-、类分子的肽结合区结合形成抗原肽类分子的肽结合区结合形成抗原肽MHC分子复合体，该复合体经转运表达于抗原呈递分子复合体，该复合体经转运表达于抗原呈递细胞的表面，才能被相应的淋巴细胞识别，从而启细胞的表面，才能被相应的淋巴细胞识别，从而启动免疫应答反应。动免疫应答反应。第29页，共41页，编辑于2022年，星期三第30页，共41页，编辑于2022年，星期三抗原递呈细胞（抗原递呈细胞（antigen presenting cell，APC）：这类）：这类细胞能够摄取、加工、处理抗原并将抗原信息递呈给细胞能够摄取、加工、处理抗原并将

18、抗原信息递呈给淋巴细胞。淋巴细胞。专职专职APC：主要包括巨噬细胞，树突状细胞和：主要包括巨噬细胞，树突状细胞和B细胞。细胞。能够递呈能够递呈MHC II 分子和抗原肽复合物。分子和抗原肽复合物。抗原递呈：指抗原递呈细胞将抗原加工处理、降解为抗原递呈：指抗原递呈细胞将抗原加工处理、降解为多肽片段，并与多肽片段，并与MHC分子结合为多肽：分子结合为多肽：MHC分子复分子复合物，而转移至细胞表面，并与合物，而转移至细胞表面，并与T细胞表面的细胞表面的TCR结合，结合，成为成为TCR/抗原肽：抗原肽：MHC分子三元体，再被分子三元体，再被递呈递呈给给T淋淋巴细胞的全过程。巴细胞的全过程。第31页，共

19、41页，编辑于2022年，星期三第32页，共41页，编辑于2022年，星期三制约免疫细胞间的相互作用制约免疫细胞间的相互作用MHC限制性限制性 只有当表达有抗原肽只有当表达有抗原肽MHC复合物的复合物的APC，与起识别和，与起识别和反应作用的反应作用的T细胞表面所表达的细胞表面所表达的MHC分子相同时，二者才分子相同时，二者才能彼此作用而启动免疫应答过程。能彼此作用而启动免疫应答过程。T细胞表面的细胞表面的TCR在识别抗原肽的过程中，其表面的在识别抗原肽的过程中，其表面的CD4/CD8分子必须同时识别分子必须同时识别APC上的上的MHC-/类分子的类分子的Ig样区。样区。CD4分子结合分子结合

20、MHC II类分子类分子CD8分子结合分子结合MHC I类分子类分子第33页，共41页，编辑于2022年，星期三T细胞能够识别细胞能够识别T细胞表面的细胞表面的MHC单倍单倍体型为体型为MHC A APC细胞表面的细胞表面的MHC单单倍体型为倍体型为MHC A 第34页，共41页，编辑于2022年，星期三T细胞不能够识别细胞不能够识别T细胞表面的细胞表面的MHC单倍单倍体型为体型为MHC A APC细胞表面的细胞表面的MHC单单倍体型为倍体型为MHC B 第35页，共41页，编辑于2022年，星期三诱导胸腺内前诱导胸腺内前T细胞的分化细胞的分化在在T细胞的发育过程中，胸腺深皮质区的细胞的发育过

21、程中，胸腺深皮质区的CD4+CD8+双阳性细胞同双阳性细胞同胸腺皮质上皮细胞表达的胸腺皮质上皮细胞表达的MHC-或或类分子相互作用后，选择成类分子相互作用后，选择成熟为熟为“单阳性单阳性”细胞，这种细胞又同胸腺内巨噬细胞和树突状细胞细胞，这种细胞又同胸腺内巨噬细胞和树突状细胞表达的自身抗原肽表达的自身抗原肽MHC-/类分子复合物结合形成自身耐受类分子复合物结合形成自身耐受细胞。其中形成自身耐受的细胞。其中形成自身耐受的T细胞才能分化成熟为对非己抗原产生细胞才能分化成熟为对非己抗原产生应答的免疫应答的免疫T细胞。细胞。第36页，共41页，编辑于2022年，星期三HLA在医学中的应用在医学中的应用

22、HLA与同种器官移植的关系：与同种器官移植的关系：供受体间供受体间HLA的相似性越强，器官移植的成活率越高。的相似性越强，器官移植的成活率越高。通常最佳的移植物配对关系顺序为同卵双生通常最佳的移植物配对关系顺序为同卵双生同胞兄妹同胞兄妹近亲近亲远亲远亲无亲缘者。无亲缘者。HLA与输血反应的关系：与输血反应的关系：多次接收输血者会发生非溶血性输血反应，与受者血液中多次接收输血者会发生非溶血性输血反应，与受者血液中存在的抗白细胞和抗血小板存在的抗白细胞和抗血小板HLA抗原的抗体有关，因此需多抗原的抗体有关，因此需多次接收输血者应选择成分输血。次接收输血者应选择成分输血。第37页，共41页，编辑于2

23、022年，星期三HLA与疾病的相关性：与疾病的相关性：群体分子流行病学调查显示，某些疾病的发生与群体分子流行病学调查显示，某些疾病的发生与一种或几种一种或几种HLA抗原的表达相关，因此抗原的表达相关，因此HLA作为一作为一种疾病发生的遗传标志可用于疾病的辅助诊断、预种疾病发生的遗传标志可用于疾病的辅助诊断、预测、分类及预后判断。测、分类及预后判断。带有某种带有某种HLA型别不代表一定会患病型别不代表一定会患病。HLA异常表达与疾病的关系：异常表达与疾病的关系：HLA-类分子的表达降低与肿瘤的发生有关；类分子的表达降低与肿瘤的发生有关；HLA-类分子表达异常与自身免疫病的发生有关。类分子表达异常

24、与自身免疫病的发生有关。第38页，共41页，编辑于2022年，星期三第39页，共41页，编辑于2022年，星期三需要掌握的重点需要掌握的重点1、器官移植过程中发生排斥反应的原因、器官移植过程中发生排斥反应的原因2、MHC的基本概念的基本概念3、人类、人类HLA复合体在染色体上的分布复合体在染色体上的分布4、HLA-I和和II类抗原分子的结构和分布特点类抗原分子的结构和分布特点5、MHC-I和和II类抗原分子的主要功能类抗原分子的主要功能 6、T细胞只能识别细胞只能识别MHC-抗原肽复合物抗原肽复合物第40页，共41页，编辑于2022年，星期三根据实验现象提出的问题：根据实验现象提出的问题：1、排斥反应的本质是什么？、排斥反应的本质是什么？2、排斥反应的发生是否与遗传背景有关？、排斥反应的发生是否与遗传背景有关？3、导致排斥反应发生的物质是什么？、导致排斥反应发生的物质是什么？第41页，共41页，编辑于2022年，星期三