《医学免疫学教学课件》第四讲补体系统.ppt
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1、第四讲第四讲 补体系统补体系统(Complement system)第五章 补体系统内容提要内容提要n n补体系统概述补体系统概述补体系统概述补体系统概述n n补体系统的激活补体系统的激活补体系统的激活补体系统的激活n n补体活化的调控补体活化的调控补体活化的调控补体活化的调控n n补体受体补体受体补体受体补体受体n n补体的生物学意义补体的生物学意义补体的生物学意义补体的生物学意义n n补体与疾病的关系(自学)补体与疾病的关系(自学)补体与疾病的关系(自学)补体与疾病的关系(自学)第一节第一节 补体概述补体概述Jules Bordet(1870-1961)Discoverer of Comp
2、lement:1894年年 Bordet 发现绵羊抗霍乱血清发现绵羊抗霍乱血清能够溶解霍乱弧菌,加热能够溶解霍乱弧菌,加热56 30min 阻止其活性;加入新鲜非免阻止其活性;加入新鲜非免疫血清可恢复其活性。疫血清可恢复其活性。Ehrlich 在同时独立发现了类似现象,在同时独立发现了类似现象,将其命名为补体(将其命名为补体(Complement)。)。Complement:the activity of blood serum that completes the action of antibody.n n补体(补体(补体(补体(complementcomplement,C C):由):由
3、):由):由3030余种广泛存在于血清、组织余种广泛存在于血清、组织余种广泛存在于血清、组织余种广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面蛋白质组成、具有精密调控机制的蛋白质液和细胞膜表面蛋白质组成、具有精密调控机制的蛋白质液和细胞膜表面蛋白质组成、具有精密调控机制的蛋白质液和细胞膜表面蛋白质组成、具有精密调控机制的蛋白质反应系统,其活化过程表现为一系列丝氨酸蛋白酶的级联反应系统,其活化过程表现为一系列丝氨酸蛋白酶的级联反应系统,其活化过程表现为一系列丝氨酸蛋白酶的级联反应系统,其活化过程表现为一系列丝氨酸蛋白酶的级联酶解反应酶解反应酶解反应酶解反应。活化后具有参与免疫防御、放大免疫效应、调活化后具有
4、参与免疫防御、放大免疫效应、调活化后具有参与免疫防御、放大免疫效应、调活化后具有参与免疫防御、放大免疫效应、调节免疫应答、介导炎症反应等多方面的功能。节免疫应答、介导炎症反应等多方面的功能。节免疫应答、介导炎症反应等多方面的功能。节免疫应答、介导炎症反应等多方面的功能。n n 补体补体补体补体在机体的免疫系统中担负抗感染和免疫调节作用在机体的免疫系统中担负抗感染和免疫调节作用在机体的免疫系统中担负抗感染和免疫调节作用在机体的免疫系统中担负抗感染和免疫调节作用,并并并并参与免疫病理反应。补体是固有免疫(参与免疫病理反应。补体是固有免疫(参与免疫病理反应。补体是固有免疫(参与免疫病理反应。补体是固
5、有免疫(Innate immunityInnate immunity)的)的)的)的重要组成部分。重要组成部分。重要组成部分。重要组成部分。补体系统的组成补体系统的组成n n补体的固有成分补体的固有成分补体的固有成分补体的固有成分n nC1(C1q,C1r,C1s),C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9,B factor,C1(C1q,C1r,C1s),C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9,B factor,D factor,P factor,MBL,MASP.D factor,P factor,MBL,MASP.n n调节蛋白调节蛋白调节蛋白调节蛋白n n备解素(备解素(
6、备解素(备解素(P P P P因子)、因子)、因子)、因子)、C1C1C1C1抑制物、抑制物、抑制物、抑制物、I I I I因子、因子、因子、因子、H H H H因子、因子、因子、因子、C4C4C4C4结合蛋结合蛋结合蛋结合蛋白等;促衰变因子(白等;促衰变因子(白等;促衰变因子(白等;促衰变因子(DAFDAFDAFDAF)、膜辅助蛋白()、膜辅助蛋白()、膜辅助蛋白()、膜辅助蛋白(MCPMCPMCPMCP)、同种限)、同种限)、同种限)、同种限制因子(制因子(制因子(制因子(HRFHRFHRFHRF)等。)等。)等。)等。n n补体受体补体受体补体受体补体受体n nCR1-CR5CR1-CR
7、5CR1-CR5CR1-CR5、C3aRC3aRC3aRC3aR、C5aR C5aR C5aR C5aR、C2aRC2aRC2aRC2aR、C4aRC4aRC4aRC4aR等。等。等。等。补体的命名补体的命名n nC1C9C1C9n nB B、D D、P P、HH因子因子因子因子n nC3(C3aC3(C3a、C3b)C3b)、C4(C4a C4(C4a、C4b)C4b)、C2(C2bC2(C2b、C2a)C2a)、C4b2aC4b2an nC1 C1、C3bBb C3bBb(酶活性)、(酶活性)、(酶活性)、(酶活性)、iC3b iC3b(灭活)(灭活)(灭活)(灭活)。补体的生物合成及理化
8、性质补体的生物合成及理化性质n n主要由肝细胞、巨噬细胞产生;主要由肝细胞、巨噬细胞产生;n n血清中含量相对稳定,血清中含量相对稳定,C3最高,最高,D因子最低,因子最低,感染时大量升高;感染时大量升高;n n对热敏感,对热敏感,56 30分钟可灭活;分钟可灭活;n n多种理化因素如射线、机械振荡、酒精、多种理化因素如射线、机械振荡、酒精、胆汁和某些添加剂等均可破坏补体。胆汁和某些添加剂等均可破坏补体。第二节第二节 补体的激活补体的激活n n补体系统各成分通常以非活性状态存在于血浆中补体系统各成分通常以非活性状态存在于血浆中补体系统各成分通常以非活性状态存在于血浆中补体系统各成分通常以非活性
9、状态存在于血浆中(D D D D因子特殊因子特殊因子特殊因子特殊),在活化物作用下,补体发生复杂的级,在活化物作用下,补体发生复杂的级,在活化物作用下,补体发生复杂的级,在活化物作用下,补体发生复杂的级联反应,表现出生物学活性,此为补体激活。联反应,表现出生物学活性,此为补体激活。联反应,表现出生物学活性,此为补体激活。联反应,表现出生物学活性,此为补体激活。n n补体激活实际上是一系列酶促反应,其最终结果是补体激活实际上是一系列酶促反应,其最终结果是补体激活实际上是一系列酶促反应,其最终结果是补体激活实际上是一系列酶促反应,其最终结果是在靶细胞膜表面形成膜攻击复合体(在靶细胞膜表面形成膜攻击
10、复合体(在靶细胞膜表面形成膜攻击复合体(在靶细胞膜表面形成膜攻击复合体(membrane membrane attack complexattack complex,MACMAC),同时产生具有生物学活),同时产生具有生物学活),同时产生具有生物学活),同时产生具有生物学活性的水解片段。性的水解片段。性的水解片段。性的水解片段。激活途径激活途径n n 经典经典途径(途径(classical pathway)n n凝集素途径(凝集素途径(lectin pathway)n n旁路途径(旁路途径(alternative pathway)n n补体活化的共同末端效应(膜攻击阶段)补体活化的共同末端效应
11、(膜攻击阶段)补体激活的途径及主要效应补体激活的途径及主要效应一、补体激活的经典途径一、补体激活的经典途径n n参与成分参与成分参与成分参与成分 C1-C9C1-C9n n激活物及激活条件激活物及激活条件激活物及激活条件激活物及激活条件n n免疫复合物是经典激活途径的主要激活物质。游离或可免疫复合物是经典激活途径的主要激活物质。游离或可免疫复合物是经典激活途径的主要激活物质。游离或可免疫复合物是经典激活途径的主要激活物质。游离或可溶性抗体单独不能活化经典途径溶性抗体单独不能活化经典途径溶性抗体单独不能活化经典途径溶性抗体单独不能活化经典途径激活补体。激活补体。激活补体。激活补体。n nC1qC
12、1q仅与仅与仅与仅与IgMIgM的的的的CH3CH3区或区或区或区或IgGIgG的的的的CH2CH2结合才能活化;每一结合才能活化;每一结合才能活化;每一结合才能活化;每一个个个个C1qC1q必须同时与两个以上必须同时与两个以上必须同时与两个以上必须同时与两个以上IgIg的的的的FcFc段结合才能被激活。段结合才能被激活。段结合才能被激活。段结合才能被激活。IgGIgG需需需需2 2个以上的分子;血清个以上的分子;血清个以上的分子;血清个以上的分子;血清IgMIgM是五聚体,因此是五聚体,因此是五聚体,因此是五聚体,因此IgMIgM激活激活激活激活补体能力比补体能力比补体能力比补体能力比IgG
13、IgG强。强。强。强。C1C1C1C1分子的结构与活化示意图分子的结构与活化示意图分子的结构与活化示意图分子的结构与活化示意图Ca+C1rC1sC1q C4C4abClassical Pathway Generation of C3-convertase Classical Pathway Generation of C3-convertaseGeneration of C3-convertase C4bMg+C4aCa+C1rC1sC1q C2C2baC2aC4b2a is C3 convertaseClassical Pathway Generation of C5-convertaseG
14、eneration of C5-convertaseC4bMg+C4aCa+C1rC1sC1q C2bC2aC3 C3abC4b2a3b is C5 convertase;it leads into the Membrane Attack Pathway补体经典激活途径补体经典激活途径(IgG,IgM)激活条件:激活条件:游离或可溶性抗体不能活化补体经游离或可溶性抗体不能活化补体经典途径,必须免疫复合物。典途径,必须免疫复合物。每一个每一个C1q必须同时与两个或以上必须同时与两个或以上Ig的的Fc段结合才能被激活;段结合才能被激活;IgG需需2个以上的分子。个以上的分子。二、二、凝集素途径(凝
15、集素途径(lectin pathway)n n参与的成分参与的成分 MBL MBL或或或或 ficolin ficolin,MASP-1,MASP-2 MASP-1,MASP-2,C2-C9C2-C9n n甘露糖结合凝集素(甘露糖结合凝集素(甘露糖结合凝集素(甘露糖结合凝集素(mannan-binding lectinmannan-binding lectin,MBLMBL):感染的感染的感染的感染的肝细胞合成分泌的一种急性期蛋白,其结构与肝细胞合成分泌的一种急性期蛋白,其结构与肝细胞合成分泌的一种急性期蛋白,其结构与肝细胞合成分泌的一种急性期蛋白,其结构与C1qC1q类似,可类似,可类似,可
16、类似,可结合甘露糖残基。结合甘露糖残基。结合甘露糖残基。结合甘露糖残基。n n纤维胶原素(纤维胶原素(纤维胶原素(纤维胶原素(FocolinFocolin,FCNFCN):结构与):结构与):结构与):结构与C1qC1q类似,能识别病类似,能识别病类似,能识别病类似,能识别病原微生物表面多种糖结构。原微生物表面多种糖结构。原微生物表面多种糖结构。原微生物表面多种糖结构。n nMBLMBL相关的丝氨酸蛋白酶相关的丝氨酸蛋白酶相关的丝氨酸蛋白酶相关的丝氨酸蛋白酶1 1,2(MBL-associated serine 2(MBL-associated serine protease-1,2prote
17、ase-1,2,MASP1,2)MASP1,2):一旦:一旦:一旦:一旦MBLMBL与与与与甘露糖残基结合,甘露糖残基结合,甘露糖残基结合,甘露糖残基结合,MASP1,2MASP1,2即可被活化,其与即可被活化,其与即可被活化,其与即可被活化,其与C1rC1r和和和和C1sC1s结构类似。结构类似。结构类似。结构类似。C1MBL,MASP1,2MBL与与FCN的结构示意图的结构示意图MBL与与FCN可识别多种病原微生物表面以甘露糖、甘露糖胺、可识别多种病原微生物表面以甘露糖、甘露糖胺、葡糖胺、岩藻糖等为末端糖基的糖结构。葡糖胺、岩藻糖等为末端糖基的糖结构。C4MBL/FCNC4bC4aC4bC
18、2C2bC2aC2aC4b2a is C3 convertase;it will lead to the generation of C5 convertaseMASP1MASP2Generation of C3-convertaseGeneration of C5-convertaseC4bMg+C4aC2bC2aC3 C3abC4b2a3b is C5 convertase;it leads into the Membrane Attack PathwayMBL/FCNMASP1MASP2MBL/FCNFCN 纤维胶原素纤维胶原素补体激活的凝集素途径补体激活的凝集素途径三、旁路途径三、旁路
19、途径(alternative pathway)n n不经不经不经不经C1C1、C4C4、C2C2,由,由,由,由C3C3、C5-9C5-9、B B因子、因子、因子、因子、DD因子、因子、因子、因子、P P因子参与的补体激活过程。因子参与的补体激活过程。因子参与的补体激活过程。因子参与的补体激活过程。C3BDPn n激活物质激活物质 细菌内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝集细菌内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝集的的IgA和和IgG4等,主要激活物为病原微生物等,主要激活物为病原微生物的膜表面。的膜表面。n n旁路途径是补体系统重要的放大机制。旁路途径是补体系统重要的放大机制。n n旁路途径可识别自己和非己
20、,作为固有免旁路途径可识别自己和非己,作为固有免疫效应分子发挥效应。疫效应分子发挥效应。n n不依赖于抗体的形成,在早期抗感染免疫不依赖于抗体的形成,在早期抗感染免疫中具有重要意义。中具有重要意义。C3 C3 自发性活化自发性活化C3aC3bBThis C3b/C3(H2O)molecule has a very short half life C3b C3b iC3biC3bII自发产生的自发产生的 C3b C3b 很快被降解很快被降解 识别自己与非己C3bC3(H2O)C3(H2O)BDbC3bC3-activationC3C3abC3aBDBbC3bC3bC3-activationthe
21、 amplification loopC3bC3abGeneration of C3 convertaseC3aC3aBbC3bC3bC3BbBDbbC3aC3-activationthe amplification loopC3bC3bnBbC5 convertaseC3b stabilization andC5 activationC3bC3b finds an activator(protector)membraneC3C3abC5bC5aBDbPThis leads to membrane attack pathway活化膜活化膜自身细胞膜自身细胞膜I因子因子iC3b四、补体活化的共同
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