MHC主要组织相容性复合体免疫学ppt课件.ppt

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1、第八章人类主要组织相容性复合体Laws of transplantation 概概 述述 组织相容性：组织器官移植的相容性组织相容性抗原系统：与组织相容性相关的抗原系统。主要组织相容性抗原系统：能诱导较强的移植排斥反应的抗原系统。主要组织相容性基因复合体(major histocompati-bility comples,MHC）：编码主要组织相容性抗原系统的基因复合体。概概 念念HLA复合体（human leukocyte antigen complex）人的MHC，为编码HLA的基因复合体。HLA或 HLA分子（human leukocyte antigen）人类白细胞抗原,即人类组织相容

2、性抗原 (由HLA复合体编码的抗原分子)HLAHLA复合体与复合体与HLAHLA分子分子第一节第一节 HLAHLA基因结构及多态性基因结构及多态性HLA-区 HLA-分子 （主要编码血清补体成分、转 录因子、热休克蛋白等）HLA编码的抗原（产物）HLA-区 HLA-分子（抗原）HLA-区 HLAC-分子（抗原）HLA分区（3区）一、一、HLAHLA基因结构及多态性基因结构及多态性HLA复合体位于第6对染色体的短臂6p21.31上，全长3600kb，共有224个基因座位 Class IIClass IIIClass I DP DQ DR C4B C4A B1 C2 HSP TNF B C A E

3、 F G ClassII Class III Class I第六对 染色体经典和非经典的经典和非经典的 HLA-HLA-类和类和类基因类基因HLA-IHLA-I 基因基因 Class IIClass IIIClass I DP DQ DR C4B C4A B1 C2 HSP TNF B C A E F G1、经典HLA-基因座：HLA-A，HLA-B，HLA C。编码HLA-I类分子的链，具有明显的多态性。另一条2微球蛋白编码基因位于第15号染色体。2、非经典HLA-基因座：HLA E、F、G、H、K、L等。编码产物参与病毒的免疫逃逸和母胎耐受，多态性有限。HLA-IIHLA-II 基因基因

4、RING DP DM LMP2 LMP7 DQ DR B2 A2 B1 A1 A B TAP1 TAP2 B2 A2 B3 B1 A1 B*A 1、经典HLA-II 基因座：HLA-DP，HLA-DQ，HLA-DR2、非经典HLA-II 基因座：HLA-DN，HLA-DM（DO）、LAM2、LMP7、TAP1、TAP2 等9个，每个家族包括 A 和 B 两类基因座，分别编码 和 链。LMP-2和LMP-7 编码的多肽链是蛋白酶体（proteasome）的组成部分，TAP-1和TAP-2编码转肽蛋白（transporter in antigen processing，TAP）。参与抗原的加工和呈

5、递。非经典HLA-、类基因及类基因复等位基因（multiple allele）：在生物群体中，等位基因的成员可以在两个以上，甚至多到几十个。这样，在同一基因座上的许多不同的等位基因就构成了一组复等位基因，其作用相似，都影响同一器官或组织的形状和性质基本内容。等位基因(alleli)：位于一对同源染色体的相同位置上，控制相对性状的一对基因。在二倍体生物的个体中，每一基因座上只有两个等位基因。多基因性：多基因性：由一组位置相邻的基因座位组成 个体水平概念 15561556个基因 密度最大：每15Kb15Kb就 有一个基因多态性：多态性：一个基因座位上存在多个等位基因 群体概念 极为丰富 HLA-B

6、HLA-B位点：965965种 HLA-DRB1HLA-DRB1位点：760760种多基因性和多态性（二）连锁不平衡和单体型 MHCMHCMHCMHC基基基基因因因因连连连连锁锁锁锁不不不不平平平平衡衡衡衡:指指指指群群群群体体体体中中中中分分分分属属属属两两两两个个个个或或或或两两两两个个个个以以以以上上上上基基基基因因因因座座座座位位位位的的的的等等等等位位位位基基基基因因因因，同同同同时时时时出出出出现现现现在在在在一一一一条条条条染染染染色色色色体体体体的实际配对机率高于理论计算的配对机率。的实际配对机率高于理论计算的配对机率。的实际配对机率高于理论计算的配对机率。的实际配对机率高于理

7、论计算的配对机率。由由由由于于于于MHCMHCMHCMHC连连连连锁锁锁锁不不不不平平平平衡衡衡衡，MHCMHCMHCMHC紧紧紧紧密密密密连连连连锁锁锁锁的的的的基基基基因因因因（特定组合的基因）是整段遗传的。（特定组合的基因）是整段遗传的。（特定组合的基因）是整段遗传的。（特定组合的基因）是整段遗传的。单单单单体体体体型型型型遗遗遗遗传传传传：单单单单体体体体型型型型是是是是指指指指同同同同一一一一染染染染色色色色体体体体上上上上HLAHLAHLAHLA复复复复合合合合体体体体不不不不同同同同座座座座位位位位复复复复等等等等位位位位基基基基因因因因的的的的特特特特定定定定组组组组合合合合。

8、某某某某些些些些单单单单体体体体型型型型在在在在群群群群体体体体中中中中可可可可呈呈呈呈现现现现较较较较高高高高的的的的频频频频率率率率，更更更更能能能能显显显显示示示示人人人人种种种种和和和和地地地地理理理理族族族族的的的的特点。特点。特点。特点。（三）共显性表达（三）共显性表达 共显性表达（co-dominant）两条染色体同一基因座的每一等位基因不论是杂合子还是纯合子均为显性基因，均能同等表达，两者的编码产物都可以在细胞表面检测到。MHCMHC多态性的意义多态性的意义1.能够适应复杂多变的环境，有利于种群的生存和繁衍。MHC决定个体对疾病的易感性,在群体水平上有助于增强物种的适应能力,推

9、动生命的进化；2.有利于机体对免疫应答的遗传调控；3.MHC成为个体的终身遗传标志；4.组织器官移植难以找到合适的供体。一、一、HLAHLA-I-I、IIII类分子（类分子（抗原）抗原）第二节第二节 HLAHLA分子的结构及功能分子的结构及功能结构和分区分布主要生理功能312 MHC-IMHC-II肽结合单位Ig样单位跨膜单位 I和II类MHC分子均由一条链和一条链非共价结合而成。链均为跨膜蛋白，MHC-I的链是可溶性的2微球蛋白（2m，15号染色体编码），II类分子的链为跨膜蛋白。从功能上可以将MHC分子分为抗原肽结合单位、Ig样单位和跨膜单位。（一）HLAHLA抗原的分子结构和分区抗原结合

10、槽：与抗原肽结合的部位抗原结合槽：与抗原肽结合的部位抗原结合槽：与抗原肽结合的部位抗原结合槽：与抗原肽结合的部位分区HLAHLA分子的功能单位分子的功能单位1.抗原肽结合单位（多态区）：与抗原肽结合的部位，也就是被TCR识别的部位。2.Ig样单位（非多态区）：与CD4分子或CD8分子结合的部位（MHC-CD8，MHC-CD4；-8，-4）。3.跨膜单位：由跨膜区和胞浆区组成。具有一定的信号转导功能。TCRTCRMHCMHC抗原肽CDRCDRMHCMHC肽槽与抗原肽结合并将抗原递呈给肽槽与抗原肽结合并将抗原递呈给TCRTCR识别识别HLA-HLA-分子与 HLA-HLA-分子的比较类别结构肽结合

11、槽 组织分布功 能H LA-(A、B、C)链2m 链1+2所有有核细胞表面识别和提呈内源性抗原肽;与辅助受体CD8结合;(MHC限制)HLA-(DP、DQ、DR)链 链1+1APC和 活化T 细胞表面识别和提呈外源性抗原肽;与辅助受体CD4结合;(MHC限制)（二）（二）HLAHLA抗原的组织分布抗原的组织分布类抗原分布：类抗原分布：广泛分布于体内广泛分布于体内各种有核细胞表面各种有核细胞表面（成熟（成熟红细胞、神经细胞、成熟红细胞、神经细胞、成熟的滋养层细胞不表达）。的滋养层细胞不表达）。（二）HLA抗原的组织分布类抗原分布：类抗原分布：B B细细胞胞、单单核核/M/M 、树树突突状状细细胞

12、胞、并并指指状状细细胞胞等等抗抗原原提提呈呈细细胞胞（APCAPC）以以及及血血管管内内皮皮细细胞胞、精精细细胞胞、活活化化 T T细细胞胞表面。表面。二、二、HLAHLA分子与抗原肽的相互作用分子与抗原肽的相互作用（一）抗原肽与HLA分子相互作用的分子基础 锚定位:HLA分子肽结合槽内与抗原肽特定氨基酸残基结合的部位。锚定残基:能与HLA分子肽结合槽内锚定位结合的抗原肽特定氨基酸残基。THANK YOUSUCCESS2023/4/929可编辑NH2抗原肽抗原肽凹槽凹槽铆钉侧链铆钉侧链MHC-II分子分子C00H 抗原肽的共同基序(consensus motif)即抗原肽共同的氨基酸序列-HL

13、A分子识别抗原肽的分子基础。MHC-MHC-分子与MHC-MHC-分子的肽槽比较 MHC-分子的肽槽 MHC-分子的肽槽组成 1、2结构域 1、1结构域形状 两端呈封闭状 两端呈敞开状接纳氨基酸残基数 较少（810个）较多（1317个）锚着位数 2个(P2,P9)4个(p1,P4,P6,P9)锚定程度 较深 较浅MHC-MHC-分子与MHC-MHC-分子的肽槽比较（二）抗原肽与（二）抗原肽与MHCMHC分子相互作用的特点分子相互作用的特点1.抗原肽与MHC分子的结合具有一定的特异性：HLA分子识别抗原肽的共同基序而非抗原表位，一种HLA分子可以与具有共同基序的多种抗原肽结合，也可以提呈同一抗原

14、分子的不同表位，并非呈现一对一的关系，特异性不高。2.个体差异性：不同MHC分子可选择性地结合具有不同锚定位和锚定残基的肽段，造成不同个体对同一抗原的应答在强度上出现差异，也即对疾病的易感性不同。抗原肽与抗原肽与MHCMHC分子相互作用的特点分子相互作用的特点3.包容性：一类MHC分子识别一群带有特定共同基序的肽段。4.组成共同基序的X氨基酸的可变性一种MHC 分子结合多种抗原肽，活化多个抗原特异T细胞克隆不同MHC分子结合的抗原肽，可拥有相似的共同基序 抗原递呈细胞（抗原递呈细胞（APCAPC）获取外源性抗原之后将）获取外源性抗原之后将外来抗原裂解为肽段。抗原肽与外来抗原裂解为肽段。抗原肽与

15、MHC-IIMHC-II分子分子结合，结合，递呈于细胞表面，供递呈于细胞表面，供CD4CD4+的的T T细胞通过其细胞通过其TCRTCR和和CD4CD4分分子识别。子识别。三、三、HLAHLA分子的生物学功能分子的生物学功能（一）呈递抗原、参与适应性免疫应答1、呈递抗原肽供TCR识别-外，外，-4-4（1）外源性抗原递呈途径 细胞内合成的蛋白质抗原在胞浆内被蛋白细胞内合成的蛋白质抗原在胞浆内被蛋白酶体裂解为小的肽段，通过酶体裂解为小的肽段，通过TAPTAP转运至内质网中，转运至内质网中，与与MHC-IMHC-I 和和 2m 2m结合被递呈于细胞表面，供结合被递呈于细胞表面，供CD8CD8+的的

16、T T细胞通过其细胞通过其TCRTCR和和CD8CD8分子识别。分子识别。（2）内源性抗原递呈途径 I I-内内，I I-8 8抗原加工相关转运体抗原加工相关转运体（伴随蛋白）（伴随蛋白）钙联素钙联素1 1、抗原肽、抗原肽-MHC-TCR-MHC-TCR三元体启动免疫应答（双识别）三元体启动免疫应答（双识别）（二）参与（调节）适应性免疫应答（二）参与（调节）适应性免疫应答2 2、MHCMHC是是T T细胞活化的协同刺激分子细胞活化的协同刺激分子 T细胞识别抗原时必须同时识别MHC分子，且再次反应时所识别的MHC分子必须与初次识别时相同，T细胞的这一特性称为MHC约束性（或限制性）。（1 1）M

17、 M-Th-Th，Th-BTh-B之间的相互作用受之间的相互作用受MHC-MHC-类分子约束：类分子约束：只能在具有相同只能在具有相同MHCMHC分子的细胞间进行。分子的细胞间进行。3、MHC限制性（MHC restriction）（2）TC-靶细胞相互作用受MHC-类分子约束：TC细胞只能杀伤具有相同MHC 类分子的靶细胞参与T细胞分化 HLA参与T细胞分化过程的阳性选择和阴性选择,参与T细胞分化及自身耐受的建立。中枢性自身耐受的建立HLAHLA分化免疫细胞带自身抗原的细胞T TT T正常正常T T细胞细胞自身反应性自身反应性T T细胞细胞诱导同种移植免疫应答HLA在同种移植免疫反应中既是免

18、疫原，又是靶抗原1、免疫应答基因（Ir基因）、免疫抑制基因（Is基因）控制免疫应答的强弱。机制：与HLA分子的抗原呈递功能密切相关。2、具有不同MHC-类等位基因的个体，对特定抗原的免疫应答能力不同。二、二、HLAHLA是疾病易感性个体差异的主要决定者是疾病易感性个体差异的主要决定者三、三、HLAHLA复合体参与构成种群基因结构的异质性复合体参与构成种群基因结构的异质性（二）作为调节分子参与固有免疫应答1、经典的III类基因编码补体成分，参与炎症反应和免疫学疾病的发生；2、非经典I类 基因和MICA基因产物可作为配体分子，以不同的亲和力结合激活性和抑制性受体。调节NK细胞和部分杀伤性细胞的活性

19、；3、炎症相关基因参与启动和调控炎症，并在应激反应中发挥作用。第四节第四节 HLAHLA与医学实践与医学实践一、HLA与器官移植二、HLA分子的异常表达和临床疾病三、HLA和疾病关联四、HLA与以亲子鉴定及法医学一、一、HLAHLA与器官移植与器官移植 进行组织器官移植时，往往因供受者之间的HLA型别不同而发生移植排斥反应，其排斥反应的强弱依次为：无亲缘关系者亲属同胞同卵孪生儿10090807060504030201001年 同卵双生子（N=12）HLA一致的同胞（N=765）尸体捐献者（N=3974）HLA不一致的同胞（N=951）移植物存活率%2年二、二、HLAHLA异常表达与临床疾病异常

20、表达与临床疾病 肿瘤细胞因缺乏HLA-I类抗原，所以细胞毒性T细胞（CTL）对肿瘤细胞不能识别和杀伤；某些自身免疫性疾病诱导表达HLA-II类抗原，促进免疫细胞的过度活化。肿瘤细胞细胞毒性T细胞CD8CTL三、三、HLAHLA与疾病的关联与疾病的关联 一些疾病与某些HLA抗原的表达关联。如：90%以上的强直性脊柱炎患者带有HLA-B27抗原。做个HLA亲子鉴定吧？四、四、HLAHLA与以亲子鉴定及罪犯鉴定与以亲子鉴定及罪犯鉴定小小 结结1、MHC、HLA分子、MHC限制性的概念；2、试述HLA的基因组成与定位。3、比较HLA-分子与HLA-分子结构、分布与功能等方面的特点。4、HLA的功能。5、HLA与临床医学有什么关系？THANK YOUSUCCESS2023/4/956可编辑