河北农业大学免疫学课件第七章主要组织相容性抗原

1第七章主要组织相容性抗原李丽敏动物医学院本章要求•了解MHC的基因组成及定位•掌握抗原肽结合槽、MHC限制性的概念。•熟悉MHC分子的结构。•理解并掌握MHC分子主要的生物学功能。•理解MHC的遗传特性。23目录第一节MHC的基因组成及遗传特点第二节MHC生物学作用的分子结构基础第三节MHC生物学功能第四节MHC与医学的关系4MHC的发现5•主要组织相容性抗原（majorhistocompatibilityantigen）可诱导迅速而强烈的排斥反应的抗原称之主要组织相容性抗原。•次要组织相容性抗原（minorhistocompatibilityantigen）可引起缓慢而较弱的排斥反应的抗原称之为次要组织相容性抗原。•主要组织相容性复合体（majorhistocompatibilitycomplex，MHC）编码主要组织相容性抗原的一组紧密连锁的基因群。6人MHCHLA（Humanleukocyteantigen），位于第6对染色体短臂，共3400kb，通过大规模基因测序，224个基因，多数基因尚不知功能。小鼠MHCH2，位于17对染色体猪MHCSLA，位于7号染色体上牛MHCBoLA，位于23号染色体上鸡MHCBcomplex，位于16号染色体上7第一节MHC的基因组成及遗传特点8一、MHC的基因组成人HLA复合体示意图9二、MHC的遗传学特性1.多基因性•MHC由多个结构功能与结构相似的I/II类基因区组成，编码产物结构与功能也相似，此即多基因性。•I/II类基因区均有多个基因座。•每个基因座又至少包含两个以上基因。102.MHC的多态性（1）多态性概念指在随机交配的群体中，同一基因座存在两个以上等位基因的现象。•多态性乃群体概念，指群体中不同个体同一基因座上的基因存在差别。•MHC是脊椎动物体内迄今已知多态性程度最高的基因系统。11•复等位基因：群体中同一基因座的不同等位基因系列称为复等位基因。•共显性表达：MHC复合体的多数基因座都有复等位基因且MHC每一对等位基因均能编码相应产物，即共显性表达。1213HLA多态性14MHC共显性表达（2）MHC多态性的产生机制•基因突变，基因重组，基因转换等产生新的等位基因。•自然选择•复等位基因数目众多15（3）MHC多态性的生物学意义•使种群得以适应多变的环境条件，并获得抵御病原体侵袭的能力，从而有利于种群生存和繁衍。•由于不同MHC等位基因产物的分子结构各异，决定不同个体对特定抗原的应答能力有所差异，从而在群体水平实现对免疫应答的遗传调控。•在无血缘关系的群体中探寻MHC表型完全相同的移植物供者，难度极大。163.单元型遗传17•MHC基因为单元型（Haplotype）遗传方式。•单元型：紧密连锁在一条染色体上的等位基因组合叫做单元型。一条染色体有2个单元型。•子女与父母有一半HLA相同。•同胞间1/4机率完全相同或者完全不同；1/2机率一半HLA相同。18194.连锁不平衡•任何一个等位基因在群体中都以一定的频率出现，此称基因频率。•理论上，若各座位不同等位基因随机组合成单元型则某一单元型频率应等于组成该单元型各等位基因频率的乘积。•实际上，MHC复合体各等位基因并非完全随机组合成单元型，群体中某些等位基因连锁在一起出现的频率高于或低于理论推算值，这就是连锁不平衡。20第二节MHC生物学作用的结构基础一、MHC分子的分布1.MHCI类分子：广泛分布于机体有核细胞表面。外周血、脾脏、淋巴结和胸腺淋巴细胞表达最高，其次为皮肤、肺、肾和肝等组织细胞，表达最少的为肌肉、神经组织和角膜细胞等。2.MHCII类分子：主要表达于专职抗原提呈细胞表面，也可表达于活化的T细胞和胸腺上皮细胞表面。21二、MHC分子的结构•MHC复合体的表达产物叫做MHC抗原，分为MHC-I类抗原、MHC-Ⅱ类抗原和MHC-Ⅲ类抗原。1.MHC-I类分子的结构•MHC-I类抗原又叫MHC-I类分子，为异二聚体，由重链（链）和轻链（2微球蛋白，2-microglobin）组成，两者均属于Ig超家族（Igsuperfamily）的成员。222324MHC-II类分子为异源双聚体，由分子量类似的链链组成两者均属于Ig超家族（Igsuperfamily）的成员。2.MHC-II类分子的结构2526二、MHC分子与抗原肽相互作用的结构基础1.抗原肽与MHC分子相互作用的锚定残基27NH2AntigenicpeptidepocketsAnchorresidueMHC-IImoleculeCOOH282.抗原肽与MHC分子相互作用的共同基序•同一类型MHC分子可选择不同抗原肽，其结构基础在于被结合的抗原肽含相同或相似的锚定残基，后者被称为抗原肽的共同基序。2930313.抗原肽与MHC分子相互作用的特点•MHC限制性T细胞的TCR识别抗原提呈细胞（或靶细胞）所提呈的抗原肽的同时，还须识别与抗原肽结合的MHC分子。•CD8+T细胞受MHC-I类分子限制；CD4+T细胞受MHC-II类分子限制。•T细胞库赋予每一个体具有无限的抗原识别能力；而MHC分子可提呈自然界中多种多样的抗原。第三节MHC分子的生物学功能1.参与抗原的加工与提呈MHC-I类分子介导内源性抗原的提呈--CD8+T细胞；MHC-II类分子介导外源性抗原的呈递--CD4+T细胞。323334MHCclassIaccommodatepeptidesof8-10aminoacidsMHCclassIIaccommodatepeptidesof13aminoacids-chain-chainPeptide2-M-chainPeptide2.决定T细胞的限制性识别35363.参与T细胞的分化与发育37384.参与调解NK细胞的功能群体中不同个体对抗原的应答能力存在差别，此与MHC高度多态性密切相关。395.参与免疫应答的遗传调控一、MHC与新型疫苗的研制40第四节MHC在生物医学中的应用二、MHC与同种器官移植三、MHC与疾病关联四、MHC分子表达异常与疾病五、MHC与输血反应41Thankyou！42