MHC多聚体分子免疫学A

MHC及MHC多聚体,抗原特异性T细胞检测与调控的重要工具,pMHC作为T细胞特异性的结合配体,抗肿瘤抗感染,抗移植排斥抗自身免疫,检测抗原特异性T细胞,pMHC与TCR结合后作用的双面性,特异性增强,特异性抑制,T细胞的双信号识别,可溶性pMHC与TCR的亲和力低,pMHC多聚体技术的出现为TCR提供了高亲和力配体,1996年Altman等人建立了pMHC 四聚体技术 Science, 1996, 274(5284):94-96. 被引用次数：23681993年Porto等人建立了pMHC二聚体技术 PNAS,1993, 6671-6675,pMHC四聚体技术,1996年Altman等人建立的MHC-抗原肽四聚体技术， 已成为特异、敏感的检测T细胞克隆的工具。解决了TCR与其配体pMHC单体低亲合力结合的问题，从而实现对带有特定表型TCR的T细胞的特异性染色 。pMHC四聚体的应用已经证实在抗病毒、抗肿瘤研究中具有重要的意义,pMHC单体： 每一个MHC分子与其相应限制性的肽段结合，并具有酶催化的生物化位点 pMHC四聚体： 4个生物素化的可溶性MHC-抗原肽复合物单体与标记的亲合素结合形成的复合物,pMHC I类分子四聚体结构示意图,* pMHC单体： 每一个MHC分子与其相应限制性的肽段结合，并具有酶催化的生物化位点 * pMHC四聚体： 4个生物素化的可溶性MHC-抗原肽复合物单体与标记的亲合素结合形成的复合物,MHC 四聚体结构示意图,HLA 四聚体种类,HLA I类分子：HLA-A2, HLA-A11, HLA-A24, HLA-A28 ，HLA-B8, HLA-B27等 HLA II类分子：HLA-DR1, HLA-DR4, HLA-DQ 等 非经典MHC分子：HLA-E, HLA-F HLA-G, CD1d 等,MHC/抗原肽四聚体制备过程示意图,MHC/抗原肽四聚体,pMHC四聚体与TCR的特异性结合,检测抗原特异性T细胞分选抗原特异性T细胞克隆刺激抗原特异性T细胞调节抗原特异性T细胞,MHC四聚体检测抗原特异性T细胞,四聚体对特异性CTL的检测,Virus,Species,MHC四聚体检测特异性T细胞的频率,通过四聚体测得的病毒感染的急性期与记忆期病毒特异性CD8+T细胞是原先估计值的10倍 惊人的体内抗原特异性T细胞增长速度，在LCMV感染的3-5天，抗原特异性T细胞增倍的时间只需6-8小时。 与原认为的在病毒感染免疫应答中大部分T细胞增殖是非特异性相反，四聚体染色结果说明T细胞的免疫应答主要都是针对病毒抗原，非特异的活化很少 了。,pMHC四聚体分选抗原特异性T细胞,pMHC四聚体刺激抗原特异性T细胞产生,pMHC提供第一活化信号B7与T细胞的CD28结合提供共刺激信号,自身免疫及移植物排斥,Maile等人利用雌性HY-TCR转基因鼠模型对其移植雄性鼠的皮肤，体内注射HY-I类分子四聚体发现可诱导特异性的CD8+T细胞活化，但若成倍增加注射四聚体的剂量，则通过诱导T细胞无能或AICD反应清除雄性特异性的CD8+T细胞，在体内诱导特异性T细胞耐受.,pMHC四聚体在肿瘤免疫治疗的潜力,Ogg与Robert等人报导了一种新的抗瘤策略：应用肿瘤特异性的抗体与pMHC四聚体结合形成复合物，通过特异性抗体靶向结合于肿瘤细胞表面从而使肿瘤细胞对四聚体特异性的CTL的溶解效应敏感。,pMHC 二聚体的构建策略,MHC二聚体,pMHC二聚体对抗原特异性T细胞的检测,利用pMHC二聚体诱导抗原特异性T细胞,利用加载pMHC二聚体的细胞作为抗原提呈细胞该抗原提呈细胞仅提呈单一表位适用于诱导普通抗原特异性T细胞与同种抗原特异性T细胞,利用pMHC二聚体诱导同种抗原特异性T细胞,加载在细胞表面的Tyr/HLA-A2二聚体可诱导表位特异性同种T细胞的产生,特异性四聚体检测结果显示：HLA-A2-ve PBLs与加载Tyr/HLA-A2表位的自身单核细胞共培养后Tyr/HLA-A2 特异性CTL的频率增高。,制备的表位特异性T细胞对肿瘤细胞的特异性杀伤,图15. 分选的Tyr/HLA-A2 特异性同种T细胞仅对含有Tyr/HLA-A2表位的肿瘤细胞具有特异性杀伤作用。,在体外制备肿瘤抗原特异性T细胞，探索抗肿瘤的有效方法。在体外诱导病毒抗原特异性T细胞，寻求打破慢性病毒感染的新的途径。获得单一表位特异性T细胞，研究T细胞的识别与效应机制,利用pMHC二聚体诱导抗原特异性T细胞,可溶性pMHC二聚体特异性抑制抗原特异性T细胞,可溶性pMHC二聚体诱导特异性T细胞耐受的示意图,可溶性pMHC二聚体特异性抑制抗原特异性T细胞,可溶性pMHC二聚体在抗移植排斥反应中的应用 OHerrin等人利用小鼠可溶性pMHC I 类分子二聚体体 外诱导同种T细胞耐受 Fried等人应用大鼠pMHC二聚体实现体内保护同种 移植物的作用 可溶性pMHC二聚体在抗自身免疫性疾病中的应用 Masteller等人应用pMHC II类分子作为治疗性的生物分子应用于转 TCR而产生的糖尿病的老鼠。 实验结果显示，可溶性pMHC II类分子二聚体可特异性的抑制自身反 应性T细胞，诱导自身反应性T细胞耐受,抗原特异性T细胞的检测方法,传统功能实验,依赖于抗原特异性T细胞在体外的增殖活力及细胞毒效力的功能试验,氚标记胸腺嘧啶核苷（3H-TdR）掺入率测定T细 胞的增殖水平 MTT法测增殖Cr51释放法检测T细胞的特异性杀伤功能 LDH法测杀伤,细胞增殖实验原理,加3H标记的DNA前体(3H胸腺嘧啶苷，3H-TdR),T细胞增殖表现为DNA复制，细胞合成DNA量倍增,3H-TdR掺入新合成的DNA中,根据掺入的多少推测细胞增殖程度,细胞杀伤实验原理,靶细胞被特异性杀伤51Cr释放入培养上清,51Cr掺入培养的靶细胞中，使其摄入胞内,上清中的辐射强度即可计算出特异性CTL的杀伤效率,传统功能实验定量检测T细胞功能,有限稀释法（LDA） 将T细胞有限稀释为单个细胞利用功能实验检测有功能的T细胞数目计算抗原特异性T细胞的前体频率,细胞内细胞因子染色检测T细胞功能,T细胞接受抗原特