4补体分子ComplementCPPT课件

1、内容简介内容简介 一一. .补体概述补体概述 二二. .补体及受体的结构补体及受体的结构 三三. .补体激活途经补体激活途经 四四. .补体的调控补体的调控 五五. .补体的生物学功能补体的生物学功能 六六. .补体异常与疾病补体异常与疾病第1页/共55页 第一节 概述 18951895年年BordetBordet通过免疫溶菌试验发现新鲜血清中存在一种不耐通过免疫溶菌试验发现新鲜血清中存在一种不耐热的成分，可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。由于这种成分热的成分，可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。由于这种成分是 抗 体 发 挥 溶 细 胞 作 用 的 必 要 补 充 条 件 。 故 被 称 为 补

2、体是 抗 体 发 挥 溶 细 胞 作 用 的 必 要 补 充 条 件 。 故 被 称 为 补 体(complement(complement，C)C)。补体并非单一分子，而是存在于血清、组。补体并非单一分子，而是存在于血清、组织液和细胞膜表面的一组经活化后具有酶活性的蛋白质，包括织液和细胞膜表面的一组经活化后具有酶活性的蛋白质，包括3030余种可溶性蛋白和膜结合蛋白，故被称为补体系统。目前对余种可溶性蛋白和膜结合蛋白，故被称为补体系统。目前对各类补体的各类补体的cDNAcDNA已克隆成功已克隆成功, ,并获部分基因工程产品并获部分基因工程产品. . 第2页/共55页 第3页/共55页一.补体的

3、概念 补体是存在于正常人和动物血清、组织液和细胞膜表面的不耐热的一组经活化后具有酶活性的与免疫有关补体是存在于正常人和动物血清、组织液和细胞膜表面的不耐热的一组经活化后具有酶活性的与免疫有关的蛋白质，包括的蛋白质，包括3030余种可溶性蛋白和膜结合蛋白，故被称为补体系统。余种可溶性蛋白和膜结合蛋白，故被称为补体系统。 补体与抗体的区别补体与抗体的区别为存在于正常人血清中，不耐热，具酶活性，为存在于正常人血清中，不耐热，具酶活性，球蛋白。球蛋白。第4页/共55页二、组成、理化性质和命名（一）（一） 组成：组成：3030多种蛋白质多种蛋白质 1 1 固有补体成份：固有补体成份：C1-C9 C1-C

4、9 B D MBL MASP-1 B D MBL MASP-1 MASP-2,MASP-2,C3C3含量最高含量最高( (1200mg/ml)1200mg/ml) 2. 2.调节蛋白：调节蛋白：C1INH C4bp H I C8bp CD59 S DAF MCPC1INH C4bp H I C8bp CD59 S DAF MCP 3. 3.受体受体:CR1-CR5,C3aR,C5aR,C1qR:CR1-CR5,C3aR,C5aR,C1qR第5页/共55页（二）理化性质：（二）理化性质： 补体成分均为补体成分均为糖蛋白糖蛋白，多属，多属 球蛋白，少数属球蛋白，少数属 （如（如C1sC1s、D D

5、因子）及因子）及 球蛋白球蛋白( (如如C1qC1q、C8)C8)。多数补体成分。多数补体成分( (尤其是固有成分尤其是固有成分) )对对热不稳定热不稳定。经。经5656温育温育3030分钟即灭活；在室温下很快失活；在分钟即灭活；在室温下很快失活；在0 01010条件下活性仅条件下活性仅能保持能保持3 34 4天。因此。天。因此。用于研究或检测的补体标本须保存于用于研究或检测的补体标本须保存于-20-20以下。以下。第6页/共55页（三）补体系统的命名 固有成分，按其被发现的先后分别命名为固有成分，按其被发现的先后分别命名为C1(qC1(q、r r、s)s)、C2C2、C9C9；其他成分以英文

6、大写字母表示，如；其他成分以英文大写字母表示，如B B因子、因子、D D因子、因子、P P因子、因子、H H因子、因子、MBLMBL等；补体调节蛋白多以其功能命名，如等；补体调节蛋白多以其功能命名，如C1C1抑抑制物、制物、C4C4结合蛋白、衰变加速因子等；补体活化后的裂解片段，结合蛋白、衰变加速因子等；补体活化后的裂解片段，以该成分的符号后面附加小写英文字母表示，如以该成分的符号后面附加小写英文字母表示，如C3aC3a、C3bC3b等；等；活化的补体在其符号上划一横线表示，灭活的补体片段，在其活化的补体在其符号上划一横线表示，灭活的补体片段，在其符号前加英文字母符号前加英文字母i i表示，如

7、表示，如iC3biC3b。第7页/共55页（四）补体的合成 肝细胞肝细胞和巨噬细胞是补体的主要产生细胞，肝细胞病变可致补体异常如肝坏死、肝硬化、肝癌、重症肝炎和巨噬细胞是补体的主要产生细胞，肝细胞病变可致补体异常如肝坏死、肝硬化、肝癌、重症肝炎等致补体减少。炎症状态时，补体可增高。等致补体减少。炎症状态时，补体可增高。第8页/共55页第二节 补体系统的结构一、补体分子的结构一、补体分子的结构第9页/共55页C1/Q R S,C1/Q R S, C1Q R SC1Q R S C2 6 7 9/aC2 6 7 9/a链链 C3 5/a+ C3 5/a+ 链链 C4 8/ a+ C4 8/ a+ +

8、 r+ r第10页/共55页二、补体受体 补体受体是细胞表面的重要膜结构。补体系统激活的级联反应产生的多种生物学效应补体受体是细胞表面的重要膜结构。补体系统激活的级联反应产生的多种生物学效应, , 诸如调理促吞噬作诸如调理促吞噬作用、免疫调控作用、粘附作用、清除用、免疫调控作用、粘附作用、清除ICIC及炎症作用等，都是通过补体受体而介导的。各种补体受体分布不及炎症作用等，都是通过补体受体而介导的。各种补体受体分布不尽相同，但其尽相同，但其主要作用是识别配体、传导信号和诱导细胞应答等。主要作用是识别配体、传导信号和诱导细胞应答等。 第11页/共55页第三节 补体的激活途经一、经典途经（Class

9、ical pathway,CP) 1 1、激活过程：、激活过程： 识别阶段：识别阶段： C1C1活化活化 活化阶段：活化阶段： C4 2 3C4 2 3活化活化 膜攻击阶段：膜攻击阶段： C5-C9C5-C9活化形成活化形成MACMAC（膜攻击复合体）（膜攻击复合体）第12页/共55页第13页/共55页第14页/共55页2 2、激活条件及特点：、激活条件及特点： （1 1）ICIC为激活剂为激活剂 （2 2）Fc/2+C1Q Fc/2+C1Q （3 3）C1-C9C1-C9均参与均参与 （4 4）体免效应阶段发挥作用）体免效应阶段发挥作用第15页/共55页二二 MBLMBL激活途经：激活途经：

10、 1 1、特点：、特点：病原菌甘露糖为激活剂，无需抗体参与，越过病原菌甘露糖为激活剂，无需抗体参与，越过C1C1直接激活直接激活C4C2C4C2，在感染早期发挥溶菌作用。，在感染早期发挥溶菌作用。 2 2、激活过程：、激活过程：细菌细菌-巨噬细胞巨噬细胞-IL1 6 TNFa-IL1 6 TNFa-肝细胞肝细胞-MBL CRP-C4 2-C9(-MBL CRP-C4 2-C9(见图见图) )第16页/共55页 第17页/共55页第18页/共55页三 旁路途经： 1 特点：LPS为激活剂 ， B D P因子参与，直接从C3始活化补体，在感染早期发挥效应。 2 激活过程：（见图）第19页/共55页

11、 第20页/共55页 第21页/共55页 第22页/共55页膜攻击复合体（MAC） MACMAC组成：组成： C5 6 7 8/1C5 6 7 8/1分子分子+C9 /12-16 +C9 /12-16 MACMAC效应机制：效应机制：在胞膜上形成小孔，使得小的可溶性分子、离子在胞膜上形成小孔，使得小的可溶性分子、离子以及水分子可自由透过胞膜，但蛋白质之类的大分子却难以从胞浆中逸出，最终导致胞内渗透压降低，细以及水分子可自由透过胞膜，但蛋白质之类的大分子却难以从胞浆中逸出，最终导致胞内渗透压降低，细胞溶解。此外，末端补体成分插入胞膜，可能使致死量钙离子被动向胞内弥散，并最终导致细胞死亡。胞溶解。

12、此外，末端补体成分插入胞膜，可能使致死量钙离子被动向胞内弥散，并最终导致细胞死亡。第23页/共55页 第24页/共55页 第25页/共55页 补体三条激活途经比较补体三条激活途经比较 CP AP MBL 激活物 IC LPS 病菌甘露糖 参与成份 C1-C9 C3-C9 C2-C9 C3转化酶 C4b2b C3bBb C4b2b C5转化酶 C4b2b3b C3bnBb C4b2b3b 作用 体免效应 早期非特异 早期非特异第26页/共55页第四节 补体激活的调控 一、自身衰变调节一、自身衰变调节 某些补体成分的裂解产物极不稳定，易于自行衰变，成为补体激活过程中的一种自控机制。例如某些补体成分

13、的裂解产物极不稳定，易于自行衰变，成为补体激活过程中的一种自控机制。例如C4bC4b、C3bC3b及及C5bC5b易衰变易衰变 二、补体调节因子的作用 （一） C1抑制物(C1INH)第27页/共55页 C1 INHC1 INH调节的主要方式是，与活化的调节的主要方式是，与活化的C1rC1r或或C1sC1s结合形成稳定的复合物而导致结合形成稳定的复合物而导致C1C1丝氨酸蛋白酶失活。丝氨酸蛋白酶失活。其作用其作用机理是机理是,C1INH,C1INH通过提供一个酷似通过提供一个酷似C1rC1r和和C1sC1s的正常底物的序列为的正常底物的序列为“锈铒锈铒”( (“baitbait”), ), 被

14、被C1rC1r和和C1sC1s裂解暴露裂解暴露出一个活性部位出一个活性部位, , 然后再与然后再与C1rC1r或或C1sC1s结合形成共价的酯键而发挥抑制作用。结合形成共价的酯键而发挥抑制作用。第28页/共55页(二) C4结合蛋白（ C4bp） C4bpC4bp由由8 8个亚单位组成个亚单位组成, , 电镜下观察形似电镜下观察形似蜘蛛蜘蛛, C4bp, C4bp以两种方式抑制补体的活化。第一种方式是以两种方式抑制补体的活化。第一种方式是, ,通过其通过其与与C2C2竞争竞争C4bC4b, ,而从而从C4b2bC4b2b中取代中取代C2b,C2b,并通过其与并通过其与C4bC4b的结合而阻止剩

15、余的的结合而阻止剩余的C2C2同同C4bC4b结合结合, ,由此抑制由此抑制C3C3转化酶的转化酶的形成。第二种方式是形成。第二种方式是,C4bp,C4bp作为作为I I因子的一种辅助因子因子的一种辅助因子, ,促进促进I I因子对因子对C4bC4b的裂解。的裂解。 第29页/共55页第30页/共55页(三) 促衰变因子(DAF) 促衰变因子促衰变因子(decay accelerating factor, DAF)(decay accelerating factor, DAF)。膜。膜DAFDAF广泛广泛分布于各种血细胞及其他各处的细胞上分布于各种血细胞及其他各处的细胞上, ,包括红细胞、粒细

16、胞、包括红细胞、粒细胞、单核细胞、淋巴细胞单核细胞、淋巴细胞(T(T、B)B)等。等。DAFDAF的生物学活性是可保护宿主的生物学活性是可保护宿主细胞免遭补体介导的溶解破坏。细胞免遭补体介导的溶解破坏。其作用机理是，其作用机理是，DAFDAF不仅可阻止不仅可阻止经典或替代途径经典或替代途径C3C3和和C5C5转化酶的装配，转化酶的装配， 并且可通过诱导催化单并且可通过诱导催化单位位C2aC2a或或BbBb的快速解离而使已形成的的快速解离而使已形成的C3C3、C5C5转化酶失去稳定性。转化酶失去稳定性。 第31页/共55页第32页/共55页(四) 膜辅蛋白（membrane cofactor p

17、rotein,MCP) MCPMCP的主要功能是其辅因子活性。的主要功能是其辅因子活性。 即可与即可与C3bC3b或或C4bC4b结合而促进结合而促进I I因子对因子对C3bC3b和和C4bC4b的裂解灭活的裂解灭活( (图图5-17),5-17),从而从而保护自身宿主细胞免遭补体介导的溶保护自身宿主细胞免遭补体介导的溶解破坏。解破坏。 第33页/共55页第34页/共55页(五) H因子 H H因子的功能因子的功能包括以下几个方面：包括以下几个方面：(1) (1) 为为I I因子的辅助因子，可增加因子的辅助因子，可增加C3bC3b对对I I因子的敏感性。因子的敏感性。 (2) (2) 加速加速

18、C3C3转转化酶的衰变：化酶的衰变：H H因子能将已同因子能将已同C3bC3b结合的结合的B B因子或因子或BbBb从从C3C3转化酶中逐出转化酶中逐出, ,而使之失去酶活性。而使之失去酶活性。(3)(3)阻止替代途阻止替代途径中初始和放大径中初始和放大C3C3转化酶的形成转化酶的形成。 第35页/共55页(六) I因子 I I因子的生物学活性是因子的生物学活性是, ,在在C4bpC4bp、MCPMCP、H H因子和因子和CR1CR1等辅助因子的协同下，将等辅助因子的协同下，将C4bC4b裂解裂解为为C4dC4d和和C4cC4c；使；使C3bC3b裂裂解解出出C3fC3f形成形成C3bi,C3

19、bi,后者再进一步裂解为后者再进一步裂解为C3dgC3dg和和C3cC3c，由此而控制补体系统的活化。，由此而控制补体系统的活化。 第36页/共55页(七) CD59 CD59CD59是近年是近年(1989)(1989)才发现的一种分子量只有才发现的一种分子量只有181820kDa20kDa的膜性调节蛋白。其的膜性调节蛋白。其C C端借端借GPIGPI锚固定于细胞表面。锚固定于细胞表面。CD59CD59分布甚广泛，已证明皮肤、分布甚广泛，已证明皮肤、肝、肾、胰肝、肾、胰、肺、唾腺、神经系统、肺、唾腺、神经系统、胎盘胎盘以及各种血细胞以及各种血细胞( (红细胞、淋巴红细胞、淋巴细胞、中性粒细胞及

20、血小板细胞、中性粒细胞及血小板) )和精子上均有表达。和精子上均有表达。CD59CD59的主要生理功能的主要生理功能是防止是防止MACMAC对同种或自身细胞的溶解对同种或自身细胞的溶解破坏破坏 第37页/共55页第38页/共55页第39页/共55页 CD59 CD59 GPIGPI借助穿膜蛋白借助穿膜蛋白LATLAT激活激活T T细胞细胞 1：CD59 2：LAT 3：MergeCD59作用前CD59作用后第40页/共55页第41页/共55页 作用机理为：作用机理为：通过其与通过其与C7C7、C8C8或或C9C9的结合而阻止的结合而阻止MACMAC的组装。当其与的组装。当其与C5bC5b7 7

21、复合物结合后，可阻止其再与复合物结合后，可阻止其再与C8C8结合；当其与结合；当其与C8C8结合后，则可阻碍结合至结合后，则可阻碍结合至MACMAC上的第上的第1 1个个C9C9分子的铺展，从而阻止后继分子的铺展，从而阻止后继C9C9的结合；而当其的结合；而当其与与MACMAC中的中的C9C9结合后结合后, ,又可又可阻止阻止C9C9进一步的聚合进一步的聚合。其作用与。其作用与C8bPC8bP相似。相似。 第42页/共55页第五节第五节 补体的生物学作用补体的生物学作用 Biological function of Complement 一一 溶菌、溶细胞、溶病毒作用：溶菌、溶细胞、溶病毒作用

22、： G G- -细菌细菌 红细胞红细胞第43页/共55页第44页/共55页二二 调理吞噬作用：调理吞噬作用：C3bC3b是重要调理是重要调理素素第45页/共55页三炎症介质作用：三炎症介质作用：C3a C4a C3a C4a C5a-C5a-趋化、激趋化、激 肽、过敏毒素作用。肽、过敏毒素作用。第46页/共55页四免疫粘附作用：空间干扰，四免疫粘附作用：空间干扰，C3b/C4bRC3b/C4bR第47页/共55页五五 免疫调节作用：免疫调节作用： 感应阶段感应阶段-C3b+-C3b+网络固网络固 定抗原定抗原 增殖分化阶段：增殖分化阶段：C3b+BC3bRC3b+BC3bR 效应阶段：效应阶段

23、：C3b+MQ+NKC3bR-ADCCC3b+MQ+NKC3bR-ADCC第48页/共55页第六节 补体异常与疾病 一、补体异常与疾病：一、补体异常与疾病： （一）（一） 固有成份遗传缺陷：固有成份遗传缺陷：严重化脓感染，严重化脓感染，自身免疫病自身免疫病 （二）调节蛋白缺陷：（二）调节蛋白缺陷： C1INH-C1INH-遗传性血管性水肿遗传性血管性水肿 H I-C3H I-C3消耗消耗-肾小球肾炎肾小球肾炎 DAF MCP DAF MCP 血管内溶血血管内溶血-血红蛋白尿血红蛋白尿第49页/共55页（三）三） 低补体血症：低补体血症： 合成不足合成不足-肝病肝病 大量丢失大量丢失-肾病及烧伤肾病及烧伤 消耗过多消耗过多-免疫复合物病免疫复合物病第50页/共55页 （四）与传染病有关：（四）与传染病有关：1 1）病毒表达）病毒表达MCPMCP模拟模拟蛋白或上调蛋白或上调MCPMCP表达量；表达量；2 2） 干扰补体与免干扰补体与免疫复合物结合；疫复合物结合；3 3）利用补体受体）利用补体受体作为病毒受作为病毒受体体。 （五）与不孕症相关：（五）与不孕症相关：胎盘滋养层细胞高