医学免疫学-补体课件

1、补 体 系 统 The Complement System办公室：C-403Tel： 3175247马志刚1、补体的概念 （掌握）2、补体系统的组成及理化特性（熟悉）3、补体激活途径 （掌握）4、补体系统的调节机制 （了解）5、补体受体 （了解）6、补体系统的生物学功能 （掌握）内 容 与 要 求 补体(Complement)Jules Bordet (1870-1961),Discoverer of complement补体-是存在于人和脊椎动物的血清和组织液中的一组经活化后具有酶活性的不耐热的蛋白质。是抗体溶菌溶胞的必要补充条件再加入新鲜血清后，细菌溶解细菌加上抗体后，出现凝集现象，细菌不

2、被溶解加热细菌不溶解补体的发现过程Bordet认为：抗体必须在这种不耐热的物质辅助作用下，才能进行溶胞作用一、补体成分的命名1）以数字命名：C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9 其中C1又由三部分组成：C1q,C1r,C1s2）裂解产物：C3a, C3b (a小、b大)，特殊C2a，C2b3）具有酶活性： C4b2a3）灭活的成分：iC2a4）各类因子：B, D, P (大写)5）补体受体：CR1 ，CR2，CR36）调节因子：H、I因子二、补体系统组成及理化特性1）补体全是蛋白质多为球蛋白2）激活之前无活性4）血清中含量最高是C33）裂解片段活性不同5）补体不耐热，56可灭活

3、三、补体系统的特点：1）连锁反应性:2）不稳定性: 56 30min4）作用的双重性： 生理、病理Hereditary 遗传性 Angioedema 血管性水肿Pathways of complement activationCLASSICALPATHWAYALTERNATIVEPATHWAYactivationof C5LYTIC ATTACKPATHWAYantibodydependentLECTINPATHWAYantibodyindependentActivation of C3 andgeneration of C5 convertase补体激活的途径激活物：Ag-Ab复合物（IgG

4、, IgM等）参与成分： C1, C2, -C9。激活过程：三阶段，5个步骤：阶段I识别阶段：步骤1识别单位的活化：C1酯酶的形成阶段II活化阶段：步骤2C3转化酶的形成步骤3C5转化酶的形成阶段III膜攻击阶段：步骤4C5b67三分子复合物的形成步骤5膜攻击复合体的形成和靶细胞溶解一、经典激活途径 (classical pathway)Components of the Classical PathwayC4C2C3C1 complex Ca+C1rC1sC1q经典激活途径参与的补体成分：C1-C9（二）阶段II活化阶段 第2步：C3转化酶(C4b2a)的生成。C1水解C4 C4a +C4b

5、C1水解C2 C2a +C2bC4b+C2a 结合成C4b2a(即C3转化酶）Ca+C1rC1sC1q C4C4abClassical Pathway Generation of C3-convertase 激活物：抗原-抗体复合物抗体一般为IgM或者IgG类细 菌 细 胞 膜Classical Pathway Generation of C3-convertase C4bMg+C4aCa+C1rC1sC1q C2C2ba C2a_C4b2a is C3 convertase第3步：C5转化酶的形成。C4b2a (即C3转化酶）水解C3C3a+C3bC4b2a + C3b结合成C4b2a3b

6、（即C5转化酶）24Biological Activities of Classical Pathway ComponentsComponent生物活性C2bProkinin（激肽原 ）; cleaved by plasmin(纤维蛋白溶解酶)to yield kinin(激肽), which results in edema（水肿）C3aAnaphylotoxin（过敏毒素）激活肥大细胞和嗜碱性粒细胞导致过敏反应的发生C3bOpsonin(调理素）Activation of phagocytic cells（吞噬细胞）C4aAnaphylaotoxinC4bOpsonin补体激活经典途径 C

7、lassical Pathway 其他激活物 ： 核酸、肝素和鱼精蛋白 纤溶酶 、组织蛋白酶 逆转录病毒、 Mannose-binding lectin pathwayC4MBLC4bC4aC4bC2C2bC2aC2a _C4b2a is C3 convertase; it will lead to the generation of C5 convertaseMASP1MASP2（二）补体激活替代途径替代途径从C3激活开始，经B因子和D因子依次激活，最终形成C5转化酶。激活物质：病原生物（内毒素，酵母多糖）Alternative Pathway of Complement Activatio

8、nComponents of thealternative pathwayC3BDPSpontaneous C3 activationC3H2OiBDGeneration of C3 convertaseC3iBb complex has a very short half lifebC3C3abBDbC3bIf spontaneously-generated C3b is not degradedC3-activationthe amplification loopC3C3abC3aBDBbC3bC3bC3-activationthe amplification loopC3bC3abC3a

9、C3aBbC3bC3bC3BbBDbbC3aC3-activationthe amplification loopC3bC3aC3aBbC3bBbBbC3bC3aC3-activationthe amplification loopC3bC3bC3aC3aBbC3bBbBbC3aC3-activationthe amplification loopC3bC3bControl of spontaneousC3 activation via DAFC3bDAF prevents the binding of factor B to C3bB自体细胞表面DAFCR1Control of sponta

10、neousC3 activation via DAFDAF dislodges C3b-bound factor BbBbbC3bAutologous cell membraneDAFCR1BbAutologous cell membrane C3b C3b BbHIiC3bControl of spontaneousC3 activation via CR1BbIiC3bDAFCR1DAFCR1Degradation of spontaneously produced C3b C3b C3b iC3biC3bIIC3dgC3dgC3cC3cC3b stabilization andC5 ac

11、tivationC3bC3b finds an activator (protector) membraneC3C3abBDbPThis is stable C5 convertase of the alternative pathway细 菌 细 胞 膜C3b regulation on self and activator surfacesC3bC5-convertase of the two pathwaysC3bBbC3bC5-convertase of the Alternative PathwayC4bC2aC3b C5-convertase of the Classical an

12、d lectin Pathways细 菌 细 胞 膜细 菌 细 胞 膜（三）阶段III攻膜阶段： (共同的终末阶段）第4步：C5b67的生成。 C4b2a3b （即C5转化酶）水解C5形成C5a + C5bC5b + C6 + C7 结合成 C5b67， 并结合在细胞膜上Generation of C5 convertase leads to the activation of the Lytic pathwayLytic pathwayComponents of the lytic pathwayC6C9C8 C7C5Lytic pathwayC5-activationC3b C2aC4bC

13、5bC5a Lytic pathwayassembly of the lytic complexC5b C6C7Lytic pathway:insertion of lytic complex into cell membraneC5b C6C7C8 C9C9C9C9C9C9C9C9C9比较三条激活途径 （练习题）经典途径MBL途径旁路途径激活物参与成分C3转化酶C5转化酶生理意义提示：经典途径 依赖于抗原抗体的特异性结合，参与特异性免疫的效应作用(即清除抗原异物）； 其它两条途径，不依赖于特异性抗体，在感染早期可以发挥作用，属于天然免疫的作用。 Why doesnt complement l

14、yse human cells?MBLbacteriaHuman cell1.Human cell surface does not have mannoseQuiz第三节、补体系统的调节机制 Regulation of the Complement System 一、补体的自身调节二、调节因子的作用（一）补体自身的调节激活过程中的某些中间产物极不稳定，成为级联反应的重要自限制因素1.C3转化酶均极易衰变2.C4b、C3b、C5b易衰变（二）调节因子的作用按照作用特点分为三类：1.防止或限制补体在液相中自发激活的抑制剂2.抑制或增强补体对底物正常作用的调节剂3.保护机体组织细胞免遭补体破坏作用

15、的抑制剂54Control of Classical Pathway ComponentsComponentRegulationC1C1-inhibitor (C1-INH); C3aC3a-inactivator (C3a-INH; Carboxypeptidase B)C3bFactors H and I; Factor H facilitates the degradation of C3b by Factor IC4aC3a-INHC4bC4 binding protein (C4bp) and Factor I; C4bp 促进 Factor I对C4b的降解;阻止 C2a 结合 C

16、4bC1-inhibitor deficiency:hereditary angioedema(遗传性血管水肿）a.Decay accelerating factor(DAF)2.细胞表面成分调节Human cellC4b2b2bBbHuman cellC3bFactor HBbCR1CR1Factor Hb.Homologus restriction factor (HRF)C8C6C5bC7C9Cell membraneHRF3.Memberane cofactor protein (MCP)4.Memberane inhibitor of reactive lysis(MIRL)与H 、

17、I、 CR1共同作用，使C3b变成iC3b与C8或C9结合，抑制C9聚合成膜孔第四节、 补 体 受 体Complement Receptors （一）、补体受体1（CR1）：又称C3b/C4b受体 （二）、补体受体2（CR2）: 又称CD21 （三）、补体受体3和4（CR3和CR4）又称CD11b/c （四）、其他补体受体：C5a受体调理吞噬；中性粒细胞和单核-巨噬细胞上的CR1，可与结合在细菌或病毒上的C3b结合调节补体活性：促进两条激活途径中的C3转化酶（C4b2a，C3bBb）的灭活，清除免疫复合物：红细胞上的CR1可与被调理（结合有C3b）的细胞、病毒或免疫复合物等结合，以便运送到肝、

18、脾进行处理，促使B细胞活化 ：B淋巴细胞膜上的CR1与CR2（CD21)协同作用CR1作用 第五节、补体系统的生物学功能Biological functions of complement system（一）补体激活最终导致（菌）细胞溶解 （二）补体裂解片段的作用C3C3a + C3bC5C5a + C5bC4C4a + C4blysisActivate other immune functionsbacteriaComplement receptor (CR: CR1, CR3, CR4) Opsonin: C3b or its cleavage products (iC3b)Macrophage1、免疫调理与黏附作用C5a, C3a,