补体系统 (8)ppt课件

1、免疫系统的基本组成,免疫器官 Organs 免疫细胞 Cells 免疫分子 Molecules,一级免疫器官,二级免疫器官,（生产/选拔）,（直接使用）,造血干细胞的分化途径,.,5,第三章 补体分子,掌握补体的概念 了解补体系统的基本成份及命名 掌握补体系统的激活途径 了解补体激活过程的调节; 了解补体的受体， 掌握补体的生物学活性。 了解血清补体水平与疾病的关系。,免疫应答分类,天然免疫应答 获得性免疫应答,天然免疫应答,概念：不需要机体预先接触某种病原体便可 立即建立的免疫应答。 特点：非特异性，与生俱来，反应迅速，可 遗传。 主要的天然免疫机制： （a）吞噬作用； （b）补体系统杀死细

2、菌； （c）NK细胞诱导受感染细胞凋亡； （d）a-干扰素诱导病毒抗性。,获得性免疫应答,概念：在生活过程中与病原体及其毒性代谢产物 等抗原分子接触后产生的一系列免疫防御 功能。 特点：高度特异，后天形成，反应滞后。 分类：存在体液免疫和细胞免疫，两种获得性免 疫都由淋巴细胞介导，淋巴细胞为有核的 白细胞，在血液和淋巴器官之间循环。,天然免疫系统分子： 主要：补体系统，急性期蛋白，细胞因子； 其它：胃酸、蛋白溶解酶（泪，唾液、血浆 和组织液中），乳酸和脂肪酸（汗 液）等。,补体系统是天然免疫的重要组成部分。,1894 Bordet 发现绵羊抗霍乱血清能够溶解霍乱弧菌，加热56C 30 min

3、阻止其活性；加入新鲜非免疫血清可恢复其活性。（Alexin） Ehrlich 在同时独立发现了类似现象，将其命名为补体（Complement）。,Jules Bordet (1870-1961),羊抗血清 + 霍乱弧菌,细菌裂解,羊抗血清 + 霍乱弧菌,细菌裂解,Destroyed,无抗体的新鲜血清,+,Restored,细菌裂解,加热的,补体，存在于新鲜血清中，能够裂解抗体包被的细胞，这种活性可以经加热56 ，30 min而灭活。,Paul Ehrlich 将其命名为补体 (Complement)，即“补充抗体活性的血清成分”。,第一节 补体系统 补体并非单一分子，而是存在于人和脊椎动物血清

4、及组织液中的一组经活化后具有酶样活性的蛋白质，包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白，故被称为补体系统。 在机体的免疫系统，免疫系统担负抗感染和免疫调节作用, 并参与免疫病理反应。,LYSIS,补体系统的组成 补体系统组成按功能分三组： 1. 固有成分： C1(C1q，C1r，C1s)C9、B、D、 P因子、 MBL、丝氨酸蛋白酶。 2. 调节分子： 可溶性调节因子；膜结合性调节分子。 3. 受体成分： C1qR，CR1，CR2，CR3，C3aR.，C5aR等。,补体成分命名 固有成分： 用C后加阿拉伯数字表示， 如：C1,C4,C2等； 其他成分： 用英文大写字母表示。 如：B因子、D因子、P因

5、子、H因子等； 裂解片段： 小片段用a表示 - 如：C3a； 大片段用b表示 - 如：C3b。 酶活性成分：符号上划一横线，如：C3bBb。 灭活补体片段：符号前加 i表示，如：iC3b。,“R” - 补体的受，体如：CR1，C5aR；,名,称,分子量,（,kDa,）,血清浓度,（,m,g/ml,）,460,80,83,50,83,50,200,600,102,20,经典途径,C1q,C1r,C1s,C4,C2,C3,185,1300,24,90,1,210,替代途径,D,因子,B,因子,凝集素途径,MBP,30 x 3,1,终端成分,C5,204,70,C6,120,65,C7,120,55

6、,C8,160,55,C9,70,60,调节因子,C1-INH,105,200,C4-bp,550,250,H,150,480,I,88,35,P,4 x 56,20,表,3-1,血清补体成分,补体生物合成的细胞,肝细胞 （Hepatocytes ） 单核/巨噬细胞 （Monocyte/Macrophage） 造血细胞 （Hematopoietic） 纤维母细胞 （Fibroblasts） 内皮细胞 （Endothelial） 生殖细胞 （Reproductive） 脂肪细胞 （Adipocytes） 星细胞 （Astrocytes） 神经细胞 （Neurons ）,一般性质 主要产生细胞为肝

7、细胞和巨噬细胞； 多数组分为糖蛋白； 血清中各成分含量不等，C3含量最多， D因子最少； 正常生理情况下，以非活化形式存在； 性质不稳定：加热56， 30min 失活。,经典途径 Classical 旁路途径 Alternative MBL途径 MBL,第二节 补体系统的激活途径,补体反应的一般特点,补体反应实际上是一系列级联酶促反应，其最终结果是在靶细胞膜表面形成MAC（膜攻击复合物），同时产生具有生物学活性的补体小分段。,补体途径,激活剂：Ag-Ab复合物 ( IgG、IgM ) 参与成分：C1C9 激活过程（3个阶段）：,(一) 经典激活途径,识别阶段 活化阶段 膜攻击阶段,A. 识别阶

8、段,抗原-抗体复合物形成后，便结合C1中的C1q，进而激活C1r和C1s，使C1变成有酶活性的C1 。,C1qr2s2,40nm,抗 原,抗体,抗 原,C1分子的结构与功能,C1是由1个C1q、2个C1r和2个C1s分子共同组成。,C1q分子的C端球形结构是与Ig上的补体结合位点相结合的部位，它的启动可使C1r构型改变，成为具有活性的C1r并诱导C1s的活化，成为具有酯酶活性的C1s,在 Mg+存在下可启动补体活化的经典途径。,C1q,N,C,蛋白酶活性区,SS,C1r,C1r,N,C,SS,C1s,C1r、C1s分子结构,Ag-Ab复合物 C1q C1r活化 C1s活化,B.活化阶段 （C3

9、转化酶和C5转化酶的形成）,活化的C1s依次酶解C4和C2，产生的C4b和C2b结合为C4b2b，具有酶活性，称为C3转化酶。它可以裂解C3，并与裂解片段C3b结合形成C4b2b3b，即C5转化酶，它可以裂解C5，此为经典激活途径的激活阶段。,C1 裂解C 4,抗体,C1qr2s2,40nm,抗 原,抗 原,C4b,C4a,C1s,C3 转化酶的形成,C4b,C2a,C2,C1s,C4b,C2b,C4b2b,C3的裂解,C3,C3a,C3 转化酶,C4b,C2b,C5转化酶,C5,C5b,C5a,C4b,C2b,C4b2b3b,C5为2肽链结构，分别为、链。,S S,C5转换酶,C5a,C5b

10、,过敏毒素,参与攻膜复合体的形成,经典途径: 参与形成C5转化酶的蛋白,活性蛋白 裂解产物,与IgM 和 IgG 的Fc 段相结合 丝氨酸蛋白酶：酶活化 C1s 丝氨酸蛋白酶:酶活化C4 和 C2,免疫学作用,成分,多肽的炎症介质 (过敏反应) C1s裂解后产生的和 C2结合形成复合物 C4b2b,丝氨酸蛋白酶:C4b2b 为C3 转化酶 功能未知,多肽的炎症介质 (过敏反应) 与 C4b2b 结合形成 C5 转化酶; 主要的调理素,C1,C1q C1r C1s,C3,C2,C4,C3a C3b,C2b C2a,C4a C4b,(二) MBL途径,甘露糖结合凝集素MBL (Mannose-bi

11、nding lectin )，也叫甘露糖连接蛋白MBP 与微生物表面的糖蛋白的甘露糖残基或糖结合，则激活补体的MBL或者MBP途径。,激活剂：MBL MBL复合物：MBL；MASP-1；MASP-2 细菌多糖经MBL和MASP（MBL 相关的丝氨酸蛋白酶）活化C4和C2，无C1的参与。,C1s,MBL,C1q,MBL的功能和结构在补体激活的途径上与C1q相似，都可以裂解和激活C4。,MBL途径,MASP：MBL相关的丝氨酸蛋白酶,补体途径,经典途径 MBL途径,C3a C3 C3b,C5a C5 C5b + C6-C9,终末途径,替代途径,不经对C1、C4、C2的激活而由C3、B因子等参与的激

12、活过程称为补体激活的旁路途径。 激活剂：酵母、细菌的多糖成分, 凝聚的 IgA、IgE等。 参与成分：B、 D、 P因子、C3、C5C9。,(三) 旁路途径,B因子及其功能,B因子为存在于血清的单链糖蛋白,D,Ba（234aa）,Bb（505aa）,N,C,蛋白酶活性区,C3b,C3bBb,（C3转化酶）,C3 分子组成及其各种结合位,a 链,b 链,-S-S-,-S-S-,CR1,CR3,CR2,N-,N-,C-,C-,P,C3是由一条120 kDa的a链和一条70 kDa的链共价组成的异二聚体型球蛋白。 深黑线代表C3b与CR1，CR2和CR3等补体受体的结合位点。,C3bBb的形成,补

13、体 活 化 表 面,初始C3转化酶 C3bBb,C3和C5转化酶的形成,于是只有在无调节蛋白存在的微生物表面结合，这种结合又进一步地与B因子结合，再在其他因子的作用下形成稳定的C3转化酶和C5转化酶。致使补体激活的级联反应继续发展下去，最终导致溶菌效应。,旁路途径的特点：,1.非特异性，无须通过特异免疫反应产生的抗原-抗体复合物来激活。 2.C3可以自发转换为C3b，并且具有正向反馈调节作用。 3.必须提供一个吸附或结合补体C3b成分的载体表面。,C3,C3与C3b正反馈环路,C3裂解产物C3b与B因子结合为C3bB复和物，在D因子的作用下成为C3与C5转化酶C3bBb。C3bBb作用于C3，

14、产生大量的C3b，C3b的生成又导致更多的C3bBb出现，形成迅速放大的正反馈环路。,依赖于C3b的正反馈环路,C3bBb的双重作用,C3b,Bb,C5,C3b,C3b,C5,C5a,C3a,C3b,C3b,C5b,C3bBbP,C3bnBb,补体活化表面的C3bBbP作用于C3，产生大量的C3b。C3bnBb还能将与C3b结合的C5裂解为C5a和C5b两个分段。所产生的C3b5b复和物启动补体活化的终末途径。,C3bBb的C3和C5转化酶活性,三条途径 C5转化酶,C5,C5a+C5b,膜攻击复合物（MAC） Membrane-Attack Complex,(四) 补体活化的终末途径,细胞膜

15、表面的C3b5b与C6、C7、C8依次结合形成C5b678复和物。该复合物诱发C9在细胞膜表面共聚，形成膜表面的通道结构MACs，造成胞膜的穿孔损伤。,补体攻膜单位,MACs 造成的细胞膜损伤,C5b+C6+C7+C8+C9 = MACs,MAC单位结构,C7,C6,C8,10-17,C9和穿孔素结构类似，均为单链结构, N端以亲水性氨基酸为主，C端均以疏水性氨基酸为主。被活化后形成管状结构的多聚体，由10个以上的单体分子组成，可通过其疏水性的C末端插入细胞膜，导致细胞溶解。,N,C,凝血酶,亲水区,疏水区,C9 促进I因子对C4b的蛋白水解。,C2b,H因子的作用 H能与C3b结合，抑制旁路

16、途径C3转化酶（C3bBb）; 作为I因子的辅助因子水解C3b为iC3b和C3f。,I因子的抑制作用 裂解C3b为iC3b和C3f, 继而裂解iC3b为C3c和C3dg;裂解C4b为C4c和C4d,5. S蛋白的作用 结合5b67, 阻止膜攻击复合物的形成,6. 过敏毒素灭活剂,血清羧肽酶N 灭活C4a、C3a、C5a，丧失过敏毒素活性,(三) 膜结合性调节分子的作用,1.膜辅因子蛋白 (Membrane Cofactor Protein MCP, CD46) 单链膜蛋白结构，与C3b,C4b结合，抑制补 体的活化; 分布于大部分细胞，但红细胞缺少; I因子的辅助因子，促进C3b,C4b灭活，

17、抑制补体活化，比H因子强50倍。,2. DAF 促衰变因子 (Decay-Accelerating Factor,CD55) 单链膜蛋白； 结合C3b,C4b，促进C3和C5转化酶衰变； 抑制补体的活化； 分布于机体大部分细胞，DAF缺陷导致阵发性血红蛋白尿。,3. 同源性限制因子(HRF)的作用 (Homologous Restriction Factor, HRF),又称C8结合蛋白，结合C8, 阻断的聚合。,第五节 补体受体 (CR),补体系统不只是具有裂解细胞的功能，各成分裂解下来游离于液相的小片段，也多能发挥各种生理效应。这些活性片段是通过与表达在不同细胞表面的特异性受体而发挥作用的

18、。 目前已知的补体活性片段的受体不下10种，其中以C3片段的受体研究的较多。 概念：细胞膜上存在的能与补体活性分子相结合的糖蛋白即为补体受体（Complement receptor, CR）。,(一) CR1（CD35）：I型补体受体 CR1是一种单链的膜上整合糖蛋白，对C3b和C4b有高度的亲和性。它普遍存在于红细胞，嗜中性粒细胞，嗜酸性粒细胞，巨噬细胞，T、B淋巴细胞，树突状细胞等细胞上。 配体：C3b、C4b,CR1的主要功能是： （1）作为一种补体活化调节因子通过抑制C3转化酶的形成和促进C3b或C4b的裂解。 （2）作为一种调理素（opsonin）受体，增强吞噬细胞吞噬和消化包被了C

19、3b或C4b的微生物或颗粒的能力。 （3）CR1在清除循环系统中存在的免疫复合物时，发挥重要作用。,CR1的清除免疫复合物效应,(二) CR2（CD21）：II型补体受体,配体：iC3b和C3d 主要生物学功能： 1. 调节B细胞增殖、分化、记忆和抗体的产生； 2. 作为EB病毒受体，与某些疾病相关。,CR2是一单链膜上整合糖蛋白,它存在于B细胞、树突状细胞和上皮细胞表面，它可特异地结合C3d。C3d是在细胞或颗粒表面结合的或抗原-抗体复合物结合的C3b经I因子裂解后的产物。,(三) CR3 (Mac-1 、CD11b/CD18),型补体受体（CR3, iC3b受体）是由一个相对分子质量165

20、000的链和一个95000的链以非共价键相连组成的膜上整合蛋白。它表达于各种骨髓细胞的衍生细胞膜上，如嗜中性粒细胞、单核吞噬细胞、肥大细胞和自然杀伤细胞等。在对由iC3b包被的微生物或颗粒吞噬中，它起着重要作用。它具有对碳水化合物特异结合的能力。,配体：iC3b 主要生物学功能： 1. 介导粘附； 2. 增强吞噬细胞功能； 3. 具有凝集素活性。,(四) CR4 (P150/95 、CD11c/CD18),型补体受体（CR4），有一个相对分子质量为15000的链和与CR3相同的链。它与iC3b和C3d结合，它所分布的细胞与CR3相同。 配体：iC3b和C3dg 主要生物学功能： 增强Fc受体介导的吞噬作用。,(五) C3a/C4a受体和C5a受体,配体： C3a/C4a和C5a 主要生物学功能： 介导补体激活的炎症效应。,(六) C1q受体,配体：C1q 主要生物学功能： 免疫调节作用和调节血小板功能。,第六节 补体的生物学功能,MAC的生物效应 活化补体片段的生物效应,(一) MAC介导的生物学效应 - 细胞裂解作用,补体系统活化 膜攻击复合物MAC 溶解靶细胞 如：奈氏细菌等G阴性菌，异型红细胞等。,实际意义： A. 抗感染； B. 自身免疫病。,(二) 补体活化片段介导的生物学作用,1. 调理作用 Ag（颗粒性）-Ab 复合 C3b