MHC主要组织相容性复合体.ppt

1、主要组织相容性复合体,Major Histocompatibility Complex MHC,目标要求： 1、熟悉：MHC机构及多基因特征。 2、了解：MHC的多态性。 3、掌握：HLA与临床医学。,参考资料 1、龚非力主编，医学免疫学，科学出版社，2007年 2、高小明主编， 免疫学教程，高等教育出版社，2006年,主要内容,概述 MHC结构及其多基因特性 MHC的多态性 MHC分子和抗原肽的相互作用 HLA与临床医学,Types of graft,移植物的排斥反应,小鼠 MHC = H-2 人 MHC = HLA,Jean Dausset Nobel Prize,Transplant r

2、ejection,Early attempts to transplant tissues failed,/WebPath/jpeg5/CV171,/tpis/images/C00005c,Rejection of transplanted tissue was associated with inflammation and lymphocyte infiltration IMMUNE GRAFT REJECTION,*组织相容性（移植）抗原：两个遗传性状不同的个体之间进行移植（grafted）时

3、，存在于组织或细胞上的决定排斥反应（rejection）的抗原。,*主要组织相容性抗原：能够引起急性移植排斥反应的同种异型抗原称为主要组织相容性抗原， 在排斥反应中是最重要的。,定义（DEFINITIONS）:,主要组织相容性复合体 （MHC）：位于哺乳动物某一染色体上的一组紧密连锁的基因群，其编码产物参与抗原提呈、制约细胞间相互作用及诱导免疫应答 。,* 人类MHC HLA复合体 编码HLA抗原; * 小鼠MHC H-2复合体 编码H-2抗原;,主要内容,概述 MHC结构及其多基因特性 MHC的多态性 MHC分子和抗原肽的相互作用 HLA与临床医学,多基因性是指MHC由一组位置相邻的基因座位

4、组成，各自的产物具有相同或相似的功能。 MHC-I和MHC-II类基因的产物具有抗原提呈功能，直接涉及T细胞的激活和分化，参与调控特异性免疫应答。,HLA (human leukocyte antigen)复合体,HLA复合体位于人第六号染色体短臂, 有224余个基因座(locus)，按其产物的结构、分布与功能分为三群。,一、MHC-I类和MHC-II类基因,HLA基因复合体位于人第6号染色体短臂； HLA-I类基因集中在远离着丝点的一端，包括B、C、A三个亚区，其产物是HLA-I类分子； HLA-II类基因复合体中位于近着丝点一端，由DP、DQ、DR三个亚区组成，其产物是HLA- II类分子

5、。 HLA-类基因是编码补体和炎症相关分子基因,二、I类和II类基因的表达产物-HLA分子,MHC-I类分子结构,链：43KDa,链：12KDa 其基因位于15号染色体,Structure of MHC class I molecules,a1 and a2 domains form two segmented a-helicies on eight anti-parallel b-strands to form an antigen-binding cleft.,Properties of the inner faces of the helicies and floor of the cl

6、eft determine which peptides bind to the MHC molecule,HLA-类和类抗原的分子结构,HLAI类分子：由重链(链，由HLA基因编码)和轻链(2m，由非HLA基因编码)组成, 链为跨膜结构，其胞外段有1、2、3结构域。分布于所有有核细胞表面。,(1)肽结合区: 与抗原多肽结合部位，包括12结构域； (2)Ig样区: 3结构域：与CTL表面CD8分子结合的部位； m：维持MHC-I类分子空间构型的稳定性。 (3)跨膜区：固定MHC-I类分子于膜上； (4)胞浆区：参与胞内信号传递；,HLA I类分子,MHC-II类分子结构,链：34KDa,链：2

7、9KDa,MHC class II molecule structure,Cleft is made of both a and b chains,HLAII类分子：由链和链组成,胞外段分为1、2、1、2结构域 。分布于专职APC、激活T细胞表面和胸腺上皮细胞。,(1)肽结合区：由1、1组成，与抗原多肽结合部位； (2)Ig样区：由2、2结构域组成，与Th细胞表面 CD4结合部位； (3)跨膜区：固定MHC-II类分子于膜上； (4)胞浆区：参与胞内信号传递。,HLA II类分子,MHC-I,MHC-II,肽链,a,b,2m,a,b,分子量,（,kDa,）,44,11.5,31-34,26-2

8、9,分子式,a/b,2m,（,a/b,）,2,胞外区结构域,a 1,、,a2,、,a3,b2,m,a 1,、,a2,b1,、,b2,肽结合单位,a 1/a2,a1 /b1,CD4/CD8,结合部位,a3,b2,HLA,编码基因座,A,、,B,、,C,DRA,、,DPA,、,DQA,DRB,、,DPB,、,DQB,组织分布,所有有核细胞,巨噬细胞、树突细胞、胸腺上皮细,胞、,B,细胞和活化,T,细胞,参与抗原提呈 约束免疫细胞间相互作用 参与免疫应答的遗传控制 参与T细胞的分化 引起移植排斥反应,MHC分子的功能,约束免疫细胞之间的相互作用MHC限制性,二、参与T细胞限制性识别,* TCR识别抗

9、原肽和自身MHC分子，即MHC限制遗传背景一致的细胞相互作用。,参与T细胞限制性识别,* MHC制约相互作用的细胞类型, 即MHCI类分子将抗原肽提呈给CD8T细胞， MHCII类分子将抗原肽提呈给CD4T细胞。,三、MHC分子的其他生物学作用,* 参与T细胞在胸腺的发育 * 诱导同种移植排斥反应 * 参与对免疫应答的遗传控制,主要内容,概述 MHC结构及其多基因特性 MHC的多态性 MHC分子和抗原肽的相互作用 HLA与临床医学,MHC的遗传学特征,高度多态性 单元型遗传 连锁不平衡,高度多态性:指一个基因座位上存在多个等位基因。且每个等位基因均为共显性。 连锁不平衡:指分属两个或两个以上基

10、因座位的等位基因，同时出现在一条染色体上的几率高于随机出现的频率。 单倍型:指在一条染色体上HLA不同座位等位基因的特定组合。,6,9,24,61,10,28,MHC的多态性,多态性：指在一随机婚配的群体中，同一基因座位存在两个以上等位基因。,多态性机制1 复等位基因,Variation 1% at a single genetic locus in a population of individuals Each polymorphic variant is called an allele In the human population, over 1,546 MHC alleles ha

11、ve been identified,DR,DP,DQ,Class II,No of polymorphisms,Class I,847 alleles,699 alleles,Expression of MHC alleles is co-dominant,多态性机制2：共显性遗传,多态性机制3：多基因性,复等位基因：群体中，位于同一基因座位上有2个及2个以上不同的基因; 共显性遗传：位于两条染色体上的等位基因均为显性基因; 多基因性：指HLA具有众多紧密连锁的基因座位。,MHC多态性（polymorphism)的形成机制,MHC多态性的意义,利于群体适应复杂多变的环境及应付各种病原体的侵袭

12、，从而维持种群的生存; 实现对机体免疫应答的遗传控制; 可用于个体识别，但不利于寻找同种移植物供者。,Example: If MHC X was the only type of MHC molecule,Population threatened with extinction,Survival of individual threatened,Pathogen that evades MHC X,Example: If each individual could make two MHC molecules, MHC X and Y,Pathogen that evades MHC X,M

13、HC XX,MHC多态性的意义,利于群体适应复杂的环境改变，从而维持种群的生存; 实现对机体免疫应答的遗传控制; 可用于个体识别，但不利于寻找同种移植物供者。,单元型遗传和连锁不平衡,单元型(haplotype)：连锁于同一染色体片段上的若干基因座位上的等位基因组成。 HLA单元型遗传：以单元型作为遗传基本单位，将MHC遗传信息由亲代遗传给子代。 意义：可用于选择移植供者和亲子鉴定。 连锁不平衡（linkage disequilibrium）：群体中各HLA等位基因非随机地组成单元型的现象。,主要内容,概述 MHC结构及其多基因特性 MHC的多态性 MHC分子和抗原肽的相互作用 HLA与临床医

14、学,MHC分子结合并提呈抗原肽供TCR识别 MHC-I类分子凹槽接纳810个氨基酸残基，MHC-II凹槽接纳1317个氨基酸残基 抗原肽和HLA分子相互作用的分子基础是锚定残基(抗原肽),MHC- I/II类分子抗原结合区与相应抗原结合的三维图像,抗原肽和MHC分子相互作用的分子基础 锚着残基（anchor residue） 在抗原肽-MHC分子复合物中，抗原肽的两个或两个以上专司和MHC分子结合的氨基酸残基称为锚着残基。,锚着位（pocket） MHC分子抗原结合槽中与抗原肽锚着残基相对应的氨基酸残基称为锚着位。,Complementary anchor residues & pockets

15、 provide the broad specificity of a particular type of MHC molecule for peptides,MHC molecules can bind peptides of different length,Peptide sequence between anchors can vary Number of amino acids between anchors can vary,Anchor residues and T cell antigen receptor contact residues,Cell surface,MHC class I Sliced between a-helicies to reveal peptide,T cell antigen receptor contact residue side-chains point up,MHC anchor residue side-chains point down,MHC-/类分子抗原结合区的区别,主要内容,概述 MHC结构及其多基因特性