第八章 主要组织相容性复合体及其编码分子(MHC)

1第八章2【考纲要求】1.基本概念：（1）主要组织相容性抗原；（2）MHC；（3）MHC单元型、基因型。2.HLA复合体及其产物：（1）HLA复合体的定位和结构；（2）HLA复合体的分类；（3）HLA复合体的遗传特征（多基因性、多态性、单元型遗传、共显性遗传、连锁不平衡）；（4）HLA编码的产物。3.HLA-I类抗原：（1）结构；（2）分布；（3）功能。4.HLA-Ⅱ类抗原：（1）结构；（2）分布；（3）功能。5.HLA人在医学上的意义：（1）HLA与同种器官移植的关系；（2）HLA与输血反应的关系；（3）HLA与疾病的相关性。3组织相容性（移植）抗原（Histocompatibilityantigens）:两个遗传背景不同的个体之间进行移植（grafted）时，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：凡能引起强烈而迅速排斥反应的抗原被称为主要组织相容性抗原。编码这一抗原系统的基因群,称为主要组织相容性复合体(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)。定义（DEFINITIONS）:4人白细胞抗原HLA(humanleukocyteantigens)：人的MHC抗原（MHCantigensofman）首先上在白细胞表面检测到。H-2抗原（H-2antigens）：小鼠的MHC抗原，编码基因位于17号染色体。5第一节MHC基因结构及其多基因特性人MHC复合体I类II类III类经典免疫相关基因6经典的MHCⅠ类、Ⅱ类基因人类MHC位于第6对染色体短臂，全长3600kb,共有224个基因座位，其中128个为功能性基因。MHC-Ⅰ类基因包括B、C、A三个基因座位，其产物为MHC-Ⅰ类分子。MHC-Ⅱ类基因包括DP、DQ、DR三个亚区组成，其产物为MHC-Ⅱ类分子。7ClassIIClassIIIClassIDPDQDRC4BC4AB1C2HSPTNFBCAEFGRINGDPDMLMP2LMP7DQDRB2A2B1A1ABTAP1TAP2B2A2B3B1A1B*AClassIIClassIIIClassI第六对染色体位于第六对染色体的短臂上HLA复合体的结构8(一)HLAI类基因ClassIIClassIIIClassIDPDQDRC4BC4AB1C2HSPTNFBCAEFMICGH每个主要的位点编码一条链,与15号染色体编码的链组合.I类基因复合体含有三个主要的位点B、C和A和其他未知的位点.2312m共同表达在细胞表面(几乎所有有核细胞)9ClassIBCAEFMICGHBAX210ClassIBCAEFMICGHFatherClassIBCAEFMICGHmotherGenotypeA1,A6,B5,B7MotherFatherPhenotypeA1A6B5B711ClassIIRINGDPDMLMP2LMP7DQDRB2A2B1A1ABTAP1TAP2B2A2B3B1A1B*A至少含有3个区：DP,DQandDR;每个区的基因座编码a链和链，两条链组成一个MHC-II分子121a2(一)HLAII类基因12二、HLA的分子结构和分布1、HLA-Ⅰ类分子由链和2-m组成，分布于所有有核细胞表面；链胞外有三个结构域（1、2、3），1和2构成抗原结合槽，而3和2-m属免疫球蛋白超家族（IgSF)结构域。2312m1314（1）肽结合区：1+2与抗原肽结合的部位MHC-I2a3a12m1516（3）跨膜区：将MHC-I类分子固定于细胞膜上。（4）胞浆区：与细胞内外信息传递有关。（2）免疫球蛋白样区：3：MHC-I类分子与CD8分子结合的部位2m：维持的天然构型及其分子表达MHC-I2312m172、HLA-Ⅱ类分子Ⅱ类分子由α链和β链以非共价键连接而成。MHC-II类分子也属于免疫球蛋白超家族，为跨膜结构，胞外段可分为α1、α2和β1、β2结构域。分布：HLA-II类分子仅表达于专职抗原递呈细胞（B细胞、巨噬细胞、树突状细胞等）以及活化的T细胞和胸腺上皮细胞表面。1819MHC-IIMHC-II121a2（1）肽结合区：1+1与抗原肽结合的部位，2021（2）免疫球蛋白样区MHC-II类分子的2与CD4类分子结合（3）跨膜区：将MHC-II类分子固定于细胞膜上（4）胞浆区：与细胞内外信息传递有关MHC-IIMHC-II121222一、单倍型遗传（haplotypes)单倍型：紧密连锁在一条染色体上的HLA各位点的基因组合。HLA单倍型作为一个单位遗传给下一代。HLA单倍型终生不变，可作为个体的遗传标志。第二节HLA遗传特征23共显性表达24二.高度多态性多态性（polymorphism)指一个基因座位上存在多个等位基因（allele).每一个体的某一个基因座最多只能有两个等位基因，分别来自父亲和母亲。一个群体中的不同个体，所表现的基因型就有很大差异。这就是HLA基因的多态性（MHC多态性是群体的概念）。25n至2006年7月已确定的HLA复合体等位基因数达2641个，其中等位基因最多的座位是HLA-B（805个）和HLA-DRB1（527个）。命名：HLA-A*0103HLA-DRB1*110226三、连锁不平衡若HLA复合体各座位的等位基因随机组合构成单元型，则某一单元型别的出现频率应等于组成该单元型各基因频率的乘积。某些基因比其他基因能更多或更少地连锁在一起，从而出现连锁不平衡。27连锁不平衡和单元型HLA-DRB1*090115.6%HLA-DQB1*070121.9%同一条染色体上概率3.4%实际上为11.3%汉族A2-B46-Cw3-DR9-DQ9-Dw23A33-B17-Cw2-DR3-DQ2-Dw328第三节MHC分子和抗原肽的相互作用29P1P2P3P6P7P9P4P5P8NH3＋COO－ABDCEF第1、4、5和8位的残基侧链指向溶液面------被TCR识别肽槽中共有6个深凹（以A、B、C、D、E、F代表）-------------锚定位抗原肽（九肽）中的第2、3、6、7和9位的氨基酸残基侧链分别嵌入B、D、C、E和F之内----锚定残基30NH2抗原肽凹槽铆钉侧链MHC-II分子抗原肽C00H抗原肽与MHC分子的结合抗原肽的N和C末端均位于肽槽之外，抗原肽中部的铆钉残基侧链嵌入肽槽的几个“口袋”之内，以维持抗原肽和MHC-II分子之间的结合。31第四节HLA的生物学功能1、参与抗原的处理和提呈2、参与免疫应答的调节3、参与T细胞分化过程4、诱导同种移植排斥反应32一、HLA与疾病的相关性强直性脊柱炎与HLA-B27SLE与HLA-DR3二、HLA表达异常与疾病的关系HLA-I类抗原表达降低与恶性肿瘤逃逸第四节.HLA在医学上的意义3334三、HLA与移植排斥反应四、HLA与输血五、HLA分型在法医中的应用非溶血性输血反应亲子鉴定、个体识别35思考题1.关于MHCI类分子的叙述，下列哪项是正确的？A．MHC-I类分子的肽链均为MHC编码B．参与B淋巴细胞的发育C．为二条相同的重链和二条相同的轻链组成的四肽链结构D．参与外源性抗原的提呈E．HLAI分子由第六染色体短臂上HLA复合体编码2.关于MHCII类分子的叙述，下列哪项不正确的？A.2条多肽链均为MHC编码B.人类的MHC-II类分子包括HLA-DR、HLA-DQ、HLA-DPC.主要存在抗原提呈细胞的表面D.广泛分布于各种有核细胞表面E.HLAII分子由第六染色体短臂上HLA复合体编码一、选择题363.移植抗原是：A.CD分子B.CKC.AMD.HLA分子E.Ig分子4．根据HLA单倍体遗传特征，同胞之间有一个单倍体相同的机率为A.10%B.25%C.50%D.75%E.100%5．HLA分子多态性部位是：A.肽结合区B.Ig样区C.跨膜区D.胞浆区E.以上都不是6．HLAII类分子表达在：A.T淋巴细胞表面B.血管内皮细胞表面C.APC表面D.肝细胞表面E.上皮细胞表面377．MHC分子与抗原肽结合的部位在：A.多态性区B.非多态性区C.跨膜区D.胞浆区E.胞膜外区8．MHC是指:A.染色体上编码组织相容性抗原的一组紧密连锁基因群B.染色体上编码次要组织相容性抗原的一组紧密连锁基因群C.染色体上编码主要组织相容性抗原的一组紧密连锁基因群D.染色体上编码移植抗原的一组紧密连锁基因群E.染色体上一组基因群9．HLA-I类分子存在于A．所有白细胞表面B．所有有核细胞表面C．所有细胞表面D．所有有核细胞和血小板表面381．人类MHC称为______，其编码产物称为_________；小鼠MHC称为__________，其编码产物称为________。2.HLA复合体位于人________上，______类基因集中于远离着丝点一端，_____类基因集中于近着丝点一端。3．小鼠的MHC称为_______，定位于_______号染色体。人的MHC称为_______，定位于_______号染色体。4．经典的HLA-I类基因包括_______、_______、_______三个座位，经典的HLA-Ⅱ类基因由_______、_______、_______三个亚区组成。5．HLA-I类分子由_______和_______组成，其抗原结合槽由_______和_______结构域组成。6．HLA-Ⅱ类分子由_______和_______组成，其抗原结合槽由_______和_______结构域组成。二、填空题39三、名词解释及问答1．主要组织相容性复合体（MHC）2．人类白细胞抗原（HLA）3．主要组织相容性抗原4．何为HLA基因复合体的多基因性和多态性？试述其生物学意义。5．比较HLAI类和HLAII类分子在结构、组织分布和与提呈抗原肽的方面的特点。6．试述MHC的主要生物学功能及其与临床医学的关系。