免疫学东南大学课件第八章_主要组织相容性复合体
主要组织相容性复合体(免疫学检验课件)
概述
组织相容性:指在不同个体间进行组织 或器官移植时, 受者与供者双方相互 接受的程度。
组织相容性抗原:这种细胞表面能够 诱导移植排斥反应的抗原称为组织相 容性抗原或移植抗原。
主要组织相容性抗原
(majorhistocompatibility antigen,MHA)
人和哺乳动物的组织相容性抗原均十 分复杂,但有一组起决定性作用,能 诱导迅速而强烈的移植排斥反应,称 为MHA。
六号染色体
DP LMP TAP DQ DR C4 C2
BC A
DN DM DO II 类基因区
编码HLA-Ⅱ类分子
Bf Hsp TNF III 类基因区
E GF I类基因区
编码HLA-I类 分子a链
一、HLA Ⅰ类基因
位于着丝点的远端,主要包括HLA-B、C、A三 个基因座位,其编码产物为LAⅠ类分子的α链。
5. 诱导移植排斥反应
HLA抗原本身就是激发机体对移植物产 生强烈和快速排斥反应的主要相容性抗原 系统。
二、HLA在医学上的意义
1.HLA与器官移植
供受体间HLA的相似性越强,器官移 植的成活率越高。通常最佳的移植物配对 关系顺序为:
同卵双生>同胞兄妹>近亲>远亲>无亲 缘者。
2.HLA与输血反应
小鼠为 H-2抗原 人类为 人类白细胞抗原(HLA)
主要组织相容性复合体 (major histocompatibility complex, MHC)
指编码主要组织相容性抗原的基 因群 ,它是一组呈高度多态性的紧 密连锁的基因群。MHC编码的蛋白质 即MHA,又称MHC分子。
小鼠为 H-2 复合体
(三)单倍型遗传
免疫学-8第八章 主要组织相容性复合体及其编码分子PPT资料35页
S kin from an inbred m ouse grafted onto the sam e strain of m ouse
REJECTED
S kin from an inbred m ouse grafted onto a different strain of m ou se
排斥反应的本质是免疫应答
Im m unological basis of graft rejection
T ransfer lym phocytes
from prim ed m ouse
Lyc
P rim ary re jection of strain skin
e.g. 10 days
6 m onths
1.多态性的发生 复等位基因在群体中,位于同一基因座的不同基因系列即 为复等位基因。MHC复合体的多数基因座均有复等位基因, 此乃形成MHC基因多态性最根本的原因。截止2019年7月31日 的资料,HLA复合体中已发现的复等位基因达1546个,抗原特 异性数为164个。
多态性 指一个基因座位上存在多个等位基因。 HLA多态性的产生及生物学意义 多态性的产生:自然选择(选择压力) 生物学意义:群体水平上赋予人类的生存优势。
一、 形成MHC多态性的分子基础 多态性乃生物体在长期进化过程中通过自然选择而形成。
其发生的机制主要是MHC基因座存在复等位基因及其共显性 表达。
N a ïv e m o u s e
S econ dary re jection of strain skin
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P rim ary re jection of strain skin
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第八章 主要组织相容性复合体docx
第八章主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)是一组决定移植组织是否相容、与免疫应答密切相关、紧密连锁的基因组。
哺乳动物都有MHC。
小鼠的MHC称为H-2基因复合体;人的MHC称为人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)基因复合体。
第一节人类MHC结构及其遗传特性MHC结构十分复杂,显示多基因性和多态性。
多基因性指基因复合体由多个紧密相邻的基因座位组成,编码产物具有相同或相似的功能。
组成MHC的各种基因传统上分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。
由于大量非经典MHC基因的发现,近来倾向于以两种类型加以概括:一是经典的Ⅰ类基因和经典的Ⅱ类基因,它们的产物具有抗原提呈功能,显示极为丰富的多态性,直接参与T细胞的激活和分化,参与调控适应性免疫应答;二是免疫功能相关基因,包括传统的Ⅲ类基因,以及新近确认的多种基因,它们或参与调控固有免疫应答,或参与抗原加工,不显示或仅显示有限的多态性。
一、经典的HLAⅠ类及Ⅱ类基因HLA基因复合体位于人第6号染色体短臂6p21.31,全长3600kb,共有224个基因座位,其中128个为功能性基因(有产物表达),96个为假基因。
经典的HLAⅠ类基因集中在远离着丝点的一端,按序包括B、C、A三个座位,产物称为HLAⅠ类分子。
Ⅰ类基因仅编码Ⅰ类分子异二聚体中的重链,轻链称为β2微球蛋白(microglobulin, β2m),由第15号染色体上的基因编码。
HLAⅡ类分子由HLAⅡ类基因编码。
经典的HLAⅡ类基因在复合体靠着丝点一侧,结构较为复杂,顺序由DP、DQ和DR三个亚区组成。
每一亚区又包括A和B两种功能基因座位,分别编码分子量相近的HLAⅡ类分子的α链和β链,形成α/β异二聚体蛋白。
每个MHC基因座位有多个外显子,分别编码MHC分子的胞外区、跨膜区和胞质区。
二、免疫功能相关基因免疫功能相关基因分布于HLA复合体的Ⅰ类和Ⅱ类基因区内以及Ⅲ类基因区,通常不显示或仅显示有限的多态性。
医学免疫学课件PPT 08 主要组织相容性复合体及其编码分子MHC
2.连锁不平衡 (linkage disequilibrium)
MHC复合体各等位基因均有其各自的基因频率。基因频率(frequency) 是指群体中携带某一复等位基因者的比率。
如果不同基因座上的两个复等位基因同时出现于个体中的计算频率和实际 分布不一致,则认为两者之间存在连锁不平衡(linkage disequilibrium)。
体最复杂的基因复合体,有高度的多态性。原因:
A (6#)
B (6#)
A1
A2
A2
A10
B8
B35
B40
B16
复等位基因(multiple alleles)
位于一对同源染色体上对应位置的一对基因称为等位基因(allele);由 于群体中的突变,同一座的基因系列称为复等位基因。MHC复合体的每 一座存在为数众多的复等位基因,由于各个座位基因是随机组合的,故人 群中的基因型可达108之多。
人白细胞抗原 (human leukocyte antigens,HLA): 人的MHC 抗原(MHC antigens of man)首先是在白细胞表面检
测到 ( first detected on leukocytes)。
H-2 抗原(H-2 antigens):小鼠的MHC抗原(MHC antigens of mouse)。
同基因移植物 自体移植物 同种异体移植物 异种移植物
T 细胞对APC 细胞表面MHC 分子及其结合 的抗原肽的双识别实现区分“自我”和“非 我”
APC
第一节 MHC 结构及其多基因特性
经典MHCI类和II类基因 H-2复合体:位于小鼠17号染色体,1500kb; HLA复合体: 位于人类6号染色体短臂(6q21.31); • 全长3600kb, 含有224个基因座; • MHC 分为三个基因区。
医学免疫学:第八章 主要组织相容性复合体
主要内容
• 概述 • HLA基因结构及其多态性 • HLA分子结构和功能 • HLA在医学上的实践
基本概念
• 一、组织相容性:是指在不同个体间进 行组织或器官移植时,受者和供者双方 相互接受程度的表现,如果移植物能被 受者接受而不被排斥,则可视为“相 容”,否则,不能相容即可发生排斥反 应。
一、人类 HLA的基因结构
• 人类HLA复合体,位于第6号染色体短臂 , 已鉴定出224个基因座,其中功能基因 128个。
• 按其定位和特点,可分为两种类型: 一是经典的HLA-Ⅰ类基因 和HLA-Ⅱ类基因
• 经典的HLA-Ⅰ类基因包括HLA-B、-C、-A, 它们具有多态性,组织分布广泛,主要生 物学功能是参与递呈内源性抗原.
由重链α链和轻链β2微球蛋白(β2m)非共 价结合的异二聚体。
胞外区 肽结合区: α1 、α2 跨膜区 IgSF区: α3、 β2m 胞内区
• 肽结合区
• IgSF区 • 跨膜区 • 胞内区
HLAⅠ类分子结构示意图
HLA-I类分子结构
α链:43KDa β链:12KDa α3与CD8分子 结合的部位
• MHC的编码产物即MHC分子或MHC抗原,其表 达于不同细胞表面,主要功能是控制细胞间相 互识别、参与抗原递呈、诱导免疫应答。
• 三、“组织相容性抗原”:诱发移植 排斥反应的抗原被称为移植抗原或 组织相容性抗原,其中可诱导迅速 而强烈排斥反应者被称为主要组织 相容性抗原。
• 不同种类哺乳动物MHC及其编码产物的名 称各异。
• 小鼠的MHC称为H-2复合体。
• 人类的MHC通常称为HLA基因或HLA复合 体。其编码的分子表达于白细胞上,称为 人 类 白 细 胞 抗 原 ( human leucocyte antigen , HLA ) 。 为 和 基 因 区 分 常 称 为 HLA分子或HLA抗原。
第八章主要组织相容性复合体
TCR的共受体
辅助性T细胞
三、 肽与MHC分子结合的结构基础
� 肽与MHC分子结合槽的结合是非共价结合,结合 和解离的速度均很慢,一旦两者结合后,能保证 与T细胞的作用。
� 不同的肽可与同一MHC结合而形成不同的表位, 再与不同的T细胞TCR结合。
� 两类MHC分子在结构上有差异,所以与之相结合 的肽也各有自己的特点。
Class II molecules
1/1
两端是开放的
13-17个氨基酸残 基 锚定残基沿肽全长 分布
连续地结合在结合 槽底部
三、 肽与MHC分子结合的结构基础
MHCⅠ分子与肽段的相互作用
� 在MHCⅠ分子结 合的肽段内,某 个位点和羧基端 常有相同(或性 质相似)的氨基 酸(锚定残基) 。
� 锚定位:抗原肽 上能和MHC分子 抗原结合槽相互 作用的特定位点 。
� 位于人体6号染色体和小鼠17号染色体。 � 概念区分:
� MHC、H-2复合体、HLA复合体------基因 � MHC分子、H-2分子、HLA分子------抗原
第二节 人类MHC分子的结构
一、第一类主要组织相容性抗原(MHCⅠ)分子
� 1、MHCⅠ类分子的基本结构 � 含有两条多肽链: α链和β链 � α链(重链) � 有五个结构域: 1、 2、 3、
一、 人的MHC(HLA)基因结构
TNF-肿瘤坏死因子
二、 MHC的遗传特性
� MHC的单体型遗传 � MHC在一条染色体上的组合,称单体型。 � 单体型:在同一条染色体上有紧密连锁的一系
列等位基因的特殊组合。 � MHC是以单体型遗传的。 � HLA各基因呈现连锁不平衡:HLA各基因并未完
全随机组成单元型,一些基因紧密连锁,一些基 因不常连锁。
主要组织相容性复合体介绍课件
主要组织相容性复 合体在免疫系统疾
病研究中的应用
生物制药
基因治疗:主要组织相容性复合体在基因治疗中具有重要作用,可以提高基 因治疗的安全性和有效性。
免疫疗法:主要组织相容性复合体在免疫疗法中具有重要作用,可以提高免 疫疗法的疗效和降低副作用。
细胞治疗:主要组织相容性复合体在细胞治疗中具有重要作用,可以提高细 胞治疗的疗效和降低副作用。
免疫疗法在癌症、自身免疫性疾病、感染性疾病等领 域具有广泛的应用前景。
组织移植
01
组织移植的发展历程:从最 初的同种异体移植到异种移 植
03
组织移植的研究进展:新型 免疫抑制剂、组织工程、基 因编辑等
02
组织移植的挑战:免疫排斥 反应、组织损伤、移植物存 活率等
04
组织移植的未来展望:个性 化医疗、生物3D打印、人 工智能辅助诊断等
04 基因治疗:主要组织相容性 复合体在基因治疗中具有潜 力,可以帮助提高基因治疗 的安全性和有效性。
免疫系统研究
主要组织相容性复 合体在免疫系统中
的作用
主要组织相容性复 合体与免疫反应的
关系
主要组织相容性复 合体在免疫治疗中
的应用
主要组织相容性复 合体在疫苗研发中
的作用
主要组织相容性复 合体在免疫细胞研
单碱基编辑技术:一种可以对基因组 中的单个碱基进行精确编辑和修改的 技术,具有较高的准确性和特异性。
免疫疗法
免疫疗法是一种通过激活或增强免疫系统来治疗疾病的 方法。
主要组织相容性复合体(MHC)在免疫疗法中具有重要 作用,因为它是免疫细胞识别和清除病原体的关键。
近年来,针对MHC的免疫疗法研究取得了显著进展,包 括针对MHC分子的单克隆抗体、免疫检查点抑制剂等。
主要组织相容性复合体(免疫学检验课件)
A、DR、DP、DQ
B、A、B、C
C、DR、A、C
D、DP、A、B
E、DR、A、B
2. HLA复合体位于
A 人第2号染色体
B 人第6号 染色体
C 人第7号染色体
D 人第14号染色体
E 人第15号染色体
3 人类白细胞抗原(HLA)I类抗原是
A 免疫调节的主要抗原
B 激发免疫应答中起关键作用的抗原
例:肾移植 --- HLA- DR 、 B 、 A 。
MHC(HLA)配型与移植排斥反应
存活率
120
100
80
60
40
供者与受者相差一个HLA基因
20
0 36 供者与受者相差两个HLA基因
术后时间
(二) HLA与输血反应: 多次输血者发生
(三)HLA与疾病的关系 在群体调查研究中,发现某些疾病的发生率与一些特殊型
◆2-微球蛋白( 2m ,轻链): 分子量12kDa,由15号染色体基因编码。
二、HLA-Ⅱ类基因
位于HLA复合体近着丝点端 ▪ 经典:HLA-DQ、HLA-DR、HLA-DP ▪ 抗原加工递呈相关基因:LMP、TAP、HLA-DM、
HLA-DO
基因的产物: MHC- Ⅱ类分子(HLA- Ⅱ类分子)
根据HLA的分子结构和生物学功能,将HLA分 为Ⅰ类和Ⅱ类分子。 (一 )HLA-I类分子:
HLA-A、B、C基因的编码产物,由一条α链和 一条β2m以非共价键形式结合而成,链有胞外区、跨 膜区和胞内区三部分组成,呈现高度多态性;
广泛分布于体内各种有核细胞表面;
1.具有提呈内源性抗原的作用;
2.是CD8分子识别的标记;
三、HLA复合体的遗传特性
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类分子: HLA II类分子: 类分子
经典HLA II 基因座: HLA -DR, HLA -DP, HLA -DQ 基因座: 经典 , , 非经典HLA II 基因座: HLA-DM(DO)、 LAM2、LMP7、 TAP1、TAP2、 TAP相关蛋白基因(Tapsin) DRB1具有明显的多态性 具有明显的多态性
DQB1* 0201-0203 0301-0306 0401-0402 0501-0504 0601-0611
0801-4101 4401-6501
DQA1* 0101-0105 0201 0301-0303 0401 0501-0503 0601-
DRB1* 0101-0104 0301-0308 0401-0423 0701 08010813 0901 1001 11011127 12011204 13011312 14011425 15011505 16011605
第一节 MHC结构及其多基因特性 结构及其多基因特性
6-2
人MHC基因的结构 MHC基因的结构
Class III Class II Class I
第六对 染色体
Class II
DP DQ DR
Class III
C4B C4A B1 C2 HSP TNF B
Class I
C A D E F
RING
内含子
外显子1
外显子2
外显子3 外显子n
mRNA 复等位基因1* n 多肽(编码产物)
基因座 1
复等位基因1* 01 单倍体1 单倍体2 复等位基因1* 01
基因座 2
复等位基因2* 01
基因座 3
复等位基因3* 02
复等位基因2* 02
复等位基因3* 01
HLA-DR 基
DRB1* 08 DRB1* 01,10 , DRB1* 15,16 , DRB1* 03,11-14 , - DRB1* 04,07,09 , ,
RING
DP
DM
LMP2 LMP7
DQ
DR
B2 A2 B1 A1
A B
TAP1 TAP2
B2 A2 B3 B1 A1
B*
A
HLA基因第II区 HLA基因第II区 基因第II
DR亚区 DRA gene:产物为DR分子重链(α链); DRB1-9:基因数目随单倍型的不同而变化,DRB1是Ⅱ类区域 中多态性最丰富的gene。 DQ亚区:有DQA、DQB gene,DQA1,DQB1为功能gene,分别表达 α,β链,具有高度多态性,DQA2,DQB2为假gene. DP亚区:二对DPA,DPB gene,其中DPA1、DPB1为功能gene,分别 表达α、β链,DPA2,DPB2为假gene。 DM亚区: DOA和DOB: TAP:抗原多态转运体(transporter of antigenic peptides)基因,TAP1, TAP2两个位点组成,编码的蛋白与抗原肽的转运,递呈有关。 TAP相关蛋白基因:其产物称tapasin LMP:低分子量多肽(low moleculor weight polypeptide),又称蛋白酶体 相关基因(proteasome-related gene),由LMP2,LMP7两个位点 组成,编码产物参与内源性抗原处理和提呈。
HLA复合体遗传特征
单倍型遗传 共显性 连锁不平衡
单倍型(haplotype):同一条染色体上HLA等位基 因的组合。
• 等位基因:群体中一个多态基因的每一种常见多态变异 • 表型:某一个体HLA抗原特异性型别。 • 基因型:HLA基因在体细胞两条染色体上的组合。
复等位基因结构示意图
体细胞 卵细胞 精细胞
因
单
倍
体
DRB 9
HLA-DR8 -
DRA DRB 9 DRB 6 DRB 9 DRA
HLA-DR1 -
HLA-DR51 -
DRB 6
Dቤተ መጻሕፍቲ ባይዱB 5 DRB 9
DRA
HLA-DR52 -
DRB 2
DRB 3 DRB 9
DRA
HLA-DR53 -
DRB 7
DRB 8
DRB 4
DRA
HLA-DR 基因家族包括一个DRA 和 2-5 个DRB 基因座,不同 DRB 基 因座在同一染色体上的组合形成HLA-DR单倍型。 DRB1、 DRB3、 DRB4 和 DRB5 是功能基因,DRB9 是一个基因片段,DRB2,DRB6, DRB7,DRB8 为假基因(pseudogene)。
HLA基因的多态性的特点 基因的多态性的特点
1、经典 经典HLA基因的复等位基因数众多。 基因的复等位基因数众多。 基因的复等位基因数众多 2、各复等位基因出现的频率相近
3、不同复等位基因的差异明显。 、不同复等位基因的差异明显。
HLA-Ia类复等位基因之间的差异主要集中在编码 类复等位基因之间的差异主要集中在编码 分子的抗原结合槽) HLA I分子的 、α2 结构域 (HLA I分子的抗原结合槽) 分子的α1、 分子的抗原结合槽 分子的 的基因。 的基因。 HLA-DRB复等位基因之间的差异主要集中在编码 复等位基因之间的差异主要集中在编码 HLA Ⅱ分子的 结构域(HLA Ⅱ分子的抗原结合槽) 分子的β1结构域 结构域( 分子的抗原结合槽) 的基因。 的基因
第二节 MHC的多态性 的多态性
一个基因座上有多个等位基因,对于某一个 基因座,每一个体最多只能有两个等位基因,分 每一个体最多只能有两个等位基因, 每一个体最多只能有两个等位基因 别来自父亲和母亲。 别来自父亲和母亲。不同的个体所表现的基因型 不同。 不同。
多态性是指一个群体中的不同个体, 多态性是指一个群体中的不同个体, 所表现的基因型的差异。 所表现的基因型的差异。 (是群体的概念)。 是群体的概念)
HLA基因的多态性 HLA基因的多态性
II 类
DP B2 A2 B1 A1 DM B A
HLA 复
DQ
等
位
基
因
DR
家族 B5 A 基 因 座
B2 A2 B1 A1
B1
B2
B3
B4
DPB1* 0101 0201 0202 0301 0401 0402 0501 0601
DPA1* 0103 0104 0201 0202 0301 0401
Class II
DP DQ DR
Class III
C4B C4A B1 C2 HSP TNF B C
Class I
A D E F
HLA基因第III区 HLA基因第III区 基因第III 补体基因:C2、C4A、C4B、Bf 21-羟化酶基因 CYP21A:不具编码功能。 CYP21B:编码肾上腺21-羟化酶,其基因缺 失,突变等是引起先天性肾上腺 增生症的主要原因。 热休克蛋白基因:HSP70-1、HSP70-2、HSP-HOM TNF基因:编码TNFα LTA、LTB 基因:编码淋巴毒素αβ,免疫学中淋巴毒素已 命名为TNFβ。
MHC 分子的基本结构
MHC 分子的基本结构
MHC I MHC II
α α2
α1
α α1
β β1
肽结合单位
α3
β2m
α2
β2
Ig样单位 跨膜单位
Class II
DP DQ DR
Class III
C4B C4A B1 C2 HSP TNF B C
Class I
A D E F
HLA 基因第I区 基因第I 经典I类基因(HLA-Ia):HLA-A.B.C基因位点,具有高度多 态性,每个等位基因均编码HLAI类分子的重链(α链)。 非经典I类基因(HLA-Ib):HLA-E.F.G基因位点。因其有限 的多态性及其编码产物分布的局限性而有别于HLA-Ia gene。 MIC基因(MHC class I chain-related):分MICA,MICB, MICC-E。
DRB4* 0101-0103 01011 01012N
复 等
DRB3* 0101 02010205 0301
DRB5* 0101-0105 0201-0203
位 基 因
HLA基因的多态性 HLA基因的多态性
I 类
B C
HLA 复
E
等
位
基
A
因
G
基 因 座
Cw* 0102-0103 0202 0302-0304 0401-0403 0501 0602 0701-0705 0801-0803 1202-1203 1301 1402-1403 1502-1505 1601-1602 1701-1702 B* 0702-0706 0801-0803 1301-1303 1401-1402 1501-1531 1801-1803 2701-2710 3501-3518 3701-3702 3801-3802 3901-3904 4001-4008 4101-4102 4201-4202 4402-4407 4501, 4601 4701 48014802 4901,5001 5101-5107 5301,5401 5501-5503 5601-5602 5701-5704 5801-5802 5901,6701 7301 7801-7802 8101,8201 E* 0101-0104 A* 0101-0102 0201-0217 0301-0302 1101-1103 2301 2402-2410 2501 2601-2608 2901-2902 31012 3201 3301-3303 3401-3402 3601 4301 6601-6602 6801-6803 6901 7401 8001 G* 0101-0104
1 2 3 X
1' 2' 3' Y