第6章-MHC及其编码分子
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HLA复合体中每一对等位基因均为共显性，在杂合状态 下，同源染色体上的等位基因均表达出相应的产物。
• 生物学意义 • 是高等动物抵御不利环境因素的一种适应性表现， 有利于维持种群的生存与延续。 • 给选择供者带来了很大困难。
（三）单体型遗传和连锁不平衡 • 表型、基因型与单体型的概念 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 单体型(haplotype)：HLA基因在同一条染色体上 的组合。
六、HLA与亲子鉴定和法医
• 亲子鉴定 • 个体识别
第5节 HLA与医学的关系
一、 HLA与疾病的相关性
• 关联（P133）
二、 HLA分子的异常表达与疾病的关系
• HLA-Ⅰ类抗原表达异常：肿瘤细胞表达↓ • HLA-Ⅱ 类抗原表达异常：某些AID如Ⅰ型糖尿病，表达↑
三、 HLA与器官移植 四、HLA与输血(抗HLA抗体引起输血反应)
五、HLA与母胎关系
MHC-Ⅰ类分子抗原结合凹槽两端封闭，结合的抗原肽较短。 MHC-Ⅱ类分子抗原结合凹槽两端开放，结合的抗原肽较长。
* 锚定位
* 锚定残基
* 共同基序
2、 MHC分子与抗原肽结合的相对选择性
3、MHC分子与抗原肽结合的兼容性
含三个层次的含义
○ ○
共同基序中“x”可改变； 锚定残基往往不只一种；
○ 不同MHC分子可结合具有相同基序的抗原肽。
（4） 血清补体成分编码基因
• 位于HLA-Ⅲ类基因区内，位于HLA复合体的中部， 编码补体C2、C4A、C4B、Bf成分。 • 其产物不参与抗原提呈，亦非膜结合分子。
二、HLA复合体遗传特征
（一）个体水平的多基因性
（二）高度多态性（polymorphism)
——从群体水平认识HLA基因的多样性 • 多态性的概念: 是指在一随机婚配的群体中，染色体同一基因
T淋巴细胞，由此形成T细胞对抗原和MHC分子的双重
识别，在特异性免疫应答的启动和免疫调节中发挥重要 作用。
* 注意命名：
统称 小鼠
基因
MHC H-2复合体
编码产物(蛋白分子)
MHC抗原或分子
人
HLA基因
或HLA基因复合体
HLA抗原或分子
• 小鼠MHC（H-2复合体）的结构及其编码的分子
第2节 人MHC（HLA复合体）
• β型蛋白酶体亚单位
胶中，参与对内源性抗原
的酶解。 • HLA-DM基因 产物DM分子
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• HLA-DO基因
产物DO分子
产物TAP相关蛋白
• TAP相关蛋白基因
（2） 非经典Ⅰ类基因
• HLA-E基因 • HLA-G基因 • MHC-Ⅰ类链相关基因（MIC）
（3） 炎症相关基因
位于HLA-Ⅲ类基因区内 • 转录调节基因或类转录因子基因家族 • 肿瘤坏死因子基因家族 • 热休克蛋白（HSP）基因家族
DR-DR、 DQ-DQ、 DP-DP →HLA-Ⅱ类分子 (异二聚体)
（二）、HLA复合体的其它基因
（1） 抗原加工提呈相关基因
• 位于HLA-Ⅱ类基因区内，各由两个座位组成，编 码相应异二聚体分子，参与抗原的提呈过程。 • 种类：
• 抗原肽转运物
其产物TAP参与内源性抗原肽
向内质网腔的转运。 其产物PSMB位于胞质溶
第 6章
主要组织相容性复合体及其编码分子
【 内容提要】 1、MHC结构及其多基因特性 2、HLA的多态性 基因 编 码 的 产 物
3、HLA-Ⅰ类基因和Ⅱ类基因的表达产物——HLA分子
4、MHC分子和抗原肽的相互作用 5、MHC的功能 6、HLA与医学的关系
第 1节
概述
主要组织相容性复合体的定义
major histocompatibility complex, MHC 现代免疫学理论认为，MHC是位于人或哺乳动物 某一染色体上的一组紧密连锁的基因群，其主要功能 是以其产物——MHC分子参与提呈抗原肽，进而激活
一、HLA复合体定位及结构
------从个体水平认识MHC的结构及其多基因特性
（一）、经典HLA基因
包括经典HLA-Ⅰ类基因和HLA-Ⅱ类基因（共有224个 基因座位，其中128个为功能性基因）
特点：产物参与抗原提呈，直接激活T细胞；显示高 度多态性；调控特异性免疫应答。
• 经典HLA-Ⅰ类基因
座位有两种以上的基因型，即可编码两种以上的产物。
HLA复合体是迄今为止已知的人体最复杂的基因复合体， 具有高度的多态性。
• 原因 • 复等位基因
等位基因(allele)：位于一对同源染色体上对应位置的一对
基因 复等位基因：群体中同一座位所可能出现的基因系列
• 共显性(co-dominance)：一对等位基因同为显性，为共显性。
第 3节
HLA抗原
一、HLA抗原的分子结构 （一）HLA-Ⅰ类分子 • 均有两条肽链，一为链（重链） 另一为2-m • 分区 • 肽结合区 • 1和 2→肽结合槽
同内源性抗原肽结合
• 具多态性 • 免疫球蛋白样区 同T细胞表面CD8结合 • 跨膜区 • 胞浆区 参与信号转导
（二）HLA-Ⅱ类分子 • 由和链组成的异二聚体 • 分区
（二）HLA抗原表达的调控
第 4节
MHC的功能
一、参与抗原加工和提呈（主要功能）
T细胞激活的“双识别” （“TCR-肽-MHC”三元体）
二、MHC的其他生物学作用 1、参与对免疫应答的遗传调控 本质：MHC分子抗原肽结合槽能否结合特定抗原 肽及其亲和力的大小。 2、限制免疫细胞间的相互作用（MHC限制性） 3、参与免疫调节（表达水平、抗原提呈和MHC限制性） 4、参与免疫细胞发育、成熟及中枢性自身耐受的建立 5、调节NK细胞和CTL的细胞毒作用（ KIR ）。
• 单体型遗传的方式及意义 • 同胞之间 • 亲、子代之间 • 医学意义：选择器官移植供者、亲子鉴定(据目前已公 布的HLA等位基因数据计算，全人类中HLA等位基因组合所 形成的单体型的总数超过百万亿之多。) 。
连锁不平衡：意指分属两个或两个以上基因 座位的等位基因同时出现在一条染色体上的机率 高于随机出现的频率。表明处于连锁不平衡状态 中的等位基因往往经常地连在一起组成单体型。 意义：检测单体型，选择供者；不利于分 析和寻找免疫调控基因、疾病易感基因。
（二） pMHC的生物学意义
1、保证任一个体均能对自然界绝大多数种类的抗原产 生免疫应答； 2、决定某一个体对某种蛋白抗原是否产生应答； 3、有助于设计多肽疫苗。
三、HLA抗原的表达及其调控 （一） HLA抗原的组织分布
主要以膜型存在，也可出现在体液中 1、HLA-Ⅰ类抗原 • 广泛分布在所有有核细胞表面，但表达密度各异 • 成熟的红细胞、成熟滋养层细胞、神经细胞 不表达 2、HLA-Ⅱ类抗原 • 不如HLA-Ⅰ类抗原广泛，主要表达在某些免疫 细胞表面，如B、M/Mf、DC、Ta等。
1 和1结构域构成肽结合槽，同外源性抗原肽结合， 多态性残基亦位于此 • Ig样区 非多态性部分，是Ⅱ类分子与T细胞表面CD4分子 结合达的部位 • 跨膜区和胞浆区 • 肽结合区
二、抗原肽-MHC分子复合物（pMHC) * MHC分子的主要功能即参与抗原提呈！ （一）pMHC的特征
1、MHC分子与抗原肽的共同基序结合
• 经典Ⅰ类基因区的位置及座位（包括B、C、A三个座位） • 经典HLA-Ⅰ类基因的产物： 链
链 + 2-m →HLA-Ⅰ类分子
• 经典HLA-Ⅱ类基因
• 经典Ⅱ类基因区的位置及座位（包括DP、DQ、
DR三个亚区，每个亚区又包括两个或两个以上的功 能性基因座位）
• 经典HLA- Ⅱ类基因的产物： 链 、 链
• 生物学意义 • 是高等动物抵御不利环境因素的一种适应性表现， 有利于维持种群的生存与延续。 • 给选择供者带来了很大困难。
（三）单体型遗传和连锁不平衡 • 表型、基因型与单体型的概念 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 单体型(haplotype)：HLA基因在同一条染色体上 的组合。
六、HLA与亲子鉴定和法医
• 亲子鉴定 • 个体识别
第5节 HLA与医学的关系
一、 HLA与疾病的相关性
• 关联（P133）
二、 HLA分子的异常表达与疾病的关系
• HLA-Ⅰ类抗原表达异常：肿瘤细胞表达↓ • HLA-Ⅱ 类抗原表达异常：某些AID如Ⅰ型糖尿病，表达↑
三、 HLA与器官移植 四、HLA与输血(抗HLA抗体引起输血反应)
五、HLA与母胎关系
MHC-Ⅰ类分子抗原结合凹槽两端封闭，结合的抗原肽较短。 MHC-Ⅱ类分子抗原结合凹槽两端开放，结合的抗原肽较长。
* 锚定位
* 锚定残基
* 共同基序
2、 MHC分子与抗原肽结合的相对选择性
3、MHC分子与抗原肽结合的兼容性
含三个层次的含义
○ ○
共同基序中“x”可改变； 锚定残基往往不只一种；
○ 不同MHC分子可结合具有相同基序的抗原肽。
（4） 血清补体成分编码基因
• 位于HLA-Ⅲ类基因区内，位于HLA复合体的中部， 编码补体C2、C4A、C4B、Bf成分。 • 其产物不参与抗原提呈，亦非膜结合分子。
二、HLA复合体遗传特征
（一）个体水平的多基因性
（二）高度多态性（polymorphism)
——从群体水平认识HLA基因的多样性 • 多态性的概念: 是指在一随机婚配的群体中，染色体同一基因
T淋巴细胞，由此形成T细胞对抗原和MHC分子的双重
识别，在特异性免疫应答的启动和免疫调节中发挥重要 作用。
* 注意命名：
统称 小鼠
基因
MHC H-2复合体
编码产物(蛋白分子)
MHC抗原或分子
人
HLA基因
或HLA基因复合体
HLA抗原或分子
• 小鼠MHC（H-2复合体）的结构及其编码的分子
第2节 人MHC（HLA复合体）
• β型蛋白酶体亚单位
胶中，参与对内源性抗原
的酶解。 • HLA-DM基因 产物DM分子
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• HLA-DO基因
产物DO分子
产物TAP相关蛋白
• TAP相关蛋白基因
（2） 非经典Ⅰ类基因
• HLA-E基因 • HLA-G基因 • MHC-Ⅰ类链相关基因（MIC）
（3） 炎症相关基因
位于HLA-Ⅲ类基因区内 • 转录调节基因或类转录因子基因家族 • 肿瘤坏死因子基因家族 • 热休克蛋白（HSP）基因家族
DR-DR、 DQ-DQ、 DP-DP →HLA-Ⅱ类分子 (异二聚体)
（二）、HLA复合体的其它基因
（1） 抗原加工提呈相关基因
• 位于HLA-Ⅱ类基因区内，各由两个座位组成，编 码相应异二聚体分子，参与抗原的提呈过程。 • 种类：
• 抗原肽转运物
其产物TAP参与内源性抗原肽
向内质网腔的转运。 其产物PSMB位于胞质溶
第 6章
主要组织相容性复合体及其编码分子
【 内容提要】 1、MHC结构及其多基因特性 2、HLA的多态性 基因 编 码 的 产 物
3、HLA-Ⅰ类基因和Ⅱ类基因的表达产物——HLA分子
4、MHC分子和抗原肽的相互作用 5、MHC的功能 6、HLA与医学的关系
第 1节
概述
主要组织相容性复合体的定义
major histocompatibility complex, MHC 现代免疫学理论认为，MHC是位于人或哺乳动物 某一染色体上的一组紧密连锁的基因群，其主要功能 是以其产物——MHC分子参与提呈抗原肽，进而激活
一、HLA复合体定位及结构
------从个体水平认识MHC的结构及其多基因特性
（一）、经典HLA基因
包括经典HLA-Ⅰ类基因和HLA-Ⅱ类基因（共有224个 基因座位，其中128个为功能性基因）
特点：产物参与抗原提呈，直接激活T细胞；显示高 度多态性；调控特异性免疫应答。
• 经典HLA-Ⅰ类基因
座位有两种以上的基因型，即可编码两种以上的产物。
HLA复合体是迄今为止已知的人体最复杂的基因复合体， 具有高度的多态性。
• 原因 • 复等位基因
等位基因(allele)：位于一对同源染色体上对应位置的一对
基因 复等位基因：群体中同一座位所可能出现的基因系列
• 共显性(co-dominance)：一对等位基因同为显性，为共显性。
第 3节
HLA抗原
一、HLA抗原的分子结构 （一）HLA-Ⅰ类分子 • 均有两条肽链，一为链（重链） 另一为2-m • 分区 • 肽结合区 • 1和 2→肽结合槽
同内源性抗原肽结合
• 具多态性 • 免疫球蛋白样区 同T细胞表面CD8结合 • 跨膜区 • 胞浆区 参与信号转导
（二）HLA-Ⅱ类分子 • 由和链组成的异二聚体 • 分区
（二）HLA抗原表达的调控
第 4节
MHC的功能
一、参与抗原加工和提呈（主要功能）
T细胞激活的“双识别” （“TCR-肽-MHC”三元体）
二、MHC的其他生物学作用 1、参与对免疫应答的遗传调控 本质：MHC分子抗原肽结合槽能否结合特定抗原 肽及其亲和力的大小。 2、限制免疫细胞间的相互作用（MHC限制性） 3、参与免疫调节（表达水平、抗原提呈和MHC限制性） 4、参与免疫细胞发育、成熟及中枢性自身耐受的建立 5、调节NK细胞和CTL的细胞毒作用（ KIR ）。
• 单体型遗传的方式及意义 • 同胞之间 • 亲、子代之间 • 医学意义：选择器官移植供者、亲子鉴定(据目前已公 布的HLA等位基因数据计算，全人类中HLA等位基因组合所 形成的单体型的总数超过百万亿之多。) 。
连锁不平衡：意指分属两个或两个以上基因 座位的等位基因同时出现在一条染色体上的机率 高于随机出现的频率。表明处于连锁不平衡状态 中的等位基因往往经常地连在一起组成单体型。 意义：检测单体型，选择供者；不利于分 析和寻找免疫调控基因、疾病易感基因。
（二） pMHC的生物学意义
1、保证任一个体均能对自然界绝大多数种类的抗原产 生免疫应答； 2、决定某一个体对某种蛋白抗原是否产生应答； 3、有助于设计多肽疫苗。
三、HLA抗原的表达及其调控 （一） HLA抗原的组织分布
主要以膜型存在，也可出现在体液中 1、HLA-Ⅰ类抗原 • 广泛分布在所有有核细胞表面，但表达密度各异 • 成熟的红细胞、成熟滋养层细胞、神经细胞 不表达 2、HLA-Ⅱ类抗原 • 不如HLA-Ⅰ类抗原广泛，主要表达在某些免疫 细胞表面，如B、M/Mf、DC、Ta等。
1 和1结构域构成肽结合槽，同外源性抗原肽结合， 多态性残基亦位于此 • Ig样区 非多态性部分，是Ⅱ类分子与T细胞表面CD4分子 结合达的部位 • 跨膜区和胞浆区 • 肽结合区
二、抗原肽-MHC分子复合物（pMHC) * MHC分子的主要功能即参与抗原提呈！ （一）pMHC的特征
1、MHC分子与抗原肽的共同基序结合
• 经典Ⅰ类基因区的位置及座位（包括B、C、A三个座位） • 经典HLA-Ⅰ类基因的产物： 链
链 + 2-m →HLA-Ⅰ类分子
• 经典HLA-Ⅱ类基因
• 经典Ⅱ类基因区的位置及座位（包括DP、DQ、
DR三个亚区，每个亚区又包括两个或两个以上的功 能性基因座位）
• 经典HLA- Ⅱ类基因的产物： 链 、 链