第八章主要组织相容性复合体及其编码分子(双语)
医学免疫学:第八章 主要组织相容性复合体及其编码分子

HLAI类和Ⅱ类等位基因产物的表达具有共显性特点 共显性:同源染色体对应座位上的两个等位基因皆能得到表达
A (6#)
主要组织相容性复合体 (major histocompatibility complex,MHC )
人类白细胞抗原 (human leukocyte antigen,HLA)
第一节 MHC结构及其多基因特性
• HLA基因复合体位于人第6号染色体短臂上,全长 3600kb,共有224个基因座位,其中128个为功 能性基因,96个假基因
第八章 主要组织相容性复合体及其编码分子
major histocompatibility complex , MHC
基本内容
MHC结构及其多基因特性 MHC多态性 MHC分子与抗原肽的相互作用 MHC的生物学功能 HLA与临床医学
概念
组织相容性 (histocompatibility)
组织相容性抗原 (histocompatibility antigen)
目的要求:
掌握主要组织相容性复合体(MHC)的概 念与功能
熟悉MHC-I和MHC-II的基因位点分布与 功能
掌握HLA-I、II类分子的结构、分布和功能 熟悉HLA的遗传特征 了解HLA的医学意义
A1
A2
B(6#)
A2
A10
B8
B35
B40
B16
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)
一个免疫细胞表面通常可以检测到分别来自父母双方六对共 12种经典HLAI类和Ⅱ类等位基因分子即HLA抗原。
第八章 主要组织相容性复合体及其编码分子(w)

三、HLA与疾病关联
某些带有特定HLA型别的个体易患某种 疾病(阳性关联)或对某种疾病有较强 的抵抗力(阴性关联) 如:带有B27等位基因的个体易患强直性 脊柱炎(90%)
四、HLA与亲子鉴定和法医学
法医鉴定 亲子鉴定
二、抗原肽和MHC分子相互作用的特点 专一性 包容性
专一性
概念——
是指特定的MHC分子可凭借所需要的共同基序选 择性地结合抗原肽,两者的结合具有一定的专一性。 结果—— 不同的MHC等位基因产物有可能提呈同一抗原分 子的不同表位。 意义—— 不同个体对同一抗原应答强度的差异。
包容性
二、作为调节分子参与固有免疫应答
经典的Ⅲ类基因编码补体成分,参与炎症反应、
对病原体的杀伤和免疫性疾病的发生;
非经典Ⅰ类基因和MIC基因产物调节NK细胞和
部分杀伤细胞的活性;
炎症相关基因参与启动和调控炎症反应,并在 应激反应中发挥作用。
第五节 HLA与临床医学
一、HLA与器官移植 同种异体器官移植物存活率高低主要取决 于供者和受者之间HLA型别的匹配程度。 器官移植物存活率:
三、免疫功能相关基因
不参与抗原提呈 在固有免疫和免疫调节中发挥作用 不显示或仅显示有限的多态性
(一)血清补体成分编码基因
属经典的HLAⅢ类基因,表达的产物 为C4B、C4A、Bf和C2等补体组分。
(二)抗原加工提呈相关基因
蛋 白 酶 体 β 亚 单 位 ( PSMB ) 基 因 : 包 括 PSMB8和PSMB9,编码胞质中蛋白酶体β亚单 位成分,蛋白酶体在APC中参与对内源性抗原 的酶解。 抗原加工相关转运物(TAP)基因:编码产物 TAP, 由 TAP1和 TAP2两 个 座 位基因 编码 , TAP参与对内源性抗原肽的转运,使其从胞质 溶胶进入内质网腔与MHCⅠ类分子结合。
主要组织相容性复合体及其编码分子

与肿瘤发生发展的关系
肿瘤免疫逃逸
主要组织相容性复合体的某些基因变异可以影响肿瘤细胞与 免疫细胞之间的相互作用,使肿瘤细胞能够逃避免疫系统的 攻击。
肿瘤发生风险
主要组织相容性复合体的基因型可以影响个体对肿瘤的易感 性,如HLA-B*5701基因与Hodgkin淋巴瘤的风险相关联。
与遗传性疾病的关系
MHC III类分子
结构与I、II类分子不同,主要与补体分子相 关。
编码分子的功能和作用
01
02
03
抗原提呈
T细胞激活的共刺激
免疫调控
MHC分子能从细胞内抗原中捕获 降解的肽段,并将其呈递给T细 胞,启动免疫应答。
MHC分子能与T细胞受体(TCR )结合,提供激活T细胞的共刺 激信号。
MHC分子参与免疫应答的调控, 如免疫耐受的形成等。
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特性
MHC分子具有高度多态性,即不同个 体之间存在多种不同的MHC分子类型 。
结构和功能
结构
MHC分子由α和β两条多肽链组成,通过非共价键连接,形成异二聚体。
功能
MHC分子主要功能是结合并呈递抗原肽,参与T细胞识别和激活,调控免疫应答。
分布和表达
分布
MHC分子主要分布在抗原提呈细胞表面,如巨噬细胞、树突状细胞等。
随着科技的发展,未来将进一步揭示MHC分子的精细结构和功能机制,为疾病防治提 供新的思路。
发展新型免疫疗法
基于MHC分子的免疫应答机制,开发新型免疫疗法,提高疾病治疗效果。
拓展MHC基因多态性的应用
进一步研究MHC基因多态性与人类进化的关系,以及在人类生物学、行为学等方面的 作用,拓展其在生物信息学、人类遗传学等领域的应用。
第八章主要组织相容性复合体及其编码分子

0101-0105 0201-0203
基
1505 16011605
因
二、 HLA分子表达异常与临床疾病:
1、MHC-I类分子表达异常:肿瘤细胞低或不表达 MHC-I类分子,以逃避免疫杀伤。如60%大肠癌细胞 无MHC- I类分子表达。 2、MHC-II类分子表达异常:正常胰岛细胞无MHCII类分子表达,经γ-干扰素或病毒刺激而表达,递呈 自身抗原,活化自身反应性T细胞,导致I型糖尿病 (自身免疫病)。
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
第二节 MHC分子和抗原肽的相互作用
一、抗原肽与MHC分子相互作用的分子基础: 抗原肽的锚定氨基酸与MHC分子的抗原结合
沟槽 MHC-I类分子凹槽接纳8-10个氨基酸残基,
MHC-II凹槽接纳13-17个氨基酸残基
MHC-Ⅰ ,ⅠⅠ类分子 抗原肽复合物的三维图
第三节 MHC分子的生物学功能
一、作为抗原提呈分子参与适应性免疫应答 (一)MHC I I类分子:细菌、蛋白质等非自身 细胞产生的外源性抗原 MHC I类分子:病毒抗原、肿瘤抗原等内源性抗 原
2. II类基因区:
医学免疫学第八章 主要组织相容性复合体及其编码分子

MHC-I a2 a1
MHC- II a1 b1
Peptide-binding region
a3 b2m
a2
b2
immunoglobulin-like region
Transmembrane region
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21
1. HLA Ⅰ类分子结构
• HLA-I类分子由α链和β2m非共价结合组成 • 分为胞外区、跨膜区和胞内区 • α链的胞外区有α1 、α2、α3三个结构域 • α1 和α2组成肽结合区(结合抗原肽) • α3和β2m组成免疫球蛋白样区 • α3和T细胞表面的CD8分子结合
轻链:β2m由 15号染色编码
II类基因:包括经典的HLA-DP、DQ、DR三个 座位。每一个亚区又包括A和B两种功能基因座 位分别编码α、β链,形成异二聚体 (DPα/DPβ)
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18
HLA
着丝点
MHC的基因构成
HLA
第6号染色体
DD DD DD P P QQ RR BA BA BA
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39
(2)HLA-G 结构和经典型HLA-A2基因高度同源,产物
由重链和β2m组成。HLA-G分子主要分布在母胎界面绒毛 外滋养层细胞,在母胎耐受中发挥作用。其专一性受体属 于杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)家族中的成员。
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40
4、炎症相关基因
参与炎症和应激反应,并作为分子伴侣在内源性抗 原的加工提呈中发挥作用。
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41
HLA-II
HLA-III HLA-I
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第八章主要组织相溶性复合体及其编码分子

胞内区
跨膜区
HLA-Ⅱ类基因的编码产物(HL A-Ⅱ类分子)
α链
β链
BA B A
抗原结合槽
BBA
α1
SS SS
β1
DP DQ DR
HAL分子分布于APC,
………………… Igsf结构α区…2 ……SS……SS ……β2
活化的T细胞表面,识别 细胞膜
和提呈外原性抗原肽,
β2与辅助受体CD4结合, 对Th细胞起限制作用
多基因型是指复合体是由多个紧密连锁的基因 座位所组成,编码产物具有相同或相似的功能。 1、经典的Ⅰ、Ⅱ类基因,其产物具有抗原提 呈功能,此类基因具有极高的多态性,参与T 细胞的激活和分化,参与调控适应性免疫应答;
• 2、免疫功能相关基因,多态性差,主要参与
固有性免疫应答。
一、经典的MHCⅠ类和Ⅱ类基因
HLA-Ⅰ类基因的编码产物(HLA-Ⅰ类分子)
B CA
抗原肽结合槽
HLAⅠ分布于所 有有核细胞表面,
识别和提呈内原 性抗原肽, α3区 与辅助受体CD8 结合,对CTL的 识别起限制作用
细胞膜
α1
α2 CD8识别部位
-------------------
β2m
α3
免疫求蛋白超 家族结构域
---------------------
3、HLA-DM基因(DMA和DMB),编码的产 物与APC对外源性抗原的加工提呈,使容酶体中 的抗原片段进入MHC-Ⅱ类分子的抗原结合槽。
MHC I类分 子
+++ +++ +++ +++
MHC II类分子
+/-活化T细胞 +++ ++ +++
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
e.g. 3 days
P rim ary re jection of strain skin
e.g. 10 days
【医学】【免疫学总结】主要组织相容性复合体及其编码分子

【免疫学总结】主要组织相容性复合体及其编码分子主要组织相容性复合体及其编码分子主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)是一组紧密连锁的基因群,其编码的产物称MHC分子,生物学功能是提呈抗原肽,调控免疫应答,在特异性免疫应答中起重要作用。
人的MHC称为HLA基因(复合体),其产物称为 HLA分子或HLA抗原。
第一节 MHC结构及其多基因特性MHC结构复杂,显示多基因性、多态性多基因性指复合体由多个紧密相邻的基因座位所组成,编码产物具有相同或相似的功能多态性指一个基因座位上存在多个等位基因一、经典的MHCⅠⅡ类基因经典HLAⅠ类基因集中在远离着丝点的一端,按序包括BCA三个座位经典HLAⅡ类基因在复合体中靠近着丝点,结构复杂,顺序由DP、DQ、DR三个压区组成二、ⅠⅡ类基因的表达产物——HLA分子第二节 MHC的多态性一、多态性的基本概念多态性指一个基因座位上存在多个等位基因,是一个群体概念,指群体中不同个体在等位基因拥有状态上存在差异HLA等位基因及其产物结构上存在的差异亦即多态性,主要表现在构成抗原结合槽的氨基酸残基在组成和序列上不同二、连锁不平衡和单体型连锁不平衡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几率高于随机出现的频率单体型指染色体上MHC不同座位等位基因的特定组合MHC多态性从基因的储备上,造就了不同个体对病原体的反应性和易感性不同。
这一现象的群体效应,赋予物种极大的应变能力。
第三节 MHC分子和抗原肽的相互作用MHCⅠⅡ类分子接纳抗原肽的结构,是位于该分子远膜端的抗原结合槽,Ⅰ类分子凹槽两端封闭Ⅱ两端开放一、抗原肽和HLA分子相互作用的分子基础能与HLA结合的抗原都带有两个或两个以上与MHC分子凹槽相结合的特定部位,称为锚定位,该位置的氨基酸残基称为锚定残基二、抗原肽和MHC分子相互作用的特点①特定MHC分子可凭借所需要的共用基序选择性地结合抗原肽,有一定的专一性②一种类型的MHC分子可以识别一群带有特定共同基序的肽段,由此构成包容性第四节 MHC的生物学功能一、提呈抗原、参与适应性免疫应答(1)提呈抗原供T 细胞识别,启动特异性免疫应答。
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Structural Regions of HLA classⅠmolecules
❖ peptide-binding region: ➢ α1 andα2 domains; ➢ bind endogenous antigenic peptides; ➢ the end is closed and it can bind peptides of 8-10 amino acids;
第八章 主要组织相容性复合体 及其编码分子
(Section 8 Major Histocompatibility Complex)
MHC(major histocompatibility complex)
• Definition: MHC is an extended genetic locus, containing closely-linked genes, encoding major histocompatibility antigen whose physiologic function is the presentation of peptide antigens to T cells and plays aห้องสมุดไป่ตู้central role in the generation of adaptive immune response.
包括B、C、A三个座位,其产物是HLAⅠ类分子。 ▪ 经典的HLAⅡ类基因在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 HLAⅡ类分子。
二、Ⅰ类和Ⅱ类基因的表达产物-HLA分子
Structure of HLA Molecules
❖classⅠHLA molecules consist of a αchain (encoded by HLA-A,B,C on chromosome 6) and a β2m(β2 microglobulin) chain (encoded by a gene on chromosome 15).
❖ Ig-like region: ➢ α2 domain and β2 domain; ➢ β2 domain is CD4-binding site;
❖ transmembrane region: ➢ anchors HLA classⅡmolecules on membrane;
❖ cytoplasmic region: ➢ transfers signal.
❖ Ig-like region: ➢ α3 domain and β2m; ➢ α3 domain is CD8-binding site; ➢ β2m stabilizes the classⅠmolecules and facilitates its expression on cell membranes;
• In humans the MHC is referred to as the HLA(human leukocyte antigen) complex.
MHC(major histocompatibility complex)
主要组织相容性复合体,是存在于染色体上的一 组紧密连锁的基因群,其编码的产物称为主要组 织相容性抗原,参与抗原的呈递,在启动适应性 免疫应答中起重要作用。
❖ transmembrane region: ➢ anchors HLA classⅠmolecules on membrane;
❖ cytoplasmic region: ➢ transfers signal.
Structural Regions of HLA classⅡmolecules
❖ peptide-binding region: ➢ α1 and β1 domains; ➢ bind exogenous antigenic peptides; ➢ the end is more open and it can bind peptides of 13-17 amino acids;
encodeαchain of HLA classⅠmolecules; ➢ Classical classⅡgenes: include HLA-DP,DQ,DR
regions, encodeαchain andβchain of HLA classⅡmolecules;
HLA基因复合体
▪ HLA基因复合体位于人第6号染色体短臂。 ▪ 经典的HLAⅠ类基因集中在远离着丝点的一端,
Distribution of HLA ClassⅠand ClassⅡMolecules
❖HLA classⅠmolecules: expressed on the surface of all nucleated cells;
❖HLA classⅡmolecules: expressed on the surface of APCs(antigen presenting cells) and activated T cells.
所组成,编码产物具有相同或相似的功能。
分 经典的MHCⅠ、Ⅱ类基因 类 免疫功能相关基因
一、经典的MHCⅠ类基因和Ⅱ类基因
• 产物具有抗原提呈功能 • 显示极为丰富的多态性 • 参与调控适应性免疫应答
HLA Complex
➢ Localization: on the short arm of chromosome 6. ➢ Classical classⅠgenes: include HLA-B,C,A loci,
HLA(human leukocyte antigen)
人的MHC称为HLA基因或HLA基因复合体, 其编码产物称为HLA分子或HLA抗原。
第一节 MHC结构及其多基因特性
(Chapter 1 Structure and Polygenism of MHC)
多基因性是指MHC由多个紧密相邻的基因座位