MHC分类和功能
MHC
第二章MHC分子与移植第一节MHC 分子一、概述主要组织相容性抗原系统（major histocompatibility system, MHC），是指在哺乳动物体内受遗传控制的，代表个体特异性的主要组织抗原系统。
其编码基因是由紧密连锁的一组基因群组成，每个基因都有40多个等位基因。
MHC编码的产物表达在多种细胞表面，称为MHC 分子或MHC抗原。
MHC分子有两种类型：MHC-I类和MHC-II类。
起初，人们认为MHC 分子在T细胞对异体移植的组织进行排斥反应中起作用，即当机体从其他个体接受移植物后，如果受体的MHC与供体不同，就会对移植物产生强烈的排斥反应；后来证明，MHC除参与器官移植排斥外，还参与免疫应答和免疫识别的调控。
小鼠MHC命名为H-2（histocompatibility antigen-2），位于第17对染色体。
人类的MHC命名为HLA（Human Leukocyte Antigen），位于第6对染色体短臂。
多态性（Polymorphism）：同一种属不同个体间在基因或蛋白水平上的变异。
二、MHC的抗原结构1、MHC-I类分子α链和β2微球蛋白异源二聚体，均属于Ig超家族的成员。
α链膜外区含有α1、α2、α3功能区（图2-1，2-2）。
多肽结合区由α1和α2功能区共同组成，α3与β2微球蛋白非共价结合，并含有CD8结合区（图2-3）。
β2微球蛋白无多肽性，人基因定位于15对染色体，小鼠基因定位对染色体。
P e p t i d e-b i n d i n g c l e f tα 1- domain α 2- domain β2-microglubuin α 3 domainFig 2-1 Structure of a class I MHC molecules.Schematic diagram illustrates the different regions of MHC molecules. Class I molecules are composed of a α chain noncovalently attached to the β2-micorglobulin.Fig2-2 T h e α1 and α2 domains as viewed from topSchematic diagram Showing the peptide-binding cleft consisting of a base of antiparallel β strands and sides of α helices. This cleft in Class I molecules can accommodate peptides containing 8-10 residues.HLA- I APCFig 2-3 The α3 segment of the α chain folds into an Ig domain that serves as the binding site for CD 8.2、MHC-II 类分子：αβ异源二聚体，α链膜外区含有α1和α2功能区；β链膜外区含有β1和β2功能区。
(医学免疫学)MHC分子
MHC分子研究的前景和挑战
前景
更深入的研究将加深我们对MHC分子在免疫调节中 的作用的理解。
挑战
MHC分子的复杂性和多态性为其研究带来了挑战， 需要更高级的技术和方法。
MHC-I类和MHC-II类分子使CD8+和CD4+ T细胞分别与内源性和外源性抗原相应。
3
免疫耐受的维持
MHC分子在免疫耐受中起到重要作用，防止免疫系统攻击自身组织。
MHC分子的多态性和其意义
1 MHC分子的多态性
2 免疫适应性
MHC分子的基因高度多态，
MHC分子的多态性使免疫
3 与免疫相关疾病的关
MHC分子的功能
MHC分子的主要功能是呈递抗原给T细胞，从而引导免疫系统的免疫应答。
免疫应答的调节
MHC分子在免疫应答中起到调节作用，确保免疫系统对抗原做出正确的反应。
MHC分子的分类和结构
MHC-I类分子
MHC-I类分子主要在几乎所有核 细胞上表达，并呈递内源性抗原 给CD8+ T细胞。
MHC-II类分子
MHC分子和药物过敏
MHC分子在药物过敏反应中起到关键作用，如阿司匹林过敏和HLA-B*58:01。
MHC分子的研究方法和技术
1 序列分析
通过对MHC基因序列的分 析，了解MHC分子的多态 性和结构特征。
2 功能研究
通过体外和体内的实验研 究，揭示MHC分子在免疫 应答中的具体功能。
3 免疫学技术
免疫系统中的关键角色： MHC分子
欢迎来到我们今天的主题——医学免疫学中的MHC分子。MHC分子在免疫应 答中扮演着重要的角色，让我们一起来了解它的定义、功能和结构。
免疫反应过程中MHC类分子的作用及其调控机制
免疫反应过程中MHC类分子的作用及其调控机制免疫反应是机体对外来病原体的一种自我保护反应。
在这个过程中，T细胞和B细胞起着关键作用。
然而，这些细胞必须先识别和分辨身体内的自身组织和外部病原体。
这就需要MHC分子的参与，因为它在识别和表达外部抗原时起到了重要作用。
MHC类分子是一种免疫组化和分型工具，其作用是将抗原肽引入到T细胞表面，从而介导了T细胞对这些肽的免疫反应，这为对外界入侵的病原体起到了排除作用。
MHC类分子分为两大类：MHCⅠ类和MHCⅡ类分子。
MHCⅠ类分子主要在所有核糖体能细胞中表达，其功能是识别细胞内由内过程产生的类抗原肽，将其显示在它们细胞表面上，通过CD8+的T细胞介导的免疫杀伤作用来消灭有病的细胞，防止病毒持续传播。
MHCⅡ类分子则表达于免疫细胞或其他可被激活的非免疫细胞表面，如B细胞、巨噬细胞、树突状细胞等，其作用是介导从径路发生形成的肽段、外源抗原或内源抗原，将这些无差别分步段呈现出来，供CD4+ T细胞识别对其产生免疫反应。
这对于体内持续存在的病原体的防御作用起到了至关重要的作用。
MHC的调控机制MHCⅠ类分子及其调控MHCⅠ类分子主要起到了介导CD8 T细胞的效应作用，因此其在组织中的表达程度对于机体的抵抗作用具有重要影响，此外，MHCⅠ类分子还能调节细胞的增殖和分化，参与了各种领域的细胞生物学过程。
因此，机体内的免疫系统需要对其表达进行调节，使MHCⅠ类分子能够根据需要发挥最佳作用状态。
在免疫炎症状态下，MHCⅠ的表达数量会得到一定程度的增长。
经过研究，已经证明一些小分子化合物和细胞因子会促进MHCⅠ类分子的表达，其中最常见的有结缔组织生长因子（GF-beta）、干扰素（IFN-gamma）、TNF-alpha等。
同样，类风湿关节炎这种自身免疫炎症状态的患者的MHCⅠ类分子表达量常常呈现明显增加的趋势。
此外，对MHCⅠ类分子进行调控的还有一种分子叫做“非编码RNA”，或“小RNA”。
主要组织相容性抗原系统
主要组织相容性抗原系统主要组织相容性抗原系统（MHC）是人类体内一组与免疫系统密切相关的分子。
它在免疫应答中起着关键的作用，帮助身体识别自身和非自身物质，从而维持身体的免疫稳态。
本文将介绍MHC的结构、功能以及与疾病相关的重要性。
一、MHC的结构MHC主要分为两类：类I和类II。
类I MHC分子广泛分布在人体的几乎所有细胞表面，而类II MHC分子则主要表达在免疫细胞表面，如巨噬细胞、树突细胞和B细胞等。
两类MHC分子均由α和β链组成，通过肽结合槽来呈递抗原。
类I MHC分子的α链与β2微球蛋白（β2m）相互结合，肽结合槽通常呈现较短的抗原肽，长约8-10个氨基酸残基。
类I MHC抗原槽的底部与α链的一部分形成，而顶部主要由两个α螺旋组成。
类II MHC分子的α和β链都有相应的肽结合槽，呈现较长的抗原肽，通常由13-25个氨基酸残基组成。
相对于类I MHC，类II MHC的抗原槽形状和结构较为灵活，允许结合较长的抗原肽。
二、MHC的功能MHC分子的功能主要体现在两个方面：抗原呈递和免疫识别。
1. 抗原呈递MHC分子通过抗原呈递来将外源或内源抗原肽呈现给T细胞，从而激活免疫应答。
类I MHC分子主要呈递内源抗原肽，如由细胞内降解产生的肽段。
这些抗原肽与MHC分子结合后，被转运到细胞表面，供CD8+ T细胞识别。
类II MHC分子则主要呈递外源抗原肽，如吞噬细胞摄取的蛋白质，通过内吞作用形成的抗原泡等。
这些抗原肽与MHC分子结合后，被转运到免疫细胞表面，供CD4+ T细胞识别。
2. 免疫识别MHC分子的另一个重要功能是参与免疫细胞之间的识别和相互作用。
MHC分子表面的变异位点决定了它们与T细胞受体（TCR）的结合特异性，从而确保T细胞的特异性识别和激活。
MHC分子的多样性使得它们能够呈现广泛种类的抗原肽，并与TCR发生特异性相互作用。
这种相互作用触发了一系列免疫信号传导，导致T细胞的活化和免疫应答。
MHC的分类和功能
二、 MHC - II类分子 1. MHC - II类分子的基本结构 MHC - II类分子由α链和β链组成的异源二聚
体（糖蛋白）。
由a、β两条多肽链组成，二条链的结构基本相似，
氨基端在胞外，羧基端在胞内；
II型分子的二条链由不同的MHC基因编码，且二
条链都具有多态性。
MHC II型分子结构分为四个区
3. HLA Ⅲ类基因
中央区基因：位于HLA Ⅰ类和 Ⅱ类基因 之间。 补体基因和炎症相关基因。
第三节 MHC的检测原理及应用
一、HLA-Ⅰ类抗原的检测
HLA-Ⅰ类抗原的检测，国际上常规使用补体依赖的 微量淋巴细胞毒试验（CDC）。
二、HLA-Ⅱ类抗原的检测
1.单向MLR 2.预致敏淋巴细胞分型法(PLT)
肽结合区：包括a1和β1，每个
突出结构约90个aa残基，是与 抗原结合的部位；
Ig样区：
由a2β 2组成，内含二
硫键，是与CD4分子的结合部 位；
跨膜区：含25个aa残基，将它
锚定于细胞膜上；
胞内区：参与跨膜信号传导。
2. MHC - II类分子的空间结构与功能
抗原结合槽（Peptide-binding cleft ）
MHC：是脊椎动物某一染色体上编码主要组
织相容性抗原、控制免疫细胞间相互识别、调
节免疫应答的一组紧密连锁的基因群。具有控 制同种移植排斥、免疫应答和免疫调节等的复
杂功能。
Dausset 多塞
（法国）
发现
人类MHC
不同动物中的MHC名称
种
小鼠 大鼠 MHC名称 H2(histocompatibility system2) RT1(AgB)
人类
MHC类分子途径调控免疫反应机制研究
MHC类分子途径调控免疫反应机制研究MHC类分子是一类涉及免疫反应的重要分子，对机体免疫系统的发生与发展具有极其重要的影响。
这种类分子被广泛地存在于哺乳动物细胞的表面，并与T 细胞表面的受体配对，参与机体的免疫反应。
本文将会对MHC类分子途径调控免疫反应机制研究进行探讨。
一、MHC类分子的结构及功能MHC类分子在机体免疫反应中扮演着至关重要的角色，它能够与抗原分子结合，并通过与T细胞受体（TCR）配对的方式激活机体的免疫反应。
MHC类分子的核心结构是由多个信号肽和多肽链组成的，其中包括了MHC-I和MHC-II两种类别。
MHC-I类分子广泛分布于几乎所有体细胞表面，与其结合的是内源性抗原肽。
MHC-II类分子则主要分布于专业抗原呈递细胞（APC）表面，与其结合的是外源性抗原肽。
二、MHC类分子途径调控的类型MHC类分子途径调控的类型包括了典型途径、非典型途径以及替代途径。
典型途径是指内源性肽产生的MHC-I类分子路径，这条路径的核心是由多肽酰基转移酶（TAP）和锚定肽酶质联运（MHC）复合物组成的。
非典型途径是指一些外源性肽产生的MHC-I类分子路径，其核心不包含TAP或MHC复合物，多由酸痛激动剂和NOD样受体等免疫调节分子实现。
替代途径是指一些具有其他功能的MHC分子途径，包括CD1族分子与γδ T细胞受体结合、来自其他物种的MHC类分子介导的抗原呈递等。
三、MHC类分子途径调控的免疫反应机制MHC类分子途径调控的免疫反应机制主要包括两个方面，即刺激性及调节性信号。
在MHC类分子途径调控的免疫反应中，只有MHC类分子与TCR相互作用才能产生刺激性信号和免疫反应。
此外，MHC类分子还可以识别并结合Nat或类Nat等天然免疫细胞受体，从而调节的免疫反应。
四、MHC类分子途径调控与免疫遗传学MHC类分子途径调控与免疫遗传学之间存在着密切的关系。
在人类中，MHC 类分子的种类和变异具有极大的多样性，其的多态性程度超过人类其他基因的一半以上。
医学免疫学-MHC
3
免疫应答调节
MHC参与调节和协调免疫应答，确保免疫系统的正常运作。
MHC的分类
MHC I类分子
MHC I类分子主要参与细胞免疫， 通过呈递内源性抗原。
MHC II类分子
MHC II类分子主要参与体液免疫， 通过呈递外源性抗原。
MHC III类分子
MHC III类分子涉及免疫系统的调 节和调控。
MHC的结构
多个基因
MHC的基因位于染色体上，包 含多个类别和亚类别。
配体结合区域
MHC的配体结合区域负责与抗 原结合，决定了免疫系统的响 应。
多样性
MHC的结构非常多样，这种多 样性有助于人类适应各种抗原。
MHC与免疫系统的关系
抗原呈递 激活T细胞 抗体产生
免疫耐受 防止自身免疫 调节免疫细胞
免疫应答调节 协调免疫反应 免疫记忆
免疫学中的重要概念
MHC在免疫学中是一个重要的概念，涉及免疫系统对外来物质的识别和应对。
多样性
MHC基因呈现极高的多样性，为人类适应各种病原体和环境提供了基础。
MHC的功能
1
抗原呈递
MHC通过呈递抗原，帮助免疫系统识别和攻击病原体。
2
免疫耐受
MHC也在免疫耐受中起到重要作用，帮助免疫系统避免对自身组织的攻击。
利用MHC的理解可以开发新的免疫治疗
方法，如个体化癌症治疗。
3
病理机制研究
研究MHC与疾病之间的关系可能揭示新 的病理机制和治疗靶点。
医学免疫学-MHC
免疫系统是人体的守护者，MHC（主要组织相容性复合体）在其中扮演着重 要的角色。
MHC是一组表达在人类细胞表面的蛋白质，它们有着多种功能，是免疫系统 的关键基础。
MHC分子和T细胞受体共受体的结构与功能研究
MHC分子和T细胞受体共受体的结构与功能研究免疫系统是人体的重要保护机制，它能够识别、定位并清除体内的外来病原体。
在人体的免疫系统中，MHC分子和T细胞受体共受体是两个非常重要的组成部分，它们具有重要的结构和功能。
在接下来的文章中，将深入探讨这两个分子的结构和功能。
MHC分子的结构和功能MHC分子是人体内最重要的抗原呈递分子。
它主要存在于人类白细胞表面（主要为类风湿关节炎中摧毁关节软骨组织的滑膜细胞和关节滑膜内的单核清除细胞中），并能够将抗原特异性地呈递给T淋巴细胞。
MHC分子主要分为MHC-I和MHC-II两种类型。
MHC-I分子主要分布在机体内的所有核细胞表面，它具有与肽结合的能力，能够呈递体内产生的内源性抗原。
MHC-II分子则主要分布在人类抗原呈递细胞上，如树突状细胞、B淋巴细胞等，它则主要呈递外源性抗原。
MHC分子的功能主要是识别和呈递抗原物质，并将它们展示给T淋巴细胞识别。
这个过程中，MHC分子以短链肽的形式将抗原物质呈递给T淋巴细胞，从而触发机体免疫反应。
除此之外，MHC分子还能够与与其结合的分子相互作用，从而影响细胞增殖、分化和凋亡等生物学过程。
T细胞受体共受体的结构和功能T细胞受体（TCR）是T淋巴细胞表面上的一种重要抗原受体，它能够识别MHC分子上的抗原肽，并参与T淋巴细胞的激活和增殖过程。
与此同时，T细胞受体共受体（CD3）是T细胞激活机制中不可或缺的分子。
T细胞受体共受体由CD3ε、CD3γ、CD3δ和CD3ζ四个多肽链组成。
其中，CD3ζ链是唯一具有胞内信号传导能力的分子。
它位于CD3ε、CD3γ和CD3δ三个链的胞外部分，与另一种抗原特异性受体，即CD28等共同参与了T淋巴细胞的免疫应答。
T细胞受体共受体的主要功能是参与T淋巴细胞的信号传导并发挥重要的免疫调节作用。
CD3ζ链通过其胞内区域上的酪氨酸磷酸化（Tyr phosphorylation）参与T细胞激活过程，从而影响细胞作用和增殖等生物学效应。
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➢MHC：是脊椎动物某一染色体上编码主要组 织相容性抗原、控制免疫细胞间相互识别、调 节免疫应答的一组紧密连锁的基因群。具有控 制同种移植排斥、免疫应答和免疫调节等的复 杂功能。
Dausset 多塞
（法国） 发现
人类MHC
种
小鼠 大鼠 人类 兔 豚鼠 家猪 猴
不同动物中的MHC名称
MHC名称 H2(histocompatibility system2) RT1(AgB) HLA(human leukocyte antigens) RLA(rabbit leukocyte antigens) GPLA(guinea pig leukocyte antigens) SLA(sus domesticus leukocyte antigens) RhLA(rhesus macaque leukocyte antigens)
概述
1. 这种排斥反应的本质是什么？ 2. 这种排斥反应的发生是否与遗传背景有关？ 3. 导致排斥反应发生的物质是什么？
器官移植 排斥反应 免疫反应
相同
抗原 相近
不同
不排斥
弱排斥
强排斥
组织相容性抗原（histocompatibility Ag)
主要组织相容性系统
主要组织相容性基因复合体（MHC）
肽槽由和链的1和1结构域组成； 肽槽两端成敞开状； 肽槽中的凹槽相对较深，接纳抗原肽的残基侧链。 所接纳的抗原多为10～30肽；
分布特点：
➢主要分布于APC细胞、胸腺上皮细胞和 活化的T细胞表面； ➢可溶性形式同MHC-Ⅰ。
MHC－ II生物学功能 1)参与外源性抗原的递呈； 2)作为CD4+T细胞的识别分子（CD4的配体）； 3)参与胸腺内CD4+T细胞的分化、发育； 4)参与免疫应答调节－－－Ir基因产物调节； 5)诱导同种移植排斥反应（宿主抗移植物或移植物抗宿 主排斥反应）。
2. MHC－I分子的空间结构与功能
➢抗原结合槽（Peptide-binding cleft ）
X射线晶体衍射分析结果表明，MHC分子顶部有一 较深的沟槽（cleft），是其接纳抗原肽的部位，称为抗原 肽结合槽，简称肽槽。肽槽的侧壁是相反走向的两组a螺 旋，底部为一组8个折叠袢组成的β片层。容纳9～11个氨 基酸残基组成的抗原肽。 多态性区：决定MHC- I类分子多态性的主要部位。
MHC－I生物学功能
1)与内源性抗原的递呈（诱导对病毒感染细胞和肿瘤 细胞的杀伤和溶解）；
2)作为CD8+T细胞的识别分子（CD8的配体）； 3)参与胸腺内CD8+T细胞的分化、发育； 4)抑制NK细胞的杀伤活性； 5)诱导同种移植排斥反应。
二、 MHC - II类分子 1. MHC - II类分子的基本结构
第六章 主要组织相容性复合体
major histocompatibility complex, MHC
主要内容
• 概述 • MHC的结构及其多基因特性 • MHC的遗传学特点及其多态性 • MHC的生物学功能 • HLA与临床医学
概述
1948年，George Snell 发现小鼠近交系之间皮 肤移植物的排斥由分布 在不同染色体上的多个 基因决定。
❖Ig样区： 由a2β2组成，内含二 硫键，是与CD4分子的结合部 位；
❖跨膜区：含25个aa残基，将它 锚定于细胞膜上； ❖胞内区：参与跨膜信号传导。
2. MHC - II类分子的空间结构与功能 抗原结合槽（Peptide-binding cleft ）
➢α1 和β1结构域组成的肽结合区； ➢结合、递呈外源性抗原肽给CD4+T细胞； ➢由2个α螺旋和8个β片层组成； ➢两端呈开放结构； ➢容纳10～30个氨基酸残基组成的多肽。 ➢多态性区：决定MHCⅡ类分子多态性的主要部分（β1）。
移植排斥反应属于免疫反应，它是由细胞表面的同 种异型抗原诱导的。这种代表个体特异性的同种抗 原称为移植抗原或组织相容性抗原。 机体参与排斥反应的抗原系统很多，其中能引起强 而迅速排斥反应的抗原系统被称为主要组织相容性 系统（major histocompatibility system MHS分子）。
MHC - II类分子由α链和β链组成的异源二聚 体（糖蛋白）。
由a、β两条多肽链组成，二条链的结构基本相似， 氨基端在胞外，羧基端在胞内；
II型分子的二条链由不同的MHC基因编码，且二 条链都具有多态性。
MHC II型分子结构分为四个区
❖肽结合区：包括a1和β1，每个 突出结构约90个aa残基，是与 抗原结合的部位；
肽槽由1和2两个结构域组成； 肽槽的两端成封闭状； 肽槽内一般有较浅的凹槽，接纳抗原肽的残基侧链。 只能接纳9～11氨基酸残基的抗原肽；
分布特点：
➢膜型：广泛分布于各组织有核细胞及血小板 和网织红细胞的表面，但在神经细胞、成熟的 红细胞和滋养层细胞表面没有表达。 ➢可溶性形式：血清、尿液等。
第 一 节
MHC
MH
C I类
分
分子
子
的
结
构
与
功
能
MHC分子的类型
➢I型分子：分布最为广泛，存在于体内所有有核细胞 的表面。只有少数特殊种类不表达，例如神经细胞和 成熟的红细胞。
➢II型分子：它的分布不如I类分子分布广泛，主要表 达在某些免疫细胞表面，如B细胞、单核细胞、树突状 细胞等。
一、MHC-I类分子 1. MHC－I分子的基本结构
由a 、β两条多肽链组成； α链为重链，分子量44KD，由MHC编码； β链为轻链，分子量12KD，是由非MHC基 因编码的，又称为β2微球蛋白。
MHC I型分子结构分为四个区
❖肽结合区：包括a1和a2，每 个突出结构约90个aa残基， 是它与抗原结合的部位； ❖Ig样区：免疫球蛋白超家族 的标记；β链的作用在于维 持它的分子构型； ❖跨膜区：锚定于细胞膜上； ❖胞内区：参与跨膜信号传导。
HLA I类和II类抗原的结构、组织分布和功能特点
类别 分子结 肽结合 表达特 组织分 功能构结构域 点 Nhomakorabea布
I类 α链 A、B、 β2m C
II类 α链 DR、 β链 DQ、 DP
α1+ α2 α1 + β1
共显性 共显性
所有有 核细胞 表面
APC， 活化的 T细胞