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主要组织相容性复合体(MHC)

(2013-03-16 05:09:34)
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主要组织相容性复合体

抗原呈现细胞

t细胞

溶酶体

蛋白酶体

分类: 分子生物学专业

    主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)。

    MHC是由一群紧密连锁的基因群组成,定位于动物或人某对染色体的特定区域,呈高度多态性。其编码的分子表达于不同细胞表面,参与抗原递呈,制约细胞间相互识别及诱导免疫应答。

    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)。1958年Dausset等发现,多次接受输血的患者、多产妇和用同种白细胞免疫的志愿者血清中,存在不同特异性的白细胞抗体,用这些抗体鉴定出许多不同特异性的白细胞抗原,称为人类白细胞抗原(HLA)。

    共分成两类:

    第一型:MHC class I(MHC I)位于一般细胞表面上,可以提供一般细胞内的一些状况,比如该细胞遭受病毒感染,则将病毒外膜碎片之氨基酸链(peptide)通过MHC,提示在细胞外侧,可以供杀手(Kill)T细胞等辨识,以进行扑杀。在这个时候,病毒已被视为“自己”组成物质(内源性)的一部分。同时,自己细胞中被代谢分解的蛋白片段,也被MHC I递呈,让别的细胞认出这是自己物质属性的抗原。

    第一型主要组织相容性复合体(第一型人类白血球抗原)由一个跨越细胞膜的α链和一个连在这个链上的、细胞外的β2微球蛋白组成。整个分子由四个区组成,其中三个区位于α链上(α1-α3),β2微球蛋白组成第四个区。分子位于细胞膜外的部分(α1和α2)组成一个凹坑,肽可以粘在这个凹坑里。粘在这里的肽一般是在蛋白酶体里被拆除的蛋白的残片。免疫细胞(比如CD8+ -T细胞)可以检验这些被粘在细胞表面的肽,来区分自身和外来的细胞。所有含有细胞核的身体内的细胞都有第一型人类白细胞抗原

                                                          抗原(绿色),8-11个氨基酸长

主要组织相容性复合体(MHC)

主要组织相容性复合体(MHC)

    第二型:MHC class Ⅱ(MHC Ⅱ)只位于抗原提呈细胞上,如巨噬细胞等。这类提供则是细胞外部的情况,像是组织中有细菌侵入,则巨噬细胞进行吞食后,把细菌碎片利用MHC提示给辅助T细胞,启动免疫反应。MHC Ⅱ递呈“非己”物质的信息,区别与“自己”的物质。

    第二型主要组织相容性复合体由一个α链和一个β链组成,两个链都穿过整个细胞膜。在细胞外这个分子有四个区(α1、α2、β1和β2),其中α1和β1组成一个凹坑,容纳10-30个氨基酸长度的抗原。第二型主要组织相容性复合体比第一型主要组织相容性复合体稍大些。只有吞噬性的细胞(比如吞噬细胞,只位于抗原提示细胞又名:抗原呈现细胞,antigen-presenting cell,APC上,如巨噬细胞B细胞、已活化的T细胞、树突细胞和皱壁上皮细胞,M细胞等)的表面,有第二型主要组织相容性复合体(第二型人类白细胞抗原)。在巨噬过程中被溶酶体分解的蛋白质的肽,被粘在第二型主要组织相容性复合体的结合位中。

主要组织相容性复合体(MHC)

    70年代R.M.津克纳泽尔等在小鼠实验中,发现杀伤 T细胞在杀伤感染病毒的靶细胞时,只能杀伤同系感染靶细胞,而对不同系的感染靶细胞则无杀伤作用,称这种现象为遗传限制性。

    随后证明杀伤T细胞与靶细胞的MHC必需一致才有杀伤作用,因此又称此现象为MHC限制性。这揭示了MHC在T细胞识别异种抗原中的作用。

    进一步的研究证明T4的T细胞在识别异种抗原时受MHCⅡ类分子限制,而T8的T细胞识别异种抗原(指已经进入宿主细胞的病毒)时受MHCⅠ类分子限制。这种限制性的机制是:T细胞通过其抗原识别受体,可同时识别异种抗原决定簇和自己MHC分子形成的新的复合抗原决定簇。

主要组织相容性复合体(MHC)
    第一型主要组织相容性复合体,供CD8 T细胞识别内源性抗原。

主要组织相容性复合体(MHC)
    第二型主要组织相容性复合体,供CD4 T细胞识别外源性抗原。
主要组织相容性复合体(MHC)

    主要组织相容性复合体(MHC)系编码主要组织相性抗原的基因群,是早期从组织器官移植实验中发现的,也是当今免疫遗传学的主要内容。

    已发现,在人群或同种动物不同个体间进行皮肤移植时出现的排斥反应,具有记忆性、特异性和可转移性等免疫反应的基本特征,故从廿世纪40年代起就确认移植排斥反应是一种典型的免疫现象。

    引起排斥反应的抗原,称移植抗原(transplantation antigen)或组织相容性抗原(histocompatibility antigen)。此等抗原存在于细胞表面,无器官特异性,不同个体间其抗原特异性互不相同,但同卵双生及纯系动物不同个体之间,其抗原特异性完全一致。

    现已证明,MHC不仅控制着同种移植排斥反应,更重要的是与机体免疫应答、免疫调节及某些病理状态的产生均密切相关。因此,MHC的完整概念是指脊椎动物某一染色体上编码主要组织相容性抗原、控制细胞间相互识别、调节免疫应答的一组紧密连锁基因群。

    MHC多态性的意义:
    1 .扩大种群对抗原肽的提呈范围,有利于维持种群的生存与延续。(HLA产物的多态性主要表现在,抗原结合槽里递呈的氨基酸残基在组成和序列上不同)
    2 .不利于器官移植中供体的选择。
    Ⅰ类基因区包括HLA-A、B、C位点的等位基因,编码HLA-A抗原、B抗原和C抗原等经典的Ⅰ类抗原(分子)。近年来相继发现大量与Ⅰ类基因结构相似的基因,已被正式命名的有HLA-E、F、G、H、J、K、L。其中HLA-E、F、G基因可编码非多态性的Ⅰ类样抗原(或非经典Ⅰ类抗原),但它们的确切功能尚未清楚。HLA-H、J、K、L则属于假基因。
    现在证明,在Ⅱ类基因区内存在与内源性抗原处理和递呈相关的基因,即LMP和TAP。LMP又称蛋白酶体相关基因(proteasome related gene),由LMP2和LMP7两个基因组成,其编码产物LMP(low molecular mass polypeptide or large multifunctional protease)与内源性抗原的处理有关。TAP为多肽转运体基因,包括TAP1和TAP2两个基因,其编码产物TAP(transporter of antigenic peptides)与抗原肽的转运有关。
    Ⅲ类基因区内已定位的至少有36个基因,其中与免疫系统有关的基因有C4B、C4A、C2、Bf、肿瘤坏死因子(TNF-A、TNF-B)和热休克蛋白70(HSP70),分别编码C4、C2、B因子、TNF-α、TNF-β和HSP70分子。在C4B两侧,还有与免疫系统无明显关系的CYP21B和CYP21A两个基因,编码21-羟化酶。大多数Ⅲ类基因产物合成后分泌到体液中去。HSP70主要在胞浆内,与其他蛋白质肽链的折叠、转位有关,亦可见于MΦ(巨噬)细胞和B细胞的内体(endosome)和膜表面,其作用为阻止内体中抗原的降解,并使之与Ⅱ类分子联合
主要组织相容性复合体(MHC)

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