1、第四讲第四讲 主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体 及其分子及其分子 20122012、8 8 学习内容学习内容 1 1、MHCMHC概念概念 2 2、H2H2复合体结构及其产物复合体结构及其产物 3 3、HLAHLA复合体复合体 4 4、复合体遗传特征复合体遗传特征 5 5、HLAIHLAI类分子类分子结构及其分布结构及其分布 6 6、HLAIIHLAII类分子类分子结构及其分布结构及其分布 7 7、抗原肽和、抗原肽和MHC MHC 分子相互作用的分子基础分子相互作用的分子基础 8 8、HLAHLA的功能的功能 9 9、HLAHLA与医学的关系与医学的关系 一、概念：一、概念：1 1、M
2、HS(major histocompatibility MHS(major histocompatibility system)system)主要组织相容性主要组织相容性AgAg系统：是存系统：是存在于细胞表面在于细胞表面，其主要识别和排斥外来，其主要识别和排斥外来组织应答的一组抗原系统。组织应答的一组抗原系统。主要主要参与免参与免疫应答和免疫调节疫应答和免疫调节等多种免疫功能等多种免疫功能。2 2、MHC(major histocompatibity MHC(major histocompatibity complex)complex)主要组织相容性复合体：是指主要组织相容性复合体：是指某一
3、染色体上某一染色体上,编码主要组织相容性抗原编码主要组织相容性抗原系统的一组紧密连锁的基因群系统的一组紧密连锁的基因群。现代概念：现代概念：MHCMHC是是位于哺乳动物位于哺乳动物某一染色体上的一组某一染色体上的一组紧密连锁的基因群紧密连锁的基因群，其产物参与抗原呈，其产物参与抗原呈递和递和T T细胞激活的关键分子，在免疫应答细胞激活的关键分子，在免疫应答的启动和免疫调节中发挥重要作用。的启动和免疫调节中发挥重要作用。Peter Doherty Rolf Zinkernagel 3 3、人和小鼠人和小鼠MHCMHC名称名称:人的人的MHCMHC：用用HLAHLA表示表示,human leuko
4、cyte Ag.human leukocyte Ag.指人的白细胞抗原的略语指人的白细胞抗原的略语。作为基因研究时，意思是作为基因研究时，意思是MHC,MHC,即即HLAHLA复合体复合体；作为作为AgAg研究时，即研究时，即HLAHLA分子分子系统。系统。人人HLAHLA基因分型命名：基因分型命名：HLA+HLA+连字符（连字符（-）+座位座位+星号（星号（*）+4+4位数位数 如如HLAHLA-A*0201A*0201代表代表HLAHLA-A A座位座位02010201基因基因 HLAHLA-A*0201A*0201代表基因产物时称代表基因产物时称HLAHLA-A*0201A*0201分子
5、分子 人人HLAHLA血清学分型命名：血清学分型命名：HLA+HLA+连字符连字符+1+1-2 2编号编号 HLAHLA-A2 HLAA2 HLA-B27B27 数字编号相当于基因命名法前两位数字编号相当于基因命名法前两位 小鼠的小鼠的MHCMHC，用用H H-2 2表示表示histocompatibility antigenhistocompatibility antigen-2;H2;H-2 2 复合体复合体；亦可表示亦可表示H H-2 Ag2 Ag系统。系统。4 4、HLAHLA单倍型单倍型(haplotype)(haplotype)HLAHLA基因在同一条染色体上组合基因在同一条染色体
6、上组合 5 5、HLAHLA基因型基因型(genotype)(genotype)HLAHLA基因在体细胞两条染色体上的组合基因在体细胞两条染色体上的组合 6 6、HLA HLA 表型表型(phenotype)phenotype)某一个体某一个体HLAHLA抗原特异性型别抗原特异性型别 7 7、有关名词解释：、有关名词解释：CDCD分子分子:(cluster of differentiation:(cluster of differentiation 分化群分化群)其本质是糖蛋白其本质是糖蛋白/碳水化合物碳水化合物 WHOWHO自自19821982-19931993举行五次白细胞分化抗原会议举行
7、五次白细胞分化抗原会议,将将识别同一分化抗原的不同实验室的单抗归为一个分识别同一分化抗原的不同实验室的单抗归为一个分化群化群.CDCD是流水编号是流水编号,有些暂缺有些暂缺(CD123 CD125)(CD123 CD125)CDCD带带W(workshop)W(workshop)尚需鉴定尚需鉴定(CDW109)(CDW109)CDCD后小写字母后小写字母(CD15S),(CD15S),表示可进一步分化表示可进一步分化.二、二、H2H2复合体结构及其产物复合体结构及其产物(1500kb；1717号染色体号染色体)类基因类基因 类基因类基因 类基因类基因 类基因类基因 AA EE I-A分子 I-
8、E分子 类分子类分子 2m(2号号)2m 类分子类分子 类分子类分子 类基因类基因 类基因类基因 类基因类基因 6p21.31+2m(15号号)三、三、HLA复合体复合体(6;3600kb;224座位座位128功能功能)类分子类分子 类分子类分子 4个个DRB,1个个DRA HLAHLA的经典基因：的经典基因：经典的经典的I I类基因包括类基因包括HLAHLA-B/C/A,B/C/A,分别编码分别编码I I类分类分子子链，与链，与2m2m组成组成类分子类分子 2m2m由由1515号染色体编码号染色体编码 经典的经典的类基因，类基因，HLAHLA-DP/DQ/DRDP/DQ/DR三个亚区，三个亚
9、区，DP/DQDP/DQ亚区亚区均包括均包括A A和和B B两类基因座，分别编码两类基因座，分别编码HLA HLA 类分子的类分子的 链和链和链；链；DRDR亚区群体中有亚区群体中有5 5个功能个功能基因，基因，1 1个个DRADRA编码编码 链，链，4 4个个DRBDRB编码编码链，链，1 1条染条染色体色体DRBDRB不超过不超过2 2个功能基因。个功能基因。1 2 四、免疫功能相关基因及其编码产物四、免疫功能相关基因及其编码产物 PSMB8/9(蛋白酶体蛋白酶体亚单位亚单位 免疫功能相关基因：免疫功能相关基因：1 1、补体、补体C4B/C4A/Bf/C2C4B/C4A/Bf/C2包括包括
10、HLAHLA-E,E,-F F 2 2、抗原加工提呈基因抗原加工提呈基因 PSMB8/9(PSMB8/9(蛋白酶体蛋白酶体亚单位，亚单位，LMP2/7)LMP2/7)抗原加工相关转运物抗原加工相关转运物TAP1/2TAP1/2 HLAHLA-DM/DO DMDM/DO DM与与AgAg加工有关，加工有关，DODO调节调节DMDM TAPTAP相关蛋白基因相关蛋白基因 3 3、与、与NKNK细胞抑制细胞抑制/活化有关基因：活化有关基因：HLAHLA-E/GE/G 4 4、炎症相关基因：、炎症相关基因：TNF,LTA/B,MICA,MICB,HSP70TNF,LTA/B,MICA,MICB,HSP
11、70等等 5 5、转录调节基因、转录调节基因I I-B B（B B 抑制蛋白），抑制蛋白），B144B144 五五、HLAHLA复合体遗传特征：复合体遗传特征：1.1.单倍型遗传：单倍型遗传：单倍型遗传：单倍型遗传：在亲代子代遗传过程中，在亲代子代遗传过程中，亲代亲代单倍型单倍型各个基因成为一个整体遗传各个基因成为一个整体遗传给子代，在子代表现为给子代，在子代表现为单倍型单倍型所有基因所有基因决定的各种性状。决定的各种性状。子女与父子女与父/母有一半母有一半HLAHLA相同相同 子妹间子妹间1/41/4机率完全相同机率完全相同/完全不同；完全不同；1/21/2机率一半机率一半HLAHLA相同相
12、同 1 6 2 35 2 40 10 16 a b c d a c a d b c b d 1 6 2 40 1 6 10 16 2 35 2 40 2 35 10 16 2、多基因性：指同一个体中指同一个体中HLAHLA复合体在基因座位数量复合体在基因座位数量构成上的多样性构成上的多样性。3 3、高度多态性：高度多态性：多态性多态性 (Ploymorphism)Ploymorphism)：是指是指一种生物的个体之一种生物的个体之间存在的可引起性状多种差别的遗传学变异。依变间存在的可引起性状多种差别的遗传学变异。依变异所涉及的性状，可分为形态学异所涉及的性状，可分为形态学多态性多态性 ，染色体
13、，染色体多态性多态性和血型和血型多态性多态性。MHCMHC的的多态性是指多态性是指不同个体之间不同个体之间类和类和类类MHCMHC的各的各等位基因由于变异呈现的多种差别，因此各等位基等位基因由于变异呈现的多种差别，因此各等位基因编码的氨基酸序列也有多种差别。因编码的氨基酸序列也有多种差别。20062006年：总数年：总数26412641个；个；类类15391539个个 类类708708个个 B B座位座位805805个；个；DRB1 527DRB1 527 多态性引起的原因多态性引起的原因:复等位基因复等位基因 (Multiple alleles)Multiple alleles)是群体概念，
14、在一群体中一个位点的所有基因是群体概念，在一群体中一个位点的所有基因 共显性共显性(Codominance)Codominance)一对等位基因同为显性一对等位基因同为显性 一般认为与传染病流行所施加的压力有关。一般认为与传染病流行所施加的压力有关。多态性意义多态性意义 扩大个体应答抗原的范围和阻止感染在人群中扩大个体应答抗原的范围和阻止感染在人群中扩散。扩散。MHCMHC的共显性表达的共显性表达 Mouse MHC 4 4、单倍型频率单倍型频率(HF)HF)和连锁不平衡和连锁不平衡(Linkage disequilbrium)Linkage disequilbrium)基因频率基因频率(ge
15、ne frequency),gene frequency),在群体中某在群体中某一特定等位基因的数量占该座位各等位一特定等位基因的数量占该座位各等位基因数目总和的比例基因数目总和的比例。HF:HF:某两种指定的等位基因的单倍型出现某两种指定的等位基因的单倍型出现的频率，在各位点的等位基因随机组合的频率，在各位点的等位基因随机组合的条件下等于这两种基因频率的乘积。的条件下等于这两种基因频率的乘积。设设A A位点某一位点某一等位基因频率等位基因频率为为P1,BP1,B位点位点基基因频率因频率为为P2,HF=P1.P2 P2,HF=P1.P2 说明说明基因频率基因频率是是固定的。固定的。连锁不平衡：
16、连锁不平衡：实际观察到的某两个基因出现在实际观察到的某两个基因出现在同一单倍型上的频率与预期值有差异。同一单倍型上的频率与预期值有差异。例如：北欧白人：例如：北欧白人：HLAA1.B8HLAA1.B8频率为频率为0.17,0.11 0.17,0.11 HF=0.17HF=0.170.11=0.019(0.11=0.019(预期值预期值)实际值为实际值为0.088 0.088 差异大小差异大小 =0.069=0.069 按照经典的群体遗传学理论按照经典的群体遗传学理论,在真正随机交配在真正随机交配的群体中的群体中,如果不存在选择作用如果不存在选择作用,连锁不平衡连锁不平衡参数参数=0=0 HLA连锁不平衡举例 单元型 频率（）A B D 观察值 期望值 A1 B8 9.8 2.1 A3 B7 5.4 2.1 B8 Dw3 8.6 1.4 B7 Dw2 3.9 1.8 六、六、HLAIHLAI类分子类分子结构及其分布结构及其分布 HLA IHLA I类类分子，分子，两条肽链两条肽链44KD 12KD44KD 12KD 1 1、分布、分布:分布广泛分布广泛,各种有核细胞表面各种有核细胞表面,