MHC分子

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

链和2微球蛋白异源二聚体，均属于Ig超家族的成员。链膜外区含有1、2、3功能区（图2-1，2-2）。多肽结合区由1和2功能区共同组成，3与2微球蛋白非共价结合，并含有CD8结合区（图2-3）。。2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。

Peptide-binding cleft

 1- domain

 2- domain

2-microglubuin  3 domain

Fig 2-1 Structure of a class I MHC molecules.

MHC-Ⅰ类分子抗原呈递机制的研究新进展

文章来源： 2006-7-19 13:54:40

MHC-Ⅰ类分子抗原呈递机制的研究新进展

国外医学分子生物学分册1999年第21卷第5期郝友华综述 吴雄文 龚非力审阅

同济医科大学免疫学教研室（武汉，430030）

摘要MHC-Ⅰ类分子限制性抗原提呈在细胞免疫应答中占有着重要地位，对其抗原呈递机制的研究一直是基础免疫学研究的热点。MHC-Ⅰ类分子限制性抗原呈递过程十分复杂，涉及到许多蛋白分子间的相互作用，一些伴侣分子如钙连接蛋白、钙网蛋白等在其中也起着重要作用。本文从抗原多肽的处理、转运及其MHC-Ⅰ类分子-多肽复合物的分泌表达等3个方面概述了当前对其机制研究的新进展。

关键词 MHC-Ⅰ类分子；抗原呈递

MHC-Ⅰ类分子分布在有核细胞的表面，它提呈抗原给CD8+T细胞，是启动细胞免疫应答的关键。MHC-Ⅰ类分子属跨膜糖蛋白，其重链（α链）分子量为45kD，有3个胞外区a1、a2、a3，轻链（β2m）与a3以非共介键结合。MHC-Ⅰ类分子与经蛋白酶降解处理后的抗原多肽在内质网（ER）中装配成MHC-Ⅰ类分子-多肽复合物并表达于细胞表面供CD8+T细胞识别。此过程可被分成3个步骤。

1 抗原的降解处理

胞质中对抗原蛋白的降解过程是一具有高度特异性且被精确调控的过程，这可避免正常自身蛋白被非特异性破坏。当抗原进入机体后，宿主细胞首先要识别抗原，然后才被蛋白酶（主要是蛋白酶体）降解为适合肽相关转运蛋白（TAP）转运和适合于与MHC-Ⅰ类分子结合的抗原多肽。由于MHC-Ⅰ类分子的多态性以及不同MHC-Ⅰ类分子r所结合的多肽类型的明显不同。因而，对抗原蛋白的降解作用实际上是使之满足与MHC-Ⅰ类分子结合的要求。

1.1 抗原蛋白在胞质中被识别

抗原蛋白如何进入蛋白降解途径仍不清楚，但已知其可受许多因素的影响：①蛋白质中氨基酸特异性序列的影响：如有些蛋白质因含有PEST序列（脯氨酸-谷氨酸-丝氨酸-苏氨酸）而被很快降解[1]。②蛋白质的N端氨基酸的性质的影响：如有些蛋白质可通过赖氨酸残基与泛素结合而被降解，此过程受E1、E2、E3等3种酶的调节。结合有泛素的蛋白质还可与其它泛素分子结合形成泛素链，其作用可能是使靶蛋白不能折叠并作为蛋白酶体的识别成分。靶蛋白一旦与泛素结合就很快被降解，其过程不很清楚[2]。目前对泛素在MHC-Ⅰ类分子抗原提呈中的作用仍有争议，但有一点是肯定的：它虽不参与所有MHC-Ⅰ类分子限制性抗原提呈，但在一些抗原提呈过程中却发挥重要的作用[3]。③蛋白质N端氨基酸的稳定性：Townsend等首先证实了肽的N端氨基酸稳定性与多肽被降和呈递有关[4]。后来，Grant等通过改变流感病毒核蛋白N端氨基酸稳定性发现：破坏N端稳定性可增强抗原提呈作用，反之，则减弱抗原呈递[5]。此外，可能还有其它不明因素影响蛋白质降解过程。

项目与课题　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｉｓｉｏｎ　科技视界　２０１２年０３月第ｏ７期　

ＭＨＣ基因分子进化研究进展　

赵云蛟李丹　

（吉林农业大学动物科学技术学院吉林长春１３０１　１８）　

【摘要］ＭＨＣ是脊椎动物多态性最高的基因座位，与免疫功能相关。ＭＨＣ基因在长期的自然选择下，分子进化方式可分　为核苷酸（氨基酸）水平多态性、等位基因水平多态性、单倍型水平多态性和跨物种多态性，本文综述了ＭＨＣ基因分子进化方　

式及进化机制研究进展。对ＭＨＣ分子进化研究应用于动物种群遗传多样性评估做了展望。　

【关键词】ＭＨＣ；分子进化；基因多态性　

Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　ＭＨＣ　Ｇｅｎｅ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　

ＺＨＡＯＹｕｎ－ｊｉａｏ　ＬＩＤａｎ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＡｎｉｍａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆＪｉｌｉｎ　ＡｇｒｉｃＩｌＩｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｊｉｌｉｎ，１３０１１８，Ｃｈｉｎａ）　

【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｍａｊｏｒ　ｈｉｓｔｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｃｏｍｐ￣ｘ（ＭＨＣ）ｇｅｎｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｖｅｒｔｅｂｒａｔｅ　ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ　ｌｏｃｉ，ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｉｍｍｕｎｅ　

ｆｕｎｃｔｉｏｎ．ＭＨＣ　ｇｅｎｅｓ，ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ　ｎａｔｕｒａｌ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｈａｖｅ　ｆｏｕｒ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ，ｅ．ｇ．ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ（ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ）　

ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ，ａｌｌｅｌｉｃ　ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ，ｈａｐｌｏｔｙｐｉｃ　ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ　ａｎｄ　ｃｒｏｓｓ－ｓｐｅｃｉｅｓ　ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｒｅｖｉｅｗｓ　ｔｈｅ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　

ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ＭＨＣ　ｇｅｎｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＭＨＣ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ　ｓｔｕｄｉｅｓ　

18章主要组织相容性复合体及其编码分子Major Histocompatibility Complex, MHC●概述：MHC 的发现、命名及生物学意义●MHC的基因组成及定位●MHC的遗传特点●ＭCH 分子的结构、分布与功能●MCH与临床医学

2★同种异体皮肤移植可出现排斥反应。排斥即意味着不相容，而不相容的程度与排斥的强度有关。★诱导强而迅速排斥反应的抗原称为主要组织相容性抗原或主要移植抗原,编码这种抗原的基因群称为主要组织相容性基因复合体(majorhistocompatibilitycomplex,MHC);★诱导弱而发生缓慢排斥反应的抗原称为次要组织相容性抗原(minorhistocompatibilitycomplex,mHC)或次要移植抗原.MHC的发现

3*主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC) 即编码主要组织相容性抗原的基因复合体，是一组彼此独立又紧密连锁的基因, 呈高度多态性。*MHC的编码产物被称为MHC分子或抗原, 表达于不同细胞的表面, *主要功能：参与抗原递呈,制约细胞间的相互识别及诱导免疫应答.*临床意义：移植免疫、肿瘤免疫、与某些疾病相关、法医学及人类学研究。MHC概述4★HLA与H-2:人的MHC通常称为HLA,其字面含义为人类白细胞抗原(hunanleukocyteantigen)，属基因产物.称小鼠MHC为H-2.★基因与基因产物（分子〕为避免混淆，称人体MHC为HLA基因或HLA基因复合体；称其产物为HLA分子或HLA抗原.不同动物的MHC名称人猴小鼠大鼠狗猪豚鼠家兔鸡HLARhHLAH-2RTDLASLAGPLARLABlocu5第1节MHC的基因组成及定位一.人类HLA复合体定位于第6号染色体67二. 小鼠的MHC: H-2复合体----定位于第17号染色体8小鼠－研究HLA的重要工具•近交系小鼠(inbredmice)亦称纯系小鼠,具完全一致遗传背景.可通过连续20代以上的同胞交配培育而成,同源染色体为纯合型.•同类系小鼠(congenicmice)指除MHC不同而其它遗传背景完全相同的纯系小鼠.•重组体小鼠(recombinantmice)由不同的同类系小鼠杂交而成.其后代H-2的某一区域可发生交换.9经典的I类基因人类HLAⅠ类：B、C、A三个座位小鼠的H-2I类：K、D、L三个座位经典的II类基因HLAⅡ类：DP、DQ、DR三个亚区小鼠的Ｈ-２II类:I区基因.10第2节MHC的遗传特点多态性是一个群体的概念, 即不同个体在同一基因座位上基因的差别. HLA的高度多态性是由其多基因性和遗传学基础所决定的（一）高度多态性、构成因素及其遗传特点11◆HLA基因型(genotype): HLA基因在体细胞两条染色体上的组合.◆HLA表型(phenotype):某一个体HLA抗原特异性的型别.◆单倍体型(haplotype):同一条染色体上HLA等位基因的组合.