第六章+免疫細(xì)胞膜分子.ppt

第六章免疫細(xì)胞膜分子 第一部分主要組織相容性抗原 組織相容性抗原 在不同種屬或同種不同的動(dòng)物個(gè)體間進(jìn)行正常組織或腫瘤移植會(huì)出現(xiàn)排斥 排斥反應(yīng)本質(zhì)上是一種免疫反應(yīng) 它是由細(xì)胞表面的同種異型抗原誘導(dǎo) 這種代表個(gè)體特異性的同種抗原稱為組織相容性抗原 histocompatibilityantigen 或移植抗原 transplantationantigen 主要組織相容性復(fù)合體 機(jī)體內(nèi)與排斥反應(yīng)有關(guān)的抗原系統(tǒng)多達(dá)20種以上 其中能引起強(qiáng)而迅速排斥反應(yīng)者稱為主要組織相容抗原 其編碼基因是一組緊密連鎖的基因群 稱為主要組織相容性復(fù)合體 majorhistocompatibilitycomplex MHC 控制機(jī)體免疫應(yīng)答能力與調(diào)節(jié)功能的基因 immuneresponsegene Irgene 也存在于MHC內(nèi) 因此MHC不僅與移植排斥反應(yīng)有關(guān) 也參與免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)與調(diào)節(jié) 主要組織相容抗原 小鼠的主要組織相容抗原稱為 H 2系統(tǒng) histocompatibilityantigen 2 H 2 人的則稱為人白細(xì)胞抗原系統(tǒng) humanleucocyteantigen HLA 第一節(jié)MHC基因結(jié)構(gòu) 一 小鼠H 2基因復(fù)合體 H 2 histocompatibilityantigen 2 H 2 的基因定位于小鼠第17對(duì)染色體上 并證明是由4個(gè)遺傳區(qū)域 region 組成 即K區(qū) I區(qū) S區(qū) D區(qū) 其中I區(qū)又可分為二個(gè)亞區(qū) I A和I B 每個(gè)區(qū)或亞區(qū)內(nèi)至少包括一個(gè)基因座 K區(qū)基因稱為H 2K座 D區(qū)分為H 2D座和H 2L座 H 2基因復(fù)合體 I A亞區(qū)有A 和A 二個(gè)座 I B亞區(qū)含B 和B 二個(gè)座 S區(qū)含有6個(gè)座 K和D區(qū)基因可編碼H 2抗原系I區(qū)基因編碼I區(qū)相關(guān)抗原或Ia抗原 I regionassociatedantigen Ia S區(qū)基因可分別編碼補(bǔ)體成分 C4和B因子等 性限制蛋白 sex limitedprotein Slp 以及TNF 二 H 2復(fù)合體的功能 1981年Klein按其功能將MHC基因座分為4類 I類基因 I類分子 即K D和L分子 H 2K H 2D基因 在不同的品系中K和D分子可能具有不同的抗原特異性稱之為特有抗原 privateantigen 在K和D分子之間也存在一些共同的抗原特異性稱之為共有抗原 publicantigen II類基因 免疫應(yīng)答基因 即Ia基因I regionassociatedantigen III類基因 系指H 2S區(qū)基因 包括血清因子 補(bǔ)體分子及TNF等 VI類基因位于D座右側(cè) 尚不十分明白 二 人類HLA基因復(fù)合體 HLA復(fù)合體位于人第6號(hào)染色體的短臂上 共有數(shù)十個(gè)座 按其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu) 表達(dá)方式 組織分布與功能可將這些基因座分為三類 HLA基因復(fù)合體 HLA I類基因 HLA A HLA B HLA C 經(jīng)典的I類基因HLA II類基因 II類基因一般指DR DP DQ 其中某些基因的產(chǎn)物與內(nèi)源性抗原的處理與呈遞有關(guān) HLA III類基因 編碼相應(yīng)的補(bǔ)體成分 乙羥化酶基因 腫瘤壞死因子 熱休克蛋白等 三 人白細(xì)胞抗原復(fù)合體的遺傳特點(diǎn) 1 單倍型遺傳2 高度的多態(tài)性3 邊鎖不平衡性 單倍型遺傳 HLA復(fù)合體是緊密連鎖的 連鎖在一條染色體上的等位基因稱為一個(gè)單倍型 haplotype 而其表達(dá)的抗原產(chǎn)物為表現(xiàn)型 phenotype 又可簡(jiǎn)稱為表型 每一基因都是顯性基因 都編碼相應(yīng)抗原 因此 子代個(gè)體的細(xì)胞表面有兩個(gè)單倍型表達(dá)的抗原 當(dāng)親代的遺傳信息傳給子代的時(shí)候 HLA單倍型作為一個(gè)單位遺傳下去 子女的HLA染色體中 其中一個(gè)單倍型與父親相同 另一個(gè)與母親相同 單倍型遺傳 高度的多態(tài)性 多態(tài)性 Ploymorphism 是指處于隨機(jī)婚配的群體中 同一基因座位可存在兩種以上的基因產(chǎn)物 有些可多達(dá)幾十種 即存在兩種或兩種以上的基因型 根據(jù)目前已知的各座位上等位基因總數(shù) 7個(gè)座位共有148個(gè) 來估算單倍型可以在群體中表達(dá)高于3 8 108個(gè) 個(gè)體表現(xiàn)型和基因型則更多 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全世界總?cè)丝跀?shù) 很難找到一個(gè)單倍型完全相同的人 HLA的高度多態(tài)不僅對(duì)維持種群的生存具有重要的生物學(xué)意義 同時(shí)也對(duì)器官移植帶來很大困難 邊鎖不平衡性 HLA復(fù)合體上各復(fù)等位基因都有各自的基因頻率 四 HLA分布 結(jié)構(gòu)和功能 I類抗原 I類抗原是由HLA A B C座位上的基因編碼的抗原 I類抗原是一種膜糖蛋白 存在于所有核細(xì)胞的膜上 以淋巴細(xì)胞上的密度最多 也分布于血清 尿液 初乳等體液中 分布十分廣泛 II類抗原 II類抗原是由HLA D區(qū) DR DQ DP 座位所編碼的抗原 II類抗原是由兩條糖基化的跨膜多肽鏈構(gòu)成 主要表達(dá)在某些細(xì)胞表面 如B細(xì)胞 巨噬細(xì)胞和其他抗原細(xì)胞 不如I類抗原分布廣泛 II類抗原與免疫應(yīng)答及免疫調(diào)節(jié)有關(guān) II類抗原的存在是T細(xì)胞活化的必需信號(hào) III類抗原 補(bǔ)體系統(tǒng)中的一些成分 如 C2 C4 B因子等由III類基因編碼 它們均分于血清中 五 HLA抗原的表達(dá)與調(diào)控 在各種類型細(xì)胞表面HLA分子表達(dá)與否以及表達(dá)的密度 可以受不同的因素調(diào)節(jié) 一般認(rèn)為 調(diào)控HLA分子表達(dá)的主要環(huán)節(jié)是轉(zhuǎn)錄速率 可能影響HLA表達(dá)的因素有 組織細(xì)胞分化階段 成熟的不同階段 其表達(dá)可有改變 某些疾病狀態(tài) 傳染性疾病 免疫性疾病 造血系統(tǒng)疾病及腫瘤 生物活性物質(zhì) 如某些細(xì)胞因子 IFN TNF等可增強(qiáng)不同類型細(xì)胞HLA I類抗原表達(dá) 六 MHC分子功能 MHC分子作為代表個(gè)體特異性的主要組織抗原 在排斥反應(yīng)中起重要作用 主要組織抗原的作用 參與對(duì)抗原處理 外源性抗原在APC內(nèi)被降解成免疫原性多肽 并與MHC II類分子結(jié)合成穩(wěn)定的復(fù)合物 從而保證了多肽不被進(jìn)一步降解為氨基酸 約束免疫細(xì)胞間的相互作用 具有同一MHC類型的免疫細(xì)胞才能有效地相互作用 又稱為MHC限制性 MHCrestriction 主要組織抗原的作用 參與對(duì)免疫應(yīng)答的遺傳控制機(jī)體對(duì)某種抗原物質(zhì)是否產(chǎn)生應(yīng)答以及應(yīng)答的強(qiáng)弱是受遺傳控制的 控制免疫應(yīng)答的基因稱為Ir基因 一般認(rèn)為位于HLA II類基因區(qū)內(nèi) 誘導(dǎo)自身或同種淋巴細(xì)胞反應(yīng) 參與T細(xì)胞分化過程 第二節(jié)HLA的醫(yī)學(xué)意義 一 HLA與疾病相關(guān)性 不同個(gè)體對(duì)疾病易感性的差異在很大程度上是由遺傳因素所決定的 在群體調(diào)查中比較患者與正常人某些特定等位基因及其產(chǎn)物的頻率 這是研究遺傳決定的對(duì)疾病易感性的主要方法 疾病與特定的HLA型呈非隨機(jī)分布關(guān)聯(lián) 60年代末發(fā)現(xiàn)了某些疾病與特定的HLA型呈非隨機(jī)分布 其中91 以上的北美白人強(qiáng)直性脊柱炎患者帶有HLA B27抗原 這種二個(gè)遺傳學(xué)性狀在群體中同時(shí)出現(xiàn)呈非隨機(jī)分布 稱為關(guān)聯(lián) association 危險(xiǎn)性指數(shù) 特定疾病與某種HLA型別的相關(guān)性可通過相對(duì)危險(xiǎn)性 relativerisk RR 來評(píng)估 其公式為 P C RR P C P 為具有某種抗原的病人數(shù) C 為不帶此抗原的對(duì)照組人數(shù) P 為不帶此抗原的病人數(shù) C 為具有此抗原的對(duì)照組人數(shù) 疾病與某種HLA型別的相關(guān)性 二 HLA表達(dá)異常與疾病的關(guān)系 HLA I類抗原表達(dá)異常在小鼠及許多人類腫瘤或腫瘤衍生的細(xì)胞株均已發(fā)現(xiàn)MHC I類抗原表達(dá)缺失或密度降低 HLA II類抗原表達(dá)異常器官特異性自身免疫疾病的靶細(xì)胞可異常表達(dá)HLA II類抗原 如 I型糖尿病患者的胰島 細(xì)胞 原發(fā)性膽管肝硬化患者的膽管上皮細(xì)胞 三 HLA與排斥反應(yīng) 移植物存活率很大程度上取決于供者和受者之間HLA型別相合的程度 四 HLA與法醫(yī) 由于HLA復(fù)合體的高度多態(tài)性 在無關(guān)個(gè)體間HLA表型全相同的機(jī)率極低 故HLA復(fù)合體被看作是伴隨個(gè)體終生的特異性遺傳標(biāo)記 被應(yīng)用在法醫(yī)上的個(gè)體識(shí)別和鑒定親子關(guān)系上 第三節(jié)HLA分型技術(shù) 一 血清學(xué)分型技術(shù) HLA I類抗原檢測(cè) 微量淋巴細(xì)胞毒試驗(yàn) 補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒試驗(yàn) 原理為取已知HLA抗血清加入待測(cè)外周的血淋巴細(xì)胞 作用后加入兔補(bǔ)體 充分作用后加入染料 觀察細(xì)胞死亡 HLA DR DQ抗原檢測(cè)待測(cè)細(xì)胞為B細(xì)胞 抗血清先用血小板吸收以除去對(duì)I類抗原的抗體后使用同上述 二 細(xì)胞學(xué)分型技術(shù) 判斷淋巴細(xì)胞在識(shí)別HLA抗原決定簇后發(fā)生的反應(yīng) 純合子分型細(xì)胞 homozygotetypingcell HTC 預(yù)致敏淋巴細(xì)胞實(shí)驗(yàn) primedlymphocytetest PLT 三 HLA的DNA分型技術(shù) 一 限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性檢測(cè)技術(shù) 個(gè)體間抗原特異性來自氨基酸順序的差別 后者由編碼基因的堿基順序不同所決定 這種堿基順序的差別造成限制性內(nèi)切酶 識(shí)別位置及酶切位點(diǎn)數(shù)目的不同 從而產(chǎn)生的數(shù)量和長(zhǎng)度不一的DNA酶切片段 用特異性探針以整個(gè)基因組DNA酶切片段進(jìn)行雜交 即可分析限制性長(zhǎng)度片段多態(tài)性 restrictionfragmentlengthpolymorphism RFLP 二 PCR SSO技術(shù) 用人工合成HLA特異的寡核苷酸 sequencespecificoligonucleotide SSO 作為探針 與待檢細(xì)胞經(jīng)PCR擴(kuò)增的HLA基因片段雜交 從而確定HLA型別 三 PCR SSP技術(shù) 目前常規(guī)的HLA DNA分型技術(shù) PCR RFLP PCR SSO 最終均需用標(biāo)記的特異性探針與擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行雜交 再分析結(jié)果 PCR SSP方法乃設(shè)計(jì)出一整套等位基因組特異性引物 sequencespecificprimer SSP 借助PCR技術(shù)獲得HLA型別特異的擴(kuò)增產(chǎn)物 可通過電泳直接分析帶型決定HLA型別 從而大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)步驟 第二部分白細(xì)胞分化抗原 細(xì)胞間的相互作用 機(jī)體免疫系統(tǒng)是由中樞淋巴器官 外周淋巴器官 免疫細(xì)胞和免疫分子所組成 免疫應(yīng)答過程有賴于免疫系統(tǒng)中細(xì)胞間的相互作用 包括細(xì)胞間直接接觸和通過釋放細(xì)胞因子或其它介質(zhì)間接的作用 細(xì)胞間相互識(shí)別 免疫細(xì)胞間或介質(zhì)與細(xì)胞間相互識(shí)別的物質(zhì)基礎(chǔ)是免疫細(xì)胞膜分子 包括細(xì)胞表面的多種抗原 受體和其它分子 細(xì)胞膜分子通常也稱為細(xì)胞表面標(biāo)記 Cellsurfacemarker 免疫細(xì)胞膜分子的研究對(duì)于深入了解免疫應(yīng)答的本質(zhì)以及臨床某些疾病的診斷 預(yù)防和治療具有十分重要的意義 免疫細(xì)胞膜分子的種類 免疫細(xì)胞膜分子的種類相當(dāng)繁多 主要有T細(xì)胞抗原識(shí)別受體 TCR B細(xì)胞抗原識(shí)別受體 BCR 主要組織相容性抗原 白細(xì)胞分化抗原 粘附分子 促分裂原受體 細(xì)胞因子受體 免疫球蛋白的Fc段受體 以及其它受體和分子 一 白細(xì)胞分化抗原 白細(xì)胞分化抗原是白細(xì)胞 還包括血小板 血管內(nèi)皮細(xì)胞 在正常分化成熟不同譜系 lineage 和不同階段以及活化過程中 出現(xiàn)或消失的細(xì)胞表面標(biāo)記 它們大都是穿膜的蛋白或糖蛋白 含胞膜外區(qū) 穿膜區(qū)和胞漿區(qū) 白細(xì)胞分化抗原參與機(jī)體重要的生理和病理過程 免疫應(yīng)答過程中免疫細(xì)胞的相互識(shí)別 免疫細(xì)胞抗原識(shí)別 活化 增殖和分化 免疫效應(yīng)功能的發(fā)揮 造血細(xì)胞的分化和造血過程的調(diào)控炎癥發(fā)生細(xì)胞的遷移 二 粘附分子 粘附分子 adhesionmolecules AM 是指介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞間或細(xì)胞與基質(zhì)間相互接觸和結(jié)合的一類分子 大都為糖蛋白 分布于細(xì)胞表面或細(xì)胞外基質(zhì) extracellularmatrix ECX 中 粘附分子的作用 粘附分子以配體 受體相對(duì)應(yīng)的形式發(fā)揮作用 導(dǎo)致細(xì)胞與細(xì)胞間 細(xì)胞與基質(zhì)間或細(xì)胞 基質(zhì) 細(xì)胞之間的粘附 參與細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)與活化 細(xì)胞的伸展和移動(dòng) 細(xì)胞的生長(zhǎng)及分化 腫瘤轉(zhuǎn)移 創(chuàng)傷愈合等一系列主要生理和病理過程 粘附分子的分類 按粘附分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 可將其分為粘合素超家族的粘附分子 免疫球蛋白超家族的粘附分子 選擇凝集素家族粘附分 鈣離子依賴的細(xì)胞粘附素家族粘附分子及其它未歸類的粘附分子 三 促有絲分裂原受體 有絲分裂原 mitogen 來自植物的糖蛋白或細(xì)菌產(chǎn)物 它能與多種細(xì)胞膜糖類及寡糖基分子結(jié)合 后者為促有絲分裂原受體 結(jié)合后能促使細(xì)胞活化和誘導(dǎo)細(xì)胞分裂 有絲分裂原受體 由于細(xì)胞膜含有不同糖基 因之結(jié)合的分裂原亦不相同 分裂原以非特異方式刺激眾多細(xì)胞膜分裂增殖 無特異性 故可以認(rèn)為是多克隆活化劑 它與抗原特異性的克隆活化是不同的 四 IgFc受體 Ig分為IgM IgG IgA IgD和IgE五類 各類Ig的不同功能主要與其結(jié)構(gòu)有關(guān) 機(jī)體內(nèi)許多細(xì)胞表面具有不同類 IgFc的受體 通過Fc受體與IgFc的結(jié)合 參與Ig介導(dǎo)的生理功能或病理?yè)p傷過程 目前已鑒定明確的Fc受體有Fc R Fc R和Fc R 五 細(xì)胞因子受體 免疫細(xì)胞表面表達(dá)多種細(xì)胞因子受體 cytokinereceptor 不同免疫細(xì)胞表達(dá)細(xì)胞因子受體和種類 密度和親和力有所差別 六 羊紅細(xì)胞受體 人T細(xì)胞表面有能與綿羊紅細(xì)胞結(jié)合的受體 稱為E受體 E受體在體外可與綿羊紅細(xì)胞表面的配體在一定條件下結(jié)合 可在T細(xì)胞表面形成花環(huán)狀 稱為E花環(huán) E花環(huán) 用這個(gè)方法可以檢測(cè)人外周血液T細(xì)胞的相對(duì)百分?jǐn)?shù) 可作為判斷人T細(xì)胞免疫功能指標(biāo)之一 Ereceptor ER T細(xì)胞可以同羊紅血球混合后 形成花環(huán) 稱為E環(huán) 可區(qū)別于B細(xì)胞 七 補(bǔ)體受體 60年代Uhr等人發(fā)現(xiàn)由抗原抗體與補(bǔ)體分子形成免疫復(fù)合物能與部分豚鼠淋巴細(xì)胞結(jié)合 如從復(fù)合物中除去補(bǔ)體 則復(fù)合物與細(xì)胞的結(jié)合明顯減少 證明了細(xì)胞表面有補(bǔ)體受體 Complementreceptor CR 的存在 EAC花環(huán) 其后應(yīng)用抗綿羊紅細(xì)胞抗體 A 和補(bǔ)體 C 致敏的綿羊紅細(xì)胞 E