第五章 主要组织相容性复合体及其编码分子

 第五章  主要组织相容性复合体及其编码分子

学习目的和要求

一、掌握MHC和MHC分子的概念
二、掌握HLA基因结构及其多基因特性
三、掌握经典的MHCⅠ类分子、Ⅱ类分子结构、分布及其生物学功能
四、熟悉MHC基因多态性的概念及其生物学意义
五、熟悉MHC-肽相互作用的分子基础及特点
六、了解HLA与临床医学
七、了解非经典的HLAⅠ类、Ⅱ类基因、免疫功能相关基因及炎症相关基因

课程内容

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)是一复杂的基因群，其编码的产物称MHC分子，生物学功能是提呈抗原肽，调控免疫应答，在特异性免疫应答中起重要作用。小鼠MHC称为H-2基因（复合体）；人的MHC称为HLA基因（复合体），其产物称为HLA分子或HLA抗原。
一、MHC结构及其多基因特性
MHC由Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类基因组成，具有多基因特性，此外还包括多种免疫功能相关基因。
（一）经典的MHCⅠ类和Ⅱ类基因
1.H-2复合体
H-2位于小鼠第17号染色体。Ⅰ类基因包括K、D、L三个基因座位；Ⅱ类基因包括Ab、Aa、Eb、Ea四个基因座位；Ⅲ类基因编码补体成分。
2.HLA基因
HLA基因位于人第6号染色体，经典的HLAⅠ类基因（HLAⅠa基因）包括A、B、C三个基因座位（分别编码相应Ⅰ类分子的α链）；经典的HLAⅡ类基因包括DP、DQ和DR三个亚区，每一亚区又包括A、B基因座位，分别编码Ⅱ类分子的α链和β链。
（二）免疫功能相关基因
1.HLA Ⅲ类基因
编码血清补体成份，如C4B、C4A、Bf、C2
2.抗原加工、提呈相关基因（位于HLA II类基因区）
（1）低分子量多肽（LMP）基因
（2）抗原加工相关转运体（TAP）基因
（3）HLA－DM基因
（4）HLA－DO基因
（5）TAP相关蛋白基因
（三）非经典Ⅰ类基因（HLA I b基因）
1.HLA－E基因
2.HLA－G基因
（四）炎症相关基因（位于HLA Ⅲ类基因区）
1.TNF基因
2.转录调节基因
3.MHCⅠ类相关基因(MIC)
4.热休克蛋白（HSP）基因
二、MHC的多态性
1.多态性  多态性（polymorphism）指一个基因座位上存在多个等位基因，系一群体概念，即群体中不同个体可拥有不同的等位基因。
2.HLA多态性的产生及生物学意义
多态性的产生：自然选择（选择压力）
生物学意义：群体水平上赋予人类的生存优势。
*单元型遗传
*共显性表达
*连锁不平衡
三、MHC编码分子——人的HLA分子
1.经典的HLAⅠ类分子
经典Ⅰ类分子包括HLA A分子、B分子和C分子，分布于有核细胞表面。经典Ⅰ类分子的结构相似，均由α链（含α1、α2和α3三个结构域）和β链（β2m,由人的15号染色体编码）组成；其中α1和α2构成Ⅰ类分子抗原结合槽，α3和β2m构成免疫球蛋白样区。
2.经典的HLAⅡ类分子
经典Ⅱ类分子包括HLA DP分子、DQ分子和DR分子，分布在APC和活化的T细胞表面。Ⅱ类分子均由α链（含α1、α2结构域）和β链（含β1和β2结构域组成）；其中α1、β1构成Ⅱ类分子的抗原结合槽，α2、β2构成免疫球蛋白样区。
四、MHC分子和抗原肽的相互作用
MHC的生物学功能是通过结合、提呈抗原肽得以实现的。
1.MHC分子和抗原肽相互作用的分子基础
锚定位：抗原肽上和MHC分子结合的特定部位
锚定残基：抗原肽中锚定位上的氨基酸残基
共同基序：能与同一型别MHC分子结合的不同抗原肽具有的相同或相似的锚定残基。
2.MHC和抗原肽相互作用的特点
专一性与包容性。
五、MHC的生物学功能
（一）提呈抗原、参与适应性免疫应答
1.提呈抗原供T细胞识别，启动特异性免疫应答
2.介导T细胞在胸腺中的分化、成熟。
3.疾病易感性个体的主要决定者
4.调控机体免疫功能
（二）参与固有免疫应答
MHC免疫功能相关基因参与对非特异性免疫应答的调控
1.补体基因——补体编码
2.非经典Ⅰ类基因——调控NK细胞活性
3.炎症相关基因——调控炎症反应
六、HLA与临床医学
1.HLA与器官移植：
2.HLA异常表达和临床疾病
3.HLA与疾病关联
4.HLA与亲子鉴定和法医学

考核知识点

一、MHC基本概念
二、MHC基因组成特点
三、MHC分子结构与功能
四、MHC遗传特点
五、HLA与临床医学
六、MHC-肽相互作用

考核要求

一、掌握：
1.MHC复合体、MHC分子、HLA复合体、HLA分子概念
2.HLA基因组成特点
3.经典的MHCⅠ类、Ⅱ类分子结构及生物学功能
二、熟悉：
1.MHC遗传特点（单元型遗传、多态性、连锁不平衡）
2.MHC-肽相互作用特点、分子基础（锚定位、锚定残基、共同基序）
三、了解：
HLA与临床医学（移植、疾病关联、法医学应用）