医学免疫学/小鼠H-2基因复合体

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(一)H-2复合体的结构

本世纪30年代,Gorer在鉴定近交系小鼠血型抗原时曾发现4组红细胞抗原,命名为抗原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。其中抗原Ⅱ只存在于某些品系而不存在于另一些品系小鼠中。其后,Snell等用近交系小鼠中生长的肿瘤分别移植于其杂交子代,肿瘤只能在抗原Ⅱ阳性小鼠体内生长,在抗原Ⅱ阴性小鼠体内则被排斥,证明了抗原Ⅱ是一种组织兼容性抗原,故称小鼠的组织兼容性抗原为H-2(histocompatibility antigen-2,H-2)。以后,相继证明编码H-2抗原的基因定位于小鼠第17对染色体上,并证明是由多基因座组成,故称此基因群为主要组织相容性基因复合体

这是一组紧密连锁的基因群,位于第17对染色体上的一个狭窄的区段内,它是由4个遗传区域(uegion)组成,即K区、I区、S区和D区。其中I区又可分为二个亚区(subrugion)即I-A和I-B亚区。在每区或亚区内至少包括一个基因座,如K区基因称为H-2K座。D区至少含有二个座,即H-2D座和H-2L座。I-A亚区含有Aα和Bβ二个座,I-E亚区含E-α和E-β二个座,S区含有6个座。

K和D区基因可编码H-2抗原系,I区基因编码的分子称为I区相关抗原或Ia抗原系(I-region associated antigen,Ia)。S区基因可分别编码补体成分(C4和B因子等)、性限制蛋白(sex-Iimited protem,SIP)以及TNF等因子(图5-1)

小鼠H-2复合体结构示意图


图5-1小鼠H-2复合体结构示意图

(二)H-2复合体的功能

Kiein于1981年按其功能将MHC基因座分为4类,即Ⅰ类座包括K、D和L座,其编码的分子称为Ⅰ类分子,即K、D和L分子。Ⅱ类座其编码的分子称为Ⅱ类分子即Ia抗原。Ⅲ类座其编码的分子称为Ⅲ类分子(包括血清因子、补体分子及TNF等)。Ⅳ类座位于D座右侧,是否属于H-2复合体尚未确定,但与H-2连锁,它包括Tla座和Qa座,其编码的分子称为Ⅳ类分子(Tla分子和Qa分子)。

1.Ⅰ类基因(H-2K,H-2D基因) Snell于50年代偶然发现H-2基因座不是由一个基因组成,他观察到二个品系小鼠(k/k和d/d)杂交的子代(F1:k/d)鼠能接受第三个品系小鼠,(a/a)的肿瘤移植,他对这种意外结果解释为H-2基因座含有二个基因(K/D),a/a品系小鼠具有来自k/k小鼠的一个基因(K)和来自d/d小鼠的另一个基因(D)。这种组合衍生自二个染色体上的相应位置分别称为K座(K locus)和D座(DLocus),二个座分别编码不同的H-2抗原(K分子和T分子)即Ⅰ类分子。

在不同的品系中,K和D分子可能具有不同的抗原特异性称之为特有抗原(prviate antigen)。在K和D分子之间也存在一引些共同的抗原特异性称之为共有抗原(public antigen)。不同的抗原特异性可用编码抗原基因座名称和按检出顺序标明之,如K33、D2等。

在一条染色体上K和D座存在的基因总合称为H-2的单体型(haplotype),不同的单体型可用小写字母表示之。如C57BL品系小鼠的H-2单体型为H-2b,它的二个基因座编码的抗原特异性为K33和D2。

2.Ⅱ类基因(免疫应答基因)近年来对免疫应答的遗传控制进行了系统研究,证明运动对许多抗原的免疫应答是受常染色体显性基因控制,称此基因为免疫应答基因(immune response gene,Ir基因)。McDevitt等研究了小鼠对人工合成多肽体抗原的免疫应答,首先证明了Ir基因与H-2复合体呈连锁关系,定位于H-2K和H-2D座之间,因与免疫应答相关,故称此区段为I区。

通过不同品系小鼠之间交配获得一种具有相同K和D基因的特殊重组体。有这种重组体小鼠进行相互免疫,惊奇地发现在K和D基因之间的染色体区段也控制细胞膜表面的同种异型抗原,将这种新发现的同种异型抗原称为I区相关抗原,即Ia抗原。这种抗原与K和D分子不同,它主要存在于B细胞巨噬细胞树突状细胞以及活化的T细胞上,而在其它组织上均未能发现Ia抗原的存在。其后证明Ia分子与多肽抗原呈递相关。

3.Ⅲ类类基(系指H-2S区的基因)此区含有6个座,包括C4、C2、Bf、Slp、TNF等基因。分别编码C4分子、C2分子、补体B因子,性限制蛋白及肿瘤坏死因子(TNF)等。

32 MHC基因结构 | 人类HLA基因复合体 32
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