補(bǔ)體系統(tǒng) (4)ppt課件.ppt

第四節(jié) 補(bǔ)體系統(tǒng) Complement C 第一節(jié)概述 19世紀(jì)末 在發(fā)現(xiàn)體液免疫后不久 Bordet即證明 新鮮血清中存在不耐熱的成分 可輔助特異性抗體介導(dǎo)的溶菌作用 因其是抗體發(fā)揮溶細(xì)胞作用的必要補(bǔ)充條件 故被稱為補(bǔ)體 SRBC 抗SRBC抗體不溶血SRBC 抗SRBC抗體 新鮮動(dòng)物血清溶血SRBC 抗SRBC抗體 加熱處理新鮮動(dòng)物血清不溶血 37 30min 37 30min 37 30min 補(bǔ)體及補(bǔ)體系統(tǒng)的概念 補(bǔ)體 是存在于正常人或脊椎動(dòng)物血清與組織液中的一組被激活后具有酶活性的蛋白質(zhì) 補(bǔ)體系統(tǒng) 是由存在于人或脊椎動(dòng)物血清與組織液中的一組可溶性蛋白及存在于血細(xì)胞與其它細(xì)胞表面的一組膜結(jié)合蛋白和補(bǔ)體受體所組成 一 補(bǔ)體系統(tǒng)的組成與命名 一 補(bǔ)體系統(tǒng)的組成1 補(bǔ)體系統(tǒng)固有成分2 補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白3 補(bǔ)體受體分子 1 補(bǔ)體的固有成分成分 是指補(bǔ)體系統(tǒng)的固有成分 包括 經(jīng)典途徑的C1q C1r C1s C2 C4 甘露聚糖結(jié)合凝集素 MBL 激活途徑的MBL和絲氨酸蛋白酶 旁路激活途徑的B因子 D因子 參與共同末端通路的C3 C5 C6 C7 C8 C9 2 補(bǔ)體的調(diào)節(jié)蛋白 主要以可溶性和膜結(jié)合兩種形式存在 可溶性 包括C1抑制物 P因子 I因子 H因子 C4結(jié)合蛋白 S蛋白等 膜結(jié)合 包括促衰變因子 膜輔助蛋白 同種限制因子和膜反應(yīng)溶解抑制因子等 3補(bǔ)體受體 CR 補(bǔ)體受體可與相應(yīng)的補(bǔ)體活性片段或調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合 介導(dǎo)補(bǔ)體生物學(xué)效應(yīng) 包括CR1 CR5 C3aR C2aR C4aR C5aR等 二 補(bǔ)體系統(tǒng)的命名 1 C 補(bǔ)體的11種蛋白 C1 C2 等 2 英文大寫 一些替代途徑的成分 B因子 3 上劃橫線 具有酶活性的蛋白復(fù)合物 C4b2b 4 英文小寫 蛋白酶裂解的片段 C3aorC5a a為小片段 b為大片段 5 R 補(bǔ)體的受體 CR1orC5aR 6 英文字母i 表示滅活的補(bǔ)體片段 iC3b 二 補(bǔ)體系統(tǒng)的理化性質(zhì) 1 均為糖蛋白 性質(zhì)不穩(wěn)定 對(duì)溫度 酸 堿 紫外線 震蕩 蛋白酶 乙醇等敏感 常用滅活條件為56 30分鐘 2 血清中含量相對(duì)穩(wěn)定不因免疫而增加 僅在某些疾病時(shí)有所變動(dòng) 各組分含量不一 C3最高 D因子最低 分子量大小不一 C1q最大 D因子最小 3 不同種屬動(dòng)物血清補(bǔ)體含量存在差異 4 由肝細(xì)胞 巨噬細(xì)胞 脾細(xì)胞等合成 第二節(jié)補(bǔ)體系統(tǒng)的激活 在生理情況下大多數(shù)血清補(bǔ)體成分以非活化的形式存在 在激活物質(zhì)的作用下或在特定的固相表面上 補(bǔ)體各成分可按一定順序依次被激活 活化的補(bǔ)體才能發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng) 補(bǔ)體系統(tǒng)的激活主要有三條途徑 即經(jīng)典途徑 旁路途徑和MBL途徑 補(bǔ)體活化的特點(diǎn) 多條激活途徑與共同末端通路 多種物質(zhì)激活補(bǔ)體 補(bǔ)體必須在特定的固相表面才依次被激活 補(bǔ)體呈現(xiàn)級(jí)聯(lián)式活化 激活的補(bǔ)體具有多種生物學(xué)效應(yīng) 補(bǔ)體激活的調(diào)控 補(bǔ)體激活途徑的激活物質(zhì) 經(jīng)典途徑 抗原抗體復(fù)合物甘露糖結(jié)合蛋白途徑 甘露糖 N乙酰葡萄糖胺替代途徑 脂多糖 LPS 啟動(dòng) 擴(kuò)增 效應(yīng) 調(diào)控 經(jīng)典途徑 MBL 替代途徑 C3轉(zhuǎn)化酶 C3 C5轉(zhuǎn)化酶 MACs等 終末途徑 甘露糖結(jié)合蛋白途徑 級(jí)聯(lián)放大 裂解效應(yīng) 補(bǔ)體激活的途徑 經(jīng)典途徑MBL途徑替代途徑 C3aC3C3b C5aC5C5b C6 C9 終末途徑 C3是血清中含量最高的補(bǔ)體蛋白 同時(shí)因?yàn)樗旧淼幕钚?具有放大反應(yīng)的作用 C3 一 補(bǔ)體活化的經(jīng)典途徑 傳統(tǒng)途徑 第一途徑 C1途徑概念 是指免疫復(fù)合物經(jīng)激活C1q C1r C1s C4 C2 C3成分 形成C3轉(zhuǎn)化酶與C5轉(zhuǎn)化酶的活化過程 激活順序 C1 4 2 3 5 6 7 8 9作用 在感染的中晚期起作用 一 激活物與激活條件 主要激活物 免疫復(fù)合物 immunecomplex IC 激活條件 C1僅與IgMCH3或IgG1 3CH2結(jié)合才能活化 一個(gè)C1分子必須同時(shí)與Ig兩個(gè)或兩個(gè)以上補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合才能被激活 IgG需 個(gè)分子 IgM需1個(gè)分子 二 激活過程 參與成分 包括C1 C9 按其在激活過程中的作用 可分為三組 1 識(shí)別單位 C1q C1r C1s 2 活化單位 C4 C2 C3 3 膜攻擊單位 C5 C9 經(jīng)典途徑的激活過程 可分為三個(gè)階段1 識(shí)別階段 C1活化2 活化階段 C3 C5轉(zhuǎn)化酶的形成3 膜攻擊階段 共同末端通路 1 識(shí)別階段 識(shí)別單位 C1qr2s2 1 C1q6個(gè)相同的亞基 2 C1r絲氨酸酯酶 3 C1s絲氨酸蛋白酶 C1進(jìn)一步活化C4 C2 C3轉(zhuǎn)化酶的形成 C3轉(zhuǎn)化酶 a C4b2a C4b2a C5轉(zhuǎn)化酶的形成 C3 C4b2aC3a C3bC3b C4b2aC4b2a3bC4b2a3b C5轉(zhuǎn)化酶 2 活化階段 攻膜復(fù)合體 MAC 的形成 12 15個(gè)C9插入靶細(xì)胞膜 溶解靶細(xì)胞激活位置不同 形成產(chǎn)物不同 3 膜攻擊階段 MAC 3 膜攻擊階段 MAC的電鏡結(jié)果 補(bǔ)體誘導(dǎo)的RBC膜的破裂 二 補(bǔ)體活化的旁路途徑 概念 是由病原微生物等提供接觸表面 不經(jīng)過C1 C4 C2 從C3活化開始 有B因子D因子參與的激活過程 又稱第二途徑或替代途徑 作用 在感染早期即發(fā)揮作用 一 激活物與激活條件 主要激活物 是某些細(xì)菌 革蘭陰性菌的LPS 酵母多糖 葡聚糖 寄生蟲 聚合IgA和IgG4 激活條件 啟動(dòng)成分 C3 C5 C6 C7 C8 C9參與成分 B D P H I等因子 Mg2 激活物為旁路途徑的激活提供了保護(hù)性微環(huán)境和接觸表面 二 激活過程 1 生理情況下的準(zhǔn)備階段2 激活階段3 旁路途徑是補(bǔ)體系統(tǒng)重要的放大機(jī)制 1 生理情況下的準(zhǔn)備階段 在生理?xiàng)l件下 血清中C3可受蛋白酶等作用 緩慢而持久的自發(fā)降解 產(chǎn)生低水平的C3b 在Mg2 離子存在下 C3b可與B因子結(jié)合形成C3bB復(fù)合體 血清中活化的D因子可將結(jié)合狀態(tài)的B因子裂解為Ba和Bb Ba釋放入液相 Bb仍粘附于C3b 形成C3bBb 即旁路途徑C3轉(zhuǎn)化酶 可裂解C3 C3bBb極不穩(wěn)定 可被迅速降解 C3的低速裂解和低濃度C3轉(zhuǎn)化酶 C3bBb 的形成 對(duì)補(bǔ)體的激活具有重要意義 2 激活階段 激活物質(zhì)的存在可為C3b或C3bBb提供不易被I因子 H因子滅活的保護(hù)性微環(huán)境 使旁路途徑從緩慢進(jìn)行的準(zhǔn)備階段過渡至激活階段 C3b與C3bBb結(jié)合為C3bBb3b 或C3bnBb 即旁路途徑C5轉(zhuǎn)化酶 C5轉(zhuǎn)化酶一旦形成即進(jìn)入末端效應(yīng)階段 其后續(xù)激活過程及效應(yīng)與經(jīng)典途徑完全相同 最終形成MAC 導(dǎo)致靶細(xì)胞溶解 3 旁路途徑是補(bǔ)體系統(tǒng)重要的放大機(jī)制 結(jié)合于激活物表面的C3bBb或C3bBbP 即固相C3轉(zhuǎn)化酶 可使C3大量裂解 產(chǎn)生更多C3b 大量C3b還可再與B因子結(jié)合 形成更多C3轉(zhuǎn)化酶 從而構(gòu)成旁路途徑的反饋性放大機(jī)制 三 補(bǔ)體活化的MBL途徑 概念 MBL 甘露糖結(jié)合凝集素 與細(xì)菌和病毒等微生物表面的糖蛋白的甘露糖殘基或糖結(jié)合 進(jìn)而激活 4 2 3的活化途徑 MBL 即甘露糖聚合凝集素 感染最早期肝細(xì)胞合成的急性反應(yīng)蛋白 是一種鈣依賴結(jié)合蛋白 在結(jié)構(gòu)上與C1q相似 MBL首先與細(xì)菌的甘露糖殘基結(jié)合 然后與絲氨酸蛋白酶結(jié)合 形成MBL相關(guān)絲氨酸蛋白酶 MASP MASP 即MBL結(jié)合的絲氨酸蛋白酶 具有與活化的C1相似的生物學(xué)活性 之后的反應(yīng)過程與經(jīng)典途徑相似 三 補(bǔ)體活化的MBL途徑 活化順序及主要參與成分 甘露糖結(jié)合凝集素 MBL 絲氨酸蛋白酶 SP C4 C2 C3 C5 9 Ca2 Mg2 MBL途徑 MASP MBL 相關(guān)的絲氨酸蛋白酶 補(bǔ)體激活的途徑 經(jīng)典途徑MBP途徑替代途徑 C3aC3C3b C5aC5C5b C6 C9 終末途徑 C5b C6 C7 C8 C9 攻膜復(fù)合體 MAC 攻膜復(fù)合體的結(jié)構(gòu) C7 C6 C8 12 15 攻膜復(fù)合體在細(xì)胞膜上打孔 補(bǔ)體殺死病原體 MACs效應(yīng) 啟動(dòng) 擴(kuò)增 效應(yīng) 調(diào)控 經(jīng)典途徑 MBP 替代途徑 C3轉(zhuǎn)化酶 C3 C5轉(zhuǎn)化酶 MACs等 終末途徑 甘露糖結(jié)合蛋白途徑 級(jí)聯(lián)放大 裂解效應(yīng) 四 三條激活途徑的比較 補(bǔ)體的三條激活途徑既有共同之處 又有各自特點(diǎn) 旁路途徑和MBL途徑在初次感染或感染早期發(fā)揮作用 對(duì)機(jī)體自身穩(wěn)定和防御原發(fā)性感染有著重要意義 經(jīng)典途徑則通常在疾病恢復(fù)或持續(xù)過程中發(fā)揮作用 補(bǔ)體三條激活途徑的比較 第三節(jié)補(bǔ)體系統(tǒng)的調(diào)節(jié) 補(bǔ)體系統(tǒng)的激活在體內(nèi)受一系列調(diào)節(jié)機(jī)制的嚴(yán)格控制 使之反應(yīng)適度 以防止補(bǔ)體成份過度消耗和對(duì)自身組織產(chǎn)生損傷 補(bǔ)體系統(tǒng)激活的調(diào)控乃通過補(bǔ)體自身衰變以及體液中和細(xì)胞膜上存在的各種調(diào)節(jié)因子而實(shí)現(xiàn) 一 補(bǔ)體的自身調(diào)控 補(bǔ)體激活過程中產(chǎn)生的大量生物活性物質(zhì)極不穩(wěn)定 易發(fā)生自行衰變 成為補(bǔ)體激活過程中的自控機(jī)制 如C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶以及游離的C4b C3b C5b不穩(wěn)定等 二 補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子的調(diào)控 血清中含有多種補(bǔ)體成分的抑制物或滅活因子 分別滅活特定的補(bǔ)體成分 補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子C1抑制分子 C1INH C4結(jié)合蛋白 C4bp I因子H因子P因子 膜攻復(fù)合物形成的調(diào)節(jié) 補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子的調(diào)控 按其作用特點(diǎn)可分為三類 防止或限制補(bǔ)體在液相中自發(fā)激活的抑制劑 抑制或增強(qiáng)補(bǔ)體對(duì)底物正常作用的調(diào)節(jié)劑 保護(hù)機(jī)體組織細(xì)胞免遭補(bǔ)體破壞作用的抑制劑三個(gè)環(huán)節(jié) C1活化 C3轉(zhuǎn)化酶形成 MAC組裝 C1INH H I DAF C4bp HRF CD59等 第四節(jié)補(bǔ)體的生物學(xué)功能 補(bǔ)體系統(tǒng)的功能可分為兩大方面 補(bǔ)體在細(xì)胞表面激活并形成MAC 介導(dǎo)溶細(xì)胞效應(yīng) 補(bǔ)體激活過程中產(chǎn)生不同的蛋白水解片段 從而介導(dǎo)各種生物學(xué)效應(yīng) 第四節(jié)補(bǔ)體的生物學(xué)功能 一 溶細(xì)胞 細(xì)菌和病毒 二 調(diào)理作用 三 維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定 四 引起炎癥反應(yīng) 五 參與適應(yīng)性免疫 六 參與免疫調(diào)節(jié)及與其他系統(tǒng)的相互作用 一 溶細(xì)胞 細(xì)菌和病毒 抗微生物感染 補(bǔ)體系統(tǒng)被激活后形成膜攻擊單位 插于靶細(xì)胞膜上 使細(xì)胞膜表面形成許多小孔 最終導(dǎo)致靶細(xì)胞溶解 溶解多種靶細(xì)胞 如紅細(xì)胞 粒細(xì)胞 血小板 病毒感染的靶細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等 中和及溶解病毒 在補(bǔ)體參與下可顯著增強(qiáng)抗體對(duì)病毒的中和作用 可直接溶解有包膜的病毒 阻止病毒對(duì)易感細(xì)胞的吸附和傳入或干擾病毒在細(xì)胞中增殖 二 調(diào)理作用 補(bǔ)體裂解產(chǎn)物 C3b C4b 與細(xì)胞或其他顆粒性物質(zhì)結(jié)合 在靶細(xì)胞 或免疫復(fù)合物 與吞噬細(xì)胞間作為橋梁使兩者連接起來 從而促進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬作用 稱為補(bǔ)體的調(diào)理作用 三 維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定 1 清除免疫復(fù)合物 是指結(jié)合在細(xì)菌或其他顆粒及IC上的C3b或C4b可與表達(dá)CR的紅細(xì)胞 血小板或某些淋巴細(xì)胞結(jié)合 形成較大的聚合物 易被吞噬清除的現(xiàn)象 2 清除凋亡細(xì)胞 四 引起炎癥反應(yīng) 1 激肽樣作用 C2a具有激肽樣作用 能增強(qiáng)血管通透性 引起炎癥性充血 故稱其為補(bǔ)體激肽 2 過敏毒素樣作用 C3a C4a C5a均具有過敏毒素作用 可使肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞脫顆粒 釋放組胺等生物活性介質(zhì) 引起毛細(xì)血管擴(kuò)張 血管通透性增加 平滑肌痙攣等 3 趨化作用 C3a C5a和C567有趨化作用 能吸引中性粒細(xì)胞和單核 巨噬細(xì)胞等向炎癥部位聚集 發(fā)揮吞噬作用 增強(qiáng)炎癥反應(yīng) 五 參與適應(yīng)性免疫 參與適應(yīng)性免疫應(yīng)答的啟動(dòng)促進(jìn)B細(xì)胞 T細(xì)胞的活化 增殖與分化參與記憶