MHC多聚體分子免疫學(xué)

MHC多聚體分子免疫學(xué)1936年P(guān)eterA.Gorer用近交系小鼠發(fā)現(xiàn)小鼠的移植排斥現(xiàn)象同種異型移植同種同型移植決定移植排斥反應(yīng)的基因：血細胞抗原2基因H-2系統(tǒng)斯內(nèi)爾GeorgeD.Snell美國杰克遜實驗室1903年--1996年

1948年證明了H-2基因復(fù)合體腎移植后出現(xiàn)的排斥反應(yīng)人白細胞表面的某種抗原人類白細胞抗原（humanleukocyteantigen,HLA）1954年，J.Dausset發(fā)現(xiàn)了人類的MHC——HLA系統(tǒng)。多塞JeanDausset法國巴黎大學(xué)血液免疫實驗室1916年—2009年

貝納塞拉夫BarujBenacerraf美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院1920年—2011年1963年，發(fā)現(xiàn)了免疫應(yīng)答（Ir）基因，并發(fā)現(xiàn)Ir基因與MHC緊密連鎖。斯內(nèi)爾GeorgeD.Snell美國杰克遜實驗室1903年--1996年

多塞JeanDausset法國巴黎大學(xué)血液免疫實驗室1916年--2009貝納塞拉夫BarujBenacerraf美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院1920年--20111980年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎授予Snell、Dausset和Benacerraf三位科學(xué)家，以表彰他們在“調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的細胞表面基因決定性結(jié)構(gòu)方面的杰出研究工作?！盚LAClassIIDPLMP/TAPDMDQDR1BCAHLAClassI1452965626ABCNoofpolymorphismsababab38522813835107DRDPDQNoofpolymorphismsMHC

多態(tài)性1322m2121ClassII(HLA-DR)ClassI（HLA-A,B,C）HLA提呈抗原肽的多樣性pMHC作為T細胞特異性的結(jié)合配體多樣性機制

abgd

V7052107D0202J611322組合多樣性332028N序列插入37311V區(qū)基因數(shù)66x102連接多樣性2x10111013總

計10181015T細胞與TCR的多樣性TCR與pMHC特異性結(jié)合的可能應(yīng)用領(lǐng)域？pMHC作為T細胞特異性的結(jié)合配體檢測抗原特異性T細胞pMHC與TCR結(jié)合后作用的雙面性特異性增強特異性抑制T細胞的雙信號識別pMHC作為T細胞特異性的結(jié)合配體抗腫瘤抗感染抗移植排斥抗自身免疫檢測抗原特異性T細胞可溶性pMHC與TCR的親和力低MHC多聚體抗原特異性T細胞檢測與調(diào)控的重要工具pMHC多聚體技術(shù)的出現(xiàn)為

TCR提供了高親和力配體1996年Altman等人建立了pMHC四聚體技術(shù)Science,1996,274(5284):94-96.

被引用次數(shù)：23681993年P(guān)orto等人建立了pMHC二聚體技術(shù)

PNAS,1993,6671-6675

pMHC四聚體技術(shù)1996年Altman等人建立的MHC-抗原肽四聚體技術(shù)，已成為特異、敏感的檢測T細胞克隆的工具。解決了TCR與其配體pMHC單體低親合力結(jié)合的問題，從而實現(xiàn)對帶有特定表型TCR的T細胞的特異性染色。pMHC四聚體的應(yīng)用已經(jīng)證實在抗病毒、抗腫瘤研究中具有重要的意義

pMHC單體：每一個MHC分子與其相應(yīng)限制性的肽段結(jié)合，并具有酶催化的生物化位點pMHC四聚體：4個生物素化的可溶性MHC-抗原肽復(fù)合物單體與標(biāo)記的親合素結(jié)合形成的復(fù)合物pMHCI類分子四聚體結(jié)構(gòu)示意圖*pMHC單體：每一個MHC分子與其相應(yīng)限制性的肽段結(jié)合，并具有酶催化的生物化位點*pMHC四聚體：4個生物素化的可溶性MHC-抗原肽復(fù)合物單體與標(biāo)記的親合素結(jié)合形成的復(fù)合物MHC四聚體結(jié)構(gòu)示意圖HLA四聚體種類HLAI類分子：HLA-A2,HLA-A11,HLA-A24,HLA-A28，HLA-B8,HLA-B27等

HLAII類分子：HLA-DR1,HLA-DR4,HLA-DQ等

非經(jīng)典MHC分子：HLA-E,HLA-FHLA-G,等MHC類似分子：CD1d，MR1MHC/抗原肽四聚體制備過程示意圖MHC/抗原肽四聚體pMHC四聚體與TCR的特異性結(jié)合檢測抗原特異性T細胞分選抗原特異性T細胞克隆刺激抗原特異性T細胞調(diào)節(jié)抗原特異性T細胞MHC四聚體檢測抗原特異性T細胞四聚體對特異性CTL的檢測

MHC抗原肽特異CD8+T細胞頻率(%)HIVHumanHLA-A2*0201Gag77-850.8(PBMC)HIVHumanHLA-A2*0201Pol476-4840.8(PBMC)HIVHumanHLA-B*3501Env77-852.7(PBMC)EBVHumanHLA-A2*0201BMLF16(PBMC)EBVHumanHLA-B8BALF144(PBMC)SIVMonkeyMamu-A*01Gag191-18910.3(PBMC)LCMVMouseH-2LdNP118-12656(spleen)VirusSpeciesMHC四聚體檢測特異性T細胞的頻率

通過四聚體測得的病毒感染的急性期與記憶期病毒特異性CD8+T細胞是原先估計值的10倍

驚人的體內(nèi)抗原特異性T細胞增長速度，在LCMV感染的3-5天，抗原特異性T細胞增倍的時間只需6-8小時。

與原認為的在病毒感染免疫應(yīng)答中大部分T細胞增殖是非特異性相反，四聚體染色結(jié)果說明T細胞的免疫應(yīng)答主要都是針對病毒抗原，非特異的活化很少了。MHC多聚體檢測抗原特異性T細胞的基本原理？pMHC與TCR的特異性結(jié)合提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)pMHC多聚化為檢測抗原特異性T細胞提供了足夠的親和力。pMHC多聚體引入的熒光標(biāo)記實現(xiàn)了抗原特異性T細胞的流式檢測pMHC四聚體分選抗原特異性T細胞pMHC四聚體刺激抗原特異性T細胞產(chǎn)生親和素B7pMHC提供第一活化信號B7與T細胞的CD28結(jié)合提供共刺激信號生物素化的pMHC自身免疫及移植物排斥

Maile等人]利用雌性HY-TCR轉(zhuǎn)基因鼠模型對其移植雄性鼠的皮膚，體內(nèi)注射HY-I類分子四聚體發(fā)現(xiàn)可誘導(dǎo)特異性的CD8+T細胞活化，但若成倍增加注射四聚體的劑量，則通過誘導(dǎo)T細胞無能或AICD反應(yīng)清除雄性特異性的CD8+T細胞，在體內(nèi)誘導(dǎo)特異性T細胞耐受.pMHC四聚體在腫瘤免疫治療的潛力

Ogg與Robert等人報導(dǎo)了一種新的抗瘤策略：應(yīng)用腫瘤特異性的抗體與pMHC四聚體結(jié)合形成復(fù)合物，通過特異性抗體靶向結(jié)合于腫瘤細胞表面從而使腫瘤細胞對四聚體特異性的CTL的溶解效應(yīng)敏感。

pMHC二聚體的構(gòu)建策略MHC二聚體pMHCpMHC二聚體對抗原特異性T細胞的檢測利用pMHC二聚體誘導(dǎo)抗原特異性T細胞利用加載pMHC二聚體的細胞作為抗原提呈細胞該抗原提呈細胞僅提呈單一表位適用于誘導(dǎo)普通抗原特異性T細胞與同種抗原特異性T細胞在體外制備腫瘤抗原特異性T細胞，探索抗腫瘤的有效方法。在體外誘導(dǎo)病毒抗原特異性T細胞，尋求打破慢性病毒感染的新的途徑。獲得單一表位特異性T細胞，研究T細胞的識別與效應(yīng)機制利用pMHC二聚體誘導(dǎo)抗原特異性T細胞可溶性pMHC二聚體特異性抑制抗原特異性T細胞

可溶性pMHC二聚體誘導(dǎo)特異性T細胞耐受的示意圖可溶性pMHC二聚體特異性抑制抗原特異性T細胞

可溶性pMHC二聚體在抗移植排斥反應(yīng)中的應(yīng)用

O’Herrin等人利用小鼠可溶性pMHCI類分子二聚體體

外誘導(dǎo)同種T細胞耐受Fried等人應(yīng)用大鼠pMHC二聚體實現(xiàn)體內(nèi)保護同種

移植物的作用

可溶性pMHC二聚體在抗自身免疫性疾病中的應(yīng)用Masteller等人應(yīng)用pMHCII類分子作為治療性的生物分子應(yīng)用于轉(zhuǎn)TCR而產(chǎn)生的糖尿病的老鼠。

實驗結(jié)果顯示，可溶性pMHCII類分子二聚體可特異性的抑制自身反

應(yīng)性T細胞，誘導(dǎo)自身反應(yīng)性T細胞耐受MHC多聚體的應(yīng)用領(lǐng)域？1.檢測抗原特異性T細胞2.分選抗原特異性T細胞克隆3.誘導(dǎo)抗原特異性T細胞4.調(diào)節(jié)抗原特異性T細胞感染免疫腫瘤免疫3.自身免疫性疾病4.同種移植排斥反應(yīng)MHC類似分子-MHCIb分子CD1分子MR1分子H2-M3分子HLA-E,HLA-G/Qa-1,Qa-2個體多樣性低CD1分子遞呈途徑1.CD1的特征分五型：CD1A、B、C、D、E,與b2m組成二聚體；與MHCI/II類分子有30%同源性，無多態(tài)性；CD1表達于專職APC表面，還可存在于內(nèi)體/溶酶體腔室中，酸性環(huán)境改變其構(gòu)象，與抗原結(jié)合。2.抗原遞呈特征主要遞呈糖脂或脂類抗原，特別是分支桿菌的某些成分；遞呈給CD4+T、CD8+T、CD4-CD8-+T細胞。脂類抗原的CD1分子提呈途徑CD1d-限制性T細胞－NKT細胞CD1d-restrictediNKTCellsIL-4,-10,-13IFN-gIL-17,TNFaSurfacephenotype--TCRint,NK1.1+,CD4+orCD4-CD8-TCRusage--Va14-Ja18(Va24-Ja18inhuman),preferentiallyassociatewithVb8,Vb7,andVb2Canbedetectedby-galactosylceramide(-GalCer)-loadedCD1dtetramersRapidreleaseofcytokinesuponactivationImmunologicalfunctions--immuneresponsesagainstpathogens,anti-tumorimmunity,autoimmunityCD1dInvariantTCRTypeINKTcell(iNKTcell)APCMR1分子提呈途徑Lars

Kjer-Nielsen,

et

al,

Nature,

2012,

Nov,

491:

717-723α1α2α3β2m6-FP6-FPα1α2β2mα390o

rotationMR1HFEMHC-1CD1dMR1限制性T細胞－MAIT細胞*MAIT-MucosalassociatedinvariantTcells*Surfacephenotype:MainlyDN,someCD8ααinhumanTCRusage:Semi-invariant:mVα19/mVb6,8hVα7.2-Ja33/hVb2,13PredominantlyintheGastrointestinaltract;abundantin