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(xì)胞抗原2基因H-2系統(tǒng)斯內(nèi)爾GeorgeD.Snell美國(guó)杰克遜實(shí)驗(yàn)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(xì)胞表面的某種抗原人類白細(xì)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(guó)巴黎大學(xué)血液免疫實(shí)驗(yàn)室1916年—2009年

貝納塞拉夫BarujBenacerraf美國(guó)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(guó)杰克遜實(shí)驗(yàn)室1903年--1996年

多塞JeanDausset法國(guó)巴黎大學(xué)血液免疫實(shí)驗(yàn)室1916年--2009貝納塞拉夫BarujBenacerraf美國(guó)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(jiǎng)授予Snell、Dausset和Benacerraf三位科學(xué)家，以表彰他們?cè)凇罢{(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的細(xì)胞表面基因決定性結(jié)構(gòu)方面的杰出研究工作。”HLAClassIIDPLMP/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(xì)胞特異性的結(jié)合配體多樣性機(jī)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(jì)10181015T細(xì)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(xì)胞特異性的結(jié)合配體檢測(cè)抗原特異性T細(xì)胞pMHC與TCR結(jié)合后作用的雙面性特異性增強(qiáng)特異性抑制T細(xì)胞的雙信號(hào)識(shí)別pMHC作為T細(xì)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(cè)抗原特異性T細(xì)胞可溶性pMHC與TCR的親和力低MHC多聚體抗原特異性T細(xì)胞檢測(cè)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(cè)T細(xì)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(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)帶有特定表型TCR的T細(xì)胞的特異性染色。pMHC四聚體的應(yīng)用已經(jīng)證實(shí)在抗病毒、抗腫瘤研究中具有重要的意義

pMHC單體：每一個(gè)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(diǎn)pMHC四聚體：4個(gè)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(gè)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(diǎn)*pMHC四聚體：4個(gè)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(guò)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(cè)抗原特異性T細(xì)胞分選抗原特異性T細(xì)胞克隆刺激抗原特異性T細(xì)胞調(diào)節(jié)抗原特異性T細(xì)胞MHC四聚體檢測(cè)抗原特異性T細(xì)胞四聚體對(duì)特異性CTL的檢測(cè)

MHC抗原肽特異CD8+T細(xì)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(cè)特異性T細(xì)胞的頻率

通過(guò)四聚體測(cè)得的病毒感染的急性期與記憶期病毒特異性CD8+T細(xì)胞是原先估計(jì)值的10倍

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

與原認(rèn)為的在病毒感染免疫應(yīng)答中大部分T細(xì)胞增殖是非特異性相反，四聚體染色結(jié)果說(shuō)明T細(xì)胞的免疫應(yīng)答主要都是針對(duì)病毒抗原，非特異的活化很少了。MHC多聚體檢測(cè)抗原特異性T細(xì)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(cè)抗原特異性T細(xì)胞提供了足夠的親和力。pMHC多聚體引入的熒光標(biāo)記實(shí)現(xiàn)了抗原特異性T細(xì)胞的流式檢測(cè)pMHC四聚體分選抗原特異性T細(xì)胞pMHC四聚體刺激抗原特異性T細(xì)胞產(chǎn)生親和素B7pMHC提供第一活化信號(hào)B7與T細(xì)胞的CD28結(jié)合提供共刺激信號(hào)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(duì)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(xì)胞活化，但若成倍增加注射四聚體的劑量，則通過(guò)誘導(dǎo)T細(xì)胞無(wú)能或AICD反應(yīng)清除雄性特異性的CD8+T細(xì)胞，在體內(nèi)誘導(dǎo)特異性T細(xì)胞耐受.pMHC四聚體在腫瘤免疫治療的潛力

Ogg與Robert等人報(bào)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(guò)特異性抗體靶向結(jié)合于腫瘤細(xì)胞表面從而使腫瘤細(xì)胞對(duì)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(duì)抗原特異性T細(xì)胞的檢測(cè)利用pMHC二聚體誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞利用加載pMHC二聚體的細(xì)胞作為抗原提呈細(xì)胞該抗原提呈細(xì)胞僅提呈單一表位適用于誘導(dǎo)普通抗原特異性T細(xì)胞與同種抗原特異性T細(xì)胞在體外制備腫瘤抗原特異性T細(xì)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(xì)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(xì)胞，研究T細(xì)胞的識(shí)別與效應(yīng)機(jī)制利用pMHC二聚體誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞可溶性pMHC二聚體特異性抑制抗原特異性T細(xì)胞

可溶性pMHC二聚體誘導(dǎo)特異性T細(xì)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(xì)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(xì)胞耐受Fried等人應(yīng)用大鼠pMHC二聚體實(shí)現(xiàn)體內(nèi)保護(hù)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(shí)驗(yàn)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(xì)胞，誘導(dǎo)自身反應(yīng)性T細(xì)胞耐受MHC多聚體的應(yīng)用領(lǐng)域？1.檢測(cè)抗原特異性T細(xì)胞2.分選抗原特異性T細(xì)胞克隆3.誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞4.調(diào)節(jié)抗原特異性T細(xì)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(gè)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(wú)多態(tài)性；CD1表達(dá)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(xì)胞。脂類抗原的CD1分子提呈途徑CD1d-限制性T細(xì)胞－NKT細(xì)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(xì)胞－MAIT細(xì)胞*MAIT-MucosalassociatedinvariantTcells*Surfacephenotype:MainlyDN,someCD8ααinhumanTCRusage:Semi-invariant:mVα19/mVb6,8hVα7.2-Ja33/hVb2,13PredominantlyintheGastrointestinaltract;abundantin