細(xì)胞與分子免疫學(xué)：第四章 補(bǔ)體分子(Complement,C)

第四章補(bǔ)體分子(Complement,C)內(nèi)容簡介一.補(bǔ)體概述二.補(bǔ)體及受體的結(jié)構(gòu)三.補(bǔ)體激活途經(jīng)四.補(bǔ)體的調(diào)控五.補(bǔ)體的生物學(xué)功能六.補(bǔ)體異常與疾病

第一節(jié)

概述

1895年Bordet通過免疫溶菌試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新鮮血清中存在一種不耐熱的成分，可輔助特異性抗體介導(dǎo)的溶菌作用。由于這種成分是抗體發(fā)揮溶細(xì)胞作用的必要補(bǔ)充條件。故被稱為補(bǔ)體(complement，C)。1919年獲諾貝爾獎(jiǎng)。補(bǔ)體并非單一分子，而是存在于血清、組織液和細(xì)胞膜表面的一組經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質(zhì)，包括30余種可溶性蛋白和膜結(jié)合蛋白，故被稱為補(bǔ)體系統(tǒng)。目前對(duì)各類補(bǔ)體的cDNA已克隆成功,并獲部分基因工程產(chǎn)品.

一.補(bǔ)體的概念Complementare

globulinofHeat-labilewithenzymeactivityinnormalserumproteinsfromlivercellandmacrophages補(bǔ)體是存在于正常人和動(dòng)物血清、組織液和細(xì)胞膜表面的不耐熱的一組經(jīng)活化后具有酶活性的與免疫有關(guān)的蛋白質(zhì)，包括30余種可溶性蛋白和膜結(jié)合蛋白，故被稱為補(bǔ)體系統(tǒng)。補(bǔ)體是存在于正常血清、組織液及細(xì)胞膜表面，不耐熱，具有酶溶解活性，β球蛋白。二、組成、理化性質(zhì)和命名（一）

組成：30多種蛋白質(zhì)（占５－６％）1固有補(bǔ)體成份：C1-C9BDMBLMASP-1MASP-2,C1分子量最大，C3含量最高(1200mg/L)2.調(diào)節(jié)蛋白：C1INHC4bpHIC8bpCD59SDAFMCP3.受體:CR1-CR5,C3aR,C5aR,C1qR（二）理化性質(zhì)：補(bǔ)體成分均為糖蛋白，多屬

球蛋白，少數(shù)屬

（如C1s、D因子）及

球蛋白(如C1q、C8)。多數(shù)補(bǔ)體成分(尤其是固有成分)對(duì)熱不穩(wěn)定。經(jīng)56℃溫育30分鐘即滅活；在室溫下很快失活；在0～10℃條件下活性僅能保持3～4天。因此。用于研究或檢測(cè)的補(bǔ)體標(biāo)本須保存于-20℃以下。C1/QRS

C2C6C7C9/a鏈

C4C8/a++rC3C5/a+

鏈（三）補(bǔ)體系統(tǒng)的命名固有成分，按其被發(fā)現(xiàn)的先后分別命名為C1(q、r、s)、C2、……C9；其他成分以英文大寫字母表示，如B因子、D因子、P因子、H因子、MBL等；補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白多以其功能命名，如C1抑制物、C4結(jié)合蛋白、衰變加速因子等；補(bǔ)體活化后的裂解片段，以該成分的符號(hào)后面附加小寫英文字母表示，如C3a、C3b等；活化的補(bǔ)體在其符號(hào)上劃一橫線表示，滅活的補(bǔ)體片段，在其符號(hào)前加英文字母i表示，如iC3b。（四）補(bǔ)體的合成肝細(xì)胞和巨噬細(xì)胞是補(bǔ)體的主要產(chǎn)生細(xì)胞，肝細(xì)胞病變可致補(bǔ)體異常如肝壞死、肝硬化、肝癌、重癥肝炎等致補(bǔ)體減少。炎癥狀態(tài)時(shí)，補(bǔ)體可增高。第二節(jié)補(bǔ)體的激活途經(jīng)一、經(jīng)典途經(jīng)（Classicalpathway,CP)1、激活過程：識(shí)別階段：C1活化活化階段：C423活化→C4b2b3b膜攻擊階段：C5→C9活化形成MAC（膜攻擊復(fù)合體）經(jīng)典、旁路、MBL三條既獨(dú)立又交叉的途經(jīng)。C4bMg++C4aCa++C1rC1sC1q

C2bC2bC3

C3ab經(jīng)典途徑：C3、C5轉(zhuǎn)化酶的產(chǎn)生C4b2b3bisC5convertaseC5的活化C3b

C2bC4bC5bC5a

膜攻擊復(fù)合物(MAC)的組裝C5b

C6C7MAC插入細(xì)胞膜C5b

C6C7C8

C9C9C9C9C9C9C9C9C9↙2、激活條件及特點(diǎn)：（1）IC為激活劑（2）C1Q為識(shí)別單位：Fc/2+C1Q（3）C1-C9均參與（4）體免效應(yīng)階段發(fā)揮作用二

MBL激活途經(jīng)：1、特點(diǎn)：1）病原菌甘露糖為激活劑，2）無需抗體參與3）越過C1直接激活C4C24）在感染早期發(fā)揮溶菌作用。2、激活過程：細(xì)菌--巨噬細(xì)胞--IL16TNFa--肝細(xì)胞--MBLCRP--C42--C9(見圖)

三

旁路途經(jīng)：1．

特點(diǎn)：LPS為激活劑，BDP因子參與，直接從C3始活化補(bǔ)體，在感染早期發(fā)揮效應(yīng)。2．

激活過程：（見圖）

膜攻擊復(fù)合體（MAC）MAC組成：

C5678/1分子+C9/12-16MAC效應(yīng)機(jī)制：在胞膜上形成小孔，使得小的可溶性分子、離子以及水分子可自由透過胞膜，但蛋白質(zhì)之類的大分子卻難以從胞漿中逸出，最終導(dǎo)致胞內(nèi)滲透壓降低，細(xì)胞溶解。此外，末端補(bǔ)體成分插入胞膜，可能使致死量鈣離子被動(dòng)向胞內(nèi)彌散，并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

補(bǔ)體三條激活途經(jīng)比較CPAPMBL

激活物ICLPS病菌甘露糖參與成份C1-C9C3-C9C2-C9C3轉(zhuǎn)化酶C4b2bC3bBbC4b2bC5轉(zhuǎn)化酶C4b2b3bC3bnBbC4b2b3b

作用體免效應(yīng)早期非特異早期非特異第三節(jié)補(bǔ)體激活的調(diào)控一、自身衰變調(diào)節(jié)某些補(bǔ)體成分的裂解產(chǎn)物極不穩(wěn)定，易于自行衰變，成為補(bǔ)體激活過程中的一種自控機(jī)制。例如C4b、C3b及C5b易衰變二、補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子的作用（一）C1抑制物(C1INH)C1INH（478aa）調(diào)節(jié)的主要方式：與活化的C1r或C1s結(jié)合形成穩(wěn)定的復(fù)合物而導(dǎo)致C1絲氨酸蛋白酶失活。其作用機(jī)理：C1INH通過提供一個(gè)酷似C1r和C1s的正常底物的序列為“銹鉺”(“bait”),被C1r和C1s裂解暴露出一個(gè)活性部位,然后再與C1r或C1s結(jié)合形成共價(jià)的酯鍵而發(fā)揮抑制作用。(二)C4結(jié)合蛋白（C4bp）C4bp由8個(gè)亞單位組成,電鏡下觀察形似蜘蛛,C4bp以兩種方式抑制補(bǔ)體的活化。第一種方式是,通過其與C2競爭C4b（強(qiáng)27倍）,而從C4b2b中取代C2b,并通過其與C4b的結(jié)合而阻止剩余的C2同C4b結(jié)合,由此抑制C3轉(zhuǎn)化酶的形成。第二種方式是,C4bp作為I因子的一種輔助因子,促進(jìn)I因子對(duì)C4b的裂解。(三)H因子H因子的功能包括以下幾個(gè)方面：(1)為I因子的輔助因子，可增加C3b對(duì)I因子的敏感性。(2)加速C3轉(zhuǎn)化酶的衰變：H因子能將已同C3b結(jié)合的B因子或Bb從C3轉(zhuǎn)化酶中逐出,而使之失去酶活性。(3)阻止替代途徑中初始和放大C3轉(zhuǎn)化酶的形成。(四)I因子I因子的生物學(xué)活性是,在C4bp、MCP、H因子和CR1等輔助因子的協(xié)同下，將C4b裂解為C4d和C4c；使C3b裂解出C3f形成C3bi,后者再進(jìn)一步裂解為C3dg和C3c，由此而控制補(bǔ)體系統(tǒng)的活化。

(五)促衰變因子(DAF)促衰變因子(decayacceleratingfactor,DAF)。膜DAF廣泛分布于各種血細(xì)胞及其他各處的細(xì)胞上,包括紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞(T、B)等。其作用機(jī)理：DAF可置換Bb及C2b，阻止C3和C5轉(zhuǎn)化酶的裝配，并且可通過誘導(dǎo)催化單位C2a或Bb的快速解離而使已形成的C3、C5轉(zhuǎn)化酶失去穩(wěn)定性。DAF的生物學(xué)活性是可保護(hù)宿主細(xì)胞免遭補(bǔ)體介導(dǎo)的溶解破壞。

(六)膜輔蛋白（membranecofactorprotein,MCP)

MCP的主要功能是其輔因子活性。即可與C3b或C4b結(jié)合而促進(jìn)I因子對(duì)C3b和C4b的裂解滅活(圖5-17),從而保護(hù)自身宿主細(xì)胞免遭補(bǔ)體介導(dǎo)的溶解破壞。

(七)CD59CD59是近年(1989)發(fā)現(xiàn)的一種分子量只有18～20kDa的膜性調(diào)節(jié)蛋白。其C端借GPI錨固定于細(xì)胞表面。CD59分布甚廣泛，已證明皮膚、肝、腎、胰、肺、唾腺、神經(jīng)系統(tǒng)、胎盤以及各種血細(xì)胞(紅細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及血小板)和精子上均有表達(dá)。CD59的主要生理功能是防止MAC對(duì)同種或自身細(xì)胞的溶解破壞。目前本室重點(diǎn)研究CD59抗補(bǔ)體活性及與腫瘤逃逸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的相關(guān)性

CD59結(jié)構(gòu)CD59抗補(bǔ)體機(jī)制↗CD59作用機(jī)理通過其與C7、C8或C9的結(jié)合而阻止MAC的組裝。當(dāng)其與C5b～7復(fù)合物結(jié)合后，可阻止其再與C8結(jié)合；當(dāng)其與C8結(jié)合后，則可阻礙結(jié)合至MAC上的第1個(gè)C9分子的鋪展，從而阻止后繼C9的結(jié)合；而當(dāng)其與MAC中的C9結(jié)合后,又可阻止C9進(jìn)一步的聚合。其作用與C8bP相似。

第四節(jié)補(bǔ)體的生物學(xué)作用

BiologicalfunctionofComplement

一．

溶菌、溶細(xì)胞、溶病毒作用：

G-細(xì)菌紅細(xì)胞

溶解G-細(xì)菌溶病毒

二

．調(diào)理吞噬作用：C3b是重要調(diào)理素三、炎癥介質(zhì)作用

補(bǔ)體是急性炎癥反應(yīng)的中心環(huán)節(jié)C3aC4aC5a1.過敏毒素作用：C3aC5a+肥大細(xì)胞R→炎性介質(zhì)釋放2.激肽樣作用：C2a→血管內(nèi)皮細(xì)胞→血管通透性增加3.趨化作用：C5a趨化中性粒細(xì)胞及單核巨噬細(xì)胞→釋放溶酶體酶→激活補(bǔ)體→反饋環(huán)路四．免疫粘附作用：空間干擾，紅細(xì)胞C3b/C4bR（CR1）五．

免疫調(diào)節(jié)作用：

感應(yīng)階段--C3b+網(wǎng)絡(luò)固定抗原增殖分化階段：C3b+BC3bR

效應(yīng)階段：C3b+MQ+NKC3bR--ADCC六．補(bǔ)體系統(tǒng)與凝血、纖溶、激肽系統(tǒng)：共同激活物（LPSIC)及抑制因子（C1INH)、相同的生物活性(炎癥）補(bǔ)體受體的生物學(xué)效應(yīng)

CR1:屬單鏈的膜結(jié)合蛋白，與C3b,C4b有高度親合力.分布于紅細(xì)胞,巨噬細(xì)胞,B細(xì)胞

1、調(diào)理吞噬(MQ)2、清除免疫復(fù)合物(RBC)、

3、促進(jìn)B細(xì)胞增殖分化(B)4、能抑制C3轉(zhuǎn)化酶形成作用

CR2：EBVR

，與B細(xì)胞活化、增殖、記憶有關(guān)

CR3：凝集素活性及粘附作用

CR4：增強(qiáng)Fc受體介導(dǎo)的吞噬作用第五節(jié)

補(bǔ)體異常與疾病一、補(bǔ)體異常與疾?。?/p>

（一）

固有成份遺傳缺陷：嚴(yán)重化膿感染，自身免疫病（二）調(diào)節(jié)蛋白缺陷：

C1INH--遺傳性血管性水腫

HI--C3消耗--腎小球腎炎

DAFMCP–血管內(nèi)溶血--血紅蛋白尿（三）

低補(bǔ)體血癥：

合成不足--肝病大量丟失--腎病及燒傷消耗過多--免疫復(fù)合物?。ㄋ模┡c傳染病有關(guān)：1）病毒表達(dá)MCP模擬蛋白或上調(diào)MCP表達(dá)量；2）干擾補(bǔ)體與免疫復(fù)合物結(jié)合；3）利用補(bǔ)體受體