(二)Ⅱ类抗原的结构和分布
1. Ⅱ类分子的结构 MHC Ⅱ类分子是由α、β两条链通过结合紧密的非共价键连接组成的异源双体。α链分子量32~34kDa,有2个N连接寡糖,β链 29~32kDa,有一个N-连接糖基化点(图6-9)。Ⅱ类分子α、β链是由不同基因所碥码。α、β链各有2个结构域α1、α2及β1、β2。每个结构域约含90氨基酸残基,除α1区外,α2、β1、β2每个区各含一个二硫键。 α1和β1与Ig结构域无相似性,组成肽结合区。α2和β2区与Igγ3和Cμ4相似,属免疫球蛋白超家族C1型结构,非多态性。所有DR等位基因编码的DR分子α2区结构都相同, 但不同于DPα2或DQα2者。CD4分子与Ⅱ类分子非多态部分相结合。
图6-9 MHCⅡ类分子结构模式图
Ⅱ 类抗原的多态性主要与 DQα、DQβ、DRβ和DPβ链有关。在人类Ⅱ类抗原是HLA-D/DP、DQ、DR抗原,其中D和DP抗原在MLR中为刺激T细胞激活的抗原决定簇 (major lymphocyte activating determinants,Lads抗原),而DR和DQ则刺激抗体的产生, 这与下述的HLA抗原检测的方法有关。
α2和β2羧基端侧有一个短的连接区。穿膜区约含25个氨基酸残基。胞浆区可能与信号的转导有关。尽管尚未获得α和β链的X-线晶体衍射图,从MHCⅠ、Ⅱ类分子结构和功能的相似性以及最近结果提示MHCⅡ类分子肽结合的多肽折叠形式与MHC Ⅰ类分子十分相似,α1和β1各形成4条β折叠股和一条α螺旋。8条折叠股组成一个底层,支撑2个α螺旋,α、β链2个α螺旋形成肽结合区深槽的侧面(图6-10)。
最近在细胞内发现与MHCⅡ类分子相连的第三条链,称之γ链,约30kDa,属免疫球蛋白超家族成员,非MHC编码,γ链氨基端在胞浆内,而羧基端在细胞膜外。 在γ链到达细胞膜之前它是与MHCⅡ类分子分离的。γ链确切的生理功能还不清楚,可能是(1)改变MHCⅡ 类分子α、β链翻译后加工的性质;(2)参与Ⅱ类分子细胞内的运行;(3)与Ⅱ类分子将外来抗原提呈给辅助性T细胞的功能有关;(4)最近又认为γ链可防止机体自身合成的肽与Ⅱ类分子结合,以保证Ⅱ类分子肽结合点为外源性抗原结合之用。
图6-10 MHCⅡ类分子多肽的折叠(推测)
注: 本图为顶面观,白色剪头代表β折叠股,白圈表示α螺旋,黑
色线为二硫键,边缘的虚线方块表示尚未确定的多肽折叠。
2.I区相关抗关
(1)Ia抗原的概念: Klein、Shrefler(1974、1975年) 将小鼠I区基因所编码的抗原称为Ia抗原(I region associated antigen),也有人将I区中的Ir基因的产物称为Ia抗原。目前一般把人类Ⅱ类抗原,尤其DR抗原也称为Ia抗原。
(2)Ia抗原的分布: 小鼠Ia抗原主要在B细胞、巨噬细胞、表皮细胞、精子、活化T细胞、郎罕氏细胞、树突状细胞等。Ia抗原的组织分布见表6-6。
表6-6 Ia抗原的组织细胞分布(细胞荧光染色阳性率%)
Ia抗原主要分布在脾脏、淋巴结的淋巴细胞、巨噬细胞、胚胎肝细胞、表皮细胞、活化内皮细胞、骨髓细胞和精子细胞上,某些肿瘤细胞也具有Ia抗原。而红细胞、血小板、脑组织、肾脏和成年肝细胞未见有Ia抗原。
无论是Th还是Tc/Ts被激活后一部分细胞表达Ia抗原。此外巨噬细胞、表皮郎罕氏细胞、树突状细胞也含有较高比例的Ia抗原,有人认为Ia抗原还与巨噬细胞亚群分类有关。
D抗原分布还缺乏系统资料。但从现有资料中看到,除B淋巴细胞外,T细胞、单核细胞、上皮细胞、内皮细胞和精子细胞也可以诱导淋巴母细胞反应,提示上述细胞存在D抗原,而血小板不存在D抗原。
(3)Ia抗原的功能: Ia抗原最主要的功能是作为Ir基因的产物,参与免疫应答的遗传控制及其应答过程中的遗传限制作用,这将在本章第五节中重点加以讨论。此外还有以下的生物学功能:
①与B细胞分化的关系: 分化发育尚未成熟的B细胞以及B细胞型白血病细胞均可检出Ia抗原,成熟的浆细胞表面不能检出Ia抗原。
②人类Ia抗原与MLR刺激: 在单向MLR中刺激同种异体T细胞增殖的刺激细胞除B细胞外,其它的Ia阳性细胞如建株B细胞、精子、巨噬细胞、郎罕氏细胞的刺激能力与表面Ia抗原有关,巨噬细胞和郎罕氏细胞较强,精子较弱。抗人Ia样抗血清或抗Ia样单克隆抗体对人类MLR均有非常明显的抑制效应。
③人类Ia样抗原与免疫辅佐细胞: 只有Ia阳性的单核-巨噬细胞、 表皮郎罕氏细胞和树突状细胞具有执行抗原提呈细胞(antigen presenting cell,APC)的辅助免疫应答的功能。最近发现Ia阳性B细胞也是机体重要的抗原提呈细胞。
④人类Ia样与T淋巴细胞: T细胞经活化后(包括PHA、ConA、PWM,可溶性抗原, 同种异体抗原刺激)能合成并在细胞表面表达Ia抗原,其特异性与同一个体Ia抗原相一致。促有丝分裂原激活的Ia阳性T细胞以PWM刺激后比例最高,PHA次之,ConA最低。
⑤Ia抗体与免疫增强: 免疫增强(immunologicalenhancement) 主要是由Ia抗体介导的一种特异性免疫抑制作用。 有人认为移植前输血所引起移植物存活延长现象是由B细胞导致的主动免疫增强现象。免疫增强的机制还不十分明了,可能与Ia抗体与Ia抗原结合后,阻止了供体Ia抗原对Th的刺激作用,从而阻断移植排斥免疫应答的致敏过程;另一可能是Ia抗体的抗原结合位置可刺激受者产生抗独特型抗体, 这种抗独特型抗体可与Th细胞上Ia 抗原识别受体相结合,从而阻止了Th细胞对Ia抗原的识别,阻断移植后排斥反应的产生。