醫學免疫學/小鼠H-2基因複合體

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醫學免疫學

免疫細胞膜分子（一）：主要組織兼容性抗原
- MHC基因結構
  - 小鼠H-2基因複合體
  - 人類HLA基因複合體

（一）H-2複合體的結構

本世紀30年代，Gorer在鑒定近交系小鼠血型抗原時曾發現4組紅細胞抗原，命名為抗原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。其中抗原Ⅱ只存在於某些品系而不存在於另一些品系小鼠中。其後，Snell等用近交系小鼠中生長的腫瘤分別移植於其雜交子代，腫瘤只能在抗原Ⅱ陽性小鼠體內生長，在抗原Ⅱ陰性小鼠體內則被排斥，證明了抗原Ⅱ是一種組織兼容性抗原，故稱小鼠的組織兼容性抗原為H-2(histocompatibility antigen-2,H-2)。以後，相繼證明編碼H-2抗原的基因定位於小鼠第17對染色體上，並證明是由多基因座組成，故稱此基因群為主要組織相容性基因複合體。

這是一組緊密連鎖的基因群，位於第17對染色體上的一個狹窄的區段內，它是由4個遺傳區域（uegion）組成，即K區、I區、S區和D區。其中I區又可分為二個亞區（subrugion）即I-A和I-B亞區。在每區或亞區內至少包括一個基因座，如K區基因稱為H-2K座。D區至少含有二個座，即H-2D座和H-2L座。I-A亞區含有Aα和Bβ二個座，I-E亞區含E-α和E-β二個座，S區含有6個座。

K和D區基因可編碼H-2抗原系，I區基因編碼的分子稱為I區相關抗原或Ia抗原系（I-region associated antigen,Ia）。S區基因可分別編碼補體成分（C4和B因子等）、性限制蛋白(sex-Iimited protem,SIP)以及TNF等因子（圖5-1）

小鼠H-2複合體結構示意圖

圖5-1小鼠H-2複合體結構示意圖

（二）H-2複合體的功能

Kiein於1981年按其功能將MHC基因座分為4類，即Ⅰ類座包括K、D和L座，其編碼的分子稱為Ⅰ類分子，即K、D和L分子。Ⅱ類座其編碼的分子稱為Ⅱ類分子即Ia抗原。Ⅲ類座其編碼的分子稱為Ⅲ類分子（包括血清因子、補體分子及TNF等）。Ⅳ類座位於D座右側，是否屬於H-2複合體尚未確定，但與H-2連鎖，它包括Tla座和Qa座，其編碼的分子稱為Ⅳ類分子（Tla分子和Qa分子）。

1．Ⅰ類基因（H-2K，H-2D基因） Snell於50年代偶然發現H-2基因座不是由一個基因組成，他觀察到二個品系小鼠(k/k和d/d)雜交的子代（F1：k/d）鼠能接受第三個品系小鼠，(a/a)的腫瘤移植，他對這種意外結果解釋為H-2基因座含有二個基因（K/D）,a/a品系小鼠具有來自k/k小鼠的一個基因（K）和來自d/d小鼠的另一個基因（D）。這種組合衍生自二個染色體上的相應位置分別稱為K座（K locus）和D座(DLocus),二個座分別編碼不同的H-2抗原（K分子和T分子）即Ⅰ類分子。

在不同的品系中，K和D分子可能具有不同的抗原特異性稱之為特有抗原（prviate antigen）。在K和D分子之間也存在一引些共同的抗原特異性稱之為共有抗原(public antigen)。不同的抗原特異性可用編碼抗原基因座名稱和按檢出順序標明之，如K33、D2等。

在一條染色體上K和D座存在的基因總合稱為H-2的單體型（haplotype）,不同的單體型可用小寫字母表示之。如C57BL品系小鼠的H-2單體型為H-2b,它的二個基因座編碼的抗原特異性為K33和D2。

2．Ⅱ類基因（免疫應答基因）近年來對免疫應答的遺傳控制進行了系統研究，證明運動對許多抗原的免疫應答是受常染色體顯性基因控制，稱此基因為免疫應答基因（immune response gene,Ir基因）。McDevitt等研究了小鼠對人工合成多肽體抗原的免疫應答，首先證明了Ir基因與H-2複合體呈連鎖關係，定位於H-2K和H-2D座之間，因與免疫應答相關，故稱此區段為I區。

通過不同品系小鼠之間交配獲得一種具有相同K和D基因的特殊重組體。有這種重組體小鼠進行相互免疫，驚奇地發現在K和D基因之間的染色體區段也控制細胞膜表面的同種異型抗原，將這種新發現的同種異型抗原稱為I區相關抗原，即Ia抗原。這種抗原與K和D分子不同，它主要存在於B細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞以及活化的T細胞上，而在其它組織上均未能發現Ia抗原的存在。其後證明Ia分子與多肽抗原呈遞相關。

3．Ⅲ類類基（系指H-2S區的基因）此區含有6個座，包括C4、C2、Bf、Slp、TNF等基因。分別編碼C4分子、C2分子、補體B因子，性限制蛋白及腫瘤壞死因子（TNF）等。