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HLA
的生物学功能
2012-12-28 15:16:45
来源：
生物秀
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HLA
抗原
(
分子
)
最初是作为同种抗原诱发移植排斥反应而被发现的，但很快就认识到它在调节免疫应答和某些疾病的易感性中 起重要作用。一、对
蛋白质抗原的处理与递呈
HLA
最主要的功能之一是作为抗原递呈分子。已知两类
HLA
< br>分子所递呈的抗原有不同的特点。细菌、蛋白质等非
...…
HLA
抗原
(
< br>分子
)
最初是作为同种抗原诱发移植排斥反应而被发现的
，
但很快就认识到它在调节免疫应答和某些疾病的易感性中起
重
要作用。
一、对蛋白质抗原的处理与递呈
HL
A
最主要的功能之一是作为抗原递呈分子。已知两类
HLA
分子所递呈的抗原有不同的特点。细菌、蛋白质等非自身细胞产生
的
外源性抗原由
APC
吞噬或内化后，
在
内体中降解成肽段后移行到
M
Ⅱ
C
，
并与从内质网转运到
M
< br>Ⅱ
C
中的
HLA
Ⅱ类分子结合成
抗原肽Ⅱ类分子复合体，运送到细胞表面供
CD4
＋
T
细胞识别
(
图
5.5)
。病毒抗原、
肿瘤抗原等内源性抗原，在细胞质内首先经
LMP
降解成肽段，
通过
TAP(
在内质网膜上
)
转运到内质网腔中，使之与新合成的
HLA
Ⅰ类
分子结合成抗原肽
?
Ⅰ类分子复合体，
经高尔基体转运到细胞表面，供
CD8
＋
T
细胞识别
(
图
5.5)
。
.5
HLA
分子对抗原的处理、转运示意图
最近研究发现，
HLA
Ⅰ类分子亦可与那些从吞噬小泡进入胞
质中的外源性抗原
(
经
LMP
、
TAP
作用
)
结合，转运至细胞表面，引起
CD8+T
细胞
应答。同样，在某些情况下，
HLA
Ⅱ类分子亦可与内原性抗原
结合，引起
CD4+T
细胞应答。可见，
HLA
对抗原的处
理与递呈是十分复杂的过程。
HLA
分子的组织分布
优尔生门户网站
04 12 2008 8:07PM
作者：优尔生
HLA
分子的组织分布
经典
HLAI
类分子
(HL
A-A
、
B
、
C)
和Ⅱ类分子
(HLA-DR
、
DQ
、
DP)
以糖
蛋白形式表达在细胞膜表面，HLAⅢ类分子则
以可溶性形式存在于血浆中。非经典
HLA I
类分子的表达有别于经典
I
类分子。
经典的
HLA
I
类分子
HLA-A
、
HLA-B<
/p>
表达在除绒毛外滋养细胞外的所有有核细胞表面，
HLA-C
分子则可表达在包括
绒毛外滋养层细胞内的所有有核细胞表面。
但不同组织和不同细胞类型的表达水平不同。
I
< br>类分子表达量最高的
是淋巴细胞，一个细胞可含
5X10
5
分子，约占膜蛋白的
1
％。
Mq>
、
IX
；及中性
粒细胞也高表达
HLA
I
类分子。相
反，肺、心、肝细胞、成纤维细胞、肌细胞、神经细胞表达低水平
I
类分子。
HLA I
类分子表达尚
与细胞发育分
化阶段有关，如
B
细胞变
成浆细胞时
HLA
分子不表达；某些分化阶段的精细胞也不表达
HLA I
类分子。
非经典
HLA
工类分子在细胞表面的表达则与经典
Ia
分子不同，
HLA-E
分子在细胞表面表达的特点是其需要与
HLA-G
和<
/p>
HLA-A
、
HLA-B
、
HLA~C
分子来源的先导序列结合。因此
HLA-E
分子的表达与其他
I
类分子，特别是
HLA-G
分子
的表达密切相关。
HLA-G
分子的表达同样具有局限性，除
了能在单核细胞、胸腺表达外，有时也可在肌肉纤维、
肝胆管和肾小管内皮细胞上检测到
，但主要是表达在浸人母体蜕膜的绒毛外滋养层细胞
(extra villous <
/p>
trophoblasts
，
EVT)<
/p>
表面。
HLA-F
分子研究与报导均最少
，虽然对
HLA-F
是否能在细胞表面表达尚有争论，但近
来确认
HLA-F
可表达在妊娠期间的滋养
层细胞上。因此，妊娠时滋养层细胞可同时高表达非经典
HLA-E
、
HLA-F
、
HLA-G
分子。
经典
HLA
Ⅱ类分子
(DR
、
DQ
、
DP)
的表达则局限在特定细胞群，主要是
Mqo
、
DC
、成熟<
/p>
B
细胞等
APC
。此外激活的
T
细胞及激活的单核细胞也表达经典Ⅱ类分子。中
性粒细胞、未致敏的
T
细胞、肝、肾、脑及胎儿滋养层细胞等均
不表达
HLAⅡ类分子。
HLA
I
类分子结构
优尔生门户网站
04 12 2008 8:07PM
作者：优尔生
HLA
I
类分子结构
经典
HLA I
类分子是由重链
(
。链
)
和轻链
(p
链
)
经非共价
键连接成的异二聚体
(
图
4-4)
。属免疫球蛋白超家属。
α
链分别由
HLA-A
、
HLA-B
、
HLA-C
基因编码，
分子质量
约
45
kDa
，
p
链即卢
2
微球蛋白
(p2m)
，
分子质量约为
12kDa
，
编码基因位于第
15
号染色体。细胞膜上
HLA I
类分子表达
需要。链和
p
链同时存在。
HLA
I
类分子结构
模式图；
B
．极面观；
C
．侧面观。
1
．
I
类分子重链的基本结构
α
链由三个细胞外结构域
(
即
α
1
、
α
2
和
α
3)
、
穿膜区和胞质区三部分组成。
α
l
、
α
2
和
α
3
结构域分别包含约
90<
/p>
个氨基酸残基。
α
3
结构域与免疫球蛋白恒定区结构域同源，
是与
T
细胞表面
CD8
分子相结合的部位。疏水性的穿膜
区由
25
个氨基酸残基组成，以
α
螺旋结构穿过类脂双层。亲水性细胞内结构
域由
30
～
40
个氨基酸残基组成并具
有数个磷酸化位置。
2
．轻链
(
β
链
)
前面提到，
I
类分子的轻链为
< br>12kDa
的
p2m
，氨基酸序
列高度保守，在不同物种之间差别极小，
可相互替代。
β
2m
的作用主要是稳定
I
类分子并使其能有效地表达于细胞表面。
3
．抗原结合槽
I
< br>类分子的抗原结合槽由。链的。
1
和。
< br>2
结构域组成，每个结构域折叠成一个
r
螺旋和四条
p-
片层。
两个<
/p>
r
螺旋组成凹槽的壁而八条
p-
片层构成了凹槽的底。
凹槽的二头封闭。
进入<
/p>
I
类抗原结合槽内的抗原
肽一般由
9
个氨基酸残基组成，
9
肽与
HLA
分子的结合亲和力要比大于或小于
9
肽的抗原肽高
100
～<
/p>
1
000
倍。抗
原肽一般含有一段与某个特定
HLA
分子结合的部位，
称为锚着位，
位于该部位上的氨基酸则称为锚着残基
< br>(anchor
residue)
。与
HLA
I
类分子相结合的锚着位从氨基端算起，一般为第
2
位和第
9
位。相应的锚着残基插
入
HLA
分
子抗原结合凹槽中的“袋”
(pocket)中，
通过氢键与工类分子相结合。
抗原肽中间
部位一般均有一定程度的隆起，
可作为
T
细胞表位被
TCR
识别。在正常情况下
I
类分子抗原结合槽内结合的往往是自身抗原肽。
HLA
I
类分子与抗原肽结合构象
A
不同长度抗原肽在
HLA I
类分子抗原结合槽中构象不同。此处示
P2
和
P9
为抗原肽与
MHC I
类分子结合的锚着
位；
BMHC
< br>分子抗原结合槽中的抗原肽以其氨基酸侧链
(
黑色
)
与
MHC
分子的侧
链
(
灰白色
)
相互作用。
HLAⅡ类分子结构
优尔生门户网站
04 12 2008 8:07PM
作者：优尔生
HLAⅡ类分子结构
Ⅱ类分子是由<
/p>
α
链和
β
链组成
的异二聚体。
α
链分子质量为
33kD
a
，
β
链分子质量为
< br>28kDa
，
α
链和
β
链以
非共价键相互连接。与
I
类分子轻链不同，
α
链和
β
链各自均有两个胞外结构域
(
α
1
、
α
< br>2
和
β
l
、
β
2)
、穿膜
序列和胞内段。
α
2
／
β
2
结构域与
I
类分子的
α
3
结构域相
似，
能与
T
细胞表面的
CD4
受体结合。
与
I
类分子不
同，
Ⅱ类分子的抗原结合槽分别由<
/p>
α
链的
α
1
结构域和
β
链的
β
1
结构域相互结合，
各自构成二条
α
7-
螺旋和
八条
平行
β
-
片层的一半，
凹槽形状与
I
类分子凹槽极相似，
两者几乎可以重叠。
HLAⅡ类分子和抗原肽的结合有
其特
点：①肽长为
13
～
18
个氨基酸残基，因为抗原结合槽的两头是开放的；②抗原肽通常有一段由
9<
/p>
个氨基酸
残基组成的核心结合序列
(co
re binding sequence)
，直接参与与
MH
C
分子的结合并显示供
TCR
识别的表
位；③
以氢键与
HLAⅡ类分子结合的部位较多，包括核心结合
序列中间的氨基酸残基。
Ⅱ类分子结构的另一个重要特点是<
/p>
α
／
β
异二聚体
可相互作用再形成一个双二聚体
(dimet
。
fdimers)
，其中两
个抗原结合槽反向相互结合
。这种复合分子可能有利于两个
TCR
／
CD3
和两个
CDl
分子发生多聚作
用，启动信号
传导。
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