一、小鼠H-2基因復合體
。ㄒ)H-2復合體的結(jié)構(gòu)
本世紀30年代,Gorer在鑒定近交系小鼠血型抗原時曾發(fā)現(xiàn)4組紅細胞抗原,命名為抗原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。其中抗原Ⅱ只存在于某些品系而不存在于另一些品系小鼠中。其后,Snell等用近交系小鼠中生長的腫瘤分別移植于其雜交子代,腫瘤只能在抗原Ⅱ陽性小鼠體內(nèi)生長,在抗原Ⅱ陰性小鼠體內(nèi)則被排斥,證明了抗原Ⅱ是一種組織相容性抗原,故稱小鼠的組織相容性抗原為H-2(histocompatibility antigen-2,H-2)。以后,相繼證明編碼H-2抗原的基因定位于小鼠第17對染色體上,并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復合體。
這是一組緊密連鎖的基因群,位于第17對染色體上的一個狹窄的區(qū)段內(nèi),它是由4個遺傳區(qū)域(uegion)組成,即K區(qū)、I區(qū)、S區(qū)和D區(qū)。其中I區(qū)又可分為二個亞區(qū)(subrugion)即I-A和I-B亞區(qū)。在每區(qū)或亞區(qū)內(nèi)至少包括一個基因座,如K區(qū)基因稱為H-2K座。D區(qū)至少含有二個座,即H-2D座和H-2L座。I-A亞區(qū)含有Aα和Bβ二個座,I-E亞區(qū)含E-α和E-β二個座,S區(qū)含有6個座。
K和D區(qū)基因可編碼H-2抗原系,I區(qū)基因編碼的分子稱為I區(qū)相關抗原或Ia抗原系(I-region associated antigen,Ia)。S區(qū)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)
圖5-1小鼠H-2復合體結(jié)構(gòu)示意圖
。ǘ)H-2復合體的功能
Kiein于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類座位于D座右側(cè),是否屬于H-2復合體尚未確定,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于50年代偶然發(fā)現(xiàn)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(jié)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(D Locus),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(tǒng)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復合體呈連鎖關系,定位于H-2K和H-2D座之間,因與免疫應答相關,故稱此區(qū)段為I區(qū)。
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(fā)現(xiàn)在K和D基因之間的染色體區(qū)段也控制細胞膜表面的同種異型抗原,將這種新發(fā)現(xiàn)的同種異型抗原稱為I區(qū)相關抗原,即Ia抗原。這種抗原與K和D分子不同,它主要存在于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(fā)現(xiàn)Ia抗原的存在。其后證明Ia分子與多肽抗原呈遞相關。
3.Ⅲ類類基(系指H-2S區(qū)的基因)此區(qū)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。