GOU VPO Tver državna medicinska akademija Ministarstva zdravlja Rusije Katedra za kliničku imunologiju sa alergologijom

GLAVNI KOMPLEKS KOMPATIBILNOSTI HISTO

Nastavno pomagalo za opću imunologiju. Tver 2008.

Proizvodi

Nastavno-metodička izrada za praktičnu nastavu iz opšte imunologije za studente 5. godine medicinskog i pedijatrijskog fakulteta, kao i za kliničke specijalitete i doktore zainteresovane za imunologiju.

Sastavio vanredni profesor Yu.I. Budchanov.

Šef katedre, profesor A. A. Mikhailenko

© Budchanov Yu.I. 2008

Motivacija Imunogenetika je nova i važna grana imunologije. Poznavanje sistema histokompatibilnosti

Neophodan je ne samo u transplantologiji, već iu razumijevanju regulacije imunološkog odgovora, te interakcije stanica u imunološkom odgovoru. Određivanje HLA antigena koristi se u sudskoj medicini, populacijskim genetičkim studijama i u proučavanju gena predispozicije za bolesti.

1. Učenik mora znati: A. Strukturu ljudskog HLA sistema.

B. HLA antigeni klase I, II i njihova uloga u međućelijskim interakcijama. B. Pojmovi genotip, fenotip, haplotip.

D. Značaj HLA tipizacije u medicini.

E. Odnos između HLA antigena i niza ljudskih bolesti. 2. Student mora biti sposoban:

Primijeniti stečena znanja iz imunogenetike u kliničkoj praksi.

Pitanja za samopripremu na temu lekcije:

1. Koncept gena i antigena histokompatibilnosti. HLA ljudski sistem. Nomenklatura, organizacija gena (geni klase I, II, III).

2. Antigeni klase I i III, njihova uloga u međućelijskim interakcijama, u prezentaciji antigena T-limfociti, u fenomenu dvostrukog prepoznavanja.

3. Pojam HLA fenotipa, genotipa, haplotipa. Osobine nasljeđivanja.

4. Metode istraživanja i tipizacije HLA sistema: serološke, ćelijski posredovane, genske (lančana reakcija polimeraze, DNK sonde).

5. Praktični aspekti tipizacije HLA antigena. HLA u populacijama, biološki značaj.

6. HLA i ljudske bolesti, mehanizmi povezivanja.

LITERATURA ZA SAMOOBRAZOVANJE

1. Khaitov R.M., Ignatieva G.A., Sidorovich I.G. Imunologija. Norma i patologija. Udžbenik. - 3rd

ur., M., Medicina, 2010. - 752 str. – [str.241 - 263].

2. Khaitov R.M. Imunologija: udžbenik za studente medicine. – M.: GEOTAR-Media, 2006. - 320 str. - [Sa. 95-102].

3. Belozerov E.S. Klinička imunologija i alergologija. A-Ata., 1992, str. 31-34.

4. Zaretskaya Yu.M. Klinička imunogenetika. M., 1983.

5. Metodički razvoj. 6. Predavanje.

dodatnu literaturu

Konenkov V.I. Medicinska i ekološka imunogenetika. Novosibirsk, 1999 Yarilin A.A. Osnove imunologije. M., 1999, str. 213-226.

Aleksejev L.P., Khaitov R.M. HLA i medicina. Sat. Savremeni problemi alergologije, imunologije i imunofarmakologije. M., 2001, str. 240-260.

MOŽETE LI ODGOVORITI?

(Uđite kod kuće. Samokontrola će odrediti teška pitanja za diskusiju. Na času ćete provjeriti tačnost odgovora, dopuniti ih. Pokušajte sami pronaći odgovore i pokazati da to možete.)

1. U kojem paru hromozoma se nalazi glavni kompleks histokompatibilnosti kod ljudi? …………….

2. Ćelije kojih organa i tkiva sadrže transplantirane ćelije? …………antigeni

……………………………………………………………………………….……………………. .

3. Šta znači skraćenica HLA? ……………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………… .

4. Na kojim ćelijama nisu pronađeni antigeni HLA sistema? ……………………….…

…………………………………………………………………………………………. .

5. Od kojih lokusa, podblokusa se sastoji MCGS: Klasa I ……..……… Klasa II ………………………………

III razred ……………………………………………….. .

6. Genetski proizvodi koje klase MHC nisu eksprimirani na ćelijskoj membrani? ……………………….

7. Koje ćelije treba izolovati da bi se otkrila HLA klasa II? ………………..……………………………… .

8. Kako se otkrivaju HLA antigeni? …………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………….. .

9. Tipizirani pacijent ima 6 mogućih antigena HLA-A, HLA-B, HLA-C. Kako se zove takva situacija? …………………………….

10. Koji antigen histokompatibilnosti se često nalazi kod pacijenata sa ankilozirajućim spondilitisom?

…………………….. .

11. Koji geni su uključeni u HLA klasu III? …………………………………………..……………………………

…………………………………………………………………………………………… .

12. Koji lanci čine antigene HLA klase I? ………………….

13. Od kojih lanaca se sastoje antigeni HLA klase II? ……………………………

14. Citotoksični limfocit (CD8) prepoznaje strani peptid u kompleksu sa HLA koje klase?

…………………………. .

15. Th (CD4+) prepoznaje strani antigen predstavljen od strane dendritske ćelije ili makrofaga u kombinaciji sa HLA koje klase? …..………

Koje su moguće kombinacije antigena eritrocita kod djeteta ako je izoantigenski sastav

eritrociti
Otac: AO, NM, ss, dd, Cc, Ee,		i majke: AB, MM, SS, DD, Cc, EE.
Izaberi tačan odgovor.
	AO, MN, Ss, DD, CC, EE
	AA, MM, Ss, Dd, cc, ee
	OO, NN, Ss, Dd, CC, Ee
	AB, MN, Ss, Dd, cc, EE
	AO, NN, Ss, Dd, Cc, EE
	AB, MM, SS, Dd, cc, Ee
Napišite još jedan tačan odgovor ___, ___, ___, ___, ___, ___.			Možeš li više?
Koliko? …………. .

Referentni i teorijski materijali

Glavni kompleks histokompatibilnosti (MHC) je sistem gena koji kontroliraju sintezu antigena koji određuju histokompatibilnost tkiva tokom transplantacije organa i izazivaju reakcije koje uzrokuju odbacivanje transplantata. Površinske strukture citomembrane stanica koje induciraju reakcije

odbijanje, dobio ime antigeni histokompatibilnosti, a geni koji ih kodiraju nazvani su geni histokompatibilnosti - H-geni (Histocompatibility). Otkriće antigena histokompatibilnosti poslužilo je kao osnova za razvoj transplantacijske imunologije.

Nakon toga je dokazano da je glavni kompleks histokompatibilnosti

glavni genetski sistem koji određuje funkcionisanje imunog sistema,

posebno T-sistem imunog sistema. GCGC reguliše imuni odgovor,et kodira sposobnost prepoznati "svoje" i "tuđe", odbaciti strane ćelije, sposobnost sintetiziranja brojnih

Klasični antigeni HLA sistema se uopšte ne detektuju u masnom tkivu i na eritrocitima, kao ni na neuronima i ćelijama trofoblasta.

		ŠEMA LOKACIJE GENA HLA SISTEMA
		NA HROMOSOMU 6
DP LMP TAP DQ DR		C2 Bf C4b C4a TNF

Kod ljudi, glavni sistem histokompatibilnosti naziva se HLA sistem (humani leukocitni antigeni). Ovo je sistem gena koji kontrolišu sintezu antigena histokompatibilnosti. Sastoji se od tri regije smještene na kratkom kraku 6. hromozoma. Ovi regioni se zovu: klasa 1, klasa 2, klasa 3 (klasa I, klasa II, klasa III) Region uključuje gene ili lokuse. Naziv svakog HLA gena sadrži slovnu oznaku lokusa (A, B, C) i serijski broj, na primjer: HLA-A3, HLA-B27, HLA-C2, itd. Antigeni koje kodira gen također imaju istu oznaku.. Na D lokusu su identifikovana 3 sublokusa (DP, DQ, DR). (Pogledajte dijagram iznad). Na listi koju je odobrila SZO nalazi se 138 HLA antigena. (Međutim, upotreba tipizacije DNK, odnosno sposobnost proučavanja samih gena, dovela je do identifikacije više od 2000 alela samo posljednjih godina).

Klasa I uključuje HLA - A, -B i -C lokuse. Ova tri lokusa humanog glavnog kompleksa histokompatibilnosti kontrolišu sintezu transplantacijskih antigena, što se može odrediti serološkim metodama (CD - Serološki određen). Molekuli antigena HLA klase I sastoje se od 2 podjedinice: α- i β-lanaca (vidi sliku). Teški ili α-lanac se sastoji od 3 ekstracelularna fragmenta - α1, α2 i α3 domena (ekstracelularni domeni), malog regiona koji pripada ćelijskoj membrani (transmembranski region) i intracelularnog fragmenta (citoplazmatski region). Laki lanac je β2-mikroglobulin, nekovalentno vezan za α-lanac i nije vezan za ćelijsku membranu.

α1 i α2 domeni formiraju udubljenje u kojem se može locirati peptid (antigenski region) dužine 8-10 aminokiselina. Ova depresija se zove peptid-vezujući rascjep(od engleskog rascjepa).

(Nedavno otkriveni novi antigeni HLA klase I uključuju MIC i HLA-G antigene. Za sada se malo zna o njima. Treba napomenuti da je HLA-G, koji se naziva neklasični, tek identificiran

na površini ćelija trofoblasta i majci obezbeđuje imunološku toleranciju na fetalne antigene.)

Region klase 2 (D-regija) HLA sistema sastoji se od 3 podlokusa: DR, DQ, DP, koji kodiraju transplantacijske antigene. Ovi antigeni spadaju u kategoriju antigena otkrivenih ćelijski posredovanim metodama, odnosno reakcijom miješane kulture limfocita (engleska mixed lymphocyte culture - MLC). Nedavno su izolovani HLA-DM i -DN lokusi, kao i TAP i LMP geni (koji nisu eksprimirani na ćelijama). Klasični su DP, DQ, DR.

Predstavljeni peptid je prikazan crvenom bojom.

Nedavno su dobijena antitijela koja mogu identificirati DR i DQ antigene. Stoga se antigeni klase 2 trenutno određuju ne samo metodom posredovanim ćelijama, već i serološki, kao i antigeni klase 1 HLA.

HLA molekuli klase 2 su heterodimerni glikoproteini koji se sastoje od dva različita α i β lanca (vidi sliku). Svaki lanac sadrži 2 ekstracelularna domena α1 i β1 na N-terminalnom kraju, α2 i β2 (bliže ćelijskoj membrani). Postoje i transmembranski i citoplazmatski regioni. α1 i β1 domeni formiraju udubljenje koje može vezati peptide dužine do 30 aminokiselinskih ostataka.

MHC-II proteini nisu eksprimirani na svim ćelijama. Molekuli HLA klase II prisutni su u velikim količinama na dendritskim ćelijama, makrofagima i B-limfocitima, tj. na onim ćelijama koje stupaju u interakciju sa pomoćnim T-limfocitima tokom imunološkog odgovora, koristeći

Molekuli HLA klase II

T-limfociti

značajan iznos

antigeni 2. klase, ali kada su stimulirani mitogenima, IL-2

počinju da izražavaju molekule HLA klase 2.

Neophodno

Mark,

sve 3 vrste interferona

uvelike poboljšati

izraz

HLA molekuli 1

na ćelijskoj membrani različitih ćelija. Dakle

γ-interferon u

značajno pojačava ekspresiju molekula klase 1 na T- i B-limfocitima, ali i na malignim tumorskim ćelijama (neuroblastom i melanom).

Ponekad se nađe urođeni poremećaj u ekspresiji HLA molekula 1. ili 2. klase, što dovodi do razvoja " sindrom golog limfocita V". Pacijenti s takvim poremećajima pate od nedovoljnog imuniteta i često umiru u djetinjstvu.

Region III klase sadrži gene čiji su proizvodi direktno uključeni u imunološki odgovor. Uključuje strukturne gene za komponente komplementa C2 i C4, Bf (properdin faktor) i faktor tumorske nekroze-TNF (TNF) gene. Ovo uključuje gene koji kodiraju sintezu 21hidroksilaze. Dakle, proizvodi gena HLA klase 3 nisu eksprimirani na ćelijskoj membrani, već su u slobodnom stanju.

HLA-antigenski sastav ljudskog tkiva određen je alelnim, genima vezanim za svaki od lokusa, tj. jedan hromozom može imati samo jedan gen svakog lokusa.

U skladu sa osnovnim genetskim obrascima, svaki pojedinac je nosilac ne više od dva alela svakog lokusa i sublokusi (po jedan na svakom od uparenih autozomnih hromozoma). Haplotip (skup alela na jednom hromozomu) sadrži po jedan alel svakog od HLA sublokusa. Istovremeno, ako je pojedinac heterozigotan za sve alele HLA kompleksa, kod njega se tokom tipizacije ne detektuje više od dvanaest HLA antigena (A, B, C, DR, DQ, DP - sublokusi). Ako je pojedinac homozigot za neke antigene, kod njega se otkriva manji broj antigena, ali taj broj ne može biti manji od 6.

Ako tipizirani subjekt ima maksimalni mogući broj HLA antigena, to se naziva “puna kuća” (“puna kuća” antigena).

Nasljeđivanje HLA gena odvija se prema kodominantnom tipu, u kojem potomstvo u

Najbogatiji HLA antigenima su limfociti. Stoga se otkrivanje ovih antigena provodi na limfocitima. ( Zapamtite kako izolirati limfocite iz periferne krvi).

Molekuli antigena HLA-A, -B, -C čine oko 1% proteina na površini limfocita, što je približno jednako 7 hiljada molekula.

Jedan od najznačajnijih napretka u imunologiji bilo je otkriće centralne uloge koju igra MHC kod sisara i ljudi u regulaciji imunološkog odgovora. U strogo kontrolisanim eksperimentima pokazalo se da isti antigen izaziva imuni odgovor različite visine kod organizama sa različitim genotipovima, i obrnuto, isti organizam može biti reaktivan u različitom stepenu u odnosu na različite antigene. Geni koji kontrolišu ovaj visoko specifičan imuni odgovor nazivaju se Ir-geni (geni imunog odgovora). Oni su lokalizovani u regionu klase 2 ljudskog HLA sistema. Kontrola Ir-gena se ostvaruje preko -T sistema limfocita.

Central			ćelijski		interakcije			imun		ti odbijaš
interakcija			HLA molekule,			izraženo					površine
ćelije koje predstavljaju antigen			predstavljanje			za priznanje		vanzemaljac			antigenski
peptid i receptor za prepoznavanje antigena - TCR (T-ćelijski receptor)							na površini T-limfocita
pomagač. At		istovremeno			prepoznavanje		vanzemaljac				ide

prepoznavanje sopstvenih HLA antigena.

Pomoćnik T-limfocita (CD4+) prepoznaje strani antigen samo u kompleksu sa površinskim molekulima MHC klasa 2 antigen-prezentirajućih ćelija.

Citotoksični limfociti (T-efektori, CD8+) prepoznati antigen

na primjer, virusne prirode, u kombinaciji sa HLA molekulom klase I ciljne stanice. Egzogeni antigeni su predstavljeni molekulima HLA klase II,

endogeni - molekuli klase I.

(Dakle, proces stranog prepoznavanja je ograničen vlastitim HLA antigenima. Ovo je koncept "dvostrukog prepoznavanja" ili "promijenjenog samoprepoznavanja".)

Važna uloga HLA sistema je i da kontroliše sintezu faktora komplementa uključenih u klasični (C2 i C4) i alternativni (Bf) put aktivacije komplementa. Genetski determinisani nedostatak ovih komponenti komplementa može dovesti do infektivnih i autoimunih bolesti.

Praktična vrijednost HLA-tipizacije. Visok polimorfizam čini HLA sistem odličnim markerom u populacijskim genetskim studijama i proučavanju genetske predispozicije za bolesti, ali istovremeno stvara probleme u odabiru parova donor-recipijent u transplantaciji organa i tkiva.

Populacione studije sprovedene u mnogim zemljama sveta otkrile su karakteristične razlike u distribuciji HLA antigena u različitim populacijama. Karakteristike distribucije HLA-

antigeni se koriste u genetskim istraživanjima za proučavanje strukture, porijekla i evolucije različitih populacija. Na primjer, gruzijska populacija, koja pripada južnim bijelcima, ima slične karakteristike HLA genetskog profila sa grčkom, bugarskom i španskom populacijom, što ukazuje na zajedničko porijeklo.

Tipizacija HLA antigena se široko koristi u forenzičkoj praksi za isključivanje ili utvrđivanje očinstva ili srodstva.

Obratite pažnju na povezanost nekih bolesti sa prisustvom jednog ili drugog HLA antigena u genotipu. To je zato što se HLA široko koristi za proučavanje genetske osnove predispozicije za bolesti. Ako se ranije nije pretpostavljalo, na primjer, da bolest multiple skleroze ima nasljednu osnovu, sada je, zahvaljujući proučavanju povezanosti sa HLA sistemom, čvrsto utvrđena činjenica o nasljednoj predispoziciji. Koristeći

	HLA sistem, za neke bolesti se određuje i način nasljeđivanja.
Na primjer,	ankilozan		spondilitis		autozomno dominantna			nasljedstvo,
hemohromatoza i kongenitalna adrenalna hiperplazija - autosomno recesivna. Hvala puno
	udruženja	ankilozan		spondilitis		HLA-B27 antigen, HLA tipizacija

koristi se u dijagnostici ranih i nejasnih slučajeva ove bolesti. Identificirani su genetski markeri dijabetes melitusa ovisnog o inzulinu.

PRAKTIČNI RAD

Određivanje HLA antigena "kod donora"

Tipizacija tkivnih antigena vrši se pomoću seta seruma koji se sastoji od 50 ili više antileukocitnih seruma (serumi višeporodnih žena koji daju od 10 do 80% pozitivnih reakcija sa fetalnim leukocitima, ili seruma imuniziranih dobrovoljaca

čovjek	koji sadrže leukocite				određeni SD antigeni.				Serumi
višeporođajne žene, kao rezultat prirodne imunizacije muževim HLA antigenima tokom
trudnoće, sadrže u nekim slučajevima antitela na HLA u dovoljno visokom titru.).
Serološki		antigeni			histokompatibilnost				odrediti
limfocitotoksični		test (engleski)		test limfocitotoksičnosti).						pozvao
mikro limfocitotoksični				koristiti			inscenacija			mikrovolumen
sastojci.

Njegov princip se zasniva na interakciji HLA molekula na površini limfocita ispitivane osobe sa specifičnim anti-HLA antitelima i komplementom, što dovodi do smrti ćelije. Smrt stanica se utvrđuje konvencionalnom svjetlosnom mikroskopijom nakon bojenja vitalnim bojama.

Suspenzije limfocita se pomešaju sa antiserumom na određeni antigen (HLA-B8, HLA-B27, itd.), inkubiraju 1 sat na 25 C, doda se komplement i ponovo inkubira 2 sata na 37 C, a zatim tripan plavo ili eozin se dodaje. Ako je u limfocitima prisutan antigen koji odgovara antitijelima sadržanim u serumu, antitijela u prisustvu komplementa oštećuju membranu leukocita, boja prodire u njihovu citoplazmu i boje se plavo ili crveno (ako je korišten eozin).

Koje ćelije će biti obojene HLA tipizacijom?

Na osnovu rezultata tipizacije utvrđuje se stepen kompatibilnosti donora i primaoca i mogućnost transplantacije organa ili tkiva između njih. Donor i primalac moraju biti kompatibilni u pogledu antigena eritrocita ABO i Rh, leukocitnih antigena HLA sistema. Međutim, u praksi je teško pronaći potpuno kompatibilnog donora i primaoca. Selekcija se svodi na odabir najpogodnijeg donoa. Transplantacija je moguća sa

nekompatibilnost za jedan od HLA antigena, ali u pozadini značajne imunosupresije. Odabir optimalnog omjera antigena histokompatibilnosti između donora i primatelja značajno produžava život grafta.

Lekcija će demonstrirati HLA ploče za tipizaciju leukocita. Prisjetite se kako dobiti čistu suspenziju limfocita iz stanica periferne krvi. Razmislite o tome kako zaštititi sadržaj jažica od isušivanja tokom reakcije? Kako se dobijaju serumi za HLA tipizaciju?

Trenutno se za tipizaciju komplementa mogu koristiti monoklonska antitijela koja fiksiraju komplement (MAT). Koriste se i u testu mikrolimfocitotoksičnosti i u testu imunofluorescencije. Obračun reakcije moguće je i luminiscentnom mikroskopijom i korištenjem protočnog citometra.

		savremena metoda		određivanje HLA gena tipizacija DNK. On
baziran na različitim varijantama lančane reakcije polimeraze (PCR) i molekularne hibridizacije.
	ove metode		lezi u	akumulacija neophodnog		analiza značajnih
količina			njegova polimerizacija i u upotrebi komplementarne sonde
analizirane delove DNK. Štaviše, jedna od prednosti tipizacije DNK je ta što to ne čini
potrebno je prisustvo vitalnih limfocita, a koristi se DNK bilo koje ćelije. Ali
DNK se može čuvati godinama ili decenijama. Potrebno za reakciju						skupo

oligonukleotidne sonde, prajmeri.

Upotreba molekularne genetičke metode - DNK tipizacije, omogućila je značajno proširenje razumijevanja polimorfizma ranije poznatih genetskih lokusa HLA-A, B, C, DR, DQ, DP sistema. Osim toga, otkriveni su novi geni, posebno TAP, DM, LMP i drugi. Otkriveni su geni HLA klase I - E, F, G, H, ali je funkcija njihovih proizvoda još uvijek nejasna. Od decembra 1998. godine, broj identifikovanih alela gena HLA kompleksa bio je 942. A do 31. decembra 2000. molekularno genetskom tipizacijom DNK identifikovano je 1349 alela, a njihova detekcija nastavlja da raste.

NOVA HLA NOMENKLATURA. Kao što je već napomenuto, molekuli HLA klase 1 sastoje se od α- i β-lanaca. I je samo polimorfnaα-chain.pAlelne varijante kodirajućih gena dobile su četvorocifreni naziv u novoj nomenklaturi (na primer, HLA-A0201 umesto ranije korišćene oznake HLA-A2, i 12 (!) novih podtipova ovog antigena (nove alelne varijante ) identificirani su metodama molekularne biologije, koji su dobili naziv A0201, A0202, A0203, ... do A0212). HLA-B27 ima 9 varijanti alelne specifičnosti, a samo neke od njih su povezane s ankilozirajućim spondilitisom (ovo, naravno, povećava njihovu prognostičku vrijednost).

Efikasnost alogene transplantacije bubrega (prema rezultatima godišnjeg preživljavanja u transplantacijskim centrima koji su prešli na selekciju donora na osnovu molekularno genetskog

koordinacioni centar za doniranje organa i Imunološki zavod.

Još impresivniji podaci dobijeni u protekle 2-3 godine u okviru nacionalnih (prvenstveno u Sjedinjenim Državama) i međunarodnih programa za transplantaciju alogene, "nesrodne" koštane srži. Zahvaljujući prelasku odabira parova donor-primalac na tipizaciju DNK i stvaranju banke HLA genotipiziranih donora, uključujući 1,5 miliona ljudi, godišnja stopa preživljavanja transplantirane koštane srži povećana je za 10s -20% na 70-80% (!). Zauzvrat, to je dovelo do broj transplantacija koštane srži od nepovezanih donatora u Sjedinjenim Državama (koje trenutno imaju najveći broj genotipiziranih donora i primatelja) od 1993. do 1997. godine. povećao više od 8 puta. Zapanjujuce

Efekat nepovezanih transplantacija koštane srži postiže se isključivo odabirom potpuno HLA kompatibilnih parova donor-primalac DNK tipizacijom.

Slijedi odlomak iz knjige akademika R.V. Petrova "Ja ili ne ja: Imunološki mobilni". M., 1983. - 272 str.

„... Primajući Nobelovu nagradu 1930. godine, u svom svečanom predavanju na ovu temu, Karl Landsteiner je rekao da će otkriće sve novih antigena u ćelijama ljudskog tkiva

teorijski interes. Pronašao je, između ostalih praktičnih primjena, i forenzičke primjene.

Zamislite sljedeću situaciju: potrebno je utvrditi identitet mrlje krvi. Čija je krv - ljudska ili životinjska? Ne treba objašnjavati da je ova situacija najčešće vezana za forenziku. A rješenje problema često postaje odgovor na glavna pitanja istrage. Jedini način da se odgovori je uz pomoć imunoloških seruma. Nikako

drugi pokazatelji za razliku između krvi osobe i, na primjer, psa je nemoguće. Mikroskopske ili biohemijske metode istraživanja su nemoćne.

Forenzičari u svom arsenalu imaju set imunoloških seruma različite specifičnosti: protiv proteina čovjeka, konja, piletine, psa, krave, mačke itd. Tačka koja se proučava se ispere, a zatim se nanose reakcije taloženja. U ovom slučaju se koristi cijeli set imunoloških seruma. Koji će serum izazvati padavine, tip životinje ili osobe pripada krvi mjesta koje se proučava.

Recimo da forenzičar zaključuje: "Nož je umrljan ljudskom krvlju." A osumnjičeni za ubistvo kaže: „Da. Ali ovo je moja krv. Ne tako davno sam posekao prst ovim nožem. Zatim se ispitivanje nastavlja. Na stolu kriminologa pojavljuju se antiserumi protiv krvnih grupa i HLA antigeni. I imunologija opet daje tačan odgovor: krv pripada AB grupi, sadrži M faktor, Rh-negativne, antigene histokompatibilnosti takve i takve itd. Situacija je konačna

objašnjeno. Rezultirajuća karakteristika potpuno se poklapa sa antigenskim karakteristikama krvi osumnjičenog. Dakle, rekao je istinu, to je zaista njegova krv.

Zadržimo se još na jednoj situaciji koja ima veliku moralnu konotaciju. Zamislite da je rat ili neka druga katastrofa odvojila roditelje od njihove djece. Djeca su izgubila imena i prezimena. Je li zaista nemoguće pronaći svoje dijete među drugima? Uostalom, eritrocitni antigeni i HLA su naslijeđeni. A ako otac i majka nemaju faktor, onda ga ne može imati ni dijete. Suprotno tome, ako oba roditelja pripadaju grupi A, onda dijete ne može imati krvnu grupu B ili AB. Isto važi i za HLA antigene. I to sa vrlo visokim stepenom sigurnosti.”

Utvrđivanje autentičnosti posmrtnih ostataka članova kraljevske porodice Nikolaja II obavljeno je na ovaj način, korištenjem DNK tipizacije.

na primjer, u Engleskoj su pitanja utvrđivanja očinstva posebno skrupulozna. Ali tamo se to najčešće povezuje ne s ratom. Strogi zakoni o očinstvu objašnjavaju se strogim zakonima o nasljednicima i nasljednim pravima kapitala, titula, prava, privilegija.

Zamislite lord koji za svog naslednika proglašava mladića kojeg nije nosila njegova žena. Tada će možda biti potrebno dokazati da je mladić njegov sin. Ili se iznenada pojavi gospodin koji se proglašava kao vanbračni sin i, prema tome, naslednik milionera. Možda jeste, ali može biti da je ovaj gospodin prevarant. Pitanje se rješava analizom antigena roditelja i djece.

Pokazalo se da je distribucija HLA antigena različita kod predstavnika različitih rasa nacionalnosti. Od 1966. godine, intenzivno proučavanje strukture antigena kompatibilnosti tkiva, koje je pokrenula SZO, provodi se u svim zemljama svijeta. Ubrzo je karta svijeta prekrivena imunološkim hijeroglifima koji pokazuju gdje i u kojoj kombinaciji se nalaze antigeni.

HLA. Sada možda nema potrebe, kao Thor Heyerdahl, da opremamo ekspediciju na čamcu od trske kako bi se dokazala migracija stanovništva iz Južne Amerike na ostrva Polinezije. Dovoljno je pogledati savremeni atlas distribucije HLA antigena i sa sigurnošću reći da u oba ova geografska regiona postoje zajednički genetski markeri.

Polimorfizam klasičnih HLA - antigena otkriven serološkim i ćelijskim metodama

Kromosomskom hibridizacijom utvrđeno je da je MHC sistem lokalizovan na kratkom kraku 6. ljudskog autozomnog hromozoma, dok se kod miševa nalazi na 17. hromozomu.

Rice. 1. Šematski prikaz 6. hromozoma.

Glavni kompleks histokompatibilnosti zauzima značajan dio DNK, uključujući do 4 x 106 parova baza ili oko 50 gena. Glavna karakteristika kompleksa je značajna poligenost (prisustvo nekoliko nealelnih blisko povezanih gena, čiji su proteinski proizvodi strukturno slični i obavljaju identične funkcije) i izražen polimorfizam - prisustvo mnogih alelnih oblika istog gena. Svi geni kompleksa se nasljeđuju na kodominantni način.

Poligenost i polimorfizam (strukturna varijabilnost) određuju antigensku individualnost jedinki date vrste.

Svi MHC geni su podijeljeni u tri grupe. Svaka grupa uključuje gene koji kontrolišu sintezu polipeptida jedne od tri MHC klase (I, II i III) (slika 3.5). Između molekula prve dvije klase postoje izražene strukturne razlike, ali su istovremeno, prema generalnom planu strukture, svi istog tipa. Istovremeno, nije pronađena funkcionalna ili strukturna sličnost između genskih proizvoda klase III, s jedne strane, i klasa I i II, s druge strane. Grupa od više od 20 gena klase III je uglavnom funkcionalno izolovana - neki od ovih gena kodiraju, na primjer, proteine ​​sistema komplementa (C4, C2, faktor B) ili molekule uključene u procesiranje antigena.

Područje lokalizacije gena koji kodiraju kompleks mišjih MHC molekula označeno je kao H-2, za ljude - HLA.

HLA-A, HLA-B i HLA-C su hromozomski lokusi čiji geni kontrolišu sintezu "klasičnih" molekula (antigena) klase I humanog MHC i kodiraju teški lanac (alfa lanac). Područje ovih lokusa zauzima područje duže od 1500 kb.

Sintezu molekula (antigena) ljudske MHC klase II kontrolišu geni HLA-D regiona, koji kodiraju najmanje šest varijanti alfa i deset varijanti beta lanaca (slika 3.5). Ovi geni zauzimaju tri lokusa HLA-DP, HLA-DQ i HLA-DR. Većina molekula klase II pripada produktima njihove ekspresije.

Pored toga, HLA-D regija uključuje HLA-LMP i HLA-TAP gene. Proteini male molekularne težine koje kontrolišu ovi geni su uključeni u pripremu stranog antigena za prezentaciju T ćelijama.

Geni ljudskih lokusa HLA-A, HLA-B i HLA-C kodiraju teški lanac (alfa lanac) "klasičnih" molekula MHC klase I. Osim toga, brojni dodatni geni su pronađeni izvan ovih lokusa, koji kodiraju "ne-klasične" molekule MHC klase I i nalaze se u HLA lokusima kao što su HLA-X HLA-F, HLA-E, HLA-J, HLA-H, HLA -G, HLA-F.

Molekuli glavnog kompleksa histokompatibilnosti.

Prostorna organizacija MHC molekula je razjašnjena analizom rendgenske difrakcije:

Molekuli MHC klase I (HLA alelne varijante: HLA-A, HLA-B, HLA-C) eksprimirani su na površini ćelije i predstavljaju heterodimer koji se sastoji od jednog teškog alfa lanca (45 kDa) koji nije kovalentno povezan sa jednom domenom beta2-mikroglobulin (12 kDa), koji se također nalazi u slobodnom obliku u krvnom serumu, nazivaju se klasičnim transplantacijskim antigenima.

Teški lanac se sastoji od ekstracelularnog dela (koji formira tri domena: alfa1, alfa2 i alfa3 domena), transmembranskog segmenta i citoplazmatske repne domene. Svaka ekstracelularna domena sadrži približno 90 aminokiselinskih ostataka, a zajedno se mogu odvojiti od površine ćelije tretmanom papainom.

Svaka alfa2 i alfa3 domena imaju jednu intralančanu disulfidnu vezu koja se sastoji od 63 odnosno 68 aminokiselinskih ostataka, respektivno.

Alfa3 domen je homologan u sekvenci aminokiselina sa domenima imunoglobulina C, a konformacija alfa3 domena liči na savijenu strukturu domena imunoglobulina.

Beta2-mikroglobulin (beta2-m) je neophodan za ekspresiju svih molekula MHC klase I i ima nepromijenjenu sekvencu, ali se kod miševa javlja u dva oblika, koji se razlikuju po zamjeni jedne aminokiseline na poziciji 85. Ovaj protein odgovara u strukture na C-domenu imunoglobulina. Beta2-mikroglobulin je takođe u stanju da nekovalentno reaguje sa neklasičnim molekulima klase I, na primer, sa CD1 genskim proizvodima.

U zavisnosti od vrste i haplotipa, ekstracelularni deo teških lanaca klase I MHC je glikoziliran u različitom stepenu.

Transmembranski segment MHC klase I sastoji se od 25 pretežno hidrofobnih aminokiselinskih ostataka i obuhvata lipidni dvosloj, najvjerovatnije u alfa-helikalnoj konformaciji.

Glavno svojstvo molekula klase I - vezivanje peptida (antigena) i njihovo predstavljanje u imunogenom obliku za T ćelije - zavisi od alfa1 i alfa2 domena. Ovi domeni imaju značajne alfa-heličke regije, koje u međusobnoj interakciji formiraju izduženu šupljinu (prorez) koja služi kao mjesto vezivanja za obrađeni antigen. Rezultirajući kompleks antigena sa alfa1 i alfa2 domenima određuje njegovu imunogenost i sposobnost interakcije sa T-ćelijskim receptorima koji prepoznaju antigen.

Klasa I uključuje A antigene, AB antigene i AC antigene.

Antigeni klase I prisutni su na površini svih ćelija sa jezgrom i trombocita.

Molekuli MHC klase II su heterodimeri izgrađeni od nekovalentno povezanih teških alfa i lakih beta lanaca.

Brojne činjenice ukazuju na blisku sličnost alfa i beta lanaca u smislu njihove opšte strukture. Ekstracelularni dio svakog od lanaca presavijen je u dvije domene (alfa1, alfa2 i beta1, beta2, respektivno) i povezan kratkim peptidom sa transmembranskim segmentom (dužine otprilike 30 aminokiselinskih ostataka). Transmembranski segment prelazi u citoplazmatski domen koji sadrži približno 10-15 ostataka.

Regija koja se vezuje za antigen molekula MHC klase II formirana je od alfa-helikalnih regiona interakcionih lanaca sličnih molekulima klase I, ali sa jednom značajnom razlikom: šupljina koja vezuje antigen molekula MHC klase II nije formirana od dva domena jednog alfa lanca, ali dva domena različitih lanaca - alfa1 i beta1 domena.

Opća strukturna sličnost između dvije klase MHC molekula je očigledna. Ovo je uniformnost prostorne organizacije čitavog molekula, broj domena (četiri), konformaciona struktura mesta vezivanja antigena.

U strukturi molekula klase II šupljina koja se vezuje za antigen je otvorenija nego kod molekula klase I, tako da u nju mogu stati duži peptidi.

Najvažnija funkcija MHC (HLA) antigena klase II je da osigura interakciju između T-limfocita i makrofaga tokom imunološkog odgovora. T-pomagači prepoznaju strani antigen tek nakon što ga makrofagi procesuiraju, u kombinaciji sa antigenima HLA klase II, i pojave ovog kompleksa na površini makrofaga.

Antigeni klase II prisutni su na površini B limfocita, aktiviranih T limfocita, monocita, makrofaga i dendritskih ćelija.

MHC geni klase II kodiraju transmembranske peptide (glikoproteine) vezane za membranu. Molekuli antigena histokompatibilnosti klase II (DR, DP, DQ), kao i klase I, su heterodimerni proteini koji se sastoje od teškog alfa lanca (33 kDa) i lakog beta lanca (26 kDa), kodiranih genima HLA kompleks. Oba lanca formiraju dva domena: alfa1 i alfa2, kao i beta1 i beta2.

MHC proizvodi klase II povezani su prvenstveno sa B-limfocitima i makrofagima i služe kao strukture za prepoznavanje za T-pomoćnike.

Geni MHC klase III, koji se nalaze unutar ili usko povezani sa grupom MHC gena, kontrolišu nekoliko komponenti komplementa: C4 i C2, kao i faktor B, koji se nalazi u krvnoj plazmi, a ne na površini ćelije. I za razliku od molekula MHC klase I i klase II, oni nisu uključeni u kontrolu imunološkog odgovora.

Termin MHC klasa IV koristi se za opisivanje određenih lokusa povezanih sa MHC.

Proučavanje ekspresije molekula MHC klase I i II na različitim tipovima ćelija otkrilo je širu distribuciju u tkivu molekula klase I u odnosu na molekule klase II. Dok se molekuli klase I eksprimiraju na gotovo svim proučavanim stanicama, molekuli klase II se eksprimiraju uglavnom na imunokompetentnim stanicama ili stanicama koje su relativno nespecifično uključene u formiranje imunološkog odgovora, kao što su epitelne ćelije.

U tabeli. 1 predstavlja podatke o prirodi distribucije tkiva MHC molekula kod miševa i ljudi.

tab. 1 Distribucija u tkivu molekula MHC klase I i II kod miševa i ljudi

tip ćelije	H-2 složeni miševi		ljudski HLA kompleks
	Klasa I	Klasa II	Klasa I	Klasa II
timociti
Makrofagi
Granulociti
Retikulociti
crvena krvna zrnca
trombociti
fibroblasti
epitelne ćelije
epidermalne ćelije
srčani mišić
Skeletni mišić
Placenta
spermatozoida
Oociti
trofoblast
Blastociti
Embrionalno tkivo

Reprezentacija molekula klase I na skoro svim tipovima ćelija korelira sa dominantnom ulogom ovih molekula u alogenom odbacivanju transplantata. Molekuli klase II su manje aktivni u procesu odbacivanja tkiva. Uporedni podaci o stepenu učešća molekula I i II klase MHC u nekim imunim odgovorima pokazuju da su neka svojstva MHC više povezana sa jednom od klasa, dok su druga karakteristična za obe klase (Tabela 2)

Tab. 2 Učešće molekula MHC klase I i II u nekim imunim odgovorima

Charles B. Carpenter

Antigeni koji obezbeđuju intraspecifične razlike kod pojedinaca označavaju se kao aloantigeni, a kada se uključe u proces odbacivanja alogenih tkivnih transplantata, postaju poznati kao antigeni tkivne kompatibilnosti (histokompatibilnosti). Evolucija je fiksirala jednu regiju blisko povezanih gena histokompatibilnosti, čiji proizvodi na površini ćelije pružaju snažnu barijeru za alotransplantaciju. Izrazi "glavni antigeni histokompatibilnosti" (glavni antigeni histokompatibilnosti) i "glavni genski kompleks histokompatibilnosti" (MHC) (kompleks glavnih histokompatibilnih gena) odnose se na proizvode gena i gene ove hromozomske regije. Naprotiv, brojni manji antigeni histokompatibilnosti kodirani su višestrukim regijama genoma. Oni odgovaraju slabijim aloantigenim razlikama između molekula koje obavljaju različite funkcije. Strukture koje nose MHC determinante igraju značajnu ulogu u imunitetu i samoprepoznavanju tokom diferencijacije ćelija i tkiva. Informacije o MHC-kontroli imunološkog odgovora dobijene su u eksperimentima na životinjama, kada su geni imunološkog odgovora mapirani unutar MHC-kod miševa (H-2), pacova (RT1), zamoraca (GPLA). Kod ljudi, MHC se zove HLA. Pojedinačna slova skraćenice HLA imaju različita značenja, a prema međunarodnom dogovoru, HLA služi za označavanje ljudskog MHC kompleksa.

O MHC-u se može napraviti nekoliko generalizacija. Prvo, u maloj regiji (manje od 2 centimorgana) MHC kodira tri klase genskih proizvoda. Molekuli klase I, eksprimirani u skoro svim ćelijama, sadrže jedan teški i jedan laki polipeptidni lanac i produkti su tri reduplicirana lokusa - HLA-A, HLA-B i HLA-C. Molekuli klase II, čija je ekspresija ograničena na B-limfocite, monocite i aktivirane T-limfocite, sadrže dva polipeptidna lanca (? i?) nejednake veličine i produkti su nekoliko blisko povezanih gena, koji se zajednički nazivaju HLA-D zona . Molekuli klase III su komponente komplementa C4, C2 i Bf. Drugo, molekuli klase I i II formiraju kompleks sa pseudoantigenom, ili se antigen histokompatibilnosti i pseudoantigen zajedno prepoznaju od strane T-limfocita koji imaju odgovarajući receptor za antigen. Prepoznavanje sebe i ne-sebe na početku i u efektornoj fazi imunog odgovora direktno usmjeravaju molekuli klase I i II. Treće, nema jasnih ograničenja za međućelijske interakcije koje uključuju supresorske T-limfocite kod ljudi, ali je uloga HLA gena prilično važna za neke manifestacije aktivnosti supresorskih T-ćelija. Četvrto, MHC regija sadrži gene za enzimske sisteme koji nisu direktno povezani sa imunitetom, ali su važni za rast i razvoj skeleta. Poznati HLA lokusi na kratkom kraku hromozoma 6 prikazani su na Sl. 63-1.

Lokusi HLA sistema. Antigeni klase I. Antigeni HLA klase I se određuju serološki korišćenjem humanih seruma, uglavnom od višeporođajnih žena, au manjoj meri korišćenjem monoklonskih antitela. Antigeni klase I prisutni su u različitim gustinama u mnogim tjelesnim tkivima, uključujući B ćelije, T ćelije i trombocite, ali ne i na zrelim crvenim krvnim stanicama. Broj serološki detektabilnih specifičnosti je velik, a HLA sistem je najpolimorfniji od poznatih ljudskih genetskih sistema. Unutar HLA kompleksa, tri lokusa su jasno definisana za serološki detektivne antigene HLA klase I. Svaki antigen klase 1 sadrži 2-mikroglobulinsku podjedinicu (mol. wt. 11500) i teški lanac (mol. wt. 44000) koji nosi antigensku specifičnost (slika 63-2). Postoji 70 dobro definisanih specifičnosti A i B i osam specifičnosti lokusa C. Oznaka HLA se obično koristi u imenovanju antigena glavnog kompleksa histokompatibilnosti, ali se može izostaviti kada kontekst dozvoljava. Antigeni klasifikovani od strane SZO neubedljivo su označeni sa w iza imena lokusa. Broj iza oznake lokusa služi kao ime antigena. HLA antigeni populacija Afrike, Azije i Okeanije trenutno nisu dobro definisani, iako uključuju neke od uobičajenih antigena zajedničkih ljudima zapadnoevropskog porijekla. Raspodjela HLA antigena je različita u različitim rasnim grupama i mogu se koristiti kao antropološki markeri u proučavanju bolesti i migracijskih procesa.

Rice. 63-1. Šematski prikaz hromozoma 6.

Prikazana je lokalizacija HLA zone u regiji 21 kratke ruke. HLA-A, HLA-B i HLA-C lokusi kodiraju teške lance klase I (44.000), dok je laki lanac ?2-mikroglobulina (11.500) molekula klase I kodiran genom na hromozomu 15. HLA- D zona (klasa II) nalazi se centromera u odnosu na lokuse A, B i C sa usko povezanim genima za komponente komplementa C4A, C4B, Bf i C2 u B-D regiji. Redoslijed gena komplementa nije utvrđen. Svaki molekul klase II D-regije formiran je od β- i β-lanaca. Oni su prisutni na površini ćelije u različitim regionima (DP, DQ i DR). Cifra koja prethodi znakovima? i?, znači da postoje različiti geni za lance ovog tipa, na primjer, za DR postoje tri gena?-lanca, tako da izraženi molekuli mogu biti 1??, 2?? ili 3???. Antigeni DRw52(MT2) i DRw53(MT3) nalaze se na 2? lancu, dok je DR na l? lancu. DR je nepolimorfan, dok su molekuli antigena DQ polimorfni u ?- i ?-lancima (2?2?). Ostali DQ tipovi (1?1?) imaju ograničen polimorfizam. DP polimorfizam je povezan sa?-lancima. Ukupna dužina HLA regije je oko 3 cm.

Pošto su hromozomi upareni, svaki pojedinac ima do šest serološki detektabilnih HLA-A, HLA-B i HLA-C antigena, po tri od svakog roditelja. Svaki od ovih skupova je označen kao haplotip, a u skladu sa jednostavnim Mendelovim nasljeđem, četvrtina potomaka ima identične haplotipove, polovina je dio zajedničkih haplotipova, a preostala četvrtina je potpuno nekompatibilna (Sl. 63-3). Značaj uloge ovog genskog kompleksa u transplantacijskom odgovoru potvrđuje činjenica da odabir parova donor-recipijent prema haplotipu među potomcima jedne generacije daje najbolje rezultate u transplantaciji bubrega - oko 85-90% dugih -trajno preživljavanje (vidi Poglavlje 221).

antigeni klase II. HLA-D zona je u blizini lokusa klase I na kratkom kraku 6. hromozoma (vidi sliku 63-1). Ovaj region kodira niz molekula klase II, od kojih svaki sadrži ?-lanac (kažu, masa 29000) i ?-lanac (mol. masa 34000) (vidi sliku 63-2). Inkompatibilnost u ovoj regiji, posebno kod DR antigena, određuje proliferativni odgovor limfocita in vitro. Mješovita limfocitna reakcija (MLR) se procjenjuje na osnovu nivoa proliferacije u miješanoj kulturi limfocita (MLC) i može biti pozitivna čak i ako su antigeni HLA-A, HLA-B i HLA-C identični (vidi sliku 63-3). HLA-D antigeni se detektuju pomoću standardnih stimulirajućih limfocita homozigotnih za HLA-D i inaktiviranih rendgenskim zracima ili mitomicinom C da bi se postigao jednosmjerni odgovor. Postoji 19 takvih antigena (HLA-Dwl-19) otkrivenih pomoću ćelija homozigotnog tipa.

Pokušaji određivanja HLA-D serološkim metodama prvi put su omogućili otkrivanje serije D-vezanih (DR) antigena eksprimiranih na molekulima klase II B limfocita, monocita i aktiviranih T limfocita. Zatim su opisani i drugi blisko povezani antigenski sistemi, koji su dobili različita imena (MB, MT, DC, SB). Identitet pojedinačnih grupa molekula klase II je sada utvrđen, a geni odgovarajućih ?- i ?-lanaca su izolovani i sekvencionirani. Genska mapa klase II prikazana na sl. 63-1 odražava minimalni broj gena i molekularnih regija. Iako molekul mase II može sadržavati DR? od haplotipa jednog od roditelja, i DR? - drugog (transkomplementacija), kombinatorika izvan svake od DP, DQ, DR regija je rijetka, ako ne i nemoguća. DR molekuli, i donekle DQ, mogu poslužiti kao stimulans za primarni MLR. Sekundarni MLR se definiše kao limfociti-primed test (PLT) i rezultira u 24-36 sati umjesto 6-7 dana za primarni odgovor. DP aloantigeni su otkriveni zbog njihove sposobnosti da indukuju PLT stimulaciju, iako ne daju primarni MLR. Iako B-limfociti i aktivirani T-limfociti eksprimiraju sva tri seta molekula klase II, DQ antigeni nisu eksprimirani na 60-90% DP- i DR-pozitivnih monocita.

Rice. 63-2. Šematski prikaz molekula površine ćelije I i II klase.

Molekuli klase I sastoje se od dva polipeptidna lanca. Teški lanac sa molom. težak 44.000 prolazi kroz plazma membranu; njegov vanjski dio se sastoji od tri domena (α1, α2 i α3) formiranih disulfidnim vezama. Laki lanac sa mol. sa masom od 11500 (?2-mikroglobulin, ?2mu) je kodiran hromozomom 15 i nekovalentno je vezan za teški lanac. Homologija aminokiselina između molekula klase I je 80-85%, opadajući na 50% u regionima β1 i β2, koji verovatno odgovaraju regionima aloantigenskog polimorfizma. Molekule klase II formiraju dva nekovalentno povezana polipstidna lanca, ?-lanac sa stubom. sa masom 34000 i?-lanac sa mol masom od 29000. Svaki lanac sadrži dva domena formirana disulfidnim vezama (od S. B. Carpenter, E. L. Milford, Renal Transplantation: Immunobiology in the Kidnev/Eds. B. Brenner, F. Rector , New York: Samiders, 1985).

Rice. 63-3. HLA regija hromozoma 6: nasljeđivanje HLA haplotipova. Svaki hromozomski segment povezanih gena označen je kao haplotip, a svaki pojedinac nasljeđuje po jedan haplotip od svakog roditelja. Dijagram prikazuje antigene A, B i C haplotipova a i b za ovu hipotetičku individuu; u nastavku su prikazane oznake haplotipova u skladu sa tekstom. Ako muškarac sa ab haplotipom oženi ženu sa cd haplotipom, potomci mogu biti samo četiri tipa (u smislu HLA). Ako tokom mejoze jedan od roditelja doživi rekombinaciju (označeno isprekidanim linijama), onda to dovodi do stvaranja izmijenjenog haplotipa. Učestalost izmijenjenih haplotipova kod djece služi kao mjera udaljenosti na genetskoj veštici (1% frekvencije rekombinacije == 1 cM; vidi sliku 63-1) (od D. B. Carpenter. Kidney International, D)78. 14.283).

Molekularna genetika. Svaki polipeptidni lanac molekula klase I i II sadrži nekoliko polimorfnih regiona pored "privatne" antigene determinante, određene upotrebom antiseruma. Test limfolize posredovane ćelijama (CML) meri specifičnost T ćelija ubica (TK) koje se razmnožavaju u MLR testiranjem na ciljnim ćelijama od donatora koji nisu obezbedili MLR stimulativne ćelije. Antigenski sistemi utvrđeni ovom metodom pokazuju blisku, ali nepotpunu korelaciju sa "posebnim" antigenima klase 1. Citotoksično kloniranje ćelija otkrilo je skup polimorfnih ciljnih determinanti na HLA molekulima, od kojih se neke ne mogu detektovati korišćenjem aloantisera i monoklonskih antitela dobijenih imunizacijom ljudskih ćelija miševa. Neki od ovih reagensa se mogu koristiti za identifikaciju "posebnih" determinanti HLA, dok drugi ciljaju na "općenitije" (ponekad se nazivaju supertipizacija) determinante. Jedan takav sistem "uobičajenih" HLA-B antigena ima dva alela, Bw4 i Bw6. Većina "privatnih" HLA-B je povezana sa Bw4 ili Bw6. Drugi sistemi su povezani sa podgrupama HLA antigena. Na primjer, HLA-B pozitivni teški lanci sadrže dodatne regije zajedničke za B7, B27, Bw22 i B40 ili B5, B15, B18 i Bw35. Postoje i druge vrste preklapajućih antigenskih determinanti, o čemu svjedoči reakcija monoklonskih antitijela sa mjestom zajedničkim teškim lancima HLA-A i HLA-B. Proučavanje aminokiselinske sekvence i pstidnih mapa nekih HLA molekula pokazalo je da su hipervarijabilni regioni antigena klase I koncentrisani u spoljašnjem β1 domenu (vidi sliku 63-2) i susednom regionu β2 domena. Varijabilne sekvence molekula klase II su različite za različite lokuse. Zanimljivo je da α3-domen klase I, α2-domen klase II i β2-domen klase II, kao i dio molekule membrane T8 (Leu 2) uključen u međućelijske interakcije (vidi Poglavlje 62), pokazuju značajne aminokiseline homologija sekvence sa konstantnim zonama imunoglobulina. Ovo potvrđuje hipotezu o evolucijskom formiranju porodice genskih proizvoda koji nose funkcije imunološkog prepoznavanja. U istraživanju HLA genomske DNK za molekule klase I i II, pronađene su tipične sekvence egzon-introna, a egzoni su identifikovani za signalne peptide (5") svakog od domena, transmembranskog hidrofobnog segmenta i citoplazmatskog segmenta (3 "). cDNA sonde su dostupne za većinu HLA lanaca, a upotreba enzimskih digestija za procjenu statusa polimorfizma dužine restrikcijskih fragmenata (RFLP) dala je podatke koji koreliraju sa serološkim testovima klase 11 u MLR. Međutim, obilje (20-30) gena klase 1 otežava procjenu polimorfizma pomoću RFLP-a. Mnogi od ovih gena nisu eksprimirani (pseudogeni), iako neki mogu odgovarati dodatnim lokusima klase I koji su eksprimirani samo na aktiviranim T ćelijama; njihove funkcije su nepoznate. Razvoj specifičnih testova za HLA-A i HLA-B lokuse pomoći će u razumijevanju ovog prilično složenog problema.

Komplement (klasa III). Strukturni geni za tri komponente komplementa C4, C2 i Bf prisutni su u zoni HLA-B-D (vidi sliku 63-1). Ovo su dva C4 lokusa koji kodiraju C4A i C4B, originalno opisani kao eritrocitni antigeni Rodgers i Chido, respektivno. Ovi antigeni su u stvari apsorbovani iz plazme od strane C4 molekula. Ostale komponente komplementa nemaju čvrstu vezu sa HLA. Nije opisano ukrštanje između gena C2, Bf i C4. Svi oni su kodirani odsjekom između HLA-B i HLA-DR dužine oko 100 kb. Postoje dva C2 ​​alela, četiri Bf, sedam C4A i tri C4B alela, osim toga, na svakom lokusu postoje tihi QO aleli. Izuzetan polimorfizam histotipova (komplotipova) komplementa čini ovaj sistem pogodnim za genetička istraživanja.

Tabela 63-1. Najčešći HLA haplotini

U tabeli. Slika 63-1 prikazuje četiri najčešća haplotipa pronađena kod osoba zapadnoevropskog porijekla. MLR rezultati kod nepovezanih pojedinaca odabranih za kompatibilnost za ove haplotipove su negativni, dok se reakcija obično javlja ako se nepovezane osobe podudaraju samo za HLA-DR i DQ kompatibilnost. Takvi identični zajednički haplotipovi mogu poticati nepromijenjeni od jednog pretka.

Ostali geni 6. hromozoma. Nedostatak steroidne 21-hidroksilaze, autosomno recesivne osobine, uzrokuje sindrom kongenitalne adrenalne hiperplazije (pogl. 325 i 333). Gen za ovaj enzim nalazi se u HLA-B-D regiji. Kod osoba koje pate od navedenog sindroma briše se i gen 21-hidroksilaze koji se nalazi pored C4A gena, zajedno sa C4A (C4AQO), a HLA-B gen se može transformirati konverzijom B 13 u rijedak Bw47, koji se nalazi samo u izmijenjenim haplotipovi. Za razliku od kasnog početka HLA-vezanog nedostatka 21-hidroksilaze, kongenitalna adrenalna hiperplazija povezana s nedostatkom 21β-hidroksilaze nije HLA-vezana. Nekoliko porodičnih studija je pokazalo da je idiopatska hemohromatoza, autosomno recesivna bolest, povezana sa HLA (vidi Poglavlje 310). Iako je patogeneza poremećaja apsorpcije željeza u gastrointestinalnom traktu nepoznata, utvrđeno je da se geni koji moduliraju ovaj proces nalaze u blizini HLA-A regije.

Rice. 63-4. Šema relativne uloge HLA-A, HLA-B, HLA-C i HLA-D antigena u pokretanju aloimunog odgovora i formiranju efektorskih ćelija i antitela.

Dvije glavne klase T limfocita prepoznaju antigene: Tk - prekursori citotoksičnih ćelija "ubice" i Tx pomoćne ćelije koje doprinose razvoju citotoksičnog odgovora. Tx također pruža pomoć B-limfocitima u razvoju "zrelog" IgG odgovora. Važno je napomenuti da TK obično prepoznaju antigene klase I, dok signal za Th generiše pretežno HLA-D, koji je usko povezan sa antigenima klase II (iz C. B. Carpenter. - Kidney International, 1978, 14, 283).

gene imunog odgovora. In vitro studija odgovora na sintetičke polipeptidne antigene, hemocijanin, kolagen i tetanus toksoid otkrila je da je HLA-D zona slična H-2 regiji. Ja u mišu. Prezentacija antigenskih fragmenata na površini makrofaga ili drugih ćelija koje nose molekule klase II zahteva povezano prepoznavanje molekula klase II + kompleksa antigena od strane T-limfocita koji nose odgovarajući(e) receptor(e) (videti Poglavlje 62). Srž ove hipoteze „samo-)-X“ ili „promijenjenog selfa“ je da se T-ovisni imunološki odgovor, djelovanje T-pomoćnika/indukatora (Tx) provodi samo ako se sintetiziraju odgovarajuće determinante II klase. Geni potonjeg su Ir-geni. Pošto su alogene determinante klase I prepoznate kao da su već izmenjene, alogeni MLP je model imunog sistema u kojem je prisustvo pseudoantigena opciono (Slika 63-4). Efektorske faze imuniteta zahtijevaju prepoznavanje pseudoantigena u kombinaciji s njegovim vlastitim strukturama. Potonji kod ljudi, kao i kod miševa, su molekuli antigena histokompatibilnosti klase I. Ljudske ćelijske linije inficirane gripom liziraju se imunološkim citotoksičnim T-limfocitima (TC) samo ako su odgovorne i ciljne ćelije identične na HLA-A i HLA-B lokusima. Alogeni MLR takođe služi kao model za formiranje klase I-restriktiranih citotoksičnih T-limfocita (vidi sliku 63-4). Detalji o ograničenju za različite molekule i epitope klase I i II mogu se izolirati korištenjem primarnih ćelija koje su proširene i klonirane. Na primjer, na nivou ćelija koje predstavljaju antigen, dati Th klon prepoznaje antigenski fragment kompleksiran sa specifičnim regionom molekula klase II preko Ti receptora. Restriktivni elementi za neke mikrobne antigene su DR i Dw aleli.

Supresija imunog odgovora (ili nizak nivo odgovora) na polen kedra, streptokokne antigene i antigene šistozoma je dominantna i vezana za HLA, što ukazuje na postojanje gena za supresiju imuniteta (Is). Pokazano je i prisustvo specifičnih alelnih asocijacija HLA sa nivoom imunog odgovora, na primer, za antigen ricinusovog zrna Ra5 - sa DR2 i za kolagen - sa DR4.

Asocijacije na bolesti. Ako glavni kompleks histokompatibilnosti ima važnu biološku funkciju, koja je to funkcija? Jedna hipoteza je da igra ulogu u imunološkom nadzoru neoplastičnih ćelija koje se pojavljuju tokom života pojedinca. Značaj ovog sistema tokom trudnoće je veliki, jer uvek postoji tkivna nekompatibilnost između majke i fetusa. Visok stepen polimorfizma također može doprinijeti opstanku vrsta suočenih s velikim brojem mikrobnih agenasa prisutnih u okolišu. Tolerancija na “sebe” (samotolerancija) može preći na mikrobne antigene, što rezultira visokom osjetljivošću koja dovodi do fatalnih infekcija, dok polimorfizam u HLA sistemu doprinosi tome da dio populacije prepoznaje opasne agense kao strane i uključuje adekvatnu odgovor . Ove hipoteze povezuju ulogu HLA sa prednostima sistema koji opstaje pod pritiskom selekcije.Svaka od ovih hipoteza ima neku podršku.

Važan dokaz uloge HLA kompleksa u imunobiologiji bilo je otkriće pozitivne povezanosti nekih patoloških procesa sa HLA antigenima. Proučavanje ovih asocijacija potaknuto je otkrićem gena imunog odgovora povezanih s H-2 kompleksom kod miševa. U tabeli. 63-3 sumira najznačajnije asocijacije HLA i bolesti.

Utvrđeno je da je učestalost pojave HLA-B27 povećana kod nekih reumatskih bolesti, posebno kod ankilozirajućeg spondilitisa, bolesti izrazito porodične prirode. Antigen B27 prisutan je kod samo 7% ljudi zapadnoevropskog porijekla, ali se nalazi u 80-90% pacijenata sa ankilozirajućim spondilitisom. Što se tiče relativnog rizika, to znači da je ovaj antigen odgovoran za sklonost nastanku ankilozirajućeg spondilitisa, koja je 87 puta veća kod nosilaca nego u opštoj populaciji. Slično, visok stupanj povezanosti s B27 antigenom kod akutnog prednjeg uveitisa, Reiterovog sindroma i reaktivnog artritisa kod najmanje tri bakterijske infekcije (jersinioze, salmoneloze i gonoreje) je prikazan. Iako je uobičajeni oblik juvenilnog reumatoidnog artritisa također povezan s B27, tip bolesti s blagim zglobnim sindromom i iritisom povezan je s B27. Kod psorijatičnog artritisa centralnog tipa, B27 je češći, dok je Bw38 povezan i sa centralnim i perifernim tipom. Psorijaza je povezana sa Cw6. Pacijenti s degenerativnim artritisom ili gihtom ne pokazuju nikakvu promjenu u učestalosti antigena.

Većina drugih asocijacija na bolesti je karakteristična za HLA-D antigene.Na primjer, enteropatija osjetljiva na gluten kod djece i odraslih povezana je s DR3 antigenom (relativni rizik 21) Stvarni postotak pacijenata s ovim antigenom varira od 63 do 96% u poređenju na 22-27% u kontrolama. Isti antigen se češće nalazi kod pacijenata sa aktivnim hroničnim hepatitisom i dermatitisom herpetiformisom, koji takođe pate od enteropatije osetljive na gluten. Juvenilni insulin-ovisni dijabetes melitus (tip I) povezan je sa DR3 i DR4 i negativno povezan sa DR2 Kod 17-25% pacijenata sa dijabetesom tipa I pronađen je rijedak alel Bf (M). Dijabetes s početkom u odrasloj dobi (tip II) nema nikakve veze s HLA. Hipertireoza u SAD-u je povezana sa B8 i Dw3, dok je u japanskoj populaciji povezana sa Bw35. Šire istraživanje zdravih i bolesnih predstavnika različitih rasa pomoći će da se razjasni pitanje univerzalnih HLA markera. Na primjer, antigen B27, koji je rijedak kod zdravih Japanaca, čest je kod pacijenata s ankilozirajućim spondilitisom. Slično, DR4 je marker dijabetesa tipa I kod svih rasa. Ponekad je HLA marker jasno povezan samo sa dijelom simptoma unutar sindroma. Na primjer, mijastenija gravis je značajno snažnije povezana s B8 i DR3 antigenima kod pacijenata bez timoma, a multipla skleroza je povezana s DR2 antigenom kod osoba s brzo progresivnim tokom bolesti. Goodpastureov sindrom povezan s autoimunim oštećenjem bazalnih membrana glomerula, idiopatski membranski glomerulonefritis, koji odražava autoimune procese sa stvaranjem antitijela na glomerularne antigene, kao i zlatom inducirani membranski nefritis, uvelike su povezani s HLA-DR.

Tabela 63-3. Bolesti povezane s HLA antigenima

Neuravnotežen zahvat. Iako distribucija HLA alela varira u rasnim i etničkim populacijama, najkarakterističnija karakteristika populacione genetike HLA antigena je prisustvo neravnoteže veza za neke A i B, B i C, B, D antigene i lokuse komplementa. Neravnoteža veza znači da se antigeni iz blisko povezanih lokusa nalaze zajedno češće nego što bi se očekivalo iz pretpostavke o nasumičnoj povezanosti. Klasičan primjer neravnoteže veze je povezanost antigena lokusa AHLA-A1 sa antigenom lokusa HLA-B8 B kod osoba zapadnoevropskog porijekla. Istovremeno prisustvo A1 i B8, izračunato na osnovu frekvencija njihovih gena, treba posmatrati sa frekvencijom od 0,17. 0,11, odnosno približno 0,02. Dok je uočena učestalost njihovog suživota 0,08, odnosno 4 puta veća od očekivane, a razlika između ovih vrijednosti je 0,06. Posljednja vrijednost je označena sa delta (?) i služi kao mjera neravnoteže. Nađena je i neravnoteža veza drugih haplotipova A- i B-lokusa: A3 i B7, A2 i B12, A29 i B12, A11 i Bw35. AT 8); kao i za antigene B i C lokusa. Serološki detektabilni HLA antigeni služe kao markeri za čitave haplotipske gene unutar porodice i kao markeri za specifične gene u populaciji, ali samo u prisustvu neravnoteže veza.

Neravnoteža veza je značajna jer takve asocijacije gena mogu generirati određene funkcije. Pritisak selekcije tokom evolucije može biti glavni faktor u održavanju određenih kombinacija gena u genotipovima. Na primjer, postoji teorija da A1 i B8, kao i neke determinante D i drugih regija, daju selektivnu prednost u suočavanju s epidemijama bolesti kao što su kuga ili male boginje. Međutim, moguće je i da potomci ljudi koji su preživjeli ovakve epidemije ostanu osjetljivi na druge bolesti, jer njihov jedinstveni genski kompleks ne daje adekvatan odgovor na druge faktore okoline. Glavna poteškoća ove hipoteze leži u pretpostavci da selekcija djeluje na nekoliko gena istovremeno i time osigurava pojavu uočenih vrijednosti P, međutim, potreba za složenim interakcijama između proizvoda različitih lokusa MHC kompleksa je samo početna veza za posmatrane pojave, a selekcija može poboljšati neravnotežu višestrukih veza. Zadržavanje nekih uobičajenih haplotipova navedenih gore podržava ovaj stav.

S druge strane, hipoteza selekcije ne mora objašnjavati neravnotežu veze. Kada se populacija kojoj nedostaju neki antigeni ukrsti sa drugom populacijom koju karakteriše visoka učestalost ovih antigena u ravnoteži, ? mogu se pojaviti nakon nekoliko generacija. Kao rast? za A1 i B8, koji se nalaze u populacijama od istoka prema zapadu, od Indije do zapadne Evrope, mogu se objasniti na osnovu migracije i asimilacije stanovništva. U malim grupama, neravnoteža može biti posljedica kompatibilnosti, efekata osnivača i genetskog odstupanja. Konačno, neki slučajevi neravnoteže veza su rezultat nenasumičnog ukrštanja tokom mejoze, jer segmenti hromozoma mogu biti manje ili više krhki. Bilo da se radi o pritisku selekcije ili ukrštenim ograničenjima, neravnoteža veze može nestati u roku od nekoliko generacija. U kompleksu HLA gena postoji veliki broj neslučajnih asocijacija, a utvrđivanje njihovih uzroka može pružiti uvid u mehanizme koji su u osnovi podložnosti bolesti.

Kvačilo i asocijacije. U tabeli. 63-2 navodi bolesti koje služe kao primjer HLA veze, kada su nasljedne osobine unutar porodice označene odgovarajućim haplotipovima. Na primjer, nedostatak C2, 21-hidroksilaze, idiopatska hemohromatoza se nasljeđuju na recesivan način sa parcijalnim nedostatkom kod heterozigota. Ovi genetski poremećaji su također povezani s HLA i uzrokovani su viškom određenih HLA alela kod nepovezanih oboljelih osoba. Nedostatak C2 obično je povezan sa haplotipovima HLA-Aw 25, B 18, B55, D/DR2, a kod idiopatske hemohromatoze se manifestuje i veza i snažna povezanost između HLA-A3 i B 14. Visok stepen neravnoteže veze u ovaj slučaj je uzrokovan mutacijama u osobi koja je služila kao njegov izvor; osim toga, vremenski period potreban za povratak genskog fonda u stanje ravnoteže bio je nedovoljan. Sa ove tačke gledišta, HLA geni su jednostavni markeri povezanih gena. S druge strane, interakcija sa specifičnim HLA alelima može biti potrebna da bi se manifestirao određeni poremećaj. Poslednja hipoteza zahtevala bi prepoznavanje veće stope mutacija sa ekspresijom defektnih gena, što se javlja samo pod uslovom veze sa nekim HLA genima.

Pagetova bolest i spinalna ataksija su HLA-vezani, autosomno dominantni nasljedni poremećaji; nalaze se kod nekoliko članova porodice odjednom. Hodgkinova bolest je manifestacija HLA-povezanog recesivnog nasljednog defekta. Nisu pronađene HLA asocijacije u ovim bolestima, što ukazuje na početno mnoštvo začetnika ovih bolesti s mutacijama povezanim s različitim HLA alelima.

Veza sa HLA se lako utvrđuje kada je dominaciju i recesivnost osobina lako razlikovati, odnosno kada je ekspresivnost visoka i proces je određen defektom u pojedinačnim genima. U većini asocijacija, HLA markeri odražavaju faktore rizika koji su uključeni u implementaciju i modulaciju imunološkog odgovora pod uticajem više gena. Primjer poligene imunološke bolesti je atonska alergija, u kojoj povezanost s HLA može biti očigledna samo kod osoba s niskim genetski kontroliranim (ne zbog HLA) nivoima proizvodnje IgE. Drugi primjer ove vrste je nedostatak IgA (vidi tabelu 63-3) povezan sa HLA-DR3.

Klinički značaj HLA sistema. Klinički značaj HLA tipizacije za dijagnozu ograničen je na određivanje B27 u dijagnozi ankilozirajućeg spondilitisa; međutim, u ovom slučaju postoji 10% lažno pozitivnih i lažno negativnih rezultata. Proučavanje HLA je takođe od značaja u praksi genetskog savetovanja za rano otkrivanje bolesti u porodicama sa idiopatskom hemohromatozom, kongenitalnom adrenalnom hiperplazijom udruženom sa nedostatkom steroidne hidroksilaze, posebno ako se HLA tipizacija vrši na ćelijama dobijenim amniocentezom. Visok stepen polimorfizma u HLA sistemu čini ga vrednim alatom za ispitivanje različitih ćelijskih preparata, posebno u sudskoj medicini. Neke bolesti, kao što je dijabetes melitus tipa I i druge, za koje su indikovane HLA asocijacije, zahtevaju dalje proučavanje uloge komponenti HLA sistema u patogenezi ovih bolesti.

Genetika glavnog kompleksa histokompatibilnosti
U 20-im godinama 20. stoljeća u Jackson Laboratory (Bar Harbor, SAD) obavljen je veliki rad na dobivanju genetski čistih linija miševa kroz dugotrajno inbriding. U eksperimentima sa interlinearnom transplantacijom tumora, zaposleni u ovoj laboratoriji J.D. Little (G.D. Little), J. Snell (G. Snell) i drugi američki istraživači su ustanovili postojanje nekoliko desetina (više od 30) genetskih lokusa, čija razlika uzrokuje odbacivanje transplantiranih tkiva. Označeni su kao lokusi histokompatibilnosti (H-lokusi, od engleskog Histocompatibility). U isto vrijeme, engleski imunolog P. Gorer riješio je sličan problem proučavajući krvne grupe miševa. Godine 1948., u zajedničkom radu J. Snella i P. Gorera, opisan je lokus histokompatibilnosti, koji određuje najjaču reakciju odbacivanja. Nazvan je H-2 jer je odgovarao genu za 2. krvnu grupu miševa. Složena struktura ovog genetskog kompleksa, koji uključuje veoma veliki broj gena, ubrzo je uspostavljena. Do tada je imunološka priroda odbacivanja transplantata već bila dokazana i bilo je jasno da je efekat inkompatibilnosti na H-lokusima posljedica razlika u antigenima kodiranih genima ovog lokusa. Takvi antigeni postali su poznati kao aloantigeni ili antigeni histokompatibilnosti.
1960-ih, francuski imunohematolog J. Dausset opisao je nekoliko leukocitnih antigena sličnih nekim H-2 alelnim proizvodima. Ubrzo je J. Dosset, zajedno sa drugim stručnjacima za transplantacionu genetiku, na osnovu analize do tada prikupljenih podataka o ljudskim aloantigenima, pretpostavio postojanje kod ljudi genetskog kompleksa sličnog H-2 lokusu kod miševa. Nekoliko aloantigena, ranije otkrivenih korištenjem seruma žena koje su mnogo puta rađale, identificirano je kao pripadajući ovom kompleksu. Ovi serumi su sadržavali antitijela na fetalne aloantigene. Otkriveni genetski kompleks nazvan je HLA (za humane leukocitne antigene). Slični kompleksi pronađeni su kod svih proučavanih sisara i ptica. S tim u vezi, uvedena je opšta oznaka za genetske komplekse ove vrste - MHC (od Major histocompatibility complex). Ova oznaka prenijeta je i na genske proizvode - MHC antigene.
H-2 kompleks se nalazi na hromozomu 17 miša; HLA kompleks je u kratkom kraku ljudskog hromozoma 6 (6p). Struktura ljudskog HLA lokusa je šematski prikazana na sl. 3.28. Zauzima veoma veliku

Rice. 3.28. Mapa gena glavnog kompleksa histokompatibilnosti (MHC) koristeći kompleks humanog antigena leukocita (HLA) kao primjer. Segment hromozoma je podeljen na 4 segmenta, prikazana na slici uzastopno. Na desnoj strani su brojevi 3'-nukleotida svakog segmenta

prostor - 4 miliona parova baza i sadrži više od 200 gena. Postoje 3 klase MHC gena - I, II i III. Odbacivanje nekompatibilnih transplantata i prezentacija antigena u T ćelijama uključuje proizvode gena klase I i II koji se nalaze u 3'- i 5'-delu kompleksa, respektivno. U početku su bili podijeljeni prema indukciji prema njihovim proizvodima pretežno humoralnog (klasa I) ili ćelijskog (klasa II, opisana nešto kasnije od I) imuniteta. Postoje 2 grupe gena klase I. Prvi formiraju geni A, B i C, koji se odlikuju neviđeno visokim polimorfizmom - poznato je nekoliko stotina njihovih alelnih oblika (na primjer, HLA-B - 830) - vidi tabelu. 3.7. Ovo su klasični geni klase I. Drugu grupu čine neklasični geni E, F, G, H (geni sa ograničenim polimorfizmom). Samo klasični proizvodi gena klase I su uključeni u prezentaciju antigena T-limfocitima.
Tabela 3.7. Polimorfizmi gena humanog leukocitnog antigena (HLA).

Kraj stola. 3.7

Klasa	Locus	Broj alela identifikovanih tipizacijom DNK
II	HLA-DRA	3
	HLA-DRB1	463
	HLA-DRB2-9	82
	HLA-DQA1	34
	HLA-DQB1	78
	HLA-DPA1	23
	HLA-DPB1	125
	HLA-DOA	12
	HLA-DOB	9
	HLA-DMA	4
	HLA-DMB	7
Ukupno		2478

MHC geni klase II također uključuju nekoliko varijanti. Proizvodi gena DR (a i b), DP (a i b) i DQ (a i c) koji kodiraju odgovarajuće polipeptidne lance molekula direktno su uključeni u prezentaciju antigena. U svim slučajevima, geni β-lanca karakteriziraju značajno veći polimorfizam od gena α-lanca. Kasnije otkriće ovih gena povezano je s poteškoćama u identifikaciji njihovih proizvoda: serumi višestrukih žena koje su rodile koje su korištene za otkrivanje MHC proizvoda sadržavale su antitijela na molekule MHC gotovo isključivo klase I. Otkrili su samo aloantigene varijante HLA-DRB gena. Mješovita kultura limfocita (tj. T-ćelijska reakcija) korištena je za određivanje molekula klase II, pružajući mnogo manje mogućnosti za otkrivanje suptilnosti antigenskih razlika. Trenutno se antigeni obje klase određuju u lančanoj reakciji polimeraze (tj. određuju se geni, a ne njihovi proizvodi, kao prije). Klasa II uključuje nekoliko gena sa niskim nivoom polimorfizma, čiji proizvodi ne predstavljaju antigen, ali su uključeni u njegovu unutarćelijsku obradu – procesiranje (TAP, LMP geni) ili doprinose ugradnji antigenskog peptida u MHC-II molekule (HLA-DM, HLA-DO) .
Geni MHC klase III, kao što je već spomenuto, nisu uključeni u histokompatibilnost molekula i njihovu prezentaciju. Oni kodiraju neke komponente komplementa, citokine familije faktora tumorske nekroze i proteine ​​toplotnog šoka.
Struktura mišjeg H-2 lokusa je slična onoj kod gore opisanog ljudskog HLA lokusa. Osnovna razlika se odnosi na lokalizaciju gena klase I (K i D), koji su prostorno odvojeni kod miševa, dok lokacija gena klase II (A, E) i III odgovara onoj u ljudskom HLA lokusu.

MHC molekuli su polimorfni produkti glavnih kompleksa histokompatibilnosti klasa I i II
Uprkos značajnoj sličnosti u opštem planu strukture MHC molekula klasa I i II, oni imaju niz razlika. Šema strukture domena ovih molekula prikazana je na Sl. 3.29. Molekule oba tipa formiraju dva polipeptidna lanca koji sadrže 1-3 domena (Tabela 3.8). Svaka domena sadrži oko 90 aminokiselinskih ostataka. Molekuli MHC klase I i II imaju sličnu molekularnu težinu - oko 60 kDa.

Rice. 3.29. Šema strukture MHC molekula

Tabela 3.8. Karakterizacija polipeptidnih lanaca molekula HLA klase I i II

Molekula	Ime lanca	njoj O O njoj S o A	Ekstracelularno domene	1 I O. g 1 | Ž, 2? *^th in g. s n *	Broj S-S-vezice	Broj ostataka u domenima
						1 I O H F h f w I 3 CQ Q	1 Yu S f S « « 3 i I njen sch br.	ja* A n *^m O i 2 o? n S I Y I 2
HLA klasa I	"1	45	ab ^ a3	Tu je	2	90-90-90	25	30
	v2-micro gloublin	12	v2-micro globulin	br	0	100	-	-
HLA klasa II	A	33-35	ai, a2	Tu je	1	90-90	25	varira
	V	29	Pi, v2	Tu je	2	90-90	25	varira

U molekulima klase I, polipeptidni lanci se međusobno veoma razlikuju. Lanac a se sastoji od tri ekstracelularne domene, od kojih 3. (uz membranu) pripada superfamiliji imunoglobulina, a druge 2 imaju drugačiju strukturu, što ćemo razmotriti u nastavku. a-lanac je usidren u membrani; pored transmembranske, ima kratku citoplazmatsku regiju (30 ostataka) koja nema enzimsku aktivnost i nije povezana sa enzimima. β-lanac, koji se naziva i P2-mikroglobulin, pripada superfamiliji imunoglobulina. Nekovalentno je vezan za α3 domen α lanca i nema transmembranski region. p2-Mikroglobulin je kodiran genom koji se nalazi izvan MHC kompleksa (na hromozomu 15). Opisana struktura je karakteristična za ljudske HLA-A, HLA-B i HLA-C molekule, kao i za mišje H-2K i H-2D molekule i MHC-I molekule svih ostalih životinjskih vrsta.
MHC-II molekuli takođe imaju istu strukturu za humani HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR, kao i mišji H-2A i H-2E. Oni uključuju 2 lanca slične strukture - a i p. Oba lanca prodiru kroz membranu, imaju 2 domena u ekstracelularnom dijelu i kratku (12-15 ostataka) citoplazmatsku regiju. A2 i p2 domeni pored membrane pripadaju superfamiliji imunoglobulina, dok su distalni aj i Pj domeni strukturno slični a1 i a2 domenima MHC-I molekula.
Dakle, sve molekule MHC ukupno sadrže 2 blizu membranske domene superfamilije imunoglobulina i 2 distalna domena različite (slične) strukture. Distalne domene u MHC-I molekulima formira jedan lanac (a), dok su u MHC-II molekulima formirani od različitih lanaca (a i p). Upravo ovi distalni domeni MHC molekula vezuju antigenski peptid i igraju ključnu ulogu u formiranju TCR liganda.
Šematski, struktura šupljina koje vezuju antigen (ili žljebova, pukotina - od engleskog - žlijeb) prikazana je na sl. 3.30. Šupljine imaju dno i zidove. Dno je ravna površina obložena p-slojevitim (N-terminalnim) dijelom domena polipeptidnog lanca, dok su zidovi formirani od C-terminalnih a-helikalnih dijelova domena. Kod MHC-I molekula, cijela ova struktura je formirana od kontinuiranog polipeptidnog lanca a1 i a2-domena jednog a-lanca, dok je kod MHC-II molekula šupljina koja se vezuje za peptid formirana od domena dva različita lanca (a1 - i Pj-domeni odgovarajućih lanaca) susedni jedan uz drugi u oblasti V-strukturiranog dna žleba.
Gore smo govorili o izuzetno visokom polimorfizmu klasičnih MHC molekula obje klase: postoji nekoliko stotina alelnih varijanti gena i, posljedično, njihovih proteinskih proizvoda. Ako superponiramo lokaciju različitih aminokiselinskih ostataka na šemu MHC molekula, ispada da se, prvo, oni nalaze uglavnom u distalnim domenima (a1 i a2 - u MHC-I molekulima, a1 i Pj - u MHC- II molekule), drugo, drugo, povezani su gotovo isključivo sa zidovima šupljine koja vezuje antigen. Kod MHC-II molekula, varijabilnost preovlađuje u dijelu stijenki koje formira p domen. Dakle, ova šupljina ima standardnu ​​organizaciju, ali u zavisnosti od MHC genotipa, sitni detalji njene strukture variraju. Afinitet različitih peptida za vezivanje antigena

Rice. 3.30. Trodimenzionalni modeli strukture molekula glavnog kompleksa histokompatibilnosti. Prostorni modeli molekula glavnog kompleksa histokompatibilnosti, predstavljeni iz različitih uglova gledanja (prema Bjorkman et al, 1987.)

jaz MHC molekula varira u širokom rasponu. Afinitet od 10-5 M smatra se prilično visokim.
Istaknimo jednu veoma važnu okolnost koja se tiče varijabilnosti ključnih molekula imunog sistema. Izuzetno visok nivo varijabilnosti karakterističan je i za strukture koje prepoznaju antigen (antitela, TCR) i za MHC molekule uključene u izgradnju TCR liganda, dok se varijabilnost MHC molekula pojavljuje na

nivo ljudske i životinjske populacije, dok u svakom pojedinom organizmu ne može biti više od 2 varijante molekula - proizvoda alelnih gena. Ako uzmemo u obzir da osoba ima 8 visoko polimorfnih MHC gena (A, B, C, kao i p-geni DP, DQ i DR i a-geni DP i DQ), onda je broj varijanti MHC polipeptidnih lanaca ne može preći 16.
MHC-I i MHC-II molekuli su prisutni na površini ćelije, ali se značajno razlikuju u distribuciji tkiva. MHC-I molekuli su prisutni na skoro svim ćelijama tela sa jezgrom, a odsutni su na eritrocitima i ćelijama trofoblasta vila. Svaka ćelija obično sadrži oko 7000 MHC-I molekula. Gustoća njihove ekspresije može se promijeniti pod utjecajem različitih faktora, posebno citokina. MHC-II molekuli su prisutni na površini ograničenog broja tipova ćelija. One su izražene prvenstveno na APC - dendritskim ćelijama, B-limfocitima i aktiviranim makrofagima. Sadržaj molekula na površini ovih ćelija uvelike varira. Jedna dendritska ćelija obično sadrži oko 100.000 MHC-II molekula. Pod određenim uvjetima (na primjer, tokom upale), mogu se pojaviti na površini drugih aktiviranih ćelija - epitelnih, endotelnih itd. Klasični induktor MHC-II molekula je IFNy. Karakteristika molekula MHC membrane je njihova brza izmjena na površini ćelije, što je posebno karakteristično za MHC-I (vrijeme obnavljanja molekula je oko 6 h).
Posebnu grupu molekula koji predstavljaju antigen čine homolozi produkata MHC-I - CD1 molekuli (CD1a, CD1b, CD1c i CD1d), kodirani sa pet polimorfnih gena (CD1 A-D) lokalizovanih kod ljudi na hromozomu 1. U njihovoj strukturi, CD1 molekuli su slični MHC-I (homologija je 20-25%). Imaju sličnu strukturu domena (domeni aj, a2 i a3). CD1 - transmembranski proteini povezani sa molekulom p2-mikroglobulina. Molekularna težina proteinskog dijela CDl-kompleksa je 33 kDa. aj i a2 domeni formiraju šupljinu koja se vezuje za antigen zatvorenu na oba kraja (kao kod MHC-I molekula). Njegov kapacitet je nešto veći nego u MHC-I molekulima. CD1 veže bakterijske i autologne lipide (diacilglicerol, mikolnu kiselinu, itd.) i lipopeptide. CD1d se razlikuje od ostalih molekula CD1 po brojnim svojstvima. Ovaj molekul veže autologne glikolipide. Njegov najpoznatiji ligand je a-galaktozilceramid. CD1a, CD1b i CD1c molekuli su eksprimirani na površini dendritskih ćelija, monocita i makrofaga, pri čemu CD1c služi kao marker za cjelokupnu populaciju dendritskih ćelija kod ljudi, a CD^ za Langerhansove ćelije. CD1d je izražen u malim količinama na dendritskim ćelijama (osim Langerhansovih ćelija), monocitima i makrofagima.