GOU VPO Tver State Medical Academy vid Rysslands hälsoministerium Institutionen för klinisk immunologi med allergi

HUVUDSAKLIGT HISTORISK KOMPATIBILITETSKOMPLEX

Läromedel för allmän immunologi. Tver 2008.

Produkter

Utbildnings- och metodutveckling för praktiska klasser i allmän immunologi för 5:e års studenter vid de medicinska och pediatriska fakulteterna, samt för kliniska invånare och läkare intresserade av immunologi.

Sammanställt av docent Yu.I. Budchanov.

Institutionschef, professor A.A. Mikhailenko

© Budchanov Yu.I. 2008

Motivation Immunogenetik är en ny och viktig gren inom immunologi. Kunskap om histokompatibilitetssystemet

är nödvändigt inte bara inom transplantologi, utan också för att förstå regleringen av immunsvaret och interaktionen mellan celler i immunsvaret. Bestämningen av HLA-antigener används inom rättsmedicin, populationsgenetiska studier och i studiet av genen för anlag för sjukdomar.

1. Studenten ska känna till: A. Uppbyggnaden av det mänskliga HLA-systemet.

B. HLA-antigener av klass I, II och deras roll i intercellulära interaktioner. B. Begreppen genotyp, fenotyp, haplotyp.

D. Betydelsen av HLA-typning inom medicin.

E. Samband mellan HLA-antigener och ett antal mänskliga sjukdomar. 2. Studenten ska kunna:

Tillämpa de förvärvade kunskaperna om immunogenetik i klinisk praxis.

Frågor för självförberedelse om ämnet för lektionen:

1. Konceptet med gener och antigener för histokompatibilitet. HLA mänskligt system. Nomenklatur, genorganisation (gener av klass I, II, III).

2. Antigener av klass I och III, deras roll i intercellulära interaktioner, i antigenpresentation T-lymfocyter, i fenomenet dubbel igenkänning.

3. Begreppet HLA-fenotyp, genotyp, haplotyp. Funktioner av arv.

4. Metoder för forskning och typning av HLA-systemet: serologisk, cellmedierad, gen (polymeraskedjereaktion, DNA-sonder).

5. Praktiska aspekter av typning av HLA-antigener. HLA i populationer, biologisk betydelse.

6. HLA och mänskliga sjukdomar, associationsmekanismer.

LITTERATUR FÖR SJÄLVUTBILDNING

1. Khaitov R.M., Ignatieva G.A., Sidorovich I.G. Immunologi. Norm och patologi. Lärobok. - 3:a

red., M., Medicin, 2010. - 752 sid. – [s.241 - 263].

2. Khaitov R.M. Immunologi: en lärobok för läkarstudenter. – M.: GEOTAR-Media, 2006. - 320p. - [Med. 95-102].

3. Belozerov E.S. Klinisk immunologi och allergologi. A-Ata., 1992, sid. 31-34.

4. Zaretskaya Yu.M. Klinisk immunogenetik. M., 1983.

5. Metodisk utveckling. 6. Föreläsning.

ytterligare litteratur

Konenkov V.I. Medicinsk och ekologisk immunogenetik. Novosibirsk, 1999 Yarilin A.A. Grunderna i immunologi. M., 1999, sid. 213-226.

Alekseev L.P., Khaitov R.M. HLA och medicin. lö. Moderna problem med allergologi, immunologi och immunfarmakologi. M., 2001, sid. 240-260.

KAN DU SVARA?

(Gå in hemma. Självkontroll kommer att identifiera svåra frågor för diskussion. I klassen kommer du att kontrollera att svaren är korrekta, komplettera dem. Försök hitta svar på egen hand och visa att du kan göra det.)

1. I vilket kromosompar finns det största histokompatibilitetskomplexet hos människor? ………………….

2. Celler av vilka organ och vävnader innehåller transplantationsceller? …………antigener

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

3. Vad står förkortningen HLA för? ………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………… .

4. På vilka celler finns inte antigener i HLA-systemet? ………………….…

…………………………………………………………………………………………. .

5. Vilka loci, subloci består MCGS av: Klass I ……..……… Klass II …………………………………

Grad III ………………………………………….. .

6. Genprodukter av vilken klass av MHC uttrycks inte på cellmembranet? ……………………….

7. Vilka celler bör isoleras för att detektera HLA klass II? ………………..………………………… .

8. Hur upptäcks HLA-antigener? ………………………………………………………………………

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

9. Typad patient har 6 möjliga antigener HLA-A, HLA-B, HLA-C. Vad heter en sådan situation? ………………………………….

10. Vilket histokompatibilitetsantigen finns ofta hos patienter med ankyloserande spondylit?

…………………….. .

11. Vilka gener ingår i HLA klass III? …………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………… .

12. Vilka kedjor utgör HLA klass I-antigener? ………………….

13. Vilka kedjor består HLA klass II-antigener av? …………………

14. Cytotoxisk lymfocyt (CD8) känner igen en främmande peptid i komplexet med HLA av vilken klass?

…………………………. .

15. Th (CD4+) känner igen ett främmande antigen som presenteras av en dendritisk cell eller en makrofag i kombination med HLA av vilken klass? …..………

Vilka är de möjliga kombinationerna av erytrocytantigener hos ett barn om den isoantigena sammansättningen

erytrocyter
Far: AO, NM, ss, dd, Cc, Ee,		och mödrar: AB, MM, SS, DD, Cc, EE.
Välj det rätta svaret.
	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
Skriv ett annat rätt svar ___, ___, ___, ___, ___, ___.			Kan du göra mer?
Hur många? …………. .

Referensmaterial och teoretiska material

Major Histocompatibility Complex (MHC) är ett system av gener som kontrollerar syntesen av antigener som bestämmer vävnadshistokompatibilitet under organtransplantationer och inducerar reaktioner som orsakar transplantatavstötning. Ytstrukturer av cellernas cytomembran som inducerar reaktioner

avslag, fick namnet histokompatibilitetsantigener, och generna som kodade för dem kallades histokompatibilitetsgener - H-gener (Histokompatibilitet). Upptäckten av histokompatibilitetsantigener fungerade som grunden för utvecklingen av transplantationsimmunologi.

Därefter bevisades det att det största histokompatibilitetskomplexet är

det huvudsakliga genetiska systemet som bestämmer immunsystemets funktion,

speciellt immunsystemets T-system. GCGC reglerar immunsvaret, et kodar förmåga att känna igen "sina egna" och "främmande", att avvisa främmande celler, förmågan att syntetisera ett antal

De klassiska antigenerna i HLA-systemet detekteras inte alls i fettvävnad och på erytrocyter, samt på neuroner och trofoblastceller.

		PLACERINGSSCHEMA FÖR HLA-SYSTEMETS GENER
		PÅ KROMOSOM 6
DP LMP TAP DQ DR		C2 Bf C4b C4a TNF

Hos människor kallas det huvudsakliga histokompatibilitetssystemet HLA-systemet (Human Leukocyte Antigens). Detta är ett system av gener som kontrollerar syntesen av histokompatibilitetsantigener. Den består av tre regioner belägna på den korta armen av den sjätte kromosomen. Dessa regioner kallas: klass 1, klass 2, klass 3 (klass I, klass II, klass III) Regionen inkluderar gener eller loci. Namnet på varje HLA-gen innehåller bokstavsbeteckningen för lokuset (A, B, C) och ett serienummer, till exempel: HLA-A3, HLA-B27, HLA-C2, etc. Antigenerna som kodas av genen har också samma beteckning.. Vid D-lokuset identifierades 3 sublokus (DP, DQ, DR). (Se diagram ovan). Det finns 138 HLA-antigener på listan som godkänts av WHO. (Men användningen av DNA-typning, det vill säga förmågan att studera generna själva, har lett till identifieringen av mer än 2000 alleler på bara de senaste åren).

Klass I inkluderar HLA-A-, -B- och -C-loci. Dessa tre loci av det mänskliga hustyr syntesen av transplantationsantigener, vilket kan bestämmas med serologiska metoder (CD - Serological Determined). Molekyler av HLA klass I-antigener består av 2 subenheter: α- och β-kedjor (se figur). Den tunga eller α-kedjan består av 3 extracellulära fragment - α1-, α2- och α3-domänerna (extracellulära domäner), en liten region som tillhör cellmembranet (transmembranregionen) och ett intracellulärt fragment (cytoplasmatisk region). Den lätta kedjan är β2-mikroglobulin, icke-kovalent bunden till α-kedjan och inte bunden till cellmembranet.

α1- och α2-domänerna bildar en fördjupning i vilken en peptid (antigenregion) 8-10 aminosyror lång kan lokaliseras. Denna depression kallas peptidbindande klyfta(från engelska cleft).

(Nya HLA klass I-antigener som nyligen upptäckts inkluderar MIC- och HLA-G-antigener. Lite är känt om dem för närvarande. Det bör noteras att HLA-G, som kallas icke-klassisk, endast har identifierats

på ytan av trofoblastceller och det ger modern immunologisk tolerans mot fetala antigener.)

Klass 2-region (D-region) av HLA-systemet består av 3 subloci: DR, DQ, DP, som kodar för transplantationsantigener. Dessa antigener tillhör kategorin antigener som detekteras med cellmedierade metoder, nämligen reaktionen av en blandad lymfocytkultur (engelsk blandad lymfocytkultur - MLC). På senare tid har HLA-DM- och -DN-loci, såväl som TAP- och LMP-generna (inte uttryckta på celler), isolerats. De klassiska är DP, DQ, DR.

Presenterad peptid visas i rött.

På senare tid har antikroppar erhållits som kan identifiera DR- och DQ-antigenerna. Därför bestäms klass 2-antigener för närvarande inte bara genom cellmedierade metoder, utan även serologiskt, såväl som klass 1 HLA-antigener.

Klass 2 HLA-molekyler är heterodimera glykoproteiner som består av två olika α- och β-kedjor (se figur). Varje kedja innehåller 2 extracellulära domäner α1 och β1 vid den N-terminala änden, α2 och β2 (närmare cellmembranet). Det finns också transmembrana och cytoplasmatiska regioner. α1- och β1-domänerna bildar en fördjupning som kan binda peptider upp till 30 aminosyrarester långa.

MHC-II-proteiner uttrycks inte på alla celler. HLA klass II-molekyler finns i stora mängder på dendritiska celler, makrofager och B-lymfocyter, d.v.s. på de celler som interagerar med hjälpar-T-lymfocyter under immunsvaret, med hjälp av

HLA klass II molekyler

T-lymfocyter

betydande mängd

antigener av 2:a klassen, men när de stimuleras med mitogener, IL-2

börja uttrycka HLA klass 2-molekyler.

Nödvändig

Mark,

alla 3 typer av interferoner

förbättra kraftigt

uttryck

HLA-molekyler från 1:a

på cellmembranet hos olika celler. Så

γ-interferon in

ökar signifikant uttrycket av klass 1-molekyler på T- och B-lymfocyter, men även på maligna tumörceller (neuroblastom och melanom).

Ibland hittas en medfödd störning i uttrycket av HLA-molekyler av 1:a eller 2:a klass, vilket leder till utvecklingen av " naken lymfocytsyndrom V". Patienter med sådana störningar lider av otillräcklig immunitet och dör ofta i barndomen.

Klass III-regionen innehåller gener vars produkter är direkt involverade i immunsvaret. Det inkluderar strukturella gener för komplementkomponenterna C2 och C4, Bf (properdinfaktor) och tumörnekrosfaktor-TNF (TNF) gener. Detta inkluderar gener som kodar för syntesen av 21hydroxylas. Klass 3 HLA-genprodukter uttrycks således inte på cellmembranet, utan är i ett fritt tillstånd.

Den HLA-antigena sammansättningen av mänskliga vävnader bestäms av alleliska gener relaterade till var och en av loci, dvs. en kromosom kan bara ha en gen av varje lokus.

I enlighet med de grundläggande genetiska mönstren är varje individ en bärare inte mer än två alleler av varje locuso och subloci (en på var och en av de parade autosomala kromosomerna). Haplotypen (en uppsättning alleler på en kromosom) innehåller en allel av var och en av HLA-subloci. Samtidigt, om en individ är heterozygot för alla alleler av HLA-komplexet, detekteras inte mer än tolv HLA-antigener i honom under typning (A, B, C, DR, DQ, DP - subloci). Om en individ är homozygot för vissa antigener, detekteras ett mindre antal antigener hos honom, men detta antal kan inte vara mindre än 6.

Om den typade försökspersonen har maximalt möjliga antal HLA-antigener, kallas detta för "full house" ("full house" av antigener).

Nedärvningen av HLA-gener sker enligt den samdominanta typen, där avkomman in

De rikaste på HLA-antigener är lymfocyter. Därför utförs detekteringen av dessa antigener på lymfocyter. ( Kom ihåg hur man isolerar lymfocyter från perifert blod).

Molekyler av antigener HLA-A, -B, -C utgör cirka 1% av proteinerna på ytan av lymfocyter, vilket är ungefär lika med 7 tusen molekyler.

En av de mest betydande framstegen inom immunologi har varit upptäckten av den centrala roll som MHC spelar hos däggdjur och människor i regleringen av immunsvaret. I strikt kontrollerade experiment visades det att samma antigen orsakar ett immunsvar av olika höjd hos organismer med olika genotyper, och vice versa kan samma organism vara reaktiv i varierande grad med avseende på olika antigener. Generna som styr detta mycket specifika immunsvar kallas Ir-gener (Immunresponsgener). De är lokaliserade i klass 2-regionen av det mänskliga HLA-systemet. Ir-genkontroll realiseras genom lymfocyternas -T-system.

Central			cellulär		interaktioner			immun		du vägrar
samspel			HLA molekyler,			uttryckt					ytor
antigenpresenterande celler			representerar			för erkännande		utomjording			antigen
peptid och antigenigenkännande receptor - TCR (T-cellsreceptor)							på ytan av T-lymfocyten
hjälpare. På		samtidigt			erkännande		utomjording				pågår

igenkänning av egna HLA-antigener.

T-lymfocythjälpare (CD4+) känner igen ett främmande antigen endast i komplexet med ytmolekyler av MHC klass 2 antigenpresenterande celler.

Cytotoxiska lymfocyter (T-effektorer, CD8+) känna igen ett antigen

till exempel av viral natur, i kombination med en HLA-molekyl av klass I i målcellen. Exogena antigener representeras av klass II HLA-molekyler,

endogena - klass I-molekyler.

(Därför är processen för främmande igenkänning begränsad av egna HLA-antigener. Detta är konceptet "dubbel igenkänning" eller "förändrad självigenkänning".)

En viktig roll för HLA-systemet är också att det kontrollerar syntesen av komplementfaktorer involverade i både de klassiska (C2 och C4) och alternativa (Bf) vägarna för komplementaktivering. Genetiskt bestämd brist på dessa komplementkomponenter kan predisponera för infektionssjukdomar och autoimmuna sjukdomar.

Praktiskt värde av HLA-typning. Hög polymorfism gör HLA-systemet till en utmärkt markör i populationsgenetiska studier och studiet av genetisk predisposition för sjukdomar, men skapar samtidigt problem i valet av donator-mottagare-par vid organ- och vävnadstransplantation.

Populationsstudier utförda i många länder i världen har avslöjat karaktäristiska skillnader i fördelningen av HLA-antigener i olika populationer. Funktioner i distributionen av HLA-

antigener används i genetisk forskning för att studera struktur, ursprung och utveckling av olika populationer. Till exempel har den georgiska befolkningen, som tillhör södra Kaukasoiderna, liknande egenskaper hos den genetiska HLA-profilen med de grekiska, bulgariska och spanska populationerna, vilket indikerar ett gemensamt ursprung.

Typning av HLA-antigener används i stor utsträckning inom rättsmedicin för att utesluta eller fastställa faderskap eller släktskap.

Var uppmärksam på kopplingen av vissa sjukdomar med närvaron av ett eller annat HLA-antigen i genotypen. Detta beror på att HLA används i stor utsträckning för att studera den genetiska grunden anlag för sjukdom. Om det inte tidigare antogs, till exempel, att sjukdomen multipel skleros har en ärftlig grund, är nu, tack vare studiet av sambandet med HLA-systemet, faktumet av en ärftlig predisposition fast etablerad. Använder sig av

	HLA-systemet, för vissa sjukdomar bestäms också nedärvningssättet.
Till exempel,	ankyloserande		spondylit		autosomalt dominant			arv,
hemokromatos och medfödd binjurehyperplasi - autosomal recessiv. Tack så mycket
	föreningar	ankyloserande		spondylit		HLA-B27-antigen, HLA-typning

används vid diagnos av tidiga och oklara fall av denna sjukdom. Genetiska markörer för insulinberoende diabetes mellitus har identifierats.

PRAKTISKT ARBETE

Bestämning av HLA-antigener "i donatorer"

Typning av vävnadsantigener utförs med användning av en uppsättning sera, bestående av 50 eller fler antileukocytsera (sera från multiparösa kvinnor, ger från 10 till 80 % positiva reaktioner med fetala leukocyter, eller serum från frivilliga immuniserade

mänsklig	leukocyter innehållande				vissa SD-antigener.				Serum
multiparösa kvinnor, som ett resultat av naturlig immunisering med mannens HLA-antigener under
graviditet, innehåller i vissa fall antikroppar mot HLA i en tillräckligt hög titer.).
Serologiskt		antigener			histokompatibilitet				bestämma
lymfocytotoxisk		test (engelska)		lymfocytotoxicitetstest).						kallad
mikro lymfocytotoxisk				använda sig av			iscensättning			mikrovolym
Ingredienser.

Dess princip är baserad på interaktionen mellan HLA-molekyler på ytan av lymfocyter hos den undersökta personen med specifika anti-HLA-antikroppar och komplement, vilket leder till celldöd. Celldöd bestäms med konventionell ljusmikroskopi efter färgning med vitala färgämnen.

Suspensioner av lymfocyter blandas med antiserum mot ett specifikt antigen (HLA-B8, HLA-B27, etc.), inkuberas i 1 timme vid 25 C, komplement tillsätts och inkuberas igen i 2 timmar vid 37 C, och sedan trypanblått eller eosin tillsätts. Om ett antigen som motsvarar antikropparna i serumet finns i lymfocyterna, skadar antikropparna i närvaro av komplement leukocytmembranet, färgen tränger in i deras cytoplasma och de färgas blått eller rött (om eosin användes).

Vilka celler kommer att färgas med HLA-typning?

Baserat på resultaten av typning fastställs graden av kompatibilitet hos givaren och mottagaren och möjligheten till transplantation av ett organ eller vävnad mellan dem. Givaren och mottagaren måste vara kompatibla med avseende på erytrocytantigener ABO och Rh, leukocytantigener i HLA-systemet. Men i praktiken är det svårt att hitta helt kompatibel givare och mottagare. Urvalet reduceras till urvalet av den mest lämpliga donon. Transplantation är möjlig med

inkompatibilitet för ett av HLA-antigenerna, men mot bakgrund av betydande immunsuppression. Val av det optimala förhållandet av histokompatibilitetsantigener mellan donatorn och mottagaren förlänger transplantatets livslängd avsevärt.

Lektionen kommer att demonstrera HLA-plattor för leukocyttypning. Kom ihåg hur man får en ren suspension av lymfocyter från perifera blodkroppar. Tänk på hur man skyddar innehållet i brunnarna från att torka ut under reaktionen? Hur erhålls serum för HLA-typning?

För närvarande kan komplementfixerande monoklonala antikroppar (MAT) användas för komplementtypning. De används både i mikrolymfocytotoxicitetstestet och i immunofluorescenstestet. Redovisning av reaktionen är möjlig både genom luminescensmikroskopi och genom att använda en flödescytometer.

		modern metod		bestämning av HLA-gener DNA-typning. han
baserad på olika varianter av polymeraskedjereaktionen (PCR) och molekylär hybridisering.
	dessa metoder		ligger i	ansamling av nödvändiga		analys av betydande
kvantiteter			dess polymerisation och vid användning komplementära prober
analyserade delar av DNA. Dessutom är en av fördelarna med DNA-typning att den inte gör det
närvaron av livsdugliga lymfocyter krävs, och DNA från alla celler används. Men
DNA kan lagras i år eller årtionden. Krävs för reaktionen						dyr

oligonukleotidsonder, primrar.

Användningen av den molekylärgenetiska metoden - DNA-typning, gjorde det möjligt att avsevärt utöka förståelsen av polymorfismen hos de tidigare kända genetiska loci av HLA-A, B, C, DR, DQ, DP-systemet. Dessutom har nya gener upptäckts, i synnerhet TAP, DM, LMP och andra. HLA klass I - E, F, G, H gener har upptäckts, men funktionen av deras produkter är fortfarande oklar. I december 1998 var antalet identifierade alleler av HLA-komplexgenerna 942. Och den 31 december 2000 identifierades 1349 alleler genom molekylär genetisk DNA-typning, och deras upptäckt fortsätter att växa.

NY HLA-NOMENKLATUR. Som redan noterats består HLA klass 1-molekyler av a- och β-kedjor. Och är bara polymorfα-chain.pAlleliska varianter av kodande gener fick ett fyrsiffrigt namn i den nya nomenklaturen (till exempel HLA-A0201 istället för den tidigare använda beteckningen HLA-A2, och 12 (!) nya undertyper av detta antigen (nya alleliska varianter) ) identifierades med molekylärbiologiska metoder, som fick namnet A0201, A0202, A0203, ... till A0212). HLA-B27 har 9 allelspecificitetsvarianter, och endast några av dem är associerade med ankyloserande spondylit (detta ökar naturligtvis deras prognostiska värde).

Effektivitet av allogen njurtransplantation (enligt resultaten av årlig överlevnad i transplantationscentra som bytte till donatorselektion baserat på molekylärgenetik

koordinerande centrum för organdonation och Institutet för immunologi.

Ännu mer imponerande data som erhållits under de senaste 2-3 åren under nationella (främst i USA) och internationella program för transplantation av allogen, "oberoende" benmärg. Tack vare övergången av urvalet av donator-mottagare-par till -DNA-typning och skapandet av en bank av HLA-genotypade donatorer, inklusive 1,5 miljoner människor, har den årliga överlevnaden för transplanterad benmärg ökat med 10s -20% till 70-80 % (!). I sin tur ledde detta till antal benmärgstransplantationer från icke-närstående donatorer i USA (som för närvarande har det största antalet genotypade donatorer och mottagare) från 1993 till 1997. ökat mer än 8 gånger. Fantastisk

Effekten av obesläktade benmärgstransplantationer uppnås enbart genom valet av helt HLA-kompatibla donator-mottagarepar genom DNA-typning.

Följande är ett utdrag ur akademiker R.V. Petrovs bok "Me or not me: Immunological mobiles". M., 1983. - 272 sid.

"... Karl Landsteiner fick Nobelpriset 1930, i sin högtidliga föreläsning om detta ämne, sade Karl Landsteiner att upptäckten av ständigt nya antigener i mänskliga vävnadsceller skulle

teoretiskt intresse. Den har bland andra praktiska tillämpningar hittat rättsmedicinska tillämpningar.

Föreställ dig följande situation: det är nödvändigt att bestämma identiteten på en blodfläck. Vems blod är det - människa eller djur? Det finns ingen anledning att förklara att denna situation oftast är relaterad till kriminalteknik. Och lösningen på problemet blir ofta svaret på utredningens huvudfrågor. Det enda sättet att svara på det är med hjälp av immunsera. Ingalunda

andra indikatorer för att skilja mellan blodet hos en person och till exempel en hund är omöjligt. Mikroskopiska eller biokemiska forskningsmetoder är maktlösa.

Rättsläkare har i sin arsenal en uppsättning immunsera av olika specificitet: mot proteiner från människor, hästar, kycklingar, hundar, ko, katter etc. Fläcken som studeras tvättas bort och sedan sätts utfällningsreaktioner. I detta fall används hela uppsättningen av immunserum. Vilket serum som kommer att orsaka utfällning, typen av djur eller person tillhör blodet på platsen som studeras.

Låt oss säga att kriminalteknikern drar slutsatsen: "Kniven är fläckad av människoblod." Och den mordmisstänkte säger: "Ja. Men det här är mitt blod. För inte så länge sedan skar jag mig i fingret med den här kniven. Sedan fortsätter undersökningen. Antisera mot blodgrupper och HLA-antigener dyker upp på kriminologernas bord. Och immunologi ger återigen det exakta svaret: blodet tillhör AB-gruppen, innehåller M-faktorn, Rh-negativa, histokompatibilitetsantigener sådana och sådana, etc. Situationen är slutgiltig

förklarade. Den resulterande egenskapen sammanfaller helt med de antigena egenskaperna hos den misstänktes blod. Därför, sa han sanningen, det är verkligen hans blod.

Låt oss uppehålla oss vid ytterligare en situation, som har en stor moralisk klang. Föreställ dig att ett krig eller annan katastrof skilde föräldrar från sina barn. Barnen tappade sina namn och efternamn. Är det verkligen omöjligt att hitta sitt barn bland andra? Trots allt ärvs erytrocytantigener och HLA. Och om pappan och mamman inte har en faktor så kan inte barnet ha det heller. Omvänt, om båda föräldrarna tillhör typ A, kan barnet inte ha blodgrupp B eller AB. Detsamma gäller HLA-antigener. Och med en mycket hög grad av säkerhet.”

Att fastställa äktheten av kvarlevorna av medlemmar av kungafamiljen Nicholas II utfördes på detta sätt, med hjälp av DNA-typning.

till exempel i England är frågor om fastställande av faderskap särskilt noggranna. Men där förknippas det oftast inte med kriget. Stränga lagar om faderskap förklaras av strikta lagar om arvingar och arvsrätt till kapital, titlar, rättigheter, privilegier.

Föreställ dig en herre som förklarar som sin arvinge en ung man som inte bars av sin fru. Då kan det bli nödvändigt att bevisa att den unge mannen är hans son. Eller plötsligt dyker det upp en gentleman som förklarar sig vara den oäkta sonen och därför arvtagaren till en miljonär. Det kan vara sant, men det kan vara så att den här herren är en bedragare. Frågan löses genom analys av antigener hos föräldrar och barn.

Fördelningen av HLA-antigener visade sig vara olika i representanter för olika raser av nationaliteter. Sedan 1966 har en intensiv studie av strukturen hos vävnadskompatibilitetsantigener, initierad av WHO, genomförts i alla länder i världen. Snart täcktes världskartan med immunologiska hieroglyfer som visar var och i vilken kombination antigener finns.

HLA. Nu finns det kanske inget behov, som Thor Heyerdahl, att utrusta en expedition på en vassbåt för att bevisa befolkningens migration från Sydamerika till öarna i Polynesien. Det räcker att titta på en modern atlas över fördelningen av HLA-antigener och med tillförsikt säga att det i båda dessa geografiska regioner finns gemensamma genetiska markörer.

Polymorfism av klassisk HLA - antigener detekterade med serologiska och cellmedierade metoder

Kromosomal hybridisering har fastställt att MHC-systemet är lokaliserat på den korta armen av den sjätte humana autosomala kromosomen, medan det hos möss är lokaliserat på den 17:e kromosomen.

Ris. 1. Schematisk representation av kromosom 6.

Det stora histokompatibilitetskomplexet upptar en betydande DNA-sträcka, inklusive upp till 4 * 106 baspar eller cirka 50 gener. Huvuddraget i komplexet är betydande polygenicitet (närvaron av flera icke-alleliska nära kopplade gener, vars proteinprodukter är strukturellt lika och har identiska funktioner) och uttalad polymorfism - närvaron av många alleliska former av samma gen. Alla gener i komplexet ärvs på ett codominant sätt.

Polygenicitet och polymorfism (strukturell variabilitet) bestämmer den antigena individualiteten hos individer av en given art.

Alla MHC-gener är indelade i tre grupper. Varje grupp inkluderar gener som kontrollerar syntesen av polypeptider av en av de tre MHC-klasserna (I, II och III) (Fig. 3.5). Mellan molekylerna i de två första klasserna finns det uttalade strukturella skillnader, men samtidigt, enligt strukturens allmänna plan, är de alla av samma typ. Samtidigt hittades ingen funktionell eller strukturell likhet mellan genprodukterna i klass III å ena sidan och klasserna I och II å andra sidan. Gruppen med mer än 20 klass III-gener är i allmänhet funktionellt isolerade - några av dessa gener kodar till exempel för proteiner i komplementsystemet (C4, C2, faktor B) eller molekyler som är involverade i antigenbearbetning.

Regionen för lokalisering av generna som kodar för komplexet av mus-MHC-molekyler betecknas som H-2, för människor - HLA.

HLA-A, HLA-B och HLA-C är kromosomala loci vars gener styr syntesen av "klassiska" molekyler (antigener) av klass I humant MHC och kodar för den tunga kedjan (alfakedjan). Regionen för dessa loci upptar en region som är längre än 1500 kb.

Syntesen av molekyler (antigener) av klass II humant MHC kontrolleras av gener i HLA-D-regionen, som kodar för minst sex varianter av alfa och tio varianter av beta-kedjor (Fig. 3.5). Dessa gener upptar de tre loci HLA-DP, HLA-DQ och HLA-DR. De flesta av klass II-molekylerna tillhör produkterna av deras uttryck.

Dessutom inkluderar HLA-D-regionen HLA-LMP- och HLA-TAP-generna. Proteiner med liten molekylvikt som kontrolleras av dessa gener är involverade i framställningen av ett främmande antigen för presentation för T-celler.

Generna av de humana loci HLA-A, HLA-B och HLA-C kodar för den tunga kedjan (alfakedjan) av de "klassiska" MHC klass I-molekylerna. Dessutom har många ytterligare gener hittats utanför dessa loci, kodande "icke-klassiska" klass I MHC-molekyler och lokaliserade i sådana HLA loci som HLA-X HLA-F, HLA-E, HLA-J, HLA-H, HLA -G, HLA-F.

Molekyler av det stora histokompatibilitetskomplexet.

Den rumsliga organisationen av MHC-molekyler har klarlagts genom röntgendiffraktionsanalys:

Klass I MHC-molekyler (HLA-allelvarianter: HLA-A, HLA-B, HLA-C) uttrycks på cellytan och är en heterodimer bestående av en enda tung alfakedja (45 kDa) som inte är kovalent kopplad till singeldomän beta2-mikroglobulin ( 12 kDa), som också finns i fri form i blodserumet, de kallas klassiska transplantationsantigener.

Den tunga kedjan består av en extracellulär del (som bildar tre domäner: alfa1-, alfa2- och alfa3-domäner), ett transmembransegment och en cytoplasmatisk svansdomän. Varje extracellulär domän innehåller cirka 90 aminosyrarester, och tillsammans kan de separeras från cellytan genom behandling med papain.

Alfa2- och alfa3-domänerna har vardera en intrakedjedisulfidbindning som slingar 63 respektive 68 aminosyrarester.

Alfa3-domänen är homolog i aminosyrasekvens med immunglobulin C-domänerna, och konformationen av alfa3-domänen liknar den vikta strukturen hos immunglobulindomänerna.

Beta2-mikroglobulin (beta2-m) är nödvändigt för uttrycket av alla MHC klass I-molekyler och har en oförändrad sekvens, men hos möss förekommer det i två former, som skiljer sig åt i utbyte av en aminosyra vid position 85. Detta protein motsvarar bl.a. struktur till immunglobulins C-domän. Beta2-mikroglobulin kan också interagera icke-kovalent med icke-klassiska klass I-molekyler, till exempel med CD1-genprodukter.

Beroende på art och haplotyp glykosyleras den extracellulära delen av klass I MHC tunga kedjor i varierande grad.

Transmembransegmentet av MHC klass I består av 25 övervägande hydrofoba aminosyrarester och sträcker sig över lipiddubbelskiktet, troligen i en alfa-spiralformad konformation.

Huvudegenskapen hos klass I-molekyler - att binda peptider (antigener) och presentera dem i en immunogen form för T-celler - beror på alfa1- och alfa2-domänerna. Dessa domäner har signifikanta alfa-heliska regioner, som, när de interagerar med varandra, bildar en långsträckt hålighet (slits) som fungerar som ett bindningsställe för det bearbetade antigenet. Det resulterande antigenkomplexet med alfa1- och alfa2-domäner bestämmer dess immunogenicitet och förmåga att interagera med antigenigenkännande T-cellsreceptorer.

Klass I inkluderar A-antigener, AB-antigener och AC-antigener.

Klass I-antigener finns på ytan av alla kärnförsedda celler och blodplättar.

Klass II MHC-molekyler är heterodimerer byggda från icke-kovalent länkade tunga alfa- och lätta beta-kedjor.

Ett antal fakta indikerar en nära likhet mellan alfa- och beta-kedjor när det gäller deras allmänna struktur. Den extracellulära delen av var och en av kedjorna viks till två domäner (alfa1, alfa2 respektive beta1, beta2) och kopplas med en kort peptid till ett transmembransegment (ungefär 30 aminosyrarester långa). Transmembransegmentet övergår till en cytoplasmatisk domän som innehåller cirka 10-15 rester.

Den antigenbindande regionen av klass II MHC-molekyler bildas av alfa-spiralformade regioner av interagerande kedjor som liknar klass I-molekyler, men med en signifikant skillnad: den antigenbindande håligheten hos klass II MHC-molekyler bildas inte av två domäner av en alfakedja, men av två domäner av olika kedjor - alfa1- och beta1-domäner.

Den allmänna strukturella likheten mellan de två klasserna av MHC-molekyler är uppenbar. Detta är enhetligheten i den rumsliga organisationen av hela molekylen, antalet domäner (fyra), den konformationella strukturen för det antigenbindande stället.

I strukturen av klass II-molekyler är den antigenbindande kaviteten mer öppen än i klass I-molekyler, så längre peptider kan passa in i den.

Den viktigaste funktionen hos klass II MHC (HLA) antigener är att säkerställa interaktion mellan T-lymfocyter och makrofager under immunsvaret. T-hjälpare känner igen ett främmande antigen först efter att det har bearbetats av makrofager, kombinerat med HLA klass II-antigener, och uppkomsten av detta komplex på makrofagytan.

Klass II-antigener finns på ytan av B-lymfocyter, aktiverade T-lymfocyter, monocyter, makrofager och dendritiska celler.

MHC klass II-gener kodar för membranbundna transmembranpeptider (glykoproteiner). Molekyler av klass II histokompatibilitetsantigener (DR, DP, DQ), såväl som klass I, är heterodimera proteiner som består av en tung alfakedja (33 kDa) och en lätt betakedja (26 kDa), kodade av generna från HLA. komplex. Båda kedjorna bildar två domäner: alfa1 och alfa2, samt beta1 och beta2.

Klass II MHC-produkter associeras främst med B-lymfocyter och makrofager och fungerar som igenkänningsstrukturer för T-hjälpare.

MHC klass III-gener, lokaliserade inom eller nära kopplade till MHC-gengruppen, kontrollerar flera komplementkomponenter: C4 och C2, såväl som faktor B, lokaliserad i blodplasman snarare än på cellytan. Och till skillnad från MHC klass I och klass II molekyler är de inte involverade i kontrollen av immunsvaret.

Termen MHC klass IV används för att beskriva vissa MHC-kopplade loci.

Studien av uttrycket av MHC klass I- och II-molekyler på olika celltyper avslöjade en bredare vävnadsfördelning av klass I-molekyler jämfört med klass II-molekyler. Medan klass I-molekyler uttrycks på nästan alla studerade celler, uttrycks klass II-molekyler huvudsakligen på immunkompetenta celler eller celler som är relativt ospecifikt involverade i bildandet av immunsvaret, såsom epitelceller.

I tabell. 1 presenterar data om arten av vävnadsfördelningen av MHC-molekyler i möss och människor.

flik. 1 Vävnadsfördelning av MHC klass I och II molekyler i möss och människor

celltyp	H-2 komplexa möss		mänskligt HLA-komplex
	Klass I	Klass II	Klass I	Klass II
tymocyter
Makrofager
Granulocyter
Retikulocyter
röda blodceller
blodplättar
fibroblaster
epiteliala celler
epidermala celler
hjärtmuskel
Skelettmuskel
Placenta
spermier
Oocyter
trofoblast
Blastocyter
Embryonal vävnad

Representationen av klass I-molekyler på nästan alla celltyper korrelerar med den dominerande rollen för dessa molekyler i allogen transplantatavstötning. Klass II-molekyler är mindre aktiva i processen med vävnadsavstötning. Jämförande data om graden av deltagande av molekyler av I- och II-klasser av MHC i vissa immunsvar visar att vissa egenskaper hos MHC är mer associerade med en av klasserna, medan andra är ett karakteristiskt särdrag för båda klasserna (tabell 2)

Flik. 2 Deltagande av MHC klass I och II molekyler i vissa immunsvar

Charles B. Carpenter

Antigener som tillhandahåller intraspecifika skillnader hos individer betecknas som alloantigener, och när de ingår i processen för avstötning av allogena vävnadstransplantat blir de kända som vävnadskompatibilitetsantigener (histokompatibilitet). Evolutionen har fixerat en enda region av nära kopplade histokompatibilitetsgener, vars produkter på cellytan utgör en stark barriär mot allotransplantation. Termerna "stora histokompatibilitetsantigener" (huvudsakliga histokompatibilitetsantigener) och "major histokompatibilitetsgenkomplex" (MHC) (stora histokompatibilitetsgenkomplex) hänvisar till genprodukterna och generna i denna kromosomala region. Åtskilliga mindre histokompatibilitetsantigener, tvärtom, kodas av flera regioner av genomet. De motsvarar svagare alloantigena skillnader mellan molekyler som utför olika funktioner. Strukturer som bär MHC-determinanter spelar en betydande roll i immunitet och självigenkänning under cell- och vävnadsdifferentiering. Information om MHC-kontrollen av immunsvaret erhölls i försök på djur, när immunsvarsgenerna kartlades inuti MHC-in möss (H-2), råttor (RT1), marsvin (GPLA). Hos människor heter MHC HLA. De enskilda bokstäverna i förkortningen HLA ges olika betydelser, och med internationell överenskommelse tjänar HLA till att beteckna det mänskliga MHC-komplexet.

Flera generaliseringar kan göras om MHC. För det första, i en liten region (mindre än 2 centimorgan) kodar MHC för tre klasser av genprodukter. Klass I-molekyler, uttryckta av nästan alla celler, innehåller en tung och en lätt polypeptidkedja och är produkter av tre dubblerade loci - HLA-A, HLA-B och HLA-C. Klass II-molekyler, vars uttryck är begränsat till B-lymfocyter, monocyter och aktiverade T-lymfocyter, innehåller två polypeptidkedjor (? och?) av olika storlek och är produkter av flera nära kopplade gener, gemensamt kallade HLA-D-zonen . Klass III-molekyler är komplementkomponenter C4, C2 och Bf. För det andra bildar klass I- och II-molekyler ett komplex med pseudoantigenet, eller så känns histokompatibilitetsantigenet och pseudoantigenet igen av T-lymfocyter som har en lämplig receptor för antigenet. Igenkänning av själv och icke-jag i början och i effektorfasen av immunsvaret styrs direkt av molekyler av klass I och II. För det tredje finns det inga tydliga restriktioner för intercellulära interaktioner som involverar suppressor-T-lymfocyter hos människor, men rollen för HLA-gener är ganska viktig för vissa manifestationer av suppressor-T-cellsaktivitet. För det fjärde innehåller MHC-regionen gener för enzymsystem som inte är direkt relaterade till immunitet, men som är viktiga för skelettets tillväxt och utveckling. Kända HLA-loci på den korta armen av kromosom 6 visas i fig. 63-1.

Platser för HLA-systemet. Klass I-antigener.HLA klass I-antigener bestäms serologiskt med användning av humana sera, huvudsakligen från fleråriga kvinnor, och i mindre utsträckning med användning av monoklonala antikroppar. Klass I-antigener finns i olika tätheter i många kroppsvävnader, inklusive B-celler, T-celler och blodplättar, men inte på mogna röda blodkroppar. Antalet serologiskt detekterbara specificiteter är stort, och HLA-systemet är det mest polymorfa av de kända mänskliga genetiska systemen. Inom HLA-komplexet är tre loci tydligt definierade för serologiskt detekterbara HLA klass I-antigener. Varje klass 1-antigen innehåller en 2-mikroglobulinsubenhet (molvikt 11500) och en tung kedja (molvikt 44000) som bär antigenspecificitet (Fig. 63-2). Det finns 70 väldefinierade A- och B-specificiteter och åtta C-lokusspecificiteter. Beteckningen HLA används vanligen vid namngivning av storaener, men kan utelämnas när sammanhanget tillåter. Antigener som klassificerats av WHO utan avgörande betecknas med ett w efter lokusnamnet. Numret efter lokusbeteckningen fungerar som antigenets eget namn. HLA-antigenerna i populationerna i Afrika, Asien och Oceanien är för närvarande inte väldefinierade, även om de inkluderar några av de vanliga antigenerna som är vanliga för människor av västeuropeiskt ursprung. Fördelningen av HLA-antigener är olika i olika rasgrupper, och de kan användas som antropologiska markörer i studiet av sjukdomar och migrationsprocesser.

Ris. 63-1. Schematisk representation av kromosom 6.

Lokaliseringen av HLA-zonen i region 21 av den korta armen visas. HLA-A-, HLA-B- och HLA-C-loci kodar för tunga kedjor av klass I (44 000), medan den lätta kedjan a2-mikroglobulin (11 500) av klass I-molekyler kodas av genen på kromosom 15. HLA- D-zon (klass II) är belägen centromer i förhållande till loci A, B och C med nära kopplade gener för komplementkomponenterna C4A, C4B, Bf och C2 i B-D-regionen. Ordningen för komplementgenerna har inte fastställts. Varje klass II-molekyl i D-regionen bildas av β- och β-kedjor. De finns på cellytan i olika regioner (DP, DQ och DR). Siffran före tecknen? och?, betyder att det finns olika gener för kedjor av denna typ, till exempel för DR finns det tre gener?-kedjor, så de uttryckta molekylerna kan vara 1??, 2?? eller 3??. DRw52(MT2)- och DRw53(MT3)-antigenerna är belägna på 2p-kedjan, medan DR är på lp-kedjan. DR är icke-polymorf, medan DQ-antigenmolekyler är polymorfa i både a- och a-kedjor (2?2?). Andra DQ-typer (1?1?) har begränsad polymorfism. DP-polymorfism är associerad med a-kedjor. Den totala längden av HLA-regionen är cirka 3 cm.

Eftersom kromosomerna är parade har varje individ upp till sex serologiskt detekterbara HLA-A-, HLA-B- och HLA-C-antigener, tre från varje förälder. Var och en av dessa uppsättningar betecknas som en haplotyp, och i enlighet med enkel mendelsk nedärvning har en fjärdedel av avkomman identiska haplotyper, hälften är en del av de vanliga haplotyperna och den återstående fjärdedelen är helt inkompatibla (Fig. 63-3). Betydelsen av detta genkomplexs roll i transplantationssvaret bekräftas av det faktum att urval av donator-mottagarpar enligt haplotypen bland avkomman från en generation ger de bästa resultaten vid njurtransplantation - cirka 85-90% av långa -term överlevnad (se kapitel 221).

klass II antigener. HLA-D-zonen gränsar till klass I-loci på den korta armen av den sjätte kromosomen (se fig. 63-1). Denna region kodar för en serie klass II-molekyler, som var och en innehåller en a-kedja (de säger att massan är 29 000) och en a-kedja (de säger att massan är 34 000) (se fig. 63-2). Inkompatibilitet i denna region, särskilt i DR-antigener, bestämmer det proliferativa svaret hos lymfocyter in vitro. Blandad lymfocytisk reaktion (MLR) bedöms av graden av proliferation i blandad lymfocytkultur (MLC) och kan vara positiv även om HLA-A-, HLA-B- och HLA-C-antigenerna är identiska (se fig. 63-3). HLA-D-antigener detekteras med användning av standardstimulerande lymfocyter homozygota för HLA-D och inaktiverade av röntgenstrålar eller mitomycin C för att ge ett enkelriktat svar. Det finns 19 sådana antigener (HLA-Dwl-19) detekterade med hjälp av homozygota typningsceller.

Försök att bestämma HLA-D med serologiska metoder gjorde det först möjligt att detektera en serie D-kopplade (DR) antigener uttryckta på klass II-molekyler av B-lymfocyter, monocyter och aktiverade T-lymfocyter. Därefter beskrevs andra nära kopplade antigena system, som fick olika namn (MB, MT, DC, SB). Identiteten för individuella grupper av klass II-molekyler har nu fastställts, och generna för motsvarande a- och a-kedjor har isolerats och sekvenserats. Klass II-genkarta visad i fig. 63-1 återspeglar det minsta antalet gener och molekylära regioner. Även om en molekyl med massa II kan innehålla DR? från haplotypen av en av föräldrarna, och DR? - av den andra (transkomplementering), är kombinatorik utanför var och en av DP, DQ, DR-regionerna sällsynt, om inte omöjligt. DR-molekyler, och i viss mån DQ, kan fungera som stimuli för primär MLR. Sekundär MLR definieras som ett lymfocyt-primat test (PLT) och resulterar i 24-36 timmar istället för 6-7 dagar för ett primärt svar. DP-alloantigener upptäcktes på grund av deras förmåga att inducera PLT-stimulering, även om de inte ger primär MLR. Även om B-lymfocyter och aktiverade T-lymfocyter uttrycker alla tre uppsättningarna av klass II-molekyler, uttrycks inte DQ-antigener på 60-90 % av DP- och DR-positiva monocyter.

Ris. 63-2. Schematisk representation av klass I och II cellytemolekyler.

Klass I-molekyler består av två polypeptidkedjor. Tung kedja med brygga. som väger 44 000 passerar genom plasmamembranet; dess yttre region består av tre domäner (α1, α2 och α3) bildade av disulfidbindningar. Lätt kedja med mol. med en massa på 11 500 (β2-mikroglobulin, Σ2mu) kodas av kromosom 15 och är icke-kovalent kopplad till den tunga kedjan. Aminosyrahomologin mellan klass I-molekyler är 80–85 %, minskande till 50 % i regionerna α1 och α2, vilket förmodligen motsvarar regioner med alloantigen polymorfism. Klass II-molekyler bildas av två icke-kovalent länkade polypstidkedjor, a-kedja med en pir. med en massa på 34000 och?-kedja med en molmassa på 29000. Varje kedja innehåller två domäner bildade av disulfidbindningar (från S.B. Carpenter, E.L. Milford, Renal Transplantation: Immunobiology in the Kidnev/Eds. B. Brenner, F. Rector , New York: Samiders, 1985).

Ris. 63-3. HLA-region av kromosom 6: nedärvning av HLA-haplotyper. Varje kromosomalt segment av länkade gener betecknas som en haplotyp, och varje individ ärver en haplotyp från varje förälder. Diagrammet visar antigenerna A, B och C för haplotyperna a och b för denna hypotetiska individ; nedan visas beteckningarna för haplotyper i enlighet med texten. Om en hane med en ab-haplotyp gifter sig med en kvinna med en cd-haplotyp, kan avkomman endast vara av fyra typer (i termer av HLA). Om en av föräldrarna under meios genomgår rekombination (markerad med streckade linjer), leder detta till bildandet av en förändrad haplotyp. Frekvensen av förändrade haplotyper hos barn fungerar som ett mått på avstånden på den genetiska hagen (1 % rekombinationsfrekvens == 1 cM; se Fig. 63-1) (från D. B. Carpenter. Kidney International, D)78. 14,283).

Molekylär genetik. Varje polypeptidkedja av molekyler av klass I och II innehåller flera polymorfa regioner förutom en "privat" antigen determinant, bestämd med användning av antisera. Den cellmedierade lymfolysanalysen (CML) mäter specificiteten hos mördar-T-celler (TK) som prolifererar i MLR genom att testa på målceller från givare som inte har tillhandahållit MLR-stimulerande celler. De antigena systemen som bestäms med denna metod visar en nära men ofullständig korrelation med "särskilda" antigener av klass 1. Cytotoxisk cellkloning har avslöjat en uppsättning polymorfa måldeterminanter på HLA-molekyler, av vilka några inte kan detekteras med alloantisera och monoklonala antikroppar erhållna genom immunisering av mänskliga celler från möss. Vissa av dessa reagenser kan användas för att identifiera "särskilda" HLA-determinanter, medan andra är inriktade på mer "allmänna" (ibland kallade supertypningsdeterminanter). Ett sådant system av "vanliga" HLA-B-antigener har två alleler, Bw4 och Bw6. De flesta "privata" HLA-B är associerade med antingen Bw4 eller Bw6. Andra system är associerade med undergrupper av HLA-antigener. Till exempel innehåller HLA-B-positiva tunga kedjor ytterligare regioner som är gemensamma för B7, B27, Bw22 och B40 eller B5, B15, B18 och Bw35. Det finns andra typer av överlappande antigena determinanter, vilket framgår av reaktionen av monoklonala antikroppar med ett ställe som är gemensamt för de tunga kedjorna av HLA-A och HLA-B. Studien av aminosyrasekvensen och pstidkartor för vissa HLA-molekyler visade att de hypervariabla regionerna av klass I-antigener är koncentrerade i den yttre β1-domänen (se fig. 63-2) och den intilliggande regionen av β2-domänen. Variabla sekvenser av klass II-molekyler är olika för olika loci. Anmärkningsvärt nog uppvisar klass I α3-domän, klass II α2-domän och klass II β2-domän, såväl som en del av membranmolekylen T8 (Leu 2) involverad i intercellulära interaktioner (se kap. 62), signifikant aminosyra sekvenshomologi med konstanta zoner av immunglobuliner. Detta bekräftar hypotesen om den evolutionära bildandet av en familj av genprodukter som bär funktionerna av immunologisk igenkänning. I studien av HLA-genomiskt DNA för molekyler av klass I och II hittades typiska exon-intronsekvenser och exoner identifierades för signalpeptider (5") av var och en av domänerna, det transmembrana hydrofoba segmentet och det cytoplasmatiska segmentet (3). "). cDNA-sonder är tillgängliga för de flesta HLA-kedjor, och användningen av enzymatiska digereringar för att bedöma status för restriktionsfragmentlängdpolymorfism (RFLP) har gett data som korrelerar med klass 11 serologiska analyser i MLR. Men överflöd (20-30) av klass 1-gener gör utvärderingen av polymorfism med RFLP svårt. Många av dessa gener uttrycks inte (pseudogener), även om vissa kan motsvara ytterligare klass I loci som endast uttrycks på aktiverade T-celler; deras funktioner är okända. Utvecklingen av specifika tester för HLA-A och HLA-B loci kommer att hjälpa till att förstå detta ganska komplexa problem.

Komplement (klass III). De strukturella generna för de tre komplementkomponenterna C4, C2 och Bf finns i HLA-B-D-zonen (se fig. 63-1). Dessa är två C4-loci som kodar för C4A och C4B, ursprungligen beskrivna som erytrocytantigenerna Rodgers respektive Chido. Dessa antigener absorberades faktiskt från plasman av C4-molekyler. De andra komponenterna i komplementet har inte en tät bindning med HLA. Ingen korsning har beskrivits mellan C2-, Bf- och C4-generna. Alla är kodade av en sektion mellan HLA-B och HLA-DR med en längd på cirka 100 kb. Det finns två C2 alleler, fyra Bf, sju C4A och tre C4B alleler, dessutom finns det tysta QO alleler vid varje lokus. Den exceptionella polymorfismen av komplementhistotyper (komplotyper) gör detta system lämpligt för genetisk forskning.

Tabell 63-1. De vanligaste HLA-haplotinerna

I tabell. Figur 63-1 visar de fyra vanligaste haplotyperna som finns hos individer av västeuropeisk härkomst. MLR resulterar i att icke-besläktade individer som väljs för kompatibilitet för dessa haplotyper är negativa, medan en reaktion vanligtvis inträffar om obesläktade individer matchas endast för HLA-DR- och DQ-kompatibilitet. Sådana identiska vanliga haplotyper kan härstamma oförändrade från en enda förfader.

Andra gener i den 6:e kromosomen. Brist på steroiden 21-hydroxylas, en autosomal recessiv egenskap, orsakar syndromet medfödd binjurehyperplasi (kap. 325 och 333). Genen för detta enzym är belägen i HLA-B-D-regionen. 21-hydroxylasgenen intill C4A-genen deleteras hos individer som lider av det nämnda syndromet, tillsammans med C4A (C4AQO), och HLA-B-genen kan transformeras med omvandlingen av B 13 till sällsynt Bw47, som endast finns i förändrad haplotyper. Till skillnad från sent debuterande HLA-kopplad 21-hydroxylasbrist, är medfödd binjurehyperplasi associerad med 21β-hydroxylasbrist inte HLA-kopplad. Flera familjestudier har visat att idiopatisk hemokromatos, en autosomal recessiv sjukdom, är kopplad till HLA (se kapitel 310). Även om patogenesen av störningar av järnabsorption i mag-tarmkanalen är okänd, har det fastställts att generna som modulerar denna process är belägna nära HLA-A-regionen.

Ris. 63-4. Schema för den relativa rollen för HLA-A, HLA-B, HLA-C och HLA-D-antigener i initieringen av det alloimmuna svaret och i bildningen av effektorceller och antikroppar.

Två huvudklasser av T-lymfocyter känner igen antigener: Tk - prekursorer till cytotoxiska "mördar"-celler och Tx-hjälparceller som bidrar till utvecklingen av ett cytotoxiskt svar. Tx ger också hjälp till B-lymfocyter i utvecklingen av ett "moget" IgG-svar. Det är viktigt att notera att TK vanligtvis känner igen klass I-antigener, medan signalen för Th huvudsakligen genereras av HLA-D, som är nära associerad med klass II-antigener (från C.B. Carpenter. - Kidney International, 1978, 14, 283).

immunsvarsgener. En in vitro-studie av svaret på syntetiska polypeptidantigener, hemocyanin, kollagen och stelkrampstoxoid avslöjade att HLA-D-zonen liknar H-2-regionen. Jag i musen. Presentation av antigena fragment på ytan av makrofager eller andra celler som bär klass II-molekyler kräver kopplad igenkänning av klass II-molekylen + antigenkomplexet av T-lymfocyter som bär lämplig(a) receptor(er) (se kapitel 62). Kärnan i denna "själv-)-X" eller "förändrade jag"-hypotes är att det T-beroende immunsvaret, verkan av T-hjälpare/inducerare (Tx) utförs endast om motsvarande klass II-determinanter syntetiseras. De senares gener är Ir-gener. Eftersom klass I allogena determinanter känns igen som att de redan har förändrats, är allogen MLP en modell av immunsystemet där närvaron av ett pseudoantigen är valfritt (fig. 63-4). Effektorfaserna av immunitet kräver igenkänning av ett pseudoantigen i kombination med dess egna strukturer. De senare hos människor, såväl som hos möss, är molekyler av klass I histokompatibilitetsantigener. Influensa-infekterade humana cellinjer lyseras av immuna cytotoxiska T-lymfocyter (TC) endast om de svarande cellerna och målcellerna är identiska vid HLA-A- och HLA-B-loci. Allogen MLR fungerar också som en modell för bildandet av klass I-begränsade cytotoxiska T-lymfocyter (se Fig. 63-4). Restriktionsdetaljer för olika klass I- och II-molekyler och epitoper kan isoleras med användning av primade celler som har expanderats och klonats. Till exempel, på nivån av antigenpresenterande celler, känner en given Th-klon igen ett antigent fragment komplexbundet med en specifik region av en klass II-molekyl via Ti-receptorn. Restriktiva element för vissa mikrobiella antigener är DR- och Dw-allelerna.

Undertryckande av immunsvaret (eller låg responsnivå) mot cederträpollen, streptokockantigener och schistosomantigener är dominant och kopplat till HLA, vilket indikerar förekomsten av immunsuppressionsgener (Is). Närvaron av specifika allelassociationer av HLA med nivån av immunsvaret visades också, till exempel, för ricinbönantigenet Ra5 - med DR2 och för kollagen - med DR4.

Associationer med sjukdomar. Om det stora histokompatibilitetskomplexet har en viktig biologisk funktion, vad är den funktionen? En hypotes är att det spelar en roll i immunövervakningen av neoplastiska celler som uppstår under en individs livstid. Vikten av detta system under graviditeten är stor, eftersom det alltid finns vävnadsinkompatibilitet mellan modern och fostret. En hög grad av polymorfism kan också bidra till arters överlevnad inför ett stort antal mikrobiella ämnen som finns i miljön. Tolerans mot "själv" (självtolerans) kan gå över till mikrobiella antigener, vilket resulterar i hög känslighet som leder till dödliga infektioner, medan polymorfism i HLA-systemet bidrar till att en del av befolkningen känner igen farliga ämnen som främmande och inkluderar en adekvat svar . Dessa hypoteser kopplar HLA:s roll till fördelarna med att systemet överlever under selektionstryck, var och en av dessa hypoteser har visst stöd.

Ett viktigt bevis på HLA-komplexets roll i immunbiologi var upptäckten av en positiv association av vissa patologiska processer med HLA-antigener. Studiet av dessa associationer stimulerades av upptäckten av immunsvarsgener kopplade till H-2-komplexet hos möss. I tabell. 63-3 sammanfattar de viktigaste HLA- och sjukdomsassociationerna.

Det har fastställts att förekomsten av HLA-B27 ökar vid vissa reumatiska sjukdomar, särskilt vid ankyloserande spondylit, en sjukdom av tydligt familjär natur. B27-antigenet finns endast hos 7 % av personer med västeuropeiskt ursprung, men det finns hos 80-90 % av patienterna med ankyloserande spondylit. I termer av relativ risk betyder detta att detta antigen är ansvarigt för känsligheten för utveckling av ankyloserande spondylit, som är 87 gånger högre hos sina bärare än hos den allmänna befolkningen. På liknande sätt har en hög grad av association med B27-antigenet vid akut främre uveit, Reiters syndrom och reaktiv artrit vid minst tre bakteriella infektioner (yersiniosis, salmonellos och gonorré) visats. Även om den vanliga formen av juvenil reumatoid artrit också är associerad med B27, är typen av sjukdom med mild artikulärt syndrom och irit associerad med B27. Vid psoriasisartrit av central typ är B27 vanligare medan Bw38 är associerat med både centrala och perifera typer. Psoriasis är förknippat med Cw6. Patienter med degenerativ artrit eller gikt visar ingen förändring i frekvensen av antigener.

De flesta andra associationer med sjukdomar är karakteristiska för HLA-D-antigener, till exempel är glutenkänslig enteropati hos barn och vuxna associerad med DR3-antigenet (relativ risk 21) Den faktiska andelen patienter med detta antigen varierar från 63 till 96 % jämfört med till 22-27 % i kontroller . Samma antigen finns oftare hos patienter med aktiv kronisk hepatit och dermatitis herpetiformis, som också lider av glutenkänslig enteropati. Juvenil insulinberoende diabetes mellitus (typ I) är associerad med DR3 och DR4 och negativt associerad med DR2 Hos 17-25 % av patienterna med typ I-diabetes hittades en sällsynt allel Bf (M). Diabetes med debut i vuxen ålder (typ II) har inget samband med HLA. Hypertyreos i USA är associerat med B8 och Dw3, medan det i den japanska befolkningen är associerat med Bw35. En bredare undersökning av friska och sjuka representanter för olika raser kommer att hjälpa till att klargöra frågan om universella HLA-markörer. Till exempel är B27-antigenet, som är sällsynt hos friska japanska individer, vanligt hos patienter med ankyloserande spondylit. På samma sätt är DR4 en markör för typ I-diabetes i alla raser. Ibland är HLA-markören tydligt associerad med endast en del av symtomen inom syndromet. Till exempel är myasthenia gravis betydligt starkare associerad med B8- och DR3-antigener hos patienter utan tymom, och multipel skleros är associerad med DR2-antigen hos individer med ett snabbt progressivt sjukdomsförlopp. Goodpastures syndrom associerat med autoimmun skada på de glomerulära basalmembranen, idiopatisk membranös glomerulonefrit, som återspeglar autoimmuna processer med bildning av antikroppar mot glomerulära antigener, samt guld-inducerad membranös nefrit, är till stor del associerade med HLA-DR.

Tabell 63-3. Sjukdomar associerade med HLA-antigener

Obalanserat grepp. Även om fördelningen av HLA-alleler varierar i ras och etniska populationer, är den mest karakteristiska egenskapen hos HLA-antigeners populationsgenetik närvaron av kopplingsojämvikt för vissa A- och B-, B- och C-, B-, D-antigener och komplementloki. Kopplingsojämvikt innebär att antigener från nära kopplade loci hittas tillsammans oftare än vad som skulle förväntas från antagandet om slumpmässig association. Ett klassiskt exempel på kopplingsojämvikt är associationen av AHLA-A1-lokusantigenet med HLA-B8 B-lokusantigenet hos individer av västeuropeiskt ursprung. Den samtidiga närvaron av A1 och B8, beräknad på grundval av frekvenserna av deras gener, bör observeras med en frekvens på 0,17. 0,11, dvs ungefär 0,02. Medan den observerade frekvensen av deras samexistens är 0,08, det vill säga 4 gånger högre än förväntat, och skillnaden mellan dessa värden är 0,06. Det sista värdet betecknas med delta (?) och fungerar som ett mått på icke-jämvikt. Kopplingsojämvikt för andra A- och B-loci-haplotyper hittades också: A3 och B7, A2 och B12, A29 och B12, A11 och Bw35. AT 8); såväl som för antigener av B- och C-loci. Serologiskt detekterbara HLA-antigener tjänar som markörer för hela haplotypgener inom en familj och som markörer för specifika gener i en population, men endast i närvaro av länkojämvikt.

Kopplingsojämvikt är signifikant eftersom sådana genassociationer kan generera vissa funktioner. Selektionstryck under evolution kan vara en viktig faktor i upprätthållandet av vissa genkombinationer i genotyper. Till exempel finns det en teori om att A1 och B8, såväl som vissa bestämningsfaktorer för D och andra regioner, ger en selektiv fördel inför epidemier av sjukdomar som pest eller smittkoppor. Men det är också möjligt att ättlingar till människor som överlevde sådana epidemier förblir mottagliga för andra sjukdomar, eftersom deras unika genkomplex inte ger ett adekvat svar på andra miljöfaktorer. Den största svårigheten med denna hypotes ligger i antagandet att selektion verkar på flera gener samtidigt och därigenom säkerställer förekomsten av de observerade värdena av P, men behovet av komplexa interaktioner mellan produkterna från olika loci av MHC-komplexet är endast den initiala länken för de observerade fenomenen och selektion kan förstärka ojämvikt mellan flera länkar. Bibehållandet av några vanliga haplotyper som nämnts ovan stöder denna uppfattning.

Å andra sidan behöver inte urvalshypotesen förklara kopplingsojämvikt. När en population som saknar vissa antigener korsas med en annan population som kännetecknas av en hög frekvens av dessa antigener i jämvikt, ? kan dyka upp efter flera generationer. Gillar du tillväxt? för A1 och B8, som finns i populationer från öst till väst, från Indien till Västeuropa, kan förklaras utifrån befolkningsmigration och assimilering. I små grupper kan ojämvikt bero på kompatibilitet, grundareffekter och genetisk drift. Slutligen är vissa fall av kopplingsojämvikt resultatet av icke-slumpmässig korsning under meios, eftersom kromosomsegment kan vara mer eller mindre sköra. Oavsett om det är selektionstryck eller crossover-begränsningar, kan länkojämvikt försvinna inom några generationer. Ett stort antal icke-slumpmässiga associationer finns i HLA-genkomplexet, och att fastställa deras orsaker kan ge insikt i de mekanismer som ligger bakom sjukdomskänsligheten.

Clutch och associationer. I tabell. 63-2 listar sjukdomar som fungerar som ett exempel på HLA-koppling, när ärftliga egenskaper är markerade inom familjen med motsvarande haplotyper. Till exempel ärvs brist på C2, 21-hydroxylas, idiopatisk hemokromatos på ett recessivt sätt med partiell brist på heterozygoter. Dessa genetiska störningar är också HLA-associerade och orsakas av ett överskott av vissa HLA-alleler hos obesläktade drabbade individer. C2-brist är vanligtvis kopplad till haplotyperna HLA-Aw 25, B 18, B55, D / DR2, och vid idiopatisk hemokromatos manifesteras både koppling och ett starkt samband mellan HLA-A3 och B 14. En hög grad av kopplingsojämvikt i detta fall orsakas av mutationer i den person som fungerade som dess källa; dessutom var den tidsperiod som krävdes för att genpoolen skulle återgå till ett jämviktstillstånd otillräcklig. Ur denna synvinkel är HLA-gener enkla markörer för länkade gener. Å andra sidan kan interaktion med specifika HLA-alleler krävas för att manifestera en viss störning. Den senare hypotesen skulle kräva erkännande av en högre mutationsfrekvens med uttryck av defekta gener, vilket endast inträffar under villkoret av länkning med vissa HLA-gener.

Pagets sjukdom och spinal ataxi är HLA-kopplade, autosomalt dominanta ärftliga sjukdomar; de finns i flera familjemedlemmar samtidigt. Hodgkins sjukdom är en manifestation av en HLA-kopplad recessiv ärftlig defekt. Inga HLA-associationer har hittats i dessa sjukdomar, vilket tyder på en initial mångfald av orsaker till dessa sjukdomar med mutationer associerade med olika HLA-alleler.

Koppling till HLA bestäms lätt när egenskapernas dominans och recessivitet är lätt att särskilja, d.v.s. när uttrycksförmågan är hög och processen bestäms av en defekt i enstaka gener. I de flesta föreningar reflekterar HLA-markörer riskfaktorer som är involverade i implementeringen och moduleringen av immunsvaret under påverkan av flera gener. Ett exempel på en polygen immunsjukdom är atonisk allergi, där samband med HLA endast kan vara uppenbart hos individer med låga genetiskt kontrollerade (inte på grund av HLA) nivåer av IgE-produktion. Ett annat exempel av detta slag är IgA-bristen (se tabell 63-3) associerad med HLA-DR3.

HLA-systemets kliniska betydelse. Den kliniska betydelsen av HLA-typning för diagnos är begränsad till bestämning av B27 vid diagnos av ankyloserande spondylit; men i det här fallet finns det 10 % av falskt positiva och falskt negativa resultat. Studiet av HLA är också av värde i praktiken av genetisk rådgivning för tidig upptäckt av sjukdomar i familjer med idiopatisk hemokromatos, medfödd binjurehyperplasi associerad med steroidhydroxylasbrist, speciellt om HLA-typning utförs på celler som erhållits genom fostervattenprov. Den höga graden av polymorfism i HLA-systemet gör det till ett värdefullt verktyg för att testa olika cellpreparat, särskilt inom rättsmedicin. Vissa sjukdomar, såsom diabetes mellitus typ I och andra, för vilka HLA-associationer är indikerade, kräver ytterligare studier av HLA-systemets komponenters roll i patogenesen av dessa sjukdomar.

Genetik för det stora histokompatibilitetskomplexet
Under 1900-talets 1900-tal utfördes storskaligt arbete vid Jackson Laboratory (Bar Harbor, USA) för att genom långvarig inavel få genetiskt rena linjer av möss. I experiment med interlinjär transplantation av tumörer har anställda vid detta laboratorium J.D. Little (G.D. Little), J. Snell (G. Snell) och andra amerikanska forskare har fastställt förekomsten av flera dussin (mer än 30) genetiska loci, vars skillnad orsakar avstötning av transplanterade vävnader. De betecknades som histocompatibility loci (H-loci, från engelskan Histocompatibility). Samtidigt löste den engelske immunologen P. Gorer ett liknande problem genom att studera blodgrupperna hos möss. År 1948, i J. Snells och P. Gorers gemensamma arbete, beskrevs histokompatibilitetsstället, vilket bestämmer den starkaste avvisningsreaktionen. Den fick namnet H-2 eftersom den matchade genen för den andra blodgruppen av möss. Den komplexa strukturen av detta genetiska komplex, som inkluderar ett mycket stort antal gener, etablerades snart. Vid den tiden hade den immunologiska naturen av transplantatavstötning redan bevisats, och det var tydligt att effekten av inkompatibilitet vid H-lokus berodde på skillnader i antigenerna som kodas av generna i detta lokus. Sådana antigener blev kända som alloantigener eller histokompatibilitetsantigener.
På 1960-talet beskrev den franske immunhematologen J. Dausset flera leukocytantigener som liknar vissa H-2 allelprodukter. Snart postulerade J. Dosset, tillsammans med andra specialister inom transplantationsgenetik, baserat på analysen av de data som ackumulerats vid den tiden om mänskliga alloantigener, förekomsten hos människor av ett genetiskt komplex som liknar H-2-lokuset hos möss. Flera alloantigener, som tidigare upptäckts genom användning av sera från kvinnor som fött barn många gånger, identifierades som tillhörande detta komplex. Dessa sera innehöll antikroppar mot fetala alloantigener. Det upptäckta genetiska komplexet fick namnet HLA (från humana leukocytantigener). Liknande komplex hittades i alla studerade däggdjur och fåglar. I detta avseende introducerades en allmän beteckning för genetiska komplex av detta slag - MHC (från Major histocompatibility complex). Denna beteckning överfördes också till genprodukter - MHC-antigener.
H-2-komplexet är lokaliserat på muskromosom 17; HLA-komplexet finns i den korta armen av human kromosom 6 (6p). Strukturen för det mänskliga HLA-lokuset visas schematiskt i fig. 3,28. Den upptar en mycket stor

Ris. 3,28. Major histocompatibility complex (MHC) genkarta med det humana leukocytantigenkomplexet (HLA) som exempel. Kromosomsegmentet är uppdelat i 4 segment, presenterade i figuren sekventiellt. Till höger är antalet 3'-nukleotider för varje segment

space - 4 miljoner baspar och innehåller mer än 200 gener. Det finns 3 klasser av MHC-gener - I, II och III. Avstötningen av inkompatibla transplantat och antigenpresentation till T-celler involverar klass I- och II-genprodukter belägna i 3'- respektive 5'-delarna av komplexet. Inledningsvis delades de upp enligt induktionen av deras produkter av övervägande humoral (klass I) eller cellulär (klass II, beskriven något senare än I) immunitet. Det finns 2 grupper av klass I-gener. Den första bildas av generna A, B och C, som kännetecknas av en aldrig tidigare skådad hög polymorfism - flera hundra av deras allelformer är kända (till exempel HLA-B - 830) - se tabell. 3.7. Dessa är klassiska klass I-gener. En annan grupp bildas av icke-klassiska gener E, F, G, H (gener med begränsad polymorfism). Endast klassiska klass I-genprodukter är involverade i antigenpresentation till T-lymfocyter.
Tabell 3.7. Humant leukocytantigen (HLA) genpolymorfismer

Slutet av bordet. 3.7

Klass	Ställe	Antal alleler identifierade genom DNA-typning
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
Total		2478

MHC klass II-gener inkluderar också flera varianter. Produkterna av generna DR (a och b), DP (a och b) och DQ (a och c) som kodar för motsvarande polypeptidkedjor av molekyler är direkt involverade i presentationen av antigenet. I samtliga fall kännetecknas β-kedjegenerna av en signifikant högre polymorfism än α-kedjegenerna. Den senare upptäckten av dessa gener är förknippad med svårigheter att identifiera deras produkter: sera från flera parösa kvinnor som användes för att detektera MHC-produkter innehöll antikroppar mot MHC-molekyler nästan uteslutande av klass I. De avslöjade endast alloantigena varianter av HLA-DRB-genen. En blandad odling av lymfocyter (dvs. T-cellsreaktion) användes för att bestämma klass II-molekyler, vilket gav mycket mindre möjligheter att detektera subtiliteterna hos antigena skillnader. För närvarande bestäms antigener av båda klasserna i polymeraskedjereaktionen (dvs det är generna som bestäms, och inte deras produkter, som tidigare). Klass II inkluderar flera gener med en låg nivå av polymorfism, vars produkter inte presenterar antigenet, men är involverade i dess intracellulära bearbetning - bearbetning (TAP, LMP-gener) eller bidrar till inkorporeringen av den antigena peptiden i MHC-II molekyler (HLA-DM, HLA-DO).
MHC klass III-gener, som redan nämnts, är inte involverade i histokompatibilitetsmolekyler och deras presentation. De kodar för vissa komplementkomponenter, cytokiner från tumörnekrosfaktorfamiljen och värmechockproteiner.
Strukturen hos mus-H-2-lokuset liknar den hos det humana HLA-lokuset som beskrivits ovan. Den största skillnaden gäller lokaliseringen av klass I (K och D) gener, som är rumsligt separerade i möss, medan placeringen av klass II (A, E) och III gener motsvarar den i det mänskliga HLA-lokuset.

MHC-molekyler är polymorfa produkter av stora hiI och II
Trots en betydande likhet i den allmänna planen för strukturen för MHC-molekyler i klasserna I och II, har de ett antal skillnader. Schemat för domänstrukturen för dessa molekyler visas i fig. . 3,29. Molekyler av båda typerna bildas av två polypeptidkedjor som innehåller 1-3 domäner (tabell 3.8). Varje domän innehåller cirka 90 aminosyrarester. Molekyler av MHC klass I och II har en liknande molekylvikt - cirka 60 kDa.

Ris. 3,29. Schema för strukturen av MHC-molekyler

Tabell 3.8. Karakterisering av polypeptidkedjor av HLA klass I och II molekyler

Molekyl	Kedjenamn	till henne O HANDLA OM till henne S o A	Extracellulär domäner	1 jag O. g 1 | F Z, 2? *^te in Mr. s n *	siffra S-S-band	Antal rester i domäner
						1 jag HANDLA OM H F h f w I 3 CQ Q	1 Yu S f S « « 3 och jag hennes sch nr.	jag* En *^m O och 2 o? n S I Y I 2
HLA klass I	"1	45	ab ^ a3	Det finns	2	90-90-90	25	30
	v2-mikro gloublin	12	v2-mikro globulin	Nej	0	100	-	-
HLA klass II	A	33-35	ai, a2	Det finns	1	90-90	25	varierar
	V	29	Pi, v2	Det finns	2	90-90	25	varierar

I klass I-molekyler är polypeptidkedjorna mycket olika varandra. Kedja a består av tre extracellulära domäner, varav den 3:e (intill membranet) tillhör immunglobulinsuperfamiljen och de andra 2 har en annan struktur, vilket vi kommer att överväga nedan. a-kedjan är förankrad i membranet; förutom transmembran har den en kort cytoplasmatisk region (30 rester) som inte har enzymatisk aktivitet och inte är associerad med enzymer. β-kedjan, även kallad P2-mikroglobulin, tillhör immunglobulinsuperfamiljen. Det är icke-kovalent bundet till α3-domänen i α-kedjan och har ingen transmembranregion. p2-mikroglobulin kodas av en gen belägen utanför MHC-komplexet (på kromosom 15). Den beskrivna strukturen är karakteristisk för humana HLA-A-, HLA-B- och HLA-C-molekyler, såväl som mus H-2K- och H-2D-molekyler och MHC-I-molekyler från alla andra djurarter.
MHC-II-molekyler har också samma struktur för human HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR, såväl som mus H-2A och H-2E. De inkluderar 2 kedjor med liknande struktur - a och p. Båda kedjorna penetrerar membranet, har 2 domäner i den extracellulära delen och en kort (12-15 rester) cytoplasmatisk region. a2- och p2-domänerna intill membranet tillhör immunglobulinsuperfamiljen, medan de distala aj- och Pj-domänerna strukturellt liknar a1- och a2-domänerna av MHC-I-molekyler.
Således innehåller alla MHC-molekyler totalt 2 nära-membrandomäner av immunglobulinsuperfamiljen och 2 distala domäner med en annan (liknande) struktur. De distala domänerna i MHC-I-molekyler bildas av en enda kedja (a), medan de i MHC-II-molekyler bildas av olika kedjor (a och p). Det är dessa distala domäner av MHC-molekyler som binder den antigena peptiden och spelar en nyckelroll i bildandet av TCR-liganden.
Schematiskt visas strukturen av antigenbindande håligheter (eller spår, sprickor - från engelska - spår) i fig. 3.30. Hålrum har botten och väggar. Botten är en platt yta kantad med den p-skiktade (N-terminala) delen av polypeptidkedjedomänerna, medan väggarna bildas av de C-terminala a-heliska delarna av domänerna. I MHC-I-molekyler bildas hela denna struktur av en kontinuerlig polypeptidkedja av a1- och a2-domäner av en enda a-kedja, medan i MHC-II-molekyler den peptidbindande kaviteten bildas av domäner av två olika kedjor (a1) - och Pj-domäner av motsvarande kedjor) intill varandra i området för den V-strukturerade botten av spåret.
Ovan talade vi om den extremt höga polymorfismen hos klassiska MHC-molekyler av båda klasserna: det finns flera hundra allelvarianter av gener och, följaktligen, deras proteinprodukter. Om vi ​​överlagrar placeringen av olika aminosyrarester på schemat för MHC-molekyler, visar det sig att de för det första huvudsakligen finns i de distala domänerna (a1 och a2 - i MHC-I-molekyler, a1 och Pj - i MHC- II-molekyler), för det andra är de nästan uteslutande associerade med väggarna i den antigenbindande kaviteten. I MHC-II-molekyler dominerar variabilitet i den del av väggarna som bildas av p-domänen. Således har denna hålighet en standardorganisation, men beroende på MHC-genotypen varierar de fina detaljerna i dess struktur. Olika peptiders affinitet för antigenbindning

Ris. 3.30. Tredimensionella modeller av strukturen av molekyler i det stora histokompatibilitetskomplexet. Rumsliga modeller av molekylerna i det stora histokompatibilitetskomplexet, presenterade från olika synvinklar (enligt Bjorkman et al, 1987)

gapet mellan MHC-molekyler varierar över ett brett intervall. En affinitet i storleksordningen 10-5 M anses vara ganska hög.
Låt oss betona en mycket viktig omständighet angående variationen av nyckelmolekyler i immunsystemet. En exceptionellt hög nivå av variabilitet är karakteristisk för både antigenigenkännande strukturer (antikroppar, TCR) och MHC-molekyler som är involverade i konstruktionen av TCR-liganden, medan variabiliteten hos MHC-molekyler uppträder på

nivån på människor och djurpopulationer, medan det i varje enskild organism inte kan finnas mer än 2 varianter av molekyler - produkter av alleliska gener. Om vi ​​tar hänsyn till att en person har 8 mycket polymorfa MHC-gener (A, B, C, såväl som p-gener DP, DQ och DR och a-gener DP och DQ), då antalet varianter av MHC-polypeptidkedjor får inte överstiga 16.
MHC-I- och MHC-II-molekyler finns på cellytan, men skiljer sig signifikant i vävnadsfördelning. MHC-I-molekyler finns på nästan alla kärnförsedda celler i kroppen och saknas på erytrocyter och villous trofoblastceller. Varje cell innehåller vanligtvis cirka 7000 MHC-I-molekyler. Tätheten av deras uttryck kan förändras under påverkan av olika faktorer, i synnerhet cytokiner. MHC-II-molekyler finns på ytan av ett begränsat antal celltyper. De uttrycks primärt på APC - dendritiska celler, B-lymfocyter och aktiverade makrofager. Innehållet av molekyler på ytan av dessa celler varierar mycket. En dendritisk cell innehåller vanligtvis cirka 100 000 MHC-II-molekyler. Under vissa förhållanden (till exempel under inflammation) kan de uppträda på ytan av andra aktiverade celler - epitel, endotel, etc. Den klassiska induceraren av MHC-II-molekyler är IFNy. En egenskap hos MHC-membranmolekyler är deras snabba utbyte på cellytan, vilket är särskilt karakteristiskt för MHC-I (molekylförnyelsetiden är cirka 6 timmar).
En speciell grupp av antigenpresenterande molekyler bildas av homologer av MHC-I-produkter - CD1-molekyler (CD1a, CD1b, CD1c och CD1d), kodade av fem polymorfa gener (CD1 A-D) lokaliserade hos människor på kromosom 1. I sin struktur, CD1-molekyler liknar MHC-I (homologi är 20-25%). De har en liknande domänstruktur (domänerna aj, a2 och a3). CD1 - transmembranproteiner associerade med p2-mikroglobulinmolekylen. Molekylvikten för proteindelen av CDl-komplexet är 33 kDa. aj- och a2-domänerna bildar en antigenbindande hålighet stängd i båda ändarna (som i MHC-I-molekyler). Dess kapacitet är något större än i MHC-I-molekyler. CD1 binder bakteriella och autologa lipider (diacylglycerol, mykolsyra, etc.) och lipopeptider. CD1d skiljer sig från andra CD1-molekyler i ett antal egenskaper. Denna molekyl binder autologa glykolipider. Dess mest kända ligand är a-galaktosylceramid. CD1a-, CD1b- och CD1c-molekyler uttrycks på ytan av dendritiska celler, monocyter och makrofager, där CD1c fungerar som en markör för hela populationen av dendritiska celler hos människor och CD^ för Langerhans-celler. CD1d uttrycks i låga mängder på dendritiska celler (förutom Langerhans-celler), monocyter och makrofager.