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二、Mhc对免疫应答的遗传控制
http://www.100md.com 《细胞与分子免疫学》

二、MHC对免疫应答的遗传控制

人们早已观察到各种不同品系动物的免疫应答是由遗传控制的,如豚鼠对白喉毒素结核菌素的易感性在不同品系间有很大差异人类变态反应性疾病的发生与遗传因素有关。但对这一问题的深入研究主要归功于60年代后免疫化学研究中合成多肽抗原的应用,对H-2的深入了解以及同类系和H-2内重组株小鼠的建立。

(一)MHC对免疫应答遗传控制研究的基本条件

1.人工合成多肽抗原 化学合成多肽抗原主要有以下两类:

(1)合成分枝多肽抗原:它是以线状的多聚赖氨酸(L)联上多聚丙氨酸(A)的侧链,形成A-L骨架结构,然后再在丙氨酸链上偶联不同的氨基酸,形成具有不同抗原特异性的分枝多肽抗原。最常用的是(T,G)-A-L,(H,G)-A-L和(φ,G)-A-L等(图6-14)。抗原特异性由末端氨基酸所决定,侧枝和主干起载体的作用。

图6-13  MHC与胸腺的选择作用

(2)线状多肽抗原:这是几种氨基酸按不同比例和数量结合而成的线状多肽,具有较强的抗原性,如GLφ等。单种氨基酸组成的均一多肽抗原性很弱,但偶联上半抗原后则是很好的免疫原,例如多聚赖氨酸(PLL)与DNP偶联形成的DNP-PLL被广泛用于豚鼠免疫应答遗传控制的研究。

2.同类系小鼠(congenic mice)是遗传北景完合相同,只是所需研究的那个基因不同的小鼠。建立同类系小鼠是诺贝尔获得者Snell对免疫遗传学作用出的突出贡献。有了同类系小鼠和人工合成多肽抗原,就可以深入研究免疫应答的基因控制以及与MHC的关系。同类系小鼠的培育的方法见图6-15。

首先近交系(inbred strain)A品系小鼠与另一个近交系B品系小鼠进行交配,A品系MHC是a/a纯合(homozygous)的,B品系MHC是b/b纯合的。A与B品系杂交的子一代(F1)全部是a/b杂合状态的。然后将F1小鼠与亲本A品系进行回交(backcross),其子代一半为a/a,另一半为a/b,a/b杂合状态小鼠的皮片移植到A品系小鼠后迅速被排斥,而a/a子代小鼠的皮片移植到A品系小鼠后并不迅速被排斥。将通过皮片移植后发生迅速排所鉴定的a/b杂合小鼠又与A品系小鼠进行回交,其子代一半为a/a,另一半为a/b,再用上述皮片移植排斥反应的方法鉴定出a/a或a/b,将a/b杂合不再与A品系小鼠进行回交。如此继续20代后,a/b杂合小b等位基因仍然保留,但原来B品系小鼠中其它的遗传座位都消失了,正如连续稀释(serial dilution)一样,F1小鼠保留了B品系基因的50%,回交后第一代平均只保留了B品系基因的25%,这样经过20次回交后除了保留B品系的MHC等位基因(b)以外,其余B品系的基因(非MHC基因)都消失。也就是说,经过如此20代回交后a/b小鼠,除了第17号染色体上的MHC是a/b杂合以外,其余的遗传背景( 除17号染色体MHC以外和其余39对染色体)均与A品系相同。将经过20代回交的a/b小鼠进行品种间杂交(interbreed)或称史妹交配,其子代的MHC基因25%是a/a纯合,25%是b/b纯合,50%是a/b杂合的。其中b/b纯合小鼠皮片移植的A品系小鼠后即发生迅速的排斥。用b/b纯合小鼠进行品种间杂交,培育出一个新的品系即MHC基因位点上与B品系相同,而其它所有的遗传背景与A品系相同,我们可称作这个品系小鼠与A品系是同类系(congenic to strain A),或者叫做在A遗传背景的B MHC。常用同类系小鼠单体型见表6-7。

图6-14  合成分枝多肽抗原示意

注:(T,G)-A--L:(多聚酪氨酸,多聚谷氨酸)-多聚丙氨酸-多聚赖氨酸

    (H,G)-A--L:(多聚酪氨酸,多聚谷氨酸)-多聚丙氨酸-多聚赖氨酸

    (φ,G)-A--L:(多聚酪氨酸,多聚谷氨酸)-多聚丙氨酸-多聚赖氨酸

     L:L型,D:D型

3.H-2内重组株  通过不同的同类系杂交,根据交换重组定律,在杂交后代中选择新的H-2内重组体(interH-2 recombinants)。不同的重组株在H-2内的一些基因位点具有不同的等位基因,即H-2单体型(haplotype)不同。

例如品系A,B10.A单体型为a,它是由H-2k和H-2d两个双亲单体型的I-E亚区和S区之间发生交换重组而产生(表6-8)。H-2内重组株(举例)参见表6-9。

表6-7 常用同类系小鼠的单体型(标准品系,type strains)

品系 单体型 K I-A S D

图6-15  同类系小鼠培育的方法

表6-8  A.B10.AH-2内重组株的产生

单体型 K I-A I-E S G D
品系 单体型 双亲单体型 K I区 S G D
 E  
+ - + + - + +
+ - + + - + +
小鼠品系 H-2 抗体产生应答
单体型 抗(T,G)-A-L 抗(H,G)-A-L 抗(φ,G)-A-L

图6-16  应用回交试验证实小鼠对(多聚苯丙氨酸,多聚谷氨酸)

-多聚丙氨酸-多降赖氨酸[φG)-A-L]应答的Ir基因为单个常染色体显性遗传

表6-12 位H-2 I区内Ir基因位置(举例)

 

图6-17  决定基选择模型

免疫应答基因已逐渐超出原来的概念:一是在MHC内除与Ⅱ类基因有关外,还与I类基因有关,如流感病与HLA-B7亲和性高,DNFB与HLA-A2亲和性高,HLA-B34、B22者对风疹疫苗接种所产生的抗体效价较高,而HLA-B16者对流感疫苗无免疫应答。杂合个体比纯合个体有更多可能性对多种抗原发生应答,即有更强的抗感染能力,称之为杂交优势。二是Ir基因还可能与非MHC基因相连锁,如免疫球蛋白VH基因、X染色体以及其它基因等。

校对:2000/07/25  刘娜

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