医学免疫学教案第08章MHC.docx
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医学免疫学教案第08章MHC
一、题目
主要组织相容性复合体及其编码分子，固有免疫的细胞
二、对象
2006级本科
三、课时目标
与
课时分配
1MHC结构及其多基因特性（20分钟）
2MHC的多肽性（40分钟）
3MHC分子和抗原肽的相互作用及其与临床的关系（30分钟）
4固有免疫的组成细胞（30）
共计120分钟
四、授课重点
MHC的结构及其特点。
MHC的多态性
MHC在免疫应答中的作用
五、授课难点
MHC在免疫应答中的作用
巨噬细胞和NK细胞对病原体的识别和杀伤机制
六、授课形式
大班理论课
七、授课方法
与
课前准备
启发示教学与讲授相结合，课堂讨论与提问相结合。
收集相关文献、材料，制作PPT。
八、参考书
《医学免疫学》第三版，陈慰峰主编。
《细胞和分子免疫学》金伯泉
《医学免疫学》龚非力
九、思考题
MHC在免疫应答中的作用
巨噬细胞和NK细胞对病原体的识别和杀伤机制
自身免疫病的相关致病因素有哪些？
十、教研室审查意见
主任签字
新乡医学院医学免疫学教研室___9月
基本内容
教学手段和教学组织
第八章主要组织相容性复合体
概述
主要组织相容性复合体（majorhistocompatibilitycomplex，MHC）在免疫应答的发生与调节中均有十分重要的作用。
实验发现：
在同系小鼠间进行皮肤组织移植，不排斥，即组织相容；在不同近交系小鼠间进行皮肤组织移植，则发生排斥。
用同类系小鼠（两个品系之间仅有一个或一群基因不同）的实验证实，第17号染色体编码小鼠血型抗原Ⅱ的基因与移植排斥有关，该基因命名为组织相容性-2（histocompatibility-2，H-2）。
与H-2紧密连锁的几个基因均与组织相容性有关，共同命名为主要组织相容性复合体，即MHC。
小鼠的MHC称为H-2复合体。
人类的MHC通常称为HLA基因或HLA复合体，存在于第6号染色体上。
其编码的分子表达于白细胞上，称为人类白细胞抗原（humanleucocyteantigen，HLA）。
为和基因区分常称为HLA分子或HLA抗原。
现在认为，MHC是由一群紧密连锁的基因群组成，定位于动物或人某对染色体的特定区域，呈高度多态性。
其编码的分子表达于不同细胞表面，参与抗原递呈、制约细胞间相互识别及诱导免疫应答。
第一节MHC的结构与特点
一、MHC的基因组成
MHC结构十分复杂，表现为多基因性和多态性。
（一）小鼠的MHC基因（H-2复合体）
1.定位第17号染色体，
2.分区分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类基因区。
Ⅰ类基因区有K、D、L3个座位，
Ⅱ类基因区（即Ir基因）有4个座位，分别编码Aβ、Aα、Eβ和Eα四条肽链，组成I-A和I-E等Ⅱ类分子。
Ⅲ类基因区编码血清补体成分。
（二）人类MHC基因（.HLA复合体）
1.定位第6号染色体的短臂
2.分区分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类基因区。
Ⅰ类基因区中A、B、C基因座为经典Ⅰ类基因，余为非经典基因；
Ⅱ类基因区包括3个经典Ⅱ类基因，余为非经典基因及某些免疫功能相关基因；
Ⅲ类基因区包括编码补体C4、C2、B因子的基因及某些炎症相关的基因。
经典MHC基因具有高度多态性，决定个体组织特异性，其编码的分子直接参与抗原递呈。
（1）.经典MHC基因
[1]经典MHCⅠ类基因（Ia基因）
包括A、B、C3个座位。
编码HLA-Ⅰ类分子。
5’端有1个编码信号肽的外显子，其下游的3个外显子，分别编码重链（α链）胞外区的α1、α2和α3结构域，其后的数个外显子分别编码跨膜区和胞浆内区。
Ⅰ类基因编码的α链与第15号染色体编码的β2微球蛋白（β2-microglobulin，β2m）非共价结合而成Ⅰ类分子。
[2]经典MHCⅡ类基因
包括HLA-DP、-DQ、-DR3个亚区。
编码HLA-Ⅱ类分子。
每个基因有6~7个外显子，分别编码Ⅱ类分子α链或β链的相应结构域，组成DPα-DPβ、DQα-Dqβ和DRα-DRβ3种异二聚体分子。
（2）免疫功能相关基因
此类基因通常不显示或仅显示有限的多态性，其基因产物不直接递呈抗原，但在抗原的加工和胞内运转、免疫应答和免疫调节中发挥重要作用。
[1]编码补体成分的基因
[2]抗原加工递呈相关基因位于Ⅱ类基因区。
①低分子量多肽基因（LMP）包括LMP2和LMP7两个座位，编码胞质中蛋白酶体的亚单位，参与对内源性抗原的酶解。
②抗原肽转运体基因（TAP）包括TAP1和TAP2两个座位，其编码分子TAP是内质网上的异二聚体分子，参与内源性抗原肽的转运，使经蛋白酶体降解的抗原肽从胞质中进入内质网腔，与新合成的MHCⅠ类分子结合。
③HLA-DM、HLA-DO基因为非经典基因。
DM包括DMA和DMB两个座位，其编码的分子HLA-DM参与外源性抗原肽与MHCⅡ类分子结合的过程。
DO基因有DOA和DOB两个座位，其编码分子HLA-DO是HLA-DM功能的负调节因子。
④TAP相关蛋白基因其产物TAP参与内源性抗原的加工和递呈。
（3）非经典Ⅰ类基因*又称Ib基因，在HLA复合体中包括HLA-E、-F、-G、-H等。
目前研究较多的为HLA-E和HLA-G基因。
[1]HLA-E基因
位于HLA-C、-B座位之间，已发现有5个等位基因。
编码HLA-E分子。
HLA-E分子的结构与经典I类分子相似，也与β2M非共价结合而成。
HLA-E分子与维持母胎界面稳定有关，病毒感染细胞与肿瘤细胞可通过表达HLA-E分子逃避免疫监视。
[2]HLA-G基因
位于HLA-H和HLA-F座位之间，已发现16个等位基因。
编码HLA-G分子。
HLA-G分子的结构与经典I类分子相似。
生物学功能：
①膜性和可溶性HLA-G分子均可与子宫蜕膜NK细胞的抑制性受体结合，诱导免疫抑制活性而保护胚胎。
②可能参与妊娠期血管生成。
③可能参与胸腺细胞选择的某些过程。
④一定条件，对HLA-E的表达有调控作用。
（4）炎症相关基因*
[1]肿瘤坏死因子基因家族其产物参与炎症、抗病毒和抗肿瘤免疫应答。
[2]热休克蛋白基因家族其基因产物（如HSP70）参与炎症和应激反应，并作为分子伴侣在内源性抗原的加工、递呈中发挥作用。
[3]MHCⅠ类相关基因家族其产物与HSP的作用密切相关。
[4]转录调节基因或类转录因子基因家族（ⅠKB样基因、B144基因、锌指基因ZNF173和ZNF178）等，参与调节DNA结合因子NF-KB的活性。
二、MHC的遗传特点
（一）单元型遗传
HLA单元型是指同一条染色体上不同HLA座位等位基因的组合。
通常以一个完整的遗传单位由亲代传给子代。
称之为单元型遗传。
个体中的两个HLA单元型（分别来自父亲和母亲）组成HLA基因型。
基因型表达产物构成该个体HLA抗原的特异性型别，称为HLA表型。
（二）多态性
一个个体，染色体某一基因座位最多只能有两个等位基因，分别出现在来自父母双方的同源染色体上。
在随机婚配的群体中，染色体同一基因座位上存在多个等位基因，这就是多态性。
多态性可导致群体中不同个体所拥有的等位基因的差别。
多态性和前面提及的多基因性是从不同水平对MHC的多样性进行描述，多基因性着重于同一个个体中MHC基因座位的变化，而多态性是指群体中各座位等位基因的变化。
现知HLA复合体是人体多态性最为明显的基因系统。
HLA多态性形成的原因主要有：
一是HLA基因结构变异，二是复等位基因，三是共显性表达。
HLA复合体的高度多态性具有重要的生物学意义：
1.赋予种群适应多变的环境条件
2.实现对机体免疫应答的遗传控制个体的遗传背景决定了其对特定抗原是否产生应答，以及应答水平的强弱。
3.使MHC成为个体的终身遗传标志
4.增加了寻找合适同种器官移植供者的难度。
（三）连锁不平衡
HLA复合体等位基因在人群中有各自的基因频率。
基因频率是指群体中携带某一等位基因的个体数目与携带该基因座位各等位基因个体数目总和的比例。
由于HLA复合体各座位的等位基因紧密连锁，使得实际上各基因并非随机地组成单元型，某些等位基因经常（或很少）连锁在一起，从而出现连锁不平衡。
连锁不平衡的存在告诉人们在寻找调控免疫应答或决定疾病易感性基因的时候，不要被假象所迷惑，应根据连锁分析，找出疾病关联的主要、次要成分。
第二节MHC分子的结构与功能
一、MHC分子的结构与分布
（一）MHC分子的结构
1.MHCⅠ类分子
α链和β2m非共价结合的异二聚体分子。
[1]α链由胞外区、跨膜区和胞内区组成。
胞外区：
折叠成α1、α2和α3三个结构域，各有90个氨基酸残基。
α1和α2结构域组成肽结合槽，β片层为槽底，两侧为α螺旋，槽两端封闭，可容纳8~12个氨基酸残基组成的抗原肽。
组成槽的氨基酸变化大，是Ⅰ类分子多态性的基础。
α3的序列高度保守，与Ig的C区同源，属免疫球蛋白超家族。
α3结构域与β2m非共价结合，各自形成反向平行的β片层。
α3能与T细胞表达的CD8分子相互作用，参与诱导T细胞的活化。
跨膜区以螺旋状穿过胞膜脂质双层，其后的30个氨基酸位于胞浆中，将Ⅰ类分子锚于细胞膜。
[2]β2m无种属特异性，通过与α链的相互作用，对Ⅰ类分子的表达和维持Ⅰ类分子α链天然构象的稳定性有重要意义。
2.MHCⅡ类分子
α链和β链非共价结合的异二聚体分子。
两条肽链均由胞外区、跨膜区和胞内区组成。
[1]胞外区各含两个结构域，即α1、α2和β1和β2。
α1和β1组成肽结合槽，β片层为槽底，两侧为α螺旋，槽两端开放，可容纳13~17个甚至更多氨基酸残基组成的抗原肽。
槽外侧可结合超抗原。
组成槽的氨基酸变化大，是Ⅱ类分子多态性的基础。
α2和β2结构域无多态性，属免疫球蛋白超家族。
β2结构域能结合T细胞表达的CD4分子。
[2]跨膜区、胞内区作用似Ⅰ类分子。
（二）MHC分子的分布与调节
1.经典MHCⅠ类分子
广泛分布于所有有核细胞表面，包括血小板和网织红细胞。
各种细胞表达密度不同，以淋巴细胞密度最高。
少数细胞如分化某一阶段的滋养层细胞、神经原和精细胞不表达Ⅰ类分子。
2.经典MHCⅡ类分子
主要分布于单核/巨噬细胞（Mon/Mφ）、树突状细胞（DC）和B细胞等抗原递呈细胞（APC）表面。
其表达水平与细胞分化及抗原刺激有关，如DC和成熟B细胞高表达，前B细胞不表达等。
某些情况下，活化的T细胞、胸腺上皮细胞、血管内皮细胞等也表达。
MHCⅠ、Ⅱ类分子主要以跨膜分子形式分布于细胞表面，也可出现于体液中（可溶性MHCⅠ、Ⅱ类分子）。
参见MHCⅠ、Ⅱ类分子的分子结构、分布、功能比较表。
二、MHC分子的生物学功能
（一）MHC分子是抗原递呈分子
引起T细胞应答的内源性抗原或外源性抗原，都需经APC处理成抗原肽，并与MHC分子结合成MHC-肽复合体，表达于胞膜，才能被T细胞识别，引起各种免疫应答。
1.MHC分子与抗原肽相互作用的分子基础
能诱导T细胞免疫应答的任一抗原肽必需含有某些能与MHC分子肽结合槽相结合的氨基酸残基和另一些被T细胞识别的残基。
分析发现，与MHCⅠ类分子结合的抗原肽往往带有2个或2个以上专司与肽结合槽相结合的部位，称为锚定位。
该处的氨基酸残基称为锚定残基。
与同一型别MHCⅠ类分子相结合的不同抗原肽，其锚定位和锚定残基往往相同或相似。
MHCⅠ类分子肽结合槽的底部有数个接纳抗原肽锚定残基的相应结构，称为小袋（由多态性残基构成）。
小袋与相应的锚定残基侧链互补结合，将抗原肽锚定在Ⅰ类分子的肽结合槽内，部分非锚定残基可向上拱起，其侧链供T细胞识别。
见图
抗原肽MHC分子
锚定残基小袋
（锚定位）
2.MHC分子与抗原肽相互作用的特点与意义
（1）MHC接纳与递呈抗原肽有一定的选择性
小袋可选择性结合不同的抗原肽。
这种选择性可导致不同个体对同一抗原出现免疫应答强弱的差异。
（2）MHC分子接纳和递呈抗原肽具有相当的灵活性
MHC分子对抗原肽的识别并无严格的专一性，而是一种MHC
分子可以识别并结合带有特征性共同基序一群肽段，由此显示两者相互作用的灵活性。
见图
这种灵活性可导致某一个体对不同抗原均出现免疫应答。
（3）MHC分子与抗原肽结合具有低亲和性
二者结合与解离均很缓慢，一旦结合，可维持数小时甚至数天，这将确保被T细胞识别。
（二）参与T细胞分化及中枢性免疫耐受的建立
（三）MHC限制性
TCR在识别抗原肽的同时，必需识别自身MHC分子，此即MHC限制性。
现知MHC分子肽结合槽α螺旋的多态性残基正是TCR的识别配体。
TCR必须同时识别相应的抗原肽和相应的MHC分子肽结合槽α螺旋的多态性残基，才能诱导T细胞活化；如果抗原肽不同或MHC分子肽结合槽α螺旋的多态性残基不同，TCR就不能识别。
第四节HLA等位基因分型技术简介
MHC表型的检测：
血清学分型技术和细胞学分型技术
目前对HLAⅠ类分子的检测仍可用血清学分型技术。
细胞学分型技术已基本淘汰。
HLA等位基因分型技术：
1.多聚酶链反应-限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）技术
2.多聚酶链反应-序列特异性寡核苷酸探针（PCR-SSOR）技术
3.聚合酶链反应-序列特异性引物（PCR-SSP）技术
4.多聚酶链反应-单链构象多态性（PCR-SSCP）技术
5.多聚酶链反应-指纹图谱（PCR-fingerprinting）技术
第五节HLA与医学
HLA与疾病的关系
（一）HLA与疾病的相关性
（二）通常用关联进行研究。
关联是指两个遗传学性状在群体中同时出现呈非随机分布，以相对危险率来评估（见P54表5-3）。
（三）HLA表达异常与某些疾病的关系
1.HLAⅠ类分子表达异常肿瘤细胞表面表达HLAⅠ类分子缺失或密度降低，或HLA型别变异，使Tc不能对其识别。
2.HLAⅡ类分子表达异常裸淋巴细胞综合征患者的B细胞及其他APC细胞表面，HLAⅡ类分子表达缺陷，APC抗原递呈功能障碍；某些器官特异性自身免疫病的靶细胞可异常表达HLAⅡ类分子，就可能以组织特异性方式将自身抗原递呈给自身反应性T细胞，从而启动致病性自身免疫应答。
二、HLA与器官移植的关系
被移植器官或组织的存活率高低，与供、受者间的HLA是否匹配或匹配程度密切相关。
近年发现，HLAⅡ类分子的配合比Ⅰ类分子更为重要。
测定血清中可溶性HLA分子含量，有助于监测移植物的排斥危象。
三、HLA与输血反应的关系
多次接受输血的病人可发生非溶血性输血反应，主要表现为发热、白细胞减数与荨麻疹等。
这类输血反应大多是由于病人血液中存在抗白细胞和抗血小板HLA分子的抗体所致。
四、HLA与母胎关系
成熟的胎盘滋养层细胞不表达经典的HLAⅠ类分子，使母体T细胞不能识别胎儿组织中来自父方的HLA分子，同时滋养层细胞表达非经典的Ⅰ类分子HLA-G、HLA-E，可与子宫蜕膜的NK细胞、CTL细胞的抑制性受体结合，形成母体对胎儿的耐受。
五、HLA在法医学上的应用
由于HLA复合体的高度多态性，个体的HLA复合体可视为伴随个体终生的特异性遗传标记。
故HLA基因型和/或表现型的检测，已成为法医学上个体识别和亲子鉴定的重要手段。
要求：
掌握概念：
MHC、HLA、MHC限制性、MHC多态性、连锁不平衡
掌握经典HLA-Ⅰ类、Ⅱ类基因定位和分区
掌握经典HLA-Ⅰ类、HLA-Ⅱ类分子结构、分布、功能特点
熟悉HLA与临床的关系、MHC分子生物学功能
了解MHC分子和抗原肽结合的特点
简述主要组织相容性复合体在免疫应答的发生与调节中的作用
见图
见图
难点
见图
利用动画演示
见图
难点
重点提示
见图
难点
情绪和情感的过程
一、设计思路
通过英国科学家法拉第的“一个小丑进城胜过一打医生”的故事来导入今天上课的主题“情绪”，进而介绍情绪的含义。
再通过课堂活动让学生了解情绪和的外部表现。
最后通过一个案例分析情绪和情感的功能。
二、教学目的
1.知识层面：
了解情绪的含义、知道情绪、情感的外部表现和功能。
2.能力层面：
加深学生对情绪、情感的了解和把握，能觉察和分析自己的情绪，认识情绪对我们的影响。
3.情感层面：
引导学生明确情绪、情感是一个人的心理活动的正常表现。
学会正确认识和评价情绪，树立正确的情绪态度。
三、课型
新授课
四、课时
20分钟
五、教学重点
本课的重点是学习情绪的基本知识，通过对生活中小事的分析认识到什么是情绪，切实理解情绪的含义。
六、教学难点
本课难点是通过课堂活动让学生在案例中切实理解情绪的功能。
七、教学方法
讲授法、案例教学法、讨论法、情景表演法。
八、教学过程
（一）教学导入
利用故事：
“一个小丑进城，胜过一打医生”引导学生思考为什么小丑可以治好法拉第的病？
（二）讲解情绪的基本内涵
引入生活中的一个场景来让学生感受情绪的变化，并提问大家我们的情绪是如何产生的。
引导学生来回答。
情绪是人对客观事物的态度体验，是人脑对客观事物与主体需要之间关系的反映。
对比下雨这件事引出情绪是和自我认识相联系的，相同的事会引出不同的情绪。
强调自我需要在情绪中的作用。
（三）开展教学互动，调动学生积极性
情绪表演：
出示词语卡片（手舞足蹈、泪流满面、咬牙切齿、心惊肉跳），请学生上台做情绪表演，其他同学猜猜他表演的是什么情绪。
让学生讨论下大家是通过什么猜到的学生表演的是什么情绪。
引导学生分析情绪的外部表现，然后总结情绪的外部表现。
（四）进行案例分析，引发学生思考。
心理学家在对英语国家人们的交往状况进行研究后发现，在日常生活中，55%的信息是靠非语言表情传递的，38%的信息是靠言语表情传递的，只有7%的信息才是靠言语传递的。
特别是在言语信息不清时，表情往往具有补充作用，人们可以通过表情准确而微妙地表达自己的思想情感，也可以通过表情去辨认对方的态度和内心世界。
表情作为情感交流的一种方式，被视为人机关系的纽带，很多时候我们用情绪的表露代替了语言的表达。
通过这个研究我们可以分析出情绪情感的第一个功能--信号功能。
两只猴子同时关在笼子里，一只被捆住，不能动；一只可以在笼子里活动。
实验者每隔20秒对猴子进行一次电击，每次放电前5秒，笼里的红灯就会亮起。
笼里有一个开关，每当红灯亮起，只要按动开关就可以逃出笼子。
可以活动的那只猴子发现了这个开关。
实验进行二十多天后，结果有一只猴子死了。
引导学生回答，最后总结学生的回答。
分析正确答案，死掉的猴子是会动的那只。
因为这只猴子一直处于焦虑和恐惧的负性情绪下。
而焦虑会引发消化道类的疾病。
有人做过这样的实验，把两只同窝生的羊羔放在两个不同的地方，给它们相同的养料，相同的水分，相同的阳光....几乎什么都相同，但只有一个条件不同，就是在某只羊羔旁边拴了一只狼。
没有拴狼的羊羔正常地发育起来，而旁边拴了狼的羊羔在惊恐万状中，不思饮食而死。
这个实验生动地说明了情绪对动物生长有着不可思议的作用。
同样，对人来说，良好的情绪是健康的基础，不良的情绪是产生疾病的原因之一。
医学心理学家用狗做嫉妒情绪实验:
把一只饥饿的狗关在一个铁笼子里,让笼子外面另一只狗当着它的面吃肉骨头，笼内的狗在急躁、气愤和嫉妒的负性情绪状态下，产生了神经症性的病态反应。
5.生气水实验。
把人在不同情绪状态下呼出的“气体”分别进行采样。
然后，将这些气水混合物依次放人实验基样中，进行技术性处理,结果表明:
人们在心平气和时呼出的“气水”，呈无杂色，清澈透明；悲痛时呈白色；悔恨时呈乳白色；生气时呼出的“生气水”呈紫色。
接着，把生气时呼出的气水混合物注射在实验用大白鼠的体内，大白鼠会死掉。
通过以上的对比实验，生理学家得出结论:
（1）人生气时会耗费大量人体精力。
（2）生气时的人体生理反应十分剧烈，体内各种分泌物比其它任何情绪下所产生的分泌物都复杂、多样,且具有一定程度的毒性。
通过以上四个实验告诉我们：
恐惧、焦虑、抑郁、嫉妒、敌意、冲动等负性情绪，是一种破坏性的情感，长期被这些情绪问题困扰就会导致身心疾病的发生。
（五）课堂总结
情绪是人对客观事物的态度体验，是人脑对客观事物与主体需要之间关系的反映。
它以需要为中介，以态度体验的形式表现出来。
通常是通过面部表情、姿态表情和语调表情表现出来的。
人们的需要得到满足时，就会感到快乐和兴奋。
而得不到满足，则可能显得沮丧和难过。
而这些不良的情绪往往又会对我们的健康产生不良的影响。
因此，今后的生活中，请大家保持健康良好的心态，拥有幸福美好的生活。
九、布置思考题
生活中有不良情绪时，你是如何调控的？
十、小结
通过认真分析教学目的和重难点，以互动的形式和学生进行交流，体现了“以学生为中心”的教学思想。
重视教师和学生之间的情感交流，有助于融洽师生关系，改善教学效果。
运用多媒体课件，采取学生多种感官参与等生动的教学方式，使学生从情感上乐于参与，产生乐学、爱学、主动去学的愿望。
在课堂活动中，特别是在学生对“情绪的表演”活动中，由于时间的关系没有深入地展开，没能和学生做进一步的交流。
如果做进一步的交流，课堂效果应该会更好。
另外，由于教学经验尚浅，因此在教学过程中还存在不足，比如对教学环节的掌控及对学生表现的评价和反馈等，需要日后继续改进。
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