Антигены (МНС) лейкоцитов человека

25.10.2015

Основные, наиболее значимые антигены лейкоцитов контролируются главным комплексом гистосовместимости — MHC (Major Histocompatibility Complex), получившим у человека титул HLA (Human Leukocyte Antigens). При трансплантациях клеток, тканей или органов эти антигены выполняют функции трансплантационных антигенов. Гены MHC контролируют антигены лейкоцитов двух классов — I и II (рис. 7.7). Гены HLA области III кодируют ряд факторов врожденного иммунитета.
Антигены HLA класса I кодируются генами HLA-A, HLA-B и HLA-C, экспрессируются на всех ядросодержащих клетках организма (исключением, по-видимому, является клеточная линия Daudi IgM-продуцйрующей лимфомы Беркитта), преимущественно определяют формирование иммунного ответа клеточного типа, участвуют в процессах репродукции и в регуляции функций цитотоксических лимфоцитов врожденного (естественные клетки-киллеры) и адаптивного (цитотоксические Т-лимфоциты) иммунитета. Всего гены класса I кодируют 1118 специфичностей.

Антигены (МНС) лейкоцитов человека

Антигены этого класса синтезируются в цитозоле клетки, состоят из двух цепей - α-цепи и нековалентно связанного с ней β2-микроглобулина (рис. 7,8). α-цепь полиморфная, включает 338 аминокислот, характеризуется молекулярной массой около 45 кД, содержит 3 внеклеточных α-домена — α1 (аминокислоты 1-90), α2 (аминокислоты 91-182) и α3 (аминокислоты 183-274), трансмембранный домен и внутриклеточный якорь.
Экспрессия α-цепи контролируется генами 6-й хромосомы. Основной полиморфизм α-цепи определяется ее двумя доменами — α1 и α2, формирующими антигенсвязывающий участок («желоб» или «корзину»), (3,-Микроглобулин представляет собой неполиморфную пептидную цепь с молекулярной массой 11,5 кД. Это глобулярный белок, состоящий из 100 аминокислотных остатков, с дисульфидной петлей на уровне 57-й аминокислоты, контролируется геном, локализованным в 15-й хромосоме, способен фиксировать компоненты системы комплемента.
Антигены (МНС) лейкоцитов человека

Показана гомологичность в аминокислотной последовательности между β2-микроглобулином человека и β2-микроглобулином собак и кроликов, неполная перекрестная иммунологическая реактивность между β2-микроглобулином человека и β2-микроглобулином обезьян шимпанзе и мышей. β2-Микроглобулин экспрессируется на лимфоцитах в количестве 3*10в5 — 6*10в7 молекул в соотношении 1:1 в молекулярном комплексе с HLA, но в клеточной мембране соотношение β2-микроглобулин : HLA составляет 6:1. β2-микроглобулин расположен гораздо ближе к доменам α1 и α2 по сравнению с расположением друг к другу доменов α1 и α2. Иначе говоря, β2-микроглобулин как бы поддерживает пространственно ориентированные домены α1 и α2. Помимо клеточной мембраны в составе антигенов гистосовместимости класса Iβ2-микроглобулин выявляется в свободном виде в нормальной сыворотке человека (1-2 мг/л), цереброспинальной жидкости (1,7 мг/л), моче (0,11 мг в 24-часовом объеме) и в больших количествах — в молозиве, амниотической жидкости, фетальной и пуповинной крови. Считают, что существенная гомологичность β2-микроглобулина с константными доменами IgG (28%-ная гомологичность с доменом Сн3) свидетельствует об их структурной и эволюционной общности.
На клетках разных тканей антигены гистосовместимости экспрессируются в различных количествах. Так, при изучении антигена HLA-A1 и определении адсорбционных единиц (количество ткани в мг, снижающее на 50% активность моноспецифической антисыворотки) в расчете на 100 мг свежей ткани, показатели распределились следующим образом: селезенка — 22,2; легкое — 9,3; печень — 9,3; кишечник — 7,5; почка — 5; мышца сердца — 2,6; желудок — 2,0; аорта — 1,4; мозг — 1,2; жир — 0.
Антигены (МНС) лейкоцитов человека

Рентгеноструктурный анализ (рис. 7.9) антигенов гистосовместимости класса I на примере антигена HLA-A2 показал, что антиген связывающий участок таких антигенов представляет собой желоб или «корзину». Она формируется антипараллельными четырьмя β-тяжами каждого из доменов α1 и α2, молекулы, дающими в итоге N-концевую часть каждого из доменов, и α-спиралями С-концевого района этих доменов. Б результате образуется «платформа», в основании которой располагаются восемь β-тяжей этих двух доменов, а по бокам находятся α-спирали под углом 40° к ее оси. α-Спирали имеют форму арок, сближающихся в их конце и расходящихся в середине. Образованная «корзина» имеет размеры 0,25x0,1x0,11 нм и может связывать пептиды длиной в 9-11 аминокислот. Детализация строения этой «корзины» обнаружила, что α-спирали каждого из указанных двух доменов состоят из двух частей.
Первая часть α-спирали домена α1 состоит из 50-55 аминокислотных остатков, вторая часть α-спирали длиной 57-85 аминокислотных остатков расположена к ней под углом 110°. Такой же структурой характеризуется α-спираль домена а,. Первая часть α-спирали включает 138-148 аминокислотных участков и располагается под углом в 130° к ее второй части, состоящей из 150-175 аминокислотных остатков. Глубокий желоб между α-спиралями доменов α1 и α2, собственно, и есть антигенсвязывающий участок, «карманы» которого (углубления на дне «корзины») принимают непосредственное участие в связывании пептидов. Оказалось, что вся молекула в длину равна 0,7 нм, ее внеклеточная часть в поперечнике составляет 0,4-0,5 нм. Показано также, что аллельные варианты антигенов гистосовместимости класса I отличаются друг от друга аминокислотной последовательностью антигенсвязывающего желоба молекулы.
Следует отметить, что основным приемом определения (типирования) антигенов гистосовместимости в настоящее время является метод ДНК-типирования с помощью различных вариантов полимеразной цепной реакции — PCR-SSOP — гибридизация амплифицированных фрагментов ДНК, фиксированных на мембранах, с олигонуклеогидными зондами; SSP — амплификация праймерами, имеющими аллельную специфичность; PCR-RFLP — рестриктивный анализ продуктов амплификации; RH — метод обратной гибридизации амплифицированного фрагмента с олигонуклеотидными зондами, фиксированными на мембране или другой твердой подложке (пластике), и др. Метод ДНК-типирования является высокоточным, быстрым и надежным методом не только типирования антигенов гистосовместимости, но и изучения непосредственно ДНК. Разработанная методология позволяет выявлять как существенно большее количество антигенов гистосовместимости, так и идентифицировать ранее неизвестные гены. Так, например, с помощью метода молекулярно-генетического ДНК-типирования выявлено 1828 специфичностей HLA классов I и II, тогда как методами серотипирования и опосредованного клетками типирования — всего лишь 138.
Основные генетические структуры, контролирующие антигены гистосовместимости класса II, включают регионы HLA-DR (локусы HLA-DRA и HLA-DRB), HLA-DQ (локусы HLA-DQA и HLA-DQB) и HLA-DP (локусы HLA-DPA и HLA-DPB) (рис. 7.7). Антигены класса II синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме, экспрессируются всего лишь на трех типах клеток — макрофагах, В-лимфоцитах и дендритных клетках, т.е. на «профессиональных» антиген-представляющих клетках, в отличие от антигенов класса I, экспрессирующихся на всех ядросодержащих клетках организма. Отличиями от антигенов гистосовместимости класса I характеризуется и их строение (рис. 7.8).
Антигены гистосовместимости класса II, как и класса I, являются гликопротеинами, состоят из примерно равных двух полипептидных цепей — α (молекулярная масса 33-35 кД, включает 229 аминокислот) и β (молекулярная масса 29 кД). Обе цепи имеют по два внеклеточных домена (α1, α2 и β1, β2), трансмембранный домен и внутриклеточный якорь (рис. 7.8).
Пo структуре антигенсвязывающего участка антигены гистосовместимости класса II практически не отличаются от таковых класса I. N-концевые домены молекулы α1 и β1 характеризуются высоким полиморфизмом, образуют αβ-димер, связывающие сайты которого направлены в противоположные стороны и представляют собой антигенсвязывающий желоб. Однако в отличие от антигенов гистосовместимости класса I антигенсвязывающий желоб антигенов класса II «открыт» с обеих сторон и может связывать более длинные пептиды белковой молекулы, состоящие из 15-30 аминокислот. Поэтому они могут выступать за пределы желоба.
Локусы генов, кодирующих антигены HLA класса III, на хромосоме 6 локализуются между генами классов I и II (рис. 7.7), кодируют ряд структур, играющих существенную роль в различных реакциях организма, включая гуморальные реакции врожденного иммунитета — активность фермента цитохрома р450, белки теплового шока HSP70 (Heat shock protein 70), компоненты системы комплемента С2 и С4, сывороточный фактор В (Bf) альтернативного пути активации системы комплемента, фактор некроза опухоли TNF (Tumor necrosis factor) и др.