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可溶性MHC分子的应用研究 王心宇 摘要：主要组织相容性复合体( major histocompatibility complex，MHC)是一组紧密连锁的基因群，呈高度多态性。由其编码的产物称为MHC分子或MHC抗原，是细胞表面的一种跨膜蛋白。MHC分子的功能和生物学意义远超其移植免疫学范畴，是参与免疫细胞发育、抗原提呈及T细胞激活的关键成分，并在免疫应答中起到重要作用。本文主要综述了人工合成的MHC分子在医学上的应用。 关键词：可溶性MHC分子 四聚体 CD4+ T细胞 CD8+ T细胞 正文：20世纪初就已经发现，同种异体动物组织器官移植一般都发生排斥反应。经过证实，移植排斥反应的本质是受者对供者的组织细胞上的抗原产生免疫应答。若两者组织细胞抗原相同，则受者不排斥移植物，即两者间组织相容；反之，则受者排斥移植物，即两者组织不相容。这些决定移植物排斥反应发生的抗原称为组织相容性抗原，其中，能够诱导迅速而强烈排斥反应的为主要组织相容性抗原，也就是MHC分子。MHC分子可分为I 、II、III三类，参与抗原提呈的主要为MHC-I类 、MHC-II类。MHC-I类分子主要参与提呈内源性抗原，激发CD8+ T细胞应答；MHC-II类分子主要参与提呈外源性抗原，激发CD4+ T细胞应答。两者在机体免疫分别起着重要作用，并且是紧密联系的。 1.可溶性MHC-分子的应用 1.1 运用MHC-I类四聚体检测和分离细胞 运用基因工程技术分别制备可生物素化的MHC-I类分子α链和βm，将二者与特异性抗原肽一起孵育，形成MHC-肽复合物。在BirA酶的作用下使α链生物素化后，将MHC-肽复合物与亲和素按4：1的比例结合，合成MHCⅠ类四聚体[1,2]。所形成的四聚体可以用来检测与之对应的特异性的CD8+ T细胞，由于MHC限制性与抗原肽特异性的双重作用下，可以保证该项检查的特异性非常高。MHC-肽复合物可根据目的进行标记。如：可以用PE标记的四聚体检测体液中是否有特异性的CD8+ T细胞存在，若存在，可用流式细胞仪对细胞进行定量分析。定量分析后，可用连接有抗PE抗体的磁珠与四聚体作用，再用磁分离器将特异性的CD8+ T细胞分离收集。 1.2 MHCⅠ类分子在肿瘤治疗中的应用 用基因工程的方法可以人工合成由接头(1inker)相连的MHC-I类分子的α链、βm和抗原肽的单链三聚体。该三聚体可以激活特异性的CD8+ T细胞，使CD8+ T细胞活化为CTL细胞，并且增殖、发挥免疫效应。在机体的抗肿瘤免疫中，特异性免疫起到重要作用，而细胞免疫比体液免疫发挥的作用更为重要，其主要机制就是CTL对肿瘤细胞的杀伤。研究表明，CTL细胞在控制早期肿瘤细胞生长和转移中有重要作用，它可识别肿瘤细胞表面表达的MHCI-抗原肽复合物，从而杀伤肿瘤细胞[3-5]。有数据显示，癌灶或肿瘤浸润淋巴结中肿瘤相关抗原肽特异性CD8+ T细胞的数量与肿瘤转移率呈负相关[6]；病变部位CD8+ T细胞增殖能力与患者生存期延长呈正相关[7]。因此，在确诊肿瘤的情况下，我们可以利用MHC-I类分子三聚体特异性的激活增强体内CTL细胞的免疫活性，用于抗肿瘤免疫治疗。 1.3 原位染色 四聚体技术不仅可以用于对特异性T细胞的定性与定量，还可以用于定位。有资料证明现在已经有人将四聚体技术用于组织的染色[8]，例如：浸润性T细胞数量很低的肿瘤组织，这种肿瘤组织由于T细胞数量太少，不适宜用流式细胞仪进行分析，但是可以用原位染色来检测[9]。原位染色不仅可以观察到组织切片中抗原特异的T细胞是否存在，还能观察T细胞的空间分布，特异性强，敏感性好。最近Florry等研究发现一种新技术可以原位检测人类冰冻组织中特异性CTL，使原位染色技术更加完善，可以满足临床上低温长期保存活检组织以及多项指标的检测[10]。 1.4 用MHCⅡ类四聚体检测CD4+ T细胞 MHC-Ⅱ类分子的四聚体可以根据其特异性检测其相对应的CD4+ T细胞，这种方法特异性高，但是敏感度低。正常情况下，CD4+ T细胞在外周血和组织液中含量极低，无法检测[11]。但是在病原微生物感染、自身免疫病、肿瘤等情况下体内可能存在较高频率的特异性T细胞，可以通过四聚体技术检测。比如，Meyer等利用四聚体技术检测到顽固性Lyme病关节炎病人的滑膜液及外周血中疏螺旋体特异性的CD4+ T细胞频率多聚化可在一定程度上增强其与TCR的亲和力Meyer AL, Trollmo C, Crawford F，et a1．Direct enumeration of Borrelia-reactive CD4 T cells ex vivo by using MHC class II tetramers. Proc Natl Acad Sci U S