Мнс иммунология что это

Главный комплекс гистосовместимости (Major Histocompatibility Complex, МНС) у млекопитающих и его значение в изучении редких видов (на примере семейства Felidae)

К. К. Тарасян, П. А. Сорокин, М. В. Холодова, В. В. Рожнов

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
119071 Москва, Ленинский просп., 33
e-mail: tarasyan_k@,mail.ru
Поступила в редакцию 07.11.2013 г.

Главный комплекс гистосовместимости (ГКГ) является удобным инструментом для решения разнообразных задач популяционной генетики. Информация о генетической основе иммунитета позволяет глубже понять эволюционную историю, оценить текущее состояние и перспективы выживания исследуемой популяции или вида. Вариабельность ГКГ поддерживается, с одной стороны, патоген-зависимыми механизмами: направленным отбором особей, устойчивых к присутствующим в среде их обитания заболеваниям, и балансирующим отбором, который дает преимущество особям, несущим необычные или редкие аллели генов ГКГ. С другой стороны, гены ГКГ влияют на эффективность размножения отдельных особей. Вследствие полигенности ГКГ его исследование требует использования ряда методик, вводящих дополнительные стадии между реакцией амплификации требуемого участка гена и его секвенированием. В статье рассмотрены различные способы разделения аллелей генов, а также упрощенный вариант анализа вариабельности ГКГ на основе содержащихся в нем микросаттеллитных локусов. Несмотря на высокую информативность главного комплекса гистосовместимости, его использование еще не получило распространения в зоологических работах. На примере хищных млекопитающих семейства кошачьих, в котором немало видов, находящихся в неблагополучном состоянии, показано, что большинство работ о ГКГ диких кошек носят описательный характер и только некоторые содержат сравнительный анализ генов нескольких видов кошачьих. Увеличение интереса к исследованиям главного комплекса гистосовместимости немодельных видов может помочь не только в решении фундаментальных вопросов эволюции и филогенетической структуры семейства, но и в планировании мер по охране редких и исчезающих видов, подвергающихся разнообразному антропогенному давлению.

Источник

Мнс иммунология что это

МНС формируется большой группой генов, расположенных на коротком плече хромосомы 6. На основе структурных и функциональных различий эти гены подразделяют на три класса, два из которых, класс I и класс II, относятся к генам HLA, первоначально обнаруженных благодаря их значению в пересадке тканей между неродственными индивидуумами.

Гены HLA класса I и II кодируют поверхностные белки клеток, играющие определяющую роль в инициации иммунного ответа, особенно в «распознавании» антигена лимфоцитами, которые не могут реагировать на антиген, если он не образует комплекс с молекулой HLA на поверхности содержащей антиген клетки. Известно много сотен разных аллелей HLA класса I и И, и ежедневно обнаруживают новые аллели, что делает их наиболее полиморфными локусами в геноме человека.

Гены класса I (HLА-А, HLA-B и HLA-C) кодируют белки, выступающие неотъемлемой частью плазматической мембраны всех ядерных клеток. Белки класса I состоят из двух полипептидных субъединиц: вариабельной тяжелой цепи, кодируемой в пределах МНС, и неполиморфного полипептида, b2-микроглобулина, кодируемого геном, расположенным за пределами МНС и картированным на хромосоме 15. Производные от внутриклеточных белков пептиды образуются путем протеолитического расщепления большими многофункциональными протеазами; затем пептиды перемещаются на поверхность клетки и прикрепляются к молекулам класса I, формируя пептидный антиген для цитотоксических Т-клеток.

Регион класса II состоит из нескольких локусов, таких как HLA-DP, HLA-DQ и HLA-DR, кодирующих поверхностные белки клеточной оболочки. Каждая молекула класса II — гетеродимер, сформированный из а- и b-субъединиц, закодированных в МНС. Молекулы класса II представляют пептиды, производные от внеклеточных белков, которые захватываются лизосомами и перерабатываются в пептиды, узнаваемые Т-клетками.

В пределах МНС присутствуют локусы и других генов, но не имеющих функционального отношения к генам HLA класса I и II и не определяющих гистосовместимость или иммунные ответные реакции. Некоторые из этих генов, тем не менее, связаны с болезнями, например врожденной гиперплазией надпочечников, вызываемую недостаточностью 21-гидроксилазы, и гемохроматозом, болезнью печени, вызванной накоплением железа.

Аллели и гаплотипы главного комплекса гистосовместимости (HLA)

Система HLA сначала может показаться запутанной, поскольку номенклатура, используемая для определения и описания разных аллелей HLA, подвергалась фундаментальным изменениям по мере распространения секвенирования ДНК МНС. Согласно более старой, традиционной системе номенклатуры HLA, разные аллели отличались друг от друга серологически. Индивидуальные типы HLA определялись тем, как панель различных антисывороток или чувствительных лимфоцитов реагирует на клетки.

Антисыворотки и клетки получали от сотен беременных, развивших иммунный ответ против отцовских антигенов I и II типа, экспремируемых плодами в ходе беременности. Если клетки от двух не связанных родственными отношения индивидуумов вызывали ту же реакцию при внесении в панель антител и клеток, считали, что они имеют те же типы и аллели HLA, обозначаемые их номером, например В27 в локусе HLA-B класса I или DR3 в локусе DR класса II.

Тем не менее после идентификации и секвенирования генов, ответственных за кодирование цепей МНС класса I и класса II, отдельные первоначально определенные серологически аллели HLA даже в пределах одного серологического аллеля оказались состоящими из многочисленных аллелей, определяемых различными вариантами последовательности ДНК. 100 серологически определяемых типов HLA-A, В, С, DR, DQ и DP теперь включают более 1300 аллелей, определяемых на уровне последовательности ДНК.

Например, в гене HLA-B, прежде определявшемся серологической реакцией как единый аллель В27, обнаружено более 24 различных вариантов последовательности нуклеиновых кислот. Большинство, хотя и не все, варианты ДНК представляют изменение кодона триплета и, следовательно, аминокислоты в пептиде, кодируемом этим аллелем. Каждый аллель, изменяющий аминокислоту в пептиде HLA-B, получает свой дополнительный последовательный номер, например аллель1, 2, и так далее в группе аллелей, соответствующих ранее единственному аллелю В27, и теперь называется HLA-B*2701, HLA-B*2702 и так далее.

Набор аллелей HLA в различных локусах класса I и II в данной хромосоме формирует гаплотип. Аллели кодоминантны; каждый из родителей имеет два гаплотипа и экспрессирует их оба. Эти локусы располагаются достаточно близко друг к другу, так что в конкретной семье гаплотип может передаваться ребенку как единый блок. В результате родитель и ребенок имеют общий гаплотип, а шанс, что два сибса унаследуют один гаплотип HLA, равен 25%.

Поскольку приживление пересаженных тканей в основном согласуется со степенью сходства между HLA гаплотипами донора и реципиента (и группы крови АВО), лучший донор костного мозга или органа — АВО-совместимый и HLA-идентичный сибс реципиента.

В любой этнической группе некоторые аллели HLA обнаруживаются часто, а другие — редко или никогда. Аналогично некоторые гаплотипы встречаются чаще, чем ожидалось, тогда как другие — исключительно редко или не встречаются вовсе. Например, большинство из Зх107 теоретически возможных комбинаций аллелей в гаплотипе в белой популяции никогда не встречаются. Это ограничение в разнообразии гаплотипов в популяции, возможно, вызвано ситуацией, получившей название неравновесного сцепления и может объясняться сложным взаимодействием множества факторов.

Эти факторы включают низкие показатели мейотической рекомбинации из-за небольшого расстояния между локусами HLA; влияние окружающей среды, обеспечивающее положительный отбор для конкретных комбинаций аллелей HLA, формирующих гаплотип; и исторические факторы, например, как давно образовалась популяция, число основателей и интенсивность происходившей иммиграции (см. далее в этой главе).

Между популяциями также существуют значительные различия в частоте аллелей и гаплотипов. То, что бывает частым аллелем или гаплотипом в одной популяции, может оказаться очень редким в другой. Различия в распределении и частоте аллелей и гаплотипов в пределах МНС — результат сложного взаимодействия генетических, средовых и исторических факторов в каждой конкретной популяции.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Мнс иммунология что это

Иммунная система — совокупность органов, тканей и клеток, обеспечивающих структурное и генетическое постоянство клеток организма; образует вторую линию защиты организма. Функции первого барьера на пути чужеродных агентов выполняют кожа и слизистые оболочки, жирные кислоты (входящие в состав секрета сальных желёз кожи) и высокая кислотность желудочного сока, нормальная микрофлора организма, а также клетки, выполняющие функции неспецифической защиты от инфекционных агентов.

Иммунная система способна распознавать миллионы разнообразных веществ, выявлять тонкие различия даже между близкими по структуре молекулами. Оптимальное функционирование системы обеспечивают тонкие механизмы взаимодействия лимфоидных клеток и макрофагов, осуществляемые при прямых контактах и с участием растворимых посредников (медиаторов иммунной системы). Система обладает иммунной памятью, сохраняя информацию о предыдущих антигенных воздействиях. Принципы поддержания структурного постоянства организма («антигенной чистоты») основаны на распознавании «своего-чужого».

Для этого на поверхности клеток организма имеются гликопротеиновые рецепторы (Аг), составляющие главный комплекс гистосовместимости — МНС [от англ. major histocompatibility complex]. При нарушении структуры этих Аг, то есть изменении «своего» иммунная система расценивает их как «чужое».

Спектр молекул МНС уникален для каждого организма и определяет его биологическую индивидуальность; это и позволяет отличать «своё» (гистосовместимое) от «чужого» (несовместимого). Выделяют гены и Аг двух основных классов МНС.

Главный комплекс гистосовместимости ( МНС первого и второго класса ). Гены MHC I и MHC II.

Молекулы I и II классов контролируют иммунный ответ. Они сочетанно распознаются поверхностными дифференцировочными CD-Ar клеток-мишеней и участвуют в реакциях клеточной цитотоксичности, осуществляемой цитотоксическими Т-лимфоцитами (ЦТЛ).

• Гены MHC I класса определяют тканевые Аг; Аг класса МНС I представлены на поверхности всех ядросодержащих клеток.

• Гены MHC II класса контролируют ответ к тимусзависимым Аг; Аг класса II экспрессируются преимущественно на мембранах иммунокомпетентных клеток, включая макрофаги, моноциты, В-лимфоциты и активированные Т-клетки.

Источник

Мнс иммунология что это

В основе неудач по приживлению алло— и ксенотрансплантатов — распознавание «своего» и «чужого» — основополагающий принцип функционирования иммунной системы. Узнавание «своих» клеток обеспечивает система мембранных гликопротеиновых рецепторов, присутствующих на поверхности всех клеток организма. Эти гликопротеины составляют главный комплекс гистосовместимости — МНС [от англ. major histocompatibility complex].

Несовпадение этих гликопротеинов между трансплантатами и клетками организма-реципиента приводит к развитию иммунного ответа, то есть молекулы МНС проявляют свойства Аг. Поэтому их называют Аг гистосовместимости, а кодирующие их гены — генами гистосовместимости. Система МНС обеспечивает биологическую индивидуальность каждого организма и строго контролируется генами гистосовместимости.

У человека комплекс МНС иногда называют HLA [от англ. human leucocyte antigen, Аг лейкоцитов человека]. Б системе HLA известно более 100 Аг, сгруппированных в регионы HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-D, HLA-DR. Их образование контролирует локус HLA, состоящий из ряда сублокусов, расположенных в хромосоме 6. Экспрессия Аг HLA в различных органах сильно варьирует: она наиболее выражена на лимфоцитах и клетках кожи, меньше — в лёгких, печени, почках, кишках, сердце и сосудах, а в наименьших количествах такие Аг присутствуют на мембранах клеток ЦНС.

Интенсивность, продолжительность и исход реакций отторжения определяются степенью антигенных различий между донором и реципиентом; уровнем реактивности реципиента; характером трансплантата, наличием в нём лимфоидной ткани, удельным содержанием Аг гистосовместимости и т.д.

Комплекс HLA и структура молекул HLA.
(А) Расположение генов комплекса HLA (положение, величина и расстояния между генами даны в произвольном масштабе).
Гены, кодирующие различные белки, которые участвуют в процессинге антигена (транспортеры, связанные с процессингом антигена компоненты протеасом и HLA-DM), располагаются в области класса II (не показаны).
(Б) Схематическое изображение и кристаллическая структура молекул HLA классов I и II.
LT — липопротеин; МНС — главный комплекс гистосовместимости; TNF — фактор некроза опухоли.

Гены главного комплекса гистосовместимости. Сильные антигены.

Все гены гистосовместимости разделяют на две категории:

Гены главного комплекса гистосовместимости кодируют «сильные» Аг, вызывающие у реципиентов быстрое отторжение трансплантатов. При трансплантации тканей (органа) от индивидуума, несовместимого по «сильным» Аг МНС, трансплантат отторгается в течение 1-2 нед. Повторная трансплантация ткани от того же донора сопровождается ускоренным разрушением трансплантата. Формирование иммунной памяти к данному набору трансплантационных Аг происходит за 4-5 сут и сохраняется на протяжении многих лет.

Гены минорного комплекса гистосовместимости. Слабые антигены.

Гены минорного комплекса гистосовместимости кодируют «слабые» Аг, вызывающие более медленное отторжение трансплантатов.

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Открытие

Белки

MHC класс I

MHC Класс II

III класс

Функция

MHC является тканевым антигеном, который позволяет иммунной системе (точнее, Т-клеткам) связываться, распознавать и переносить себя (аутораспознавание). MHC также является шапероном для внутриклеточных пептидов, которые образуют комплекс с MHC и представлены рецепторам Т-клеток (TCR) в качестве потенциальных чужеродных антигенов. MHC взаимодействует с TCR и его корецепторами для оптимизации условий связывания для взаимодействия TCR-антиген с точки зрения аффинности и специфичности связывания антигена, а также эффективности передачи сигнала.

По сути, комплекс МНС-пептид представляет собой комплекс аутоантиген / алло-антиген. После связывания Т-клетки должны в принципе переносить аутоантиген, но активироваться при воздействии алло-антигена. Когда этот принцип нарушается, возникают болезненные состояния.

Аутоиммунная реакция : наличие некоторых молекул MHC увеличивает риск аутоиммунных заболеваний в большей степени, чем наличие других. HLA-B27 является примером. Неясно, как именно наличие типа ткани HLA-B27 увеличивает риск анкилозирующего спондилита и других связанных воспалительных заболеваний, но были выдвинуты гипотезы о механизмах, включающих аберрантную презентацию антигена или активацию Т-клеток.

Обработка и представление антигена

Пептиды перерабатываются и представляются двумя классическими путями:

Ограничения распознавания Т-лимфоцитов

В своем развитии в тимусе Т-лимфоциты выбираются для распознавания молекул MHC хозяина, но не для распознавания других аутоантигенов. После отбора каждый Т-лимфоцит проявляет двойную специфичность: TCR распознает собственные MHC, но только не собственные антигены.

В выборе полового партнера

В 1995 году Клаус Ведекинд обнаружил, что в группе студенток колледжа, которые нюхали футболки, которые носили студенты-мужчины в течение двух ночей (без дезодоранта, одеколона или душистого мыла), большинство женщин выбирали рубашки, которые носили мужчины с разными MHC, предпочтение изменилось, если женщины принимали оральные контрацептивы. Результаты эксперимента 2002 года также предполагают, что запахи, связанные с HLA, влияют на предпочтения запахов и могут опосредовать социальные сигналы. В 2005 году в группе из 58 испытуемых женщины были более нерешительны, когда им предлагали МНС, как их собственный, хотя оральные контрацептивы женщины не выказывали особого предпочтения. Никакие исследования не показывают, в какой степени предпочтение запаха определяет выбор партнера (или наоборот).

Эволюционное разнообразие

У рыб с плавниками, таких как радужная форель, аллельный полиморфизм в MHC класса II напоминает полиморфизм у млекопитающих и преимущественно отображается в бороздке связывания пептидов. Однако у многих костистых рыб MHC класса I аллельный полиморфизм намного более экстремален, чем у млекопитающих, в том смысле, что уровни идентичности последовательностей между аллелями могут быть очень низкими, а вариации простираются далеко за пределы бороздки связывания пептида. Было высказано предположение, что этот тип аллельной изменчивости MHC класса I способствует отторжению аллотрансплантата, что может быть особенно важно для рыб, чтобы избежать трансплантации раковых клеток через их слизистую кожу.

При отторжении трансплантата

Известно, что отторжение трансплантата опосредуется MHC (HLA):

Участие в аллогенном отторжении трансплантата, по-видимому, является древней особенностью молекул MHC, потому что также у рыб наблюдались ассоциации между отторжением трансплантата и (неправильным) соответствием MHC класса I и MHC класса II.

HLA биология

Человеческий МНС класса I и II также называют человеческим лейкоцитарным антигеном (HLA). Чтобы прояснить использование, в некоторой биомедицинской литературе HLA используется для обозначения конкретно молекул белка HLA и резервируется MHC для области генома, кодирующей эту молекулу, но это не является согласованным соглашением.

Аллели MHC экспрессируются кодоминантным образом. Это означает, что аллели (варианты), унаследованные от обоих родителей, выражаются одинаково:

Полиморфные области в каждом аллеле расположены в области пептидного контакта. Из всех пептидов, которые могут отображаться MHC, только подмножество будет достаточно прочно связываться с любым заданным аллелем HLA, поэтому, неся два аллеля для каждого гена, каждый из которых кодирует специфичность для уникальных антигенов, может быть представлен гораздо больший набор пептидов.

Из-за высокого уровня аллельного разнообразия, обнаруженного в его генах, MHC также привлек внимание многих эволюционных биологов.

Источник