Giáo trình Miễn dịch học thú y - Chương 6 ppt

56 Chương PHỨC HỢP HỊA HỢP MƠ CHỦ YẾU I Đại cương Phức hợp hồ hợp mơ chủ yếu MHC (Major Histocompability complex) có vai trị quan trọng trình diện kháng nguyên đáp ứng miễn dịch Các kháng nguyên hoàn toàn (dù kháng nguyên protein hoà tan hay dạng hạt, dạng kết hợp màng tế bào đích) khơng thể trình diện dạng ngun uỷ, trực tiếp với tế bào B đặc biệt cho tế bào T, kháng nguyên hoàn toàn phải tế bào trình diện kháng nguyên (antigen presenting cells-APC) xử lý nghĩa chuyển protein có cấu trúc phức tạp thành đoạn peptid đủ nhỏ, thẳng, phù hợp với kích thước rãnh gắn peptide phân tử MHC tế bào APC Các kháng nguyên lạ tổng hợp từ bên APC (protein vi khuẩn, protein hoà tan) APC thực bào, giáng hoá phần đoạn peptide tách từ kháng nguyên ban đầu thường gắn với phân tử MHC lớp II Phức hợp trình diện bề mặt APC thường tế bào Th CD4+ có phân tử MHC lớp II nhận biết Các kháng nguyên lạ tổng hợp bên tế bào APC (protein virus, protein tế bào ung thư) xử lý khu vực nội bào khác với kháng nguyên đưa vào tượng thực bào Các đoạn peptid tổng hợp thường kết hợp với phân tử MHC lớp I Phức hợp trình diện bề mặt APC (cịn gọi APC tế bào đích) thường tế bào CTL (Cytotoxic T lymphocyte, viết tắt Tc) có CD8+có phân tử MHC lớp I nhận biết Cụm gen MHC Cụm gen MHC vùng chứa nhiều gen đa hình (đa kiểu hình) cư trú cánh ngắn nhiễm sắc thể thứ 6, rõ cách xếp, β2- microglobulin gen nhiễm sắc thể thứ 15 Cụm gen MHC người đoạn ADN có độ dài khoảng 3500 kb, phát lần vào năm 1940, ghép mô cho cá thể khác thấy kháng nguyên MHC nhóm định phản ứng thải ghép dị gen Sản phẩm cụm gen gọi kháng nguyên MHC, biểu lộ bề mặt nhiều loại tế bào thể 57 Đến năm 1960 B Benacerraf, Hugh Mc Devitt cộng lại chứng minh thêm đáp ứng miễn dịch đặc điểm di truyền trội, gen kiểm soát đáp ứng miễn dịch gọi gen Ir (Immune response), cư trú cụm gem MHC Vai trò trung tâm gen MHC đáp ứng miễn dịch với kháng nguyên protein chứng minh đầy đủ vào năm 1970 Các tế bào T đặc hiệu kháng nguyên không nhận biết kháng nguyên hoà tan mà nhận biết kháng nguyên xử lý trình diện màng APC kết hợp với phân tử MHC Như vậy, MHC hoạt động phân tử trình diện kháng nguyên phân biệt kháng nguyên lạ với kháng nguyên quen Nó tương tác đặc hiệu với kháng nguyên TCR, nhóm thứ phân tử kết hợp kháng nguyên đóng vai trị tồn đáp ứng miễn dịch Hai đặc tính (thải ghép dị gen kiểm soát đáp ứng miễn dịch) cụm gen MHC nhằm bảo vệ đình nội mơi, đặc điểm sinh học thể sống Chức trình diện kháng nguyên protein MHC Protein MHC làm nhiệm vụ nơi trung chuyển phân tử Nhìn chung, kháng nguyên lạ bị tế bào ký chủ bắt giữ, bị chế biến phân huỷ Kháng nguyên qua chế biến gắn vào protein MHC tạo thành phức hệ kháng nguyên-MHC Phức hệ xuyên qua màng sinh chất di chuyển dần mặt tế bào Tế bào T thơng qua TCR gắn với MHC, sau nhận diện kháng nguyên lạ chúng gắn với MHC Các kháng ngun lạ khơng gắn vào MHC khơng tế bào T nhận diện Có sơ đồ trình diện kháng nguyên Một cho protein lớp I cho protein lớp II Theo sơ đồ lớp I kháng nguyên sau tế bào ký chủ chế biến nhờ enzyme phân giải, gắn với protein MHC lớp I lưới nội chất Cách gắn kháng nguyên quan trọng nhiễm virus, nơi tế bào chủ chế biến protein virus Các peptit virus giải phóng kháng nguyên lạ, tạo phức hệ với protein lớp I chuyển đến bề mặt tế bào.Ở chúng tế bào Tc đặc hiệu peptit nhận mặt thông qua TCR đặc hiệu với phức hệ kháng nguyên-MHC, với trợ giúp đồng thụ thể CD8 Về phần mình, tế bào T kích thích sản xuất lymphokine, làm tan tế bào nhiễm Trong thể, tế bào Tc thường xuyên rà sốt tồn quần thể tế bào để tìm kiếm tế bào có biểu kháng nguyên lạ mặt Thông thường tế bào lành biểu tất protein lớp I bề mặt, phân tử lớp I chứa peptit nên không tế bào T nhận diện Tuy nhiên tế bào T nhận tế bào nhiễm virus bề mặt 58 chúng chứa kháng ngun virus khơng phải nằm giáp với phân tử MHC lớp I Do TCR mặt tế bào T phải tương tác với vị trí đặc hiệu kháng nguyên lạ lẫn vị trí đặc hiệu phân tử MHC Sơ đồ trình diện kháng nguyên thứ đòi hỏi phân tử MHC lớp II Protein lớp II hình thành lưới nội chất tích lũy với protein bao vây (blocking protein), chuỗi khơng đổi Ii Chuỗi ngăn cản lớp II gắn với peptide khác tạo lưới nội chất Sau protein lớp II Ii chuyển vào endosom (bọng nội chất) Kháng nguyên lạ sau bị tế bào APC nuốt chuyển vào endosom nhờ proteinaza chúng phân giải với protein Ii Các peptide lạ giải phóng gắn với với MHC-II tạo phức hệ chui màng sinh chất để trình diện tế bào T hỗ trợ Về phần mình, tế bào T hỗ trợ thơng qua TCR đồng thụ thể CD4 nhận mặt phức hệ kháng nguyên lạ MHC lớp II bề mặt tế bào APC Khi tiếp xúc với peptit lạ, tế bào Th hoạt hóa tiết lymphokin để kích thích dịng tế bào B tạo kháng thể 1.1 Sự phát Sau ghép da cá thể thuộc dòng chuột nhắt, Snell cộng phát quy luật ghép Mảnh da ghép sống tồn lâu, tự ghép, ghép hai thể thuộc dịng chủng Từ họ phát tồn kháng nguyên bề mặt tế bào định mảnh ghép có phù hợp với vật chủ hay khơng Do đặt tên MHC Đó phân tử protein bề mặt tế bào thể, khiến thể khác thể chúng sinh đơi trứng, khơng dịng chủng Các phân tử MHC gen MHC mã hố, gen đa hình Tuy nhiên, ghép da hay quan việc làm nhân tạo Từ xa xưa chưa có việc ghép hai cá thể MHC có chức gì? Người ta phát MHC có chức quan trọng hàng đầu miễn dịch học: giới thiệu kháng nguyên lạ cho hệ miễn dịch thể Cụm gen MHC nghiên cứu kỹ chuột nhắt, với tên gọi H-2, biểu lộ đồng trội gồm hai cụm gen H-2K H-2D Sau người ta phát cụm thứ với tên gọi L Dần dần nhiều gen khác nằm cụm K D phát hiện, gen mã hố cho số protein máu (bổ thể) Sự nghiên cứu chi tiết gen MHC chuột giúp ích nhiều cho phát MDH, tìm hiểu MHC người 59 Ở người, truyền máu (có bạch cầu) có thai, xảy nhiều lần làm xuất máu kháng thể chống bạch cầu lạ, cụ thể chống kháng ngun bạch cầu mà thể chủ khơng có Chính nhờ huyết người nói trên, người ta dị tìm kháng ngun bạch cầu khác nhau, đến thống phân loại thành nhóm lại HLA (human leucocyte antigen) từ suy cụm gen phụ trách việc tổng hợp chúng, đồng thời định vị gen Ba cụm gen đầu có tên HLA-A, HLA-B, HLA-C; số cụm gen đa hình mà người ta dự đoán Ba gen sau xác định rõ, mang tên HLA-D mà protein chúng tạo gọi HLA-DR (related), tiếp protein HLA-DP HLA-DQ (P,Q đơn chữ cạnh R) Khi nuôi cấy hỗn hợp lympho bào từ hai cá thể không liên quan di truyền hai quần thể tăng sinh lympho bào thể coi kháng nguyên lympho bào thể kháng nguyên lạ Nếu nguồn lympho bào bị chiếu xạ cho khả tăng sinh, lympho bào tăng sinh để chống lại Đây sở để lập phản ứng thải ghép in vitro MHC lympho bào bị lympho bào đối xử kháng nguyên lạ, cụ thể bị MHC “chủ” trình cho tế bào miễn dịch thân để chống lại Nhờ thí nghiệm thải ghép in vitro, người ta tìm thể có hai loại MHC khác nhau, gọi hai lớp (với tên lớp I lớp II) Tế bào Th (CD4) phản ứng với MHC lớp II lạ (dị gen), Tc (CD8) phản ứng với MHC lớp I dị gen Sự di truyền gen (haplotyp) MHC từ cha mẹ cho theo qui luật chung di truyền 1.2 Sự tổ chức gen Ở người gen MHC cư trú cánh ngắn nhiễm sắc thể thứ 6, rõ cách xếp, β2- microglobulin gen nhiễm sắc thể thứ 15 Bộ gen MHC người đoạn ADN có độ dài khoảng 3500 kb Để hình dung độ lớn gen MHC người ta so sánh với gen khác người có từ 5-100kb, cịn 3500 kb kích thước toàn thể gen Escherichia coli Nếu đo đơn vị di truyền cổ điển gen MHC người khoảng centimorgan, có nghĩa tần suất bắt chéo bên cụm gen MHC 4% gián phân (meiosis) 60 Người Chuột nhắt Hình 15 Bản đồ cụm gen MHC người chuột nhắt (Theo Ian R Tizard 2004) - Các gen lớp II cư trú gần tâm nhiễm sắc thể theo thứ tự -DP, DQ –DR Đáng ý gen lớp II có hay gen β có chức năng, lúc có gen α có chức Điều làm cho phân tử lớp II khác với lớp I Đối với lớp I, cá thể dị hợp tử có alen đa hình khác (3 từ bên bố mẹ) có loại phân tử lớp I tế bào Cịn lớp II cá thể nhận cụm gen đa hình, lớp II có nhiều loại phân tử dị dime αβ biểu lộ tế bào Đó có phối hợp chuỗi α từ alen với chuỗi β alen khác, phối hợp với chuỗi β alen Thơng thường cá thể biểu lộ từ 10-20 loại sản phẩm lớp II tế bào Điều làm tăng số lượng kháng nguyên lạ khác gắn với phân tử lớp II để trình diện cho tế bào miễn dịch Ngồi có gen giả, gen giống lớp II DZ (gắn chặt với DP), DO DX (gắn chặt với DQ), chưa rõ chức gen Gen MHC lớp III gọi vùng C’, mã cho C2 C4 giống vùng gen S chuột nhắt giống protein huyết chuột nhắt Lớp III mã cho enzyme 21- hydroxylaza steroid Xa gen lớp II gen mã chuỗi α lớp I (-A, -B, -C) Các gen mã cho cytokine, cho lymphotoxin TNF nằm gen lớp III lớp I Một số gen lớp I gen giả, có vài gen khơng đa hình mã cho protein biểu lộ chung với β 2-microglobulin, chưa rõ chức protein khơng đa hình Có thể chúng FcR, dù 61 chưa xác định gen rõ ràng Có thể gen khơng đa hình lớp I dùng để sinh thêm chuỗi đa hình thực phân tử lớp I Q trình tích hợp thêm chuỗi biến đổi gen lớp I gen lớp II mà khơng có bắt chéo gọi chuyển đổi gen (gene conversion) thấy xuất tiến hố để có tính đa hình alen MHC, tạo biến dị định biến dị điểm quần thể Hiệu biến đổi gen mạnh biến dị điểm biến đổi xảy acid amin cần cho cấu hình phân tử khơng đổi Trong cá thể kiểu tổ chức chung intron-exon gen lớp I II giống Trong tất gen MHC, exon mã cho chuỗi “dẫn đường” (leader) hay “tín hiệu” (signal) để dẫn peptid sinh đến lưới nội nguyên sinh (endoplasmic reticulum-ER) Các chuỗi leader khơng cịn thấy phân tử MHC hoàn chỉnh bề mặt tế bào Mỗi đoạn gần 90 acid amin ngoại bào (ví dụ α1, α2, α3 lớp I) exon lớn riêng biệt mã hố Có exon nhỏ mã cho vị trí phosphoryl hố nội bào chuỗi α, vị trí quan trọng việc di chuyển nội bào phân tử lớp I L II L I I-A K K β βα I-E I-E β ββα TNF LT L.I DL α C’ 16 Hình 16 Tổ chức gien MHC người (trên) chuột nhắt (dưới) - lớp I; - lớp II; - hệ bổ thể; - cytokin; - đầu hướng tâm (Theo Ian R Tizard 2004) 62 Ngồi cịn có chuỗi gen điều hoà chép gen MHC lớp I giống gen điều hoà chép Ig Các gen cần cho sản xuất cytokine đặc biệt TNF nằm cụm gen lớp I Các cụm gen lớp II nằm chuỗi nucleotit W, X Y, điều hoà biểu lộ sản phẩm gen lớp II Khi hay biến dị chuỗi W, X Y gen lớp II khơng biểu lộ sản phẩm II Cấu trúc phân tử MHC Các phân tử lớp I: Tất phân tử lớp I glycoprotein, gồm có hai loại chuỗi đa peptid: Chuỗi alpha (α; hay chuỗi nặng), xấp xỉ 40kD người; 47kD chuột nhắt, gen MHC mã chuỗi beta (β) không gen MHC mã, xấp xỉ 12kD hai loài Chuỗi α gồm nhân đa peptid khoảng 40kD chứa (ở người) hay (ở chuột nhắt) oligosaccharide gắn với đầu –N, ¾ chuỗi α có đầu tận amin hướng ngoại bào; đoạn ngắn kỵ nước xuyên màng nhóm tận cacboxyl khoảng 30 axit amin nằm bào tương Chuỗi β gắn khơng đồng hố trị với phần ngoại bào chuỗi không gắn trực tiếp với tế bào Dựa cấu trúc tinh thể phân tử HLA-A2; phân tử HLA-An 68 dựa kết phân tích trình tự acid amin người ta chia phân tử lớp I thành vùng riêng biệt: vùng có tận amin ngoại bào để gắn peptid vùng ngoại bào giống phân tử Ig vùng xuyên màng vùng bào tương 1.1 Vùng gắn peptid Chức phân tử MHC gắn đoạn peptid (kháng nguyên) để tế bào T nhận biết hoạt hoá Vùng gắn peptid chuỗi α gồm khoảng 180 acid amin, chia thành hai đoạn giống (khoảng 90 acid amin), gọi α1 α2 có liên quan đến phân tử Ig Qua cấu trúc người ta phát rằng: α1 α2 tương tác để tạo thành sàn có chuỗi β để đỡ cánh α1 α2 Chính hai cánh α1 α2 với β tạo nên rãnh có kích thước phù hợp (25A x 10A x 11A) để gắn peptid dài từ 10-20 acid amin kháng nguyên giáng hoá phần Phức hợp peptid phân tử MHC lớp I biểu lộ bề mặt APC để trình diện cho tế bào TCD8+ Do kích thước rãnh gắn peptid mà kháng ngun có hình cầu phải giáng hoá phần thành đoạn peptid bé, thẳng, phù hợp với 63 rãnh, gắn vào rãnh Tính đa hình MHC lớp I, mặt để tạo nên biến đổi cấu trúc rãnh để gắn với peptid khác nhau, mặt khác để tiếp xúc với TCR đặc hiệu khác Như rõ ràng tế bào lympho T tương tác đặc hiệu với phức “peptid-phân tử lớp I” Nó phải nhận biết kép: peptid phân tử MHC tế bào APC giống với phân tử MHC lớp I tế bào T Sự gắn peptid vào rãnh phân tử MHC cho ta nhận xét sau: - Mỗi phân tử MHC có vị trí độc để gắn với peptid khác gọi rãnh gắn peptid - Tính đa hình alen MHC làm cho phân tử MHC có khả gắn peptide có cấu trúc khác Sự gắn có tính chọn lọc gắn peptide đặc hiệu với sIg TCR Các chủng lồi cá thể trì tính đa hình MHC qua tiến hố nên có khả tiêu diệt vi khuẩn khác môi trường sống Hình 17 Kiểu gấp chuỗi peptide để tạo rãnh cho peptide gắn vào phân tử MHC lớp II (Theo Ian R Tizard 2004) 1.2 Vùng giống Ig Gồm có chuỗi α3 chuỗi nặng α, có khoảng 90 acid amin ngoại bào, nằm nhóm tận cacboxyl α2 vùng cắm bào tương Chuỗi acid amin vùng giống Ig bảo toàn cao phân tử lớp I, giống vùng định Ig Vùng giống Ig cịn có chuỗi β gen ngồi MHC mã, tuyệt đối khơng thay đổi phân tử lớp I Đa peptid gọi β2- 64 microglobulin có tính di chuyển điện trường β2, kích thước nhỏ có tính hồ tan β2-microglobulin có cấu trúc giống vùng định Ig, có chứa vịng nối disunfua Qua cấu trúc tinh thể HLA-A2 người ta xác định hai vùng α3 β2-microglobulin gấp lại tạo nên vùng giống Ig phân tử MHC lớp I thuộc gia đình phân tử Ig Hai domain tương tác với β2-microglobulin tiếp xúc với rãnh gắn peptid tạo nên tiếp xúc vùng giống Ig với acid amin hai chuỗi α1, α2 Các tương tác β1microglobulin với chuỗi α1, α2, α3 để giữ cấu hình phân tử lớp I Khi bị chuỗi β2-microglobulin cấu trúc nguyên uỷ chuỗi nặng Các tế bào TCD8+ hoạt động gắn với phần định phân tử lớp I vùng α3 có chứa vị trí gắn với phân tử CD8 Do tế bào T CD8+ bị giới hạn hoạt động phân tử lớp I 1.3 Vùng xuyên màng Vùng xuyên màng chuỗi đa peptide chạy từ cuối …3 đến vùng kỵ nước có khoảng 25 acid amin, qua vùng kỵ nước màng plasma Màng plasma có hai lớp lipid, neo phân tử MHC vào màng tế bào Cũng tất protein xuyên màng, người ta biết chuỗi kỵ nước ngắn, tận đầu tận cacboxyl acid amin kiềm acid amin có tương tác với photpholipid mặt màng hai Đoạn cấu trúc phân tử lớp I khơng có ảnh hưởng đến cấu hình đoạn ngoại bào phân tử 1.4 Vùng bào tương Phần bào tương phần tận chuỗi α lớp I dài khoảng 30 acid amin cắm vào bào tương Vùng nói chung khơng bảo tồn tốt phân tử lớp I khác nhau, có vài đặc điểm bảo tồn tốt Ví dụ tất chuỗi lớp I có chứa acid amin có hai vị trí photphoryl hố giống photphoryl hóa với protein-kinaza A phụ thuộc AMPc với pp60 srs tyrosine kinaza Vùng cacboxyl tận phân tử lớp I có vị trí phosphoryl hố thứ bảo tồn Đầu cịn có glutamin chất thích hợp cho việc chuyển amin enzym transglutaminase Chức cấu trúc chưa rõ, có lẽ chúng có vai trị điều hoà tương tác phân tử MHC lớp I với protein màng khác hay với protein khung tế bào Khi đầu tận cacboxyl trình đưa phân 65 tử lớp I vào nội bào ức chế, chứng tỏ vùng tận cacboxyl có vai trò việc lưu hành phân tử nội bào Hình 18 Sơ đồ phân tử lớp I (Theo Ian R Tizard 2004) Các phân tử lớp II Cấu trúc phân tử lớp II giống phân tử lớp I Chúng gồm hai chuỗi đa peptid α β kết hợp không đồng hoá trị với Chuỗi α lớn chuỗi β glycosyl hố nhiều Cả hai chuỗi có tận amin ngoại bào đầu tận cacboxyl nội bào Hơn 2/3 chuỗi phần ngoại bào Cả hai chuỗi gen MHC đa hình mã hố Các phân tử lớp II có vùng phân tử lớp I 2.1 Vùng gắn peptide Các đoạn ngoại bào hai chuỗi α β chia nhỏ thành hai đoạn dài khoảng 90 acid amin, gọi α1 α2; β1 β2 Vùng gắn peptide liên quan đến hai chuỗi α1 α2, khác với phân tử lớp I, α1 β1 gập lại để tạo thành β có lớp, đỡ hai cánh α1 β1, tạo nên rãnh gắn peptide, α1 phân tử lớp II khơng có đầu nối disulfua, lúc β1 có, giống cầu nối α2 lớp I Tính đa hình MHC lớp II tập trung cấu trúc α1 β1 rãnh gắn peptide, tạo bề mặt có cấu trúc hoá học đặc hiệu rãnh, định tính đặc hiệu tính gắn peptide rãnh Ngồi 66 tính đa hình gen MHC cịn định nhận biết đặc hiệu TCR với phân tử MHC Tuy giống phân tử lớp I, tính đặc hiệu tính với peptide lạ phân tử MHC lớp II thấp nhiều so với receptor kháng nguyên thực (như sIg hay TCR) 2.2 Vùng giống Ig Cả hai đoạn α2 β2 lớp II có cầu nối disunfua bên chuỗi Phân tích chuỗi acid amin peptide α2 β2 thấy phân tử thuộc gia đình Ig, có lẽ giống với α2 β2-microglobulin lớp I, α2 β2 khơng đa hình khác biệt cụm gen khác Tất α2 -DR giống nhau, khác với α2 –DP hay –DQ Các phân tử CD+ Th gắn với vùng khơng đa hình vùng giống Ig phân tử lớp II, đáp ứng đặc hiệu giới hạn phân tử lớp II Các tương tác mạnh, bị phá vỡ điều kiện phân tử bị biến tính Nhìn chung chuỗi α cụm gen cặp đôi với chuỗi β cụm gen thấy cặp đôi với chuỗi β cụm gen khác 2.3 Các vùng xuyên màng vùng bào tương Vùng xuyên màng α2 β2 có 25 acid amin kỵ nước Tách mạnh papain, tách rời đoạn ngoại bào với vùng xuyên màng mà không bị rối loạn cấu trúc Vùng xuyên màng hai chuỗi α2 β2 tận acid amin kiềm, đuôi nước ngắn bào tương, tạo thành đầu tận cacboxyl chuỗi đa peptide Chúng ta biết vùng nội bào tương phân tử lớp II Các phân tử lớp II có vai trị dẫn truyền tín hiệu vùng nội bào có vai trị chuyển thơng tin qua màng III Chức sinh học MHC Chức trình diện kháng nguyên protein MHC MHC hoạt động phân tử trình diện kháng nguyên phân biệt kháng nguyên lạ với kháng nguyên quen Nó tương tác đặc hiệu với kháng nguyên TCR, nhóm thứ phân tử kết hợp kháng ngun đóng vai trị toàn đáp ứng miễn dịch Protein MHC làm nhiệm vụ nơi trung chuyển phân tử Nhìn chung, kháng nguyên lạ bị tế bào ký chủ bắt giữ, bị chế biến phân huỷ Kháng nguyên qua chế biến gắn vào protein MHC tạo thành phức hệ kháng nguyên-MHC Phức hệ xuyên qua màng sinh chất di chuyển dần mặt tế bào Tế bào T thông qua TCR gắn với MHC, sau nhận diện kháng nguyên lạ chúng gắn 67 với MHC Các kháng ngun lạ khơng gắn vào MHC khơng tế bào T nhận diện Có cách trình diện kháng nguyên Một cách cho protein lớp I cho protein lớp II Theo cách cho lớp I kháng nguyên sau tế bào ký chủ chế biến nhờ enzym phân giải, gắn với protein MHC lớp I lưới nội chất Cách gắn kháng nguyên quan trọng nhiễm vi rút, nơi tế bào chủ chế biến protein virut MHC lớp Hình 19 Con đường trình diện kháng nguyên nội sinh virusI phânGenMHC lớp Ivirus tử lớp I gen (Theo Ian R Tizard 2004) Sự tự gen lớp I gen virus Sự tổng hợp protein virus bào tương Thực bào xử lý protein virus Vận chuyển peptide virus xử lý đến lưới nội nguyên sinh Vận chuyển peptide MHC qua máy Golgi nang Hòa nang với màng bào tương Giới thiệu phức hợp peptide-MHC với tế bào T CD8+ 68 Các peptit virus giải phóng kháng nguyên lạ, tạo phức hệ với protein lớp I chuyển đến bề mặt tế bào chúng tế bào Tc đặc hiệu peptide nhận mặt thông qua TCR đặc hiệu với phức hệ kháng nguyên-MHC, với trợ giúp đồng thụ thể CD8 Về phần mình, tế bào T kích thích sản xuất lymphokin, làm tan tế bào nhiễm Các tế bào Tc CD8+ nhận biết kháng nguyên protein tổng hợp nội sinh kết hợp với phân tử MHC lớp I, biểu lộ bề mặt tế bào APC Có thể hiểu kháng nguyên nội sinh loại kháng nguyên ngoại lai, protein có nguồn gốc virus, tự kháng nguyên kháng nguyên ung thư Do tế bào Tc tế bào chủ yếu quan trọng việc phá huỷ tế bào ung thư Trong thể, tế bào Tc thường xun rà sốt tồn quần thể tế bào để tìm kiếm tế bào có biểu kháng nguyên lạ mặt Thông thường tế bào lành biểu tất protein lớp I bề mặt, phân tử lớp I chứa peptit nên khơng tế bào T nhận diện Tuy nhiên tế bào T nhận tế bào nhiễm virus bề mặt chúng chứa kháng ngun virus khơng phải nằm giáp với phân tử MHC lớp I Do TCR mặt tế bào T phải tương tác với vị trí đặc hiệu kháng nguyên lạ lẫn vị trí đặc hiệu phân tử MHC Về gắn peptide với phân tử lớp I giống gắn với phân tử lớp II Mỗi phân tử lớp I có rãnh gắn phù hợp với peptide thẳng, dài 10-20 acid amin Các peptide khác gắn vị trí phân tử MHC lớp I tranh giành để trình diện Bất kỳ phân tử peptide gắn với phân tử MHC lớp I hay lớp II Khơng có cấu trúc riêng peptide để gắn với lớp I hay lớp II Có lẽ gắn peptide với lớp I hay lớp II kết hợp xảy khu vực nội bào Nhiều cơng trình chứng minh rằng: kháng nguyên nội sinh tổng hợp APC qua khu vực khác với kháng nguyên ngoại sinh, chưa rõ vị trí nội bào mà kháng nguyên to bị cắt thành peptide nhỏ trước kết hợp với phân tử MHC lớp I Sơ đồ trình diện kháng nguyên thứ đòi hỏi phân tử MHC lớp II Protein lớp II hình thành lưới nội chất tích lũy với protein bao vây (blocking protein), chuỗi khơng đổi Ii Chuỗi ngăn cản lớp II gắn với peptit khác tạo lưới nội chất Sau protein lớp II Ii chuyển vào endosom (bọng nội chất) Kháng nguyên lạ sau bị tế bào APC nuốt chuyển vào endosom nhờ proteinaza chúng phân giải với protein Ii Các peptit lạ giải phóng gắn với với MHC-II tạo phức hệ 69 chui màng sinh chất để trình diện tế bào T hỗ trợ Về phần mình, tế bào T hỗ trợ thông qua TCR đồng thụ thể CD4 nhận mặt phức hệ kháng nguyên lạ MHC lớp II bề mặt tế bào APC Khi tiếp xúc với peptit lạ, tế bào Th hoạt hóa tiết lymphokin để kích thích dịng tế bào B tạo kháng thể Kháng nguyên protein trước tiên gắn vào tế bào trình diện kháng nguyên (APC) Tuỳ loại APC, cách tóm bắt kháng nguyên theo nhiều cách khác tính hiệu tính đặc hiệu tóm bắt khác Đại thực bào tế bào dendritic tóm bắt nhiều loại kháng nguyên khác với tính đặc hiệu thấp hay không đặc hiệu Tuy chưa biết tất phân tử làm nhiệm vụ tóm bắt kháng nguyên nhận dạng số phân tử tóm bắt kháng nguyên, đưa kháng nguyên vào bên tế bào như: - Các thụ thể đặc hiệu cho Fc gamma (Fc IgG) - Các thụ thể với C3b Hai loại thu thể tóm bắt kháng nguyên opsonin hóa đưa vào bên tế bào Do đáp ứng thứ phát cần liều kháng nguyên thấp đáp ứng nguyên phát - Các Ig bề mặt tế bào B receptor kháng nguyên đặc hiệu, tóm kháng nguyên có nồng độ thấp Trong vài phút sau APC bắt giữ kháng nguyên (do thực bào hay receptor đặc hiệu), kháng nguyên dưa vào nang endosome bên tế bào Các APC ẩm bào để hút protein hồ tan (kích thước nhỏ ≤ 1μm) vào endosome Tiếp sau kháng nguyên xử lý Đặc điểm tượng xử lý là: phụ thuộc thời gian chuyển hố nội bào Thí nghiệm chứng minh: Cho APC tiếp xúc thời gian ngắn với kháng nguyên protein, OA (albumin lòng trắng trứng) thử nghiệm khả kích thích tế bào T đặc hiệu OA thấy có đáp ứng đặc hiệu Nếu làm APC trơ chuyển hoá, cách cố định tế bào APC (trước tiếp xúc với OA) với hoá chất, khơng thấy có đáp ứng tế bào T Các tác giả xác định phải có từ 1-3 cho đại thực bào tiếp xúc với kháng ngun trước cố định có đáp ứng đặc hiệu Đó thời gian cần thiết để APC xử lý kháng nguyên với MHC lớp II trình diện kháng nguyên lên bề mặt Việc xử lý kháng nguyên bị ức chế giữ APC nhiệt độ thấp nhiệt độ sinh lý hay ta cho thêm chất ức chế chuyển hoá azide hay cách cố định APC thời gian tiếp xúc chưa đầy 70 Một số đặc điểm khác tượng xử lý kháng nguyên: - Nó xảy khu vực acid nội bào: Các chất làm tăng pH nang acid nội bào chloroquin, clorua ammon chất ức chế mạnh xử lý kháng nguyên - Các proteaza tế bào cần xử lý kháng nguyên Các chất ức chế proteaza ức chế trình diện kháng nguyên APC Nhiều proteaza hoạt động tối thuận pH axit, việc xử lý kháng nguyên xảy tốt endosome axit - Các đoạn peptid xử lý kháng nguyên sinh (tuy cấu trúc peptid giữ nguyên uỷ, nên gọi kháng nguyên ngoại bào) phải kết hợp với phân tử MHC lớp II trình diện tế bào APC, tế bào T nhận biết hoạt hoá - Cũng có số kháng ngun khơng cần phải có proteaza xử lý đoạn cuối (chưa gập cuộn lại) móc rãnh gắn peptid phân tử MHC Ví dụ fibrinogen Với phân tử 30kD, trình diện dù APC bị cố định, nghĩa q trình xử lý kháng ngun Đầu tận cacboxyl protein có chứa đoạn nước, chưa nhận dạng rõ cấu trúc có khả gắn protein chưa xử lý với phân tử MHC Nhưng nói chung tế bào T nhận biết protein thẳng, đa số kháng nguyên phải xử lý trước trình diện, đặc biệt kháng ngun có hình cầu phức tạp cytocrom C, OA, myoglobin, lyzozyme,… Lipid polysaccharide xử lý đến dạng kết hợp với phân tử MHC nên không tế bào T nhận biết, không gây đáp ứng miễn dịch tế bào Các loại tế bào APC khác có khả vây bắt kháng nguyên khác Khả xử lý khác số lượng protease, loại protease khác so chất kháng nguyên khác nên peptid sinh khác 4.2 Sự kết hợp peptid sinh với phân tử MHC lớp II Sau kháng nguyên bị cắt nhỏ thành peptid thẳng, tích tụ lại nang endosome sát màng tế bào Các phân tử MHC lớp II tổng hợp vận chuyển đến bề mặt tế bào nang sau máy golgi Các nang cắt ngang qua endosome có chứa peptide kháng nguyên nên peptide phân tử MHC gặp nối với khơng đồng hố trị Các phức hợp peptide-MHC sau chuyển đến bề mặt tế bào biểu lộ 71 Người ta chưa rõ kháng nguyên giáng hoá đến peptide sinh miễn dịch mà khơng bị phân rã hồn toàn tác dụng enzyme tiêu protein, peptide không vào khu vực lysozyme Có thể peptide kết hợp với phân tử MHC trơ với enzyme tiêu protein (đã chứng minh in vitro) Nếu khơng có phân tử MHC peptid bị thuỷ phân hồn tồn thành acid amin Tóm lại khái quát xử lý kháng nguyên protein ngoại bào gồm bước sau: - Đưa kháng nguyên protein lạ ngoại môi vào APC - Xử lý kháng nguyên endosome axit, sinh đoạn peptide nhỏ khả sinh miễn dịch, giữ nguyên cấu trúc peptide ban đầu - Gắn peptide vào phân tử MHC lớp II bên APC - Biểu lộ phức hợp peptid-phân tử MHC lên bề mặt tế bào APC -Tế bào T có TCR nhận biết đặc hiệu tinh tế phức hợp peptideMHC Do số lượng có hạn alen MHC nên tính đặc hiệu phân tử MHC thấp TCR Chức điều hòa đáp ứng miễn dịch Chức điều hòa đáp ứng miễn dịch liên quan đến cường độ đáp ứng miễn dịch, đến tính cảm thụ bệnh lý gen MHC Đó nội dung cần trình bày chuyên đề sâu  ... di chuyển nội bào phân tử lớp I L II L I I-A K K β βα I-E I-E β ββα TNF LT L.I DL α C’ 16 Hình 16 Tổ chức gien MHC người (trên) chuột nhắt (dưới) - lớp I; - lớp II; - hệ bổ thể; - cytokin; - đầu... chuột nhắt giống protein huyết chuột nhắt Lớp III mã cho enzyme 2 1- hydroxylaza steroid Xa gen lớp II gen mã chuỗi α lớp I (-A, -B, -C) Các gen mã cho cytokine, cho lymphotoxin TNF nằm gen lớp... Chức điều hòa đáp ứng miễn dịch Chức điều hòa đáp ứng miễn dịch liên quan đến cường độ đáp ứng miễn dịch, đến tính cảm thụ bệnh lý gen MHC Đó nội dung cần trình b? ?y chuyên đề sâu