人們早已觀察到各種不同品系動物的免疫應(yīng)答是由遺傳控制的,如豚鼠對白喉毒素結(jié)核菌素的易感性在不同品系間有很大差異人類變態(tài)反應(yīng)性疾病的發(fā)生與遺傳因素有關(guān)。但對這一問題的深入研究主要歸功于60年代后免疫化學(xué)研究中合成多肽抗原的應(yīng)用,對H-2的深入了解以及同類系和H-2內(nèi)重組株小鼠的建立。
(一)MHC對免疫應(yīng)答遺傳控制研究的基本條件
1.人工合成多肽抗原 化學(xué)合成多肽抗原主要有以下兩類:
。1)合成分枝多肽抗原:它是以線狀的多聚賴氨酸(L)聯(lián)上多聚丙氨酸(A)的側(cè)鏈,形成A-L骨架結(jié)構(gòu),然后再在丙氨酸鏈上偶聯(lián)不同的氨基酸,形成具有不同抗原特異性的分枝多肽抗原。最常用的是(T,G)-A-L,(H,G)-A-L和(φ,G)-A-L等(圖6-14)?乖禺愋杂赡┒税被崴鶝Q定,側(cè)枝和主干起載體的作用。
圖6-13 MHC與胸腺的選擇作用
。2)線狀多肽抗原:這是幾種氨基酸按不同比例和數(shù)量結(jié)合而成的線狀多肽,具有較強(qiáng)的抗原性,如GLφ等。單種氨基酸組成的均一多肽抗原性很弱,但偶聯(lián)上半抗原后則是很好的免疫原,例如多聚賴氨酸(PLL)與DNP偶聯(lián)形成的DNP-PLL被廣泛用于豚鼠免疫應(yīng)答遺傳控制的研究。
2.同類系小鼠(congenic mice)是遺傳北景完合相同,只是所需研究的那個基因不同的小鼠。建立同類系小鼠是諾貝爾獲得者Snell對免疫遺傳學(xué)作用出的突出貢獻(xiàn)。有了同類系小鼠和人工合成多肽抗原,就可以深入研究免疫應(yīng)答的基因控制以及與MHC的關(guān)系。同類系小鼠的培育的方法見圖6-15。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com
首先近交系(inbred strain)A品系小鼠與另一個近交系B品系小鼠進(jìn)行交配,A品系MHC是a/a純合(homozygous)的,B品系MHC是b/b純合的。A與B品系雜交的子一代(F1)全部是a/b雜合狀態(tài)的。然后將F1小鼠與親本A品系進(jìn)行回交(backcross),其子代一半為a/a,另一半為a/b,a/b雜合狀態(tài)小鼠的皮片移植到A品系小鼠后迅速被排斥,而a/a子代小鼠的皮片移植到A品系小鼠后并不迅速被排斥。將通過皮片移植后發(fā)生迅速排所鑒定的a/b雜合小鼠又與A品系小鼠進(jìn)行回交,其子代一半為a/a,另一半為a/b,再用上述皮片移植排斥反應(yīng)的方法鑒定出a/a或a/b,將a/b雜合不再與A品系小鼠進(jìn)行回交。如此繼續(xù)20代后,a/b雜合小b等位基因仍然保留,但原來B品系小鼠中其它的遺傳座位都消失了,正如連續(xù)稀釋(serial dilution)一樣,F(xiàn)1小鼠保留了B品系基因的50%,回交后第一代平均只保留了B品系基因的25%,這樣經(jīng)過20次回交后除了保留B品系的MHC等位基因(b)以外,其余B品系的基因(非MHC基因)都消失。也就是說,經(jīng)過如此20代回交后a/b小鼠,除了第17號染色體上的MHC是a/b雜合以外,其余的遺傳背景(除17號染色體MHC以外和其余39對染色體)均與A品系相同。將經(jīng)過20代回交的a/b小鼠進(jìn)行品種間雜交(interbreed)或稱史妹交配,其子代的MHC基因25%是a/a純合,25%是b/b純合,50%是a/b雜合的。其中b/b純合小鼠皮片移植的A品系小鼠后即發(fā)生迅速的排斥。用b/b純合小鼠進(jìn)行品種間雜交,培育出一個新的品系即MHC基因位點上與B品系相同,而其它所有的遺傳背景與A品系相同,我們可稱作這個品系小鼠與A品系是同類系(congenic to strain A),或者叫做在A遺傳背景的B MHC。常用同類系小鼠單體型見表6-7。
圖6-14 合成分枝多肽抗原示意
注:(T,G)-A--L:(多聚酪氨酸,多聚谷氨酸)-多聚丙氨酸-多聚賴氨酸
(H,G)-A--L:(多聚酪氨酸,多聚谷氨酸)-多聚丙氨酸-多聚賴氨酸
(φ,G)-A--L:(多聚酪氨酸,多聚谷氨酸)-多聚丙氨酸-多聚賴氨酸
L:L型,D:D型