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单词 补体的遗传多态现象
释义

【补体的遗传多态现象】
 

拼译:genetic polymorphism of complement
 

1968年,Alper在C3上发现补体的遗传多态性,他们在较长时间的琼脂糖高压电泳上,发现C3有快带(F)与慢带(S)之分。在1969年,Rosenfeld在C4上也发现了类似情况。在此后的20余年里,不仅检出了C3、C4更多的带型,且逐渐及于其他补体成分。90年代初已知,13个补体固有成份中的12个、大部分补体调节蛋白及一些补体受体都具有遗传多态现象,成为免疫遗传学中一个热点研究领域。

对具有多态性蛋白的基因进行分析发现,除了散在的以外,还有3个补体多基因族。

1.C4-Bf-C2多基因族;补体C4、B因子(Bf)及C2基因在人共同位于第6染色体短臂(6P21.3),由于它们嵌在人组织相容性复合体HLA-I与HLA-Ⅱ类基因之间,所以也称HLAⅢ类基因。这组基因均表现明显的多态性,已知Bf的别型在20种以上,且BfF与BfS还有亚型;C2型别较少,过去只检出C、B、A3型,近年又发现4个罕见A型与3个罕见B型。至于C4基因,很有一些特点,一是C4有两个基因座位,分别称为C4*A与C4*B;二是别型最多,至今已检出40种以上;三是具有相当频率的是表达(C4QO)与基因重复;四是基因长短不一,因情况而不同。同济医科大学中澳友谊补体实验室已对中国10余种民族及10余种疾病的C4、Bf及C2的别型进行了检测,获得了第一批中国人的资料。

C4两个基因间仅相距10kb,所以连锁紧密,构成单体型(C4单体型)。C2、Bf、C4A与C4B也紧密连锁,构成单体型(补体型)。由于这此HLA-Ⅲ类处于HLA-I与HLA-Ⅱ基因之间,所以它们的关系受到人们的关注,近年研究表明,它们之间也组成更长的单体型,Alper称之为HLA扩展单体型(HLA-EH),Dawkins则用祖传单体型(AH)一词,例如[HLA-A2-CwllB46-C2C-BfS-C4A4-C4B2-DR9-DQW9]这样的AH就以中国人多见。关于C4单体型、补体型及AH赵修竹等在中国进行了一些检测。

C4、Bf及C2的DNA水平的多态性,即限制性片段长度多态现象(RFLP)近年受到极大关注,其中C4 RFLP尤受重视。新近第6届国际补体遗传会议报道,从C4 RFLP的检测发现,C4基因数目变异较大,1~3个结构基因不等。赵修竹等也用Taq1、Hind Ⅲ及BamH I等内切酶消化,以识别C4 5′端的DNA探针对中国人及某疾病时C4 RFLP进行了一些研究。

2.RCA多基因组:RCA组所包含的都是补体调节蛋白的基因。现知这组成员共有6个,它们是补体第一型受体(CR1)、补体第2型受体(CR2)、衰变加速因子(DAF)、膜辅蛋白(MCP)、H因子及C4结合蛋白(C4bp)。它们的基因共同位于第一号染色体C1q32部位,其顺序为MCP-CR1-CR2-DAF-C4bp。这6个调节蛋白结构上相关,均含有由约60个氨基酸组成的衔接重复单位。这些补体调节蛋白重复(CCP)亦称短同源重复(SCR),从每个蛋白的N端向C端延伸。短的SCR只有4个(DAF、MCP),长的可达30以上(CR1)。这个调节因子均通过C3及C4及其裂解产物的产生共同抑制补体激活程度。

在上述6个RCA中,大部分检出了其遗传多态现象。如CR1(CD35)为一单链糖蛋白,是C3b/C4b的受体,它的功能是介导单核吞噬细胞的内吞作用、通过红细胞介导免疫复合物的清除及加速C3转化酶的解离。CR1的多态性表现在分子量的差异上,从小到大依次为160(C型)、190(A型)、220(B型)及250(D型)Kd,分别受相应的等位基因控制。不同分子量的CR1并无抗原性的差异,也不因分子量不同而影响其功能。1985年CR1cDNA克隆成功,大大深化了CR1结构的了解。现知,A型CR1是一条长约114nm的单链。其C端嵌于细胞膜内,N端伸出并游离于细胞外。全长由30个SCR组成,其中N端28个SCR又各以7个为一组分别为4个长同源性重复(LHR)。

3.C6与C7多基因族:补体C6与C7均为末端补体复合体(TCC)成份,两者的化学性质十分相似:均为单链糖蛋白,在电泳上均泳于β2区,血中浓度均为70mg/L,此外沉淀系数、分子量等亦均相当。C6与C7分子均不对称,均含一定程度的α螺族结构。这两个补体成份的基因在人均位于第5染色体,均呈现明显的多态性。C6有两个主型C6A与C6B,至今已在其两侧检出19个少见型或罕见型。陆保等曾报道过中国人C6的别型分布。C7至今检出6型,此外还有欧洲人的C7-3与日本人的C7-6不易分,有人提出C7在东方人变异较大。

4.散在的基因编码的补体蛋白的多态现象:除了上述多基因族编码的补体蛋白外,还有更多的补体基因散在于其它染色体上,如第1染色体上的C1q、C8α链及C8β链基因,第4染色体上的I因子基因,第5染色体上的C9基因,第9染色体上的C5基因及C8γ链基因,第11染色体的C1-1n及CD59基因,第12染色体上的C1r及C1s基因,第19染色体上的C3基因,X染色体上的备解素P及D因子(?)基因等等。这些基因及其编码的补体成份不少也有遗传多态性,于此不能一一叙述,这里仅举补体的中心分子C3及参与补体两条途径调节的I因子作为代表加以介绍。

C3是补体固有成分中的中心分子,是补体两条激活途径所形成的C3转化酶C4b2a及C3bBb的共同作用对象,也是Alper与Propp于1968年最早发现具有遗传多态性的补体成份。当时在较长时间的琼脂糖高压电泳上仅发现了C3S与C3F两型。到80年代末,除了S、F外,还检出了29个罕见型,它们是SO15、SO25、SO35、SO4、SO5、SO6、SO65、S1、S11、S13、S155、S16、FO15、FO25、FO35、FO45、FO5、FO56、FO6、FO65、FO7、FO75、FO8、FO85、FO9、F1、F11、F115、及F12。人C3基因位于19染色体(19p13.3-p13.2),它与胰岛素受体基因(INSR)、低密度脂蛋白受体基因(LDLR)、肌强直性营养不良基因(DM)、脱脂脂蛋白C2基因(APOC2)等呈如下排列:pter-(C3,INSR)-LDLR-cen-(DM,APOC2)。

1因子是双链式丝氨酸蛋白酶,在C4bp、H、MCP及CR1等辅因子作用下,I因子既可将C4b灭活为C4bi,又可将C3b灭活为C3bi,并参与C3bi的进一步裂解。I因子的遗传多态现象是1985年在日本人首先检出的,现知它的常见型有3个,IFA、IFB及IFAB,罕见型有2个,IFBB1及IFA1B。有人提出,I因子的多态性在黄种人具有较大的变异。

5.在补体的级联反应过程中,C3转化酶C4b2a与C3bBb起着重要的作用。一般讲来,酶的主体是酶蛋白,有相应的基因为之编码。但这两个C3转化酶则是在后天形成的,没有基因为之编码,如前者C4b2a是C4bC2在C1作用下裂出C2b,使C4bC2变为C4b2a后,C2a暴露出一个催化部位形成的;同理,后者(C3bBb)是C3bB在D因子作用下裂出Ba,使C3bB变为C3bBb后,B因子暴露出一个催化部位而形成的。这是酶学中一项很具特征性的情况。

补体遗传多态现象的研究热点有:(1)C4-Bf-C2多基因族的各基因座位的别型以及C4单体型、补体型及扩展单体型的连锁关系,(2)RCA多基因族,(3)各补体基因座位与邻近基因的关联情况等。

【参考文献】:

1 陆保,杜传书.人血清补体C6遗传多态现象及其与疾病的关系.遗传与疾病,1986,3(4)∶206~208

2 赵修竹.补体的多基因族及其遗传多态现象.自然杂志,1987,10(3)∶171~175,216

3 赵修竹.补体遗传学研究进展.国内外医学科学进展.1988,61~66

4 赵修竹.HLA-Ⅱ基因与补体型.国外医学分子生物学分册,1989,11(6)∶251~258

5 赵修竹,等.中国人HLA-Ⅲ的遗传多态性.自然杂志,1990,13(9)∶555~562

6 赵修竹,等.中国人HLA-Ⅲ(C4A、C4B、Bf、C2)遗传多态性及其与疾病的关系.中国病理生理杂志,1990,6(5)∶359~363

7 汪策,赵修竹.HLA-Ⅲ类基因组成的两个单体型:C4单体型与补体型.国外医学遗传学分册,1991,14(4)∶174~180

8 陈芳琦,赵修竹.HLA扩展单体型及其生物学意义.上海免疫学杂志,1992,12(2)∶126~129

9 Wu Xiongwen,et al.Haplospecific polymorphism between HLA-B and tumor necrosis factor.Hum Immunol.1992,33∶89~97

(同济医科大学赵修竹教授撰)

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