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1、鸡 MHC多态性与马立克氏病遗传抗性相关性的研究进展主要组织相容性复合体（MHC）由一组紧密连锁、高度多态的基因座位所组成，它在动物机体的移植排斥反应、抗原递呈、免疫应答和调控等方面具有极其重要的作用。MHC的多态性决定了其生物学功能的多样性。研究发现，鸡的MHC与许多重要疫病的抗性、易感性密切相关，为抗病育种提供了广阔的研究领域。不过，鸡MHC一个最令人感兴趣的特点是它极大地影响鸡马立克氏病（Mareks disease, MD）的 遗传抗性 1。细胞水平上，细胞介导的免疫反应是鸡MD遗传抗性的关键 2，其中自然杀伤细胞 3（natural killer cells, NK）和细胞毒性T细胞
2、 4（cytotoxic T lymphocytes, CTL ）活性对鸡MD遗传抗性具有具有重要影响，这两类细胞的活性均与MHC基因的多态性密切相关。分子水平上，MD抗性机制是复杂的，由多个基因控制。基于MHC和在免疫反应中的功能及相关研究，确定其为最佳的抗MD 候选基因。本文重点介绍国外有关鸡MHC多态性与MD抗性相关性的研究进展。1 MHC及其编码蛋白MHC 的类抗原是一种膜结合糖蛋白，由 链和 2 微球蛋白两部分以非共价键结合组成，前者由 MHC 所编码，具有多态性；后者由非 MHC 基因所编码，不具备多态性。 链基因由一个编码信号序列的外显子、三个编码胞外区域(1、2 、3)的外显子
3、、一个编码转膜区域的外显子和三个参与编码胞质尾区的外显子以及 3非翻译区的编码外显子组成。1 和 2 的多态性主要体现在肽结合区，而不同的人（或鸡）的单倍体具有相似或几乎没有区别的免疫球蛋白样的区域、 2、3 区域和转膜区、胞质尾区。类抗原存在于大多数的真核细胞（包括红细胞）中，在免疫应答过程中主要递呈细胞内的蛋白抗原，并为 CD8+的 CTL 的受体所识别。2 人经典 MHC与 CTL 细胞/NK 细胞迄今为止，人和鼠的 MHC 研究的最为详细，结构物和功能最清楚，而在非哺乳动物中鸡的 MHC研究的较早。人和鼠 MHC的深入研究无疑会促进鸡 MHC的相关进展。2.1 人经典 MHC丰富的多态
4、性是人 MHC（HLA ）系统的一个重要特点，HLA 包含三个经典型类基因，即 HLA-A、HLA-B 和 HLA-C。HLA-A、-B、和-C 编码的蛋白有高的序列相似性，三者两两对比，HLA-C 编码的蛋白却与 HLA-A 和 HLA-B 编码的蛋白有一定的差异。HLA-A 和 HLA-B 分子的多态性比 HLA-C 更显著：不但表现在氨基酸的数量上，还表现在氨基酸的种类上 5。令人惊讶的是，HLA-C 分子 螺旋 1 区的羧基端是高度保守的，并有一些位点特异性残基。HLA-C 分子在细胞膜上的表达量大约是 HLA-A 和 HLA-B 分子的十分之一 6。2.2 人经典 MHC I 与 C
5、TL 细胞对于哺乳动物，MHC I最重要的功能是与抗原分子（抗原提呈细胞降解并加工处理的）结合，以抗原肽-MHC I 复合物的形式表达于抗原提呈细胞的表面，被抗原特异性CTL细胞所识别。细胞被病毒、肿瘤抗原或其它内源性病原体感染后，病原体抗原在胞浆经蛋白酶体降解形成多肽,转移至内质网腔内与新组装的MHC I 类分子结合。结合了抗原肽的MHC I类分子再经高尔基体转运到细胞膜上。CTL细胞的表面受体（T cell receptor , TCR）识别靶细胞表面 MHC I类分子结合的抗原肽复合体，导致靶细胞溶解，最终阻止了病原体的复制。MHC I 链的1和2区形成的肽结合槽具有高度的多态性，一般多
6、肽结合部位可容纳8-10个氨基酸残基的肽段。通常特定型别的MHC I分子和抗原肽的结合具有一定的选择性，不同个体（不同MHC 等位基因）对同一抗原的应答在强度上有差异。但是一种MHC I 分子也可识别并结合带有特定共同基序的一群肽段；不同MHC I分子接纳的抗原肽也可以有相同的共同基序。诱导CTL特异性免疫反应的抗原绝大多数是由HLA-A和HLA-B分子提呈的，只有极少数病毒抗原是由HLA-C 分子 提呈给相应的CTL 7，而HLA-C分子很有可能做为NK 细胞受体的重要配基，来调节NK细胞在非特异性免疫中的活性 8。2.3 人经典MHC I与NK细胞NK细胞是表型和功能上独特的淋巴细胞亚群，
7、是机体抵抗病毒感染和肿瘤生长的第一道防线，不需预先刺激即可介导广谱的杀瘤效应。由于NK细胞对不表达 MHC I分子的肿瘤细胞同样具有较高的杀伤能力，多年来人们认为NK细胞介导的细胞毒效应是MHC非限制性的。近年来，随着对NK 细胞研究的深入，人们发现NK细胞杀伤的敏感性与靶细胞上MHC I 类分子的表达密切相关，对不表达MHC I类分子或表达量较低的靶细胞杀伤力强，对表达MHC I 类分子高的靶细胞杀伤力较弱或不杀伤。NK细胞缺乏TCR或Ig受体，但带有能与特定细胞膜分子发生作用的其他受体。 NK细胞的活性受其细胞膜的相应受体即杀伤细胞免疫球蛋白样受体（killer immunoglobuli
8、nlike receptor, KIR）所调控。KIR分为抑制型和活化型两组，每一组均有其特定的细胞外结构域，且均与特定的配体结合。由于其穿膜、细胞内或细胞浆结构域的差异，与不同的MHC I 类亚型配体相结合，因而分别介导抑制性或活化性应答反应。其中抑制型和活化型受体各为六个，均为单链受体，含有两个（KIR2D ）或三个（KIR3D）结构域。KIR形态上可分为介导抑制信号的长（L）细胞浆内尾端（KIR2DL和KIR3DL）和介导活化信号的短（S）细胞浆内尾端（KIR2DS和KIR3DS）。KIR2DL 和KIR3DL的胞浆结构域内含有免疫受体酪氨酸抑制性基序（ITIM），而KIR2DS和KIR
9、3DS则含有免疫受体酪氨酸活化基序（ITAM ）。KIR 可与多种MHC I 类抗原分子结合，其中以HLA-C占显著优势 9。HLA-C配体与两个KIR2DL受体中的一个相互作用，这可能因为HLA-C 在可变的 1和2结构域中存在保守区，这些保守的残基与KIR2DL 作用： 1结构域中，KIR2DL 与 螺旋体上羧基端69-84氨基酸残基的肽段作用； 2结构域中，KIR2DL 与 螺旋体上氨基端145-151氨基酸残基的肽段作用。抑制型KIR识别和结合其配体，从而介导抑制信号；活化型KIR 识别和结合其配体，启动 NK细胞溶细胞活性使靶细胞溶解。与活化型KIR相比，抑制型KIR与配体结合的亲和
10、性和形态同化（吸引）作用更强。因此，当抑制型和活化型受体识别和结合同一个HLA I 类抗原分子时，以抑制作用为主。至今为止，并未发现与HIA-A和HIA-B 相对应的抑制型KIR 10。由于MHC I 分子是TCL细胞信息者，某些微生物可下调或改变其感染细胞MHC I分子的表达以逃避其监测。NK细胞是针对这一情形的“故障保险”机制。 人类艾滋病病毒1型（HIV-1 ）选择下调HLA-A和HLA-B，却不下调HLA-C 11，这样保持了感染细胞表面的HLA-C，可以防止NK细胞的溶解。这一方面说明HLA-C 是NK细胞抑制性受体KIR的重要配体，另一方面也说明HLA-A和HLA-B与TCL细胞特
11、异性免疫应答紧密相关。3 鸡 MHC 结构和 MD 抗性鸡MHC分子又被命名为B 复合体（B complex） ，B 复合体是编码能引起机体异体排斥反应抗原系统的一组高度多态性的基因群，位于鸡第16号中等微小的染色体。目前为止，用标准方法已经鉴定出B复合体有30多种血清型单倍体。B复合体由两部分组成： B区域和Rfp-Y （restriction fragment pattern-Y）区域，它们位于同一个染色体上，但相互之间不连锁。鸡MHC的B区域包括三个基因群：BF，BL和BG。其中BF 和BL 所编码的抗原在结构和功能上分别类似于哺乳动物 MHC的类和类抗原 12。3.1 鸡 B 基因座中
12、心区域紧凑的基因结构与 MD 抗性Kaufman 等克隆并测序了白来航鸡 B12单倍型 B 基因座的全长基因 13。B 基因座全长 92Kb，包含19 个基因，大小不足人 MHC 基因的二十分之一。B-F/B-L 区域简单而紧凑（如图 1 所示） （在跨越class 和 class 基因的 44kb 的区域内仅有 11 个基因） 。B 基因座含有典型的 MHC （BF）类分子 链和 MHC（BL ）类分子 链基因。鸡 MHC 的基因排列方式与哺乳动物的不同：TAPs 位于两个 BF（分别为 BF1 和 BF2）中间，对 7 种单倍型的 BF 分子的 cDNA 序列分析发现 BF2 的表达量至少
13、是 BF1 的十倍以上，在一些单倍型中甚至不能得到 BF1 的表达产物 14,15。这都与多肽结合基元研究的结果是一致的，可能正是由于这种主要基因表达方式使 MHC 分子结合抗原谱相对较小，不能对一些抗原进行有效的递呈，从而出现不同 MHC 单倍型鸡对 MD 的易感性不同的现象。图 1 白来航鸡 B12 单倍型 B-F/B-L 区基因次序Figure 1 The order of genes in the BF/BL region from the B12 haplotype of Leghorns3.2 BF 与 HLA 分子结构比较Livant 等（2004 年）对肉用鸡单倍型 BF 类型
14、研究发现，BF1（也称 B-FI）座的 1 有一个高度保守的位点特异性基序（71-82 氨基酸残基肽段） ，而 BF2（也称 B-FIV）座在这一区域是显著多态的（第 71 和 82 位氨基酸也是高度保守的） 16-17。这表明， BF1 与 BF2 座间的重组在 71-82 氨基酸残基肽段以外的区域，BF1 座高度保守的 71-82 氨基酸残基肽段说明有选择压力的维持。有趣的是，BF1座 71-82 氨基酸残基肽段对应于 HLA-C 的保守、位点特异且与 KIR 作用的残基肽段（69-84 氨基酸残基肽段） 。BF1 座 2 区 147-149 氨基酸残基肽段也是高度保守的，而相应的 BF2
15、 座却显著多态，此区正好对应第二个与 KIR 作用的 HLA-C 的 2 区（145-151 氨基酸残基肽段） 。Yan 等（2006 年）发现，在 BF2 单倍体 (BF2*21)中，BF2 的结构类似 HLA-A218-19。种系分析表明，与 HLA-A 或 -B 相比较，BF1 与 HLA-C 并不紧密相关，但是 BF1 与 HLA-C 共有与众不同的特性：BF1 多态性远远小于 BF2（HLA-C 多态性也远小于 HLA-A 或-B ） ；BF1 与 HLA-C 的1、 2 区多态性氨基酸位置数目非常相似（BF1 有 32 个，HLA-C 有 30 个） ，而 BF2 有 58 个，H
16、LA-A、-B 分别有 42、43 个；更重要的是， BF1 的序列保守模式与 HLA-C 相似，即 1、2 螺旋区氨基酸可变性低。相应地，HLA-A、-B 与 BF2 可变性高，特别是在 1 螺旋区。BF1 与 HLA-C 的结构类似表明：首先，BF1 肽结合位点低多态性说明不同 BF1 可能结合具有相似序列基序的多肽；其次，BF11 螺旋区特异性位点的高保守性暗示 BF1 与 BF2 结合的多肽序列基序不同。最后，BF11 序列独特的保守性表明它不但可与 TCR 作用，还可能与 KIR 作用。3.3 BF 与鸡 MD 抗性的相关性Briles 等 20用 MDV 强毒株 JM 攻毒重组单倍型 BF21-G19/B19、 B21/B19和 B19/B19的小鸡后发现，B F21-G19/B19的 MD 发生率（7.4%）与 B21/B19的（6.2% ）相若，并远远低
