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HLAF的研究进展
http://www.100kang.com 2007-5-30 17:28:15 HLAF;


　　[关键词]HLAF; 细胞表达; 转录调控; 多态性

　　人类白细胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)系统, 是目前已知人类最复杂的显性遗传多态系统, 由主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)基因所编码。MHC包括I类与II类分子。MHCI类分子分为两类: 一类是多态性显著的经典MHCI类分子（MHCIa）, 包括HLAA, B,   C, 它们在免疫应答中起重要作用; 另一类为非经典MHCI类分子, 包括HLAE, F, G, 其在组织中分布有所不同。20世纪90年代初, 位于6p21.3区域的人类第3个MHCIb分子HLA5.4被命名为HLAF, 它是目前被发现的较新的具有生物活性的MHCIb类分子。本文中就HLAF的研究现状及进展作一综述。

　　1  HLAF的细胞表达
   
　　1992年, Houlihan等[1]用Northern 印迹和 RTPCR技术首次在胎儿肝脏中发现HLAF的转录产物。由此人们开始对HLAF表达进行研究。

　　1.1  HLAF表达的细胞类型  在成人组织中, 除胚胎组织外MHCIa分子在各种有核细胞上均有表达。相对而言, MHCIb分子在胎儿许多组织中表达, 而在成人组织却少有表达[2]。一般认为这是母胎免疫逃避机制所致。2000年, HLAF的mRNA在B细胞株、 静止的T细胞株、 扁桃体细胞、   表皮及胎儿肝脏中被发现, 表明这些细胞中有HLAF表达。还发现成人与胎儿HLAF的表达部位不同, 胎儿主要是在肝脏表达, 而成人则主要在免疫器官表达[3]。同年, Lepin 等[4]意外发现HLAF在扁桃体和脾脏血管内皮细胞上也有表达。随后, 有人用单克隆抗体(mAb)发现了HLAF在T细胞株HUT78上有表达。2003年, 发现在胎盘滋养层细胞的表面上也有HLAF 表达[5]。

　　1.2  HLAF在细胞的表达部位  目前认为HLAF有两种表达形式, 即细胞内与细胞表面表达。而且, 这两种形式的HLAF在分子结构上有所不同。细胞表面表达的HLAF有一部分发生了糖基化; 而细胞内表达的HLAF则完全无糖基化[6]。2003年糖基化的HLAF首次被发现在细胞表面表达, 且与HLAG同时在胎盘滋养层细胞表面表达[5]。这一发现既证实了HLAF可以在此处表达, 又了解到MHCIb类分子在特定免疫环境中的协同作用。之后又发现HLAF至少在3个B细胞株（3D11, 4A11,.220）表面有表达[6]。虽然许多分子的表面表达都与抗原肽转运相关蛋白(transporter associated with antigen processing, TAP)有关, 但研究表明, 尽管TAP与HLAF相结合, 但并不发挥作用。研究发现, HLAF缺少外显子7。它的缺失将造成HLAF的胞质区比较短, 这是否与其在细胞表面不表达有关有待进一步研究。

　　2  HLAF的转录调节

　　HLAF的表达调节主要发生在转录水平。在MHCI类分子启动子上游有3个比较保守的调节因子: 增强子A, 干扰素刺激调节元件（ISRE）, 和SXY。它们在MHCI类分子的转录调节中起重要作用。增强子A包括NFκB/Rel家族转录因子的结合位点, 并能调节TNFα介导的MHCI类分子的转录。ISRE是一个干扰素调节因子(IRF)家族因子结合位点, 并能在IFN作用下诱导MHCI类分子的转录调节, 在这些IFN中, IFNγ的作用最强。SXY被活性转录因子/cAMP应答元件结合蛋白(ATF/CREB)家族的蛋白结合, 并在MHCI类分子的转录调节中起重要作用[7]。HLAF的启动子是与 MHCIa类分子的有高度相似性, 但其蛋白表达要局限很多[9]。另外, HLAF还被认为很可能是最原始的MHC分子, 其他的MHCI类分子都是由它进化而来[8]。

　　2.1  NFκB对HLAF的转录调节作用  最早研究的是NFκB对增强子A的作用。NFκB与增强子A上的κB位点相互作用会使编码MHCI类分子及其他一些相关基因发生转录。 NFκB/Rel 转录因子家族由p50, p65 (也称作RelA), p52, cRel 和RelB 5个成员组成, NFκB是由其中任意两个因子相互结合而组成的同二聚体或异二聚体[2]。MHCIa类分子有两个κB位点（κB1, κB2）, 而HLAF却只有一个, 因此认为, NFκB不能增强HLAF的转录调节水平。

　　2.2  IFN对HLAF的转录调节作用  人们对其他的转录调节因子也进行了研究。其中, 比较重要的是IFNs对ISRE的作用。IFNs是抗病毒应答和细胞增殖及分化的强有力的调节因子, 在免疫应答中起关键作用。它们在细胞内可以通过与ISRE结合而引起大量基因的转录而起调节作用。ISRE核苷酸序列的变异能决定它与IFN的结合能力, 进而对转录起调节作用。IFNs能调节免疫体系中包括编码MHCI类分子的重链, β2微球蛋白 (β2m)及其它相关基因的转录。这些产物对肽的装载及MHCI类复合物的组装很重要[7]。所有MHCIa分子的ISRE都涉及到IFNγ介导的转录调节。而在MHCIb分子中, 只有HLAF的ISRE与IFNγ的诱导有关[7]。

　　2.3  SXY对HLAF的转录调节作用  以前,  人们认为SXY调节因子只对MHCII类分子及其功能相关基因有特异作用, 但后来人们发现II类反式作用因子（class II transactivator, CIITA）在MHCI类分子中也有重要作用, 这是第1次证明了MHCI和MHCII类分子的转录调节拥有一个共同途径[11]。因此, 与MHCII类分子相似, SXY分子在MHCI类分子及β2m启动子中也被一个包括调节因子X（regulatory factor X, RFX）, CREB/ATF和 NFY的多肽复合物相互结合, 这个复合物与CIITA一起发挥对MHCI的转录调节作用。后来还发现RFX5和CIITA对HLAF和HLAE等基因启动子也具有协同作用。尽管RFX5在大多数细胞中对HLAE有作用, 但却只在B细胞中对HLAF发挥作用[9]。

　　3  HLAF蛋白结构及其与某些小分子蛋白的作用

　　在对HLAF基因的转录调节及其蛋白表达有一定了解后, 人们从其结构特点上对它与其它细胞内和细胞表面表达的小分子蛋白之间的相互作用进行了分析研究。

　　3.1  HLAF肽结合沟的特殊结构  研究表明, HLAF的肽结合沟具有不同特点。HLAIa类分子有10个高度保守的氨基酸残基指向抗原识别部位,   HLAE、 HLAG分别有8和9个保守残基, 而HLAF却只有5个。有人认为HLAF可能与其他MHCI类分子作用有所不同, 而具备某些特殊的生物学活性[3]。通过结构分析证明, 这些存在于HLAF肽结合沟上的残基与蛋白有稳定的结合[12]。而且, 通过初步模型分析也证实了这一观点, 因此推测HLAF的肽结合沟可能是一个肽受体[3]。

　　3.2  HLAF与TAP或Tapasin的作用  长期以来, 人们一直认为HLAF的表面表达与TAP的作用是分不开的, 但后来的研究证明: HLAF曾经与TAP结合, 但后又分离, 在此过程中它可能与TAP的某些特殊蛋白结合, 这些蛋白只有在某些免疫原刺激下才会产生, 因而HLAF只有在一定条件下才会在细胞表面表达[4]。但有人认为, 不论TAP是否有活性,  均无法在细胞表面检测到HLAF[3]。虽然已经发现HLAF在体外与β2m不需要任何蛋白的辅助就可以自行折叠成天然构象, 但这并不能说明HLAF在体内不需要某些分子伴侣的协助作用, 因为在体内存在一些蛋白降解途径, 如果没有分子伴侣与HLAF结合后的保护作用, 那么它很可能在完成折叠之前就已经被降解了[4]。因而, 寻找与HLAF折叠时相互作用以及使它在细胞表面表达的蛋白是重要的。

　　3.3  HLAF与ILT2和ILT4的作用  为确认HLAF受体, 用重组HLAF蛋白与健康个体的外周血单核细胞（PBMC）进行实验, 结果发现: HLAF蛋白能与包含有CD19＋和CD14＋的细胞结合, 即能与ILT2和ILT4结合。HLAF与它们的结合能被抗ILT2和ILT4抗体28C8有效抑制[4]。试验中HLAF不与NK（CD56+）细胞发生作用。实际上, NK细胞与B细胞表面也存在ILT2受体, 对为什么HLAF蛋白不与之结合有两种解释: 一是在PBMC上表达的ILT2受体的构象发生了改变, 或者该受体与其他的分子发生了作用; 二是HLAF蛋白的结合活性有一定的限制性, 因为它在细胞表面只能低水平表达, 而且亲和力较弱, 故不能与这些受体结合[13]。HLAF与ILT2和ILT4的相互作用, 也通过表面等离子谐振技术（surface plasmon resonance experiment, SPR）被进一步研究证实[4]。并推测其结合后具有免疫抑制作用。

　　3.4  HLAF抗体的研究  2000年以前, 人们在制备HLAF抗体时, 一直采用HLAF某些肽片段作为抗原, 因此有一些尚未暴露的表位有可能在此过程中暴露出来, 产生非HLAF抗体, 这种抗体亲和力不强。2000年, 第1次用蛋白重组技术制备纯化的HLAF蛋白, 并将其作为抗原获得高亲和力的特异性mAb（FG1）。应用这种新抗体, 可以直接了解HLAF在细胞中的活性和它的组织分布[4]。

　　4  HLAF的功能与疾病相关性

　　过去曾在同系（syngeneic tumorbearing）小鼠中发现MHCQ5抗原, 该抗原曾被认为是一个肿瘤抗原。研究发现它位于小鼠的MHCIb区, 但是人类的Q5同源基因一直未被纯化。后来通过研究肿瘤细胞中各种MHCIb分子的表达发现, HLAF的cDNA能在许多肿瘤细胞中检测到, 但不能在正常二倍体细胞中检出, 而且其肿瘤特异性很高。因而认为HLAF是Q5的同源基因。Noguchi 等[14]通过Western blot研究了肿瘤患者血清中的HLAF抗体, 结果发现约60%（26/42）的肿瘤患者存在HLAF抗体, 而在正常人血清中未发现HLAF抗体（0/20）。因此推测HLAF抗体的检出可以用来作为诊断肿瘤的标记。近年, 还发现HLAF在妊娠过程中发挥一定作用, 但其具体作用仍不清楚。目前, 有关HLAF的疾病相关性研究仍处于初始阶段。

　　5  HLAF的多态性研究

　　HLAF与其他MHCIb类分子相似,具有相对较低的多态性。随着研究的深入, 新等位基因不断被发现。最早的HLAF多态性是在5＇非翻译区发现了几个由3核苷酸重复单元构成的微卫星。后来, 在这一区域又发现了新的多态性。1997年, Uchigiri 等[15]用单链构象多态性（PCRSSCP）技术, 发现外显子3的第28位氨基酸密码子由TAC变为TAA, 为同义突变。基因型频率为2/354≈0.56%。1999年, Kunishima 等[16]用PCRSSCP方法, 发现α区67位氨基酸残基有Ala（GCC）和Ala（GCG）两种基因型。在对50个个体的研究中, 40人是1243C纯合子, 10人为1243C/G杂合子。在这50名研究对象中, HLAA31阳性者9人, 其中7人是1243G杂合子, 占77.8%。在另一组试验中: 20个HLAA31阳性个体, 11人是1243G纯合子, 3人是1243C/G杂合子, 1243G的频率为62.5%, 这些研究表明HLAA31与HLAF1243G具有一定的连锁关系。2004年, 我国广州地区又发现了新的HLAF多态性HLAF*010102, 与HLAF*010101除有一个单核苷酸发生同义突变外, 其余完全相同。

　　6  结语

　　目前, 对于HLAF的研究在很多方面仍有许多问题不十分清楚, 如细胞中的表达问题, 与其他细胞分子的相互作用问题, 其功能及多态性等等, 需要进一步研究和探讨。

　　参考文献:

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　　[16] Kunishima S, Nagae M, Mizuno S, et al. A new polymorphism in the HLAF gene (67Ala[GCC] to Ala[GCG])[J].  Immunogenetics, 1999, 49(2): 147-148.

　　基金项目: 辽宁省教育厅科学基金资助（20122185）

　　（中国医科大学法医学院法医血清学教研室, 辽宁 沈阳 110001）

 


  
《细胞与分子免疫学杂志》2007年3月第23卷第3期