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主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC)由一组紧密连锁的、高度多态的基因座组成。它在脊椎动物的移植排斥反应、免疫应答以及免疫调控等方面起重要的作用,是当今免疫学研究的热点内容。多态性是MHC基因最显著的特性,与疾病的易感性密切相关。MHC I类分子主要负责呈递内源性抗原肽,最近研究发现它还可以交叉呈递外源性抗原。现在已清楚交叉呈递是机体免疫系统检测组织及吞噬细胞中的异源蛋白的主要机制。所以,研究MHC多态性特性和抗原交叉呈递机制是疾病评估与防治、分子育种以及新型抗病毒疫苗研发的基础。本文主要研究了鸡MHC I类分子结构与抗新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)之间的关系以及恒定链(Invariant chain,Ii)作为免疫载体增强抗原肽交叉呈递效率的作用。首先,我们通过血凝抑制试验(hemagglutination inhibition assay,HI)测定鸡血清中特异性抗NDV抗体的水平,筛选得到高抗体组(G组)20个个体,低抗体组(D组)10个个体。然后采用RT-PCR(Reverse transcription-PCR)方法从两组中获得191条鸡MHC Iα基因,它又称为鸡BF基因。其中,155条是BF2,占81.2%,36条是BF1,占18.8%。BF2是鸡主要表达的MHC I α基因,负责识别和呈递病毒抗原。BF1是次要表达的基因,有的个体甚至检测不到BF1基因的表达产物。序列比对显示BF2基因的多态性要高于BF1基因,而且,BF2分子含有不同于BF1的保守基序。BF2基因的多态性主要体现在α1/α2区域,它对应于I类分子抗原结合槽部位。系统进化树分析表明BF2和BF1基因明显属于两大分支,说明二者具有不同的进化历史。与预测的人和小鼠的3-D结构显示,鸡BF2分子与哺乳动物的MHC I类α分子的肽结合区结构相似。通过克隆、分析高度多态区域(sp/α1/α2, sp指信号肽),我们发现一个个体最多可表达6-8种不同的MHC I类α分子,其中有1种数量很多,是主要的I类分子亚型。因此,我们选择这一类序列作BF2分子。我们从G、D组中共筛选出30个BF2分子,然后进行序列比对和结构分析,筛选可能与识别病毒抗原肽相关的I类分子基序。G组和D组之间存在差异显著的两段区域,分别位于第123-128位氨基酸和第147-153位氨基酸。G组第1个区域序列的7氨基酸基序(FDKGTMT)完全保守,构成β转角且位于肽结合沟槽(peptide-binding groove,PBG)的外围,它可能不参与抗原肽的结合。第2个区域也属于7氨基酸基序,它们分成两类:GDYAEGL和ESEPERW,它们参与α2结构域中α螺旋的形成。这个部位的几个氨基酸侧链深入PBG,参与对抗原肽的识别与结合。因此,我们推测,G组和D组BF2分子PBG中第2个7氨基酸基序的差异造成了其识别NDV抗原肽能力的不同。其次,我们研究Ii免疫载体的免疫增强效应。I类分子交叉呈递的发生在某种程度上是Ii依赖性的,而且,Ii和I类分子存在重要的功能相关性。Ii是MHC II类分子的分子伴侣,它作为免疫载体在增强II类分子表位的呈递效率中得到广泛应用。基于Ii通过CLIP占据I类分子PBG而与之结合,我们设计了两种Ii突变体:Ii-O257和Ii-CT257。Ii-O257是Ii的CLIP被OVA的CTL表位(OVA257-264)替换形成的Ii-OVA嵌合体,Ii-CT257是C端截断的Ii-O257,只包含它的第1-89位氨基酸。我们用这两个嵌合体蛋白免疫小鼠,并以OVA257-264肽和OVA蛋白为对照,然后用荧光定量PCR检测不同组细胞因子的分泌水平。结果表明,免疫Ii-O257或Ii-CT257蛋白的小鼠比单独的OVA257-264肽产生更高水平的细胞因子:IFN-γ分别增强11和13倍,IL-2分别增强9和11倍。共聚焦显微镜观察和免疫共沉淀实验显示这两个Ii-OVA突变体能在体内和鼠MHC I类分子结合。截断的Ii嵌合体Ii-CT257能与I类分子结合表明Ii作为免疫载体可应用于交叉呈递,而且,其N端功能片段可能是其发挥作用的最小功能片段。核酸疫苗和肽疫苗正是通过I类分子的交叉呈递途径发挥作用,因此,携带病毒表位的Ii嵌合体对于研发新型的抗新城疫病毒疫苗可能带来新的启示。