我國大陸漢族人群HLA-Cw位點(diǎn)基因遺傳多態(tài)性及其蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)模建研究.pdf

1、人類白細(xì)胞抗原(HLA)復(fù)合體是人類基因組中最復(fù)雜和最具多態(tài)性的基因遺傳系統(tǒng)，長期以來一直被列為生命科學(xué)研究的重點(diǎn)之一。截至2006年4月已發(fā)現(xiàn)2429個HLA等位基因，其中HLA-Cw位點(diǎn)為238個等位基因。在經(jīng)典的HLA-I類基因中，HLA-Cw位點(diǎn)一直被認(rèn)為是最缺乏多態(tài)性的位點(diǎn)，其編碼的抗原在細(xì)胞表面表達(dá)量大約僅為HLA-A和B抗原的10％～20％，這個特點(diǎn)以及缺乏某些Cw抗原相應(yīng)的分型血清而導(dǎo)致HLA-Cw抗原檢測困難，各人群大

2、約都有30％～50％的個體檢測不到HLMCw抗原。目前，盡管對有關(guān)HLA-Cw位點(diǎn)的認(rèn)識有限，然而最近的研究均顯示該基因座位具有重要的生物學(xué)功能。HLA—Cw分子不僅與器官和骨髓移植的成功與否有關(guān)而且還與多種疾病緊密相連。因此，有關(guān)HLA—Cw座位及其分子的探索現(xiàn)已成為免疫學(xué)及其相關(guān)研究領(lǐng)域的關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。所以，系統(tǒng)研究我國大陸漢族人群的HLA-Cw位點(diǎn)的基因遺傳多態(tài)性及其編碼分子在空間結(jié)構(gòu)上的差異大小對移植排斥反應(yīng)的影響就具有

3、十分重要的生物醫(yī)學(xué)意義。 第一部分首次以大樣本分析我國大陸漢族人群HLA—Cw位點(diǎn)的基因分布規(guī)律，為進(jìn)一步研究Cw位點(diǎn)的免疫遺傳特征提供背景資料。實(shí)驗(yàn)室自2000年首先在國內(nèi)開展了PCR-SSP對HLA-Cw位點(diǎn)進(jìn)行基因分型的研究，完整地保存了數(shù)千份造血干細(xì)胞移植供受體的血液標(biāo)本及相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料。本研究所分析的1285例樣本是來自我國大陸不同省市，對研究我國大陸漢族人群基因遺傳多態(tài)性應(yīng)具有很好的代表性。研究中我們首先采用低分辨率序

4、列特異性引物擴(kuò)增(PCR-SSP)技術(shù)對1285例無關(guān)個體進(jìn)行基因分型，并對它們的分布規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。在研究中共檢測到23種HLA-Cw位點(diǎn)的基因型別，其中HLA-Cw*Ol、*03、*07和*08為主要基因型，其基因頻率分別為O．1529、O·2385、0．1747和O．1004，并檢出HLA—Cw*12、*14、*15、*16和*17等血清學(xué)方法不能鑒定的HLA-Cw基因。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明HLA-Cw位點(diǎn)的基因分布符合Hardy

5、-Weinburg平衡(x2=73．74，df=98，p>O．5)，這說明本次抽樣人群能較好地代表中國大陸漢族人群。通過比對發(fā)現(xiàn)，我國大陸漢族人群HLA—Cw位點(diǎn)基因分布與日本民族相對接近，而與非洲人群和歐洲人群差異性較大，提示HLA—Cw位點(diǎn)分布同樣具有人群特異性。 第二部分是采用高分辨率PCR-SSP技術(shù)對¨3例隨機(jī)選擇的大陸漢族標(biāo)本HLA-Cw位點(diǎn)等位基因特異性進(jìn)行了進(jìn)一步分析，首次為我國HLA-Cw位點(diǎn)的人類遺傳學(xué)研究提

6、供了等位基因水平的資料。研究結(jié)果表明，在113例標(biāo)本中總共發(fā)現(xiàn)了25個等位基因型別，其中Cw*07020101-020103、Cw*010201-0203、Cw*030401-0403、Cw*080101-0102和Cw*030301-0304等位基因出現(xiàn)的頻率最高，分別達(dá)到O．163717、O·154867、0．132743、0．08407l和0．079646；而Cw*0100、Cw*0403、Cw*041l、Cw*050101、Cw

7、*0604、Cw*0718、Cw*140203、Cw*1602和Cw*160401等位基因均僅僅出現(xiàn)在1例標(biāo)本中。相對于以往的低分辨SSP分型技術(shù)而言，高分辨SSP技術(shù)得到的分型結(jié)果絕大多數(shù)均接近等位基因水平，所以，在條件允許的情況下尋求非相關(guān)移植供者時，更有利于臨床醫(yī)生作出合理的選擇。 第三部分則是對HLA-Cw兩兩抗原分子間進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)比較，以預(yù)測HLA-Cw抗原分子間的差異大小對移植排斥反應(yīng)的影響。異基因造血干細(xì)胞移植已成

8、為多種血液系統(tǒng)惡性疾病的有效治療方法，而移植供一受體HLA的匹配程度則是決定移植成敗的關(guān)鍵因素之一。然而，隨著獨(dú)生子女時代的到來，獲得HLA完全相合的親緣供體就變得十分難得，因此HLA部分不相合的親緣或非親緣供者就成為造血干細(xì)胞移植供體的重要來源。眾多臨床資料顯示，某些HLA不相合位點(diǎn)間的移植并未引發(fā)GVHD。例如在。腎移植中，如果A1抗原錯配，而受體型別為A2、A3或A28時，那么85％以上的腎移植可獲成功，因此將此類抗原命名為可允許

9、性錯配抗原；反之如果受體的型別為A9或AiO時，移植成活率將低于85％，這些抗原則被稱之為免疫原性抗原或移植禁忌抗原。由此可見，引發(fā)GVHD的關(guān)鍵因素可能與供一受體不相合HLA分子空間結(jié)構(gòu)上的差別密切相關(guān)。因此，從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定其功能的原理出發(fā)，研究了不同HLA-Cw位點(diǎn)分子間三維結(jié)構(gòu)的差異情況，試圖從中篩選出結(jié)構(gòu)類似和結(jié)構(gòu)差異較大的HLA—Cw位點(diǎn)分子，為不完全相合造血干細(xì)胞移植中供體選擇及移植后GVHD預(yù)測提供幫助。為此，首先用SW

10、ISS-MODEL服務(wù)器對HLA-Cw抗原分子的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模建，在結(jié)構(gòu)模建之前先從HLA數(shù)據(jù)庫中查詢各抗原的氨基酸序列，然后按照服務(wù)器的要求輸送給服務(wù)器。結(jié)構(gòu)模建的結(jié)果通過E-mail方式傳輸回來。然后用結(jié)構(gòu)分析軟件Rasmol和SPDBV進(jìn)行演示和分析，用整體分子間的均方差根偏差(RMSD)表示不同抗原間結(jié)構(gòu)差異的大小。 綜上所述，本研究首次大樣本量研究了我國大陸漢族人群HLA-Cw基因遺傳多態(tài)性特點(diǎn)，為我國大陸漢族人群相