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3. MHC结构与生物学功能的研究。MHC及其分子的研究开始于对移植抗原的研究。40年代末戈尔(Gorer)和斯耐尔(Snell)等对小鼠的主要移植抗原(H-2抗原)系统的研究揭示了H-2抗原的多样性以及编码H-2抗原的基因是一个紧密连锁的基因群,现称为主要组织相容性复合体(Major Histocompatibility Complex, MHC)。与此同时多塞(Dausset)等对人的HLA进行了相同的研究;班拉塞拉夫(Beracerraf)等对H-2内控制免疫应答的基因(Ir基因)进行的研究,揭示了启动和控制免疫应答的复杂分子事件。这些研究成果使斯耐尔、多塞和班拉塞拉夫获得1980年的诺贝尔奖。进一步的研究发现,MHC分子是一种抗原提呈分子,抗原肽只有与抗原呈递细胞膜上的MHC分子结合才能被T细胞识别,并引发T细胞介导的免疫应答。由于这项有关MHC具体功能的研究,多赫迪(Doherty)和辛克拉杰(Zinkernagel)获得1996年诺贝尔奖。

4. T细胞抗原受体体及T细胞发育生物学研究。免疫细胞中,只有T、B淋巴细胞具有特异的抗原识别功能。早已证明,B细胞的抗原受体是其膜Ig,但一直到80年代中期,用T细胞克隆和特异的克隆型单抗进行研究,才证明了T细胞抗原受体(TCR)是由与Ig完全不同的基因编码的分子,它是由二条重链组成的异二聚体(Heterodimer),每条重链也可分为V区和C区。TCR结构的阐明,为弄清T细胞识别抗原的特点,对阐明MHC限制的分子机制起到重要作用。T细胞在胸腺内发育过程一直是免疫生物学研究的热点。对T细胞发育的研究揭示了T细胞识别的MHC限制(阳性选择)和T细胞克隆排除(阴性选择)的机制,极大地推动了免疫应答、免疫耐受,以及自身免疫形成机理的认识。

5. 抗体多样性遗传基础的阐明。1890年抗体发现以来,抗体多样性(即有多少种不同的抗原,就能产生多少与之相应的抗体)一直是使免疫学家感到困惑不解的问题,它被一语双关地称为免疫学领域中的GOD(上帝,Generation of Diversity)。对Ig分子的氨基酸序列分析,在蛋白质水平上阐明了抗体多样性的结构基础。70年代,日本科学家利根川进(Tonegawa)在瑞士巴塞尔免疫学研究所采用了分子杂交技术分别对胚胎期动物的B细胞的胚系基因以及成熟B细胞的基因组进行分析,证明编码Ig V区的基因是由多个基因编码的,它们在胚系基因组中是分开的,但在B细胞成熟过程中,这些基因发生重排,而结合在一起,共同形成编码Ig V区的基因。重链V区基因由V、D、J基因片段重组而成,轻链V区由V、J基因片段重组而成。V、D、J基因片段本身具有多样性,但数量是有限的,但通过体细胞突变,V-C-J基因不同的重排组合方式;以及重链V区和轻链V区配对差异,就会产生出无数的不同的V区构型,来适应不同的抗原构型。对抗体基因的研究不但揭开免疫学中抗体多样性之迷,在遗传学上也打破了“一个基因一条多肽链”的理论,是分子生物学理论上的重要突破。抗体基因结构的阐明标志着分子免疫学的诞生,同时也为基因工程抗体的研究奠定了基础。利根川进因此独得了1986年的诺贝尔奖。

6. 细胞因子和细胞因子网络。80年代分子免疫学研究的一个重要成果,是80年代中期以后不断发现的新的免疫细胞因子。细胞因子是机体内部细胞间信息交流的重要分子,它不但在免疫细胞间,也是免疫细胞与神经细胞间进行信息传递的重要分子。众多的细胞因子在功能上互相协同或拮抗,形成一个免疫调节的网

络,在机体内环境稳定中起重要作用。细胞因子功能及其基因的研究也促进了一大批新型药物的产生,成为基因工程药物的重要来源。

7. 免疫细胞凋亡的研究。 凋亡是机体各组织细胞按其功能而设置的一种程序化的死亡方式。免疫系统是机体的防卫系统,要保持免疫系统功能有活力地正常进行,免疫细胞必需不断更新,因此凋亡在免疫系统表现特别活跃。90年代早期,免疫学对细胞凋亡的研究取得迅速进展,目前已知凋亡发生在中枢免疫器官中,不成熟的免疫细胞可以通过阴性选择而凋亡,是自身耐受形成的重要机制。此外,成熟淋巴细胞在对抗原应答时的一个特点是细胞的活化和增殖,当抗原排除之后,这些数量增加的细胞必需死亡,以维持内环境的稳定。这就是所谓的“活化诱导的细胞死亡”(AICD)。活化的淋巴细胞通过凋亡而被排除。这是机体免疫调节的重要方式。AICD受阻,不但促进淋巴组织增生,而且出现明显的自身免疫病。对免疫细胞凋亡的研究,促进了对凋亡在胚胎发育、肿瘤发生等领域中的研究,加深了对凋亡这一生理现象的缺损在疾病发生中重要性的认识。

8. 免疫细胞发育、活化、分化过程中细胞内信号传导系统的研究。 在免疫学发展的早期,人们对免疫现象的认识只是经验性的:机体受抗原(如致病微生物)刺激可以产生相应的抵抗力;至于其机制是什么是不知道的;后来发现了抗体,但抗体是由什么细胞产生的也不清楚。此后证明了淋巴细胞是主要免疫细胞;知道了免疫现象是由淋巴细胞介导产生的;以后的研究又阐明了免疫细胞活化的过程和条件,免疫效应的分子机制等等。可以认为,从抗原刺激到抗原排除的整个过程是一个大的黑匣子,免疫学的发展就是一个不断层层开启这个黑匣子的过

程。目前,对免疫细胞活化过程中细胞内部信号传导系统的研究,可以揭示抗原刺激。以及其它膜受体-配体相应作用引起效应细胞活化的细胞内机制,是在更深层次上打开“免疫”这个黑匣子的过程。目前,研究免疫细胞活化或凋亡过程中,细胞信号传导的过程和特点已成为生命科学研究的热点和前沿领域,它的研究成果不但对免疫学,而且对整个生命科学的研究都将起到重要的推动作用。

9. 天然免疫功能的研究。近十多年来,由于对树突状细胞,NK细胞,以及其它非特异免疫细胞在抗感染,抗肿瘤,以及在启动和调节特异免疫应答中的重要作用,曾长期被边缘化的天然免疫功能受到越来越多的重视。今年2011年的诺贝尔医学奖授与在这个领域作出关键性重要贡献的三位免疫学家,肯定了免疫学这一研究领域的重要性。

二, 免疫系统与神经、内分泌系统的相互作用的研究,丰富了对机体内环境稳定机制的认识。

80年代发现免疫细胞可以合成和释放神经肽。以后对免疫系统与神经、内分泌系统相互关系的研究就成了生命科学研究的新领域。目前已证实,免疫细胞表面具有神经递质和内分泌激素的受体,而神经细胞表面也具有细胞因子(如白细胞介素、干扰素等)的受体。免疫系统可以合成释放内分泌激素和神经递质(如脑啡肽等)。这样,免疫系统和神经、内分泌系统就可以通过各自表面受体以及释放的介质,进行信息交流及功能调节,以共同维持机体内环境的稳定。