VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG HLA TRONG GHÉP TẠNG VÀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIẢI TRÌNH TỰ THẾ HỆ MỚI TRONG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HLA

VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG HLA TRONG
GHÉP TẠNG VÀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT
GIẢI TRÌNH TỰ THẾ HỆ MỚI TRONG
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HLA

1


MỤC LỤC
MỤC LỤC.........................................................................................................i
DANH SÁCH HÌNH.......................................................................................iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT...........................................................................iv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HLA........................................1
1.1 Giới thiệu....................................................................................................1
1.2 Phân loại.....................................................................................................2
1.3 Cấu trúc, sự đa hình và chức năng của các phân tử HLA............................5
1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến biểu hiện bề mặt................................................7
1.4.1 CIITA và NLRC5..................................................................................7
1.4.2 Tính đa hình của promoter....................................................................8
1.4.3 Long-range promoter............................................................................9
1.4.4 Các biến dị trong ghép nối....................................................................9
1.4.5 Thay thế codon bắt đầu.......................................................................10
1.4.6 Thay thế các vị trí polyadenyl hóa......................................................10
1.4.7 Sự methyl hóa DNA...........................................................................11
1.4.8 Q trình biến đổi sau phiên mã.........................................................13
1.4.9 Độ ổn định vật lý và sự biểu hiện của protein.....................................13
1.4.10 Hoạt động hấp thu của HLA.............................................................14
1.5 Sự đa dạng di truyền của HLA..................................................................16
1.5.1 Gen HLA............................................................................................16
1.5.2 Microsatellite......................................................................................17
1.5.3 SNP.....................................................................................................17

1.5.4 Biến dị di truyền.................................................................................17
1.6 Điều hòa gen HLA bằng cơ chế biểu sinh.................................................18
2


1.7 Xét nghiệm HLA lâm sàng........................................................................19
1.7.1 Đánh giá huyết thanh của các kháng nguyên HLA.............................20
1.7.2 Đánh giá phân tử của các allele HLA.................................................20
1.7.3 Sàng lọc kháng thể HLA và bắt chéo tế bào lympho..........................21
1.8 Các gợi ý cho việc cấy ghép......................................................................22
1.9 Các gợi ý đối với nghiên cứu trong phòng thí nghiệm..............................23
1.10 Các vấn đề cần quan tâm.........................................................................25
CHƯƠNG 2: VAI TRÒ CỦA HLA TRONG GHÉP TẠNG VÀ NGS-BASED
HLA................................................................................................................ 27
2.1 Hệ thống HLA và cấy ghép.......................................................................27
2.1.1 Cơ chế đào thải cấy ghép do kháng thể...............................................27
2.1.2 Ghép tạng thể rắn................................................................................29
2.1.3 Ghép tế bào gốc tạo máu dị sinh.........................................................30
2.2 Kiểm tra kháng thể trước khi cấy ghép.....................................................32
2.2.1 Xác định sự không phù hợp kháng nguyên HLA không được chấp
nhận và đánh giá rủi ro trong cấy ghép thận................................................32
2.2.2 Cấy ghép ở bệnh nhân mẫn cảm cao...................................................34
2.2.3 Các chiến lược cấy ghép cho những bệnh nhân có độ nhạy cảm cao..34
2.2.4 Tác động của sự nhạy cảm đối với HLA đối với kết quả của các ca cấy
ghép ngoài thận...........................................................................................35
2.3 Kiểm tra kháng thể sau khi cấy ghép........................................................37
2.3.1 Thử nghiệm kháng thể HLA huyết thanh khi rối loạn chức năng bề mặt
allograft.......................................................................................................37
2.3.2 Sàng lọc sinh thiết theo quy trình để kiểm tra sau cấy ghép loại thải
qua trung gian kháng thể.............................................................................38

2.3.3 Sàng lọc kháng thể HLA huyết thanh nối tiếp sau cấy ghép...............39
2.4 Phân loại HLA dựa vào kỹ thuật giải trình tự thế hệ mới (NGS)..............40
2.5 HLA và các bệnh liên kết..........................................................................42
2.6 Phân loại HLA dựa trên NGS trong nghiên cứu dân số và ứng dụng của nó
để điều tra các bệnh liên kết HLA...................................................................43
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN..............................................................................45
3


TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................46

4


DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.1: MHC của người trên vai ngắn của nhiễm sắc thể số 6......................1
Hình 1.2: Phức hợp HLA trên nhiễm sắc thể số 6 của người............................4
Hình 1.3: Giản đồ phân tử HLA lớp I (a) và lớp II (b)......................................5

5


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ADCC

Gây độc tế bào qua trung gian kháng thể phụ thuộc vào tế bào
NK

AMR

Sự thải loại qua trung gian kháng thể

APC

Tế bào trình diện chuyên biệt kháng nguyên

BLS

Hội chứng tế bào lympho trần

CDC

Gây độc tế bào lympho phụ thuộc bổ thể

CIITA

Transactivator lớp II

CMR

Sự thải loại qua trung gian tế bào T

CpG

Cytosine-guanine dinucleotide

DSA

Kháng thể HLA đặc hiệu của người hiến tặng

ELISA

Xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme

GVHD

Bệnh ghép vật chủ cấp tính

HLA

Kháng nguyên bạch cầu người

HSCT

Ghép tế bào gốc tạo máu

IFNγ

Interferon γ

MFI

Trung bình cường độ huỳnh quang

MHC

Kháng nguyên phù hợp tổ chức của người

NGS

Giải trình tự thế hệ mới

NK

Tế bào giết chết tự nhiên

NLR

Protein thụ thể giống NOD

NMDP

Chương trình Người hiến tủy Quốc gia

PAS

Vị trí polyadenyl hóa thay thế

PRA

Tế bào tham gia tái kích hoạt kháng thể

SAB

Xét nghiệm chuỗi kháng nguyên đơn

SNP

Đa hình nucleotide đơn

SPI

Phân tích miễn dịch pha rắn

TCR

Thụ thể tế bào T

TG

Bệnh cầu thận cấy ghép

UA

Sự không chấp nhận kháng nguyên HLA không phù hợp

UNOS

Mạng lưới Chia sẻ Nội tạng Hoa Kỳ

6


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HLA
1.1 Giới thiệu
Kháng nguyên bạch cầu người (HLA, còn được gọi là phức hợp kháng
nguyên phù hợp tổ chức của người 'MHC'), một đoạn 3,6 Mb của bộ gen
người ở 6p21.3, mã hóa hơn 220 gen có chức năng đa dạng, bao gồm 20 gen
mã hóa protein miễn dịch. Sự biểu hiện chủ yếu của các gen HLA điều chỉnh
phản ứng miễn dịch thu được vì các gen HLA lớp I và HLA lớp II tương tác

với các thụ thể tế bào T (TCR) của tế bào CD8 + Tc và CD4 + Th, thông qua
các cơ chế đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào và dịch thể, tương
ứng. Biểu hiện gen HLA được tiếp tục kích hoạt bởi các cytokine (ví dụ, IFNγ, IL-4) được tạo ra trong cả phản ứng miễn dịch bẩm sinh và thích ứng
(Kishore and Petrek, 2018).
Vùng HLA có liên quan đến nhiều bệnh, chủ yếu có tính chất tự miễn
dịch hoặc truyền nhiễm. Vùng HLA là vùng đa hình nhất trong bộ gen người
và chứa sáu gen HLA điển hình: lớp I HLA-A, -B, và -C và lớp II HLADRB1, -DQB1 và -DPB1. Các đa hình trong vùng HLA mở rộng cũng biểu
hiện sự mất cân bằng liên kết (LD), bao gồm cả với các allele HLA điển hình
cụ thể. Ở cấp độ protein, các biến thể trình tự trong vùng khe hở liên kết
peptide của các phân tử HLA lớp I (xoắn α1 và α2) và HLA lớp II (domain β1)
(domain tương tác HLA) tương tác với các TCR có đặc tính liên kết kháng
nguyên khác biệt và do đó có thể ảnh hưởng đến sự trình bày kháng
nguyên. Các phân tử lớp I được tăng cường sự nhạy cảm bởi các gen thụ thể
của tế bào giết chết tự nhiên (NK) (chẳng hạn như thụ thể giống Ig của tế bào
sát thủ 'KIR') và bởi các tế bào thuộc dòng bạch cầu (thụ thể giống Ig bạch cầu
'LIR'). Do đó, các gen HLA và không phải gen HLA, các biến thể liên gen và
các dạng đơn bội của chúng trong vùng HLA biểu hiện các locus đa gen và
ảnh hưởng đến sự biểu hiện, liên kết peptide và sự ổn định của các phân tử
HLA (Kishore and Petrek, 2018).
MHC của con người ánh xạ tới nhánh ngắn của nhiễm sắc thể số 6
(6p21) và kéo dài khoảng 3,600 kilobase DNA. MHC của con người được chia
thành ba vùng (Choo, 2007).

1


Hình 1.1: MHC của người trên vai ngắn của nhiễm sắc thể số 6
Vùng lớp I chứa các gen HLA-A, HLA-B và HLA-C điển hình mã hóa
các chuỗi nặng của phân tử lớp I (Choo, 2007).
Vùng lớp II bao gồm một loạt các vùng con, mỗi vùng chứa các gen A và

B mã hóa chuỗi α và β tương ứng. Họ gen DR bao gồm một gen DRA duy
nhất và tối đa chín gen DRB (DRB1 đến DRB9). Các DRA gen mã hóa một
chuỗi α khơng thay đổi và nó liên kết với chuỗi β khác nhau được mã hóa bởi
các DRB gen. Tính đặc hiệu của kháng nguyên HLA-DR (tức là, từ DR1 đến
DR18) được xác định bởi các chuỗi DRβ1 đa hình được mã hóa bởi các allele
DRB1. Các kiểu đơn bội HLA của một số allele DRB1 nhất định chứa các liên
kết đặc biệt vị trí DRB3, DRB4 hoặc DRB5. Các họ DP và DQ đều có một
gen biểu hiện cho chuỗi α và β và các gen giả chưa được biểu hiện bổ sung.
Các DQA1 và DQB1 sản phẩm gen liên kết để tạo thành DQ phân tử và các
DPA1 và DPB1 sản phẩm hình thành các phân tử DP (Choo, 2007).
Vùng lớp III không mã hóa các phân tử HLA, nhưng chứa các gen cho
các thành phần bổ thể (C2, C4, yếu tố B), 21-hydroxylase, các yếu tố hoại tử
khối u (TNFs) và một số gen khác (Choo, 2007).
Các halotype HLA


Các gen HLA được liên kết chặt chẽ và toàn bộ MHC được thừa hưởng
như một haplotype HLA theo kiểu Mendel từ mỗi bố mẹ. Sự phân biệt
của các haplotype HLA trong một gia đình có thể được chỉ định bởi các
nghiên cứu về HLA gia đình. Hai anh chị em ruột có 25% cơ hội giống
nhau về kiểu gen HLA, 50% khả năng là đơn bội HLA (chia sẻ một loại
halotype) và 25% khả năng họ khơng có chung halotype HLA (Choo,
2007).



Sự kết hợp ngẫu nhiên có thể có của các kháng nguyên từ các locus
HLA khác nhau trên một haplotype HLA là rất lớn, nhưng một số kiểu
haplotype HLA nhất định được tìm thấy thường xuyên hơn ở một số
quần thể so với dự kiến. Hiện tượng này được gọi là mất cân bằng liên

kết. Ví dụ, HLA-A1, B8, DR17 là haplotype HLA phổ biến nhất ở
người da trắng, với tần suất 5% (Choo, 2007).
1.2 Phân loại

Các kháng nguyên của phức hợp HLA có thể được phân loại thành ba
lớp: lớp 1, lớp 2 và lớp 3 (Mahdi, 2019).
MHC lớp I: có ba gen MHC lớp I chính và ba gen phụ MHC lớp I trong
HLA (Mahdi, 2019).
2


Lớp MHC chính I:
 HLA-A
 HLA-B
 HLA-C
MHC nhỏ lớp I:
 HLA-E
 HLA-F
 HLA-G β2-microglobulin liên kết với các tiểu đơn vị gen chính và phụ
để tạo ra gen di truyền.
MHC lớp II: có ba protein chính và hai protein MHC lớp II phụ được mã
hóa bởi HLA.
MHC chính lớp II: chúng được mã hóa bởi các locus HLA-DRB1,
DRB3, DRB4 và DRB5. Các gen của lớp II kết hợp với nhau để tạo thành các
thụ thể protein dị số (αβ) thường được biểu hiện trên bề mặt của các tế bào
trình diện kháng nguyên (Mahdi, 2019).
 HLA-DP: chuỗi α được mã hóa bởi locus HLA-DPA1 và chuỗi β được
mã hóa bởi locus HLA-DPB1.
 HLA-DQ: chuỗi α được mã hóa bởi locus HLA-DQA1 và chuỗi β được
mã hóa bởi locus HLA-DQB1.

 HLA-DR: chuỗi α được mã hóa bởi locus HLA-DRA và chuỗi β (mỗi
người chỉ có ba chuỗi).
MHC nhỏ cấp II: chúng được sử dụng trong quá trình xử lý nội bộ của
kháng nguyên, tải các peptide kháng nguyên được tạo ra từ mầm bệnh vào các
phân tử HLA của tế bào trình diện kháng nguyên.
 DM.
 DO.
Phức hợp HLA của một người được thừa hưởng di truyền từ cha mẹ của
họ (50% từ mỗi cha mẹ), vì vậy, bạn có nhiều khả năng kết hợp mạnh mẽ hơn
với anh chị em của mình hơn là với một thành viên ngẫu nhiên trong dân số;
tuy nhiên, mỗi cặp anh chị em vẫn chỉ có 25% cơ hội hồn tồn trùng khớp.
Khả năng kết hợp hồn hảo với một người khơng liên quan đến bạn là khoảng
3


1 trên 100,000. Do đó, càng gần nhau giữa hai người như anh em sinh đôi, hệ
thống miễn dịch của người nhận càng ít có khả năng tấn cơng các tế bào của
người hiến tặng (Mahdi, 2019).
Lớp I kháng nguyên bạch cầu người được tìm thấy trên bề mặt của tất cả
các tế bào có nhân, hiện diện trong các peptide nội bào cho đến hệ thống miễn
dịch. Ngoài lớp I, HLA lớp II hiện diện trên các tế bào trình diện kháng
nguyên chuyên biệt (APC). Tuy nhiên, mức độ biểu hiện HLA trên mỗi tế bào
không phải là tĩnh. Các cytokine tiền viêm điều hòa sự biểu hiện cơ bản của
HLA lớp I trong tất cả các tế bào và sự hiện diện trong lớp II trên các tế bào
khơng có APC như tế bào T và tế bào nội mơ. Ví dụ, trong các thí nghiệm ni
cấy tế bào nội mơ ở bị, sự biểu hiện MHC lớp I tổng thể tăng từ 7-13 lần khi
được kích thích bằng interferon γ (IFNγ) (Carey et al., 2019).
Sử dụng tế bào máu ngoại vi, đã phát hiện ra sự khác biệt gấp ba lần
trong tổng số biểu hiện HLA loại I hoặc loại II giữa các cá thể, điều này sẽ có
ý nghĩa đối với việc xác định kháng nguyên tổng thể trong môi trường cấy

ghép. Hơn nữa, nghiên cứu cũng chỉ ra sự khác biệt tổng số lớp I là gấp ba lần,
sự thay đổi về mật độ bề mặt của kháng nguyên cụ thể HLAA2 là hơn 30 lần
giữa bảy cá thể (Carey et al., 2019).
Phân loại HLA đang rất có lợi và sẽ tiếp tục được hưởng lợi từ các ứng
dụng NGS. Việc xác định đặc điểm tồn diện và rõ ràng của các đa hình rộng
rãi trong vùng HLA bằng NGS sẽ góp phần vào sự tiến bộ trong lĩnh vực HLA
và các mối liên quan bệnh tật bằng cách xác định chính xác các mối liên quan
này ở cấp độ allele và bằng cách sử dụng dữ liệu chính xác từ các nghiên cứu
di truyền quần thể dựa trên NGS (Kishore and Petrek, 2018).

4


Hình 1.2: Phức hợp HLA trên nhiễm sắc thể số 6 của người
1.3 Cấu trúc, sự đa hình và chức năng của các phân tử HLA
Phân tử loại I bao gồm các chuỗi nặng được glycosyl hóa được mã hóa
bởi gen HLA loại I và β2-microglobulin ngoại bào liên kết khơng hóa trị (β 2m).
β2m ở người là bất biến và gen của nó được lập bản đồ vào nhiễm sắc thể số
15. Chuỗi nặng loại I có ba vùng ngoại bào (α 1, α2 và α3), vùng xuyên màng và
vùng nội chất. Vùng α1 và α2 chứa các trình tự acid amin thay đổi và các vùng
này xác định đặc tính kháng nguyên của các phân tử HLA lớp I. Domain α 3 và
β2m cùng nhau tạo thành các nếp gấp giống như domain không đổi
immunoglobulin. Chuỗi nặng α1 và α2 các domain tạo thành một cấu trúc độc
đáo bao gồm một nền gồm tám sợi β đối song song và hai xoắn α đối song trên
đỉnh của nền. Một rãnh được hình thành bởi hai xoắn α và tầng xếp nếp β và
đây là vị trí liên kết của kháng nguyên peptide đã xử lý. Rãnh liên kết peptide
lớp I chứa peptide đã xử lý gồm 8 đến 10 gốc acid amin (chủ yếu là nonamers)
(Choo, 2007).
Sản phẩm của các gen loại II DR, DP và DQ, là các dị phân tử của hai
chuỗi polypeptide được glycosyl hóa liên kết khơng hóa trị; α và β (Hình 3b).

Các chuỗi α và β xuyên màng và chúng có cấu trúc tổng thể giống nhau. Phần
ngoại bào bao gồm hai domain (α1 và α2 hoặc β1 và β2) được cố định trên màng
bởi một vùng xuyên màng ngắn và một vùng tế bào chất. Sự đa hình của phân
tử lớp II xảy ra ở vùng đầu cuối amin thứ nhất β 1 của các sản phẩm gen DRB1,
DQB1 và DPB1. Domain α1 và β1 tạo thành rãnh liên kết kháng nguyên. Cả
hai đầu của rãnh lớp II đều mở hơn để có thể chứa các peptide dài hơn (12
acid amin trở lên) (Choo, 2007).

Hình 1.3: Giản đồ phân tử HLA lớp I (a) và lớp II (b)
5


Hệ thống HLA được biết đến là hệ thống đa hình nhất ở người. Tính đa
hình của HLA khơng trải đều khắp phân tử mà tập trung lại trong rãnh liên kết
kháng nguyên. Các biến thể acid amin ở một số vùng làm thay đổi hình dạng
nhỏ của rãnh và do đó làm thay đổi tính đặc hiệu liên kết peptide của các phân
tử HLA. Sự phân bố và tần suất của các kháng nguyên HLA rất khác nhau
giữa các nhóm dân tộc khác nhau. Người ta đã cơng nhận rằng sự đa dạng của
tính đa hình HLA này đã phát triển dưới áp lực chọn lọc độc đáo ở các khu
vực địa lý khác nhau. Điều này có thể liên quan đến vai trò của các phân tử
HLA trong việc trình bày các tác nhân lây nhiễm phổ biến ở các khu vực khác
nhau trên thế giới (Choo, 2007).
Zinkernagel và Dougherty đã chứng minh vào năm 1974 rằng tế bào
lympho T phải có cùng phân tử MHC với tế bào trình diện kháng nguyên để
tạo ra phản ứng miễn dịch. Hiện tượng các peptide liên kết với các phân tử
MHC và các phức hợp này được thụ thể tế bào T nhận ra trên bề mặt tế bào
được gọi là giới hạn MHC (Choo, 2007).
Các đặc tính liên kết peptide của các phân tử HLA được xác định bởi
một số giới hạn gốc acid amin nằm trong các túi liên kết peptide. Các phân tử
HLA khác nhau thể hiện các dạng acid amin thừa ra đặc trưng trong trình tự

peptide liên kết. Các gốc acid amin bảo tồn nằm ở các vị trí cụ thể của các
peptide hoạt động như các gốc neo của peptide trong rãnh liên kết peptide
(Choo, 2007).
Bản chất và nguồn peptide sẽ liên kết với phân tử lớp I hoặc lớp II là
khác nhau. Tế bào T hạn chế loại I nhận ra các kháng nguyên nội sinh được
tổng hợp trong tế bào đích (ví dụ: tế bào, biến đổi hoặc protein do virus tạo
ra), trong khi tế bào T giới hạn loại II nhận ra các kháng nguyên có nguồn gốc
ngoại sinh. Phức hợp peptide phân tử lớp I trên bề mặt tế bào được nhận biết
bởi thụ thể tế bào T của tế bào lympho CD8+. Sự biểu hiện loại II chủ yếu chỉ
giới hạn ở các tế bào trình diện kháng nguyên bao gồm tế bào B, bạch cầu đơn
nhân/đại thực bào, tế bào tua và tế bào Langerhans. Các protein ngoại bào
ngoại bào được nội bào hóa và trải qua quá trình thối hóa trong ngăn chứa
acid trong nội bào. Phức hợp peptide phân tử lớp II được vận chuyển đến bề
mặt tế bào và được thụ thể tế bào T của tế bào lympho CD4+ nhận biết (Choo,
2007).
Có hai dạng thụ thể tế bào T: các dị phân tử polypeptide bao gồm các
tiểu đơn vị liên kết disulfide của αβ hoặc γδ. αβ TCR hiện diện trên hơn 95%
tế bào T máu ngoại vi. Trong quá trình nhận biết giữa TCR và phức hợp HLApeptide, các phân tử phụ trên tế bào lympho T đang tăng cường sự tương tác
6


giữa tế bào lympho T và phân tử HLA. Phân tử CD4 tương tác với phân tử lớp
II trên tế bào trình diện kháng nguyên và phân tử CD8 tương tác với chuỗi
nặng loại I trên tế bào đích (Choo, 2007).
Tế bào giết chết tự nhiên (NK) là một tập hợp con của tế bào lympho
(10-30% tế bào lympho máu ngoại vi) thiếu TCR và gây độc tế bào. Nhận
dạng tế bào NK không bị hạn chế MHC. Tế bào NK đã được biết là có khả
năng nhận ra sự mất biểu hiện của các phân tử HLA lớp I và phá hủy các tế
bào có sự giảm biểu hiện của các phân tử lớp I như một số khối u và tế bào bị
nhiễm virus. Các tế bào khác có biểu hiện MHC lớp I bình thường vẫn có thể

là mục tiêu NK nếu chúng cung cấp các tín hiệu thích hợp để kích hoạt các thụ
thể tế bào NK. Nhiều thụ thể tế bào NK khác nhau đã được xác định và phần
lớn các phối tử của chúng là phân tử HLA lớp I. Tế bào NK được điều chỉnh
bởi cả tín hiệu ức chế và kích hoạt phát sinh từ liên kết phối tử-thụ thể của tế
bào NK (Choo, 2007).
1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến biểu hiện bề mặt
1.4.1 CIITA và NLRC5
Vùng khởi động gen HLA chính nằm trong vùng 5’ chưa được dịch mã
(5′UTR), upstream lên đến 300 bp của trình tự khởi đầu phiên mã. Tất cả các
gen MHC đều chia sẻ module thời gian phục hồi được bảo tồn cao này bao
gồm một hộp “SXY” điển hình được gọi là enhanceosome. Ngồi ra, gen HLA
lớp I có chứa vị trí khởi động cảm ứng cytokine EnhA và yếu tố tái bảo trợ
kích thích IFNγ, ISRE. Nhiễm sắc thể này cũng cho phép liên kết với hormone
kích thích tuyến giáp (TSH) có tác dụng ức chế quá trình phiên mã RNA.
Các nghiên cứu ở những bệnh nhân mắc hội chứng tế bào lympho trần
(BLS) đã chỉ ra rằng sự thiếu hụt nghiêm trọng của bất kỳ protein nào liên kết
với vùng khởi động sẽ dẫn đến không biểu hiện của HLA và những tác nhân
điều chỉnh chủ yếu của phiên mã HLA là các protein thụ thể giống NOD
(NLR) NLRC5 và CIITA hoạt động thông qua nhiễm sắc thể.
Trong các nghiên cứu về BLS, transactivator lớp II (CIITA) được xác
định là thành phần thiết yếu của phiên mã mRNA HLA lớp II. Biểu hiện của
CIITA chỉ có thể được phát hiện trong các tế bào biểu hiện HLA lớp II và mức
độ CIITA và HLA lớp II có tương quan với nhau.
Cả CIITA (được tìm thấy trên nhiễm sắc thể 16p13) và NLRC5 (nhiễm
sắc thể 16q13) đều được điều chỉnh cao và các vùng khởi động khác nhau
kiểm sốt sự điều hịa cơ bản và gây ra INFɣ của các protein này. Do đó, các
cytokine như INFɣ không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến biểu hiện HLA thông
7

qua các yếu tố EnhA, ISRE và CRE mà còn hoạt động bằng cách điều chỉnh
các protein kiểm soát NLRC5 và CIITA.
Biểu hiện HLA lớp II được cấu thành ở một số loại tế bào (APC) và được
gây ra thông qua kích hoạt và điều tiết ở những loại khác. Có ít nhất năm trình
tự khởi động khác nhau cho CIITA và những trình tự này tạo ra sự kết nối thay
thế của các trình tự exon 1 của CIITA. Các biến thể mối nối này tạo ra ít nhất
ba dạng đồng dạng đặc trưng cho loại tế bào. CIITA đồng dạng pIII liên kết
với thể tăng cường trong tế bào B và tế bào T được hoạt hóa, trong khi pI đồng
dạng kiểm soát sự biểu hiện của HLA lớp II trong tế bào dendritic. IFNγ bắt
đầu nối với pIV đồng dạng trong các tế bào khơng có vỏ ngồi của tủy xương,
chẳng hạn như tế bào nội mơ.
Để ngăn chặn phản ứng viêm khơng kiểm sốt được sau khi điều chỉnh
HLA, bản thân CIITA nhanh chóng bị phân hủy theo con đường ubiquitinproteasome, khiến nó có thời gian bán hủy khoảng 30 phút. Trong nỗ lực kiểm
soát phản ứng miễn dịch, một số virus như EBV đã được chứng minh là có thể
mã hóa các chất hoạt động trên operon để ức chế sự tổng hợp RNA thông tin
CIITA ngăn chặn quá trình điều tiết HLA lớp II.
Điều thú vị là, extra villous trophoblasts không biểu hiện NLRC5 hoặc
CIITA nhưng lại biểu hiện các protein HLA-C điển hình loại I bên cạnh các
protein HLA-E và HLA-G không phân loại. HLA-C sở hữu một trình tự RFX
riêng biệt tại vùng liên kết NLRC5 tạo ra một vị trí nhận dạng duy nhất cho
vùng khởi động ELF3. ELF3 được biết là được điều hịa trong trophoblasts và
trình tự liên kết RFX thay thế này có thể chịu trách nhiệm cho cả việc giảm
biểu hiện cấu thành của HLA-C bằng cách thay đổi liên kết NLRC5 trong tế
bào bình thường và sự biểu hiện liên tục của protein trong trophoblasts mà
NLRC5 khơng có (Carey et al., 2019).
1.4.2 Tính đa hình của promoter
Sự đa hình về trình tự trong vùng khởi động phiên mã của gen HLA ảnh
hưởng đến việc lắp ráp module SXY và phiên mã tổng thể HLA. Các thí
nghiệm cho thấy rằng sự vắng mặt của hai base giữa các hộp S và X trong
5′UTR đối với HLA-DQB1*03:01, ở vị trí 178, dẫn đến mức độ của phân tử

báo cáo cao hơn đáng kể so với trong HLA-DQB1 *03:02 nơi có các base.
Các đa hình bổ sung trong nhiễm sắc thể tăng cường, đặc biệt là trong
hộp Y, ảnh hưởng đến việc điều hòa cytokine ‐ gây ra các gen HLA-DR, các
biến thể trong phiên mã MHC là kết quả của đa hình tại điểm EnhA ngay lập
tức upstream module SXY trong vùng 5′UTR.

8


Tính đa hình trong các vị trí liên kết yếu tố phiên mã đối với HLA-C
được liên kết với các allele thể hiện sự biểu hiện trên bề mặt thấp. Các đột
biến được tìm thấy trong vùng EnhA ảnh hưởng đến biểu hiện HLA-C*07,
TATA ảnh hưởng đến HLA-C*03 và việc chèn và xóa giữa các vị trí này làm
thay đổi biểu hiện protein HLA-C*17.
Không giống như HLA-A và HLA-C, mức mRNA của HLA-B cho thấy
ít khác biệt hơn trong biểu hiện giữa các allele, cho thấy tính đa hình 5’UTR
ảnh hưởng không đáng kể đến việc sản xuất mRNA cho locus này. Trung bình,
mức mRNA đối với tế bào nghỉ thay đổi khoảng 1,2 lần đối với các allele
HLA-B khác nhau so với 3,8 lần đối với HLA-A và 2,2 lần đối với HLA-C.
Các đa hình trình tự khởi động bổ sung bao gồm yếu tố đáp ứng vitamin
D trong 5′UTR của HLA-DR bị phá vỡ ở nhiều allele. VDRE có đầy đủ chức
năng trong các allele HLA-DRB1*15 và điều thú vị là HLA-DRB1*15 và vĩ
độ địa lý (ảnh hưởng đến tổng hợp vitamin D) đều có liên quan chặt chẽ đến
bệnh đa xơ cứng (Carey et al., 2019).
1.4.3 Long-range promoter
Bettens et al. (2014) đã phát hiện ra mối liên quan giữa biểu hiện của
HLA-C và dạng haplotype của HLA mở rộng, đề xuất các cơ chế kiểm soát bổ
sung ngồi vùng khởi động tức thời. Nhóm Bettens đã mơ tả một loại
haplotype HLA-B*49:01 - C*07:01 cụ thể liên tục chứng minh mức mRNA
HLA-C tăng cao rõ rệt. Tương tự đối với HLA lớp II, cơng trình của

Handunnetthi et al. (2010) mô tả các lần lặp lại và lặp lại đảo ngược của
module SXY một vài kilobase upstream của gen HLA lớp II. Người ta cho
rằng những trình tự lặp này tham gia vào q trình acetyl hóa histone, khởi
động và ổn định quá trình tháo xoắn DNA để cho phép gắn kết thúc đẩy phiên
mã. Q trình acetyl hóa histone ngăn cản sự biến đổi cấu trúc chuỗi xoắn
DNA và cho phép enzyme DNA polymerase II bắt đầu phiên mã gen. Ngoài
ra, vùng 1,300 bp upstream của codon bắt đầu HLA-C có thể liên quan đến
việc tăng cường hoặc kìm hãm các vùng khởi động HLA (Carey et al., 2019).
1.4.4 Các biến dị trong ghép nối
Protein HLA được phiên mã sau khi nối với nhau tối đa 8 exon từ trình
tự gen. Sự kết nối thay thế của gen HLA đã được chứng minh là dẫn đến trình
tự mRNA dài hơn hoặc ngắn hơn và sự biến đổi trong cấu trúc protein cuối
cùng. Các biến thể mối nối dẫn đến việc loại bỏ exon 3 khỏi mRNA HLAA24. Việc loại bỏ này dẫn đến sự hình thành các chất biến đổi homodimers và
các chất dị bội có HLA-A24 kiểu hoang dã. Việc thiếu exon 3 sẽ ngăn cản sự
9


biểu hiện kháng nguyên và cũng làm gián đoạn phần lớn liên kết kháng thể
đặc hiệu với HLA, thường hướng vào protein trong khe liên kết, được mã hóa
bởi exon 2 và 3.
Các biến thể mối nối có liên quan đến các allele rỗng HLA bằng cách bỏ
qua exon 2 mà khơng có protein mong muốn và bằng cách bỏ qua exon 5 dưới
dạng đồng dạng hòa tan. Một đột biến im lặng (G-A) ở vị trí 705 ở exon 4 của
HLA-A*01 tạo ra vị trí mối nối thay thế và kết quả là tạo ra một exon ngắn
hơn 87 bp so với loại hoang dại. Trong khi vị trí mối nối tạo ra một trình tự
đọc trong khung, thì protein mong muốn có thể bị gấp khúc sai và do đó
khơng được thể hiện. Điều thú vị là, mức độ thấp của protein có chiều dài đầy
đủ vẫn có thể được phát hiện trên một số tế bào trong cá thể này, cho thấy sự
lựa chọn biến thể mối nối không phải là tuyệt đối.
Các biến thể mối nối ảnh hưởng HLA lớp I và phiên mã gen lớp II và

một số trong số kết quả này là đuôi tế bào chất dài ra. Trong khi tác động làm
đuôi dài hơn chưa được biết rõ, ở các biến thể mối nối HLA-G không phân
loại của phân tử lớp I tạo ra các đồng dạng liên kết màng hoặc được tiết ra rất
cần thiết cho quá trình cấy nguyên bào ni hiệu quả.
Trong hầu hết các trường hợp này, có khả năng là protein kết hợp, nếu
có, sẽ bị gấp khúc sai và sẽ không hiện diện peptide cho tế bào T, làm giảm
khả năng các tế bào này góp phần giám sát miễn dịch. Trong môi trường cấy
ghép, những biến thể này hầu như luôn luôn dẫn đến việc giảm sự hiện diện
kháng nguyên không khớp HLA với hệ thống miễn dịch của người nhận. Ảnh
hưởng của HLA hòa tan, ví dụ thơng qua nối exon 5, vẫn chưa được làm sáng
tỏ trong cấy ghép (Carey et al., 2019).
1.4.5 Thay thế codon bắt đầu
Li et al. (2018) đã tìm thấy các bản sao mRNA thay thế do đa hình ở
exon 1 trong các allele HLA-C. Những điều này dẫn đến việc sử dụng các
codon bắt đầu thay thế và tạo ra một exon có độ dài khác nhau, đơi khi bao
gồm một phần trình tự của intron 1. Việc lựa chọn bản sao phụ thuộc vào cả
allele HLA-C và mơ mà nó được biểu hiện và cuối cùng ảnh hưởng đến sự
biểu hiện bề mặt của protein. Điều này đáng chú ý nhất trong quá trình trưởng
thành của tế bào NK, với mức độ HLA-C cao hơn trên các tế bào NK được
đáp ứng. Tổng cộng, bảy codon bắt đầu đã được xác định, bao gồm một trong
vùng bắt đầu của exon 2, điều này có thể dẫn đến việc tạo ra HLA-C nội bào
(Carey et al., 2019).

10


1.4.6 Thay thế các vị trí polyadenyl hóa
Có tới 70% gen người sử dụng các vị trí polyadenyl hóa thay thế (PAS) ở
đầu 3′ của gen để tạo ra sản phẩm dài hơn hoặc ngắn hơn, đặc biệt là các gen
miễn dịch chuyển sang dạng ngắn hơn khi lây nhiễm và điều tiết. Sự biểu hiện

thay đổi ở HLA-A đã được chứng minh là phụ thuộc vào hai PAS như vậy, gen
gần hơn được bảo tồn nhưng càng xa thì bị gián đoạn bởi sự biến đổi trình tự ở
một số allele.
Các đột biến phá vỡ PAS xa này dẫn đến một bản sao mRNA ngắn hơn
vì chỉ vị trí polyadenyl hóa gần hơn được sử dụng, nhưng nếu cả hai vị trí đều
hoạt động thì tế bào có thể sử dụng cả hai. Trong khi lượng mRNA tương tự
được tạo ra bất kể PAS được chọn là gì, dường như có một vùng ức chế dịch
mã giữa hai vị trí dẫn đến lượng protein HLA thấp hơn từ trình tự dài hơn.
Các gen HLA-A khác nhau chỉ chịu sự kiểm soát của PAS gần, PAS xa
hoặc cả hai. Trong các tế bào nghỉ, HLA-A*03 sử dụng PAS không hoạt động
dẫn đến biểu hiện thấp hơn, nhưng chuyển sang PAS gần do một số mầm bệnh
tăng cường điều tiết, cho phép biểu hiện trên bề mặt của protein nhiều hơn và
tăng sự biểu hiện của các peptide gây bệnh. HLA-A*01 và A*11 chỉ có thể sử
dụng PAS gần và khơng chuyển sang PAS biểu hiện thấp kết quả khi không
được kích hoạt. Việc sử dụng PAS thay thế này khơng xảy ra đối với HLA-B
và HLA-C mà chỉ có vị trí polyadenyl hóa xa được bảo tồn hơn, cho thấy rằng
sự điều hòa HLA-A bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi nhiễm trùng hoặc kích thích
khác.
Sự kết hợp giữa nối xen kẽ và sử dụng nhiều vị trí polyadenyl hóa cũng
đã được ghi nhận đối với phiên mã HLA lớp II trong đó hai vị trí nối có thể có
và ba vị trí polyadenyl hóa được tìm thấy trong 3′UTR của HLA-DQA1. Các
tác giả đã phát hiện ra tối đa bốn bản sao mRNA khác nhau cho mỗi allele
HLA-DQA1*01 và sáu bản sao sử dụng tất cả các kết hợp của các vị trí nối và
polyadenyl hóa cho DQA1*02, 03, 04 và 05 (Carey et al., 2019).
1.4.7 Sự methyl hóa DNA
Sự methyl hóa DNA, qua trung gian của enzyme DNA
methyltransferase, cho phép các gen im lặng vĩnh viễn hoặc tạm thời, và ở các
gen điều này thường xảy ra trên các vị trí methyl hóa cytosine-guanine
dinucleotide (CpG). Do đó, đột biến điểm hoặc đa hình nucleotide (SNP) tạo
ra hoặc loại bỏ vị trí CpG có thể dẫn đến các biến thể trong q trình methyl

hóa DNA giữa các đối tượng. Thật vậy, sự biểu hiện của HLA đã được chứng

11


minh là bị thay đổi bởi sự methyl hóa DNA của các vị trí CpG trong vùng
promoter, trong exon và intron và cả trên chính promoter CIITA.
Đối với các gen HLA lớp I, q trình methyl hóa có thể tại locus và allele
cụ thể. Mặc dù số lượng vị trí methyl hóa tiềm năng tương tự, nhưng chỉ có
biểu hiện HLA-A bị ảnh hưởng bởi q trình methyl hóa. Mối tương quan
nghịch giữa lượng methyl hóa DNA trong gen HLA-A và mức mRNA. Sự
methyl hóa được tập trung xung quanh vùng promoter mặc dù có nhiều vị trí
methyl hóa có thể xảy ra trong exon 2 và exon 3. Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra
rằng đối với allele biểu hiện cao HLA-A*24, chỉ có một vị trí CpG được
methyl hóa, trong khi HLA-A*03 biểu hiện thấp được methyl hóa tại nhiều
hơn một vị trí.
Sử dụng phương pháp xử lý 5′-Aza-CdR, đảo ngược q trình methyl
hóa DNA, sự biểu hiện mRNA tăng lên nhiều hơn khi 5′-Aza-CdR được sử
dụng trong các gen có xu hướng methyl hóa ban đầu nhiều hơn (ví dụ, HLAA*03). Mặc dù sở hữu số lượng tương tự các vị trí methyl hố, nhưng HLA-B
và HLA-C khơng bị methyl hóa, và việc bổ sung 5'-Aza-CdR ít ảnh hưởng đến
mức mRNA của những locus này. Các tác giả giả định rằng các yếu tố điều
hòa upstream và các yếu tố quyết định phạm vi dài của cấu trúc nhiễm sắc thể
có thể ảnh hưởng đến q trình methyl hóa đặc trưng của locus.
Khơng giống như HLA lớp I, nơi chỉ vùng khởi động thường bị ảnh
hưởng bởi quá trình methyl hóa, các vùng bị methyl hóa khác biệt (DMR)
trong exon 2 của gen HLA-DRB1 có thể là một yếu tố nguy cơ bổ sung trong
bệnh đa xơ cứng. Exon 2 của allele DRB1*15:01 bị hypomethyl hóa ở những
người bị MS so với những người dương tính với DRB1*15:01 khơng có MS.
Sự biểu hiện của protein DRB1 bị điều hịa bởi q trình methyl hóa lên đến
19 vị trí CpG ở exon 2, ảnh hưởng đến sự biểu hiện giữa các tế bào khơng hoạt

hóa và được hoạt hóa, nhưng sự hypomethyl hóa DRB1 *15:01 ở những người
bị ảnh hưởng cho phép tăng biểu hiện kháng nguyên này ngay cả khi tế bào
khơng được kích hoạt.
Theo một con đường tương tự được thể hiện trong HLA-A, giảm methyl
hoá trong vùng promoter là cơng tắc chính cho sự biểu hiện HLA-G trong tế
bào gốc phôi người (với sự sửa đổi phiên mã sau bị ảnh hưởng bởi liên kết
microRNA). Sự methyl hóa của promoter HLA-G sẽ cho phép gen im lặng
vĩnh viễn trong các tế bào khác, nơi mà sự biểu hiện của nó thường khơng xảy
ra.
Các đột biến và ung thư có thể gây ra hiện tượng methyl hóa DNA bất
thường, và điều này đã được chứng minh là một lý do dẫn đến thiếu áp lực
12


xuất tiết HLA-DR ở cả bệnh nhân bạch cầu tế bào T và dịng tủy. Sự methyl
hóa của biến thể mối nối CIITA-pIV ngăn cản sự biểu hiện IFNγ gây ra của
HLA and DR và do đó loại bỏ phản ứng chống khối u thông thường. Việc bổ
sung chất ức chế methyltransferase 5’-Aza-CdR hoặc IFNγ đơn lẻ đều khơng
kích hoạt phản ứng kháng u bình thường của HLA lớp II, nhưng những tế bào
này yêu cầu cả hai thành phần để khơi phục sự điều hịa HLA-DR.
Do đó, q trình methyl hóa DNA đã được chứng minh là có tác động
trong vùng khởi động đối với HLA-A và HLA-G, trong vùng exon đối với
HLA loại II và xuyên qua CIITA trong một số bệnh ung thư (Carey et al.,
2019).
1.4.8 Quá trình biến đổi sau phiên mã
Các microRNA (miRNA) tham gia vào quá trình tổ hợp sau phiên mã
của nhiều gen, bao gồm cả sự suy thối nhanh chóng của mRNA đặc hiệu của
HLA. Nồng độ HLA-C tăng có liên quan đến việc kiểm soát HIV tốt hơn và
giảm tải lượng virus trong huyết thanh, và tính đa hình trong 3’UTR dẫn đến
sự biểu hiện khác biệt của HLA-C trên bề mặt tế bào.

Các đa hình HLA trong 3′UTR ảnh hưởng đến vị trí liên kết đối với
miRNA cụ thể được gọi là has-miR-148. Các bản sao mRNA có chứa vị trí
liên kết has-miR-148 trải qua q trình thối hóa sau phiên mã tăng lên dẫn
đến sự biểu hiện trên bề mặt của protein HLA-C thấp hơn đáng kể. Trong khi
HLA-A cũng sở hữu vị trí liên kết has-miR-148, nó khơng đa hình trong locus
này. Tuy nhiên, các đa hình trong bản thân gen has-miR-148 dẫn đến sự biểu
hiện cao hơn hoặc thấp hơn của miRNA này, sau đó có thể ảnh hưởng đến sự
điều tiết HLA-A và HLA-C và thay đổi mức HLA tổng thể ở một số cá nhân.
Trong 3′UTR của gen HLA-DP lớp II, sự đa hình A/G đơn lẻ ở vị trí 496
dẫn đến áp lực sự biểu hiện của HLA-DP ở nhóm đồng hợp tử G/G cao hơn
gần hai lần so với tất cả những người khác. Biểu hiện cao hơn này tương quan
với việc nhiễm HBV kéo dài hơn, trong khi biểu hiện thấp hơn dẫn đến phục
hồi nhanh hơn. Tính đa hình cũng có liên quan đến việc tăng nguy cơ bệnh
ghép vật chủ cấp tính (GVHD) trong các ca cấy ghép tế bào gốc tạo máu
khơng khớp HLA-DPB1 trong đó người nhận mang allele biểu hiện cao hơn
(Carey et al., 2019).
1.4.9 Độ ổn định vật lý và sự biểu hiện của protein
Tính ổn định cấu trúc của các phân tử HLA một phần được xác định bởi
độ bền liên kết của peptide khi nó được tải trong lưới nội chất. HLA “trống”
được nhanh chóng đồng hóa và các phân tử HLA liên kết mạnh mẽ với peptide
13


sẽ ổn định hơn và được cho là sẽ tồn tại lâu hơn trên bề mặt tế bào, dẫn đến sự
tích tụ của protein này khi các phân tử mới được tổng hợp. Trong quá trình
nhiễm trùng, HLA ổn định có thể dẫn đến sự trình bày kháng ngun nhiều
hơn đối với tế bào T, nhưng cũng có thể góp phần vào quá trình tự miễn dịch
như bệnh celiac và chứng ngủ rũ (Carey et al., 2019).
SNP trong rãnh liên kết peptide của gen HLA-B*44 tạo ra một phân tử
trong đó q trình tải peptide phụ thuộc vào Tapasin (HLA-B*44:02) hoặc độc

lập (B*44:05). Q trình tải khơng phụ thuộc vào Tapasin có xu hướng dẫn
đến việc đưa HLA đã nạp vào bề mặt tế bào nhanh hơn, trong khi các phân tử
HLA yêu cầu tải peptide qua trung gian Tapasin có thể dẫn đến sự biểu hiện bề
mặt chậm nhưng có khả năng ổn định hơn nhiều (Carey et al., 2019).
Sự liên kết thụ động của peptide với phân tử HLA-B*44:05 dẫn đến liên
kết peptide có ái lực thấp hơn: HLA và do đó khả năng phân ly peptide trên bề
mặt tế bào cao hơn. Việc mất peptide sẽ bắt đầu q trình nội hóa HLA và trừ
khi được nạp lại bằng peptide mới sẽ dẫn đến sự thối hóa (ở mọi nơi) trong tế
bào. Tapasin làm trung gian liên kết các peptide có ái lực mạnh hơn nhiều với
phân tử HLA và làm giảm đáng kể sự phân ly peptide tự phát. Sự biểu hiện bề
mặt kéo dài của phân tử HLA‐B*44:02 ổn định với việc tiếp tục đưa các phân
tử mới vào bề mặt tế bào cho phép biểu hiện bề mặt tổng thể của phân tử
B*44:02 này cao hơn so với B*44:05 (Carey et al., 2019).
Ghi nhận xu hướng chung của các phân tử HLA-B mang motif Bw6 là ít
phụ thuộc vào việc nạp Tapasin hơn so với những phân tử biểu hiện Bw4, mặc
dù các protein HLA-Bw6 thường ít hơn trên bề mặt tế bào cần nhiều nghiên
cứu hơn (Carey et al., 2019).
Tương tự, các phân tử HLA-B ít phân tán hơn trong nhóm peptide của
chúng (ví dụ, HLA‐B*57, B*27:05) thường liên kết các peptide đó mạnh hơn
và phụ thuộc nhiều hơn vào quá trình tải qua trung gian Tapasin. Chúng cũng
có vẻ ổn định hơn và do đó được thể hiện ở mật độ cao hơn so với những mật
độ có u cầu peptide ít nghiêm ngặt hơn (ví dụ, B*35: 01) (Carey et al.,
2019).
Gợi ý rằng sự khác biệt trong khe hở liên kết đối với HLA-C ảnh hưởng
đến tính ổn định bề mặt của nó thơng qua tính khơng chọn lọc lớn hơn đối với
peptide. Điều này cho phép cung cấp nhiều peptide hơn có thể, dẫn đến tải và
chuyển động nhanh hơn đến bề mặt tế bào, dẫn đến biểu hiện bề mặt cao hơn.
Họ cho thấy rằng các allele HLA-C*05, với một khe hở liên kết rộng và dễ
tiếp cận, có thể giữ số lượng peptide riêng biệt nhiều gấp ba lần và được tìm
thấy nhiều hơn trên bề mặt, so với HLA-C*07 có một khe hở hẹp. Sự khác

14


biệt này giữa độ ổn định của HLA-B và HLA-C có thể là đặc trưng cho vị trí
(Carey et al., 2019).
1.4.10 Hoạt động hấp thu của HLA
Sự biểu hiện của HLA trên toàn bộ bề mặt tế bào được điều chỉnh bởi sự
tác động lẫn nhau giữa tổng hợp protein mới và tốc độ hoạt động của quá trình
nội bào HLA. Khi HLA cuối cùng được đồng hóa, có thể có sự kiểm sốt cụ
thể đối với việc có xảy ra tình trạng phổ biến hoặc tái chế trở lại bề mặt hay
khơng (Carey et al., 2019).
Trong mơ hình chuột, sự đồng hóa MHC lớp I và lớp II là một quá trình
chọn lọc khác nhau giữa các loại tế bào và tốc độ tái chế trong các tế bào trình
diện kháng nguyên là cơ quan cụ thể. Tương tự như vậy trong dòng tế bào
nguyên bào lympho của người, phần lớn sự đồng hóa HLA lớp I và lớp II
được tái chế nhanh chóng trở lại bề mặt tế bào, mặc dù điều này có thể khơng
phản ánh chức năng bình thường của tế bào (Carey et al., 2019).
Quá trình tăng tốc nội bào của HLA-peptide nguyên vẹn dường như là
một quá trình hoạt động và cụ thể đối với HLA lớp I được xác định bởi cấu
trúc acid amin của đuôi tế bào chất. Motif acid amin YSQA (tồn dư 320–323
của exon bảy) tương tự như cơ chế nội bào dựa trên tyrosine được mô tả trong
các hệ thống biểu hiện tế bào khác. Khi đã được đồng hóa, protein sẽ bị phân
hủy hoặc được tái chế trở lại bề mặt tế bào, ví dụ như trong tế bào tua, nơi tái
chế cho phép phản ứng nhanh với các kích thích và cũng là cơ hội để tải các
peptide thay thế vào các vị trí viêm cục bộ (Carey et al., 2019).
Sự gia tăng nội bào và suy thoái HLA trong các trường hợp nhiễm virus
và cytomegalovirus (CMV), làm giảm thời gian bán thải của HLA lớp I trên bề
mặt từ 60 phút xuống còn 10 phút. Tương tự, trong các tế bào trình diện kháng
nguyên, nhiễm CMV tăng HLA lớp II ở khắp nơi ở đó nó bị phân hủy trong
lysosome (Carey et al., 2019).

Con đường virus HLA lớp I có thể chiếm đoạt máy móc tế bào bình
thường vì quá trình nội bào do virus điều khiển vẫn phụ thuộc vào các acid
amin cụ thể trong đuôi tế bào chất, đặc biệt là tyrosine ở vị trí 320 được mơ tả
ở trên. Motif này hiện diện trong tất cả các phân tử mol HLA-A và HLA-B,
nhưng HLA-C sở hữu một cysteine ở vị trí 320 thay vì tyrosine. HLA-C khơng
bị ảnh hưởng bởi q trình đồng hóa do virus gây ra và điều này có thể giải
thích vai trị quan trọng của HLA-C trong việc bảo vệ khỏi HIV và các bệnh
nhiễm virus khác (Carey et al., 2019).

15


Trong các tế bào tua chưa trưởng thành, các protein HLA lớp II mới
được tổng hợp được giữ trong các ống nội tạng. Sự trưởng thành của tế bào
tua cho phép sự di chuyển nhanh chóng của HLA lớp II này lên bề mặt tế bào
và có bằng chứng cho thấy đuôi tế bào chất lớp II được sửa đổi để giảm hoặc
ngăn chặn sự hình thành khắp nơi, một q trình duy nhất để kiểm sốt sự biểu
hiện trên bề mặt. Đề xuất rằng mặc dù điều này có thể khơng làm giảm sự nội
hóa của HLA lớp II, nhưng nó cho phép protein tái chế trở lại bề mặt tế bào
thay vì hướng đến sự thối hóa trong lysosome. Cấu trúc acid amin đuôi tế bào
chất khác nhau dường như hướng các phân tử lớp II vào sâu hơn các lysosome
để thối hóa hoặc vẫn ở gần bề mặt tế bào trong các thể đa túi để tải lại và tái
biểu hiện peptide, dẫn đến thời gian bán hủy rất thay đổi từ 15 đến 50 giờ
(Carey et al., 2019).
Vì vậy, mặc dù có một loạt các cơ chế điều chỉnh việc sản xuất mRNA và
quá trình xử lý tiếp theo thành các phân tử HLA được nạp peptide nguyên vẹn,
lượng HLA bề mặt là sự cân bằng giữa sản xuất de novo, hấp thu tại các locus
đặc hiệu của HLA và liệu phân tử HLA có được tái chế trở lại đến bề mặt tế
bào hoặc hướng đến lysosome để phá hủy. Sự hoạt hóa tế bào dường như làm
giảm sự sẵn có của các protein tham gia vào quá trình thẩm thấu HLA, cho

phép nhiều HLA tái chế trở lại bề mặt, bổ sung vào protein HLA mới được sản
xuất và tăng mật độ bề mặt tổng thể (Carey et al., 2019).
Trong các tế bào nội mô, sự biểu hiện của HLA lớp II là kết quả của q
trình hoạt hóa tế bào chỉ tồn tại trong thời gian ngắn khi khơng có sự kích
thích liên tục của cytokine và những cytokine này có thể được yêu cầu để thúc
đẩy tái chế trở lại bề mặt tế bào hơn là suy thối. Do đó, chu kỳ của HLA là
đặc trưng cho vị trí và phụ thuộc vào đi tế bào chất. Sự đa hình trong vùng
này sẽ ảnh hưởng đến tốc độ đồng hóa và liệu q trình đồng hóa có dẫn đến
tái chế hay khơng (Carey et al., 2019).
Trong một đánh giá về mối quan hệ giữa HLA và bệnh tật, đề xuất các
biến thể trong biểu hiện HLA do nhiều cơ chế được mô tả ở trên dẫn đến tự
miễn dịch thông qua biểu hiện HLA khơng đủ và xóa khơng hiệu quả các tế
bào T tự hoạt động trong tuyến ức (ví dụ như trong bệnh tiểu đường loại I),
hoặc khả năng chống lại bệnh tật do sự thay đổi trong việc trình bày các
peptide ngoại lai hoặc mật độ protein HLA lớn hơn (Carey et al., 2019).
1.5 Sự đa dạng di truyền của HLA
1.5.1 Gen HLA
Tổng số 3.201 trình tự allele HLA (2.215 ở lớp I và 986 ở lớp II) được
phát hành bởi bản phát hành cơ sở dữ liệu IMmunoGeneTics HLA
16


(IMGT/HLA) 2.22 vào tháng 7 năm 2008. Cơ sở dữ liệu IMGT/HLA là cơ sở
dữ liệu chuyên dụng cho các trình tự HLA. Mười năm trước, số lượng allele
chỉ là 964, nhưng kể từ đó số lượng đã tăng lên theo trình tự allele B200–300
mỗi năm. Trong số 2.176 allele HLA lớp I, 673, 1.077, 360, 9, 21 và 36 allele
được đếm lần lượt trong các gen HLA-A, -B, -C, -E, -F và –G. Các allele
2.110 và 66 lần lượt được đếm trong gen HLA loại I điển hình và khơng điển
hình. Trong số 986 allele HLA lớp II, các allele 3, 669, 34, 93, 27, 128, 4, 7,
12 và 9 được tính trong HLA-DRA, -DRB, -DQA1, -DQB1, -DPA1, -DPB1, các gen DMA, -DMB, -DOA và -DOB tương ứng, với 954 và 32 allele trong

gen HLA loại II điển hình và khơng điển hình. Ngồi ra, 64 và 30 allele được
phát hiện cho gen giống MHC lớp I, MICA và MICB, tương ứng (Shiina et al.,
2009).
Các gen HLA điển hình mã hóa các ortholog ở người trong MHC, trình
bày kháng nguyên peptide tuyến tính cho tế bào lympho T. Các gen HLA là
các gen đa hình nhất trong bộ gen người, với hơn 11.000 biến thể mã hóa
protein được mơ tả. Đa hình trong gen HLA có thể tác động đáng kể đến sự
tương tác với các tế bào T, trình bày các kháng nguyên tự thân và ngoại lai,
HLA biểu hiện trên bề mặt tế bào, làm cơ sở cho khả năng các phân tử HLA
đồng nhất để kích thích các phản ứng miễn dịch qua tế bào lympho T chẳng
hạn như GVHD (Allen et al., 2018)
1.5.2 Microsatellite
Tổng cộng có 1.527 locus microsatellite (846 ở lớp I, 295 ở lớp III và
386 ở lớp II) đã được phát hiện trong trình tự COX-MHC (mã số đăng ký
NT_113891) bởi chương trình Sputnik. Trong số đó, 268 microsatellites (146
ở loại I, 61 ở loại III và 61 ở loại II) đã được phát triển như các dấu hiệu di
truyền. Các dấu hiệu microsatellite đa hình này rất hữu ích cho việc lập bản đồ
chính xác các gen liên quan đến bệnh trong vùng HLA trong liên kết các
nghiên cứu phân tích và liên kết bệnh. Hơn nữa, chúng cung cấp một công cụ
mạnh mẽ để nghiên cứu các sự kiện tái tổ hợp trong khu vực này, góp phần
vào sự đa dạng hóa đơn bội. Thơng tin chi tiết về điểm đánh dấu microsatellite
được cung cấp bởi cơ sở dữ liệu dbMHC của NCBI (Shiina et al., 2009).
1.5.3 SNP
Tổng cộng 60.928 đến 71.569 SNP đã được phát hiện trong một phân
tích theo cặp của năm tổ hợp trình tự gen khác nhau (PGF, Celera, HuRef,
C6_COX và C6_QBL), từ GABBR1 đến KIFC1, bởi dbSNP. Các dấu hiệu
SNP rất hữu ích để xây dựng các dạng đơn bội của HLA và để lập bản đồ
chính xác các gen bị loại bỏ trong vùng HLA. Tính đa dạng của HLA khơng
17

chỉ giới hạn ở các vị trí liên kết với kháng nguyên/thụ thể tế bào T của các
phân tử HLA, mà lan rộng đến các locus xung quanh như là sự đa dạng nhờ
quá giang do tác động tích lũy của sự chọn lọc vượt trội lên các locus
HLA. Điều thú vị là, một số gen liên quan đến bệnh tật, chẳng hạn như viêm
tiểu phế quản lan tỏa, vảy nến vulgaris, viêm khớp dạng thấp và bệnh
sarcoidosis, đã được xác định trong các phân đoạn bị ảnh hưởng bởi sự đa
dạng nhờ quá giang. Nó đã được đưa ra giả thuyết rằng một số allele
bệnh không phải HLA đồng phát triển với các locus HLA được chọn lọc tích
cực có liên quan với tính đa hình có hại trong các locus khơng HLA được chọn
lọc âm tính hoặc trung tính để đáp ứng với các yếu tố chọn lọc, dân số, di
truyền và môi trường khác nhau (Shiina et al., 2009).
1.5.4 Biến dị di truyền
Các biến dị di truyền của HLA được tạo ra bởi số bản sao gen HLA-DRB
ở lớp II hoặc số biến dị sao chép (CNV) của tổ hợp gen RP-C4-CYP21-TNX ở
lớp III trước đây có liên quan đến một số bệnh tự miễn dịch khác nhau. Trước
khi có trình tự siêu locus liên tục, hồn chỉnh của HLA. Các kiểu đơn bội của
HLA-DR bao gồm một số bản sao của các gen mã hóa và khơng mã hóa HLADR. Các trình tự DRB biểu hiện đã được gán cho bốn locus khác nhau, DRB1,
3, 4 và 5. Các allele DRB1 đa hình cao có mặt ở tất cả các dạng đơn bội, trong
khi DRB3, 4 và 5 chỉ có ở một số dạng đơn bội, như vậy các giả hệ HLADRB2 và HLA-DRB6 đến -DRB9. Gen giả HLA-DRB2 thiếu exon 2 và chứa
đoạn 20-nt ở exon 3, điều này đã làm gián đoạn khung đọc dịch mã chính xác.
Các allele HLA-DR phổ biến, các kiểu gen chính và mối liên quan của chúng
với bệnh tật đã được Marsh xem xét. Số lượng bản sao thấp và cao của gen C4
ở vùng lớp III gần đây được liên kết với tư cách là gen nguy cơ và gen bảo vệ,
tương ứng, đối với tính nhạy cảm của bệnh lupus ban đỏ hệ thống (SLE) ở
người Âu Mỹ (Shiina et al., 2009).
Biến dị di truyền chẳng hạn như chèn hoặc xóa (InDel), đảo ngược và
CNV khác, đã được phát hiện trong các nghiên cứu gần đây trên toàn bộ bộ
gen bằng cách lập bản đồ mảng so sánh lai giữa bộ gen, sự sắp xếp cuối
fosmid, sự mâu thuẫn Mendel, sắp xếp 454 cặp kết thúc của trình tự đọc, chip

SNP và ánh xạ tính tốn của các dấu vết tái trình tự. Từ Cơ sở dữ liệu về các
biến thể gen, 181 biến thể (50 InDels, 1 đảo ngược và 130 CNV) được phát
hiện ở 49 vị trí bộ gen của vùng HLA, đặc biệt là trong vùng gen HLA loại I
và II và một phần của vùng loại III. Một số InDels là các phần tử lặp lại, chẳng
hạn như Alu, HERV, L1 và SVA, hoặc được tạo ra do ảnh hưởng của các phần
tử lặp lại (Shiina et al., 2009).

18


1.6 Điều hòa gen HLA bằng cơ chế biểu sinh
Lĩnh vực di truyền biểu sinh phát triển nhanh chóng giải mã sự giao nhau
phức tạp giữa các yếu tố di truyền và tiếp xúc với môi trường. Các cơ chế biểu
sinh chính bao gồm methyl hóa DNA, sửa đổi histone và RNA khơng mã hóa
(microRNA, miRNA). Trong bối cảnh của HLA, các trình tự khơng mã hóa từ
các vùng HLA, đặc biệt là các vùng tăng cường điều hòa, vùng khởi động và
vùng chưa được dịch mã (5'- và 3'-UTRs) có thể tạo thành một kho lưu trữ cho
các yếu tố không di truyền hoạt động như các cơ quan điều hòa biểu sinh của
các gen HLA. Về cơ bản, các yếu tố điều hịa có các vị trí liên kết CpG và
miRNA khác nhau, trong khi các biến đổi histone được tạo ra bởi các enzyme
hoặc phức hợp protein cụ thể. Điều thú vị là, HLA là một trong những vùng
đầu tiên được khám phá để xác định cấu hình methyl hóa, vùng HLA có thể
được phân tích cho cả đặc điểm di truyền và biểu sinh. Bằng chứng về sự tham
gia của q trình methyl hóa DNA trong quy định gen HLA được minh chứng
bằng quan sát rằng sự methyl hóa cao của vùng promoter HLA-A tương quan
với mức độ biểu hiện gen giảm. Methyl hóa cũng gây ra tác động đến khoảng
cách gen dài, vì ba vị trí CpG trong vùng mã hóa HLA-DQB1 được liên kết
(khơng liên kết) với vùng khởi động của HLA-F. Hơn nữa, gen HLA-DQB1 bị
hypermethyl hóa ở bệnh nhân lao có liên quan đến việc giảm biểu hiện của
gen HLA-lớp II. Quá trình acetyl hóa và methyl hóa histone có thể kích hoạt

biểu hiện gen HLA-DRA thông qua nhiều phức hợp của histone lysine
acetyltransferase (KAT) và histone lysine methyltransferase (KMT) tương
ứng, trong một chất chuyển hóa lớp II (CIITA) theo cách độc lập hoặc phụ
thuộc. Sự biến đổi trình tự UTRs có thể là một yếu tố dự báo khuynh hướng di
truyền của một cá nhân để biểu hiện các mức HLA-G khác nhau như được báo
cáo trong một số nghiên cứu. Trong bối cảnh này, q trình methyl hóa HLAG 5'-UTR có liên quan đến sự im lặng của gen HLA-G và HLA-G 3'-UTR với
SNP rs1063320 phổ biến đã được báo cáo để điều chỉnh liên kết của miRNA148/152 họ và ngăn chặn biểu hiện HLA-G hòa tan trong bệnh hen suyễn
(Kishore and Petrek, 2018).
Cuối cùng, trong bối cảnh của HLA, đã có báo cáo về sự tham gia của
một cơ chế biểu sinh khác - miRNA khơng mã hóa chuỗi ngắn. Thứ nhất, bản
thân sự biểu hiện của miRNA có thể bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của SNPs
(miRSNP) trong vùng hạt giống, cuối cùng điều này sẽ điều chỉnh biểu hiện
gen mục tiêu. Tương tự, sự biến đổi di truyền trong HLA-A 3'-UTR xa (chèn
100 bp) ảnh hưởng đến protein liên kết RNA Syncrip đã được chứng minh là
điều chỉnh biểu hiện sau phiên mã của protein HLA-A. Tác động phối hợp
giữa q trình methyl hóa và biến đổi bộ gen (chèn 14 bp) trong HLA-G 3'19