全 文 ：第24卷 第6期
2012年6月
生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
Vol. 24, No. 6
Jun., 2012
文章编号：1004-0374(2012)06-0578-05
HLA-F研究进展
徐丹萍，林爱芬，颜卫华*
(温州医学院附属浙江省台州医院中心实验室，临海 317000)
摘　要：人类白细胞抗原 (human leucocyte antigen, HLA)复合体是人体中基因多态性最高的基因复合体，
其多态性与疾病遗传易感性显著相关。人类白细胞抗原 -F (human leucocyte antigen-F, HLA-F)属于非经
典 HLA I类分子中的一员，与 HLA-E、-G在结构上十分相似，具有有限的多态性。近年来多数学者聚焦
于 HLA-F基因转录及分子表达调控、HLA-F表达与临床相关性及 HLA-F抗体研制，且取得了重要成果。
就 HLA-F的研究进展作一综述。
关键词：HLA-F；调控；基因多态性
中图分类号：R392.1 文献标志码：A
Research advances of HLA-F
XU Dan-Ping, LIN Ai-Fen, YAN Wei-Hua*
(Laboratory Center, Wenzhou Medical College affiliated Taizhou Hospital of Zhejiang Province, Linhai 317000, China)
Abstract: Human leukocyte antigen complex with the highest gene polymorphisms in human, is significantly
associated with genetic susceptibility to diseases. Human leukocyte antigen-F belongs to the non-classical HLA I
molecules. HLA-F, HLA-E and HLA-G have a similar structure and a limited polymorphism. In recent years,
transcription regulation of HLA-F, expression regulation of HLA-F in cell surface, clinical relevance of HLA-F and
the preparation of anti-HLA-F, are widely studied and have achieved important results. In the present review, the
research advances on HLA-F are discussed.
Key words: HLA-F; regulation; gene polymorphism
收稿日期：2012-03-08； 修回日期：2012-04-11
基金项目：国家自然科学基金项目(31170879，81-
102218)
*通信作者：E-mail：yanwhcom@yahoo.com
人类白细胞抗原 (human leucocyte antigen, HLA)
系统是目前所知人体最复杂的遗传多态系统，包括
I类抗原和 II类抗原。HLA I类抗原又分为两种：
经典 HLA I类 (HLA Ia)分子 (HLA-A、-B、-C)和
非经典 HLA I类 (HLA Ib)分子 (HLA-E、-F、-G)。
HLA Ib类分子较 HLA Ia分子具有较低的基因多态
性和有限的组织分布。到目前为止，研究最深入的
是 HLA-G分子，包括膜结合型 (mHLA-G)及可溶
性 (sHLA-G)两种分子表达形式，在母胎免疫、感
染、自身免疫病及肿瘤的发生发展中均有重要意
义 [1]。其次是 HLA-E分子，能在细胞表面表达且
发挥免疫抑制功能，而有关HLA-F的研究相对较少。
本文就 HLA-F的研究进展作一综述。
1　HLA-F结构和受体
1990年，Geraghty等 [2]从 B-LCL721.221细胞
系中抽提出位于人类 6号染色体短臂上的第三个
HLA Ib类分子，并将其称为人类白细胞抗原 -F
(human leucocyte antigen-F, HLA-F)。HLA-F基因全
长 5.4 kb，因此也称为 HLA-5.4，与 HLA-A2结构
具有相似性。HLA-F基因由 8个外显子和 7个内含
子组成：外显子 1编码信号肽，外显子 2~4分别编
徐丹萍，等：HLA-F研究进展第6期 579
码 HLA-F蛋白胞外的 α1~α3 结构域，外显子 5编
码跨膜区，外显子 6~7编码胞内区，而外显子 8是
一段 3非翻译区 (3 untranslated regions, 3UTR)(图
1)。其中内含子 6的最后 2个碱基是 AA，不符合
GT-AG的剪切原则以致外显子 7可被剪切出去，而
产生较其他 HLA I类分子短的细胞质尾 [2]。HLA-F
初始转录产物经选择性剪切产生 3种 mRNA异构
体。由全长 HLA-F mRNA编码的 HLA-F分子胞外
区包括 α1、α2 和 α3 结构域，其中 α3 结构域高
度保守，与 15号染色体编码的 β2微球蛋白 (β2-
micro-globulin, α2m)非共价结合 [2]。在染色体上，
HLA-F基因相较于其他 HLA I类基因更靠近末端
着丝粒，其 3UTR的前 32 bp与其他 HLA I类基因
的 3UTR前 32 bp同源 [2]。
到目前为止，能够识别 HLA-F的受体尚不清
楚。Lepin等 [3]用重组 HLA-F四聚体 (即 HLA-F、
β2m、TAP和肽 )与健康个体的外周血单核细胞
(PBMC)相互作用，结果发现 CD19+和 CD14+的细
胞 (表达 ILT2和 ILT4)与重组 HLA-F四聚体结合，
而 T细胞和 NK细胞未能与其结合。HLA-F四聚体
能够结合到转染了 ILT的细胞，且此过程能够被
抗体 28C2(抗 ILT2和 ILT4)所抑制，提示 ILT2和
ILT4可能是 HLA-F的受体。而 HLA-F不能与转染
了NK细胞受体CD94/NKG2A的细胞结合 [3]。此外，
NK细胞与 B淋巴细胞表面同样表达 ILT2受体，却
不与 HLA-F发生作用，这可能是由于 PBMC上的
ILT2受体构象改变、糖基化或者结合了其他分子，
或因 HLA-F四聚体的局限性，如某些配体的低水
平表达或亲和力不足等原因所致 [4]。
2　HLA-F多态性研究
HLA-F与 HLA-E、-G在结构上十分相似，且
具有有限的多态性。到目前为止，已被WHO命名
委员会正式命名的 HLA-F等位基因仅 22个，所编
码的蛋白质序列仅 4种 (http://hla.alleles.org/nomenc-
lature/stats.html)。1994 年，Raha-Chowdhury 等 [5]
发现在 HLA-F的 5端非翻译区 (5UTR)存在 3个
核苷酸重复单元构成的微卫星，随后 Fullan和
Thomas[6]在 HLA-F区域发现了双核苷酸重复序列
多态性。Raha-Chowdhury等 [7]又对血色素沉着病
患者进行研究，发现 HLA-F的 5UTR存在一个多
嘌呤区段，包含了三核苷酸或六核苷酸模体的高
度多态性标记 (highly polymorphic marker)。Uchigiri
等 [8]用单链构象多态性 (single-strand conformation
polymor-phism, SSCP)检测 HLA-F基因外显子 3多
态性，发现有一个构象不同。经测序发现外显子 3
图1 HLA-F基因结构、选择性剪切异构体以及HLA-F蛋白
生命科学 第24卷580
第 28位氨基酸残基发生同义突变 (TAC突变为
TAA)，该突变在日本献血员群体中的基因频率是
0.56% [2/(177*2)]。Kunishima等 [9]也用 SSCP的方
法对 HLA-F的外显子 2和外显子 3进行检测，发
现 α1结构域的第 67位残基 (+1243位 )发生同义突
变 (GCC突变为 GCG)。用限制性片段长度多态性
(restriction fragment length polymorphism，RFLP)检
测 50个日本人发现 +1243G等位基因频率为 1%。
2004年，He等 [10]发现在中国汉族人群中存在一种
新的等位基因 HLA-F*010102，与 HLA-F*010101
只在外显子 1的最后部分发生同义突变 (GCG突变
成 GCA)。
3　HLA-F表达调控
3.1　HLA-F转录调控
MHC I类分子启动子上游存在 3个比较保守的
序列与转录相关：增强子 A(enhancer A)、干扰素刺
激反应元件 (IFN-stimulated response element，ISRE)
和 SXY模块 (SXY module)[11-12](图 2)。增强子 A是
转录调控因子 NF-κB/Rel家族 (P50、P65、 P52、 c-Rel
和 RelB)的结合位点。增强子 A可以与 NF-κB/Rel
家族、高迁移率蛋白 I(Y)(HMP I(Y))以及属于转录
因子的亮氨酸锌指家族蛋白结合，诱导基因转录。
增强子 A有 2个位点 (κB1、κB2)，这 2个位点在
HLA基因中的序列不同，且与反式作用因子的结合
效率也不一样 [13]。HLA-A有 2个 κB位点，都能与
NF-κB/Rel家族结合，促进转录； HLA-B只有 κB1
位点与 NF-κB/Rel家族中的 P50、P65、c-Rel结合，
从而诱导 κB2与 Sp1的结合，促进基因转录；而
HLA-F的 κB1位点也能与 NF-κB/Rel家族中的 P50、
P65、c-Rel结合，但其不能诱导其他蛋白与 κB2的
结合而促进转录。干扰素刺激反应元件 (ISRE)是
IRF的结合位点，通过 IFN诱导MHC I类分子转录。
所有经典 HLA I类分子的 ISRE都能通过 IFN-γ诱
导转录，而非经典 HLA I类分子中只有 HLA-F的
ISRE能通过 IFN-γ诱导转录，且 IRF-1能结合于此
位点 [14]。同时，Wainwright等 [15]也证实 IFN-γ能
够诱导 HLA-F的转录和蛋白表达。SXY模块包含
X1、X2和Y框，分别与RFX因子 (RFX5、-AP、-ANK/
B)、X2-BP/ATF/CREB因子和 NFY因子结合。主
控因子 CIITA(class II transactivator)组成性地表达于
抗原递呈细胞，且 IFN-γ能诱导其在其他细胞表
面表达，同时 CIITA在 SXY模块中起着关键作用。
Rousseau等 [12]证实在 B细胞系中 RFX5会集合到
HLA-F和 HLA-E的启动子区促进转录。在 RFX5
缺失的 SJO B细胞系中 HLA-F转录水平显著性地
低于转染 RFX5基因的同种细胞系，而 CIITA基因
缺失与否对 HLA-F的转录水平影响不大 [12]。
3.2　HLA-F细胞表面表达调控
MHC I类分子进入内质网 (ER)后，需结合各
种分子伴侣 (tapasin、calreticulin、calnexin等 )，然
后与肽、TAP装载在一起转运到高尔基体 (Golgi)，
最后转运到细胞表面。而Goodridge等 [16]发现HLA-F
表达于细胞表面不需要结合肽，但与MHC I类分
子重链结合相关。MHC I类分子重链只与 HLA-F
开放构象结合，不与 HLA-F三聚体结合，干扰
MHC I类分子重链结构能够下调 HLA-F的表达 [16]。
Wainwright等 [15]研究发现 HLA-F抗原是一种没有
肽的异源二聚体结构，同时至少与 I类分子组装过
程中的 2种成分相关：calreticulin和 TAP。HLA-F抗
原特殊的肽结合凹槽及胞内定位可能限制其与某
一类限定的肽结合。Lee和 Geraghty[17]的研究表明，
HLA-F在细胞表面的表达部分依赖于 tapasin，但完
全与 TAP 无关，在 TAP 缺失的细胞表面仍能检
测到 HLA-F分子。2006年，Boyle等 [18]研究发现，
HLA-F能够被转运出内质网 (ER)完全依赖于其细
胞质尾，且此过程需要 2个转运模体：RxR模体结
合到 14-3-3蛋白和 HLA-F的 C端缬氨酸与 COP II
相互作用。尽管 HLA I类分子缺乏细胞质尾也能转
运出 ER，但是 HLA-F是完全依赖于细胞质尾才被
转运。研究发现，目前公认的仅 EBV转染的 B淋
巴细胞系能在细胞表面表达 HLA-F抗原。HLA-F
图2 MHC I类分子启动子区的顺式调节元件和反式调节因子[12]
徐丹萍，等：HLA-F研究进展第6期 581
能在 B淋巴细胞的胞内表达，体外转染的 EBV病
毒在细胞内增殖可能改变了 HLA-F的结构，从而
使 HLA-F抗原转运到细胞表面 [18-19]。
4　HLA-F的表达与临床相关性
HLA-F分子表达与 HLA-G分子类似，具有组
织局限性。1990年，Geraghty等 [2]发现HLA-F mRNA
在 B淋巴细胞系、静止 T细胞和皮肤癌组织内表达，
而在肝癌组织和 T淋巴细胞系Molt-4中却不表达。
同年，Lury等 [20]也在 B细胞系、外周血淋巴细胞
中发现 HLA-F mRNA的表达，而 T淋巴细胞系中
却未表达。Houlihan等 [21]采用 RT-PCR、Northern
blot分析和寡核苷酸特异性探针杂交等方法发现，
在胎儿肝脏有 HLA-F mRNA的表达。Noguchi等 [22]
对多种肿瘤细胞系进行 RT-PCR检测，发现 293、
Capan-2、DLD-1、DU145、Hym2C1R、MDA-
MB-231、SKWS、TSU-Pr1、WiDr、C1R等均能检
测到 HLA-F mRNA的表达。
随着 HLA-F单克隆抗体的出现，针对 HLA-F
蛋白表达的研究逐渐增多。Wainwright等 [15]通过
HLA-F合成肽产生识别 HLA-F α1结构域的单抗，
检测出外周血 B淋巴细胞、B淋巴细胞系、含有 B
淋巴细胞的组织 (扁桃体、胎儿肝脏和一些 B淋巴
细胞发育位点 )胞内表达 HLA-F抗原。同时发现用
IFN-γ刺激可以增加 B-LCL721.221和 B-LCL HOM-2
细胞系中 HLA-F蛋白表达 [15]。同年，Lepin等 [3]发
现 HLA-F和 β2m基因分别重组表达于 Escherichia
coli的产物能结合成稳定的复合物。纯化后经免疫
HLA-B27和 β2m转基因 Balb/c小鼠得到抗 HLA-F
的单克隆抗体 (FG1)，并对各种细胞系和组织中
HLA-F的表达进行了检测，发现皮肤 T细胞系
HUT78和 LCL721.221表达 HLA-F，而 Jurkat、U937、
K562、RH-30、KMH2、REH、THIEL、A431和Nalm-1
却不表达；在组织上发现扁桃体、脾和胸腺组织的
细胞内表达 HLA-F，而细胞表面却不表达。2003年，
Lee和 Geraghty[17]用 HLA-F重链免疫 HLA-B27转
基因鼠产生抗 HLA-F的单克隆抗体 (3D11、4A11
和 3D12)，发现在膀胱、皮肤、肝细胞系和 B淋巴
细胞系胞内均表达 HLA-F，而 EBV转染的 B细胞
和一些单核细胞表面能检测到 HLA-F的表达。此
外，还发现在非胎儿衍生的细胞内表达 HLA-F，以
及侵入母体蜕膜的绒毛膜外滋养层的细胞表面表达
HLA-F抗原 [23]。
目前，有关 HLA-F的临床相关性研究还处于
初始阶段。Noguchi等 [22]对正常人和肿瘤患者的血
清中 HLA-F的抗体进行检测，发现正常人的血清
中无该种抗体存在，而在约 60% (26/42)的肿瘤患
者血清中存在 HLA-F抗体，推测 HLA-F抗体可能
是肿瘤患者的一种诊断标志物。Shobu等 [24]运用免
疫荧光染色和流式细胞术检测妊娠过程中母体蜕膜
滋养层细胞中 HLA-F蛋白表达情况，发现在怀孕
前 3个月，HLA-F在胞内表达；在妊娠中期和晚期，
随着 HLA-F蛋白表达量增加，在细胞表面也能检
测到 HLA-F的表达 (使用 3D11抗体检测 )，表明
HLA-F为胎儿成长创造有利环境。同年，Nagamatsu
等 [19]也做了类似的实验，以 EBV转染的 B细胞作
为阳性对照，用 3D11抗体检测绒毛膜外滋养层
(extravilloustrophoblast, EVT)细胞内和细胞表面HLA-F
的表达情况，结果表明只有 EVT胞内表达 HLA-F
蛋白。近来，Lee等 [25]经Western blot检测静止淋
巴细胞 (B、T、NK和单核细胞 ) HLA-F表达情况，
发现所有静止淋巴细胞胞内均表达 HLA-F抗原。
且淋巴细胞活化后 3 d，胞内 HLA-F蛋白总量不变，
但所有淋巴细胞表面均能检测到 HLA-F抗原 (使用
4A11、3D11检测 )。动态观察 HLA-F抗原在 CD3+-
CD8+ T淋巴细胞表面的表达情况发现，在活化后
30 min即能检测到 HLA-F抗原，3 h后表达量上调；
随着时间的增加，细胞表面表达量增多 (此次实验
刺激时间最长 15 d)；重新静止活化后的 T淋巴细
胞 7 d，在细胞表面未能检测到 HLA-F抗原。此外，
Lin等 [26]用免疫组织化学的方法对原发性非小细胞
肺癌 (non-small-cell lung cancer，NSCLC)患者组织
进行研究发现，24.1%(20/83)的 NSCLC患者组织
表达 HLA-F抗原，但癌旁正常肺癌组织不表达，
且 HLA-F抗原表达与临床参数 (病人年龄、性别、
肿瘤组织类型、肿瘤分化时期及 TNM分期 )无显
著相关性。同时患者生存分析表明，HLA-F表达提
示 NSCLC患者预后不良。
5　结语
非经典 HLA I类分子包括 HLA-E、HLA-F和
HLA-G。HLA-G与 HLA-E的结构、受体以及生物
学功能都已经比较明确。HLA-G分子在母胎免疫、
感染、自身免疫病及肿瘤的发生发展中发挥重要的
作用。HLA-E分子能在细胞表面表达且发挥免疫
抑制功能，目前对该基因及其分子功能研究尚不深
入，但其表达有独特性，其潜在功能值得深入研究。
虽然已经研制出了多种 HLA-F特异性抗体 (FG1、
生命科学 第24卷582
3D11、4A11和 3D12)，但均未商品化，这可能是
限制 HLA-F研究的因素之一。深入了解 HLA-F分
子结构、受体及其作用机制、潜在的生物学功能及
恶性肿瘤组织表达情况，将有助于开拓对肿瘤进行
基础研究和临床治疗的思路。
[参 考 文 献]
[1] Yan WH. Human leukocyte antigen-G in cancer: are they
clinically relevant? Cancer Lett, 2011, 311: 123-30
[2] Geraghty DE, Wei XH, Orr HT, et al. Human leukocyte
antigen F (HLA-F). An expressed HLA gene composed of
a class I coding sequence linked to a novel transcribed
repetitive element. J Exp Med, 1990, 171: 1-18
[3] Lepin EJ, Bastin JM, Allan DS, et al. Functional characteriza-
tion of HLA-F and binding of HLA-F tetramers to ILT2
and ILT4 receptors. Eur J Immunol, 2000, 30: 3552-61
[4] Allan DS, Lepin EJ, Braud VM, et al. Tetrameric
complexes of HLA-E, HLA-F, and HLA-G. J Immunol
Methods, 2002, 268: 43-50
[5] Raha-Chowdhury R, Tigue NJ, Worwood M. Trinucleotide
repeat microsatellite in the 5 untranslated region of
HLA-F. Hum Mol Genet, 1994, 3: 2084
[6] Fullan A, Thomas W. A polymorphic dinucleotide repeat
at the human HLA-F locus. Hum Mol Genet, 1994, 3:
2266
[7] Raha-Chowdhury R, Bowen DJ, Worwood M. A new
highly polymorphic marker in the 5 untranslated region of
HLA-F shows strong allelic association with haemo-
chromatosis. Hum Genet, 1996, 97: 228-31
[8] Uchigiri C, Mizuno S, Wada K, et al. An identification of
the HLA-F null allele in Japanese. Immunogenetics, 1997,
45: 466-7
[9] Kunishima S, Nagae M, Mizuno S, et al. A new polymor-
phism in the HLA-F gene (67Ala[GCC] to Ala[GCG]).
Immunogenetics, 1999, 49: 147-8
[10] He X, Xu L, Liu Y, et al. Identification of a novel HLA-F
allele - HLA-F*010102. Tissue Antigens, 2004, 63: 181-3
[11] Gobin SJ, van den Elsen PJ. Transcriptional regulation of
the MHC class Ib genes HLA-E, HLA-F, and HLA-G.
Hum Immunol, 2000, 61: 1102-7
[12] Rousseau P, Masternak K, Krawczyk M, et al. In vivo,
RFX5 binds differently to the human leucocyte antigen-E,
-F, and -G gene promoters and participates in HLA class I
protein expression in a cell type-dependent manner.
Immunology, 2004, 111: 53-65
[13] Gobin SJ, Keijsers V, van Zutphen M, et al. The role of
enhancer A in the locus-specific transactivation of classical
and nonclassical HLA class I genes by nuclear factor
kappa B. J Immunol, 1998, 161: 2276-83
[14] Gobin SJ, van Zutphen M, Woltman AM, et al .
Transactivation of classical and nonclassical HLA class I
genes through the IFN-stimulated response element. J
Immunol, 1999, 163: 1428-34
[15] Wainwright SD, Biro PA, Holmes CH. HLA-F is a
predominantly empty, intracellular, TAP-associated MHC
class Ib protein with a restricted expression pattern. J
Immunol, 2000, 164: 319-28
[16] Goodridge JP, Burian A, Lee N, et al. HLA-F complex
without peptide binds to MHC class I protein in the open
conformer form. J Immunol, 2010, 184: 6199-208
[17] Lee N, Geraghty DE. HLA-F surface expression on B cell
and monocyte cell lines is partially independent from
tapasin and completely independent from TAP. J Immunol,
2003, 171: 5264-71
[18] Boyle LH, Gillingham AK, Munro S, et al. Selective
export of HLA-F by its cytoplasmic tail. J Immunol, 2006,
176: 6464-72
[19] Nagamatsu T, Fujii T, Matsumoto J, et al. Human
leukocyte antigen F protein is expressed in the extra-
villous trophoblasts but not on the cell surface of them.
Am J Reprod Immunol, 2006, 56: 172-7
[20] Lury D, Epstein H, Holmes N. The human class I MHC
gene HLA-F is expressed in lymphocytes. Int Immunol,
1990, 2: 531-7
[21] Houlihan JM, Biro PA, Fergar-Payne A, et al. Evidence
for the expression of non-HLA-A, -B, -C class I genes in
the human fetal liver. J Immunol, 1992, 149: 668-75
[22] Noguchi K, Isogai M, Kuwada E, et al. Detection of anti-
HLA-F antibodies in sera from cancer patients. Anticancer
Res, 2004, 24: 3387-92
[23] Ishitani A, Sageshima N, Lee N, et al. Protein expression
and peptide binding suggest unique and interacting
functional roles for HLA-E, F, and G in maternal-placental
immune recognition. J Immunol, 2003, 171: 1376-84
[24] Shobu T, Sageshima N, Tokui H, et al. The surface
expression of HLA-F on decidual trophoblasts increases
from mid to term gestation. J Reprod Immunol, 2006, 72:
18-32
[25] Lee N, Ishitani A, Geraghty DE. HLA-F is a surface
marker on activated lymphocytes. Eur J Immunol, 2010,
40: 2308-18
[26] Lin A, Zhang X, Ruan YY, et al. HLA-F expression is a
prognostic factor in patients with non-small-cell lung
cancer. Lung Cancer, 2011,74(3): 504-9