醫(yī)學(xué)免疫學(xué)第六版9 B淋巴細(xì)胞

第九章

B淋巴細(xì)胞

B淋巴細(xì)胞(Blymphocyte)簡(jiǎn)稱B細(xì)胞，是由哺乳動(dòng)物骨髓或鳥類法氏囊中的淋巴樣干細(xì)胞分化成熟而來(lái)。成熟B淋巴細(xì)胞位于外周免疫器官淋巴濾泡區(qū)。正常外周血中B細(xì)胞含量較少，約占淋巴細(xì)胞總數(shù)的20％。B細(xì)胞表面的多種膜分子具有重要功能。適應(yīng)性免疫細(xì)胞：B細(xì)胞負(fù)責(zé)體液免疫、抗原遞呈功能、(參與抗細(xì)胞外感染微生物、速發(fā)型變態(tài)反應(yīng)、溶細(xì)胞型變態(tài)反應(yīng)、免疫復(fù)合物型變態(tài)反應(yīng))3B細(xì)胞形態(tài)4主要內(nèi)容B細(xì)胞的分化發(fā)育B淋巴細(xì)胞表面分子及其作用B淋巴細(xì)胞分類B淋巴細(xì)胞功能5第一節(jié)B細(xì)胞的分化發(fā)育骨髓是各類血細(xì)胞和免疫細(xì)胞發(fā)生的場(chǎng)所,也是B淋巴細(xì)胞分化成熟的場(chǎng)所;骨髓基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的黏附分子及其分泌的細(xì)胞因子為造血干細(xì)胞的發(fā)育分化提供重要的微環(huán)境---？？？6B細(xì)胞在骨髓中分化發(fā)育成熟主要事件：功能性BCR表達(dá)自身免疫耐受7編碼BCR的基因以分割的、數(shù)量眾多的基因片段的形式存在。Heavychain重鏈--14#染色體長(zhǎng)臂Lightchain輕鏈λ--22#染色體長(zhǎng)臂

κ--2#染色體短臂（一）BCR基因結(jié)構(gòu)及其重排1.BCR胚系基因結(jié)構(gòu)8V區(qū)基因和C區(qū)編碼基因:κ和λ輕鏈含有V、J、C三種片段，重鏈家族由V、D、J和C四種不同的基因片段所組成.VDJCVJC14#λ--22#κ--2#9重鏈基因（H）重鏈基因：位于第14號(hào)染色體，包括重鏈V區(qū)基因和C區(qū)基因

V區(qū)基因:可變區(qū)基因（Variabelsegment）簡(jiǎn)稱VH

（45）多樣性基因（Diversitysegment）簡(jiǎn)稱DH（23）連接基因（Joiningsegment）簡(jiǎn)稱JH（6）

C區(qū)基因（Constant）簡(jiǎn)稱CH（9）35，LVH1LVHn

DH1-nJH1JH4CμCδCγ3Cγ1Cα1Cγ2Cγ4CεCα2

10κ鏈DNA結(jié)構(gòu)Igκ鏈基因位于第2對(duì)染色體，Vκ基因有40個(gè)，有5個(gè)J基因，只有1個(gè)Cκ基因。11λ鏈DNA

5,

LVλ1LVλ2LVλ3LVλnJλ1Cλ1

Jλ2Cλ2

Jλ3Cλ33,

Igλ鏈基因位于第22對(duì)染色體上，Vλ大約是60個(gè)（30個(gè)功能性基因），Cλ至少有6個(gè)等位基因，每個(gè)功能的Cλ基因之間有一個(gè)相關(guān)的Jλ基因，組成Jλ-Cλ對(duì)。12Hchain:14chromosome

lightchain:2chromosome

lightchain:22chromosome13

在B細(xì)胞發(fā)育分化過程中，BCR（Ig）V區(qū)編碼基因?qū)l(fā)生順序性重排。首先是重鏈V區(qū)重排，然后是輕鏈V區(qū)重排。

2.BCR基因重排及其機(jī)制Ig基因重排：基因片段的組合連接14Ig基因重排胚系狀態(tài)下的Ig基因在基因組中以基因簇的形式存在（有眾多個(gè)V、D、J基因片段）,B細(xì)胞成熟過程中，Ig基因片段經(jīng)重排后方能表達(dá)為功能性的Ig故在形成一個(gè)功能性基因之前必須在基因庫(kù)中選擇出單一基因片段，發(fā)生基因重排過程。15基因重排的方式：重排的方式：通過一組重組酶識(shí)別V、D、J

基因片段兩側(cè)的保守序列——重組信號(hào)序列（rearrangementsignalsequence,RSS)。切斷以及修復(fù)DNA16在成熟Ig基因的產(chǎn)生過程中，Ig基因的重排須遵守一定順序，先V-J或DJ-VDJ連接，然后由V-J或VDJ與C區(qū)基因連接。L鏈的V-J和重鏈VDJ的連接都是在DNA水平發(fā)生，均由重組酶介導(dǎo)。重組酶：包括識(shí)別RSS和七聚體及基因片段間的酶，它是有重組激活基因（RAG）編碼。RAG-1和RAG-2只在不成熟的淋巴細(xì)胞中起作用，因此，成熟淋巴細(xì)胞不再進(jìn)行IgV區(qū)基因的重排。17只有經(jīng)過重排的B細(xì)胞才成為成熟型B細(xì)胞。每個(gè)成熟的B細(xì)胞只含有一種功能性VH和VL(λ或κ)，其細(xì)胞膜表面表達(dá)膜型Ig，只能與一種抗原表位相互作用。18重組酶（recombinationenzymes）DNA外切酶(（DNAexonuclease)DNA合成酶（DNAsynthetase）重組激活酶（recombinationactivatinggene(enzymes)(RAG)）末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶(terminaldeoxynucleotidyltransferase,TdT)基因重排所需的酶19重組信號(hào)序列（RSS）1.5’--CACAGTG-12-ACAAAAACC--3’2.5’--ACAAAAACC-23-CACAGTG--3’七聚體九聚體12九聚體七聚體2312-23規(guī)則（rule）2012-23規(guī)則：在重組酶識(shí)別和作用下，帶有12bP-RSS的基因片段只能和帶有23-bP-RSS的基因片段相結(jié)合，這種現(xiàn)象稱為12-23規(guī)則，它保證基因片段之間的正確重組和連接。

7核苷酸CACAGTGACAAAAACC12V23VCACAGTGGGTTTTTGT23V1212

23

J

12J

23

J

D

Ig基因的重信號(hào)序列IGKIGLIGH

9核苷酸

9核苷酸

7核苷酸12-23規(guī)則：在重組酶(RAG)的識(shí)別下，帶有12bp間隔序列的RSS片段只能與帶有23bp間隔序列的片段相結(jié)合，以保證V、（D）、J之間的正確重排。

Ig基因重排序列CCAAAAACAGGTTTTTGTD4

D3D23J1

CACTGTG

CTGACAC

D1

D2

J2

J3

C

5'

3'剪切12bp23bp一個(gè)D（如D2）和一個(gè)J（如J2）基因片段通過其兩側(cè)的23bp-RSS和12bp-RSS被拉攏在一起。它們之間的DNA片段形成環(huán)狀并被剪除，D2和J2之間被修復(fù)酶連接在一起。環(huán)出“12-23”規(guī)則VLLVVL9Nt9Nt12Nt23Nt7Nt7NtVJ

La)RAG1/RAG2識(shí)別的二級(jí)結(jié)構(gòu)?不同的V片段與J-C的重組（H鏈V與D、D與J-C）－－導(dǎo)致Ig多樣性重組激活酶RAG1,225末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶（terminaldeoxynucleotidyltransferase,TdT）TdTDt/A/C/GTPDt/A/C/GTPAGCTAGCTAG連接酶隨機(jī)核苷酸加減CTAGAGCTAG26VDJCVDJCVDJCAAAAAAPre-mRNAmRNABCR的基因重排及其機(jī)制（heavychain)27一個(gè)B細(xì)胞克隆只表達(dá)一種BCR，只分泌一種抗體。等位排斥：B細(xì)胞中一條染色體上的重鏈或輕鏈基因重排成功后，抑制另一條同源染色體上重鏈或輕鏈基因的重排。同種型排斥：k輕鏈基因重排成功后抑制λ輕鏈基因的重排2.等位排斥和同型排斥28一組合造成的多樣性二連接造成的多樣性三受體編輯四體細(xì)胞高頻突變?cè)斐傻亩鄻有裕ǘ┛乖R(shí)別受體多樣性產(chǎn)生機(jī)制29組合包括：眾多V基因片段的組合由于胚系基因有眾多的V、D、J基因片段，而重組只能有一個(gè)片段參與組合，就可以組合成各種功能性V基因。如：人的VH基因可以有40X25X6=6000種，Vκ基因有40X5=200種，Vλ基因有30X4=120種輕鏈和重鏈的V組合：可以有320X6000=1.9X106種30Ig基因片段之間的連接往往有插入、替換或缺失核苷酸的情況發(fā)生，從而產(chǎn)生新的序列，稱為連接多樣性。密碼子錯(cuò)位：待連接DNA斷段替換或缺失3N個(gè)核苷酸?？蚣芤莆唬禾鎿Q或缺失非3n個(gè)核苷酸。N序列插入：TDT酶加入N核苷酸

N核苷酸只插入在VH的V-D-J基因片段連接造成的多樣性31一些完成基因重排并成功表達(dá)BCR的B細(xì)胞識(shí)別自身抗原后未被克隆清除，而是發(fā)生RAG基因重新活化，導(dǎo)致輕鏈VJ再次重排，合成新的輕鏈，代替自身反應(yīng)性輕鏈，從而使BCR獲得新的特異性。受體編輯receptorediting32成熟B細(xì)胞重排過的基因可發(fā)生高頻突變，只發(fā)生在抗原刺激后和在外周淋巴器官的生發(fā)中心。主要方式是點(diǎn)突變，突變后的CDR中的某些分子和抗原結(jié)合的親和力比原來(lái)的分子要強(qiáng)，因此，在抗原免疫后會(huì)產(chǎn)生抗體的親和力成熟的現(xiàn)象。也就是在免疫應(yīng)答中，再次免疫比初次免疫產(chǎn)生的抗體親和力高，這是在生發(fā)中心抗原對(duì)高頻突變的B細(xì)胞選擇的結(jié)果。體細(xì)胞高頻突變?cè)斐傻亩鄻有?SomaticHypermutation)

發(fā)生在B細(xì)胞活化增生=>基因突變(Vdomain)

-增加Ab對(duì)Ag親和力=>Affinitymaturation33抗體多樣性產(chǎn)生的機(jī)制IgHIgκIgλV(D)J基因片段的組合VDJVXDXJ40256600040052003004120輕鏈和重鏈的組合320X6000=1.9X106不準(zhǔn)確的連接多樣性增加100倍

N核苷酸插入多樣性增加300倍多樣性預(yù)期~1011體細(xì)胞突變

IgH基因突變率是其它基因的百萬(wàn)倍以上，顯著增加了抗體分子的多樣性及其與抗體的親和力34Ig多樣性的意義：1.生物體的基因庫(kù)中僅儲(chǔ)存少量的信息，即可對(duì)付自然界千變?nèi)f化的抗原刺激。2.了解Ig多樣性的產(chǎn)生機(jī)制，利用分子生物學(xué)技術(shù)，用少量的基因片段組合成千變?nèi)f化的特異性抗體的可變區(qū)。35（三）B細(xì)胞在免疫器官的分化發(fā)育B細(xì)胞分化發(fā)育

B細(xì)胞在骨髓（腔上囊）內(nèi)分化發(fā)育祖B細(xì)胞、前B細(xì)胞、不成熟B細(xì)胞、成熟B細(xì)胞36抗原非依賴階段：在胚肝或骨髓37Ag抗原依賴階段：外周淋巴器官38Ig類別轉(zhuǎn)換（classswitch）：抗原激活B細(xì)胞后，膜上及分泌的Ig類別會(huì)由IgM轉(zhuǎn)成IgG、A、E其它類別，但V區(qū)不變；影響因素：抗原性質(zhì)：可溶性蛋白：IgG

多糖類抗原：IgM

蠕蟲：IgE類別轉(zhuǎn)換3940未成熟B細(xì)胞表面表達(dá)完整的mIgM，此時(shí)如果與自身抗原結(jié)合：

★

可以導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，形成克隆清除。

★

通過受體編輯改變BCR的特異性。

★

引起mIgM表達(dá)下調(diào)，這類細(xì)胞雖然可以進(jìn)入外周免疫器官，但是對(duì)抗原刺激不產(chǎn)生應(yīng)答，稱為失能。（四）B細(xì)胞中樞免疫耐受的形成41第二節(jié)B細(xì)胞的表面分子及其作用小鼠和人外周血B細(xì)胞的表面標(biāo)志

CR1BCR復(fù)合體CD19-CD21-CD81-CD225CD