免疫學B細胞課件

[免疫學]B細胞2024/4/1612024/4/162第9章學習要點一、掌握B細胞主要表面分子及其生物學作用；B細胞的生物學功能。二、熟悉BCR多樣性產(chǎn)生的機制,B細胞中樞耐受的形成；B細胞的亞群。三、了解B細胞的分化和發(fā)育。2024/4/163免疫應答的種類免疫應答固有免疫適應性免疫體液免疫細胞免疫2024/4/164B細胞的發(fā)現(xiàn)B細胞的功能？參與體液免疫NOantibody2024/4/1652024/4/166體內存在識別各種抗原的免疫細胞克?。╟lone）?？乖ㄟ^與特異性抗原識別受體作用導致細胞活化及克隆擴增，產(chǎn)生免疫應答。1957：澳大利亞學者Burnet提出克隆選擇學說克隆擴增FrankMacfarlaneBurnet(1899－1985)2024/4/167為何機體B細胞庫中會有如此多樣性的BCR存在？為何每個B細胞有單一的BCR？PointtoPonder………2024/4/168B細胞發(fā)育過程中重要的事件都是圍繞著功能性BCR的表達和中樞耐受的形成。第一節(jié)B細胞的分化和發(fā)育（一）BCR的基因結構及重排（二）抗原識別受體多樣性的產(chǎn)生機制（三）B細胞在中樞免疫器官中的分化和發(fā)育（四）B細胞中樞免疫耐受的形成2024/4/169（一）BCR基因結構及重排BCR胚系基因結構；BCR的基因重排及其機制。2024/4/1610VDJCHVJCL2024/4/16111、BCR的胚系基因結構重鏈基因：

14號染色體長臂，由V、D、J、C基因片段構成。輕鏈基因：①κ基因：2號染色體長臂，由V、J、C基因片段構成。②λ基因：22號染色體短臂，由V、J、C基因片段構成。2024/4/16121.BCR的胚系基因結構2024/4/16132.BCR的基因的重排及其機制重組酶——IgV區(qū)基因的重排①重組激活酶基因(recombinationactivatinggeneRAG)編碼重組激活酶RAG1和RAG2，特異性識別并切除V、（D）、J基因片段兩側的重組信號序列（recombinationsignalsequences，RSS）。2024/4/16142024/4/1615②重組酶還未連接時末端脫氧核苷轉移酶可將數(shù)個核苷酸通過一種非模板編碼的方式加到DNA的斷端。③其他DNA外切酶、DNA合成酶等。VDJNNN2.BCR的基因的重排及其機制2024/4/1616（二）抗原識別受體多樣性產(chǎn)生的機制2024/4/16171.組合造成的多樣性：包括眾多V區(qū)基因片段的組合和輕重鏈的組合。GenesegmentVDJHgene40256κgene405λgene304（二）抗原識別受體多樣性產(chǎn)生的機制Hvariety40×25×66000κvariety40×5200λvariety30×41202024/4/16181.組合造成的多樣性：包括眾多V區(qū)基因片段的組合和輕重鏈的組合。VH×Vκ6000×200=1.2×106VH×Vλ6000×120=7.2×105total1.2×106+7.2×105=1.92×106（二）抗原識別受體多樣性產(chǎn)生的機制2024/4/16192.連接造成的多樣性各基因片段之間的連接可以丟失或加入數(shù)個核苷酸，從而產(chǎn)生新的序列。（二）抗原識別受體多樣性產(chǎn)生的機制VDJNNNNC5’3’TdTTdTVDJC1IgHproteinchainCDR1CDR2CDR3U5-11-DVHCHVDJCμ1Cμ2Cμ3Cμ4DOMAINSILLUSTRATED<===RegionsFR1FR2FR3FR4VREGIONH2024/4/1621Nregiondiversity:basesaddedatjunctionsN=A,T,C,orGNNNInframeNNNNADDEDBYTdT(TERMINALDEOXYNUCLEOTIDYLTRANSFERASE)VVOutofFrameDSEGMENTDSEGMENTV-DJJUNCTIOND-JJUNCTIONJJNOTE:diversitysegmentcanbereadinmanyreadingframes!2024/4/1622體細胞高頻突變（somatichypermutation）指生發(fā)中心的成熟B細胞的輕鏈和重鏈V基因可發(fā)生的高頻率的點突變。常見于CDR區(qū)，尤其是CDR3?？蓪е驴贵w的親和力成熟(affinitymaturation)：即突變后有些分子的親和力優(yōu)于原先的分子，尤其是再次免疫后親和力逐漸提高。3.體細胞高頻突變造成的多樣性為什么CDR3最富于變化？突變后抗原突變前BCR1BCR2抗原高頻突變?yōu)楹螜C體B細胞庫中會有如此多樣性的BCR存在？2024/4/16241.組合造成的多樣性2.連接造成的多樣性3.體細胞高頻突變造成的多樣性為何機體B細胞庫中會有如此多樣性的BCR存在？（二）抗原識別受體多樣性產(chǎn)生的機制為何每個B細胞有單一的BCR？2024/4/1625等位排斥和同種型排斥為什么一個B細胞克隆只能產(chǎn)生單一特異性的BCR或抗體？一對等位基因編碼兩種產(chǎn)物2024/4/1626等位排斥(allelicexclusion)：指B細胞中位于一對染色體上的重鏈或輕鏈基因，其中只有一條染色體上的基因能夠得到表達，先重排成功的基因抑制了另一條染色體上等位基因的重排。保證了一個B細胞克隆只表達單一特異性的BCR。等位排斥V1V1V1肽NO2024/4/16272號κ22號λ為什么一個B細胞克隆只能表達一種類型的輕鏈？同種型排斥2號κ22號λ2024/4/16282號22號κκ肽同種型排斥

λNO同種型排斥(isotypeexclusion)：指κ輕鏈和λ輕鏈之間的排斥，κ鏈基因的表達成功即抑制λ鏈基因的表達

。保證了一個Ig分子中只含有一種輕鏈。2024/4/1629（三）B細胞在中樞免疫器官中的發(fā)育2024/4/1630（三）B細胞在中樞免疫器官中的發(fā)育抗原非依賴階段：在胚肝或骨髓淋巴干細胞祖B細胞前B細胞未成熟B細胞成熟B細胞抗原依賴階段：外周淋巴器官成熟B細胞活化B細胞抗原記憶B細胞漿細胞骨髓淋巴濾泡的冠狀帶抗體2024/4/1631（四）B細胞中樞免疫耐受的形成只表達mIgM的未成熟B細胞若與骨髓中的自身抗原結合，導致細胞凋亡，形成克隆清除，這是B細胞發(fā)生自身耐受的主要機制。一些識別自身抗原的未成熟B細胞可以通過受體編輯改變其BCR特異性，從而得以進一步發(fā)育。若受體編輯不成功，則該細胞發(fā)生凋亡。未成熟B細胞與自身抗原結合引起mIgM表達下調，這類細胞雖然可以進入外周淋巴器官，但對抗原刺激不產(chǎn)生應答，稱為無能。Bcellselftolerance:clonaldeletionImmatureBcellrecognisesmultivalentselfAgBClonaldeletionbyapoptosisYYBImmatureBBSmallpre-BReceptoreditingArearrangementencodingaselfspecificreceptorcanbereplacedVCJVVVYBB!!Receptorrecognisesselfantigen!!BApoptosisoranergyYBBEditedreceptornowrecognisesadifferentantigenandcanberecheckedforspecificityCJVVVVArrestdevelopmentAndreactivateRAG-1andRAG-2YBcellselftolerance:anergyBYYYBAnergicBcellIgDnormalIgMlowImmatureBcellrecognisessolubleselfAgYYBImmatureBBSmallpre-BIgMIgDIgDIgDYYYYYYMatureBcellexportedtotheperipheryYYBcellselftolerance:exportofselftolerantBcellsIgDandIgMnormalIgMIgDIgDIgDIgDIgMIgMIgMImmatureBcelldoesn’trecogniseanyselfAgYYBImmatureBBSmallpre-BB2024/4/1636第二節(jié)B淋巴細胞表面的分子及其作用(一)B細胞抗原受體復合物組成：BCR和Igα/Igβ1.BCR（Bcellreceptor，mIg）：B細胞受體，識別抗原，不成熟B細胞表達mIgM,成熟B細胞表達mIgM和mIgD，漿細胞不表達mIg。2.Igα/Igβ：轉導信號。3.BCR可直接識別可溶性抗原。2024/4/1637（二）B細胞共受體CD19／CD21／CD81形成一個B細胞特異的多分子活化輔助受體，增強B細胞活化信號的轉導。CD21即為CR2，是EB病毒受體，表達于成熟的Ｂ細胞、FDC、咽部及宮頸上皮細胞。2024/4/1638與EBV感染有關疾病主要有三種：

傳染性單核細胞增多癥：三個典型癥狀為發(fā)熱、咽炎和頸淋巴結腫大。非洲兒童淋巴瘤(即Burkitt淋巴瘤)鼻咽癌2024/4/1639（三）協(xié)同刺激分子1.CD40表達于成熟B細胞表面，其配體CD40L表達于活化T細胞表面，二者結合向B細胞傳導活化的第二信號。12CD40/CD40LB細胞Th細胞TD抗原CD42024/4/16402.CD80（B7.1）和CD86（B7.2）活化的B細胞高表達B7分子，可充當APC。3.其他粘附分子ICAM-1、LFA-1等。（三）協(xié)同刺激分子2024/4/1641與B細胞活化雙信號刺激有關的CD分子1.BCR-CD792.CD19CD21CD81

3.CD404.CD80（B7-1）

CD86（B7-2）(B7.1/B7.2)2024/4/1642CD20表達于各前體B細胞和成熟B細胞，漿細胞不表達。調節(jié)B細胞增殖和分化。是

B細胞標志，是治療性單抗識別的靶分子。CD22特異性表達于B細胞，隨著B細胞成熟表達量增加，但漿細胞不表達，胞內區(qū)含有ITIM模體，抑制B細胞活化。CD32即FcγRⅡ-B，抑制B細胞的活化。（四）其他表面分子2024/4/1643非霍奇金淋巴瘤（non-Hodgkin’slymphoma,NHL）

2024/4/1644第三節(jié)B細胞的亞群CD5固有免疫適應性免疫2024/4/1645B1細胞產(chǎn)生于個體發(fā)育的早期，分布于腸道固有層和胸、腹膜腔中。其抗原受體與所產(chǎn)生的抗體可以相對低的親和力與多種不同的抗原表位結合，稱為多反應性（polyreactivity）。

CD5BYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYIgMB1細胞在對蛋白質的反應中無重要性，但可對碳水化合物刺激產(chǎn)生較強的應答，主要產(chǎn)生低親和力的IgM類抗體。B1細胞腸道粘膜固有層的B主要是B1。可能在腸道抗病原體的粘膜免疫中起重要作用。但腸道固有層中的腸相關淋巴組織（GALT）內有派氏集合淋巴結，其中的B主要是B2細胞。其主要作用是產(chǎn)生分泌型IgA。YY抗原MCELLAPCTBB漿細胞抗體IgA淋巴結2024/4/1647B1細胞和B2細胞的生物學特征比較

性質B1細胞B2細胞產(chǎn)生時間胎兒期出生后更新方式自我更新骨髓產(chǎn)生自發(fā)性Ig產(chǎn)生高低特異性多反應性單特異性，分泌Ig的同種型IgM＞IgGIgG＞IgM

體細胞高頻突變低／無高針對的抗原碳水化合物蛋白類免疫記憶少/無有2024/4/1648第四節(jié)B淋巴細胞的功能B2細胞的主要生物學功能有：產(chǎn)生抗體抗原提呈免疫調節(jié)2024/4/1649抗體參與免疫應答的四種方式：①通過中和作用阻止病原體和靶細胞的結合，中和細菌毒素的毒性作用②調理作用③ADCC作用④參與補體的溶菌溶細胞作用，形成抗原-抗體-補體復合物，通過經(jīng)典途徑激活補體，導致細菌或細胞的溶解。（一）產(chǎn)生抗體介導體液免疫應答2024/4/1650ViralandBacterialInfectionofCellscanbeBlockedbyNeutralizingAntibodies2024/4/1651NeutralizationbyIgGAntibodiesProtectsCellsfromToxinAction2024/4/16