醫(yī)學(xué)免疫學(xué)第六版9 B淋巴細(xì)胞課件

1、第九章B淋巴細(xì)胞 B淋巴細(xì)胞(B lymphocyte)簡(jiǎn)稱(chēng)B細(xì)胞，是由哺乳動(dòng)物骨髓或鳥(niǎo)類(lèi)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(lèi)B淋巴細(xì)胞功能5B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

2、因片段的形式存在。Heavy chain 重鏈-14# 染色體 長(zhǎng)臂Light chain 輕鏈 -22 #染色體 長(zhǎng)臂 - 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)8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（Variabel segment）簡(jiǎn)稱(chēng)VH （45） 多樣性基因（Diversity segment ）簡(jiǎn)稱(chēng)DH（23） 連接基因（Joining segment ）簡(jiǎn)稱(chēng)JH（6） C區(qū)基因（Constant）簡(jiǎn)稱(chēng)CH（9）35，L VH1 L VHn DH1-n JH1 JH4 C C C 3 C 1 C

3、1 C 2 C 4 CC2 10鏈DNA結(jié)構(gòu)Ig 鏈基因位于第2對(duì)染色體，V 基因有40個(gè)，有5個(gè)J基因，只有1個(gè)C基因。11鏈DNA 5, L V1 LV2 L V3 L Vn J1 C1 J2 C2 J3C33, Ig鏈基因位于第22對(duì)染色體上， V大約是60個(gè)（30個(gè)功能性基因）， C至少有6個(gè)等位基因，每個(gè)功能的C基因之間有一個(gè)相關(guān)的J基因，組成J- C對(duì)。12 在B細(xì)胞發(fā)育分化過(guò)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

4、式存在（有眾多個(gè)V、D、J基因片段）,B細(xì)胞成熟過(guò)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(guò)程 。15在成熟Ig基因的產(chǎn)生過(guò)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(guò)重排的B細(xì)胞才成為成熟型B細(xì)胞

5、。每個(gè)成熟的B細(xì)胞只含有一種功能性VH和VL(或)，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（recombination enzymes）DNA外切酶(（DNA exonuclease)DNA合成酶（DNA synthetase）重組激活酶（recombination activating gene (enzymes) (RAG)）末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶(terminal deoxynucleotidyl transferase,TdT)基因重排所需的酶19重組信號(hào)序列（RSS）1. 5-CACAGTG-12-ACAAAAACC-32.5-ACAAAAACC-23-CAC

6、AGTG-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12 bP-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(chēng)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）

7、、J之間的正確重排。V LL VV L9Nt 9Nt12Nt 23Nt7Nt 7NtV J 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RAG1,225VDJCVDJCVDJCAAAAAAPre-mRNAmRNABCR 的基因重排及其機(jī)制（heavy chain)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

8、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，V基因有40X5=200種，V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(chēng)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

9、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receptor editing32成熟B細(xì)胞重排過(guò)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

10、選擇的結(jié)果。體細(xì)胞高頻突變?cè)斐傻亩鄻有?Somatic Hypermutation) 發(fā)生在 B 細(xì)胞活化增生 = 基因突變(V domain) - 增加 Ab 對(duì) Ag 親和力 = Affinity maturation33抗體多樣性產(chǎn)生的機(jī)制IgHIgIg V(D)J基因片段的組合VDJV X D X J40256600040052003004120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

11、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(lèi)別轉(zhuǎn)換（class switch）：抗原激活B細(xì)胞后，膜上及分泌的Ig類(lèi)別會(huì)由IgM轉(zhuǎn)成IgG、A、E其它類(lèi)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(lèi)抗原：IgM 蠕蟲(chóng)：IgE類(lèi)別轉(zhuǎn)換394

12、0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(guò)受體編輯改變BCR的特異性。 引起mIgM表達(dá)下調(diào)，這類(lèi)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(chēng)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-CD225CD72CD40B7ICAM-1MHC分子 絲裂原的膜結(jié)合分子LFA-1FcRB淋巴細(xì)胞 1. B細(xì)胞抗原受體（BCR） 即膜表面免疫球蛋白（mIg）， 是B細(xì)胞特異性識(shí)別和結(jié)合抗原決定簇的結(jié)構(gòu)。 （1）mIgM （2

13、）mIgD （3）mIgG、mIgA和 mIgE （一）B細(xì)胞抗原受體復(fù)合物BCR模式圖 2. CD79：分為兩個(gè)亞型（CD79a和CD79 b），也分別稱(chēng)作Ig和Ig分子。CD79與BCR組成復(fù)合體，傳導(dǎo)BCR結(jié)合抗原后產(chǎn)生的活化信號(hào)。 （ITAM基序） 組成BCR (mIg)功能：特異性識(shí)別抗原意義：B細(xì)胞的主要標(biāo)志，成熟B 細(xì)胞 主要表達(dá)mIgM和mIgDIg(CD79a)Ig(CD79b)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：各含一個(gè)ITAM結(jié)構(gòu)功能傳導(dǎo)BCR同抗原結(jié)合產(chǎn)生的活化信號(hào)（為主要信號(hào)傳導(dǎo)分子） 參與mIg合成后的轉(zhuǎn)運(yùn)和表達(dá)BCR復(fù)合體 BCR Ig/Ig 47(1)B細(xì)胞輔助受體： CD19，CD21

14、（CR2）， CD81(TAPA-1)，CD225 補(bǔ)體系統(tǒng)活化 C3d片段 與Ag結(jié)合 同CD21和BCR結(jié)合 輔助受體與BCR橋聯(lián) 增強(qiáng)BCR識(shí)別抗原產(chǎn)生的信號(hào)。 (2)功能（二）B細(xì)胞共受體CD19/CD21/CD81/CD225增強(qiáng)BCR識(shí)別抗原產(chǎn)生的信號(hào)：B細(xì)胞重要標(biāo)志，表達(dá)于前B細(xì)胞到成熟B細(xì)胞各發(fā)育階段。The B cell co-receptorCD21(C3d receptor)CD19CD81(TAPA-1)IgaIgbThe B cell co-receptorCD22549CD225501. CD40分子 TNF受體家族成員 (1) 分布：B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞等

15、。 (2) 生物學(xué)功能 同CD40L（活化T細(xì)胞）結(jié)合 促B細(xì)胞對(duì)TD- Ag應(yīng)答； 誘導(dǎo)Ig同種型的類(lèi)別轉(zhuǎn)換； 同BCR交叉連接，再通過(guò)與T細(xì)胞直接接觸維持生發(fā)中心B細(xì)胞的存活。 （三）共刺激分子51YYYBTh1. TCR2. CD43.CD40 LThCD40MHCII52 (1)組成：B7.1（CD80），B7.2（CD86） 配體是T細(xì)胞表面的CD28分子 活化T細(xì)胞表面的CD152(CTLA-4)。 與CD28結(jié)合產(chǎn)生協(xié)同刺激信號(hào)，使T 細(xì)胞活化。 (2)分布：成熟B細(xì)胞 初始B細(xì)胞低表達(dá); 活化B細(xì)胞高表達(dá)。 (3)功能：高水平表達(dá)B7分子的B細(xì)胞是有效 抗原提呈細(xì)胞。2. B7

16、分子533.黏附分子: 細(xì)胞與細(xì)胞的接觸：Th細(xì)胞對(duì)B細(xì)胞的輔助，活化B細(xì)胞向T細(xì)胞提呈抗原 ICAM-1(CD154)、 LFA-1 (CD11a/CD18)等54CD20 表達(dá)在除漿細(xì)胞以外的各發(fā)育階段的B細(xì)胞，可調(diào)節(jié)鈣離子跨膜流動(dòng)，從而調(diào)控B細(xì)胞的增殖分化。 CD20是B細(xì)胞特異性標(biāo)志，是治療性單抗識(shí)別的靶分子。CD20單克隆抗體-非霍奇金淋巴瘤。（四）其他表面分子CD22 特異性表達(dá)于B細(xì)胞，其胞內(nèi)段含有ITIM，是B細(xì)胞的抑制性受體，負(fù)向調(diào)控B細(xì)胞共受體。CD32 有a和b兩種亞型，其中B亞型即FcRIIB ，負(fù)向調(diào)控B細(xì)胞的活化及抗體的分泌。Fc受體 (1) 組成：主要為FcR-B

17、1分子，含一個(gè)ITIM （immuno-receptor tyrosine-based inhibitory motifs）免疫受體酪氨酸抑制基序基序。 (2) 功能：FcR-B1 +IgG抗體（可溶性的）結(jié)合， 抑制初始B細(xì)胞對(duì)抗原應(yīng)答的活化。 第三節(jié) B細(xì)胞的分類(lèi)1. 按mIg分類(lèi)（1）表達(dá)mIgM： 只表達(dá)mIgM的，為B1細(xì)胞。（2）表達(dá)mIgM和mIgD： 同時(shí)表達(dá)mIgM和mIgD的，為B2細(xì)胞。2. 按CD5分子分類(lèi) CD5分子是骨髓外發(fā)育的B1細(xì)胞成熟的標(biāo)志（1）CD5-B細(xì)胞：B2細(xì)胞不表達(dá)CD5分子。（2）CD5+B細(xì)胞：B1細(xì)胞表達(dá)CD5分子，3. 按B細(xì)胞來(lái)源分類(lèi) （1）骨髓來(lái)源的B細(xì)胞： 骨髓來(lái)源的B1細(xì)胞為不成 熟的B細(xì)胞； B2細(xì)胞為成熟的B細(xì)胞， B1細(xì)胞是B2細(xì)胞的前體。（2）骨髓外來(lái)源的B細(xì)胞：非骨髓來(lái)源的B1細(xì)胞具 有自我更新的能力，為成熟的原始B細(xì)胞，在 正常情況下，B1細(xì)胞不能繼續(xù)分化為B2細(xì)胞。4. 按功能分類(lèi) (1) 初始B細(xì)胞; (2) 活化B細(xì)胞; (3) 記憶性B細(xì)胞亞群。特性B1細(xì)胞B2細(xì)胞分化來(lái)源 骨髓外骨髓分化標(biāo)志 CD5+CD5-BCRV區(qū)庫(kù)多樣性有限豐富主要分布黏膜腔（胸腔和腹腔）外周免疫器官更新方式自我更新骨髓Th細(xì)胞輔助不需要需要抗體首次產(chǎn)生時(shí)間胚胎期出生后分泌Ig類(lèi)