造血干细胞及免疫细胞的生成课件

,Click to edit Master title style,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,造 血 干 细 胞,及免疫细胞的生成,第十二章,造 血 干 细 胞第十二章,1,造血干细胞(,HSC),分化,血细胞,免疫细胞,造血干细胞(HSC),2,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,3,第一节 造血干细胞的特性和分化,一、,HSC(hemetopoietic stem cell),的特征,起源：卵黄囊,胎肝,骨髓,潜能：,自我更新 源源不断，终生造血,分化 多能多向,(,干,),单能定向,(,枝,),第一节 造血干细胞的特性和分化 一、HSC(hemeto,4,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,5,表面标志：表面有独特的被识别分子,CD34,人,HSC,的一种重要,独特,标志,高度糖基化跨膜蛋白,应用,CD34,单抗可分离,HSC,CD117,干细胞因子（,SCF）,的受体，,多能造血干细胞的重要标志,原癌基因,c-Kit,的编码产物,kit。,Lin-,细胞：谱系阴性细胞，多为早期,HSC,表面标志：表面有独特的被识别分子,6,二、,HSC,的分化,多能造血干细胞的分化,发育必要条件：,骨髓、胸腺造血微环境,分泌细胞因子或介质,基质细胞与,HSC,的直接作用,定向干细胞及其分化,定向干细胞：,髓样,干细胞(,MSC),淋巴样,干细胞(,LSC),二、HSC的分化 定向干细胞及其分化,7,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,8,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,9,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,10,T,细胞的分化,：,胸腺,成熟,T：,TCR,+,CD4,+,CD8,-,或,TCR,+,CD4,-,CD8,+,阳性选择-,自身,MHC,限制性,阴性选择-,自身耐受,性,B,细胞的分化,：,骨髓,成熟,B：,表达,mIgM,和,mIgD,只表达,mIgM,的未成熟,B,进入外周,受抗原刺激则产生免疫耐受,T细胞的分化：胸腺,11,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,12,胸腺外组织(骨髓、胚肝),T,祖细胞(,pro-T),胸腺皮质,CD4,CD8,(DN),pre-T CD4,+,CD8,+,(DP),阳性选择,获得自身,MHC,限制性,MHC-,MHC-,CD4+CD8+(SP),(,自身反应性 和 非自身反应性克隆),自身,抗原,阴性选择,排除自身反应性克隆,胸腺髓质,CD4+CD8+(SP),(MHC-,限制性,Th)(MHC-,限制性,Tc),外周淋巴组织,CD4+CD8+(SP),(TCR)(TCR),BACK,胸腺外组织(骨髓、胚肝)T祖细胞(pro-,13,B,细胞在骨髓中分化发育过程,B细胞在骨髓中分化发育过程,14,第二节 淋巴细胞抗原识别受体的,编码基因及多样性的产生,n(,抗原表位),n(T/B,细胞克隆),n(TCR/BCR)n(V,基因),机体存在着特异性识别各种抗原的,T、B,细胞克隆，称,T、B,细胞库,即,TCR、BCR,的多样性,第二节 淋巴细胞抗原识别受体的 n(抗原表位),15,一个机体每一个淋巴细胞是不是具有这么巨大数量的,V,基因库呢？没有。,研究证明：,不同的,V,基因实际上是由少数原先分隔的,胚系基因,片段，在淋巴细胞发生,分化,过程中，通过,重排,(组合、拼接及高频突变等)的过程，从而获得了特异性的,V,基因，产生巨大数量特异的抗原受体以识别不同的抗原，,BCR,的多样性可达10,14,，,TCR,的多样性可达10,16,。,一个机体每一个淋巴细胞是不是具有这么巨大数量的,16,一、,BCR、TCR,基因结构及其重排,（一）胚系基因结构：,肽链编码基因：编码,V,区的基因,，,V,区基因的下游是：,编码,C,区的基因,重链,V,区基因由基因片段：,V、D、J,拼接,轻链,V,区基因由,V、J,基因片段拼接,互补决定区,CDR1+CDR2,V,基因片段，大部,CDR3,D,，,其余,CDR3,J。,一、BCR、TCR基因结构及其重排（一）胚系基因结构：,17,14号染色体,2号染色体,22号染色体,BACK,BCR/Ig,的重链,V,区基因 是由三种胚系基因片段：,V、D、J,拼接而成，轻链,V,区基因 是由,V、J,两个基因片段拼接成的。,互补决定区,CDR1+CDR2,V,基因片段，大部,CDR3,D,，,其余,CDR3,J。,C,区的基因在,V,区基因的下游，19,个，,如,H,的,C,基因有9个功能性基因,。,14号染色体2号染色体22号染色体BACKBCR/Ig的重链,18,C,区的基因在,V,区基因的下游，19个，如,H,的,C,基因有,9个功能性基因,。,TCR,的,、,链是由三种胚系基因片段：,V、D、J,拼接而成，,、,链基因是由,V、J,两个基因片段拼接成的。,V、D、J,片段各有多个,一个淋巴细胞中只有一个片段参与组成抗原受体,V,区的编码基因,C区的基因在V区基因的下游，19个，如H的C基因有9个功能,19,14号染色体中,7号染色体,q,7号染色体,p,BACK,TCR,的,、,链是由三种胚系基因片段：,V、D、J,拼接而成，,、,链基因是由,V、J,两个基因片段拼接成的。,14号染色体中7号染色体q7号染色体pBACKTCR的、,20,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,21,二、基因重排：,1、重组酶：重组激活酶、末端脱氧核酸转移酶、,DNA,外切酶、,DNA,合成酶等。,2、等位排斥和同种型排斥,(1)等位排斥：,在一对同源染色体的某一基因座位上，二条染色体的等位基因中只有一个基因能表达。保证了一个,B,细胞或,T,细胞只能表达一种特异性的抗原受体。,二、基因重排：,22,(2)同种型排斥：,表达同一类型肽链的不同基因座位之间的排斥。如表达,L,链的,链基因在第2号染色体上，而,链基因在第22号染色体上，在一个细胞内它们不能同时表达，只能表达其中之一，,/，：=65：35。,(2)同种型排斥：,23,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,24,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,25,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,26,3、类别转换(同种型转换),在抗体应答过程中，,B,细胞激活后分泌,Ig,的类别发生转换。,类别转换主要与同一,V,区基因与不同重链,C,区基因重排有关。,3、类别转换(同种型转换),27,表达,CH,的基因片段有,9,个，除了,C,以外，它们之前都有一个,DNA,序列重复排列的转换区，如要转换某一类别，其上游的,C,基因片段即被环出。,表达CH的基因片段有9个，除了C以外，它们之前都有一个DN,28,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,29,4、,BCR,(,膜型,Ig),和分泌型,Ig,在转录时如只转录到,SC,(,分泌性外显子)，不能表达疏水性氨基酸残基，只能分泌出去。,如继续转录至,MC,(,膜性外显子)，则可表达疏水性的跨膜区和膜内区，插入细胞膜，作为膜受体。,4、BCR(膜型Ig)和分泌型Ig,30,在转录时如只转录到,SC,(,分泌性外显子)，不能表达疏水性氨基酸残基，只能分泌出去。如继续转录至,MC,(,膜性外显子)，则可表达疏水性的跨膜区和膜内区，插入细胞膜，作为膜受体。,在转录时如只转录到SC(分泌性外显子)，不能表达疏水性氨基酸,31,1、,组合,造成的多样性,二、多样性产生的机制,1、组合造成的多样性 二、多样性产生的机制,32,造血干细胞及免疫细胞的生成课件,33,2、,连接,造成的多样性,CDR3,区位于,V、J,和,V、D、J,片段连接处，可丢失或加入数个核苷酸(,N,插入,)，在末端脱氧核苷酸转移酶作用下，不需模板，直接加入核苷酸至,DNA,断端，在,V-D-J,之间，形成,VNDNJ，,而显著增加了,CDR3,的多样性,2、连接造成的多样性,34,3、体细胞,高频突变,造成的多样性,外周淋巴组织生发中心内的,成熟,B,细胞,，在受到,抗原剌激后,，已重排好的,V,区基因(,尤,CDR3),突变频率增高，称体细胞高频突变，主要为点突变，非随机性。抗原对多株高频突变细胞的选择结果，使其表达的的,IgV,区,CDR(,互补决定区,),与抗原表位的互补性更优于原先分子，即为抗体的,亲和力成熟,。,3、体细胞高频突变造成的多样性,35,克隆选择学说,：,Burnet(,澳,)1957,年,免疫细胞随机形成,多样性,的细胞系,(,克 隆,Clone),每一克隆细胞表达同一种,特异,的识别抗原受体，识别相同抗原。,胚胎期,的免疫细胞系接触抗原后，该细胞系被排除或失去活性，处于抑制状态，成为,禁,忌克隆，产生耐受。,成熟淋巴细胞可识别外来抗原，,被选择,而活化、产生效应。,三、淋巴细胞的克隆选择,克隆选择学说：Burnet(澳)1957年三、淋巴细胞的克,36,小 结,1、,了解,造血干细胞的重要表面标志；骨髓和胸腺造血微环境中维持造血干细胞分化的主要因素。,2、,熟悉,T、B,细胞有中枢免疫器官发育过程中自身耐受性的形成机制。,3,、了解,BCR,和,TCR,基因结构与重排。,4、,熟悉,抗原受体多样性产生的机制。,小 结,37,前导序列,重组信号序列,重组信号序列,前导序列重组信号序列重组信号序列,38,