免疫学B细胞

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,免疫学B细胞,第,9,章 学习要点,一、,掌握,B,细胞主要表面分子及其生物学作用；,B,细胞的生物学功能。,二、熟悉,BCR,多样性产生的机制,B,细胞中枢耐受的形成；,B,细胞的亚群。,三、了解,B,细胞的分化和发育。,2024/9/22,2,免疫应答的种类,免疫应答,固有免疫,适应性免疫,体液免疫,细胞免疫,2024/9/22,3,B,细胞的发现,B,细胞的功能？,参与体液免疫,NO antibody,2024/9/22,4,2024/9/22,5,体内存在识别各种抗原的免疫细胞克隆（,clone）。,抗原通过与特异性抗原识别受体作用导致细胞活化及克隆扩增，产生免疫应答。,1957,：澳大利亚学者,Burnet,提出克隆选择学说,克隆扩增,Frank Macfarlane Burnet,(1899,1985),2024/9/22,6,为何机体,B,细胞库中会有如此多样性的,BCR,存在？,为何每个,B,细胞有单一的,BCR,？,Point to Ponder,2024/9/22,7,B,细胞发育过程中重要的事件都是围绕着,功能性,BCR,的表达和中枢耐受,的形成。,第一节,B,细胞的分化和发育,（一）,BCR,的基因结构及重排,（二）,抗原识别受体多样性的产生机制,（三）,B,细胞在中枢免疫器官中的分化和发育,（四）,B,细胞中枢免疫耐受的形成,2024/9/22,8,（一）,BCR,基因结构及重排,BCR,胚系基因结构；,BCR,的基因重排及其机制。,2024/9/22,9,V,D,J,C,H,V,J,C,L,2024/9/22,10,1,、,BCR,的胚系基因结构,重链基因：,14,号染色体长臂，由,V,、,D,、,J,、,C,基因片段构成。,轻链基因：,基因：,2,号染色体长臂，由,V,、,J,、,C,基因片段构成。,基因：,22,号染色体短臂，由,V,、,J,、,C,基因片段构成。,2024/9/22,11,的胚系基因结构,2024/9/22,12,的基因的重排及其机制,重组酶,Ig V,区基因的重排,重组激活酶基因,(,recombination activating gene RAG,),编码重组激活酶,RAG1,和,RAG2,，特异性识别并切除,V,、（,D,）、,J,基因片段两侧的重组信号序列,（,recombination signal sequences,，,RSS,）,。,2024/9/22,13,2024/9/22,14,重组酶还未连接时,末端脱氧核苷转移酶,可将数个核苷酸通过一种非模板编码的方式加到,DNA,的断端。,其他,DNA,外切酶、,DNA,合成酶等。,V,D,J,N,N,N,的基因的重排及其机制,2024/9/22,15,（二）抗原识别受体多样性产生的机制,2024/9/22,16,1.,组合造成的多样性：,包括众多,V,区基因片段的组合和轻重链的组合。,Gene segment,V,D,J,H gene,40,25,6, gene,40,5,gene,30,4,（二）抗原识别受体多样性产生的机制,H variety,40256,6000, variety,405,200, variety,304,120,2024/9/22,17,1.,组合造成的多样性：,包括众多,V,区基因片段的组合和轻重链的组合。,V,H,V,6000200=1.210,6,V,H,V,6000120=7.210,5,total,1.210,6,+7.210,5,=1.9210,6,（二）抗原识别受体多样性产生的机制,2024/9/22,18,2.,连接造成的多样性,各基因片段之间的连接可以丢失或加入数个核苷酸 ，从而产生新的序列。,（二）抗原识别受体多样性产生的机制,V,D,J,N,N,N,N,C,5,3,TdT,TdT,2024/9/22,19,V,D,J,C 1,IgH protein chain,CDR1,CDR2,CDR3,U5-11-D,V,H,C,H,V,D,J,C 1,C 2,C3,C 4,DOMAINS ILLUSTRATED,= Regions,FR1,FR2,FR3,FR4,V REGION,H,N region diversity: bases added at junctions,N,= A, T , C, or G,N,N,N,In frame,N,N,N,N,ADDED BY TdT,(TERMINAL,DEOXYNUCLEOTIDYL,TRANSFERASE),V,V,Out of,Frame,D SEGMENT,D SEGMENT,V-DJ,JUNCTION,D-J,JUNCTION,J,J,NOTE: diversity segment can be read in,many reading frames!,2024/9/22,21,体细胞高频突变（,somatic hypermutation,）,指生发中心的成熟,B,细胞的轻链和重链,V,基因可发生的高频率的点突变。,常见于,CDR,区，尤其是,CDR3,。,可导致抗体的,亲和力成熟,(affinity maturation),：,即突变后有些分子的亲和力优于原先的分子，尤其是再次免疫后亲和力逐渐提高。,3.,体细胞高频突变造成的多样性,为什么,CDR3,最富于变化？,2024/9/22,22,突变后,抗原,突变前,BCR1,BCR2,抗原,高频突变,为何机体,B,细胞库中会有如此多样性的,BCR,存在？,1.,组合造成的多样性,2.,连接造成的多样性,3.,体细胞高频突变造成的多样性,为何机体,B,细胞库中会有如此多样性的,BCR,存在？,（二）抗原识别受体多样性产生的机制,为何每个,B,细胞有单一的,BCR,？,2024/9/22,24,等位排斥和同种型排斥,为什么一个,B,细胞克隆只能产生单一特异性的,BCR,或抗体？,一对等位基因编码两种产物,2024/9/22,25,等位排斥,(allelic exclusion),：,指,B,细胞中位于一对染色体上的重链或轻链基因，其中只有一条染色体上的基因能够得到表达，先重排成功的基因抑制了另一条染色体上等位基因的重排。,保证了一个,B,细胞克隆只表达单一特异性的,BCR,。,等位排斥,V1,V1,V1,肽,NO,2024/9/22,26,2,号,22,号,为什么一个,B,细胞克隆只能表达一种类型的轻链？,同种型排斥,2,号,22,号,2024/9/22,27,2,号,22,号,肽,同种型排斥,NO,同种型排斥,(isotype exclusion),：指,轻链和,轻链之间的排斥，,链基因的表达成功即抑制,链基因的表达,。,保证了一个,Ig,分子中只含有一种轻链。,2024/9/22,28,（三）,B,细胞在中枢免疫器官中的发育,2024/9/22,29,（三）,B,细胞在中枢免疫器官中的发育,抗原非依赖阶段：在胚肝或骨髓,淋巴干细胞,祖,B,细胞,前,B,细胞,未成熟,B,细胞,成熟,B,细胞,抗原依赖阶段：外周淋巴器官,成熟,B,细胞,活化,B,细胞,抗原,记忆,B,细胞,浆细胞,骨髓,淋巴滤泡的冠状带,抗体,2024/9/22,30,（四）,B,细胞中枢免疫耐受的形成,只表达,mIgM,的未成熟,B,细胞若与骨髓中的自身抗原结合，导致细胞凋亡，形成,克隆清除,，这是,B,细胞发生自身耐受的主要机制。,一些识别自身抗原的未成熟,B,细胞可以通过,受体编辑,改变其,BCR,特异性，从而得以进一步发育。若受体编辑不成功，则该细胞发生凋亡。,未成熟,B,细胞与自身抗原结合引起,mIgM,表达下调，这类细胞虽然可以进入外周淋巴器官，但对抗原刺激不产生应答，称为,无能,。,2024/9/22,31,B cell self tolerance: clonal deletion,Immature,B cell recognises,multivalent,self Ag,B,Clonal deletion by,apoptosis,Y,Y,B,Immature,B,B,Small,pre-B,Receptor editing,A rearrangement encoding a self specific receptor can be replaced,V,C,J,V,V,V,Y,B,B,!,Receptor,recognises,self antigen,!,B,Apoptosis,or anergy,Y,B,B,Edited receptor now recognises,a different antigen and can be,rechecked for specificity,C,J,V,V,V,V,Arrest development,And reactivate,RAG-1 and RAG-2,Y,B cell self tolerance: anergy,B,Y,Y,Y,B,Anergic B cell,IgD normal IgM low,Immature,B cell recognises,soluble self Ag,Y,Y,B,Immature,B,B,Small,pre-B,IgM,IgD,IgD,IgD,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Mature B cell,exported to the,periphery,Y,Y,B cell self tolerance: export of self tolerant B cells,IgD and IgM normal,IgM,IgD,IgD,IgD,IgD,IgM,IgM,IgM,Immature,B cell doesnt recognise any,self Ag,Y,Y,B,Immature,B,B,Small,pre-B,B,第二节,B,淋巴细胞表面的分子及其作用,(,一,)B,细胞抗原受体复合物,组成：,BCR,和,Ig/Ig,（,B cell receptor,，,mIg,）：,B,细胞受体，,识别抗原,，不成熟,B,细胞表达,mIgM,成熟,B,细胞表达,mIgM,和,mIgD,，浆细胞不表达,mIg,。,：,转导信号,。,可直接识别可溶性抗原。,2024/9/22,36,（二）,B,细胞共受体,CD19,CD21,CD81,形成一个,B,细胞特异的多分子活化辅助受体，增强,B,细胞活化信号的转导。,CD21,即为,CR2,，是,EB,病毒受体，表达于成熟的细胞、,FDC,、咽部及宫颈上皮细胞。,2024/9/22,37,与,EBV,感染有关疾病主要有三种：,传染性单核细胞增多症 ：三个典型症状为发热、咽炎和颈淋巴结肿大。,非洲儿童淋巴瘤,(,即,Burkitt,淋巴瘤,),鼻咽癌,2024/9/22,38,（三）协同刺激分子,1.,CD40,表达于成熟,B,细胞表面，其配体,CD40L,表达于活化,T,细胞表面，二者结合向,B,细胞传导活化的第二信号。,1,2,CD40/CD40L,B,细胞,Th,细胞,TD,抗原,CD4,2024/9/22,39,（）和,CD86,（）活化的,B,细胞高表达,B7,分子，可充当,APC,。,3.,其他粘附分子,ICAM-1,、,LFA-1,等。,（三）协同刺激分子,2024/9/22,40,与,B,细胞活化双信号刺激有关的,CD,分子,1.BCR- CD79,CD21,CD81,3.CD40,（,B7-1,）,CD86,（,B7-2,）,(B7.1/B7.2),2024/9/22,41,CD20,表达于各前体,B,细胞和成熟,B,细胞，浆细胞不表达。调节,B,细胞增殖和分化。,是,B,细胞标志，,是治疗性单抗识别的靶分子。,CD22,特异性表达于,B,细胞，随着,B,细胞成熟表达量增加，但浆细胞不表达，,胞内区含有,ITIM,模体，抑制,B,细胞活化。,CD32,即,FcR-B,，抑制,B,细胞的活化。,（四）其他表面分子,2024/9/22,42,非霍奇金淋巴瘤（,non-Hodgkins lymphoma, NHL,）,2024/9/22,43,第三节,B,细胞的亚群,CD5,固有免疫,适应性免疫,2024/9/22,44,B1,细胞产生于个体发育的早期， 分布于,肠道固有层和胸、腹膜腔中,。其抗原受体与所产生的抗体可以相对低的亲和力与多种不同的抗原表位结合，称为,多反应性（,polyreactivity,）。,CD5,B,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,IgM,B1,细胞在对蛋白质的反应中无重要性，但可对,碳水化合物,刺激产生较强的应答，主要产生低亲和力的,IgM,类抗体。,B1,细胞,2024/9/22,45,肠道粘膜固有层的,B,主要是,B1,。可能在肠道抗病原体的粘膜免疫中起重要作用。,但肠道固有层中的肠相关淋巴组织（,GALT,）内有派氏集合淋巴结，其中的,B,主要是,B2,细胞。其主要作用是产生分泌型,IgA,。,Y,Y,抗原,M CELL,APC,T,B,B,浆细胞,抗体,IgA,淋巴结,B1,细胞和,B2,细胞的生物学特征比较,性质,B1,细胞,B2,细胞,产生时间 胎儿期 出生后,更新方式 自我更新 骨髓产生,自发性,Ig,产生 高 低,特异性 多反应性 单特异性，,分泌,Ig,的同种型,IgM,IgG IgG,IgM,体细胞高频突变 低无 高,针对的抗原 碳水化合物 蛋白类,免疫记忆 少,/,无 有,2024/9/22,47,第四节,B,淋巴细胞的功能,B2,细胞的主要生物学功能有,：,产生抗体,抗原提呈,免疫调节,2024/9/22,48,抗体参与免疫应答的四种方式：,通过,中和作用,阻止病原体和靶细胞的结合，中和细菌毒素的毒性作用,调理作用,ADCC,作用,参与补体的溶菌溶细胞作用,，形成抗原,-,抗体,-,补体复合物，通过经典途径激活补体，导致细菌或细胞的溶解。,（一）产生抗体介导体液免疫应答,2024/9/22,49,Viral and Bacterial Infection of Cells can be Blocked by Neutralizing Antibodies,2024/9/22,50,Neutralization by IgG Antibodies Protects Cells from Toxin Action,2024/9/22,51,调理作用,2024/9/22,52,ADCC,作用,2024/9/22,53,B,细胞可有效地提呈,可溶性抗原,，并且，只有,活化的,B,细胞才能提呈抗原,，因为只有活化的,B,细胞才能表达,B7,分子。,（二）提呈可溶性抗原,2024/9/22,54,2024/9/22,55,B,细胞通过与其它细胞的接触及分泌细胞因子，参与免疫调节、炎症反应及造血过程。,激活的,B,细胞才能分泌细胞因子。,细胞因子既可调节,B,细胞自身的发育分化，又可激活或灭活巨噬细胞和滤泡树突状细胞以及自然杀伤细胞,还可诱导炎症细胞更新及协同刺激,T,细胞增殖,.,（三）免疫调节,2024/9/22,56,小结,BCR,多样性产生机制：组合、连接和体细胞高频突变；中枢耐受机制：克隆删除、受体编辑和无能。,B,细胞膜表面重要的膜分子：如,BCR-Ig/Ig,复合物、,CD19,CD21,CD81,、,CD40,、,CD80,和,CD86,（,B7,）,等。,根据,CD5,分子的表达，可分为,B-1,细胞（参与固有免疫）和,B-2,细胞（参与适应性免疫）。,B,细胞的功能是：,产生抗体、提呈抗原以及分泌细胞因子参与免疫调节,。,2024/9/22,57,英文词汇,BCR,ADCC,Recombination activating gene, RAG,Recombination signal sequence, RSS,Clone deletion, receptor editing, anergy,2024/9/22,58,思考题,BCR,多样性产生机制及中枢耐受机制。,B,细胞的主要表面分子及其与功能的关系。,B,细胞的亚群。,B,细胞的功能。,2024/9/22,59,thanks,谢谢大家！,结 语,