医学免疫学第六版9 B淋巴细胞课件

1、第九章B淋巴细胞 B淋巴细胞(B lymphocyte)简称B细胞，是由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中的淋巴样干细胞分化成熟而来。 成熟B淋巴细胞位于外周免疫器官淋巴滤泡区。 正常外周血中B细胞含量较少，约占淋巴细胞总数的20。B细胞表面的多种膜分子具有重要功能。 适应性免疫细胞：B细胞负责体液免疫、抗原递呈功能、(参与抗细胞外感染微生物、速发型变态反应、溶细胞型变态反应、免疫复合物型变态反应)3B 细 胞 形 态4主要内容B细胞的分化发育B淋巴细胞表面分子及其作用B淋巴细胞分类B淋巴细胞功能5B细胞在骨髓中分化发育成熟主要事件：功能性BCR表达自身免疫耐受7编码BCR的基因以分割的、数量众多的基

2、因片段的形式存在。Heavy chain 重链-14# 染色体 长臂Light chain 轻链 -22 #染色体 长臂 - 2 #染色体 短臂（一）BCR基因结构及其重排1.BCR胚系基因结构8重链基因（H）重链基因： 位于第14号染色体，包括重链V区基因和C区基因 V区基因:可变区基因（Variabel segment）简称VH （45） 多样性基因（Diversity segment ）简称DH（23） 连接基因（Joining segment ）简称JH（6） C区基因（Constant）简称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链DNA结构Ig 链基因位于第2对染色体，V 基因有40个，有5个J基因，只有1个C基因。11链DNA 5, L V1 LV2 L V3 L Vn J1 C1 J2 C2 J3C33, Ig链基因位于第22对染色体上， V大约是60个（30个功能性基因）， C至少有6个等位基因，每个功能的C基因之间有一个相关的J基因，组成J- C对。12 在B细胞发育分化过程中，BCR（Ig）V区编码基因将发生顺序性重排。首先是重链V区重排，然后是轻链V区重排。 2.BCR基因重排及其机制Ig基因重排：基因片段的组合连接14Ig基因重排胚系状态下的Ig基因在基因组中以基因簇的形

4、式存在（有众多个V、D、J基因片段）,B细胞成熟过程中，Ig基因片段经重排后方能表达为功能性的Ig故在形成一个功能性基因之前必须在基因库中选择出单一基因片段，发生基因重排过程 。15在成熟Ig基因的产生过程中，Ig基因的重排须遵守一定顺序，先V-J 或 DJ-VDJ连接，然后由V-J或VDJ与C区基因连接。L链的V-J 和重链VDJ的连接都是在DNA水平发生，均由重组酶介导。重组酶：包括识别RSS和七聚体及基因片段间的酶，它是有重组激活基因（RAG）编码。RAG-1和RAG-2只在不成熟的淋巴细胞中起作用，因此，成熟淋巴细胞不再进行IgV区基因的重排。17只有经过重排的B细胞才成为成熟型B细胞

5、。每个成熟的B细胞只含有一种功能性VH和VL(或)，其细胞膜表面表达膜型Ig，只能与一种抗原表位相互作用。18重组酶（recombination enzymes）DNA外切酶(（DNA exonuclease)DNA合成酶（DNA synthetase）重组激活酶（recombination activating gene (enzymes) (RAG)）末端脱氧核苷酸转移酶(terminal deoxynucleotidyl transferase,TdT)基因重排所需的酶19重组信号序列（RSS）1. 5-CACAGTG-12-ACAAAAACC-32.5-ACAAAAACC-23-CAC

6、AGTG-3七聚体九聚体12九聚体七聚体2312-23规则（rule）2012-23规则： 在重组酶识别和作用下，带有12 bP-RSS的基因片段只能和带有23-bP-RSS的基因片段相结合，这种现象称为12-23规则，它保证基因片段之间的正确重组和连接。 7 核苷酸CACAGTGACAAAAACC12V23VCACAGTGGGTTTTTGT23V1212 23 J 12J 23 J D Ig基因的重信号序列IGKIGLIGH 9 核苷酸 9 核苷酸 7 核苷酸12-23规则：在重组酶(RAG)的识别下，带有12bp间隔序列的RSS片段只能与带有23bp间隔序列的片段相结合， 以保证V、（D）

7、、J之间的正确重排。V LL VV L9Nt 9Nt12Nt 23Nt7Nt 7NtV J La) RAG1/RAG2识别的二级 结构 不同的V片段与J-C的重组 （H链 V与D、D与J-C） 导致Ig多样性重组激活酶RAG1,225VDJCVDJCVDJCAAAAAAPre-mRNAmRNABCR 的基因重排及其机制（heavy chain)27一个B细胞克隆只表达一种BCR，只分泌一种抗体。等位排斥：B细胞中一条染色体上的重链或轻链基因重排成功后，抑制另一条同源染色体上重链或轻链基因的重排。同种型排斥：k轻链基因重排成功后抑制轻链基因的重排2.等位排斥和同型排斥28一 组合造成的多样性二

8、连接造成的多样性三 受体编辑四 体细胞高频突变造成的多样性（二）抗原识别受体多样性产生机制29组合包括：众多V基因片段的组合由于胚系基因有众多的V、D、J基因片段，而重组只能有一个片段参与组合，就可以组合成各种功能性V基因。如：人的VH基因可以有40X25X6=6000种，V基因有40X5=200种，V基因有30X4=120种轻链和重链的V组合：可以有320X6000=1.9X106种30Ig基因片段之间的连接往往有插入、替换或缺失核苷酸的情况发生，从而产生新的序列，称为连接多样性。密码子错位：待连接DNA断段替换或缺失3N个核苷酸。框架移位：替换或缺失非3n个核苷酸。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基因片段连接造成的多样性31一些完成基因重排并成功表达BCR的B细胞识别自身抗原后未被克隆清除，而是发生RAG基因重新活化，导致轻链VJ再次重排，合成新的轻链，代替自身反应性轻链，从而使BCR获得新的特异性。受体编辑receptor editing32成熟B细胞重排过的基因可发生高频突变，只发生在抗原刺激后和在外周淋巴器官的生发中心。主要方式是点突变，突变后的CDR中的某些分子和抗原结合的亲和力比原来的分子要强，因此，在抗原免疫后会产生抗体的亲和力成熟的现象。也就是在免疫应答中，再次免疫比初次免疫产生的抗体亲和力高，这是在生发中心抗原对高频突变的B细胞

10、选择的结果。体细胞高频突变造成的多样性(Somatic Hypermutation) 发生在 B 細胞活化增生 = 基因突变(V domain) - 增加 Ab 对 Ag 亲和力 = Affinity maturation33抗体多样性产生的机制IgHIgIg V(D)J基因片段的组合VDJV X D X J40256600040052003004120轻链和重链的组合320X6000=1.9X106 不准确的连接多样性增加100倍 N核苷酸插入多样性增加300倍 多样性预期1011 体细胞突变 IgH基因突变率是其它基因的百万倍以上，显著增加了抗体分子的多样性及其与抗体的亲和力34Ig多样性

11、的意义：1.生物体的基因库中仅储存少量的信息，即可对付自然界千变万化的抗原刺激。2.了解Ig多样性的产生机制，利用分子生物学技术，用少量的基因片段组合成千变万化的特异性抗体的可变区。35（三）B细胞在免疫器官的分化发育B细胞分化发育 B细胞在骨髓（腔上囊）内分化发育 祖B细胞、前B细胞、不成熟B细胞、 成熟B细胞36抗原非依赖阶段：在胚肝或骨髓37Ag抗原依赖阶段：外周淋巴器官38Ig类别转换（class switch）：抗原激活B细胞后，膜上及分泌的Ig类别会由IgM转成IgG、A、E其它类别，但V区不变；影响因素：抗原性质：可溶性蛋白：IgG 多糖类抗原：IgM 蠕虫：IgE类别转换394

12、0未成熟B细胞表面表达完整的mIgM，此时如果与自身抗原结合： 可以导致细胞凋亡，形成克隆清除。 通过受体编辑改变BCR的特异性。 引起mIgM表达下调，这类细胞虽然可以 进入外周免疫器官，但是对抗原刺激不产生应答，称为失能。（四）B细胞中枢免疫耐受的形成41第二节 B细胞的表面分子及其作用小鼠和人外周血B细胞的表面标志 CR1BCR复合体CD19-CD21-CD81-CD225CD72CD40B7ICAM-1MHC分子 丝裂原的膜结合分子LFA-1FcRB淋巴细胞 1. B细胞抗原受体（BCR） 即膜表面免疫球蛋白（mIg）， 是B细胞特异性识别和结合抗原决定簇的结构。 （1）mIgM （2

13、）mIgD （3）mIgG、mIgA和 mIgE （一）B细胞抗原受体复合物BCR模式图 2. CD79：分为两个亚型（CD79a和CD79 b），也分别称作Ig和Ig分子。CD79与BCR组成复合体，传导BCR结合抗原后产生的活化信号。 （ITAM基序） 组成BCR (mIg)功能：特异性识别抗原意义：B细胞的主要标志，成熟B 细胞 主要表达mIgM和mIgDIg(CD79a)Ig(CD79b)结构特点：各含一个ITAM结构功能传导BCR同抗原结合产生的活化信号（为主要信号传导分子） 参与mIg合成后的转运和表达BCR复合体 BCR Ig/Ig 47(1)B细胞辅助受体： CD19，CD21

14、（CR2）， CD81(TAPA-1)，CD225 补体系统活化 C3d片段 与Ag结合 同CD21和BCR结合 辅助受体与BCR桥联 增强BCR识别抗原产生的信号。 (2)功能（二）B细胞共受体CD19/CD21/CD81/CD225增强BCR识别抗原产生的信号：B细胞重要标志，表达于前B细胞到成熟B细胞各发育阶段。The B cell co-receptorCD21(C3d receptor)CD19CD81(TAPA-1)IgaIgbThe B cell co-receptorCD22549CD225501. CD40分子 TNF受体家族成员 (1) 分布：B细胞、巨噬细胞和树突状细胞等

15、。 (2) 生物学功能 同CD40L（活化T细胞）结合 促B细胞对TD- Ag应答； 诱导Ig同种型的类别转换； 同BCR交叉连接，再通过与T细胞直接接触维持生发中心B细胞的存活。 （三）共刺激分子51YYYBTh1. TCR2. CD43.CD40 LThCD40MHCII52 (1)组成：B7.1（CD80），B7.2（CD86） 配体是T细胞表面的CD28分子 活化T细胞表面的CD152(CTLA-4)。 与CD28结合产生协同刺激信号，使T 细胞活化。 (2)分布：成熟B细胞 初始B细胞低表达; 活化B细胞高表达。 (3)功能：高水平表达B7分子的B细胞是有效 抗原提呈细胞。2. B7

16、分子533.黏附分子: 细胞与细胞的接触：Th细胞对B细胞的辅助，活化B细胞向T细胞提呈抗原 ICAM-1(CD154)、 LFA-1 (CD11a/CD18)等54CD20 表达在除浆细胞以外的各发育阶段的B细胞，可调节钙离子跨膜流动，从而调控B细胞的增殖分化。 CD20是B细胞特异性标志，是治疗性单抗识别的靶分子。CD20单克隆抗体-非霍奇金淋巴瘤。（四）其他表面分子CD22 特异性表达于B细胞，其胞内段含有ITIM，是B细胞的抑制性受体，负向调控B细胞共受体。CD32 有a和b两种亚型，其中B亚型即FcRIIB ，负向调控B细胞的活化及抗体的分泌。Fc受体 (1) 组成：主要为FcR-B

17、1分子，含一个ITIM （immuno-receptor tyrosine-based inhibitory motifs）免疫受体酪氨酸抑制基序基序。 (2) 功能：FcR-B1 +IgG抗体（可溶性的）结合， 抑制初始B细胞对抗原应答的活化。 第三节 B细胞的分类1. 按mIg分类（1）表达mIgM： 只表达mIgM的，为B1细胞。（2）表达mIgM和mIgD： 同时表达mIgM和mIgD的，为B2细胞。2. 按CD5分子分类 CD5分子是骨髓外发育的B1细胞成熟的标志（1）CD5-B细胞：B2细胞不表达CD5分子。（2）CD5+B细胞：B1细胞表达CD5分子，3. 按B细胞来源分类 （1）骨髓来源的B细胞： 骨髓来源的B1细胞为不成 熟的B细胞； B2细胞为成熟的B细胞， B1细胞是B2细胞的前体。（2）骨髓外来源的B细胞：非骨髓来源的B1细胞具 有自我更新的能力，为成熟的原始B细胞，在 正常情况下，B1细胞不能继续分化为B2细胞。4. 按功能分类 (1) 初始B细胞; (2) 活化B细胞; (3) 记忆性B细胞亚群。特性B1细胞B2细胞分化来源 骨髓外骨髓分化标志 CD5+CD5-BCRV区库多样性有限丰富主要分布黏膜腔（胸腔和腹腔）外周免疫器官更新方式自我更新骨髓Th细胞辅助不需要需要抗体首次产生时间胚胎期出生后分泌Ig类