B细胞激活与分化课件

B细胞激活与分化

ActivationandDifferentiationofBcellB细胞激活与分化

ActivationandDi1B细胞对抗原的识别

T、B细胞相互作用与B细胞的激活

B细胞的增殖分化与生发中心的形成

生发中心反应

T细胞非依赖抗原对B细胞的活化B细胞对抗原的识别

T、B细胞相互作用与B细胞的激活

B细胞2B细胞对抗原的识别一、初始B细胞的特性及其激活途径二、B细胞对抗原的捕获与识别三、B细胞的抗原识别结构四、B细胞抗原识别信号的转导B细胞对抗原的识别一、初始B细胞的特性及其激活途径3

OverviewofB-celldevelopment.Duringtheantigen-independentmaturationphase,immuno-competentBcellsexpressingmembraneIgMandIgDaregeneratedinthebonemarrow.Onlyabout10%ofthepotentialBcellsreachmaturityandexitthebonemarrow.NaiveBcellsintheperipherydiewithinafewdaysunlesstheyencountersolubleproteinantigenandactivatedTHcells.Onceactivated,Bcellsproliferatewithinsecondarylymphoidorgans.Thosebearinghigh-affinitymIgdifferentiateintoplasmacellsandmemoryBcells,whichmayexpressdifferentisotypesbecauseofclassswitching.ThenumberscitedrefertoB-celldevelopmentinthemouse,buttheoverallprinciplesapplytohumansaswell.一、初始B细胞的特性及其激活途径表达高水平的mIgM和低水平的mIgDOverviewofB-celldeve4向滤泡B细胞输送抗原的一些通道大部分输送到滤泡B细胞的抗原经来自进入淋巴结边缘窦的输入淋巴管。小分子抗原通过导管（condult）直接抵达滤泡。较大抗原被边缘窦巨噬细胞摄取和提交，也可抵达皮质树突状细胞，由后者同时提交到滤泡B细胞和T细胞区的T细胞。输入淋巴管边缘窦

导管边缘窦M初级淋巴滤泡FDC

小梁较大抗原由边缘窦M

和皮质DC摄取和提交。小分子抗原经导管输送至淋巴滤泡。DCM二、B细胞对抗原的捕获与识别①淋巴滤泡是B细胞居留

和识别抗原的部位。②B细胞对抗原的捕获。向滤泡B细胞输送抗原的一些通道输入淋巴管边缘窦导管边5三、B细胞的抗原识别结构BCR-Igα/Igβ复合物其它辅佐分子（CD40,B7-1,B7-2等）B细胞和T细胞抗原识别结构及相关分子的比较辅助受体三、B细胞的抗原识别结构BCR-Igα/Igβ复合物其它辅佐6四、B细胞抗原识别信号的转导1.B细胞激活信号的跨膜转导2.B细胞激活信号的胞内传递3.转录因子与基因表达的启动四、B细胞抗原识别信号的转导1.B细胞激活信号的跨膜转导7抗BCR抗体的交联与B细胞激活信号的产生抗BCR抗体的Fab片段虽与BCR结合但无交联作用不产生激活信号抗F(ab)2的抗抗体与F(ab)2段交联使大量BCR聚合产生强激活信号抗BCR抗体的F(ab)2片段能与BCR交联产生激活信号BCR-Ig/Ig－FabF(ab)2anti-F(ab)2＋F(ab)2B细胞激活信号的跨膜转导抗BCR抗体的交联与B细胞激活信号的产生抗BCR抗体的Fab8B细胞激活与分化课件9B细胞激活与分化课件10由BCR启动的信号转导途径及参与的相关分子BLNK:B细胞连接蛋白，发挥平台蛋白（衔接蛋白）功能；GEF:鸟苷酸置换因子；Btk：Bruton酪氨酸激酶，TecPTK家族成员；Syk：SykPTK家族成员；Blk,Fyn,Lyn：SrcPTK家族成员。pY

钙调磷酸酶PKCMAP激酶IP3Ca2+NF-BIBp50p65GEF(Vav)Ras-GTPSykBlk,Fyn,LynPI3KPLC-BLNK(SLP-65)BCRCD21CD19AgIg-IgCD45ITAMBtkAP-1(Jun/Fos)NFATNFAT-pPIP2RafRas-GDP

DAGB细胞激活信号的胞内传递抗原结合导致的受体交联启动信号传导

抗原分子本身就可以通过与多个表位与BCR结合，或是藉助抗原-补体复合结构同时结合BCR及CD21分子，使B细胞表面多种参与抗原识别和信号转导的跨膜分子发生多聚作用，导致CD45分子胞内段的PTP解除PTKSrc分子C端对PTK分子活性中心的抑制；使得相应的受体相关性蛋白酪氨酸激酶即Src家族的成员彼此成簇而发生相互磷酸化，Src-PTK因而激活。信号转导的启动

Src家族的PTK如Fyn、Blk和Lyn，通过酰基化与膜脂结合而附着于细胞膜内侧，因成簇和Igα/Igβ分子胞内段上ITAM中的酪氨酸残基发生磷化，磷酸化的ITAM招募各种带有SH2结构域的蛋白质分子(Syk-PTK)，启动信号转导。由BCR启动的信号转导途径及参与的相关分子pY11

T、B淋巴细胞激活信号转导中主要成分的比较

类别

主要成分T细胞 B细胞

跨膜分子

抗原受体TCR BCR

带有ITAM的辅助分子CD3ζ链,γε链,δε链Igα,Igβ

辅助受体 CD4/CD8 CD21,CD19,CD81

蛋白酪氨酸磷酸酶CD45CD45

蛋白酪氨酸激酶

受体关联性(Src家族)Lck,FynLyn,Fyn,Blk,Lck

胞质游离性(Syk家族)ZAP-70Syk

衔接蛋白

膜型衔接蛋白LATBLNK

游离衔接蛋白SLP-76,Grb2SLP-65,Grb2

MAP激酶途径

鸟苷酸置换因子(GEF)Sos,VavSos,Vav,

小G蛋白Ras,RacRac,Ras MAP激酶ErkJnk,p38

第二信号

受体CD28CD40

配体B7CD40L

T、B淋巴细胞激活信号转导中主要成分的比12T、B细胞相互作用与B细胞的激活一、协助性T细胞的参与二、T、B细胞的相互作用T、B细胞相互作用与B细胞的激活一、协助性T细胞的参与13B细胞在淋巴结中的迁移和发育的三种途径或时相A.初始B细胞从HEV进入T细胞区，因不表达CCR7而不能停留，从B细胞区进入循环。B.接触抗原后的B细胞（致敏B细胞）诱导性表达CCR7，能从HEV或初级淋巴滤泡进入T细胞区，和该处T细胞相互作用后激活，形成原发灶，并分化出产生IgM的浆细胞。C.激活的B细胞可大量表达CXCR5，在滤泡树突状细胞（图中未画）分泌的趋化因子BCL作用下迁移至B细胞区，并在该处形成生发中心，经过亲合力成熟及类别转换，最终分化成能够产生IgG等免疫球蛋白的浆细胞，并进入骨髓和参与循环。一、协助性T细胞的参与B细胞在淋巴结中14TD抗原诱导体液免疫应答中顺序发生的事件T、B細胞穿越HEV；B细胞迁移至至淋巴滤泡获取抗原；C.留在T细胞区的T细胞被DC激活；D.T-B细胞发生相互作用；E.相互作用后的B细胞形成滤泡外原发灶；F.相互作用后的T细胞分化成Tfh，进入淋巴滤泡，并与该处的滤泡B细胞和滤泡树突状细胞相互作用，启动生发中心反应。CXCR5+CD4

Th2CCR7+BCXCR5+BCCR7+TCCR7+TDCCXCR5+CD4TfhABCDEFMFDCCCR7+BCXCR5+B次级淋巴滤泡初级淋巴滤泡表达趋化因子CXCL13（CXCR5配体）表达趋化因子CCL19/CCL21(CCR7配体）外周淋巴组织T

细胞区外周淋巴组织B

细胞区CXCR5+BBCR-AgCD40LCD40

滤泡外原发灶B7CD28

生发中心HEVCkCCR7+TD抗原诱导体液免疫应答中顺序发生的事件CXCR5+CCR15TheorganizationofaIymphoidorganisorchestratedbychemokines.Thecellularorganizationof

Iymphoidorgansisinitiatedbystromal

cellsandvascularbyendothelialcells,whichsecretethechemokineCCL21(first

panel)Dendritic

cellswithareceptorforCCL21(secondlymphoidchemokine,SLC),CCR7,areattractedtothesite

of

thedevelopingIymph

nodebyCCL21

(secondpanel);itisnotknownwhetherattheearlieststagesofIymph

nodedevelopmentimmaturedendritic

cells

enterfromthebloodstreamorviatheIymphatics,astheydolaterinlife.OnceIntheIymph

node,thedendritic

cells

expressthechemokines

CCL18(also

calledDC-CK1)andCCL19,forwhichTcellsexpressreceptors.Together,thechemokines

secretedbystromal

cellsanddendritic

cellsattractTcellstothe

developingIymph

node(thirdpanel).ThesamecombinationofchemokinealsoattractsBcellsintothedevelopingIymph

node(fourthpanel).TheBcellsareabletoeitherinducethedifferentiationofthe

non-leukocyte

FDCs(whichareadistinct

lineagefromthebonemarrowderived

dendritic

cells)ordirecttheirrecruitment

intothelymphnode.Oncepresent，the

FDCssecreteachemokine,CXCL13,whichisachemoattractant

forBcellsTheproductionof

CXCL13drivestheorganizationofBcellsintodiscreteB-cellareas(follicles)aroundtheFDCsandcontributestothefurtherrecruitment

ofBcellsfrom

thecirculationintotheIymph

node(fifthpanel).TheorganizationofaIymphoid16T、B淋巴细胞分别识别载体和半抗原通过相互作用诱导抗体产生二、T、B细胞的相互作用T、B淋巴细胞分别识别载体和半抗原通过相互作用诱导抗体产生二17T-B细胞相互作用与T-B细胞的激活T-B细胞相互作用与T-B细胞的激活18（1）对抗原的识别和结合显示特异性。这保证了B细胞激活后最终产生的抗体能与相应的抗原发生专一性结合。其它APC摄取外源性抗原并无特异性；（2）可提呈低剂量抗原。B细胞用以激活T细胞的抗原浓度仅为1~100g/L，为巨噬细胞所需浓度的10-4~10-6；（3）在再次免疫时起重要作用，因为活化或记忆B细胞表达高亲和力BCR，并兼有MHCII类分子高表达，故有很强的抗原提呈活性。（1）对抗原的识别和结合显示特异性。这保证了B细胞激活后最终19B细胞的增殖分化与生发中心的形成一、滤泡外B细胞灶二、生发中心中B细胞的增殖和分化B细胞的增殖分化与生发中心的形成一、滤泡外B细胞灶20B细胞激活与分化课件21

滤泡外和生发中心B细胞应答特性的比较

滤泡外

滤泡和生发中心发生部位

淋巴结髓素，脾脏T区-红髓界面

次级淋巴滤泡CD4信号

需要

需要参与协助的特化T细胞

滤泡外Th细胞

生发中心Tfh细胞AID表达和类别转换

有

有体细胞高频突变和亲和力成熟

发生率低

发生率高完成终末分化的B细胞

短寿浆细胞（成活约3天）

长寿浆细胞和记忆细胞浆细胞的命运

大部分于产生处因凋亡而消失进入骨髓和局部粘膜相关淋巴组织B细胞转录因子

Blimp-1

Bcl-6AID:激活诱导的胞苷脱氨酶；Blimp-1:B淋巴细胞诱导的成熟蛋白；Bcl-6:B细胞淋巴瘤蛋白：Tfh:滤泡协助性T细胞.一、滤泡外B细胞灶滤泡外和生发中心22TD抗原诱导体液免疫应答中顺序发生的事件T、B細胞穿越HEV；B细胞迁移至至淋巴滤泡获取抗原；C.留在T细胞区的T细胞被DC激活；D.T-B细胞发生相互作用；E.相互作用后的B细胞形成滤泡外原发灶；F.相互作用后的T细胞分化成Tfh，进入淋巴滤泡，并与该处的滤泡B细胞和滤泡树突状细胞相互作用，启动生发中心反应。CXCR5+CD4

Th2CCR7+BCXCR5+BCCR7+TCCR7+TDCCXCR5+CD4TfhABCDEFMFDCCCR7+BCXCR5+B次级淋巴滤泡初级淋巴滤泡表达趋化因子CXCL13（CXCR5配体）表达趋化因子CCL19/CCL21(CCR7配体）外周淋巴组织T

细胞区外周淋巴组织B

细胞区CXCR5+BBCR-AgCD40LCD40

滤泡外原发灶B7CD28

生发中心HEVCkCCR7+TD抗原诱导体液免疫应答中顺序发生的事件CXCR5+CCR23Bcl-6Bcl-6B

细胞Th

细胞ICOSLICOSSLAMSAPTfh

细胞CD40CD40LICOSIL-21RIL-21生发中心B细胞B细胞通过T-B相互作用诱导TfhTfh细胞诱导生发中心B细胞BCRBCRTCRTCRCXCR5滤泡协助性T细胞（Tfh）的分化及功能T-B相互作用中激活的B细胞表达ICOS配体引起ICOS分子受激，T细胞中信号分子SLAM相关蛋白（SAP）也同步激活，使Th细胞分化为Tfh。Tfh表达BCL-6转录因子，分泌IL-21及其它细胞因子，通过生发中心反应，进一步活化B细胞。二、生发中心中B细胞的增殖和分化低水平IFN-,IL-4Bcl-6Bcl-6B细胞ThICOSLICOSSL24生发中心的形成与生发中心反应在T细胞区借助T-B相互作用而充分激活的B细胞和Tfh细胞进入淋巴滤泡。其中B细胞借助中央母细胞迅速增殖，并经过体细胞高频突变产生数量巨大带有各种BCR结构的B细胞（中央细胞），通过与FDC和Tfh相互作用，发生亲合力成熟和类别转换，一部分高亲和力的中央细胞被FDC结合的Ag-Ab复合物选择出进一步增殖分化成记忆细胞和浆细胞，产生抗体。大部分低亲和力的中央细胞发生凋亡，并被着色体巨噬细胞吞噬和清除。

B细胞,Tfh细胞

体细胞高频突变

亲和力成熟

类别转换

暗区

亮区凋亡FDC中央细胞（高亲和力）

中央母细胞

(激活的B细胞)

桨母细胞

浆细胞记忆细胞

著色体巨噬细胞产生浆细胞和记忆细胞

中央细胞（低亲和力）TfhAb

生发中心

淋巴滤泡

亮区的中央细胞还可以重新表达CXCR4而回到暗区（基质细胞可表达CXCR4的配体CXCL12），实施所谓循环性返回。

25Germinalcentersaresitesofintensecellproliferationandcelldeath.Thephotomicrograph(leftpanel)showsahigh-powerviewofasectionthroughahumantonsillargerminalcenter.Closelypackedcentroblastsseeninthelowerpartofthisphotomicrographformtheso-calleddarkzoneofthegerminalcenter.Abovethisregionisthelessdenselypackedlightzone.Therightpanelshowsimmunofluorescentstainingofagerminalcenter.Bcellsarefoundinthedarkzone,lightzone,andmantlezone.ProliferatingcellsarestainedgreenforKi67,anantigenexpressedinnucleiofdividingcells,revealingtherapidlyproliferatingcentroblastsinthedarkzone.Thedensenetworkoffolliculardendriticcells,stainedred,mainlyoccupiesthelightzone.Centrocytesinthelightzoneproliferatetoalesserdegreethancentroblasts.SmallrecirculatingBcellsoccupythemantlezoneattheedgeoftheB-cellfollicle.LargemassesofCD4Tcells,stainedblue,canbeseenintheT-cellzones,whichseparatethefollicles.TherearealsosignificantnumbersofTcellsinthelightzoneofthegerminalcenter;CD4staininginthedarkzoneisassociatedmainlywithCD4-positivephagocytes.PhotographscourtesyofI.MacLennan.Germinalcentersaresitesof26Bcl-6TfhICOSCD84(SLAM)SAPBCRPI3KMAFTCRCD40LMHCclassIICD40ICOSLBcl-6IRF8Bcl-2AIDBCL-XLPI3KTC21DOCK8MyD88CXCR5CXCR4CXCR5IgGFcRCR2AgC3ICAM-1LFA-1FcRII-BCD95CD95LIL-17RIL-4RIL-21RIL-21ROX40LPD1TLRFDCB生发中心germinalcenter生发中心三类细胞的相互作用IFN-,IL-4Bcl-6TfhICOSCD84(SLAM)SAPBCR27生发中心反应一、体细胞高频突变与抗体的亲和力成熟二、抗体的类别转换三、浆细胞、记忆性B细胞的分化生发中心反应一、体细胞高频突变与抗体的亲和力成熟28抗原-抗体结合的亲和力及其测定原理一、体细胞高频突变与抗体的亲和力成熟抗原-抗体结合的亲和力及其测定原理一、体细胞高频突变与抗体的29

免疫球旦白V基因的体细胞高频突变初次抗原注射后随着时间增加以及二次和三次加强免疫，重链和轻链V区基因发生越来越多的突变，突变主要发生在互补决定区（CDR）。与此同时，解离常数（Kd）则从免疫后第7天的3.6～6.010-7变为免疫后的0.0310-7（右侧），表明亲和力迅速提高。每一条横线代表一个脾细胞克隆的V区基因测序结果。发生点突变的部位以黑色短线表示。

B细胞发生高频突变的特点①通常出现在生发中心；②主要发生在重排过的B细胞V区基因中;③主要是点突变，偶见发生基因缺失和重复;④突变频率很高。

30AID通过单链DNA的CU置换启动体细胞高频突变免疫球蛋白可变区双链DNA定域转录*形成局部单链DNAB细胞激活的AID作用于单链DNA使胞苷被尿苷置换APE1切除脱嘧啶的核糖，在DNA上形成单链缺口UNG去除尿苷形成脱嘧啶核糖残基TAGCU腺苷胸苷胞苷鸟苷尿苷

AID(activation-inducedcytidinedeaminase)

激活诱导的胞苷脱氨酶

UNG(uracil-DNA-glycosylase)

尿嘧啶DNA糖基化酶

APE1(apurinic/apyrimidinicendonuclease1)

脱嘌呤/脱嘧啶内切核酸酶*LT(localizedtranscription)

定域转录TGGAATCTGATGACCTTAGACTACATAIDUNGAPE1TGGAACTGAGACCTAGACACATTTTTTGGAATGAGACCTAGACACATTTTTTGGAATGAGACCTAGACACATTTTTTGGAAUTGAGACCTAGACACATTTTT激活诱导的胞苷脱氨酶与体细胞高频突变

*通过易错修复(erron-pronerepaire)程序，碱基替代—引起突变。AID通过单链DNA的CU置换启动体细胞高频31+++-CXCL12CXCL13CXCL12CXCL13BCR(Ab)

抗原特异性高亲和力B细胞克隆CXCR5+中央细胞CXCR4+中央母细胞亮区暗区SHMSHMAgBCR亲和力生发中心+--

抗体亲和力成熟的循环再进入假说左上方各种边侧形状不同的方块，代表生发中心因体细胞高频突变（SHM）而产生的各种B细胞（中央细胞）BCR的抗原识别结构不同，各自对抗原（绿色方块）显示不同的亲和力（大小以方块左侧＋号表示）。抗原选择亲和力较高者（橙色）并使之发生克隆扩增，扩增细胞从原先表达CXCR5变为表达CXCR4，被暗区CXCR12＋微环境招募而重新进入暗区成为中央母细胞，并发生新一轮SHM。返回亮区的中央细胞出现亲和力更高的克隆（红色）并被原抗原所优先选择。这一过程的反复出现，最后筛选到亲和力很高的B细胞克隆，完成亲和力成熟。抗原的选择抗原对带有结构各异BCR的B细胞克隆进行选择是亲合力成熟的关键。

+++++_-++CXCL12CXCL13CXCL12CXCL13BCR32B细胞激活与分化课件33凡是亲和力不佳的中央细胞都将发生凋亡而被巨噬细胞吞噬。组织学分析确认，生发中心充满死亡的B细胞，以及吞噬了深染的B细胞核碎片的巨噬细胞。被称为著色体巨噬细胞（tingiblebodymacrophage）。高亲和力B细胞得以生存和发生克隆扩增，涉及到抗原、FDC和Tfh的共同作用。一方面，FDC通过免疫复合物及表达的黏附分子VCAM-1和ICAM-1等，为B细胞提供有力的BCR信号和整合信号，使之免于凋亡；另一方面，高亲和力的B细胞克隆通过竞争得以提呈抗原，并获得Tfh的辅助。其中Tfh与B细胞间CD40L-CD40的配接，对于高亲和力B细胞存活也非常重要，因为可以使抗凋亡基因Bcl-XL和Bcl-2的表达增加。抗原每选择一次，就有大量中、低亲和力的B细胞克隆发生凋亡，因为它们得不到得以生存的各种抗凋亡信号。所以抗原的选择，除开造就了亲和力成熟，也一次次“纯化”了B细胞的群体结构，造成所有经过淘汰而得以成活的B细胞，其抗原识别结构呈现高度均一的状态。

凡是亲和力不佳的中央细胞都将发生凋亡而被巨噬细胞吞噬。组织学34

抗体类别转换、亲和力成熟和抗体产量的提升发生在二次抗体应答A.

类别转换（IgG的产生）出现在抗原的二次免疫之后，抗体水平的上升主要为IgG而非IgM。B.

亲和力成熟也出现于针对IgG的二次应答，并随免疫次数的增加而增强。AB类别转换的特点

类别转换主要出现在生发中心B细胞分裂的二次应答，在亲和力成熟后也时有发生。二、抗体的类别转换抗体类别转换、亲和力成熟和抗体产量的提升发生在二次抗35类别转换的特点类别转换不涉及抗体的抗原结合特异性，即不改变抗体的独特型（idiotype）。在分子水平，类别转换仅针对免疫球蛋白重链C区基因的重排，通过C转换为C、C或C而实现类别的改变。类别转换的特点36活化B细胞中IL-4作用下AID引起类别转换的分子机制ccccccccc....DNA-PK修复蛋白VDJCC....S/SSVDJCCC3C1C2bC2aCCSS3S1S2bS2aSS....ccccccccc......mRNAmRNAAPE1,UNG,AIDSCCSC......小鼠免疫球蛋白C区各基因，其上游一侧为类别转换区(S)，箭头为转录起始点。以IL-4促C向C

基因转换为例，分析S和S区的变化。AID、UNG和APE1蛋白诱发两S区DNA单链出现缺口群，导致DNA双链形成交错断裂（staggeredbreak)。DNA-PK和其他修复蛋白启动双链缺损修复(DSBR)。DSBR修复器使两个S区连接，并切除两者之间的序列，包括C和C区。完成类别转换。被选择的C基因已转换至近VDJ区。DSBR修复器：doublestrandbreakrepair(DSBR)machinery....DSBR修复器C3S3C3C3SSVDJCCS活化B细胞中IL-4作用下AID引起类别转换的分子机制cc37影响类别转换的因素①抗原的性质：可溶性蛋白抗原（TD抗原）主要诱导人和小鼠产生IgG1；多糖类抗原易诱导IgM的产生，某些多糖对成年人诱导IgG2，对小鼠诱导IgG3；蠕虫类抗原易诱导IgE生成，可能与这些抗原易活化NKT细胞分泌IL-4有关。②免疫途径与免疫佐剂：抗原免疫途径不同，产生的抗体类别也不相同。如口服抗原涉及粘膜免疫，产生IgA为主的抗体；而皮内、皮下免疫则主要产生IgG。用弗氏佐剂进行免疫产生IgG，而用铝佐剂，则易诱导IgE产生。③Th细胞：T-B细胞相互作用不仅决定B细胞的激活和对TD抗原的抗体应答，也与抗体的类别转换有关。影响类别转换的因素①抗原的性质：可溶性蛋白抗原（TD抗原）主38细胞因子直接调控抗体类别转换参阅图12-14细胞因子直接调控抗体类别转换参阅图12-1439三、浆细胞、记忆性B细胞的分化浆细胞的产生与抗体生成Bm的表型和功能与初始B细胞有明显的区别。Bm长寿，不分裂或分裂非常慢，高表达IgM但不分泌抗体。Bm不易诱导耐受，遇到很低浓度的抗原即可被迅速激活，发生再次免疫应答，产生抗体的速度、性质、数量、亲和力、维持时间等都与初始B细胞介导的初次应答有很大的不同。三、浆细胞、记忆性B细胞的分化浆细胞的产生与抗体生成Bm的表40

浆细胞能大量分泌抗体，但不再与抗原和协助性

T

细胞起反应。

B细胞与浆细胞特性的比较

固有的特性可诱导的特性表面IgMHCII类分子Ig分泌生长体细胞突变类别转换

B细胞

+++-+++浆细胞

－++

－

－－

腺粒体糙面内质网浆细胞的超微结构和特性注意浆细胞胞质中大量充斥着产生抗体的糙面内质网浆细胞能大量分泌抗41记忆性B细胞和浆细胞的分化及其表面标志的变化分化及其特点记忆性B细胞记忆性B细胞和浆细胞的分化及其表面标志的变化分化及其特点记忆42初始B细胞与记忆B细胞的特性比较

初始B细胞 记忆B细胞表面标志Ig IgM IgM,IgD,IgG,IgA,IgE补体受体 低表达 高表达解剖部位 脾 骨髓，淋巴结，脾生存期 短寿 长寿再循环 有 有受体亲和力 低 高（亲和力成熟）ICAM-1表达 低 高初始B细胞与记忆B细胞的特性比较43

生发中心FDC藉助FcR及CR3受体捕获并结合‘抗原-抗体-补体’复合物

A.生发中心大量滤泡树突状细胞（FDC)（图中只画一个）伪足表面表达Fc受体（FCR)及补体受体（CR3)，结合抗原

-抗体-补体复合物后该伪足部分成为免疫复合物覆盖小体（iccosome），可为附近的B细胞（中央细胞）提供抗原。B.生发中心FDCs结合的抗原-抗体复合物，可在淋巴结中长期存留，有助于该抗原特异性记忆细胞的存活和维持。长期维持的机制生发中心FDC藉助FcR及CR3受体捕获并结合44T细胞非依赖抗原对B细胞的活化一、TI抗原的分类与主要特性二、B细胞对TI抗原的应答T细胞非依赖抗原对B细胞的活化一、TI抗原的分类与主要特性45TD、TI-1和TI-2抗原主要特性的比较特性TD抗原

TI-1抗原TI-2抗原无T细胞鼠

不应答

应答

不应答对T细胞致敏作用

有

无

无激活多克隆B细胞的能力无

有

无类别转换和亲和力成熟有

无

少数有记忆B细胞

有

无

个别有重复抗原表位

不需要

不需要

需要化学性质和类别

蛋白质脂多糖

多糖,葡聚糖活化的B细胞克隆

B,寡克隆B1和B,多克隆B1,寡克隆一、TI抗原的分类与主要特性*TI抗原因结构和作用机理不同，分为1型和2型。①TI-1抗原主要是细菌细胞壁成分,作用于成熟与未成熟B细胞。②TI-2抗原主要是多糖类的大分子，具有许多重复表位的分子,仅作用于成熟的B1细胞。TD、TI-1和TI-2抗原主要特性的比较特性46

TI抗原以不同于TD抗原的方式激活B细胞A.TI-1抗原除了发挥B细胞多克隆激活剂的作用，还可借助TLR协助B细胞激活。B.多价TI-2抗原可不需第二信号直接激活B细胞产生IgM抗体。部分TI-2抗原可借助DC释放的细胞因子BAFF，通过其B细胞受体为B细胞激活提供第二信号，使之发生有限的类别转换，产生IgG。②B

BAFF（B细胞激活因子）TI-2AgIgG3①②TI-1AgBIgM①②②BTI-2AgIgM①AB二、B细胞对TI抗原的应答

47

谢谢！ 谢谢！48

B细胞激活与分化

ActivationandDifferentiationofBcellB细胞激活与分化

ActivationandDi49B细胞对抗原的识别

T、B细胞相互作用与B细胞的激活

B细胞的增殖分化与生发中心的形成

生发中心反应

T细胞非依赖抗原对B细胞的活化B细胞对抗原的识别

T、B细胞相互作用与B细胞的激活

B细胞50B细胞对抗原的识别一、初始B细胞的特性及其激活途径二、B细胞对抗原的捕获与识别三、B细胞的抗原识别结构四、B细胞抗原识别信号的转导B细胞对抗原的识别一、初始B细胞的特性及其激活途径51

OverviewofB-celldevelopment.Duringtheantigen-independentmaturationphase,immuno-competentBcellsexpressingmembraneIgMandIgDaregeneratedinthebonemarrow.Onlyabout10%ofthepotentialBcellsreachmaturityandexitthebonemarrow.NaiveBcellsintheperipherydiewithinafewdaysunlesstheyencountersolubleproteinantigenandactivatedTHcells.Onceactivated,Bcellsproliferatewithinsecondarylymphoidorgans.Thosebearinghigh-affinitymIgdifferentiateintoplasmacellsandmemoryBcells,whichmayexpressdifferentisotypesbecauseofclassswitching.ThenumberscitedrefertoB-celldevelopmentinthemouse,buttheoverallprinciplesapplytohumansaswell.一、初始B细胞的特性及其激活途径表达高水平的mIgM和低水平的mIgDOverviewofB-celldeve52向滤泡B细胞输送抗原的一些通道大部分输送到滤泡B细胞的抗原经来自进入淋巴结边缘窦的输入淋巴管。小分子抗原通过导管（condult）直接抵达滤泡。较大抗原被边缘窦巨噬细胞摄取和提交，也可抵达皮质树突状细胞，由后者同时提交到滤泡B细胞和T细胞区的T细胞。输入淋巴管边缘窦

导管边缘窦M初级淋巴滤泡FDC

小梁较大抗原由边缘窦M

和皮质DC摄取和提交。小分子抗原经导管输送至淋巴滤泡。DCM二、B细胞对抗原的捕获与识别①淋巴滤泡是B细胞居留

和识别抗原的部位。②B细胞对抗原的捕获。向滤泡B细胞输送抗原的一些通道输入淋巴管边缘窦导管边53三、B细胞的抗原识别结构BCR-Igα/Igβ复合物其它辅佐分子（CD40,B7-1,B7-2等）B细胞和T细胞抗原识别结构及相关分子的比较辅助受体三、B细胞的抗原识别结构BCR-Igα/Igβ复合物其它辅佐54四、B细胞抗原识别信号的转导1.B细胞激活信号的跨膜转导2.B细胞激活信号的胞内传递3.转录因子与基因表达的启动四、B细胞抗原识别信号的转导1.B细胞激活信号的跨膜转导55抗BCR抗体的交联与B细胞激活信号的产生抗BCR抗体的Fab片段虽与BCR结合但无交联作用不产生激活信号抗F(ab)2的抗抗体与F(ab)2段交联使大量BCR聚合产生强激活信号抗BCR抗体的F(ab)2片段能与BCR交联产生激活信号BCR-Ig/Ig－FabF(ab)2anti-F(ab)2＋F(ab)2B细胞激活信号的跨膜转导抗BCR抗体的交联与B细胞激活信号的产生抗BCR抗体的Fab56B细胞激活与分化课件57B细胞激活与分化课件58由BCR启动的信号转导途径及参与的相关分子BLNK:B细胞连接蛋白，发挥平台蛋白（衔接蛋白）功能；GEF:鸟苷酸置换因子；Btk：Bruton酪氨酸激酶，TecPTK家族成员；Syk：SykPTK家族成员；Blk,Fyn,Lyn：SrcPTK家族成员。pY

钙调磷酸酶PKCMAP激酶IP3Ca2+NF-BIBp50p65GEF(Vav)Ras-GTPSykBlk,Fyn,LynPI3KPLC-BLNK(SLP-65)BCRCD21CD19AgIg-IgCD45ITAMBtkAP-1(Jun/Fos)NFATNFAT-pPIP2RafRas-GDP

DAGB细胞激活信号的胞内传递抗原结合导致的受体交联启动信号传导

抗原分子本身就可以通过与多个表位与BCR结合，或是藉助抗原-补体复合结构同时结合BCR及CD21分子，使B细胞表面多种参与抗原识别和信号转导的跨膜分子发生多聚作用，导致CD45分子胞内段的PTP解除PTKSrc分子C端对PTK分子活性中心的抑制；使得相应的受体相关性蛋白酪氨酸激酶即Src家族的成员彼此成簇而发生相互磷酸化，Src-PTK因而激活。信号转导的启动

Src家族的PTK如Fyn、Blk和Lyn，通过酰基化与膜脂结合而附着于细胞膜内侧，因成簇和Igα/Igβ分子胞内段上ITAM中的酪氨酸残基发生磷化，磷酸化的ITAM招募各种带有SH2结构域的蛋白质分子(Syk-PTK)，启动信号转导。由BCR启动的信号转导途径及参与的相关分子pY59

T、B淋巴细胞激活信号转导中主要成分的比较

类别

主要成分T细胞 B细胞

跨膜分子

抗原受体TCR BCR

带有ITAM的辅助分子CD3ζ链,γε链,δε链Igα,Igβ

辅助受体 CD4/CD8 CD21,CD19,CD81

蛋白酪氨酸磷酸酶CD45CD45

蛋白酪氨酸激酶

受体关联性(Src家族)Lck,FynLyn,Fyn,Blk,Lck

胞质游离性(Syk家族)ZAP-70Syk

衔接蛋白

膜型衔接蛋白LATBLNK

游离衔接蛋白SLP-76,Grb2SLP-65,Grb2

MAP激酶途径

鸟苷酸置换因子(GEF)Sos,VavSos,Vav,

小G蛋白Ras,RacRac,Ras MAP激酶ErkJnk,p38

第二信号

受体CD28CD40

配体B7CD40L

T、B淋巴细胞激活信号转导中主要成分的比60T、B细胞相互作用与B细胞的激活一、协助性T细胞的参与二、T、B细胞的相互作用T、B细胞相互作用与B细胞的激活一、协助性T细胞的参与61B细胞在淋巴结中的迁移和发育的三种途径或时相A.初始B细胞从HEV进入T细胞区，因不表达CCR7而不能停留，从B细胞区进入循环。B.接触抗原后的B细胞（致敏B细胞）诱导性表达CCR7，能从HEV或初级淋巴滤泡进入T细胞区，和该处T细胞相互作用后激活，形成原发灶，并分化出产生IgM的浆细胞。C.激活的B细胞可大量表达CXCR5，在滤泡树突状细胞（图中未画）分泌的趋化因子BCL作用下迁移至B细胞区，并在该处形成生发中心，经过亲合力成熟及类别转换，最终分化成能够产生IgG等免疫球蛋白的浆细胞，并进入骨髓和参与循环。一、协助性T细胞的参与B细胞在淋巴结中62TD抗原诱导体液免疫应答中顺序发生的事件T、B細胞穿越HEV；B细胞迁移至至淋巴滤泡获取抗原；C.留在T细胞区的T细胞被DC激活；D.T-B细胞发生相互作用；E.相互作用后的B细胞形成滤泡外原发灶；F.相互作用后的T细胞分化成Tfh，进入淋巴滤泡，并与该处的滤泡B细胞和滤泡树突状细胞相互作用，启动生发中心反应。CXCR5+CD4

Th2CCR7+BCXCR5+BCCR7+TCCR7+TDCCXCR5+CD4TfhABCDEFMFDCCCR7+BCXCR5+B次级淋巴滤泡初级淋巴滤泡表达趋化因子CXCL13（CXCR5配体）表达趋化因子CCL19/CCL21(CCR7配体）外周淋巴组织T

细胞区外周淋巴组织B

细胞区CXCR5+BBCR-AgCD40LCD40

滤泡外原发灶B7CD28

生发中心HEVCkCCR7+TD抗原诱导体液免疫应答中顺序发生的事件CXCR5+CCR63TheorganizationofaIymphoidorganisorchestratedbychemokines.Thecellularorganizationof

Iymphoidorgansisinitiatedbystromal

cellsandvascularbyendothelialcells,whichsecretethechemokineCCL21(first

panel)Dendritic

cellswithareceptorforCCL21(secondlymphoidchemokine,SLC),CCR7,areattractedtothesite

of

thedevelopingIymph

nodebyCCL21

(secondpanel);itisnotknownwhetherattheearlieststagesofIymph

nodedevelopmentimmaturedendritic

cells

enterfromthebloodstreamorviatheIymphatics,astheydolaterinlife.OnceIntheIymph

node,thedendritic

cells

expressthechemokines

CCL18(also

calledDC-CK1)andCCL19,forwhichTcellsexpressreceptors.Together,thechemokines

secretedbystromal

cellsanddendritic

cellsattractTcellstothe

developingIymph

node(thirdpanel).ThesamecombinationofchemokinealsoattractsBcellsintothedevelopingIymph

node(fourthpanel).TheBcellsareabletoeitherinducethedifferentiationofthe

non-leukocyte

FDCs(whichareadistinct

lineagefromthebonemarrowderived

dendritic

cells)ordirecttheirrecruitment

intothelymphnode.Oncepresent，the

FDCssecreteachemokine,CXCL13,whichisachemoattractant

forBcellsTheproductionof

CXCL13drivestheorganizationofBcellsintodiscreteB-cellareas(follicles)aroundtheFDCsandcontributestothefurtherrecruitment

ofBcellsfrom

thecirculationintotheIymph

node(fifthpanel).TheorganizationofaIymphoid64T、B淋巴细胞分别识别载体和半抗原通过相互作用诱导抗体产生二、T、B细胞的相互作用T、B淋巴细胞分别识别载体和半抗原通过相互作用诱导抗体产生二65T-B细胞相互作用与T-B细胞的激活T-B细胞相互作用与T-B细胞的激活66（1）对抗原的识别和结合显示特异性。这保证了B细胞激活后最终产生的抗体能与相应的抗原发生专一性结合。其它APC摄取外源性抗原并无特异性；（2）可提呈低剂量抗原。B细胞用以激活T细胞的抗原浓度仅为1~100g/L，为巨噬细胞所需浓度的10-4~10-6；（3）在再次免疫时起重要作用，因为活化或记忆B细胞表达高亲和力BCR，并兼有MHCII类分子高表达，故有很强的抗原提呈活性。（1）对抗原的识别和结合显示特异性。这保证了B细胞激活后最终67B细胞的增殖分化与生发中心的形成一、滤泡外B细胞灶二、生发中心中B细胞的增殖和分化B细胞的增殖分化与生发中心的形成一、滤泡外B细胞灶68B细胞激活与分化课件69

滤泡外和生发中心B细胞应答特性的比较

滤泡外

滤泡和生发中心发生部位

淋巴结髓素，脾脏T区-红髓界面

次级淋巴滤泡CD4信号

需要

需要参与协助的特化T细胞

滤泡外Th细胞

生发中心Tfh细胞AID表达和类别转换

有

有体细胞高频突变和亲和力成熟

发生率低

发生率高完成终末分化的B细胞

短寿浆细胞（成活约3天）

长寿浆细胞和记忆细胞浆细胞的命运

大部分于产生处因凋亡而消失进入骨髓和局部粘膜相关淋巴组织B细胞转录因子

Blimp-1

Bcl-6AID:激活诱导的胞苷脱氨酶；Blimp-1:B淋巴细胞诱导的成熟蛋白；Bcl-6:B细胞淋巴瘤蛋白：Tfh:滤泡协助性T细胞.一、滤泡外B细胞灶滤泡外和生发中心70TD抗原诱导体液免疫应答