动物遗传学-第八章-免疫遗传学基础课件

第八章免疫遗传学基础第一节免疫学的基本概念第八章免疫遗传学基础第一节免疫学的基本概念1免疫的新概念免疫性或免疫力(immunity)：指机体接触抗原性物质(如病原微生物)后，机体产生的一种清除这些抗原性物质而保护机体的特异性生理反应。免疫，Immunity：是机体对异体、异种或“自身”异常物质的防御、稳定和监视等一系列生理功能。Immunity---physiologicalabilityofhumansandanimalstorecognizeselfanddiminishnon-self.免疫的新概念免疫性或免疫力(immunity)：指机体接触抗2免疫的基本特性1识别自身和非自身(recognitionofselfandnonself)这是免疫应答的基础免疫细胞膜表面的抗原受体+外来抗原的表位(epitope)识别很精细，包括异种之间，同种不同个体之间2特异性(specificity)：即免疫具有很强的针对性3免疫记忆(immunologicalmemory)：对相同抗原物质的再次进入具有记忆，会产生更快、更强的免疫应答。免疫的基本特性1识别自身和非自身(recognition3免疫的三大功能及表现功能正常表现（有利）异常表现（有害）免疫防御(immunologicdefence)抗病原微生物的侵袭超敏反应或变态反应自我稳定(immunologichomostasis)清除体内自然衰老或损伤的细胞自身免疫性疾病免疫监视(immunologicsurveillance)清除体内突变或异常的细胞肿瘤或持续性感染免疫的三大功能及表现功能正常表现（有利）异常表现（有害）免疫4

一、免疫的类型1、天然免疫(非特异性免疫)——innateimmunity(nonspecificimmunity)特点：（1）出生时已具备(早)；（2）可稳定性遗传给后代；（3）作用广泛：无特异性；（4）个体差异不大。组成和功能：（1）解剖与生理屏障；（2）生物学屏障;（3）吞噬细胞及吞噬作用；（4）体液因子:补体、溶菌酶。一、免疫的类型1、天然免疫(非特异性免疫)——innate5特点：（1）出生后受抗原刺激产生；（2）具有特异性(针对性)；（3）一般不能遗传；（4）个体差异大；（5）具有记忆性。组成与功能：(1)体液免疫：B细胞浆细胞Ab2、获得性免疫(特异性免疫)——acquiredimmunity(specificimmunity)特点：（1）出生后受抗原刺激产生；（2）具有特异性(针对性)6

(2)细胞免疫：

APCT细胞致敏T细胞、淋巴因子效应T淋巴细胞(左)与肿瘤细胞(右)密切接触(2)细胞免疫：效应T淋巴细胞(左)与肿瘤细胞(右)71、识别期指淋巴细胞上特异性抗原受体与抗原结合的过程。此阶段包括：抗原的进入和定位;抗原的摄取、处理和加工，抗原的呈递和对抗原的识别，分别由Mφ、T和B细胞完成。三、特异性免疫应答的分期1、识别期三、特异性免疫应答的分期82、激活期指识别特异性抗原后淋巴细胞的反应过程。包括细胞膜受体的交联、膜信号产生与传递、细胞增殖与分化以及生物活性介质的合成与释放，主要由T和B细胞完成。3、效应期指淋巴细胞被抗原激活后行使清除抗原的功能。主要包括效应分子(体液免疫)和效应细胞(细胞免疫)对非己细胞或分子的清除作用，即所谓排异效应，及其对免疫应答的调节作用。2、激活期9四、免疫系统的组成免疫系统(ImmuneSystem)：是机体执行免疫功能的组织机构，是产生免疫应答的物质基础。包括参与特异免疫应答的器官、组织、细胞和免疫效应分子。T细胞四、免疫系统的组成免疫系统(ImmuneSystem)：是10包括骨髓(bonemarrow)、胸腺(thymus)、腔上囊(bursa)及其类同结构。(一)中枢免疫器官Centralimmuneorgan包括骨髓(bonemarrow)、胸腺(thymus)11功能和特点：发育较早，是造血干细胞增殖发育分化为T、B淋巴细胞，决定着外周免疫器官的发育。功能和特点：发育较早，是造血干细胞增殖发育分化为T、B淋巴细12包括脾(spleen)、淋巴结(lymphnode)及弥散分布的淋巴组织。（二）外周免疫器官Secondary(Peripheral)immuneorgan功能和特点：淋巴细胞定居和增殖的场所；抗原在此诱导形成免疫应答，是免疫应答的发生地；是淋巴液过滤的部位。包括脾(spleen)、淋巴结(lymphnode)及弥散13淋巴结的结构被膜capsule皮质cortex副皮质paracortex生发中心germinalcenter髓质medulla淋巴结的结构14免疫活性细胞(ICC)：

能被抗原刺激而活化、增殖、分化的淋巴细胞，又称抗原特异性淋巴细胞，即T淋巴细胞和B淋巴细胞。(三)免疫细胞ImmunocyteLymphocyte，L免疫细胞：凡参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞，包括淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞等。免疫活性细胞(ICC)：能被抗原刺激而活化、增殖、分化的淋151、T淋巴细胞(T细胞)T细胞是胸腺依赖性淋巴细胞(thymusdependentlymphocyte)的简称。T细胞的发育：T细胞前体从骨髓进入胸腺(thymus)皮质，然后向髓质移动，最后到达髓质而成为成熟的T淋巴细胞，随后迁移到二级淋巴器官和组织。T细胞有两种：

T淋巴细胞(1)T辅助细胞(HelperTcell,Th)——主要功能是协助其他细胞(B细胞)发挥免疫功能。(2)细胞毒性T细胞(cytotoxicTcell,Tc)——介导杀伤受感染的细胞(主要是病毒感染细胞)。1、T淋巴细胞(T细胞)T细胞是胸腺依赖性淋巴细胞(thy16

2、B淋巴细胞(B细胞)B淋巴细胞(Bonemarrowdependentlymphocyteorbursadependentlymphocyte)：是由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中淋巴样前体细胞分化成熟而来。B细胞在骨髓中产生，并迁移到二级淋巴器官中，在此与外源性抗原作用，发生免疫应答。在抗原激活时和有Th辅助时，B细胞增殖并成熟为记忆细胞(memorycell)或浆细胞(plasmacell)。B细胞有B1和B2两种，其中B2是常规B细胞，担负体液免疫功能(产生抗体)。2、B淋巴细胞(B细胞)B淋巴细胞(Bonemar17

3、其他免疫细胞除T、B细胞外，还有一些淋巴细胞具有免疫功能。类型功能抗原受体选择表型标记K细胞产生抗体(体液免疫)表面抗体(免疫球蛋白)FC受体；MHCⅡ类辅助性T细胞(HelperTcell,TH)刺激B细胞生长与分化(体液免疫)，分泌细胞因子激活巨噬细胞(细胞免疫)αβ异质二聚体CD3+，CD4+，CD8-细胞毒性T细胞(cytotoxicTlymphocyte,CTL或TC)溶解病毒感染的细胞、肿瘤细胞同种异体移植组织或器官、分泌细胞因子激活巨噬细胞(细胞免疫)αβ异质二聚体CD3+，CD4-，CD8+自然杀伤细胞(NK)溶解病毒感染的细胞、肿瘤细胞；抗体依赖的细胞毒性Ig超家族IgG的FC受体(CD16)3、其他免疫细胞除T、B细胞外，还有一些淋巴细胞具有免疫功18细胞因子(Cytokines)：参与免疫效应和免疫功能的调节，包括干扰素(Interferon)、白细胞介素(Interleukin)等4、免疫活性介质抗体(Antibodies)：又称免疫球蛋白，在B细胞受抗原刺激后，经分化增殖而分泌的一类糖蛋白，具有中和毒素、细菌凝集和蛋白质抗原沉淀等功能。补体(Complements)：动物血清中具有酶活性的蛋白质，激活后可产生溶菌、溶细胞等生理效应。细胞因子(Cytokines)：参与免疫效应和免疫功能的调节19五、抗原的概念抗原(Antigen，Ag)：是一类能够刺激动物机体免疫系统、诱导免疫应答的物质。五、抗原的概念抗原(Antigen，Ag)：是一类能够刺激动201、免疫原性(immunogenicity)：指引起免疫应答的性能(能力)，可以用特异性抗体的形成和特异免疫效应细胞的产量来衡量。2、免疫反应性(immunoreactivity)：指能与免疫应答产物——抗体和致敏的淋巴受体，在体内外相互作用或反应的性能(特异结合能力)。变态反应(allergy)或超敏反应(hypersensitivity)：抗原的刺激可引起机体产生过度的免疫应答，严重时可以引起休克或死亡。免疫耐受(immunotolerance)：机体对抗原的刺激也可能出现不产生免疫应答的现象。抗原物质的特性1、免疫原性(immunogenicity)：指引起免疫应答21(一)抗原决定簇(Antigenicdeterminant)抗原决定簇：又称表位(epitope)，是指抗原表面决定抗原特异性的某些特定化学结构，抗原以此与相应淋巴细胞表面的抗原受体结合，进而引起免疫应答和免疫反应。抗原的作用、特异性和免疫原性均决定与抗原决定簇。抗原决定簇示意图(一)抗原决定簇(Antigenicdeterminan22(二)半抗原(Hapten)半抗原：指不含蛋白质成分的有机分子，它们能和抗体起反应(免疫反应性)，但不能诱发机体产生免疫应答(无免疫原性)。半抗原能与某些蛋白偶联而成为完全抗原，并具有免疫原性。这类偶联的蛋白质就称为载体蛋白或称载体(carrier)。偶联的半抗体是作为载体分子上的半抗原决定簇而发挥免疫效应。(二)半抗原(Hapten)半抗原：指不含蛋白质成分的有机分23第二节抗体免疫球蛋白(Immunoglobulin，Ig)：能与相应的抗原特异结合，产生各种免疫效应的一类糖蛋白。抗体(antibody，Ab)：当动物机体受到抗原物质刺激后，由B淋巴细胞转化为浆细胞产生的能与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。第二节抗体免疫球蛋白(Immunoglobulin，Ig)24一、抗体的基本结构分类及功能区抗体由四条肽链组成。两条重链(H)和两条轻链(L)。重链和轻链之间由二硫键连接。一、抗体的基本结构分类及功能区抗体由四条肽链组成。25(一)抗体的分类重链有5大类，分别为γ、μ、α、ε和δ，其相应的抗体分别命名为lgG、lgM、lgA、lgE和lgD。轻链分为两大类，即κ型和λ型。(一)抗体的分类重链有5大类，分别为γ、μ、α、ε和δ，其26可变区(V区)：这个区的氨基酸组成和排列顺序变异大。(二)抗体的功能区稳定区(C区)：其氨基酸数量、种类、排列顺序及含糖量都比较稳定。超变区(HVR)：某些区域氨基酸残基的组成和排列顺序比其他区域更易变化。三个超变区共同组成抗原表面的结合部位——三维互补结构，也称为互补决定区(CDR)。可变区(V区)：这个区的氨基酸组成和排列顺序变异大。(二)27二、免疫球蛋白基因及其基因重排人类B细胞有三个Ig基因库，即H(14)、κ(2)、λ(22)。编码一条Ig多肽链的基因是由各个分隔开的DNA片段经剪接重排而形成。二、免疫球蛋白基因及其基因重排人类B细胞有三个Ig基因库，即28动物遗传学-第八章-免疫遗传学基础课件29(一)在淋巴细胞形成中的体细胞基因重排——抗体多样性生殖细胞有多种H链和L链基因编码不同Ig分子；不同DNA片段的体细胞重组大大增加了可能的组合数；在高变区的体细胞突变导致进一步的遗传性差异。(一)在淋巴细胞形成中的体细胞基因重排——抗体多样性生殖细30(二)免疫球蛋白的基因重排在B细胞成熟时，体细胞重组发生在L和H链基因内。IgG分子不同区域的编码DNA顺序(外显子)在每个细胞中进行特异的组合。重链基因重排(二)免疫球蛋白的基因重排在B细胞成熟时，体细胞重组发生在31轻链基因重排轻链基因重排32(三)V(D)J重组的机制重链的可变区由V和J基因及第三个D基因片段编码。V(D)J重组是V、D和J片段两侧的重组信号序列(RSS)位点专一性的重组反应。重组只发生在RSS之间，称为12～23原则。VLLVVL9Nt9Nt12Nt23Nt7Nt7NtVJ

L(三)V(D)J重组的机制重链的可变区由V和J基因及第三个33三、抗体的效应功能三、抗体的效应功能34第三节主要组织相容性复合体组织相容性(histocompatibility)：指在不同个体间进行组织或器官移植时,受者和供者双方相互接受的程度。组织相容性抗原：导致排斥反应的抗原。主要组织相容性系统(MHS)：是指能够对抗原进行快而强排斥反应的免疫系统。主要组织相容性复合体(MHC)：是指编码主要组织相容性抗原，控制细胞间相互作用，调控免疫应答的一组紧密连锁的基因群。第三节主要组织相容性复合体组织相容性(histocompa35一、MHC分子MHC结构十分复杂，其多样性由多基因性和多态性两方面构成。多基因性指复合体由多个位置相邻的基因座位所组成，编码产物具有相同或相似的功能。根据结构和功能，组成MHC的基因，分类为：MHCI类分子和II类分子。一、MHC分子MHC结构十分复杂，其多样性由多基因性和多态性36(一)I类分子I类分子由一条α链(重链)和一条β(轻链)组成，分布于所有有核细胞表面(一)I类分子I类分子由一条α链(重链)和一条β(轻链)组37具多态性的重链，包括α1、α2与α3结构域，其中α1、α2结构域共同构成抗原(肽)结合槽；轻链即β-2微球蛋白(β2m)，乃由位于第15号染色体的非MHC基因所编码，与重链的α3同属免疫球蛋白超家族。β2m无多态性，其以非共价键与α链胞外段相互作用，有助于维持Ⅰ类分子天然构型的稳定性。MHC-Ⅰ类分子及其编码基因结构具多态性的重链，包括α1、α2与α3结构域，其中α1、α2结38(二)Ⅱ类分子II类分子由α链和β链组成，仅表达于淋巴样组织中的各种细胞表面，如APC细胞、胸腺上皮细胞和人的活化T细胞(二)Ⅱ类分子II类分子由α链和β链组成，仅表达于淋巴样组39

MHC-Ⅱ类分子及其编码基因结构MHC-Ⅱ类分子及其编码基因结40二、MHC基因区人MHC基因区位于第6号染色体短臂6p21.31；小鼠MHC基因区位于第17号染色体上。二、MHC基因区人MHC基因区位于第6号染色体短臂6p21.41MHC-I类基因集中在远离着丝点的一端，包括B、C、A三个座位，其产物是HLA-I类分子。MHC-II类基因在复合体中位于近着丝点一端，由DP、DQ、DR三个亚区组成。MHC-I类基因集中在远离着丝点的一端，包括B、C、A三个座42三、I类和Ⅱ类MHC基因的结构MHC-I类和II类的、基因结构相似。在I类基因还存在与细胞分裂素(如干扰素)结合以增强转录的序列(ICS)。三、I类和Ⅱ类MHC基因的结构MHC-I类和II类的、43II类基因存在3个调控盒，分别是W盒(或称H盒)、X盒和Y盒，与AP-1转录因子和IBF-γ作用等有关，对于基因表达是完全必需的。II类基因存在3个调控盒，分别是W盒(或称H盒)、X盒和Y盒44四、I类和Ⅱ类MHC分子的免疫调节功能只有当抗原以与细胞表面的MHC分子结合方式呈递出来时，T细胞才能识别并作出反应。将抗原呈递在表面膜上的细胞称为抗原呈递细胞(APC)或附属细胞。四、I类和Ⅱ类MHC分子的免疫调节功能只有当抗原以与细胞表面45第四节T细胞抗原识别和活化分化抗原：指在T细胞表面出现的不同种类分子，与T细胞分化发育的不同阶段相关，以分化群(CD)的编号来命名。许多CD分子属于免于球蛋白超基因家族，它们中CD4和CD8功能最主要。一、T细胞表面的分化抗原第四节T细胞抗原识别和活化分化抗原：指在T细胞表面出现的不46二、T细胞受体T细胞受体(TCR)：即T细胞抗原受体，它只有同时识别抗原多肽和MHC分子时，才能与抗原-MHC复合物结合。TCR分为2类，均由2条不同的跨膜的多肽链组成。第一类受体(TCR)，广泛分布在成熟的T细胞上，还表达CD4或CD8分子；第二类受体(TCR)，大多不表达CD4或CD8分子。二、T细胞受体T细胞受体(TCR)：即T细胞抗原受体，它只47(一)TCR分子是有、链通过二硫键共价结合在一起的异二聚体。、链和免疫球蛋白在结构上基本相似，分为可变区(V)和稳定区(C)。C区包括4个功能区：二硫键环区、绞链区、跨膜区和胞内区。(一)TCR分子是有、链通过二硫键共价结合在一起48(二)TCR分子只在很少部分T细胞及不成熟的胸腺细胞中表达，也和CD3结合形成复合物。、链与、链的结构相似，也是跨膜糖蛋白。表达的TCR的T细胞不产生CD4和CD8，也不受自身MHC分子的限制。(二)TCR分子只在很少部分T细胞及不成熟的胸腺细49动物遗传学-第八章-免疫遗传学基础课件50(三)免疫球蛋白和T细胞受体基因的遗传多样性各种链有不同数量的可变DNA片段。不同的D和J片段的可能组合及其连接的不精确性。高变区DNA序列的体细胞突变。(三)免疫球蛋白和T细胞受体基因的遗传多样性各种链有不同数51TCR多样性的产生机制多样性机制TCRTCR胚系基因片段组合VDJVJ,VDJ连接多样性连接机动性N区核苷酸插入总的多样性507050×70=3×1035721357×2×13=1×10314353314×5=703×3×3=27++++V-JV-D,D-JV-JV-D,D-J~1015~1018TCR多样性的产生机制多样性机制TCRTCR胚系基52第五节补体系统补体(C)：由于抗体耐温，溶菌能力的丧失不是抗体活性改变，而是血清中存在能够辅助或补充抗体溶菌、但却不耐热的物质。补体要行使生物学功能，必须依赖一组在功能上有联系的蛋白质进行级联反应。活化途径：一是由抗原-抗体复合物的活化程序，称为经典途径。二是补体与抗原细胞表面直接结合而被活化，称为替代途径或旁路途径。第五节补体系统补体(C)：由于抗体耐温，溶菌能力的丧失不是53a链b链

C3分子组成及其各种结合位-S-S--S-S-CR1CR3CR2N-N-C-C-P一、补体的级联反应补体是由20多种血清蛋白成分组成的具有类似酶性质的一组复杂的血清蛋白系统。各成分均以不活动的酶原形式存在于血清中，只有被激活后，把酶原变成酶，才能发挥其生物活性作用，所以也叫做补体系统。补体系统的核心成分是C3蛋白。a链b链C3分子组成及其各种结合位-S-S--S-S54二、经典途径只有当Cl结合到IgM的3区域或IgG的2区时才发生Cl活化。单个Cl分子必须同时与Ig的两个以上Fc段结合，每一Fc段只有1个Cl结合位点。只有抗原-抗体复合物可激活补体，非游离或溶解的抗体则不能激活。二、经典途径只有当Cl结合到IgM的3区域或Ig55三、替代途径通过可溶性C3的内部酯键进行缓慢自发性水解，产生与B因子结合的C3(H2O)并成为液相替代途径C3转化酶，再由液相C3转化酶持续和低水平作用产生C3b，这个过程称为C3逐渐停滞。C3b也可通过经典途径产生。三、替代途径通过可溶性C3的内部酯键进行缓慢自发性水解，产生56四、膜攻击复合物从经典途径或替代途径产生的C5转化酶，引起补体系统终末成分的活化，最终形成溶解细胞的膜攻击复合物。补体激活的终末过程四、膜攻击复合物从经典途径或替代途径产生的C5转化酶，引起补571）吞噬细胞只在非特异免疫中起作用。（）2）淋巴细胞只有在受到抗原刺激后，才能形成效应细胞。（）3）只要接触一次某抗原，记忆细胞就能长期记住该抗原的特征。（）4）抗体是由效应B细胞合成并分泌的。（）√××√练习1）吞噬细胞只在非特异免疫中起作用。（）√××√练585）下列皮肤的作用中，属于免疫作用的是（）

A、防止细菌侵入B、防止水分蒸发C、感受外界刺激D、调节体温6）人体内可以吞噬和消灭病原体的是（）

A、呼吸道黏膜B、淋巴细胞C、抗体和抗原D、吞噬细胞7）下列现象中，属于特异性免疫的是（）

A、唾液的杀菌作用B、接种百白破疫苗C、白细胞吞噬病菌D、皮肤的屏障作用8）免疫细胞主要是（）

A、吞噬细胞B、腺细胞C、上皮细胞D、淋巴细胞DBAD5）下列皮肤的作用中，属于免疫作用的是（）6）人体内599）下列关于抗体的叙述，不正确的是（）

A、在体内存留时间有长有短B、是一种特殊的蛋白质C、能破坏和排斥所有病原体D、是在抗原刺激下产生的10）刚出生的婴儿接种卡介苗，可以预防（）

A、破伤风B、百日咳C、肺结核D、天花11）下列结构中，不属于免疫器官的是（）

A、肝脏B、脾脏C、胸腺D、淋巴结CCA9）下列关于抗体的叙述，不正确的是（）10）刚出生的6012)下列各项中，只属于细胞免疫功能的是()A、抑制病菌的繁殖B、使病毒失去感染人体细胞的能力C、效应T细胞与靶细胞直接接触，导致靶细胞死亡D、使细菌外毒素失去毒性C13)生活中在不知情的情况下，人最可能因下列的哪一种方式感染艾滋病病毒（）A、与病毒携带者握手B、使用了病毒携带者用过的而又未经严格消毒的餐具C、住旅店时，使用了病毒携带者用过的而又未及时更换的被褥D、洗牙或补牙时，使用了病毒携带者用过的而又未经严格消毒的器械D12)下列各项中，只属于细胞免疫功能的是()C61习题P2243、5习题P22462第八章免疫遗传学基础第一节免疫学的基本概念第八章免疫遗传学基础第一节免疫学的基本概念63免疫的新概念免疫性或免疫力(immunity)：指机体接触抗原性物质(如病原微生物)后，机体产生的一种清除这些抗原性物质而保护机体的特异性生理反应。免疫，Immunity：是机体对异体、异种或“自身”异常物质的防御、稳定和监视等一系列生理功能。Immunity---physiologicalabilityofhumansandanimalstorecognizeselfanddiminishnon-self.免疫的新概念免疫性或免疫力(immunity)：指机体接触抗64免疫的基本特性1识别自身和非自身(recognitionofselfandnonself)这是免疫应答的基础免疫细胞膜表面的抗原受体+外来抗原的表位(epitope)识别很精细，包括异种之间，同种不同个体之间2特异性(specificity)：即免疫具有很强的针对性3免疫记忆(immunologicalmemory)：对相同抗原物质的再次进入具有记忆，会产生更快、更强的免疫应答。免疫的基本特性1识别自身和非自身(recognition65免疫的三大功能及表现功能正常表现（有利）异常表现（有害）免疫防御(immunologicdefence)抗病原微生物的侵袭超敏反应或变态反应自我稳定(immunologichomostasis)清除体内自然衰老或损伤的细胞自身免疫性疾病免疫监视(immunologicsurveillance)清除体内突变或异常的细胞肿瘤或持续性感染免疫的三大功能及表现功能正常表现（有利）异常表现（有害）免疫66

一、免疫的类型1、天然免疫(非特异性免疫)——innateimmunity(nonspecificimmunity)特点：（1）出生时已具备(早)；（2）可稳定性遗传给后代；（3）作用广泛：无特异性；（4）个体差异不大。组成和功能：（1）解剖与生理屏障；（2）生物学屏障;（3）吞噬细胞及吞噬作用；（4）体液因子:补体、溶菌酶。一、免疫的类型1、天然免疫(非特异性免疫)——innate67特点：（1）出生后受抗原刺激产生；（2）具有特异性(针对性)；（3）一般不能遗传；（4）个体差异大；（5）具有记忆性。组成与功能：(1)体液免疫：B细胞浆细胞Ab2、获得性免疫(特异性免疫)——acquiredimmunity(specificimmunity)特点：（1）出生后受抗原刺激产生；（2）具有特异性(针对性)68

(2)细胞免疫：

APCT细胞致敏T细胞、淋巴因子效应T淋巴细胞(左)与肿瘤细胞(右)密切接触(2)细胞免疫：效应T淋巴细胞(左)与肿瘤细胞(右)691、识别期指淋巴细胞上特异性抗原受体与抗原结合的过程。此阶段包括：抗原的进入和定位;抗原的摄取、处理和加工，抗原的呈递和对抗原的识别，分别由Mφ、T和B细胞完成。三、特异性免疫应答的分期1、识别期三、特异性免疫应答的分期702、激活期指识别特异性抗原后淋巴细胞的反应过程。包括细胞膜受体的交联、膜信号产生与传递、细胞增殖与分化以及生物活性介质的合成与释放，主要由T和B细胞完成。3、效应期指淋巴细胞被抗原激活后行使清除抗原的功能。主要包括效应分子(体液免疫)和效应细胞(细胞免疫)对非己细胞或分子的清除作用，即所谓排异效应，及其对免疫应答的调节作用。2、激活期71四、免疫系统的组成免疫系统(ImmuneSystem)：是机体执行免疫功能的组织机构，是产生免疫应答的物质基础。包括参与特异免疫应答的器官、组织、细胞和免疫效应分子。T细胞四、免疫系统的组成免疫系统(ImmuneSystem)：是72包括骨髓(bonemarrow)、胸腺(thymus)、腔上囊(bursa)及其类同结构。(一)中枢免疫器官Centralimmuneorgan包括骨髓(bonemarrow)、胸腺(thymus)73功能和特点：发育较早，是造血干细胞增殖发育分化为T、B淋巴细胞，决定着外周免疫器官的发育。功能和特点：发育较早，是造血干细胞增殖发育分化为T、B淋巴细74包括脾(spleen)、淋巴结(lymphnode)及弥散分布的淋巴组织。（二）外周免疫器官Secondary(Peripheral)immuneorgan功能和特点：淋巴细胞定居和增殖的场所；抗原在此诱导形成免疫应答，是免疫应答的发生地；是淋巴液过滤的部位。包括脾(spleen)、淋巴结(lymphnode)及弥散75淋巴结的结构被膜capsule皮质cortex副皮质paracortex生发中心germinalcenter髓质medulla淋巴结的结构76免疫活性细胞(ICC)：

能被抗原刺激而活化、增殖、分化的淋巴细胞，又称抗原特异性淋巴细胞，即T淋巴细胞和B淋巴细胞。(三)免疫细胞ImmunocyteLymphocyte，L免疫细胞：凡参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞，包括淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞等。免疫活性细胞(ICC)：能被抗原刺激而活化、增殖、分化的淋771、T淋巴细胞(T细胞)T细胞是胸腺依赖性淋巴细胞(thymusdependentlymphocyte)的简称。T细胞的发育：T细胞前体从骨髓进入胸腺(thymus)皮质，然后向髓质移动，最后到达髓质而成为成熟的T淋巴细胞，随后迁移到二级淋巴器官和组织。T细胞有两种：

T淋巴细胞(1)T辅助细胞(HelperTcell,Th)——主要功能是协助其他细胞(B细胞)发挥免疫功能。(2)细胞毒性T细胞(cytotoxicTcell,Tc)——介导杀伤受感染的细胞(主要是病毒感染细胞)。1、T淋巴细胞(T细胞)T细胞是胸腺依赖性淋巴细胞(thy78

2、B淋巴细胞(B细胞)B淋巴细胞(Bonemarrowdependentlymphocyteorbursadependentlymphocyte)：是由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中淋巴样前体细胞分化成熟而来。B细胞在骨髓中产生，并迁移到二级淋巴器官中，在此与外源性抗原作用，发生免疫应答。在抗原激活时和有Th辅助时，B细胞增殖并成熟为记忆细胞(memorycell)或浆细胞(plasmacell)。B细胞有B1和B2两种，其中B2是常规B细胞，担负体液免疫功能(产生抗体)。2、B淋巴细胞(B细胞)B淋巴细胞(Bonemar79

3、其他免疫细胞除T、B细胞外，还有一些淋巴细胞具有免疫功能。类型功能抗原受体选择表型标记K细胞产生抗体(体液免疫)表面抗体(免疫球蛋白)FC受体；MHCⅡ类辅助性T细胞(HelperTcell,TH)刺激B细胞生长与分化(体液免疫)，分泌细胞因子激活巨噬细胞(细胞免疫)αβ异质二聚体CD3+，CD4+，CD8-细胞毒性T细胞(cytotoxicTlymphocyte,CTL或TC)溶解病毒感染的细胞、肿瘤细胞同种异体移植组织或器官、分泌细胞因子激活巨噬细胞(细胞免疫)αβ异质二聚体CD3+，CD4-，CD8+自然杀伤细胞(NK)溶解病毒感染的细胞、肿瘤细胞；抗体依赖的细胞毒性Ig超家族IgG的FC受体(CD16)3、其他免疫细胞除T、B细胞外，还有一些淋巴细胞具有免疫功80细胞因子(Cytokines)：参与免疫效应和免疫功能的调节，包括干扰素(Interferon)、白细胞介素(Interleukin)等4、免疫活性介质抗体(Antibodies)：又称免疫球蛋白，在B细胞受抗原刺激后，经分化增殖而分泌的一类糖蛋白，具有中和毒素、细菌凝集和蛋白质抗原沉淀等功能。补体(Complements)：动物血清中具有酶活性的蛋白质，激活后可产生溶菌、溶细胞等生理效应。细胞因子(Cytokines)：参与免疫效应和免疫功能的调节81五、抗原的概念抗原(Antigen，Ag)：是一类能够刺激动物机体免疫系统、诱导免疫应答的物质。五、抗原的概念抗原(Antigen，Ag)：是一类能够刺激动821、免疫原性(immunogenicity)：指引起免疫应答的性能(能力)，可以用特异性抗体的形成和特异免疫效应细胞的产量来衡量。2、免疫反应性(immunoreactivity)：指能与免疫应答产物——抗体和致敏的淋巴受体，在体内外相互作用或反应的性能(特异结合能力)。变态反应(allergy)或超敏反应(hypersensitivity)：抗原的刺激可引起机体产生过度的免疫应答，严重时可以引起休克或死亡。免疫耐受(immunotolerance)：机体对抗原的刺激也可能出现不产生免疫应答的现象。抗原物质的特性1、免疫原性(immunogenicity)：指引起免疫应答83(一)抗原决定簇(Antigenicdeterminant)抗原决定簇：又称表位(epitope)，是指抗原表面决定抗原特异性的某些特定化学结构，抗原以此与相应淋巴细胞表面的抗原受体结合，进而引起免疫应答和免疫反应。抗原的作用、特异性和免疫原性均决定与抗原决定簇。抗原决定簇示意图(一)抗原决定簇(Antigenicdeterminan84(二)半抗原(Hapten)半抗原：指不含蛋白质成分的有机分子，它们能和抗体起反应(免疫反应性)，但不能诱发机体产生免疫应答(无免疫原性)。半抗原能与某些蛋白偶联而成为完全抗原，并具有免疫原性。这类偶联的蛋白质就称为载体蛋白或称载体(carrier)。偶联的半抗体是作为载体分子上的半抗原决定簇而发挥免疫效应。(二)半抗原(Hapten)半抗原：指不含蛋白质成分的有机分85第二节抗体免疫球蛋白(Immunoglobulin，Ig)：能与相应的抗原特异结合，产生各种免疫效应的一类糖蛋白。抗体(antibody，Ab)：当动物机体受到抗原物质刺激后，由B淋巴细胞转化为浆细胞产生的能与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。第二节抗体免疫球蛋白(Immunoglobulin，Ig)86一、抗体的基本结构分类及功能区抗体由四条肽链组成。两条重链(H)和两条轻链(L)。重链和轻链之间由二硫键连接。一、抗体的基本结构分类及功能区抗体由四条肽链组成。87(一)抗体的分类重链有5大类，分别为γ、μ、α、ε和δ，其相应的抗体分别命名为lgG、lgM、lgA、lgE和lgD。轻链分为两大类，即κ型和λ型。(一)抗体的分类重链有5大类，分别为γ、μ、α、ε和δ，其88可变区(V区)：这个区的氨基酸组成和排列顺序变异大。(二)抗体的功能区稳定区(C区)：其氨基酸数量、种类、排列顺序及含糖量都比较稳定。超变区(HVR)：某些区域氨基酸残基的组成和排列顺序比其他区域更易变化。三个超变区共同组成抗原表面的结合部位——三维互补结构，也称为互补决定区(CDR)。可变区(V区)：这个区的氨基酸组成和排列顺序变异大。(二)89二、免疫球蛋白基因及其基因重排人类B细胞有三个Ig基因库，即H(14)、κ(2)、λ(22)。编码一条Ig多肽链的基因是由各个分隔开的DNA片段经剪接重排而形成。二、免疫球蛋白基因及其基因重排人类B细胞有三个Ig基因库，即90动物遗传学-第八章-免疫遗传学基础课件91(一)在淋巴细胞形成中的体细胞基因重排——抗体多样性生殖细胞有多种H链和L链基因编码不同Ig分子；不同DNA片段的体细胞重组大大增加了可能的组合数；在高变区的体细胞突变导致进一步的遗传性差异。(一)在淋巴细胞形成中的体细胞基因重排——抗体多样性生殖细92(二)免疫球蛋白的基因重排在B细胞成熟时，体细胞重组发生在L和H链基因内。IgG分子不同区域的编码DNA顺序(外显子)在每个细胞中进行特异的组合。重链基因重排(二)免疫球蛋白的基因重排在B细胞成熟时，体细胞重组发生在93轻链基因重排轻链基因重排94(三)V(D)J重组的机制重链的可变区由V和J基因及第三个D基因片段编码。V(D)J重组是V、D和J片段两侧的重组信号序列(RSS)位点专一性的重组反应。重组只发生在RSS之间，称为12～23原则。VLLVVL9Nt9Nt12Nt23Nt7Nt7NtVJ

L(三)V(D)J重组的机制重链的可变区由V和J基因及第三个95三、抗体的效应功能三、抗体的效应功能96第三节主要组织相容性复合体组织相容性(histocompatibility)：指在不同个体间进行组织或器官移植时,受者和供者双方相互接受的程度。组织相容性抗原：导致排斥反应的抗原。主要组织相容性系统(MHS)：是指能够对抗原进行快而强排斥反应的免疫系统。主要组织相容性复合体(MHC)：是指编码主要组织相容性抗原，控制细胞间相互作用，调控免疫应答的一组紧密连锁的基因群。第三节主要组织相容性复合体组织相容性(histocompa97一、MHC分子MHC结构十分复杂，其多样性由多基因性和多态性两方面构成。多基因性指复合体由多个位置相邻的基因座位所组成，编码产物具有相同或相似的功能。根据结构和功能，组成MHC的基因，分类为：MHCI类分子和II类分子。一、MHC分子MHC结构十分复杂，其多样性由多基因性和多态性98(一)I类分子I类分子由一条α链(重链)和一条β(轻链)组成，分布于所有有核细胞表面(一)I类分子I类分子由一条α链(重链)和一条β(轻链)组99具多态性的重链，包括α1、α2与α3结构域，其中α1、α2结构域共同构成抗原(肽)结合槽；轻链即β-2微球蛋白(β2m)，乃由位于第15号染色体的非MHC基因所编码，与重链的α3同属免疫球蛋白超家族。β2m无多态性，其以非共价键与α链胞外段相互作用，有助于维持Ⅰ类分子天然构型的稳定性。MHC-Ⅰ类分子及其编码基因结构具多态性的重链，包括α1、α2与α3结构域，其中α1、α2结100(二)Ⅱ类分子II类分子由α链和β链组成，仅表达于淋巴样组织中的各种细胞表面，如APC细胞、胸腺上皮细胞和人的活化T细胞(二)Ⅱ类分子II类分子由α链和β链组成，仅表达于淋巴样组101

MHC-Ⅱ类分子及其编码基因结构MHC-Ⅱ类分子及其编码基因结102二、MHC基因区人MHC基因区位于第6号染色体短臂6p21.31；小鼠MHC基因区位于第17号染色体上。二、MHC基因区人MHC基因区位于第6号染色体短臂6p21.103MHC-I类基因集中在远离着丝点的一端，包括B、C、A三个座位，其产物是HLA-I类分子。MHC-II类基因在复合体中位于近着丝点一端，由DP、DQ、DR三个亚区组成。MHC-I类基因集中在远离着丝点的一端，包括B、C、A三个座104三、I类和Ⅱ类MHC基因的结构MHC-I类和II类的、基因结构相似。在I类基因还存在与细胞分裂素(如干扰素)结合以增强转录的序列(ICS)。三、I类和Ⅱ类MHC基因的结构MHC-I类和II类的、105II类基因存在3个调控盒，分别是W盒(或称H盒)、X盒和Y盒，与AP-1转录因子和IBF-γ作用等有关，对于基因表达是完全必需的。II类基因存在3个调控盒，分别是W盒(或称H盒)、X盒和Y盒106四、I类和Ⅱ类MHC分子的免疫调节功能只有当抗原以与细胞表面的MHC分子结合方式呈递出来时，T细胞才能识别并作出反应。将抗原呈递在表面膜上的细胞称为抗原呈递细胞(APC)或附属细胞。四、I类和Ⅱ类MHC分子的免疫调节功能只有当抗原以与细胞表面107第四节T细胞抗原识别和活化分化抗原：指在T细胞表面出现的不同种类分子，与T细胞分化发育的不同阶段相关，以分化群(CD)的编号来命名。许多CD分子属于免于球蛋白超基因家族，它们中CD4和CD8功能最主要。一、T细胞表面的分化抗原第四节T细胞抗原识别和活化分化抗原：指在T细胞表面出现的不108二、T细胞受体T细胞受体(TCR)：即T细胞抗原受体，它只有同时识别抗原多肽和MHC分子时，才能与抗原-MHC复合物结合。TCR分为2类，均由2条不同的跨膜的多肽链组成。第一类受体(TCR)，广泛分布在成熟的T细胞上，还表达CD4或CD8分子；第二类受体(TCR)，大多不表达CD4或CD8分子。二、T细胞受体T细胞受体(TCR)：即T细胞抗原受体，它只109(一)TCR分子是有、链通过二硫键共价结合在一起的异二聚体。、链和免疫球蛋白在结构上基本相似，分为可变区(V)和稳定区(C)。C区包括4个功能区：二硫键环区、绞链区、跨膜区和胞内区。(一)TCR分子是有、链通过二硫键共价结合在一起110(二)TCR分子只在很少部分T细胞及不成熟的胸腺细胞中表达，也和CD3结合形成复合物。、链与、链的结构相似，也是跨膜糖蛋白。表达的TCR的T细胞不产生CD4和CD8，也不受自身MHC分子的限制。(二)TCR分子只在很少部分T细胞及不成熟的胸腺细111动物遗传学-第八章-免疫遗传学基础课件112(三)免疫球蛋白和T细胞受体基因的遗传多样性各种链有不同数量的可变DNA片段。不同的D和J片段的可能组合及其连接的不精确性。高变区DNA序列的体细胞突变。(三)免疫球蛋白和T细胞受体基因的遗传多样性各种链有不同数113TCR多样性的产生机制多样性机制TCRTCR胚系基因片段组合VDJVJ,VDJ连接多样性连接机动性N区核苷酸插入总的多样性507050×70=3×1035721357×2×13=1×10314353314×5=703×3×3=27++++V-JV-D,D-JV