免疫学B细胞课件

[免疫学]B细胞2024/4/1612024/4/162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。2024/4/163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2024/4/164B细胞的发现B细胞的功能？参与体液免疫NOantibody2024/4/1652024/4/166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FrankMacfarlaneBurnet(1899－1985)2024/4/167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？PointtoPonder………2024/4/168B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2024/4/169（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。2024/4/1610VDJCHVJCL2024/4/16111、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：①κ基因：2号染色体长臂，由V、J、C基因片段构成。②λ基因：22号染色体短臂，由V、J、C基因片段构成。2024/4/16121.BCR的胚系基因结构2024/4/16132.BCR的基因的重排及其机制重组酶——IgV区基因的重排①重组激活酶基因(recombinationactivatinggeneRAG)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（recombinationsignalsequences，RSS）。2024/4/16142024/4/1615②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。③其他DNA外切酶、DNA合成酶等。VDJNNN2.BCR的基因的重排及其机制2024/4/1616（二）抗原识别受体多样性产生的机制2024/4/16171.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。GenesegmentVDJHgene40256κgene405λgene304（二）抗原识别受体多样性产生的机制Hvariety40×25×66000κvariety40×5200λvariety30×41202024/4/16181.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。VH×Vκ6000×200=1.2×106VH×Vλ6000×120=7.2×105total1.2×106+7.2×105=1.92×106（二）抗原识别受体多样性产生的机制2024/4/16192.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VDJNNNNC5’3’TdTTdTVDJC1IgHproteinchainCDR1CDR2CDR3U5-11-DVHCHVDJCμ1Cμ2Cμ3Cμ4DOMAINSILLUSTRATED<===RegionsFR1FR2FR3FR4VREGIONH2024/4/1621Nregiondiversity:basesaddedatjunctionsN=A,T,C,orGNNNInframeNNNNADDEDBYTdT(TERMINALDEOXYNUCLEOTIDYLTRANSFERASE)VVOutofFrameDSEGMENTDSEGMENTV-DJJUNCTIOND-JJUNCTIONJJNOTE:diversitysegmentcanbereadinmanyreadingframes!2024/4/1622体细胞高频突变（somatichypermutation）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(affinitymaturation)：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？突变后抗原突变前BCR1BCR2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？2024/4/16241.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？2024/4/1625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2024/4/1626等位排斥(allelicexclusion)：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V1V1V1肽NO2024/4/16272号κ22号λ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κ22号λ2024/4/16282号22号κκ肽同种型排斥

λNO同种型排斥(isotypeexclusion)：指κ轻链和λ轻链之间的排斥，κ链基因的表达成功即抑制λ链基因的表达

。保证了一个Ig分子中只含有一种轻链。2024/4/1629（三）B细胞在中枢免疫器官中的发育2024/4/1630（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2024/4/1631（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。Bcellselftolerance:clonaldeletionImmatureBcellrecognisesmultivalentselfAgBClonaldeletionbyapoptosisYYBImmatureBBSmallpre-BReceptoreditingArearrangementencodingaselfspecificreceptorcanbereplacedVCJVVVYBB!!Receptorrecognisesselfantigen!!BApoptosisoranergyYBBEditedreceptornowrecognisesadifferentantigenandcanberecheckedforspecificityCJVVVVArrestdevelopmentAndreactivateRAG-1andRAG-2YBcellselftolerance:anergyBYYYBAnergicBcellIgDnormalIgMlowImmatureBcellrecognisessolubleselfAgYYBImmatureBBSmallpre-BIgMIgDIgDIgDYYYYYYMatureBcellexportedtotheperipheryYYBcellselftolerance:exportofselftolerantBcellsIgDandIgMnormalIgMIgDIgDIgDIgDIgMIgMIgMImmatureBcelldoesn’trecogniseanyselfAgYYBImmatureBBSmallpre-BB2024/4/1636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Igα/Igβ1.BCR（Bcellreceptor，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。2.Igα/Igβ：转导信号。3.BCR可直接识别可溶性抗原。2024/4/1637（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Ｂ细胞、FDC、咽部及宫颈上皮细胞。2024/4/1638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2024/4/1639（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。12CD40/CD40LB细胞Th细胞TD抗原CD42024/4/16402.CD80（B7.1）和CD86（B7.2）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2024/4/1641与B细胞活化双信号刺激有关的CD分子1.BCR-CD792.CD19CD21CD81

3.CD404.CD80（B7-1）

CD86（B7-2）(B7.1/B7.2)2024/4/1642CD20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FcγRⅡ-B，抑制B细胞的活化。（四）其他表面分子2024/4/1643非霍奇金淋巴瘤（non-Hodgkin’slymphoma,NHL）

2024/4/1644第三节B细胞的亚群CD5固有免疫适应性免疫2024/4/1645B1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）。

CD5BYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYIgMB1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。YY抗原MCELLAPCTBB浆细胞抗体IgA淋巴结2024/4/1647B1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＞IgGIgG＞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2024/4/1648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2024/4/1649抗体参与免疫应答的四种方式：①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②调理作用③ADCC作用④参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2024/4/1650ViralandBacterialInfectionofCellscanbeBlockedbyNeutralizingAntibodies2024/4/1651NeutralizationbyIgGAntibodiesProtectsCellsfromToxinAction2024/4/16