免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座

第一節(jié)免疫系統(tǒng)和免疫球蛋白第二節(jié)免疫球蛋白基因重組和體細(xì)胞突變第三節(jié)免疫球蛋白重鏈恒定區(qū)基因第四節(jié)T細(xì)胞抗原受體基因免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第1頁(yè)第一節(jié)免疫系統(tǒng)和免疫球蛋白免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第2頁(yè)一、免疫系統(tǒng)1、組成：免疫反應(yīng)

互補(bǔ)系統(tǒng)體液免疫系統(tǒng)：針對(duì)細(xì)菌、胞外病毒和外來(lái)蛋白細(xì)胞免疫系統(tǒng)：破壞被病毒感染宿主細(xì)胞、某些寄生物和外來(lái)移植組織包括細(xì)胞淋巴細(xì)胞（lymphocyte）：造血干細(xì)胞經(jīng)過(guò)對(duì)外來(lái)物質(zhì)特異模受體識(shí)別抗原

B、T淋巴細(xì)胞巨噬細(xì)胞：組織特異，起源于骨髓干細(xì)胞吞噬大顆粒和細(xì)胞、抗原呈遞細(xì)胞免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第3頁(yè)2、B、T細(xì)胞（1）B細(xì)胞：?bonemarrow中完成發(fā)育?表示獨(dú)特抗原膜結(jié)合受體-----一個(gè)抗體分子?碰到抗原快速分裂成子代：

a)

記憶細(xì)胞：長(zhǎng)壽表示與親代細(xì)胞含有同一結(jié)合特征抗體b)

效應(yīng)細(xì)胞：漿細(xì)胞，存活幾天產(chǎn)生分泌型可溶性抗體?B細(xì)胞受體單獨(dú)識(shí)別抗原但需要TH細(xì)胞提供信號(hào)才能分泌抗體免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第4頁(yè)（2）T細(xì)胞：

?遷移到thymusgland中完成后期發(fā)育?表示抗原特異膜受體－－T細(xì)胞受體異二聚體αβ或γδ兩條蛋白鏈?受與MHC結(jié)合抗原刺激激活分化成：記憶T細(xì)胞各種效應(yīng)T細(xì)胞?兩種：T助細(xì)胞或TH細(xì)胞（helperTcell）激活后分泌淋巴因子激活B、Tc和吞噬細(xì)胞等T胞毒細(xì)胞或Tc細(xì)胞（cytotoxicTcell）監(jiān)視病毒感染細(xì)胞、腫瘤和外來(lái)移植組織?T細(xì)胞識(shí)別與MHC結(jié)合抗原

MHCmajorhistocompatibilitycomplex免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第5頁(yè)（3）免疫反應(yīng)分類(lèi)?體液免疫反應(yīng)依賴(lài)于B細(xì)胞，由分泌抗體（Ig）來(lái)介導(dǎo)免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第6頁(yè)?細(xì)胞免疫反應(yīng)免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第7頁(yè)二、免疫球蛋白（Immunoglobulin

）可溶性血清糖蛋白－－－Ig1、結(jié)構(gòu)：非共價(jià)鍵和二硫鍵連接輕、重鏈二者均含可變區(qū)或V區(qū)－－N端和恒定區(qū)或C區(qū)－－C端?兩大特點(diǎn)高度特異性、龐大多樣性免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第8頁(yè)L鏈（214aa）－－VL、CLκ和λ兩種，對(duì)一個(gè)Ig唯一H鏈（426aa）－－VH、CH1、CH2、CH3恒定區(qū)序列有γ、α、μ、δ和ε五種類(lèi)型VL和VH內(nèi)有高變區(qū)－－真正抗原結(jié)合部位負(fù)責(zé)抗體分子反抗原識(shí)別互補(bǔ)決定區(qū)－－CDRIgG、IgA、IgM、IgD和IgE（人體）免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第9頁(yè)第二節(jié)免疫球蛋白基因重組

和體細(xì)胞突變免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第10頁(yè)

一、免疫球蛋白基因組織?Ig基因有三個(gè)獨(dú)立基因家族分別編碼兩個(gè)輕鏈（κ和λ）、一個(gè)重鏈（小鼠6、16和12號(hào)染色體）?輕鏈基因家族組成：L、V、J、C四類(lèi)基因片段L－－leadersegmentV－－variablesegmentJ－－jioningsegmentC－－constantsegment?重鏈家族：L、V、D、J、C五類(lèi)片段D－－diversitysegment高變區(qū)?J和C之間有增強(qiáng)子?種系中基因數(shù)目變動(dòng)較大免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第11頁(yè)FamilyVGenesCGenesManMouseManMouseLambda<3002>64Kappa<300~100011Heavy~300>100098人重鏈基因簇包含了全部組織重鏈基因信息（重鏈恒定區(qū)九種C片段、兩個(gè)假基因）免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第12頁(yè)λ家族V基因后跟伴隨幾個(gè)以J片段作為前導(dǎo)C基因免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第13頁(yè)k家族（人和老鼠）組成：V基因（人<300、鼠～1000）、5個(gè)J（一個(gè)假基因）、1個(gè)C基因免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第14頁(yè)二、免疫球蛋白基因形成過(guò)程中重組機(jī)制?除淋巴細(xì)胞外，全部細(xì)胞免疫球蛋白基因簇結(jié)構(gòu)都是相同－－種系結(jié)構(gòu)?骨髓干細(xì)胞在分化為成熟B淋巴細(xì)胞時(shí)出現(xiàn)免疫球蛋白基因體細(xì)胞重排?即－－淋巴細(xì)胞中重組產(chǎn)生活性基因使免疫系統(tǒng)為基因組改變提供了廣泛基礎(chǔ)

－－抗體分子多樣性免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第15頁(yè)1、輕鏈基因V和J片段重組a）λ鏈重組?每個(gè)C片段前有J跟隨?只發(fā)生一次重組在V和J-C之間(V和J重組)免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第16頁(yè)b）κ鏈重組?κ基因簇只有一個(gè)C?V與C之間5個(gè)J（一個(gè)假基因）?用到每個(gè)J都能夠成為V外元終端?整合J左邊缺失掉右邊拼接過(guò)程中作為內(nèi)元免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第17頁(yè)?重鏈可變區(qū)由V和J基因及第三個(gè)D基因片段編碼?重鏈可變區(qū)重組有兩個(gè)階段D-J重組、VH和DJ重組2、重鏈基因V、D和J片段重組免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第18頁(yè)?全部V基因組織結(jié)構(gòu)上很類(lèi)似a）第一個(gè)外元編碼信號(hào)序（用于膜黏附）b）第二個(gè)編碼可變區(qū)本身主要部分c）其它部分由D片段（只對(duì)H家族）和一條J片段提供免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第19頁(yè)?一個(gè)指定B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生λ、κ其中之一輕鏈同重鏈結(jié)合?輕鏈中表現(xiàn)為同型性項(xiàng)斥（isotypicexclusion）往往只有κ鏈基因重組失敗，才發(fā)動(dòng)λ鏈基因重組?抗體中大部分輕鏈?zhǔn)铅舒?，λ鏈往往占少部分人?lèi)有約60%輕鏈?zhǔn)铅舒湥s40%為λ鏈。老鼠有95%B細(xì)胞表示κ類(lèi)型輕鏈?單特異性－－單個(gè)B細(xì)胞只產(chǎn)生一個(gè)抗體基因?淋巴細(xì)胞為二倍體－－H、κ和λ都有兩個(gè)等位基因－－－重組表現(xiàn)為等位基因排斥（allelicexclusion）免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第20頁(yè)3、重組分子機(jī)制?利根川進(jìn)（TonegawaS）1987Nobelprize1）重組位點(diǎn)?輕重鏈重組包括相同機(jī)理（特異位點(diǎn)）?V下游、J上游、D兩側(cè)存在保守重組信號(hào)序列（RSS）?RSS:共同回文七核苷酸－－CACAGTG（與基因連接）固定長(zhǎng)度間隔序列－－12bp或23bp共同富含A九核苷酸－－ACAAAAACC免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第21頁(yè)?輕鏈中：κ鏈V下游與J上游RSS方向相反(間隔序列12、23)?D下游和J上游RSS也有一樣關(guān)系（12、23）?重鏈中：V下游與D上游RSS方向相反(間隔序列23、12)

λ鏈(間隔序列12、23)免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第22頁(yè)2）重組機(jī)制?包括鏈斷裂和重接?重組酶基因rag(recombinationactivatinggene)編碼蛋白質(zhì)RAG1和RAG2?RAG1和RAG2識(shí)別RSS之間所形成二級(jí)結(jié)構(gòu)?重組只發(fā)生在間隔為12bp與23bp不一樣RSS之間－－－12－23規(guī)則免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第23頁(yè)VLLVVL9Nt9Nt12Nt23Nt7Nt7NtVJ

La)RAG1/RAG2識(shí)別二級(jí)結(jié)構(gòu)?不一樣V片段與J-C重組（H鏈V與D、D與J-C）－－造成Ig多樣性免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第24頁(yè)b)RAG1/RAG2復(fù)合物切開(kāi)七核苷酸與基因接頭處一條鏈（3‘－OH、5’－P）c)基因片段末端形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)游離3’－OH攻擊另一條鏈酯鍵（雙鏈斷裂）d)連接反應(yīng)造成序列改變－插入、缺失（影響編碼蛋白）免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第25頁(yè)?連接位點(diǎn)不一樣－－造成Ig多樣性免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第26頁(yè)3)V基因只有和C連接后才有活性?包括開(kāi)啟子和增強(qiáng)子作用?V-C連接后V開(kāi)啟子靠近增強(qiáng)子后才有活性?增強(qiáng)子只在B細(xì)胞內(nèi)才有活性（組織…）免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第27頁(yè)4)重排中等位相斥?輕、重鏈中都包括?Ig0－未經(jīng)重排種系構(gòu)型Ig－－無(wú)效基因Ig+－有效基因?活性鏈生成抑制了深入重排免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第28頁(yè)三、體細(xì)胞突變?在體細(xì)胞原型球蛋白基因序列上發(fā)生單個(gè)堿基突變?λ、κ輕鏈和重鏈都發(fā)覺(jué)有體細(xì)胞突變免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第29頁(yè)總結(jié)：產(chǎn)生抗體多樣性機(jī)制a）性細(xì)胞內(nèi)含有多個(gè)V基因b）V-J和V-D-J重組c）重組部位差異性d）體細(xì)胞突變e）重鏈和輕鏈隨機(jī)重組★各種機(jī)制相伴隨,所以Ig多樣性以乘積方式增加免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第30頁(yè)L（

）

300(V)×5(J)＝1500（L(

)）H

n×100(V)×20(Ddiversity)×4(J)×10(C)＝n×80000L

V-L多位點(diǎn)連接10

HV-L多位點(diǎn)連接100Ig種類(lèi)1500×80000×10×100＝n×12×1010遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于抗原種類(lèi)（數(shù)百萬(wàn)種）免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第31頁(yè)第三節(jié)免疫球蛋白重鏈

恒定區(qū)基因免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第32頁(yè)?B細(xì)胞分化之出,輕重鏈重排后經(jīng)轉(zhuǎn)錄和拼接加工成成熟mRNA后翻譯成免疫球蛋白－－膜型－－IgM、IgD?成熟B細(xì)胞經(jīng)抗原刺激－－－分泌型抗體IgM再次抗原刺激后第二次重排－－出現(xiàn)重鏈基因改變恒定區(qū)（C片段），即類(lèi)型轉(zhuǎn)換

抗原特異性不變－－－－IgG或IgA或IgE?類(lèi)型轉(zhuǎn)換后B細(xì)胞－－－漿細(xì)胞分泌大量單特異性抗體免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第33頁(yè)一、免疫球蛋白重鏈恒定區(qū)基因2、重鏈基因C片段轉(zhuǎn)換發(fā)生在轉(zhuǎn)換區(qū)－－switchregionS區(qū)－－－每個(gè)C片段5’端（δ除外）?成熟抗體形成細(xì)胞－－－使用同一系列可變區(qū)基因，經(jīng)過(guò)C區(qū)改變轉(zhuǎn)變抗體類(lèi)型(可能與染色體間交換相關(guān))1、一個(gè)細(xì)胞同時(shí)產(chǎn)生兩種以上Ig－－經(jīng)過(guò)選擇性拼接（不一樣加尾位點(diǎn)）免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第34頁(yè)?C區(qū)造成抗體類(lèi)型轉(zhuǎn)換免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第35頁(yè)二、膜型和分泌型球蛋白產(chǎn)生?經(jīng)過(guò)C區(qū)基因不一樣方式轉(zhuǎn)錄而產(chǎn)生免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第36頁(yè)

免疫球蛋白產(chǎn)生總結(jié)圖1、D→J重組重鏈2、V→DJ重組3、VDJ－μδ轉(zhuǎn)錄4、翻譯μ和δ輕鏈5、V→J重組6、轉(zhuǎn)錄VJ－κ或VJ－λ7、翻譯κ或λ8、膜IgM膜IgD9、分泌型IgM第一次抗原T依賴(lài)抗原抗原、TH10、換成IgG或IgA或IgE免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第37頁(yè)第四節(jié)T細(xì)胞抗原受體基因免疫多樣性產(chǎn)生的機(jī)制專(zhuān)家講座第38頁(yè)?