淋巴细胞成熟与抗原受体基因的表达.ppt

第13章淋巴细胞成熟与抗原受体基因的表达LymphocyteMaturation AntigenReceptorExpression 免疫细胞 immunocytes 凡参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞包括 淋巴细胞单核巨噬细胞抗原递呈细胞粒细胞 肥大细胞 血小板等 淋巴细胞T淋巴细胞B淋巴细胞NK细胞免疫活性细胞 immunocompetentcell ICC T B细胞均有特异性抗原受体 接受抗原刺激后能发生活化 增殖和分化 产生特异性免疫应答 故称免疫活性细胞 第一节B细胞成熟过程Bcellmaturation 骨髓内成熟骨髓外成熟 B细胞因在骨髓 bonemarrow 或禽类法氏囊 bursaofFabricius 中分化成熟而得名 简称B细胞 ThediscoveryofBcellimmunity 1957 BruceGlick OhioStateUniversityStudiesonthefunctionofthealymphoidorganinthecloacalregionofthechickenthebursaofFabricius Bursectomy noapparenteffect Noneofthebursectomisedchickensmadeanti Salmonellaantibodies BursawastheorganwhereantibodyproducingcellsdevelopedAntibodyproducingcellswerethereaftercalledBcells OriginofBcellsandorganofBcellmaturation Afterbirth developmentcontinuesinthebonemarrow Bcelldevelopmentstartsinthefoetalliver 起源 胎儿期 胎肝和骨髓出生后 骨髓两阶段 骨髓内成熟 抗原非依赖期 骨髓外成熟 抗原依赖期 一 骨髓内成熟过程 1 骨髓微环境和B细胞成熟2 B细胞成熟的分期3 未成熟自身反应性B细胞的阴性选择4 Ig基因重排 1 骨髓微环境和B细胞成熟 B细胞成熟四阶段祖B细胞 proBcells 前B细胞 preBcells 未成熟B细胞 immatureBcells 成熟B细胞 matureBcells 1 骨髓微环境和B细胞成熟 骨髓基质细胞提供微环境 Earlypro B Cytokinesandcell cellcontactsateachstageofdifferentiationaredifferent Latepro B Pre B Cytokinesandcell cellcontactsateachstageofdifferentiationaredifferent Bonemarrowstromalcell MaturingBcells B B Stromalcell 2 B细胞成熟的分期 四阶段 祖B细胞前B细胞未成熟B细胞成熟B细胞主要事件 Ig基因重排阴性选择 3 阴性选择 negativeselection 发生于未成熟B细胞若mIgM与基质细胞上的多价自身抗原结合 发生交联而致未成熟B细胞凋亡 apoptosis 若mIgM与单价可溶性自身抗原结合 引起自身反应性B细胞无能 anergy 通过阴性选择的未成熟B细胞继续发育为成熟B细胞 表达mIgM和mIgD Negativeselection Apoptosis ImmatureBcellrecognisesMULTIVALENTselfAg Clonaldeletionbyapoptosis Y Y Y Y AnergicBcell IgDnormalIgMlow ImmatureBcellrecognisessolubleselfAgNocross linking IgM IgD IgD IgD Negativeselection Anergy Y Y Y Y Y Y MatureBcellexportedtotheperiphery Y Y ImmatureBcelldoesn trecogniseanyselfAg B Negativeselection MatureBcells BindingtoselfmoleculesinthebonemarrowcanleadtothedeathorinactivationofimmatureBcells 4 Ig基因重排 generearrangement Ig的基因结构 胚系基因 链基因 2号染色体 链基因 22号染色体H链基因 14号染色体轻链基因分为V J C三组基因片段重链基因分为V D J C四组基因片段无功能 不表达 ThenumbersoffunctionalgenesegmentsfortheVregionsofhumanheavyandlightchains Ig的基因重排 Iggenerearrangement 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重链基因重排轻链基因重排等位排斥和同种型排斥 V Germline DH JHjoining VH DHJHjoining V Germline VL JLjoining Heavychainrearrangement VHDHJH CHjoining VLJL CLjoining Lightchainrearrangement DJ 编码重链 VDJ V基因 VDJC SplicingofIgMandIgDRNA TwotypesofmRNAcanbemadesimultaneouslyinthecellbydifferentialusageofalternativepolyadenylationsitesandsplicingoftheRNA VJ V基因 VJC编码轻链 等位排斥 allelicexclusion Ig基因重排时 一对同源染色体上的两个等位基因中只有一个能表达使得一个B细胞只能表达一种轻链和一种重链 同种型排斥 isotypicexclusion 一个B细胞中 链基因和 链基因只有其中的一种能够表达使得一个B细胞只能表达 或 链中的一种 Ig基因重排机制 Ig基因重排机制重组识别信号序列和重组酶重组酶RAG1和RAG2识别信号序列RSS12 23原则与VDJ基因片段重组 RSS间隔序列相同的基因片段之间不能发生重组只有RSS间隔序列不同的基因片段之间能发生重组12merRSS间隔序列的基因片段与23merRSS间隔序列的基因片段才有可能发生重组 Recognitionsignalsequences RSS and12 23Rule RAG1 RAG2and highmobilitygroupproteins bindtotheRSS ThetwoRAG1 RAG2complexesbindtoeachotherandbringtheVregionadjacenttotheDJregion TherecombinasecomplexmakessinglestrandednicksintheDNAThenicksare sealed toformahairpinstructureattheendoftheVandDregionsTherecombinasecomplexremainsassociatedwiththebreak StepsofIggenerecombination Anumberofotherproteins Ku70 Ku80 XRCC4andDNAdependentproteinkinases bindtothehairpinsandtheheptamerends StepsofIggenerecombination Ig的表达 成熟B 重链与轻链的表达 链和 链 链或 链重链与轻链的装配 链和 链分别与轻链配对 形成IgM和IgD BCR 特异性相同 恒定区不同 二 骨髓外成熟过程 成熟B细胞在外周遇到抗原 产生免疫应答 最终分化成为浆细胞和记忆细胞两个主要变化 体细胞高频突变Ig转类 同种型转换 Bcellrecognisesnon selfantigeninperiphery Ig secretingplasmacell Differentiationintheperiphery MatureperipheralBcell memorycell 1 体细胞高频突变 somatichypermutation 初次免疫应答后期和再次免疫应答生发中心活化增殖的B细胞轻链和重链V基因发生随机点突变抗原选择表达高亲和力Ig的B细胞被选择存活表达低亲和力Ig的B细胞凋亡抗体亲和力提高 抗体亲和力成熟 affinitymaturation Mutation 2 重链转类 classswitching Ig转类 classswitching 同种型转换 isotypeswitching B细胞受抗原刺激后 最先产生IgM 然后再转成产生其它类别的Ig 这种现象称为Ig转类机制 转换重组 即VDJ基因片段与下游的另一个C基因重组特点 IgFab不变 抗体特异性不变意义 IgFc的改变使抗体效应机制发生变化 以适应消灭病原菌的需要 classswitching 三 Ig多样性产生机制 多个V D J基因片段重组多样性 VDJ VJ随机重组 连接的多样性 连接的不精确性 N区多样性 N区插入Ig重链基因重排时 在V D之间和D J之间额外加入新的核苷酸 这些核苷酸序列不是依赖模板而加入的 称为非模板区H L链的随机组合体细胞高频突变 JunctionalDiversity Nnucleotideadditions Terminaldeoxynucleotidyltransferase TdT addsnucleotidesrandomlytothePnucleotideendsofthesingle strandedVandDsegmentDNA CACTCCTTA TTCTTGCAA 第一节T细胞成熟过程 胸腺微环境与T细胞成熟分期T细胞胸腺内成熟过程 T淋巴细胞因在胸腺中分化成熟 所以称为胸腺依赖性淋巴细胞 thymus dependentlymphocytes 简称T细胞 起源 胚胎期 卵黄囊 肝脏成人 骨髓发育 胸腺 胸腺微环境 哺育细胞 胸腺上皮细胞 DC M 胸腺激素 细胞因子胸腺细胞 thymocytes 胸腺内发育中的T细胞 一 胸腺微环境与T细胞成熟分期 骨髓 胸腺 皮质浅层 皮质深层 髓质 T细胞成熟分期 T细胞胸腺内成熟四阶段 祖T细胞 proTcells 前T细胞 preTcells 未成熟T细胞 immatureTcells 成熟T细胞 matureTcells T细胞成熟分期 胸腺细胞三阶段 DN doublenegativecells CD4 CD8 DP doublepositivecells CD4 CD8 SP singlepositivecells CD4 CD8 二 T细胞在胸腺内成熟过程 三事件 TCR基因重排阳性选择阴性选择 1 TCR受体基因重排 DN DP阶段 祖T细胞 前T细胞 未成熟T细胞 TCR 基因重排pT CD3CD4 CD8TCR 基因重排TCR CD3CD4 CD8 2 阳性选择 positiveselection DP SP 未成熟T细胞 凡所表达TCR能够识别结合胸腺上皮细胞上自身MHC分子的胸腺细胞被选择而存活凡所表达TCR不能识别结合胸腺上皮细胞上自身MHC分子的胸腺细胞则自行凋亡 识别结合MHC 类分子的胸腺细胞 发育为CD8 T细胞识别结合MHC 类分子的胸腺细胞 发育为CD4 T细胞 结果 获得自身MHC限制性CD8