医学免疫学 B淋巴细胞.ppt

免疫细胞 Blymphocyte Tlymphocyte APC和抗原提呈 IMMUNOCYTE 1 BLYMPHOCYTE 2 依赖于骨髓或法氏囊发育的淋巴细胞 负责体液免疫和抗原递呈功能 参与抗细胞外感染微生物 速发型变态反应 溶细胞型变态反应 免疫复合物型变态反应 3 B细胞的来源与分布 人类B细胞来自骨髓 并在骨髓中发育成熟 人B细胞占外周血淋巴细胞的5 25 在淋巴结中占淋巴细胞的25 在脾脏中为淋巴细胞的50 骨髓中淋巴细胞主要为B细胞 胸腺中B淋巴细胞含量较少 1 BLYMPHOCYTE 4 成熟B细胞的特性 功能性BCR的表达 自身免疫耐受的形成 BLYMPHOCYTE 5 BCR分子的结构 6 mIgM与IgG结构示意图 BLYMPHOCYTE 7 BLYMPHOCYTE 8 BLYMPHOCYTE 9 特异性 克隆水平多样性 个体水平 T细胞多样性库 1015 1018 TcellrepertoireB细胞多样性库 109 1012 Bcellrepertoire 10 BCR的基因结构 11 胚系基因 germlinegene 结构 V区基因和C区基因 V基因片段 variablegenesegment D基因片段 diversitygenesegment J基因片段 joininggenesegment C基因片段 constantgenesegment 由多个处于分割状态的基因片段组成 12 BCR的基因结构 H链基因 位于第14号染色体长臂上 由V D J C四种基因片段组成 链基因 位于第2号染色体的短臂上 由V J C三种基因片段组成 链基因 位于第22号染色体上长臂上 由V J C三种基因片段组成 BLYMPHOCYTE 人BCR的功能性基因片段数 13 IgH基因 V D J C基因片段 VH基因 编码VHN端96 101个氨基酸 包括 CDR1 CDR2 DH基因 可编码5 9个氨基酸 构成VH功能区的CDR3 JH基因 编码15 17个氨基酸 构成VH功能区的部分CDR3 C基因 人类有9个基因片段 除 外 其他8个片段的5 端各有一个无编码功能的转换区 S区 BLYMPHOCYTE 14 BCR的基因重排 15 BLYMPHOCYTE 基因重排 generearrangement 是抗体分子及TCR分子多样性产生的的分子生物性基础 基因重排的结果 使有限的基因造就了机体众多具有精细识别抗原能力的BCR和TCR分子 基因重排 generearragement 抗原识别受体在分化成熟过程中 V区基因由分隔的 无转录活性的基因片段在特异性重组酶的作用下连接成一个完整的 有转录功能的活性基因的过程 16 基因重排的信号序列 基因重排的信号序列 recombinationsignalsequences RSS 是由一个七核苷酸的七聚体 CACAGTG 和一个九核苷酸的九聚体 ACAAAAACC 之间间隔一非保守的12或23碱基对的间隔序列组成 BLYMPHOCYTE 17 重排机制 重组酶recombinase重组激活基因 RAG1 RAG2 重组信号序列 RSS recombinationsignalsequence 12 23 法则 18 7 12 9 7 12 9 7 23 9 7 12 9 9 23 7 7 12 9 7 12 9 9 23 7 7 12 9 V1 V2 D J V1 V2 DJ V1 V2DJ Ig基因重排的12 23原则 BLYMPHOCYTE 19 一个IGHD 如IGHD2 和一个IGHJ 如IGHJ2 基因片段 通过其两侧的23bp RSS和12bp RSS被拉拢在一起 它们之间的DNA片段形成环状并被剪除 IGHD2和IGHJ2之间被修复酶连接在一起 BLYMPHOCYTE 20 BLYMPHOCYTE 21 BLYMPHOCYTE 22 BLYMPHOCYTE 23 24 Alleticexclusion等位排斥 AlleticexclusionIsotypeexclusion同种型排斥 与C区基因构成功能性基因 B细胞中位于一对染色体上的轻链或重链基因 其中只有一条染色体上的基因得到表达 两种轻链之间的排斥 一个BCR和Ig分子只表达一种轻链 或 25 等位排斥 allelicexclusion 是指对于一个特定的B细胞 其两个同源染色体上编码重链或轻链的两个等位基因 只有其中一个得到表达的现象 同种型排斥 isotypeexclusion 是指一个BCR分子的两个轻链 只能表达相同的 链或 链 其表达频率在不同的物种有所不同 如人类为65 35 类别转换 classswitch 是指B细胞受抗原刺激后 膜上表达的和分泌的Ig从IgM转换为其他Ig类别的现象 受细胞因子影响 膜型Ig和分泌型Ig 即Ig分子存在于细胞膜或体液中的现象 BCR Ig基因表达的特点 BLYMPHOCYTE 26 抗原识别受体多样性产生的机制 27 1 组合造成的多样性 重排多样性 VH 65 27 6 10530 V 40 5 200 V 30 4 120 H链 L链配对的多样性 10530 200 120 2 5 108 28 2 连接造成的多样性 不精确连接 核苷酸丢失 N区核苷酸插入 重新连接后插入的核苷酸称为N区 结果 连接部氨基酸变化 连接部以后编码改变 GGCGTCGCGGATATCTATGTA ACGT 只发生在H链 29 3 体细胞高频突变 Ag刺激下 成熟B细胞 基因已重排形成功能基因 抗原 Th CK 活化 增殖 分化 生发中心 V区发生高频率的突变 各种亲和力BCR的B细胞 升高和降低 高亲和力BCR的B细胞 选择 亲和力 成熟 改变特异性 新克隆产生 多样性 die 30 组合造成的多样性 如BCR的多样性 连接造成的多样性 在V J或V D J片段的连接处可有一定的变化范围 若丢失或插入几个氨基酸 即增加了其V区的多样性 体细胞高频突变引起的多样性 在已成熟的B细胞发育过程中 V区基因发生突变 即增加了其基因库的容量 BLYMPHOCYTE 31 BCR多样性和CDR3 VHVL 骨架区 CDR1 CDR2 CDR3 VVVVVV VDJ VJ 体细胞高频突变 重排 连接 突变 多样性主要发生在CDR3 对BCR的特异性和多样性影响最大的是CDR3 32 B细胞的分化和发育 33 骨髓造血微环境 HIM 骨髓基质中的细胞因子骨髓基质中的粘附分子是B细胞发育的必要条件 34 成熟B细胞的特性 功能性BCR的表达 自身免疫耐受的形成 BLYMPHOCYTE 35 B细胞的分化和发育过程 B细胞的分化过程可分为两个阶段 抗原非依赖期 在中枢免疫器官中进行 与抗原刺激无关 抗原依赖期 在外周免疫器官中进行 依赖抗原刺激 多能干细胞 祖B 前B 不成熟B 成熟B 浆细胞 抗原依赖期 抗原 Ig Ig 链 mIgM mIgMmIgD BLYMPHOCYTE 抗原非依赖期 36 抗原非依赖阶段 B细胞在骨髓微环境中的发育也同样经历阳性选择和阴性选择 通过这两次选择大约75 的B细胞经历凋亡过程 只有少量经历功能性免疫球蛋白基因重排的B细胞进入外周淋巴器官 37 B220LOWCD43 B220LOWCD43 早期祖B细胞 晚期祖B细胞 DH JH重排 VH DH JH重排 大前B细胞 小前B细胞 不成熟B细胞 成熟B细胞 替代轻链 VL JL重排 Pre B受体 CD43 IgM IgM IgD B细胞在中枢免疫器官中的分化发育 BLYMPHOCYTE 38 祖B细胞 proB 早祖B细胞阶段 首先发生Ig重链DHJH的重排 晚祖B细胞阶段 开始编码无V片段基因产物的 链 轻链仍处于胚系 germline 状态 但出现替代轻链 DHJHC 重链 轻链 胚系 VH VL JHC 5基因 编码DHJHC Vpro B基因 编码 5蛋白编码Vpro B蛋白 替代BCR 39 前B细胞 pre B 早期前细胞 DHJHC 重链 VH 编码完整 链 轻链 胚系 VL JHC 5基因Vpro B基因 编码 5蛋白编码Vpro B蛋白 前受体 40 晚期前B细胞 DHJHC 重链 VH 编码完整 链 轻链 重排 VL JHC 5基因 编码 5蛋白编码Vpro B蛋白 前受体 前受体对B细胞分化早期起着十分重要作用 它介导的信号可导致 A 细胞大量增殖 B RAG 1 RAG 2的表达短暂下调 C 上述重排终止 此阶段若重链与轻链的基因重排发生错位时 这些细胞将发生凋亡 41 DHJHC 重链 VH 编码完整 链 轻链 VL JHC BCR 编码完整轻链 不成熟B细胞 这个阶段的B细胞表面最早表达sIgM分子 此时若受到抗原的刺激 易致膜受体交联而产生负信号 使B细胞不能进一步分化成熟 这可能是自身反应性B细胞克隆发生流产 形成B细胞耐受性的机制之一 42 成熟B细胞 DHJHC 重链出现类别转换 VH 编码完整 链 轻链 VL JHC sIgM sIgD 编码完整轻链 43 BLYMPHOCYTE B细胞发育过程中的阴性选择 前B细胞在发育为未成熟的B细胞后 只表达mIgM 与骨髓自身抗原结合后 发育停滞 此时通过受体编辑改变受体特性 形成对自身抗原无反应性的细胞克隆继续发育成熟 若受体编辑不成功 则被克隆清除 形成自身耐受 44 抗原受体编辑 receptorediting 二次重排 消除自身应答性B细胞 45 B细胞在外周淋巴器官中的分化发育过程 B细胞在骨髓成熟后 迁移至各个外周淋巴器官 构成外周B细胞库 这些大多是未接触过抗原的初始细胞 当接受抗原后可发生活化 增殖 大部分分化为浆细胞 小部分停止分化为记忆性B细胞 接受抗原刺激后的活化B细胞 大量增殖 并经历体细胞突变 亲和力成熟和Ig同型转换等过程 46 第二阶段依赖抗原刺激的外周分化阶段 47 Ag 48 淋巴细胞的克隆选择 体内众多淋巴细胞克隆具有各自特异的抗原受体 并都来自同一淋巴祖细胞 在淋巴细胞发育的早期 未成熟的淋巴细胞结合自身抗原后发生克隆排除而形成自身耐受 成熟的淋巴细胞可特异性识别抗原 发生活化和克隆扩增 分化为效应细胞发挥免疫效应 BLYMPHOCYTE 49 体内存在有随机形成的多样性的细胞克隆 每一细胞克隆表达一种抗原受体抗原进入机体后 与相应抗原受体结合该致使细胞克隆扩增产生大量后代细胞 如在胚胎时期接触自身抗原 该细胞则发生克隆排除或禁忌 形成自身耐受 Burnet的克隆选择学说 1957年 clonalselectiontheory BLYMPHOCYTE 50 B淋巴细胞表面的分子及其作用 51 细胞的表面标志 52 53 膜表面免疫球蛋白 BCR mIg 成熟B细胞表达mIgM mIgD 是B细胞特异性识别抗原的膜分子 Ig Ig 又称CD79a CD79b 为B细胞传导活化信号 B细胞抗原受体复合物 BLYMPHOCYTE 54 CD40 在活化的B细胞表面表达较高 静息期的B细胞不表达或低表达 配体为活化的T细胞表达的CD40L 是重要的协同刺激分子 CD80 CD86 由活化的B细胞表达 配体为T细胞表面的CD28 是重要的协同刺激分子 CD19 CD21 CD81 又称B细胞共受体 是B细胞活化的辅助受体 能提高B细胞对抗原刺激的敏感性 其他 CR1 CD35 CR2 CD21 CD20 CD22 CD32 CD27 CD70 CD72 协同刺激分子及B细胞共受体 BLYMPHOCYTE 55 BLYMPHOCYTE 56 57 B淋巴细胞的亚群 58 B 1细胞亚群不依赖骨髓细胞分布于胸腔 腹腔和肠壁固有层中 具有自我增殖的能力 针对TI抗原产生IgM类低亲和力抗体 不发生抗体类别转换 无免疫记忆 59 B 2细胞亚群参与体液免疫应答抗原递呈免疫调节 60 B1细胞与B2细胞的区别 根据CD5分子的表达情况 将B细胞分为B1和B2细胞 BLYMPHOCYTE 61 记忆性 细胞 表达高亲和力的 寿命长 是参与 g的再次应答细胞 与静止 细胞有明显的差别 Bm与 r的不同点 特点Bm r 抗原激活易不易耐受不易易寿命较长较短分布再循环胸腺非依赖区表型IgMhiIgDlo伴IgG IgAIgMloIgDhiCD21loCD44hiCD23 CD21hiCD44loCD23 62 B淋巴细胞的功能 63 B淋巴细胞的功能 产生抗体 中和病毒 调理吞噬 激活补体清除抗原 呈递抗原 是一类专职的抗原呈递细胞 向T细胞呈递可溶性抗原 而且只有活化的B细胞才具有呈递作用 参与免疫调节 通过分泌