文档介绍:第一节 B细胞的分化发育
哺乳动物的B细胞是在中枢免疫器官——骨髓中发育成熟的。骨髓中髓质基质细胞表达的细胞因子和黏附分子是诱导B细胞发育的必要条件。B细胞在中枢免疫器官中的分化发育过程中发生的主要事件是功能性B细胞(抗原)受体(B cell receptor, BCR)的表达和自身免疫耐受的形成。
(一)BCR的基因结构及其重排
BCR是表达于B细胞表面的免疫球蛋白,即膜型免疫球蛋白(membrane immunoglobulin, mIg)。B细胞通过BCR识别抗原,接受抗原刺激,启动体液免疫应答。编码BCR的基因在胚系阶段以分隔的、数量众多的基因片段(gene segment)的形式存在。在B细胞的分化发育过程中,这些基因片段发生重排(rearrangement)和组合,从而产生数量巨大、能识别特异性抗原的BCR。
1.BCR的胚系基因结构人重链基因由编码可变区的V基因片段(variable gene segment)、D基因片段(diversity gene segment)和J基因片段(joining gene segment)以及编码恒定区的C基因片段组成。人轻链基因分为κ基因和λ基因,轻链V区基因只有V、J基因片段。轻重链每种基因片段都以多拷贝的形式存在。
2.BCR的基因重排及其机制Ig的胚系基因是以被分隔开的基因片段的形式成簇存在的,只有通过基因重排形成V D J(重链)或V J(轻链)连接后,再与C基因片段连接,才能编码完整的Ig多肽链,进一步加工、组装成有功能的BCR。
Ig V区基因的重排主要是通过重组酶(recombinase)的作用来实现的。重组酶可以从众多的V(D)J基因片段中将1个V片段, 1个D片段(轻链无D片段)和1个J片段重排在一起,形成V(D)J连接(图9-2),最终表达为有功能的BCR。Ig胚系基因重排的发生具有明显的程序化,首先是重链发生基因重排,随后是轻链重排。经过Ig胚系基因的重排,B细胞的DNA序列与其他体细胞有很大不同,这是存在于B细胞和T细胞中非常独特的生物学现象。
3.等位基因排斥(allelic exclusion)和同种型排斥(isotype exclusion)一个B细胞克隆只表达一种BCR,只分泌一种抗体。对于遗传上是杂合子的个体来说,保证B细胞克隆单一的特异性以及只表达一种Ig型的轻链,主要是通过等位基因排斥和同种型排斥的机制来实现的。等位基因排斥是指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,先重排成功的基因抑制了同源染色体上另一等位基因的重排。同种型排斥是指k轻链和l轻链之间的排斥,k轻链基因的表达成功即抑制l轻链基因的表达。
(二)抗原识别受体多样性产生的机制
1.组合造成的多样性抗原识别受体的胚系基因以众多的V、D、J片段成簇存在,当发生V、(D)、J基因片段重排时,只能分别取用众多V、(D)、J基因片段中的1个,因而可产生众多V区基因片段组合。
2.连接造成的多样性 Ig各基因片段之间的连接往往并不准确,有插入、替换或缺失核苷酸的情况发生,从而产生新的序列,称为连接多样性。在Ig V区基因重排过程中,V、(D)、J基因片段的连接处可以丢失或加入数个核苷酸。如末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)能将N-核苷酸加到V、D