[免疫学]B细胞课件.pptx

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1、免疫学B细胞,免疫学B细胞,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。,10/9/2022,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；,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,10/9/2022,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10,B细胞的发现,B细胞的功能？,参与体液免疫,NO antibody,10/9/2022,B细胞的发现B细胞的功能？参与体液免疫NO antibody,10/9/

2、2022,10/9/2022,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,Frank Macfarlane Burnet(18991985),10/9/2022,体内存在识别各种抗原的免疫细胞克隆（clone）。1957,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？,Point to Ponder,10/9/2022,为何机体B细胞库中会有如此多样性的BCR存在？Point t,B细胞发育过程中重要的事件都是围绕着功能性B

3、CR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,10/9/2022,B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,（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。,10/9/2022,（一）BCR基因结构及重排BCR 胚系基因结构；10/9/2,V,D,J,C,H,V,J,C,L,10/9/2022,VDJCHVJCL10/9/2022,1、BCR的胚系基因结构,重链基因： 14号染色体长臂，由V、D、J、C

4、基因片段构成。轻链基因： 基因：2号染色体长臂，由V、J、C基因片段构成。 基因：22号染色体短臂，由V、J、C基因片段构成。,10/9/2022,1、BCR的胚系基因结构重链基因：10/9/2022,1.BCR的胚系基因结构,10/9/2022,1.BCR的胚系基因结构10/9/2022,2.BCR的基因的重排及其机制,重组酶Ig V区基因的重排重组激活酶基因(recombination activating gene RAG)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（recombination signal sequences，RSS）。,

5、10/9/2022,2.BCR的基因的重排及其机制重组酶Ig V区基因的重排,10/9/2022,10/9/2022,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。其他DNA外切酶、DNA合成酶等。,N,2.BCR的基因的重排及其机制,10/9/2022,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,（二）抗原识别受体多样性产生的机制,10/9/2022,（二）抗原识别受体多样性产生的机制10/9/2022,1.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。,（二）抗原识别受体多样性产生的机制,10/9/2022,1.组合

6、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,1.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。,（二）抗原识别受体多样性产生的机制,10/9/2022,1.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,2.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,V,D,J,N,N,N,N,C,5,3,TdT,TdT,10/9/2022,2.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,IgH protein chain,U5-11-D,VDJC 1IgH protein chainC

7、DR1CD,N region diversity: bases added at junctions,N = A, T , C, or G,D SEGMENT,D SEGMENT,V-DJ,JUNCTION,D-J,JUNCTION,NOTE: diversity segment can be read in many reading frames!,10/9/2022,N region diversity: bases adde,体细胞高频突变（somatic hypermutation） 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

8、抗体的亲和力成熟(affinity maturation)：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？,10/9/2022,体细胞高频突变（somatic hypermutation）,突变后,抗原,突变前,BCR1,BCR2,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？,突变后抗原突变前BCR1BCR2抗原高频突变为何机体B细胞库,1.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,

9、为何每个B细胞有单一的BCR？,10/9/2022,1.组合造成的多样性为何机体B细胞库中会有如此多样性的BCR,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,10/9/2022,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,等位排斥(allelic exclusion)： 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,V1,V1,V1肽,NO,10/9/2022,等位排斥(

10、allelic exclusion)：等位排斥V1,2号,22号,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,22号,10/9/2022,2号22号为什么一个B细胞克隆只能表达一种类型的轻链？同,2号,22号,肽,同种型排斥,NO,同种型排斥(isotype exclusion)：指轻链和轻链之间的排斥，链基因的表达成功即抑制链基因的表达 。,保证了一个Ig分子中只含有一种轻链。,10/9/2022,2号22号肽同种型排斥 NO同种型排斥(isotype,（三）B细胞在中枢免疫器官中的发育,10/9/2022,（三）B细胞在中枢免疫器官中的发育10/9/2022,（三）B细

11、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,10/9/2022,（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,（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

12、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。,10/9/2022,（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,B cell self tolerance: clonal deletion,Immature B cell recognisesmultivalentself Ag,Clonal deletion byapoptosis,B cell self tolerance: clonal,Receptor editing,A rearrangement encoding a self specific receptor can

13、be replaced,V,C,J,V,V,V,C,J,V,V,V,V,Receptor editingA rearrangemen,Y,B cell self tolerance: anergy,Y,Y,Y,Anergic B cell,IgD normal IgM low,Immature B cell recognisessoluble self Ag,IgM,IgD,IgD,IgD,YB cell self tolerance: anergy,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Mature B cellexported to theperiphery,Y,Y,B cell self tolera

14、nce: export of self tolerant B cells,Immature B cell doesnt recognise anyself Ag,YYYYYYMature B cellYYB cell se,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Ig/Ig1.BCR（B cell receptor， 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.Ig/Ig：转导信号。3.BCR可直接识别可溶性抗原。,10/9/2022,第二节 B淋巴细胞表面的分子及其作用(一)B细胞

15、抗原受体复,（二）B细胞共受体,CD19CD21CD81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，表达于成熟的细胞、FDC、咽部及宫颈上皮细胞。,10/9/2022,（二）B细胞共受体CD19CD21CD81形成一个B细胞,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,10/9/2022,与EBV感染有关疾病主要有三种： 传染性单核细胞增多症 ：三,（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

16、胞表面，二者结合向B细胞传导活化的第二信号。,10/9/2022,（三）协同刺激分子1.CD40表达于成熟B细胞表面，其配体1,2.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,10/9/2022,2.CD80（B7.1）和CD86（B7.2）活化的B细胞,与B细胞活化双信号刺激有关的CD分子,1.BCR- CD79 2.CD19 CD21 CD81 3.CD40 4.CD80（B7-1） CD86 （B7-2）,(B7.1/B7.2),10/9/2022,与B细胞活化双信号刺激有关的CD分

17、子1.BCR- CD7,CD20 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FcR-B，抑制B细胞的活化。,（四）其他表面分子,10/9/2022,CD20 表达于各前体B细胞和成熟B细胞，浆细胞不表达。调节,非霍奇金淋巴瘤（non-Hodgkins lymphoma, NHL）,10/9/2022,非霍奇金淋巴瘤（non-Hodgkins lymphoma,第三节 B细胞的亚群,CD5,固有免疫,适应性免疫

18、,10/9/2022,第三节 B细胞的亚群CD5固有免疫适应性免疫10/9/20,B1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）。,B1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,10/9/2022,B1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,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

19、B主要是B2细胞。其主要作用是产生分泌型IgA。,Y,Y,抗原,M CELL,APC,T,B,B,浆细胞,抗体,IgA,淋巴结,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,B1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 IgG IgG 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,10/9/2022,B1细胞和B2细胞的生物学特征比较 性质,第四节 B淋巴细胞的功能,B2细胞的主要生物

20、学功能有：产生抗体抗原提呈免疫调节,10/9/2022,第四节 B淋巴细胞的功能B2细胞的主要生物学功能有：10/,抗体参与免疫应答的四种方式：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调理作用ADCC作用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,10/9/2022,抗体参与免疫应答的四种方式：（一）产生抗体介导体液免疫应答1,Viral and Bacterial Infection of Cells can be Blocked by Neutralizing Antibodies,

21、10/9/2022,Viral and Bacterial Infection,Neutralization by IgG Antibodies Protects Cells from Toxin Action,10/9/2022,Neutralization by IgG Antibodi,调理作用,10/9/2022,调理作用10/9/2022,ADCC作用,10/9/2022,ADCC作用10/9/2022,B细胞可有效地提呈可溶性抗原，并且，只有活化的B细胞才能提呈抗原，因为只有活化的B细胞才能表达B7分子。,（二）提呈可溶性抗原,10/9/2022,B细胞可有效地提呈可溶性抗原，并且

22、，只有活化的B细胞才能提呈,10/9/2022,10/9/2022,B细胞通过与其它细胞的接触及分泌细胞因子，参与免疫调节、炎症反应及造血过程。激活的B细胞才能分泌细胞因子。细胞因子既可调节B细胞自身的发育分化，又可激活或灭活巨噬细胞和滤泡树突状细胞以及自然杀伤细胞,还可诱导炎症细胞更新及协同刺激T细胞增殖.,（三）免疫调节,10/9/2022,B细胞通过与其它细胞的接触及分泌细胞因子，参与免疫调节、炎症,小结,BCR多样性产生机制：组合、连接和体细胞高频突变；中枢耐受机制：克隆删除、受体编辑和无能。B细胞膜表面重要的膜分子：如BCR-Ig/Ig复合物、CD19CD21CD81、CD40、CD80和CD86（B7）等。根据CD5分子的表达，可分为B-1细胞（参与固有免疫）和B-2细胞（参与适应性免疫）。B细胞的功能是：产生抗体、提呈抗原以及分泌细胞因子参与免疫调节。,10/9/2022,小结BCR多样性产生机制：组合、连接和体细胞高频突变；中枢耐,英文词汇,BCRADCCRecombination activating gene, RAGRecombination signal sequence, RSSClone deletion, receptor editing, anergy,10/9/2022,英文词汇BCR10/9/2022,