第一節免疫系統和免疫球蛋白第二節免疫球蛋白基因重組和體細胞突變第三節免疫球蛋白重鏈恒定區基因第四節T細胞抗原受體基因免疫多樣性產生的機制專家講座第1頁第一節免疫系統和免疫球蛋白免疫多樣性產生的機制專家講座第2頁一、免疫系統1、組成：免疫反應

互補系統體液免疫系統：針對細菌、胞外病毒和外來蛋白細胞免疫系統：破壞被病毒感染宿主細胞、某些寄生物和外來移植組織包括細胞淋巴細胞（lymphocyte）：造血干細胞經過對外來物質特異模受體識別抗原

B、T淋巴細胞巨噬細胞：組織特異，起源于骨髓干細胞吞噬大顆粒和細胞、抗原呈遞細胞免疫多樣性產生的機制專家講座第3頁2、B、T細胞（1）B細胞：?bonemarrow中完成發育?表示獨特抗原膜結合受體-----一個抗體分子?碰到抗原快速分裂成子代：

a)

記憶細胞：長壽表示與親代細胞含有同一結合特征抗體b)

效應細胞：漿細胞，存活幾天產生分泌型可溶性抗體?B細胞受體單獨識別抗原但需要TH細胞提供信號才能分泌抗體免疫多樣性產生的機制專家講座第4頁（2）T細胞：

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

MHCmajorhistocompatibilitycomplex免疫多樣性產生的機制專家講座第5頁（3）免疫反應分類?體液免疫反應依賴于B細胞，由分泌抗體（Ig）來介導免疫多樣性產生的機制專家講座第6頁?細胞免疫反應免疫多樣性產生的機制專家講座第7頁二、免疫球蛋白（Immunoglobulin

）可溶性血清糖蛋白－－－Ig1、結構：非共價鍵和二硫鍵連接輕、重鏈二者均含可變區或V區－－N端和恒定區或C區－－C端?兩大特點高度特異性、龐大多樣性免疫多樣性產生的機制專家講座第8頁L鏈（214aa）－－VL、CLκ和λ兩種，對一個Ig唯一H鏈（426aa）－－VH、CH1、CH2、CH3恒定區序列有γ、α、μ、δ和ε五種類型VL和VH內有高變區－－真正抗原結合部位負責抗體分子反抗原識別互補決定區－－CDRIgG、IgA、IgM、IgD和IgE（人體）免疫多樣性產生的機制專家講座第9頁第二節免疫球蛋白基因重組

和體細胞突變免疫多樣性產生的機制專家講座第10頁

一、免疫球蛋白基因組織?Ig基因有三個獨立基因家族分別編碼兩個輕鏈（κ和λ）、一個重鏈（小鼠6、16和12號染色體）?輕鏈基因家族組成：L、V、J、C四類基因片段L－－leadersegmentV－－variablesegmentJ－－jioningsegmentC－－constantsegment?重鏈家族：L、V、D、J、C五類片段D－－diversitysegment高變區?J和C之間有增強子?種系中基因數目變動較大免疫多樣性產生的機制專家講座第11頁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（重鏈恒定區九種C片段、兩個假基因）免疫多樣性產生的機制專家講座第12頁λ家族V基因后跟伴隨幾個以J片段作為前導C基因免疫多樣性產生的機制專家講座第13頁k家族（人和老鼠）組成：V基因（人<300、鼠～1000）、5個J（一個假基因）、1個C基因免疫多樣性產生的機制專家講座第14頁二、免疫球蛋白基因形成過程中重組機制?除淋巴細胞外，全部細胞免疫球蛋白基因簇結構都是相同－－種系結構?骨髓干細胞在分化為成熟B淋巴細胞時出現免疫球蛋白基因體細胞重排?即－－淋巴細胞中重組產生活性基因使免疫系統為基因組改變提供了廣泛基礎

－－抗體分子多樣性免疫多樣性產生的機制專家講座第15頁1、輕鏈基因V和J片段重組a）λ鏈重組?每個C片段前有J跟隨?只發生一次重組在V和J-C之間(V和J重組)免疫多樣性產生的機制專家講座第16頁b）κ鏈重組?κ基因簇只有一個C?V與C之間5個J（一個假基因）?用到每個J都能夠成為V外元終端?整合J左邊缺失掉右邊拼接過程中作為內元免疫多樣性產生的機制專家講座第17頁?重鏈可變區由V和J基因及第三個D基因片段編碼?重鏈可變區重組有兩個階段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生的機制專家講座第18頁?全部V基因組織結構上很類似a）第一個外元編碼信號序（用于膜黏附）b）第二個編碼可變區本身主要部分c）其它部分由D片段（只對H家族）和一條J片段提供免疫多樣性產生的機制專家講座第19頁?一個指定B淋巴細胞產生λ、κ其中之一輕鏈同重鏈結合?輕鏈中表現為同型性項斥（isotypicexclusion）往往只有κ鏈基因重組失敗，才發動λ鏈基因重組?抗體中大部分輕鏈是κ鏈，λ鏈往往占少部分人類有約60%輕鏈是κ鏈，約40%為λ鏈。老鼠有95%B細胞表示κ類型輕鏈?單特異性－－單個B細胞只產生一個抗體基因?淋巴細胞為二倍體－－H、κ和λ都有兩個等位基因－－－重組表現為等位基因排斥（allelicexclusion）免疫多樣性產生的機制專家講座第20頁3、重組分子機制?利根川進（TonegawaS）1987Nobelprize1）重組位點?輕重鏈重組包括相同機理（特異位點）?V下游、J上游、D兩側存在保守重組信號序列（RSS）?RSS:共同回文七核苷酸－－CACAGTG（與基因連接）固定長度間隔序列－－12bp或23bp共同富含A九核苷酸－－ACAAAAACC免疫多樣性產生的機制專家講座第21頁?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)免疫多樣性產生的機制專家講座第22頁2）重組機制?包括鏈斷裂和重接?重組酶基因rag(recombinationactivatinggene)編碼蛋白質RAG1和RAG2?RAG1和RAG2識別RSS之間所形成二級結構?重組只發生在間隔為12bp與23bp不一樣RSS之間－－－12－23規則免疫多樣性產生的機制專家講座第23頁VLLVVL9Nt9Nt12Nt23Nt7Nt7NtVJ

La)RAG1/RAG2識別二級結構?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生的機制專家講座第24頁b)RAG1/RAG2復合物切開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夾結構游離3’－OH攻擊另一條鏈酯鍵（雙鏈斷裂）d)連接反應造成序列改變－插入、缺失（影響編碼蛋白）免疫多樣性產生的機制專家講座第25頁?連接位點不一樣－－造成Ig多樣性免疫多樣性產生的機制專家講座第26頁3)V基因只有和C連接后才有活性?包括開啟子和增強子作用?V-C連接后V開啟子靠近增強子后才有活性?增強子只在B細胞內才有活性（組織…）免疫多樣性產生的機制專家講座第27頁4)重排中等位相斥?輕、重鏈中都包括?Ig0－未經重排種系構型Ig－－無效基因Ig+－有效基因?活性鏈生成抑制了深入重排免疫多樣性產生的機制專家講座第28頁三、體細胞突變?在體細胞原型球蛋白基因序列上發生單個堿基突變?λ、κ輕鏈和重鏈都發覺有體細胞突變免疫多樣性產生的機制專家講座第29頁總結：產生抗體多樣性機制a）性細胞內含有多個V基因b）V-J和V-D-J重組c）重組部位差異性d）體細胞突變e）重鏈和輕鏈隨機重組★各種機制相伴隨,所以Ig多樣性以乘積方式增加免疫多樣性產生的機制專家講座第30頁L（

）

300(V)×5(J)＝1500（L(

)）H

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

V-L多位點連接10

HV-L多位點連接100Ig種類1500×80000×10×100＝n×12×1010遠遠多于抗原種類（數百萬種）免疫多樣性產生的機制專家講座第31頁第三節免疫球蛋白重鏈

恒定區基因免疫多樣性產生的機制專家講座第32頁?B細胞分化之出,輕重鏈重排后經轉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細胞經抗原刺激－－－分泌型抗體IgM再次抗原刺激后第二次重排－－出現重鏈基因改變恒定區（C片段），即類型轉換

抗原特異性不變－－－－IgG或IgA或IgE?類型轉換后B細胞－－－漿細胞分泌大量單特異性抗體免疫多樣性產生的機制專家講座第33頁一、免疫球蛋白重鏈恒定區基因2、重鏈基因C片段轉換發生在轉換區－－switchregionS區－－－每個C片段5’端（δ除外）?成熟抗體形成細胞－－－使用同一系列可變區基因，經過C區改變轉變抗體類型(可能與染色體間交換相關)1、一個細胞同時產生兩種以上Ig－－經過選擇性拼接（不一樣加尾位點）免疫多樣性產生的機制專家講座第34頁?C區造成抗體類型轉換免疫多樣性產生的機制專家講座第35頁二、膜型和分泌型球蛋白產生?經過C區基因不一樣方式轉錄而產生免疫多樣性產生的機制專家講座第36頁

免疫球蛋白產生總結圖1、D→J重組重鏈2、V→DJ重組3、VDJ－μδ轉錄4、翻譯μ和δ輕鏈5、V→J重組6、轉錄VJ－κ或VJ－λ7、翻譯κ或λ8、膜IgM膜IgD9、分泌型IgM第一次抗原T依賴抗原抗原、TH10、換成IgG或IgA或IgE免疫多樣性產生的機制專家講座第37頁第四節T細胞抗原受體基因免疫多樣性產生的機制專家講座第38頁?