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第九章 B 淋巴细胞. B 淋巴细胞 (B lymphocyte) ,简称 B 细胞,由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中的淋巴样干细胞分化发育而来。 成熟 B 细胞主要定居于外周淋巴器官的淋巴小结。 B 细胞表面的多种膜分子及其功能。. 第一节 B 淋巴细胞的分化发育 造血诱导微环境:骨髓中由基质细胞及其所分泌的细胞因子和黏附分子,形成诱导 B 细胞发育的环境 B 细胞发育的主要过程:功能性 B 细胞(抗原)受体的表达,和自身免疫耐受的形成. (一) BCR 的基因结构及其重排. B 细胞 ( 抗原 ) 受体 (B cell receptor, BCR) :
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B淋巴细胞(B lymphocyte),简称B细胞,由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中的淋巴样干细胞分化发育而来。 • 成熟B细胞主要定居于外周淋巴器官的淋巴小结。 • B细胞表面的多种膜分子及其功能。
第一节 B淋巴细胞的分化发育 • 造血诱导微环境:骨髓中由基质细胞及其所分泌的细胞因子和黏附分子,形成诱导B细胞发育的环境 • B细胞发育的主要过程:功能性B细胞(抗原)受体的表达,和自身免疫耐受的形成
(一)BCR的基因结构及其重排 • B细胞(抗原)受体(B cell receptor, BCR): 是表达于B细胞表面的免疫球蛋白,为膜型免疫球蛋白(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。
1. BCR的胚系基因结构 • 重链基因:第14号染色体,由编码可变区的V、D、J基因片段以及编码恒定区的C基因片段组成; • 轻链基因:有κ基因(2号染色体)和λ基因(22号染色体),轻链的V区只有V、J基因片段。 2. BCR的基因重排及其机制 Ig的胚系基因以被分隔开的基因片段成簇存在,通过基因重排形成VDJ(重链)或VJ(轻链)连接,再与C基因连接 • 重组酶:从多个V(D)J基因片段中将一个V片段,一个D片段(轻链无D片段)和一个J片段重排在一起,形成V(D)J连接。
3. 等位基因排斥和同种型排斥 • 等位基因排斥(allelic exclusion):是指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得到表达,先重排成功的基因抑制了同源染色体的另一等位基因的重排(即表达)。 • 同种型排斥(isotype exclusion):是指κ轻链和λ轻链之间的排斥,两种轻链只表达一种,即两者中一种轻链的表达就抑制了另一种轻链的表达。
(二)抗原识别受体多样性产生的机制 1. 组合造成的多样性 V、(D)、J基因片段重排,可产生众多V区基因片段组合,理论上Ig V区的多样性达到1.9 X 106 2. 连接造成的多样性 连接多样性:Ig基因片段之间的连接不准确,会出现插入、替换、或缺失核苷酸的情况,从而产生新的序列。 3. 体细胞高频突变造成的多样性 是在已成熟B细胞发生的,就是完成V基因重排的基础上发生的。发生在抗原刺激后外周淋巴器官生发中心的B细胞。 主要方式:点突变,常发生于V区的CDR。
(三)B细胞在中枢免疫器官中的分化发育 1. 祖B细胞 开始表达Igɑ/Igβ异源二聚体,是B细胞的重要标志。是BCR复合物的组成成分,主要介导抗原刺激后的信号传递。 没有mIgM的表达。 2. 前B细胞 分为:大前B细胞、小前B细胞 两个阶段 表达无功能的BCR:Pre-BCR 由µ链和替代轻链(Vpre-B和λ5)组成。 3. 未成熟B细胞 表达完整mIgM 此时:如受抗原刺激,可引起该克隆细胞的凋亡,导致该克隆清除,形成自身免疫耐受。 4. 成熟B细胞 又称初始B细胞,同时表达mIgM、mIgD,其可变区完全相同。
(四)B细胞中枢免疫耐受的形成(阴性选择)(四)B细胞中枢免疫耐受的形成(阴性选择) 阴性选择 BCR+自身抗原 其选择机制为:①克隆消除(clonal deletion) ②受体编辑(receptor-aditing) ③失能----自身反应无能性(anergy) 和克隆忽视(clonal ignorance)
(五)B细胞发育中的阳性选择 进入外周淋巴组织淋巴滤泡内的未成熟B细胞将经历存活能力的选择,即阳性选择。继续分化成为共表达mIgM和mIgD的成熟B细胞,称为初始B细胞。
第二节 B细胞的表面标志 小鼠和人外周血B细胞的表面标志
功能:特异性识别抗原 BCR (mIg) 意义:B细胞的主要标志,成熟B 细胞 主要表达mIgM和mIgD 结构特点:各含一个ITAM结构 Igα(CD79a) Igβ(CD79b) 传导BCR同抗原结合产生的活化信号(为主要信号传导分子) 参与mIg合成后的转运和表达 功能 (一)B细胞抗原受体复合物 组成
1. B细胞受体(B cell receptor,BCR)即膜表面免疫球蛋白(mIg),是B细胞特异性识别和结合抗原决定簇的结构。 (1)mIgM (2)mIgD (3)mIgG、mIgA和 mIgE BCR模式图
(二) B细胞共受体 CD19/CD21/CD81复合体(共受体) CD19:传递活化信号 CD21(CR2):结合C3d,也是B细胞上的 EB病毒受体。
(三)协同刺激分子 第一信号:抗原与B细胞BCR结合,产生的信号经Igɑ/Igβ(CD79a/CD79b) 转导至细胞内,这一信号为B细胞活化的第一信号,不足以活化B细胞,B细胞活化还需第二信号。 第二信号:主要由Th细胞和B细胞表面的协同刺激分子间的相互作用产生。
1. CD40: CD40和CD40L(活化T细胞)结合 是B细胞活化的第二信号。 2. CD80和CD86:活化的B细胞CD80(B7.1)、CD86(B7.2) 表达增多,相应的受体是T细胞上的CD28和 CTLA-4分子,提供T细胞活化的第二信号。 3. 其他黏附分子:由B细胞表达的与T细胞结合的黏附分子主要有LFA-1和ICAM-1、LFA-2和LFA-3等。
CD40分子 — TNF受体家族成员 (1) 分布:B细胞、巨噬细胞和树突状细胞等。 (2) 生物学功能 ① 同CD40L(活化T细胞)结合 促B细胞对TD- Ag应答; ② 诱导Ig同种型的类别转换; ③ 同BCR交叉连接,再通过与T细胞直接接触维持生发中心B细胞的存活。
CD80和CD86分子 — 协同刺激分子 (1) 组成:CD80( B7.1 ) CD86( B7.2 ) (2) 分布:成熟B细胞 — 初始B细胞低表达; 活化B细胞高表达。 (3) 功能:高水平表达B7分子的B细胞是有效抗原提 呈细胞。
(四)其他表面分子 1. CD20:是B细胞特异性标志 2. CD22 3. CD32 CD22 、CD32— 抑制性分子 功能:胞质区含有ITIM,可通过各自配体直 接或间接与BCR交联,活化ITIM,产 生抑制信号。
(五)MHC分子 B细胞膜可同时表达MHCⅠ类分子和MHCⅡ 类分子,发挥抗原提呈作用。
第三节 B淋巴细胞的亚群 一、 根据是否表达CD5分子:分为两个亚群 (一)CD5+: B-1细胞 主要产生低亲和力的IgM,参与固有免疫; B-1细胞约占B细胞总数的5%-10%,数量少,主要定居于腹膜腔、胸膜腔和肠道固有层。 多反应性(polyreactivity) 天然抗体(natural antibodies) (二)CD5-: B-2细胞 是一般指的B细胞,参与适应性体液免疫应答。 在抗原刺激和Th细胞辅助下,最终分化为抗体形成细胞---浆细胞 。
二、 按功能分类 (1) 初始B细胞; (2) 活化B细胞; (3) 记忆性B细胞亚群。
第四节 B淋巴细胞的功能 (一)产生抗体介导体液免疫应答 1. 中和作用:针对病原体的抗体,可阻断病原体与靶细胞的结合,抗体的这种作用称为中和作用(neutralization)。 2. 调理作用:抗体与病原体结合,抗体的Fc段与吞噬细胞表面的Fc受体结合,使病原体易于被吞噬细胞吞噬,这种作用称为抗体的调理作用(opsonization)。 若形成抗原-抗体-补体复合物,与吞噬细胞的补体受体结合,吞噬细胞也可吞噬病原体。
3. 参与补体的溶细胞或溶菌作用:抗体IgG和IgM结合靶细胞或细菌后,通过补体的经典途径激活补体,形成攻膜复合物(MAC),溶解细胞或溶菌。 4. ADCC:抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。IgG抗体结合靶细胞(v感染细胞或肿瘤细胞)后, IgG的Fc段与NK细胞表面的Fc受体结合,从而杀伤靶细胞。
(二)提呈可溶性抗原 专职的APC中的巨噬细胞、DC,都不能有效摄取可溶性抗原; 活化的B细胞可以提呈可溶性抗原,它通过表面的BCR结合可溶性抗原,并内化BCR-可溶性抗原复合物,加工、处理后,以抗原肽-MHC分子复合物的形式,提呈给T细胞。 可溶性抗原:见于昆虫毒素、吸血昆虫注入机体的抗凝剂、蛇毒及某些变应原等。
思考题 1. BCR与TCR复合体在结构及抗原识别特点上的 异同点。 2. B细胞表面分子在B细胞活化过程中的作用。 3. B1细胞与B2细胞免疫应答的区别。