复旦医学免疫学课件11B细胞在骨髓分化发育过程中的主要事件

B细胞在骨髓分化发育过程中的主要事件功能性B细胞（抗原）受体的表达自身免疫耐受形成适应免疫应答细胞抗原识别受体的表达特点：克隆分布不同的淋巴细胞克隆表达不同的抗原识别受体B细胞特异识别天然大分子抗原上的抗原表位T细胞不能直接识别蛋白质抗原上的抗原表位，识别p-MHCsIg和mIg第22号染色体长臂第2号染色体长臂第14号染色体长臂人BCR重链和轻链的胚系基因结构示意图可变区基因片段恒定区C基因片段Ig基因的基因重排Ig基因重排示意图H链可变区发生V－D－J重排L链可变区V－J重排。L链重排过程中，首先优先进行k链的重排，若k链重排失败，则随即进行l链重排人Ig多样性产生的机制多样性机制Hlk多胚系基因数（功能性）V403040D2500J645组合多样性6x1031.21022102连接多样性密码子错位+++读框移码+++N-region+--体细胞高突变+++V区基因组合多样性1.9106连接多样性3107总计～1014IgV、D、J基因片段随机组合多样性V、D、J基因片段随机连接多样性体细胞高频突变地点：滤泡生发中心方式：点突变热点部位：CDR——亲和力成熟B细胞的发育分化祖B细胞重链基因D-J重排→V-DJ重排表达链表达轻链骨髓大前B细胞表达链表达preB受体(:l5/VpreB)表达CD79a和CD79b未成熟B细胞结合自身抗原克隆删除中枢免疫耐受小前B细胞表达链轻链基因V-J重排成熟B细胞表达/链表达轻链mIgMmIgDmIgM受体编辑成为非ARB输向外周B细胞库↓BCR克隆无能免疫忽视《NATUREREVIEWSIMMUNOLOGY2005；5：p230-》B细胞介导的特异性免疫应答B细胞活化的调控机制B细胞介导的体液免疫抗体的结构和功能B细胞活化的调控机制B细胞的抗原识别系统B细胞抗原识别后的信号转导B细胞激活后信号转导的负性调控机制B细胞活化异常与免疫疾病B细胞的抗原识别系统BCR复合物B细胞活化共受体复合物（coreceptorcomplex）其他辅助分子B细胞抗原受体复合物mIg——抗原识别单体Ig/Ig——传递抗原刺激B细胞的活化信号BCR复合物共同完成对抗原的识别及信号转导sIg和mIgIgMJ链IgM分泌型IgM膜型IgMmIgMIgaIgbIgaIgb不同发育和分化阶段B细胞的BCR中的mIg有不同的类别：不成熟B细胞为mIgM；naiveB细胞其mIg主要为mIgM和mIgD；在抗原刺激下，B细胞激活,增殖和终末分化为浆细胞，浆细胞膜不表达mIg。免疫球蛋白B细胞表面的BCR，和B细胞活化、增殖和分化成的浆细胞所分泌的抗体，抗原特异性相同（识别同一个抗原），多了跨膜区和胞浆区BCR表达于B细胞表面，识别抗原，传递B细胞活化信号，抗原特异性B细胞活化、增殖分化成浆细胞，分泌抗体，抗体与抗原特异性结合，清除抗原BCR是抗原识别受体；抗体是体液免疫的效应分子BCR介导的抗原内吞抗原加工和提呈（MHCII类分子提呈途径）T细胞识别抗原TD-AgT细胞表位B细胞表位BCR识别抗原通过结合抗原补体复合结构中的C3裂解片段C3d、C3dg，共受体复合物与BCR交联成簇，CD19胞质区酪氨酸磷酸化，进一步招募和结合Src家族如Lyn，以及PI3K等多种激酶，放大抗原刺激BCR信号,增强B细胞对抗原刺激的敏感性其他辅助分子CD45CD45磷酸酶通过作用于SrcPTKC端调节区505位磷酸化的酪氨酸残基脱磷酸化，解除SrcPTK的抑制状态，调控SrcPTK活性CD40CD40配体表达于活化T细胞表面,CD40-CD40L相互作用给予B细胞活化第二信号，对B细胞分化和抗体产生以及类别转换有重要作用B细胞和T细胞抗原识别结构的主要成分的比较B细胞活化的调控机制B细胞的抗原识别系统B细胞抗原识别后的信号转导B细胞激活后信号转导的负性调控机制B细胞活化异常与免疫疾病《TrendsinImmunology31(2010)205–211》200to500AngstromsTD-AgTI-Ag蛋白质抗原多糖、糖脂、核酸抗原B细胞激活后的胞内信号转导:磷脂酰肌醇途径、PI3K激活PKC途径以及Ras-MAPK途径参与B细胞激活后跨膜信号转导的SrcPTK家族成员主要包括LYN、FYN、BLK、LCK抗原结合导致受体交联成簇，启动B细胞的跨膜转导B细胞抗原识别后的信号转导抗原结合导致受体交联成簇，启动B细胞的跨膜转导参与B细胞激活后跨膜信号转导的SrcPTK家族成员LYN、FYN、BLK、LCKB细胞激活后的胞内信号转导途径磷脂酰肌醇途径、PI3K激活PKC途径以及Ras-MAPK途径B细胞激活后信号转导的负性调控机制CD22分子介导的负性调控FcRIIb受体介导的负性调控B10B细胞介导的负性调控CD22胞质区ITIM，可结合带有SH2结构域的蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-1；SHP-1能够作用于邻近的信号转导复合物上的pY脱磷酸化，是B细胞活化中的抑制性受体BCRBCRFcγRII-BFcγRII-BITIMITIM阻断B细胞活化信号转导阻断B细胞活化信号转导抗μ链抗体和抗原抗体复合物通过交联BCR和FcγRII-B抑制B细胞增殖抗BCR(mIgM)的IgG抗体抗原抗体复合物抗BCR独特型抗体（抗抗体，IgG）或抗原抗体复合物通过交联BCR和FcRII-B分子抑制B细胞增殖；产生抗抗体的前提必须是BCR或相应抗体分子大量出现（超过免疫系统感知阈值、以特定独特型为表位的自身抗原，产生相应的抗BCR抗体），这只能是B细胞充分激活的结果B细胞表面的FcRII-BB细胞活化异常与免疫疾病免疫缺陷超敏反应自身免疫性疾病促肿瘤生长B细胞介导的特异性免疫应答B细胞活化的调控机制B细胞介导的体液免疫抗体的结构和功能B细胞介导的特异性免疫B细胞对TD-Ag的免疫应答B细胞对TI-Ag的免疫应答体液免疫应答抗体产生的一般规律体液免疫应答的效应机制B细胞对TD-Ag的免疫应答TD-AgB细胞对TD-Ag的免疫应答过程T-B细胞间的相互作用应答产生的效应和结局TD-Ag在刺激B细胞产生抗体时依赖于T细胞辅助胸腺依赖性抗原(thymusdependentantigen,TD-Ag)T细胞分泌细胞因子促进B细胞的增殖和分化CD40-CD40L提供B细胞活化第二信号病原体的蛋白质多为TD-AgB细胞对TD-Ag的免疫应答应答产生的效应和结局分化为长寿浆细胞，产生高亲和力的抗体，发生抗体的类别转换，帮助机体有效清除外来抗原。形成记忆B细胞，介导再次免疫应答，在较长时间内保护机体免于同一抗原的再次入侵B细胞对TD-Ag的免疫应答过程成熟淋巴细胞定居淋巴滤泡TD-Ag的获取与识别结合抗原的B细胞向T细胞区移动分化为滤泡外浆细胞（extrafollicularplasmacell）分化为生发中心B细胞和长寿的浆细胞（longlivedplasmacell）淋巴结结构和细胞组成实质皮质髓窦和髓索：B/T细胞、大量浆细胞、网状细胞和巨噬细胞副皮质区（胸腺依赖区——T细胞定居场所）T细胞、巨噬细胞、并指状树突状细胞HEV浅皮质（胸腺非依赖区——B细胞定居场所）淋巴滤泡（生发中心）B细胞、滤泡树突状细胞、CD4＋T细胞中央髓质PALS——T细胞区大量T细胞、少量M和DC淋巴小结——B细胞区大量B细胞、少量M、FDC初级淋巴滤泡次级淋巴滤泡边缘窦（MS）淋巴细胞、Ag由血液进入淋巴组织的重要通道脾脏滤泡树突状细胞（FDC）高表达CD21、FcR+；MHCII类分子（-），无吞噬作用FDC树突上的串珠样小体（iccosome）,达数周-数年，供B细胞识别；B细胞可内化串珠样小体，加工后抗原提呈给Th细胞B淋巴细胞串珠样树突淋巴结——组织中经引流淋巴液而来的抗原（DC-associatedantigen/cellfreeantigen）产生免疫应答的场所脾脏——对血源性抗原产生免疫应答的场所抗原呈递形式：intactnativeconformationandisnotprocessedbyAPC结合抗原的B细胞向T细胞区移动B细胞以MHCII类途径将抗原提呈给T细胞T细胞来源细胞因子作用下，促进B细胞活化、增殖和分化123Th细胞给予B细胞活化的第二信号KeyBcelldecisionsafterantigenexposure《natureimmunology2010;11:p681-》滤泡外浆细胞分化途径部分活化的B细胞，其趋化因子受体的表达发生变化，不表达CCR5而表达EBI2和CXCR4，离开T细胞区域，迁移到滤泡外区域如淋巴结髓索，增殖并分化为早期浆细胞，形成原发灶，快速产生抗体，以IgM为主，为机体抗感染免疫提供早期防御滤泡生发中心的长寿浆细胞分化途径T-B细胞的相互作用，使部分激活的Th细胞表达CXCR5，进入淋巴滤泡，分化为Tfh;活化的B细胞下调表达CCR7，表达CXCR5和CXCR4，进入淋巴滤泡，继续增殖分裂，形成生发中心；生发中心B细胞在Tfh帮助下，B细胞的抗体基因可变区高频率点突变和抗原选择的抗体亲和力成熟，以及抗体类别转化，产生高亲和力抗体的浆细胞和记忆B细胞；高亲和力抗体的浆细胞迁移至骨髓B细胞对蛋白质抗原的免疫应答，T细胞的辅助必不可少（CD40L-CD40andcytokines）上调表达共刺激分子CD80/CD86驱动B细胞活化，克隆扩增，形成淋巴滤泡生发中心合成AID（activationinduceddeaminase）体细胞高频突变、类别转换记忆性B细胞和浆细胞形成分裂速度降低或停止FDC活化的Th细胞Ig类别转换、抗体亲和力成熟每6-8h分裂一次体细胞高频突变（1/1000bp）生发中心细胞阶段生发中心母细胞（centroblast）阶段B细胞分化各阶段生发中心的形成Tfh效应——辅助体液免疫应答Tfh辅助B细胞增殖形成生发中心、浆细胞分化、抗体类别转换和抗体亲和力成熟生发中心母细胞DNA高频率点突变常见于IgV区的3个CDR区，尤其是CDR3区抗原刺激和Th细胞产生表达不同亲和力的BCR高亲和力抗原受体B细胞自身反应性B细胞体细胞高频突变（somatichypermutation）AID介导的体细胞超突变机制抗体亲和力成熟（affinitymaturation）Ig可变区基因点突变可使一个B细胞克隆增殖形成具有不同的结合抗原亲和力的B细胞克隆。抗原量减少时，只有那些表达高亲和力抗原受体的B细胞，才能有效的竞争结合FDC表面的抗原，进一步分化，避免发生凋亡。抗原在生发中心对表达高亲和力抗原受体B细胞选择的结果体液免应答进程中，伴随抗原逐渐被清除，抗体亲和力逐渐增强Ig的类别转换（classswitching）或同种型转换（isotypeswitching）B细胞受抗原刺激，活化并克隆增殖过程中，B细胞及其子代细胞Ig可变区基因不变，C区基因发生重排。每个B细胞开始时一般均表达mIgM，在免疫应答中首先分泌IgM，随后可表达膜型和分泌型IgG、IgA、IgE；分泌型IgD少见Ig可变区相同而类别发生变化的过程受CD40-CD40L和Th细胞分泌的细胞因子（体现了不同性质的抗原）调控AID攻击免疫球蛋白基因产生CSRTh细胞分泌的细胞因子促进Ig的类别转换小鼠Ig的类别转换意义不同类别Ig，发挥不同的效应功能，有效清除不同的感染性抗原。B细胞的活化和分化骨髓，在较长时间范围内持续产生抗体血液，参与再循环对大多数蛋白质抗原的免疫应答需要T-B细胞的相互作用：(1)识别阶段：T、B细胞分别识别一个抗原的T细胞表位和B细胞表位（physicallink）(2)活化阶段：提供第二信号、细胞因子(3)克隆增殖分化阶段：淋巴滤泡生发中心形成（Th）生发中心形成体细胞高频突变和亲和力成熟抗体类别转换记忆性B细胞TI抗原的定义TI-Ag（thymu