第三章抗体-2

第三章抗体内容提要►第一节免疫球蛋白的结构与功能►第二节免疫球蛋白基因►第三节免疫球蛋白的合成与分泌第二节免疫球蛋白基因第二节免疫球蛋白基因►一﹑免疫球蛋白的基因结构►二﹑免疫球蛋白基因重排及表达调控►三﹑抗体多样性的形成一﹑免疫球蛋白的基因结构利根川进骨髓瘤细胞(晚期)胚胎细胞（早期）证明：编码V区和C区的基因成分离状态，并在B细胞分化成熟过程中不断进行重排。一﹑免疫球蛋白的基因结构►H链、κ链和λ链分布在不同的染色体上基因染色体人小鼠λ链2216κ链26H链1412一﹑免疫球蛋白的基因结构►1、轻链基因结构（κ卡帕、λ链）►⑴κ链的基因结构►①κ链基因：由V、J、C三类基因片段组成，V、J重排编码V区，C编码C区。重链二硫键免疫球蛋白的结构（IgG为例）轻链一﹑免疫球蛋白的基因结构►1、轻链基因结构（κ卡帕、λ链）►⑴κ链的基因结构►②每个Vκ基因上游都有一个L基因——编码22个氨基酸的κ链先导序列（信号肽）一﹑免疫球蛋白的基因结构►1、轻链基因结构（κ卡帕、λ链）►⑴κ链的基因结构►③Vκ基因编码V区约96个氨基酸残基。Jκ基因编码V区约10-13个氨基酸残基。无效基因2号染色体6号染色体一﹑免疫球蛋白的基因结构►1、轻链基因结构（κ卡帕、λ链）►⑵λ链的基因结构►①由Vλ、Jλ、Cλ三类基因组成。22号染色体16号染色体一﹑免疫球蛋白的基因结构►1、轻链基因结构（κ卡帕、λ链）►⑵λ链的基因结构②Vλ基因编码V区1—97个氨基酸；Jλ基因编码V区98—110个氨基酸；Cλ基因编码C区111—214个氨基酸22号染色体16号染色体一﹑免疫球蛋白的基因结构►1、轻链基因结构（κ卡帕、λ链）►⑵λ链的基因结构③人类有Vλ基因约100个，Jλ基因6个，Cλ基因6个小鼠有Vλ基因2个，Lλ基因2个，Jλ基因4个，Cλ基因4个22号染色体16号染色体一﹑免疫球蛋白的基因结构►2、重链基因结构►①H链由V﹑D﹑J﹑C四类基因组成，前三个重排编码V区，C基因编码C区。14号染色体12号染色体一﹑免疫球蛋白的基因结构►2、重链基因结构►②VH基因编码V区1—94位氨基酸。DH基因编码V区95-97位氨基酸。JH基因编码V区98—113位氨基酸。其中D基因编码的氨基酸位超变区CDR3，与抗体的多样性有密切的关系。14号染色体12号染色体一﹑免疫球蛋白的基因结构►2、重链基因结构►③人类有75-250个VH、30个D、6个JH和一系列CH基因片段小鼠有300-1000个VH、20个D、4个JH和一系列CH基因片段14号染色体12号染色体二﹑免疫球蛋白基因重排及表达调控►1、轻链基因重排与表达►⑴κ链基因：由于有大量的Vκ基因，且能与Jκ基因任意重排，所以可获得大量不同组合。二﹑免疫球蛋白基因重排及表达调控►1、轻链基因重排与表达►⑴κ链基因人:n=-100老鼠:n=-350►1、轻链基因重排与表达►⑴κ链基因：由于Vκ在其3’端、Jκ在其5’端各有识别序列，是一个七聚体和九聚体的序列，增加了随机组合的数，转录出不同的mRNA。重组信号序列识别序列二﹑免疫球蛋白基因重排及表达调控►1、轻链基因重排与表达►⑵λ链基因：λ链基因重排有一个很重要的特点是Vλ、Jλ、Cλ基因重排不是象κ链那样随机组合，所以最后组合数远远少于κ链。22号染色体16号染色体二﹑免疫球蛋白基因重排及表达调控►1、轻链基因重排与表达►⑵λ链基因：VλJλ组合严格按照Lλ1Vλ1Jλ1Cλ1;Lλ1Vλ1Jλ3Cλ3;Lλ2Vλ1Jλ1Cλ2的组合进行连接22号染色体16号染色体二﹑免疫球蛋白基因重排及表达调控►2、重链基因重排与表达►重链基因通过二次重排后形成。首先是D、J基因重排得DJ，然后是V基因与DJ重排得VDJ。DJVDJ这些基因重排随机组合，而且VH、DH和JH之间也有识别序列，连接时的移位可改变CDR3的氨基酸序列，形成多样性。二﹑免疫球蛋白基因重排及表达调控►3、免疫球蛋白基因转录的调控►⑴每个VH和VL基因片段都有个启动子（P）►⑵未重排的VH和VL基因几乎不发生转录二﹑免疫球蛋白基因重排及表达调控►3、免疫球蛋白基因转录的调控►⑶重排后，因增强子（EN）作用，转录效率提高原因：未重排前，转录能力很低；发生重排，启动子和增加子的间隔距离大大缩小，足以发挥调节作用。也有一些其它的转录因子，能保证免疫球蛋白基因只有在B细胞内才能表达。二﹑免疫球蛋白基因重排及表达调控►3、免疫球蛋白基因转录的调控►⑷H链增强子2个;κ链增强子2个;λ链增强子2个免疫球蛋白基因的重排与表达三﹑抗体多样性的形成►1、胚胎细胞的基因随机重排►V-J和V-D-J基因在B细胞发育过程中重排的多样性，这是免疫球蛋白基因的多样性的主要来源。►小鼠的可能多样性有：500V×20D×4J=4×104三﹑抗体多样性的形成►基因重排连接变异性►由于V、D、J基因上的识别序列连接的变化，可增加多样性10倍。►N区（D基因两侧）变化增加多样性约在100倍。►轻链和重链基因的组合带来的多样性。►以上各方面造成的多样性约为1010-1011数量级。三﹑抗体多样性的形成►2、体细胞突变►免疫球蛋白基因是在没有抗原刺激的情况下发生重排并最终形成识别不同抗原决定簇的B细胞克隆。►胚系DNA上免疫球蛋白基因片段，呈分散排列，随着B细胞发育和成熟，这些基因片段重排后，形成完整的有功能基因。►V区基因在重排后仍可发生改变，这种改变是由体细胞突变产生的。重链和轻链V区基因均可发生体细胞突变。第三节免疫球蛋白的合成与分泌第三节免疫球蛋白的合成与分泌►一﹑体液免疫应答与抗体的产生►二﹑免疫球蛋白的表达装配和分泌一﹑体液免疫应答与抗体的产生►1、初应答和再应答►◆初应答：抗原第一次免疫后，机体血清中产生抗体的反应。特点：产生抗体潜伏期长;抗体量少;效价低;亲和力较低;消失快。IgM合成量达到高峰时IgG才出现。能产生记忆B细胞，对再次免疫应答具有重要意义。►◆再应答：用与初应答相同抗原再次或多次免疫同一动物产生的应答。特点：产生抗体潜伏期短(反应快);抗体产生快且量多;维持时间长;IgM产生量变化不大，IgG量明显升高，且产生其它类型的抗体，亲和力增加为什么会出现快速升高?一﹑体液免疫应答与抗体的产生►2、两类抗原的免疫应答►依据抗原刺激产生抗体是否需要T细胞分：►非胸腺依赖抗原（Ti）：Ti抗原(如多糖等抗原），它只诱导初次免疫应答，且无记忆B细胞产生，也无重链类型的转换及亲和力成熟的再次免疫应答。►胸腺依赖抗原（Td）：Td抗原(如蛋白质抗原）刺激是机体免疫应答的第一信号，同时还需要Th细胞（发育于胸腺）及其分泌的细胞因子作为第二信号，有初次和再次免疫应答。TCRAgMHC-IICoreceptor(CD4)抗体抗体不同类型抗原刺激产生抗体的过程不同非胸腺依赖抗原胸腺依赖抗原二﹑免疫球蛋白的表达装配和分泌►1、免疫球蛋白mRNA►免疫球蛋白mRNA与其它mRNA无多大差异，需加帽和加poly(A)尾，并剪去一些内含子等，成为翻译蛋白质的mRNA。►2、膜结合型和分泌型免疫球蛋白的表达►mIg和sIg的区别在于C端(前述)，成熟B细胞表达mIg(IgM和IgD)，而浆细胞分泌sIg，这种调节主要决定于mRNA剪切和加poly(A)尾时的位点不同。StructuresoftheTranscriptsEncodingSecretedandMembranemH-Chains信号位点1信号位点2sIgmIg二﹑免疫球蛋白的表达装配和分泌►3、B细胞发育与抗体形成►B细胞来源于骨髓干细胞，需经原B细胞-前B细胞-幼B细胞等阶段发育成成熟B细胞。►早期B细胞并不分泌免疫球蛋白，在幼B细胞阶段表达膜抗体mIgM和mIgD，从骨髓迁至外周淋巴器官-接受抗原刺激-成熟B细胞-克隆分化-浆细胞和记忆B细胞。4、抗体在细胞中装配转动和分泌Synthesis,Assembly,andSecretionofImmunoglobulinMolecules高尔基体内质网分泌型抗体膜抗体5、个体发育过程中抗体的形成►3-4月胎儿淋巴细胞达到成人水平，主要形成B细胞膜结合抗体。►出生时婴儿的抗体(IgG)来自母体，5月左右消失。►随年龄依次形成IgM﹑IgG﹑IgA。逐渐形成自身的抗体。到7龄左右达到成人水平。细胞膜抗体作业：名词解释：IgFabFcCDR问答题：抗体的多样性是如何形成的？