第3章 抗体

V2D2J3
J4 Cm Cd
J4
V2D2J3
Cm Cd
V2 D2 J3 Cm
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L
Hale Waihona Puke Baidu
VH
Cm
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三、抗体多样性的形成
1.胚胎细胞的V-J或V-D-J重排
胚系免疫球蛋白基因在B细胞发育 分化过程的重排是抗体多样性的主要来源。
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人Ig多样性产生的机制
多κ样性机制
胚系基因数（功能性）
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编码人和小鼠轻重链的Ig基因分别 位于不同的染色体上，总体分为编码V区和C区 的两大部分。
重链的胚系基因中有许多基因片段(gene segment)。
包括：众多的V基因片段(variable segment)， 多个D基因片段(diversity segment)和几个J基因片段 (joining segment)。
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1.胚系基因
V1
V2 V3
Vn D1 D2 D3 Dn J1 J2 J3 J4 Cm Cd Cg Ce Ca
2.基因重排
V1 V2
3. 重排的基因
4.RNA转录本 5.mRNA剪切 6.成熟mRNA 7.IgM前体多肽
D2
J3 J4 Cm Cd Cg Ce Ca
V1
V2 D2 J3 J4 Cm Cd Cg Ce Ca
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2.再次免疫应答
（1）潜伏期短（约2～3天） （2）抗体的种类以IgG为主 （3）抗体亲和力比初次应答明显增 强 （4）维持时间长 （5）总抗体水平高
300 1010～ 1011
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2.体细胞突变
B细胞发育和成熟过程中，胚系免疫球蛋 白基因经过重排，形成完整的有功能的基因。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。
体细胞突变发生在初次免疫应答的后期和 再次免疫应答。成熟B细胞在受到抗原刺激后，在生发 中心发生体细胞突变。由于免疫球蛋白基因的突变频 率比正常细胞中其他基因突变频率高106倍，也称为体 细胞高频突变。
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体细胞突变多发生在Ig的CDR区，体细胞突 变是随机的，突变后的B细胞受抗原选择，亲和力降低 的B细胞克隆凋亡，亲和力增高的B细胞克隆存活。抗 原选择的结果是抗体总体的亲和力提高。这种通过体 细胞突变使抗体亲和力普遍提高的现象称为亲和力成 熟。
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第三节 免疫球蛋白的合成与分泌
抗原刺激机体产生相应的抗体，抗体 的产生过程即为特异性体液免疫应答。分泌抗 体的浆细胞来源于B淋巴细胞，抗原只作为淋 巴细胞克隆的选择因子，刺激相应B淋巴细胞 分化增殖成为抗体分泌浆细胞和记忆细胞。大 多数抗体的产生需要其他细胞及其分泌的细胞 因子的辅助。
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二、免疫球蛋白基因的重排与表达调控
基因重排：
免疫球蛋白胚系基因状态下的V、（D）、J基 因片段成簇存在，要编码完整的功能性的Ig多肽链必 须在这些成簇存在的基因簇中选择某些基因片段进行 重新组合，这一过程称为基因重排。
在V、D、J、C基因群中各选择一个基因片段， 组成单个Ig的编码基因，进而转录和翻译，产生功能 性Ig。
40 V
0
D
J
5
组合多样性
1.1×104
总(1计20+200)=3×106
连10接0 多样性
核/ 苷酸插入
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H
65 27
6 1.2×102
300
λ
30 0 4 2×102 11000×
共～ /
Ig的V区基因组合数 连接多样性 100 核苷酸插入多样性 Ig的多样性总计约
Ig多样性数目 3.4106
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成熟B细胞在识别抗原后分化成为浆细胞， 其中一部分浆细胞分泌IgM类抗体，其余的须进行第二 次基因重排。
第二次基因重排时V区的突变频率高，称为体
细胞超突变（高频突变），并发生类别转换，使分泌 抗体的类别由IgM转换成IgG、IgA或IgE。
经过类别转换之后抗体的亲和力增高（亲和 力成 熟）。
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免疫球蛋白基因结构
胚系基因结构：三个基因簇，四种基因片段。
IgH基因簇：包括V、D、J、C 基因片段。 κ基因簇： 包括V、J、C 基因片段。 λ基因簇： 包括V、J、C 基因片段。
V1 V2 V3 Vn D1 D2 D3 Dn J1 J2 J3 J4 Cm Cd Cg Ce Ca
V基因片断
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一、免疫球蛋白基因结构
1.免疫球蛋白基因结构的实验证据
利根川进应用分子杂交技术证明并克隆出 Ig分子V区和C区基因。同时应用克隆cDNA片段为探针， 证明了B细胞在分化发育过程中编码Ig基因结构，阐明 了Ig抗原结合部位多样性的起源，以及遗传和体细胞 突变在抗体多样性形成中的作用。1987年获得诺贝尔 医学奖。
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一、体液免疫应答与抗体的产生
1.初次应答与再次应答
抗原初次侵入机体所诱导的特异性 免疫应答称为初次免疫应答。
相同抗原再次侵入机体，记忆性免疫细胞 可迅速、高效、特异地产生应答，称为再次免 疫应答。
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1.初次免疫应答 潜伏期，对数期，平台期，下降期 （1）潜伏期(诱导期)长(约
7～10天) （2）抗体的种类以IgM为主 （3）抗体亲和力低 （4）维持时间短 （5）总抗体水平低
抗体结合抗原的特异性是由重链和 轻链V区的氨基酸序列决定的，为了产生大量 的不同抗体，免疫系统必须产生大量不同的V 区序列。
另一方面恒定区的序列在同一类型 的抗体中是相似的，并且对抗原特异生无影响。
只有淋巴细胞具有完整的、有功能 的编码抗体的基因，这些抗体基因经过一系列 高度有序的加工才形成功能基因，其他的细胞 并没有这个过程。
第三章 抗体
第二节 免疫球蛋白基因
免疫球蛋白是具有与抗原决定簇特异性结 合的大量蛋白分子的总称，多样性是免疫球蛋白的重 要特点。
抗原的种类极多，免疫球蛋白的多样性也 非常高，数目可达百万以上。而人类基因组中的基因 总数不到3万，与免疫球蛋白的多样性并不一致。
免疫球蛋白的多样性是其基因发生重排的 结果。
D基因片断 J基因片断 V区基因
C区基因
人Ig重链精品胚课系件 基因结构
抗体的胚系基因（germline genes）
重链：L,V,D,J,C基因片段 轻链： L,V,J,C基因片段
抗体编码基因的染色体定位
肽链 及排列
所在染色体 人
小鼠
基因片段
Vn－(J－C)n Vn－Jn－C
22q11.2
16
2 p11-12 6C2