适应性免疫应答的特点及其机制 PPT
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3. 体细胞高突变造成的多样性：
成熟B细胞在受到抗原刺激后，在生发中心发 生体细胞高突变，多发生在Ig的CDR区，若干核苷 酸替换突变，利于提高抗体与抗原的亲和力。
（二）TCR多样性产生的机制
组合造成的多样性：TCR V与J基因片段多于 BCR，如发生V/D/J无效重排后，还可再行重 排，从而增加了有效重排的机会；
•免疫记忆的物质基础：记忆T/B细胞，亲和力增强
的特异性BCR，增强的抗原提呈能力等。再次免疫 应答仅由记忆淋巴细胞介导。
•生物学意义：对机体抵抗病原体多次入侵有重要
意义，是预防接种的免疫学基础。
记 忆
T 细 胞 的 产 生
T记忆细胞特征
Tm比Tn更易激活，所需抗原浓度较低； Tm对协同刺激信号的依赖性较Tn低； Tm分泌的CK更多，且对CK更敏感； Tn寿命短，Tm寿命长,表达更多的bcl-2，
免疫应答的特异性
* BCR、TCR 基因结构 * BCR、TCR基因重排 * BCR、TCR多样性的机制
免疫球蛋白基因重排
（一）BCR 基因重排
V/D/J/C基因群中各选择一个片段，组成单个Ig 或TCR的编码基因，再转录翻译成功能性Ig。
BCR基因重排：胚系B细胞
VH基因(D-J V-DJ)重排 轻链基因(V/J)重排（先是k，重组失败，l基因重排） 转录为初始RNA RNA剪接 VDJ或VJ基因与C基因连接，形成mRNA 翻译为重链和轻链 以二硫键组合成Ig
（二） TCR基因重排
a（g）链是V/J基因重排，b（d）链基 因V/D/J(/C b)重排；C基因编码TCR 的C区、胞外区和跨膜区
重排顺序：在胸腺内的前T细胞TCR b链 的D-J连接DJ-V b连接 a链的V/J重 排各自与C片段连接功能性TCR a、 b基因转录翻译合成a、b链随机组合 产生多样性TCRab
28
5.5x103 3.0x107 5.5x103 1.6x1011
5.8x106
6x102
2x1011
1013
1018
1015
主要内容
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
免疫应答的记忆性
• 概念：机体对抗原产生初次应答后，所接受的活
化信息及产生的效应信息可存留于免疫系统，当再 次接受相同抗原刺激，可迅速、强烈、持久地发生 应答。
免疫耐受 需要
有 + +
无或弱 保护自身
免疫应答的耐受性
* 免疫耐受的概念及特性 * 免疫耐受的诱导条件 * 免疫耐受形成机制 * 研究免疫耐受的意义
连接造成的多样性：N区插入多于BCR，a链 V-J片段、b链V-D、D-J之间都有N插入;而 BCR则只有重链才有N插入；
没有体细胞高频突变。
TCR多样性产生机制
多样性机制
a
b
g
d
V
70
52
10
7
D
0
2
0
2
J 组合多样性 N序列插入 V区基因数 连接多样性 总计
61
13
2
2
4.3x103 1.4x103 20
指在一定条件下，机体免疫系统接 触某种抗原后所产生的对该抗原的特 异性弱应答或无应答状态。
* 免疫抑制：无抗原特异性，对所有抗 原均呈无应答或低应答。
免
免疫原
疫 正
4-6周
应
答
耐受原
免
疫 负
4-6周
应
答
免疫原
免疫反应
7-14天 +++
免疫原
7-14天
免疫正应答和免疫耐受的异同
免疫正应答 抗原刺激 需要 潜伏期 有 抗原特异性 + 免疫记忆 + 免疫反应 强 效 应 排斥异己
FDC表面捕获的IC是维持B细胞记忆的重要分子 基础。
主要内容
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
免疫应答的耐受性
* 免疫耐受的概念及特性 * 免疫耐受的诱导条件 * 免疫耐受形成机制 * 研究免疫耐受的意义
Medawar胚胎诱导耐受实验(1953年)
免疫耐受
(Immune tolerance)
适应性免疫应答的特点及其机制
主要内容
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
免疫应答的特异性
* BCR、TCR 基因结构 * BCR、TCR基因重排 * BCR、TCR多样性的机制
BCR、TCR 基因结构
组成TCR和BCR的每条肽链均由可变 区（V区）和恒定区（C区）组成，分别由 分布于不同染色体的多个不连续基因片段 所编码。
免疫应答的特异性
* BCR、TCR 基因结构 * BCR、TCR基因重排 * BCR、TCR多样性的机制
三、BCR、TCR 多样性的机制
* 组合多样性 * 连接多样性 * 体细胞高频突变（B细胞）
（一） BCR多样性产生的机制：
1. 组合多样性：V/D/J/ 的组合及轻重链的组合
肽链 VH Vk Vl L H+L
总计
组合多样性
Biblioteka Baidu
连接多样性
VH65 x DH30 x JH6=11700 Vk50 x Jk5 =250
Vl30 x Jl4 = 120 250+120 = 370
2.5 x 108
3 x 107
1014
2. 连接多样性：发生于胚系基因
CDR3区位于V/J或V/D/J片段连接处，两个片 段之间的连接点不同或丢失或插入数个核苷酸及倒 转。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
TCR基因结构及其多样性
肽链 a b g
d
染色体定位 14号长臂 7号长臂 7号短臂
14号长臂
基因片段及排列 V100-J100-C V57-(D-J7-C)2 V3-(V-J-C)3-(CJ-V)2 V5-D2-J6-C
上述基因的随机排列组合，使TCR的数目达1015 1018
CK(IL-15)维持其生存； 记忆CD8+T细胞的维持无需CD4+T细胞辅
助。
B记忆细胞特征
Bm再次受到抗原刺激，其数量增长为Bn的 10100倍；
产生抗体的量及其亲和力增高；
抗体类型转换，Bm表达膜IgG、IgA、IgE;
抗原递呈能力增强： Bm表达MHCII类分子较 Bn高，BCR亲和力；
* BCR胚系基因结构及其多样性
* TCR基因结构及其多样性
（30）
（50）
BCR基因结构及其多样性
肽链 染色体定位 基因片段及排列
l
22号长臂
V30-(J-C)7
k
2号短臂
V50-J5-C
H
14号长臂
V65-D30-J6-C9
(5’-m、d、g3、g1、a1、g2、g4、e、a2-3)
上述基因的随机排列组合，使Ig的数目达1011以上。
成熟B细胞在受到抗原刺激后，在生发中心发 生体细胞高突变，多发生在Ig的CDR区，若干核苷 酸替换突变，利于提高抗体与抗原的亲和力。
（二）TCR多样性产生的机制
组合造成的多样性：TCR V与J基因片段多于 BCR，如发生V/D/J无效重排后，还可再行重 排，从而增加了有效重排的机会；
•免疫记忆的物质基础：记忆T/B细胞，亲和力增强
的特异性BCR，增强的抗原提呈能力等。再次免疫 应答仅由记忆淋巴细胞介导。
•生物学意义：对机体抵抗病原体多次入侵有重要
意义，是预防接种的免疫学基础。
记 忆
T 细 胞 的 产 生
T记忆细胞特征
Tm比Tn更易激活，所需抗原浓度较低； Tm对协同刺激信号的依赖性较Tn低； Tm分泌的CK更多，且对CK更敏感； Tn寿命短，Tm寿命长,表达更多的bcl-2，
免疫应答的特异性
* BCR、TCR 基因结构 * BCR、TCR基因重排 * BCR、TCR多样性的机制
免疫球蛋白基因重排
（一）BCR 基因重排
V/D/J/C基因群中各选择一个片段，组成单个Ig 或TCR的编码基因，再转录翻译成功能性Ig。
BCR基因重排：胚系B细胞
VH基因(D-J V-DJ)重排 轻链基因(V/J)重排（先是k，重组失败，l基因重排） 转录为初始RNA RNA剪接 VDJ或VJ基因与C基因连接，形成mRNA 翻译为重链和轻链 以二硫键组合成Ig
（二） TCR基因重排
a（g）链是V/J基因重排，b（d）链基 因V/D/J(/C b)重排；C基因编码TCR 的C区、胞外区和跨膜区
重排顺序：在胸腺内的前T细胞TCR b链 的D-J连接DJ-V b连接 a链的V/J重 排各自与C片段连接功能性TCR a、 b基因转录翻译合成a、b链随机组合 产生多样性TCRab
28
5.5x103 3.0x107 5.5x103 1.6x1011
5.8x106
6x102
2x1011
1013
1018
1015
主要内容
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
免疫应答的记忆性
• 概念：机体对抗原产生初次应答后，所接受的活
化信息及产生的效应信息可存留于免疫系统，当再 次接受相同抗原刺激，可迅速、强烈、持久地发生 应答。
免疫耐受 需要
有 + +
无或弱 保护自身
免疫应答的耐受性
* 免疫耐受的概念及特性 * 免疫耐受的诱导条件 * 免疫耐受形成机制 * 研究免疫耐受的意义
连接造成的多样性：N区插入多于BCR，a链 V-J片段、b链V-D、D-J之间都有N插入;而 BCR则只有重链才有N插入；
没有体细胞高频突变。
TCR多样性产生机制
多样性机制
a
b
g
d
V
70
52
10
7
D
0
2
0
2
J 组合多样性 N序列插入 V区基因数 连接多样性 总计
61
13
2
2
4.3x103 1.4x103 20
指在一定条件下，机体免疫系统接 触某种抗原后所产生的对该抗原的特 异性弱应答或无应答状态。
* 免疫抑制：无抗原特异性，对所有抗 原均呈无应答或低应答。
免
免疫原
疫 正
4-6周
应
答
耐受原
免
疫 负
4-6周
应
答
免疫原
免疫反应
7-14天 +++
免疫原
7-14天
免疫正应答和免疫耐受的异同
免疫正应答 抗原刺激 需要 潜伏期 有 抗原特异性 + 免疫记忆 + 免疫反应 强 效 应 排斥异己
FDC表面捕获的IC是维持B细胞记忆的重要分子 基础。
主要内容
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
免疫应答的耐受性
* 免疫耐受的概念及特性 * 免疫耐受的诱导条件 * 免疫耐受形成机制 * 研究免疫耐受的意义
Medawar胚胎诱导耐受实验(1953年)
免疫耐受
(Immune tolerance)
适应性免疫应答的特点及其机制
主要内容
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
免疫应答的特异性
* BCR、TCR 基因结构 * BCR、TCR基因重排 * BCR、TCR多样性的机制
BCR、TCR 基因结构
组成TCR和BCR的每条肽链均由可变 区（V区）和恒定区（C区）组成，分别由 分布于不同染色体的多个不连续基因片段 所编码。
免疫应答的特异性
* BCR、TCR 基因结构 * BCR、TCR基因重排 * BCR、TCR多样性的机制
三、BCR、TCR 多样性的机制
* 组合多样性 * 连接多样性 * 体细胞高频突变（B细胞）
（一） BCR多样性产生的机制：
1. 组合多样性：V/D/J/ 的组合及轻重链的组合
肽链 VH Vk Vl L H+L
总计
组合多样性
Biblioteka Baidu
连接多样性
VH65 x DH30 x JH6=11700 Vk50 x Jk5 =250
Vl30 x Jl4 = 120 250+120 = 370
2.5 x 108
3 x 107
1014
2. 连接多样性：发生于胚系基因
CDR3区位于V/J或V/D/J片段连接处，两个片 段之间的连接点不同或丢失或插入数个核苷酸及倒 转。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
TCR基因结构及其多样性
肽链 a b g
d
染色体定位 14号长臂 7号长臂 7号短臂
14号长臂
基因片段及排列 V100-J100-C V57-(D-J7-C)2 V3-(V-J-C)3-(CJ-V)2 V5-D2-J6-C
上述基因的随机排列组合，使TCR的数目达1015 1018
CK(IL-15)维持其生存； 记忆CD8+T细胞的维持无需CD4+T细胞辅
助。
B记忆细胞特征
Bm再次受到抗原刺激，其数量增长为Bn的 10100倍；
产生抗体的量及其亲和力增高；
抗体类型转换，Bm表达膜IgG、IgA、IgE;
抗原递呈能力增强： Bm表达MHCII类分子较 Bn高，BCR亲和力；
* BCR胚系基因结构及其多样性
* TCR基因结构及其多样性
（30）
（50）
BCR基因结构及其多样性
肽链 染色体定位 基因片段及排列
l
22号长臂
V30-(J-C)7
k
2号短臂
V50-J5-C
H
14号长臂
V65-D30-J6-C9
(5’-m、d、g3、g1、a1、g2、g4、e、a2-3)
上述基因的随机排列组合，使Ig的数目达1011以上。