免疫系统以及Ig基因重排和表达

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医学免疫学笔记汇总(1~15章)

第一章免疫学概论医学免疫学（medical immunology ）：是研究人体免疫系统的结构和功能的科学免疫系统包括：免疫器官、免疫细胞、免疫分子机体的免疫功能可以概括为：①免疫防御（immune defense ）：能力过弱可发生免疫缺陷；过强可导致超敏反应 ②免疫监视（immune surveillance ）：监视功能低下可导致肿瘤和持续性病毒感染 ③免疫自身稳定（immune homeostasis ）：通过免疫耐受和免疫调节实现免疫应答（immune response ）：是指免疫系统识别和清除“非己”物质的整个过程。

分为固有免疫和适应性免疫两大类。

适应性免疫具有三大特点：特异性、耐受性、记忆性。

免疫学发展时期可分为：经验免疫学时期、科学免疫学时期、现代免疫学时期。

第二章免疫器官和组织2.1 中枢免疫器官一、骨髓（bone marrow ）{ 血窦造血组织{ 造血细胞基质细胞：提供造血诱导微环境（HIM ）造血诱导微环境（HIM ）：由基质细胞产生的造血生长因子（GM-CSF, SCF, IL-3、4、6、7）与细胞外基质共同构成了造血细胞赖以生长发育和成熟的环境，称为造血诱导微环境。

HSC {髓样SC →RBC 、PLT 、粒细胞、单核细胞淋巴样SC →B 细胞、T 细胞、NK 细胞人HSC 表面标志：CD34、CD117【骨髓的功能：】①产生各类免疫细胞和血细胞②B 细胞、NK 细胞分化成熟的场所③再次体液免疫应答和抗体产生的主要部位二、胸腺（thymus ）{ 胸腺细胞：处于不同分化阶段的T 细胞胸腺基质细胞(TSC )：TEC 、DC 、M∅皮质内多为胸腺细胞（85~90%）；髓质内多为上皮细胞，常见胸腺小体。

胸腺微环境——决定T 细胞增殖、分化和选择性发育的重要条件【胸腺的功能：】①T 细胞分化成熟的场所②自身免疫耐受的建立和维持③免疫调节作用（胸腺基质细胞产生的细胞因子等可调节外周免疫器官）2.2 外周免疫器官和组织一、淋巴结（lymph node ）{ 浅皮质区（B 细胞区）副皮质区（T 细胞区）髓质：髓索+髓窦：有DC 、HEV淋巴结的功能：①T 、B 细胞的定居场所（T ：75% B ：25%）②免疫应答发生的场所：接受抗原刺激、发生适应性免疫应答主要部位之一③参与淋巴细胞再循环④过滤作用（滤淋巴液）二、脾（spleen ）{ 白髓：中央动脉+（PALS 、脾小结、边缘区）红髓：脾索+脾血窦脾的功能：①T 、B 细胞的定居场所（T ：40% B ：60%）②免疫应答发生的场所：主要对血源性抗原产生应答③合成生物活性物质（如补体成分和细胞因子等）④过滤作用（滤血）三、黏膜相关淋巴组织（MALT ）黏膜相关淋巴组织（MALT ）：主要指呼吸道、消化道、泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的淋巴组织，以及含有生发中心的淋巴组织，如扁桃体、阑尾等，是发生黏膜免疫的主要部位。

免疫学名词解释

免疫学名词解释1、免疫（Immunity）：免疫是指机体识别和清除一切抗原异物以保持自身稳定的生理反应，如果免疫系统失调，免疫反应过强、过弱或对自身成分发生免疫应答都将对机体造成损害。

2、免疫防御（immunologicdefense）：免疫防御指防止外界病原体入侵和清除已入侵病原体及有害的生物性分子，此功能就是机体的抗感染免疫。

但异常情况下，免疫反应过强可引起超敏反应，而免疫功能过低则表现为易受感染或免疫缺陷病等。

3、免疫自稳：（immunehomeostasis）：免疫自稳指机体对自身成分的耐受，对自身衰老和损伤细胞的清除，阻止外来异物入侵并通过免疫调节达到维持机体内环境稳定的功能。

4、免疫监视（immunologicsurveillance）：免疫监视是指监督机体内环境出现的突变细胞及早期肿瘤，并予以清除。

若此功能失调，体内突变细胞失控，可导致肿瘤发生，若病毒感染不能及时被清除，而出现病毒持续性感染状态。

5、淋巴细胞归巢(lymphocytehoming)：成熟淋巴细胞离开中枢淋巴器官后，经血液循环趋向性迁移并定居在外周淋巴器官或组织的特定区域，称为淋巴细胞归巢。

6、淋巴细胞再循环(lymphocyterecirculation)：定居在外周淋巴器官的淋巴细胞，可由输出淋巴管经淋巴干、胸导管或右淋巴导管进入血液循环，淋巴细胞随血液循环到达外周免疫器官后，可穿越HEV，并重新分布于全身淋巴器官和组织。

淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官或组织间反复循环的过程称为淋巴细胞再循环。

7、抗原（Antigen，Ag）：是一类能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答,并能与相应的免疫应答产物在体内或体外发生特异性结合的物质。

免疫原性(Immunogenicity):是指抗原能刺激特定的免疫细胞（克隆）,使之活化、增殖、分化,产生免疫效应物质(抗体和致敏淋巴细胞)的特性.免疫反应性(Immunoreactivity)；也称抗原性(Antigenicity):是指抗原与相应的免疫效应物质(抗体或/和致敏淋巴细胞）,在体内体外发生特异性结合的特性.8、半抗原（hapten）：仅有免疫反应性而无免疫原性的物质。

抗体(Antibody,Ab)基本结构和作用

在B细胞膜上有IgD，为细胞表面抗原受体，有调节B细胞向抗体产生细胞增殖分化的作用。
IgD在B细胞膜上出现，是B细胞成熟的标志。这些B细胞都难以产生免疫耐受性，而B细胞膜上只有IgM而无IgD时，容易因相应抗原作用而形成免疫耐受。
五类免疫球蛋白特性比较
Ig种类
IgG
IgM
IgA/SIgA IgD IgE
IgA不能激活补体的经典途径，但能激活补体的替代途径。不能作用为调理素，但能凝集颗粒性抗原和中和病毒。
SIgA
分泌型IgA是机体粘膜防御感染的重要因素。
在保护肠道、泌尿生殖道、乳腺和眼睛抵抗微生物入侵方面起关键作用。
4、IgE
IgE为单体分子；分子量190kDa，在血清中含量最少，约为
IgM和SIgA结构示意图
（二）功能区
用X射线衍射分析法发现，Ig多肽链是由若干折叠成球形结构组成的一种立体构型。每一球形结构是肽链的一个亚单位，约110个氨基酸组成，具有一定的生理功能，故称功能区(或结构域)。在功能区中氨基酸序列有高度同源性。 L链有VL、CL两个功能区； IgG、IgA、IgD的重链有VH、CH1、CH2、CH3共四个功能区；IgM、IgE重链则有VH、CH1、CH2、CH3、CH4五个功能区。
0.01~0.9%；
种系进化中出现最晚；
由呼吸道和胃肠道浆细胞产生；
IgE
人和动物血清中浓度很低，但它有独特的 Fc区，能结合肥大细胞和嗜碱性细胞，可引起I型超敏反应。
IgE还与对蠕虫侵袭的免疫应答有关。
IgE在56℃ 30min即被
5、IgD
血清中含量极少，为Ig总量的1%左右。 IgD为单体分子，血清中IgD的功能尚不清楚。

免疫学小题

第二章、抗原填空：1. 抗原特异性的物质基础是（抗原决定簇），亦称表位。

2. 位于抗原表面的AD能直接被相应的淋巴细胞所识别，称（功能）性决定簇，存在抗原分子内部的AD无激发免疫应答的功能，称（隐蔽）决定簇。

3.从化学组成来看，凡含有（芳香族）氨基酸的蛋白质，其免疫原性较强。

4.机体对正常的自身组织和体液成分处于（免疫耐受）状态，当自身耐受被打破，可引起自身（免疫应答）。

5造血干细胞移植要求捐献者和接受移植者进行（HLA/人类白细胞抗原）配型。

判断：1.免疫原性是指抗原分子与免疫应答产物发生特异性结合的物质。

（错误）A.免疫原性是指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答的性质。

B.抗原性又称免疫反应性，是指抗原分子与免疫应答产物发生特异性结合的性质。

2.半抗原无免疫原性，只有抗原性的物质。

（正确）3.载体赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。

（正确）4.特异性是免疫原性的核心。

(异物性是免疫原性的核心）。

5.半抗原决定簇又称T细胞决定簇。

（错误）A.半抗原决定簇又称B细胞决定簇；B.载体决定簇又称T细胞决定簇。

6.亲缘关系很近的生物之间存在的共同抗原称为异嗜性抗原。

（错误）A.亲缘关系很近的生物之间存在的共同抗原称为类属抗原。

B.无种属关系的生物之间存在的共同抗原称为异嗜性抗原。

7.在一定范围内，分子量越大，免疫原性越强。

（正确）8. TD－Ag在刺激B细胞产生抗体时不需要T细胞辅助，由多个重复B表位组成。

（错误）A.TD-Ag指在抗原提呈细胞参与及T细胞辅助下，才能刺激B细胞产生抗体的抗原性物质。

由B表位和T表位组成。

B.TI-Ag在刺激B细胞产生抗体时不需要T细胞辅助，由多个重复B表位组成。

9. 费式佐剂主要用于动物实验，不适宜于人类使用，而且动物多次注射后也常会发生佐剂病。

（正确）选择：1.以下免疫原进入的途径中，所引起的免疫应答水平依次降低的是：（C ）（A）皮下、皮内、肌肉、静脉、腹腔、呼吸道、口服（B）皮内、皮下、肌肉、腹腔、静脉、呼吸道、口服（C）皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔、呼吸道、口服（D）皮内、皮下、静脉、肌肉、腹腔、呼吸道、口服2.以下关于佐剂的作用机制叙述不正确的是（A ）（A）同抗原一起或预先注射到机体内能增强抗原免疫反应性（B）改变抗原物理性状，增加抗原在体内停留时间（C）刺激抗原提呈细胞，增加对抗原的处理和提呈能力（D）刺激淋巴细胞增殖分化，增强和扩大免疫应答的能力3.佐剂的条件：作为一种良好的佐剂，所具备的条件中下列叙述错误的是（B）A 增加抗原的表面积，并改变抗原的活性基团构型，从而增强抗原的免疫原型B 佐剂与抗原混合能延长抗原在局部组织的存留时间，加快抗原的提呈速度，使抗原尽快分节（减低抗原的分解速度，是抗原缓慢释放至淋巴系统中），持续刺激机体产生高效价的抗体C 佐剂可以直接或间接激活免疫性细胞并使之增生，从而增强了体液免疫、细胞免疫和非特异性免疫功能D 良好的佐剂应具有无毒性或副作用低的特点。

免疫学名解

免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白，主要包括分泌型，如血清抗体；膜型，如B细胞膜上的抗原受体抗体（Antibody，Ab）：机体受抗原刺激后出现的能与抗原发生特异性结合，具活性的球蛋白称为抗体。

抗体具有激活补体、ADCC、抗细菌、抗病毒等多种生物学功能。

高变区（hypervariable regio，HVR）：可变区中某些区域的aa组成和排列特别易变化或具更高的变易性CDR（互补决定区）：Ig的抗原结合部位和抗原表位互补结合部位，决定抗体的特异性多克隆抗体：由含多种抗原表位的抗原刺激机体产生的免疫血清，含多种抗体的混合物，称多克隆抗体单克隆抗体（McAb）：由识别一个抗原表位的B细胞克隆所产生的均一的抗体，具有纯度高、特异性强的特点基因工程抗体：根据研究者的意图，在基因水平对Ig分子进行切割，拼接或修饰，甚至是人工合成后导入受体细胞表达大，产生的新型抗体。

由于可用人体的aa序列代替某些鼠源性抗体的aa序列，保留其结合抗原的特异部位，再经修饰而成，故又称人源化抗体。

主要包括嵌合抗体、改型抗体和小分子抗体三代基因工程抗体。

特点：可从最小抗原结合位点（高变区）Fv片段到F（ab）’片段，甚至整个Ig分子，因而免疫原性大大地减少嵌合抗体：是将鼠源性抗体的VH区基因与人体抗体的CH区重组连接，构成嵌合基因后插入载体中，最后在真核或原核系统中表达的抗体分子。

这种抗体分子的免疫原性较鼠源McAb显著降低，可减少鼠源性抗议诱发的免疫反应改型抗体或人源化抗体：鼠的HVR（CDR）基因→嵌入人Ab的可变区基因→嵌合基因→人Ig恒定区基因→插入载体真核系统（原核系统）→表达CDR移植抗体。

特点：更进一步减少了鼠源性抗体成分分泌片SP（Secretory Piece）：是SIgA上的一个辅助成分上皮细胞合成，分泌到黏膜细胞表面。

具抵抗外分比液中蛋白水解酶的降解作用，稳定SIgA的作用ADCC:抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用，是指表达Fc受体的细胞，通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞，NK细胞是介导ADCC的主要细胞。

人体免疫系统详解

免疫器官是指实现免疫功能的器官或组织。

根据发生的时间顺序和功能差异，可分为中枢神经免疫器官和外周免疫器官两部分。

1.1 中枢免疫器官调节作用。

1.1.1 （一）胸腺膜，将胸腺分成许多小叶；小叶的外周部分称为皮质，中血液－胸腺屏障是体内为数不多的几个生理屏障之一，其意义目前尚不清楚。

胸腺髓质的毛细血管内皮细胞之间有间隙，抗原性物质可进入髓质，在髓质内还可见多层扁平上皮细胞呈同心圆状排列成的Hassall小体，或称胸腺小体。

直径约25～50μm，其功能尚不清楚。

2．胸腺的免疫功能长期以来对胸腺的功能不甚了解，直到60年代初Miller和Good分别用切除新生小鼠和家兔胸腺的办法证明了胸腺的免疫功能。

0％。

外层细胞在胸腺微环境中迅速增殖，并推动细胞不断+/CD8+）细胞，约占胸腺细胞总数的75％。

双阳性细胞为过渡态细胞，其中90％以上在皮质内凋亡或被巨噬细胞吞噬；据认为，死亡细胞可能是针对自身抗原进行应答的细胞。

少数胸腺细胞继续发育并迁移至髓质，成为单阳性（CD4+或CD8+）细胞，约占胸腺细胞总数的15％。

只有这些单阳的分化成熟；不同的激素作用于不同的细胞发育阶段，有选择地发挥免疫调节功能。

胸腺激素的作用没有种属特异性，所以目前临床应用的胸腺素都是从动物胸腺中提取出1.1.2（二）腔上囊成熟，主导机体的体液免疫功能。

将孵出的雏鸡去掉腔上髓。

1.1.3（三）骨髓产生血细胞，近来证明骨髓还是腔上囊同功器官。

在骨髓异常时，累及的不单是体液免疫，其他免疫功能也发生障碍。

1.2 外周免疫器官外周免疫器官包括淋巴结、脾和粘膜相关淋巴组织等，是免疫细胞聚集和免疫应答发生的场所。

1.2.1（一）淋巴结入。

被膜向外延伸有许多输入淋巴管；向内伸入实质形成皮质，中央部分为髓质。

淋巴结结构示意图皮质区有淋巴小结，又称淋巴滤泡；受抗原刺激后出现生发中心；此区内富含B细胞和滤泡树突状细胞，所以又称非胸腺依赖区。

皮质深层和滤泡间隙为副皮质区，因富含T 细胞又称胸腺依赖区；此区是淋巴细胞再循环的门户，有大量T细胞和巨噬细胞分布在滤泡周围，是传递免疫信息的场所。

Ig基因

V
J
12 23
IGK
V
23 12
J
IGL
V
23 12
D
12 23
J
IGH
12-23规则：在重组酶(RAG)的识别下，带有12bp间隔序列的RSS片段只能与带有23bp间隔序列的片段相结合，以保证 V、（D）、J之间的正确重排。
Ig
基因重排序列
CG D23 环出 CG J1 AT AT AT AT AT CG AT 23bp 12bp C C TA GC AT 剪切 CG 5' 3' T A CG D1 D2 J2 J3 C
12-23规则：
在重组酶识别和作用下，带有12 bPRSS的基因片段只能和带有23-bP-RSS的基因片段相结合，这种现象称为12-23规则，它保证基因片段之间的正确重组和连接。
Ig基因的重信号序列
7 核苷酸
CACAGTG
9 核苷酸
ACAAAAACC
9 核苷酸
GGTTTTTGT
7 核苷酸
CACAGTG
5，
3
重链基因：位于第14号染色体，包括重链V区基因和C区基因 V区基因:可变区基因（Variabel segment）简称VH （95）多样性基因（Diversity segment ）简称DH（27）连接基因（Joining segment ）简称JH（6） C区基因（Constant）简称CH（9）
（一）基因重排的方式：
重排的方式：通过一组重组酶识别V、D、J 基因片段两侧的保守序列——重组信号序列（rearrangement signal sequence,RSS)。切断以及修复DNA
(二）重排和重组信号序列

第三章抗体

由粘膜上皮细胞合成。是分泌型IgA（SIgA）的结构成分。作用：保护SIgA抵抗外分泌液中蛋白酶的降解作用和介导多聚IgA向粘膜上皮外主动输送的作用。
二、免疫球蛋白的功能区
链内二硫键折叠成球形区称为功能区，
约由110个aa组成。 1. L链：2个，VL，CL各1 2. H链： IgG，IgA，IgD：4个（V区1个，C区3个）
（二）IgM :五聚体 900KD
1. 产生部位：同IgG
2. 含量与分布：10%
分布血液和组织液中
3. 初次应答中的主要抗体 4. 进化上和个体发育最早出现的抗体 5. 处女型B cell的主要mIg
（一）轻链和重链
1. 轻链（light chain，L链）
214个氨基酸残基，24KD。
分为：κ与λ
2个亚型。
2. 重链（heavy chain，H链） 450-550个氨基酸残基，55-75KD。分为5类，μ、γ、α、δ、ε链。 IgM，IgG，IgA，IgD，IgE。
H链与L链的区别
V/C H L 1/3 1
高变区(hypervariable region，HVR)
HVR3
150 Variability Index
100 HVR1
HVR2
50
FR1 FR2 FR3 FR4
0
25
50 Amino acid residue
75
100
框架区(Framework,FR)
决定簇互补区
（complementarity-determinant region, CDR ）
2. Nisonoff 胃蛋白酶
(1)F(ab’)2 段 1个结合颗粒性抗原出现凝集反应 (2)Fc’段 1个

医学免疫学抗原识别受体的基因重排及受体多样性的产生

多样性机制之三：基因片段结合处的变化
基因重排和轻重链随机组合理论上仅能产生1.9x106个不同抗原特异性的抗体，远远低于实际抗体数。基因片段在结合处的变化大大增加了多样性。
多样性机制之四：体细胞高突变（Somatic Hypermutation, SHM)
对抗体可变区的序列分析
抗体的亲和力成熟 (affinity maturation)
IFNg诱导组成性表达的蛋白酶体成免疫蛋白酶体（immunoproteosome）
b1￫b1i (LMP2) b5￫b5i (LMP7) b2￫b2i (MECL-1) PA28a PA28b
免疫蛋白酶体更能将蛋白降解成抗原肽
免疫蛋白酶体将蛋白降解成正确的C末端肽，它们再被一些酶降解成可提呈的肽
Aaron Ciechanover
Avram Hershko Irwin Rose
细胞用泛素(ubiquitin)/蛋白酶体(proteasome) 系统降解蛋白质
泛素是76个氨基酸组成的多肽，负责给要降解的蛋白加上标签。
泛素加标签的步骤：
1、泛素末端羧基通过硫酯键与泛素活化酶（E1)结合。
1. 单链DNA上的胞苷在 AID的作用下转变为尿苷， dC:dG形成 dU:dG错配
2. uracil-N-glycosylase （UNG)除去dU
3. APE1（脱嘌呤/脱嘧啶核酸内切酶1）使DNA的一条链形成缺口
4. Mismatch repair (MMR) 蛋白识别G-U错配碱基或 G-缺失碱基
三、TCR的基因结构和多样性的产生
BCR和TCR都是识别抗原，那么TCR的基因结构和多样性的产生究竟是否和 BCR相似呢？
（1）TCR和BCR的相似之处

医学免疫学：第四章 Ig的基因结构与Ab多样性的产生

类别转换 DNA二次重排外周淋巴组织抗原刺激产生功能性抗体
三、Ig基因重排和表达
（四）分泌型和膜型Ig
• IgM
– 膜型(mIgM)：作为B细胞受体接受抗原信息，活化B 细胞
– 分泌型(SIgM) ：结合抗原，发挥免疫防御作用
产生机制：RNA选择剪切
了解
RNA选择剪切
三、Ig基因重排和表达
• 如此多的抗体类型是如何产生的呢？
抗体是如何产生的？ •预先储备抗原特异性 •抗原诱导抗体特异性
抗体多样性的产生？ •一个基因编码一个蛋白 •一个基因编码多个蛋白
上帝之谜：GOD（Generation of Diversity ）
一、抗体学说的发展
一、抗体学说的发展
抗体形成机制的研究：
• 侧链学说 • 抗原诱导学说
克隆选择学说（Clone selective theory）
对免疫记忆现象的解释：
细胞克隆在分化过程中，一部分淋巴细胞停留在中间阶段，与再次同相应的抗体接触时，立刻发育成熟而产生抗体，呈现免疫记忆现象。
对免疫耐受现象的解释：
在胚胎后期，自身抗原已经齐备，于是凡能与自身抗原特异性结合的相应克隆，便可受到阻抑，最后被清除，构成自身免疫耐受。
• 1976年利根川进应用DNA重组技术证实了这一假说。发现：编码一条Ig多肽链的基因是由各个分隔开的DNA片段经剪接重排而形成。
利根川进
因“发现抗体多样性的遗传学原理”而获1987 年诺贝尔生理学或医学奖。
实验证据
四、抗体多样性的产生机制
抗体多样性机制
1. 编码Ig基因的多样性（原始因素） 2. 随机重排产生的多样性（主要因素） 3. H 、L链的随机组合

igh重排检测方法

IGH重排是指免疫球蛋白重链基因（immunoglobulin heavy chain gene）发生基因重组的过程。

为了检测IGH重排，可以采用以下方法：
PCR（聚合酶链式反应）：PCR是一种常用的方法，可以对DNA进行扩增。

使用特定的引物，可以扩增IGH重排区域的DNA序列。

通过PCR扩增的结果可以观察到重排后的DNA片段。

环境极性PCR（inverse PCR）：环境极性PCR是一种特殊的PCR方法，用于检测未知重排位点。

它首先对DNA进行酶切，然后反应体系中加入特定的引物，扩增重排区域的DNA序列。

最后，通过测序分析扩增产物，可以确定重排位点。

双链断裂检测（double-strand breaks assay）：IGH重排过程中，DNA链会发生断裂，然后再通过基因重组形成新的DNA序列。

双链断裂检测可以通过检测重排过程中的DNA断裂来间接地确定IGH重排。

免疫组织化学染色（immunohistochemistry）：免疫组织化学染色可以检测免疫球蛋白重链蛋白的表达情况。

通过染色的结果可以观察到是否发生了IGH重排。

以上是常用的IGH重排检测方法，不同的方法有其优劣性，并且也可以根据具体实验目的进行选择。

B细胞激活及效应功能

一种能够表达。意义：一个B细胞只表达κ或λ两种轻链的一种。
骨髓外成熟阶段
成熟B细胞离开骨髓，通过血液进入外周淋巴组织中循环。遇到抗原产生免疫应答，最终分化为浆细胞和记忆细胞。
B细胞接触抗原后，在生发中心继续成熟，主要经历体细胞高频突变和转类两个变化。
体细胞高频突变（somatic hypermutation）
在免疫接种和动物实验中，适当增加免疫次数可加强免疫效果。
骨髓内阶段由于不接触外来抗原，其主要过程为Ig 基因重排、膜Ig的表达和具有自身反应性受体的B 细胞的清除。
骨髓外阶段是B细胞在外周淋巴组织中接触抗原，进一步增殖、分化成为记忆细胞和产生抗体的浆细胞。此过程伴有V区核苷酸高频突变和Ig转类。
骨髓内成熟阶段
骨髓微环境和B细胞成熟 B细胞起源于骨髓多能干细胞，然后分化为定向
B淋巴细胞来源于哺乳动物胎肝和成年骨髓中的淋巴样干细胞，在骨髓造血微环境参与下，发育成熟后定居于外周淋巴器官和组织中的淋巴细胞，又称骨髓依赖性淋巴细胞，简称B细胞。在外周血中，B细胞约占淋巴细胞总数的10%～15%。
B细胞的成熟
胎儿期B细胞可由胎肝和骨髓产生。出生后B细胞在骨髓内产生并成熟，具体过程分为骨髓内和骨髓外两个阶段。
B1细胞对TI抗原应答的特点
B1细胞主要是对多糖、脂多糖等抗原产生应答，且不需要Th细胞的辅助，所以这些抗原称为TI抗原。
B1细胞主要产生低亲和性的IgM抗体。根据抗原来源及化学本质的差异， TI抗原分为TI-
1和TI-2抗原两种，通过不同的机制激活B1细胞。在抵抗某些胞外病原体感染中发挥重要作用。
隔序列，形成DJ片段，然后V基因片段与重排过的 DJ片段结合，形成的VDJ片段即V基因，编码重链可变区。 V、D、J三种片段的重排都是随机的。最后与C区基因结合，形成重链编码的基因并转录剪接，最终翻译成为IgM或IgD分子

免疫球蛋白的基因重排

免疫球蛋白的基因重排（最新版）目录一、免疫球蛋白的概述二、免疫球蛋白的基因重排1.基因重排的概念2.免疫球蛋白基因重排的过程3.基因重排的意义三、免疫球蛋白的类型及特征1.IgG2.IgA3.IgM4.IgD5.IgE四、免疫球蛋白的应用正文一、免疫球蛋白的概述免疫球蛋白，又称为抗体，是一类重要的免疫效应分子。

它是由高等动物免疫系统淋巴细胞产生的蛋白质，经抗原的诱导可以转化为抗体。

免疫球蛋白根据结构不同，可以分为 IgG、IgA、IgM、IgD 和 IgE 五种，多数为丙种球蛋白。

可溶性免疫球蛋白存在于体液中，参与体液免疫；膜型免疫球蛋白是 B 淋巴细胞抗原受体。

二、免疫球蛋白的基因重排1.基因重排的概念基因重排是指在免疫球蛋白生成过程中，B 淋巴细胞将自身携带的免疫球蛋白基因进行重新排列组合，从而产生多样性的免疫球蛋白。

这个过程是免疫球蛋白生成的关键步骤，使得机体能够应对多种不同的抗原。

2.免疫球蛋白基因重排的过程免疫球蛋白基因重排主要发生在 B 淋巴细胞的前体细胞和浆细胞阶段。

在这个过程中，B 淋巴细胞通过基因重排，产生不同类型的免疫球蛋白。

基因重排主要涉及到免疫球蛋白重链和轻链基因的拼接，从而形成多种不同的免疫球蛋白。

3.基因重排的意义基因重排对于机体免疫应答具有重要意义。

首先，基因重排使得免疫球蛋白具有高度的多样性，从而增加了机体对各种抗原的识别能力。

其次，基因重排有助于机体产生针对同一抗原的不同亚型的免疫球蛋白，从而增强免疫应答的效果。

三、免疫球蛋白的类型及特征1.IgGIgG 是免疫球蛋白中最常见的类型，占血清免疫球蛋白的 70% 以上。

IgG 具有一个可变区（VH）和三个恒定区（CH1、CH2 和 CH3），是血清型IgA 的主要类型。

2.IgAIgA 分为血清型 IgA 和分泌型 IgA（SIgA）。

血清型 IgA 占血清免疫球蛋白的 10% 左右，具有一个可变区（VH）和三个恒定区（CH1、CH2、CH3）。

抗体及基因重排

• IgG的CH2可通过胎盘。
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补体结合点
4.CH3或CH4：可与多种细胞表面的相应的Fc受体结合，产生不同的免疫效应。
溶细胞、细菌，调理作用，ADCC作用，中和毒素，致超敏反应
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11.2 五类Ig的特性和功能一、IgG
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• IgG的功能和结构在五类Ig中研究得最为充分。人类Ig共有4个亚类，即IgG1、IgG2、 IgG3和IgG4。
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五、IgD
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• IgD在循环中的量很低（在成人血清中为0.3mg/ml）；
• 易被蛋白酶水解，在血清中半衰期很短，约为3天。
• 目前对IgD的生物学功能尚不明确，可能与超敏反应或自身免疫病有关系。
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11.3 抗体分子的 Fc受体
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11.4 Ig分子超家族
• 由于超变区的氨基酸组成和排列随所结合的抗原特异性不同而不同，故其氨基酸的种类和排列顺序千变万化，可形成很多能与不同特异性抗原表位结合的抗体。
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• 2.CL和CH1：某些同种异型的遗传标记存在于该区。
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• 3.IgG的CH2和 IgM的CH3：有补体C1q的结合位点(CR1)，与补体经典途径的激活有关。
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重链和轻链的恒定区分别称为CH 和CL。 Ig的C区铰链区
• 铰链区 • 在CH1和CH2之间
，即重链的链间二硫键连接处附近，有一个可转动的铰链区（hinge region）。
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• 含较多的脯氨酸残基，富于柔性，可赋予较大的自由活动度。该区由于是一段较伸展的肽链，对蛋白酶敏感，易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解。

免疫系统中的B细胞发育

免疫系统中的B细胞发育免疫系统是人体的防卫系统，它能识别和攻击入侵人体的病原体，保护人体健康。

而B细胞是免疫系统中的重要成分，主要负责产生体液免疫反应，包括分泌抗体等重要功能。

那么B细胞是如何发育成熟的呢？IgH和IgL的重排和选择B细胞的分化和发育是一个复杂的过程，必须在正确的时间和地点进行不同的细胞信号传递。

在骨髓中，干细胞开始分化为原始B细胞，通过IgH和IgL的重排和选择，它们开始快速增殖和分化，形成成熟的B细胞。

IgH（免疫球蛋白重链）和IgL（免疫球蛋白轻链）是B细胞抗体的两个关键结构，它们决定了抗体的结构和种类。

IgH和IgL基因的选择和排列是一个非常复杂的过程，需通过基因剪接和重排的方式来构建出完整的IgH和IgL基因，然后进行表达和功能选择。

IgH和IgL基因的选择包括三个阶段：重组、表达和选择。

在第一阶段中，V、D和J基因段通过随机重组形成IgH和IgL基因，并与C区域相连，形成完整的免疫球蛋白基因。

在第二阶段中，完整的IgH和IgL基因被表达在B细胞表面，并进一步汇集和成熟。

在第三阶段中，只有那些对自身抗原不会产生负面影响的B细胞才能生存和继续分化，其他B细胞则会死亡（自我容忍）。

信号通路和细胞交互作用B细胞发育需要一系列的信号通路和细胞交互作用。

根据目标抗原的不同，B细胞可以发育成为两种不同的亚群：T依赖性和T非依赖性B细胞。

对于T依赖性B细胞，它们需要和T辅助细胞进行交互作用和刺激，才能产生高亲和力的抗体。

在这个过程中，T细胞需要通过MHC（主要组织相容性复合体）介导抗原呈递，来刺激B细胞快速增殖和分化。

随后，B细胞会分化为浆细胞和记忆B细胞，分别产生和储存高亲和力的抗体。

与此相反，T非依赖性B细胞可以独立地产生抗体，无需T细胞的帮助。

这种情况下，B细胞会通过直接接触抗原来进行刺激和激活，从而分化为浆细胞和记忆B细胞。

总体来说，B细胞的发育过程是一个复杂而多样化的过程，需要依赖多种信号通路和细胞交互作用。

基因组重排在细胞增殖和疾病中的作用

基因组重排在细胞增殖和疾病中的作用基因组重排是指染色体内部的一些片段在不同染色体之间或同一染色体上发生了移动、插入或删除等事件，导致基因组的结构发生改变。

这种结构变化是细胞增殖和发育的重要因素之一，在疾病的发生和发展中也起着重要作用。

一、基因组重排在细胞增殖中的作用1.增加基因组多样性基因组重排可以在基因组中创造新的基因型，从而使新兴物种具有某种适应性和竞争的优势。

例如在哺乳动物的免疫系统中，基因组重排使得B细胞和T细胞能够产生成千上万种抗体和T细胞受体，以抵御不同的病原体，保障身体免疫系统的稳定和健康。

2.帮助细胞适应环境基因组重排可以导致基因的拆分、移动和复制，从而调节细胞中的信号转导途径和基因表达水平，使细胞能够适应环境的变化。

肿瘤细胞中的基因组重排事件就是这样一种现象，它可以在肿瘤细胞生长和扩散过程中发挥重要作用。

3.促进基因家族的扩张和演化基因组重排还可以促进某些基因家族的扩张和演化。

例如在智人的基因组中，ALU元件是重要的基因重排产物，它可以在基因组中扩张并产生新的功能序列，在人类智力和行为等方面扮演重要角色。

二、基因组重排在疾病中的作用1.发生突变或失活基因组重排可以导致染色体中部分区域的基因突变或失活，从而导致某些疾病的发生。

例如在新生儿中，缺少染色体的一部分或染色体上的某个基因被删除可能会导致儿童发生先天性缺陷的风险增加。

2.导致癌症发生基因组重排是肿瘤细胞中的常见现象，特别是恶性肿瘤。

它可以导致肿瘤抑制基因的缺失、癌症相关基因的激活等突变事件，而这些变化在一定程度上促进或加速肿瘤细胞的增殖和扩散。

3.影响药物代谢基因组重排可以影响药物代谢时酶的表达或功能，从而导致药物代谢产物积累或者药物作用失灵。

例如，在一些亚洲人种中，CYP2D6重复竞争和插入等基因重排事件会增加这一基因的拷贝数，大幅度地影响肝脏中药物代谢酶的功能和药物代谢产物的积累。

4.改变基因表达水平基因组重排还可以改变基因的表达模式和水平，从而有可能产生疾病。

Ig重链基因的结构和重排

Ig重链基因的结构和重排（一）重键V区基因H链V区是由V、D、J三种基因片段经重排后组成。

1．H链V区基因组成（1）V基因片段：小鼠VH基因段约为250～1000，人的VH基因片段约为100。

V基因片段编码VH的信号序列和V区靠N端98个氨基酸残基，包括CDR1和CDR2。

（2）D基因片段：D是指多样性（diversity）。

D基因片段仅存在于H链，不存在于L链。

小鼠DH共有12个片段，人的DH片段的数目还不完全清楚，可能有10～20个左右。

D片段编码H链CDR3中大部分氨基酸残基。

（3）J基因片段：J是连接（joining）的意思。

JH连接V基因片段和C基因片段。

小鼠JH有4个，人有9个JH片段，其中6个是有功能的。

J基因片段编码CDR3的其余部分氨基酸残基和第4个骨架区。

2．H链V区基因的移位首先发生D与J基因片段的连接形成D-J，然后V基因片段与D-J基因片段连接。

H链V区基因的易位和连接是通过七聚体-间隔序列-九聚体识别信号和重组酶而完成的。

（二）重链C区基因1．C基因片段小鼠H链区基因片从5’端到3’排列的顺序是Cμ-Cδ-Cγ3-Cγ1 -Cγ2b-Cε-Cα2，人H链C区基因的顺序为Cμ-Cδ-Cγ3-Cγ1-Cε2（pseudo基因）- Cα2- Cγ2-Cγ- Cε- Cα2（图2-13，14）。

图2-13小鼠Ig基因结构图2-14 人Ig基因结构2．Ig类别转换（class switch）是指一个B细胞克隆在分化过程中，V基因不变，而CH基因片段不同重排，比较CH基因片段重排后基因编码的产物，其V区相同，而C区不同，即识别抗原的特异性相同，而Ig的类或亚类发生改变。

Ig可能是通过缺失模式（deletion model）和RNA剪接（splicing）两种机制来实现类别的转换。

（三）膜表面Ig重链基因膜表面Ig（Sm Ig）是B细胞识别抗原的受体。

(Sm Ig)和分泌性Ig的H链结构相类似，所不同的是smIgH名字的羧基端多含一段穿膜的疏水性氨基酸残基和胞浆区。

基因重排实验报告模板

实验报告编号：____________________实验日期：____________________实验者：____________________指导教师：____________________一、实验目的1. 理解基因重排的概念及其在淋巴细胞发育中的作用。

2. 掌握基因重排实验的基本原理和操作步骤。

3. 通过实验验证基因重排现象，并分析实验结果。

二、实验原理基因重排是指在淋巴细胞发育过程中，免疫球蛋白（Ig）和T细胞受体（TCR）基因的可变区（V区）、多样性区（D区）、连接区（J区）和恒定区（C区）通过随机组合形成多样性抗体和受体。

基因重排是免疫系统产生高度多样性抗体和受体的关键机制。

三、实验材料1. 抗体或TCR基因DNA模板2. 限制性内切酶（如EcoRI、BamHI等）3. DNA连接酶4. dNTPs（脱氧核糖核苷酸）5. DNA聚合酶6. DNA标记物7.琼脂糖凝胶电泳试剂8. 实验仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统等四、实验方法1. DNA提取：根据实验需求，提取抗体或TCR基因DNA模板。

2. 限制性内切酶消化：将DNA模板与限制性内切酶（如EcoRI、BamHI等）混合，进行消化反应，产生具有黏性末端的DNA片段。

3. DNA连接：将消化后的DNA片段与DNA连接酶、dNTPs等试剂混合，进行连接反应，形成重组DNA分子。

4. PCR扩增：将连接后的DNA分子作为模板，利用PCR技术进行扩增，获得目的基因片段。

5. 琼脂糖凝胶电泳：将扩增后的DNA片段进行琼脂糖凝胶电泳，观察基因重排结果。

6. 数据分析：根据电泳结果，分析基因重排现象，评估实验结果。

五、实验结果与分析1. 观察琼脂糖凝胶电泳结果，分析DNA片段的迁移率。

2. 比较实验组与对照组的DNA片段，判断基因重排现象是否发生。

3. 分析实验结果，讨论实验现象与理论预期的一致性。

六、实验讨论1. 分析实验过程中可能出现的误差，如DNA提取不纯、限制性内切酶切割不充分等。