IgTCR基因重排原理及多样性
T细胞性淋巴瘤诊断中TCR基因重排检测的应用
T细胞性淋巴瘤诊断中TCR基因重排检测的应用潘鑫艳;杨长绍;黎贵芸;杨举伦;王丽【期刊名称】《临床与实验病理学杂志》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】目的:探讨T细胞受体( T cell receptors, TCR)基因重排检测对T细胞性淋巴瘤诊断的价值。
方法收集T细胞性淋巴瘤30例和淋巴反应性增生组织30例,提取DNA,应用BIOMED-2引物系统中的56条引物进行PCR扩增,核酸分子异源双链凝胶电泳分析结果。
结果30例T细胞性淋巴瘤标本中TCRβ、TCRγ、TCRδ的检出率分别为83.3%(25/30)、93.3%(28/30)、13.3%(4/30),三者联合检测的检出率为96.7%(29/30),30例淋巴反应性增生组织中均未检测出TCR 基因重排。
结论利用BIOMED-2引物系统检测TCR 基因重排可作为T细胞性淋巴瘤的辅助诊断工具。
%Purpose To discuss the TCR gene rearrangements in the diagnosis of T-cell lymphomas. Methods Formalin-fixed and paraffin-embedded samples including 30 cases of T-cell lymphomas and 30 cases of reactive lymphoid hyperplasia were chosen for ex-tracting genomic DNA and PCR amplification using 56 BIOMED-2 primers. PCR products were analyzed by heteroduplex and polyacryl-amide gel electrophoresis. Results In all 30 cases of T-cell lymphomas, 25 cases (83. 3%) showed TCRβ gene monoclonal rear-ran gements, 28 cases (93. 3%) of TCRγ gene monoclonal rearrangements, 4 cases (13. 3%) of TCRδ gene monoclonal rearrange-ments. 29 cases (96. 7%) with TCRβ+TCRγ+TCRδ gene monoclonal rearrangements were detected. but no clonal TCR gene rear-rangements were found in 30 cases of reactive lymphoid hyperplasia. Conclusions The detection of TCR gene rearrangements using BIOMED-2 primers is a useful assistant method for the diagnosis of T-cell lymphomas.【总页数】4页(P400-403)【作者】潘鑫艳;杨长绍;黎贵芸;杨举伦;王丽【作者单位】成都军区昆明总医院病理科,昆明 650032;成都军区昆明总医院病理科,昆明 650032;成都军区昆明总医院病理科,昆明 650032;成都军区昆明总医院病理科,昆明 650032;成都军区昆明总医院病理科,昆明 650032【正文语种】中文【中图分类】R733.4【相关文献】1.TCR基因重排检测在T细胞淋巴瘤病理诊断中的作用 [J], 贾雯;马小兵;2.TCR基因重排检测在T细胞淋巴瘤病理诊断中的作用 [J], 贾雯;马小兵3.聚合酶链反应检测IgH和TCRγ基因重排在Lennert淋巴瘤诊断中的应用 [J], 吕翔;盛瑞兰4.Ig/TCR基因重排分析联合EBER原位杂交检测在原发性胃肠道淋巴瘤诊断中的应用 [J], 王丽;陈玥;潘鑫艳;黎贵芸;徐文漭;李涛;杨举伦5.流式细胞术结合TCR基因重排在T细胞非霍奇金淋巴瘤诊断中的应用 [J], 王冠男;张丹丹;赵武干;高献争;李文才因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
t细胞淋巴瘤tcrγ基因重排特征的分析及检测方法优化
T细胞淋巴瘤TCRT基N重排特征分析及检测方法的优化摘要研究背景与目的淋巴瘤在组织和细胞形态学方面与高度反应增生性淋巴组织的鉴别诊断十分困难,容易造成误诊。
淋巴瘤病理诊断是临床病理工作的难题之一。
目前国内主要依靠以形态学为主、免疫组化为辅的诊断手段。
随着分子生物学的发展,从基因水平研究和分析诊断疾病的技术不断出现并且日趋成熟,为淋巴瘤诊断提供了有效工具。
淋巴瘤是由单克隆淋巴细胞增生所致,而反应增生性淋巴组织则来自于多克隆淋巴细胞,这是二者的重要区别。
编码免疫球蛋白(Ig)或T细胞受体(TCR)的基因经过重排以后,不同克隆之间的重排基因互不相同,因此,基因重排对淋巴瘤的诊断具有特异性价值。
以PCR技术为基础的方法以其简便、高效、廉价及适用面广而在淋巴瘤基因重排研究方面越来越受重视。
但不同研究文献中所采用的引物、PCR条件、PCR产物检测方法等都不尽相同,结果也有差异。
因此,难以找到适于常规临床病理诊断之用的标准程序。
Jurkat细胞是T细胞淋巴瘤基因重排研究中常用的阳性对照细胞,但有关Jurkat细胞基因重排的详细情况也未见报道。
假基因是Ig和TCR胚系DNA中常见的基因,有关假基因参与重排的情况以及在设计引物方面是否应将假基因包括在内也未见有关研究报道。
本实验以TCR基因重排为研究对象,通过优化引物选择、PCR条件及PCR产物的检测方法等,分析T细胞淋巴瘤基因重排检测的最佳方法。
同时,分析TCR基因重排的特点,为进一步研究TCR基因重排提供理论和技术支持。
方法1以TCRy基因重排为研究对象,选用通用引物TVG、VvI及TCR7家族特异性引物为工具。
用正交设计实验优化ⅥI引物的PCR条件。
另选一对TCR[j通用引物作为TCRy引物的补充和比较。
2利用PCR和测序研究Jurkat细胞基因重排情况,分析TCR基因重排的基本特点。
3PCR产物检测方法①利用TCR通用引物检测淋巴瘤克隆性基因重排阳性率,分别用琼脂糖电泳和SSCP分析PCR产物;②将PCR产物分别进行直接测序和克隆后测序,分析TCR基因重排的特点及探索测序方法在基因重排检测中的应用;⑧分析PCR产物中DNA的克隆数与SSCP中条带数目的关系。
淋巴瘤基因克隆性重排检测
血液 肿瘤
细胞遗传学(Cytogenetics)
• 荧光原位杂交(FISH)
辅助诊断
预后分析 指导用药 MRD检测
Focus On Molecular Diagnosis | Leading Precision Medicine
分子检测-淋巴瘤
Moffitt, A. B. and S. S. Dave (2017). J Clin Oncol 35(9): 955-962.
全面覆盖WHO、NCCN、中国指 南和专家共识中涉及的相关基因 遵循临床常规诊断流程,同其它诊 断技术协同使用
无创ctDNA检测
对于获取组织困难的情况,支持采 用外周血ctDNA检测
全方位解读基因变异 相关靶向药物信息
全面覆盖淋巴瘤相关已经上市和正 在临床试验的靶向药物
低频检测分析技术
Ampliseq HD技术有效降低高测 序深度下的背景信号噪音,实现低 至0.1%的检出限
分子检测 检测基因
方法
IG/TCR 基因重排
IGH,IGK, • GEL (PAGE) IGL,TRB, • ABI (CE) TRD,TRG • NGS
• GEL (PAGE)
IGHV超突变
IGH
• ABI (CE)
• NGS
基因突变
EZH2, DNMT3A, IDH2…
• Sanger • NGS
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注意事项
检测到克隆性重排未必一定发生恶性病变 某些良性增生也可呈克隆性重排,如CD8+T细胞淋巴增生性病变、良性单克隆性丙种球蛋白病、皮肤 淋巴瘤样丘疹病、免疫缺陷患者严重的EB病毒感染等;
检测不到克隆性重排也不能排除恶性病变 某些明确恶性病变的免疫缺陷患者中偶尔检测不到克隆性重排,NK/T细胞淋巴瘤中IG和TCR基因呈胚 系结构,即也无克隆性重排。
10.2 BCR和TCR的基因结构及重排机制
BCR的基因结构及其重排机制Ig基因包含分隔的、数量众多的基因片段Ig分子多肽链IgH Ig κIg λ编码基因IGH IGK IGL染色体位置14q32 2p12-p11 22q11包含的基因片段种类IGH VIGH DIGH JIGH CIGK VIGK JIGK CIGL VIGL JIGL CBCR的胚系基因—Ig基因V: variable D: diversityJ: joining C: constantWHO命名委员会人类Ig胚系基因的结构IGH 位于染色体14p32IGK 位于染色体2p12-p11IGL 位于染色体22p11人类Ig胚系基因的结构表中显示各基因片段的总数,括号中为除假基因及无效基因之外的功能基因片段数。
Ig基因V D J CIGH 95(45)239(6)11(9)IGK 90(40)0 5 1 IGL 60(30)0 4 7(4)BCR的基因结构及其重排机制BCR的基因重排❖通过基因重排,每种基因片段选取一个,形成V-D-J(重链可变区)和V-J(轻链可变区)连接后,再与C基因(恒定区)片段连接,才可编码完整的Ig多肽链。
参与BCR基因重排的酶❖RAG1/RAG2•RAG(recombination activating gene)重组激活酶基因•仅表达于不成熟T和B细胞•特异性识别并切除RSS•RAG基因敲除小鼠出现Ig及TCR基因无法重排和表达参与BCR基因重排的酶❖DNA外切酶❖DNA合成酶❖TdT(末端脱氧核苷酸转移酶)❖RSS•r earrangement s ignal s equence•位于Ig胚系基因中V、D、J片段的两端•一个具有回文特征的7核苷酸序列(CACAGTG)与一个富含A 的9核苷酸序列(ACAAAAACC)加上二者之间的12或23bp间隔序列。
9核苷酸9核苷酸7核苷酸7核苷酸基因重排的12-23原则❖带有12bp-RSS的基因片段只能与带有23bp-RSS的片段结合。
TCR的研究分析报告
TCR的研究分析报告T 细胞受体(TCR)是免疫系统中至关重要的组成部分,对于识别和应对病原体以及自身异常细胞起着关键作用。
近年来,对 TCR 的研究不断深入,为免疫学、肿瘤治疗等领域带来了新的见解和治疗策略。
一、TCR 的结构与功能TCR 是由两条不同的多肽链组成,分别称为α链和β链(在某些情况下为γ链和δ链)。
每条链都包含可变区(V 区)和恒定区(C 区)。
V 区负责识别抗原,其结构的多样性使得 T 细胞能够识别种类繁多的抗原。
TCR 识别抗原的过程是一个高度特异性的过程。
抗原通常以与主要组织相容性复合体(MHC)分子结合的形式呈现在细胞表面。
TCR 通过与 MHC抗原复合物的相互作用,触发一系列细胞内信号传导事件,从而启动 T 细胞的活化和免疫应答。
二、TCR 的多样性产生机制TCR 的多样性是免疫系统能够应对各种病原体和异常细胞的重要基础。
这种多样性主要通过基因重排和随机组合来实现。
在 T 细胞发育过程中,TCR 基因的 V、D(仅β链和δ链)和 J 基因片段会发生重排。
这种重排是随机的,产生了大量不同的VDJ 组合。
此外,连接区的不精确连接以及在重排过程中引入的核苷酸的随机插入和删除,进一步增加了 TCR 的多样性。
三、TCR 与免疫应答TCR 在免疫应答的启动和调节中发挥着核心作用。
当 TCR 与特异性的 MHC抗原复合物结合后,T 细胞会迅速活化,增殖并分化为不同的效应细胞,如细胞毒性 T 细胞(CTL)和辅助性 T 细胞(Th)。
CTL 能够直接杀伤被感染或恶变的细胞,而 Th 细胞则通过分泌细胞因子来调节其他免疫细胞的功能。
TCR 信号的强度和持续时间对于决定 T 细胞的命运和免疫应答的结果具有重要意义。
四、TCR 在疾病中的作用(一)感染性疾病在感染性疾病中,TCR 能够识别病原体来源的抗原,启动特异性免疫应答,帮助清除病原体。
然而,某些病原体如 HIV 可以通过变异其抗原,逃避 TCR 的识别,导致疾病的持续和进展。
IgTCR基因重排原理及多样性幻灯片PPT
Figure 4.2
V region of light chain : V gene segment
(VL protein)
(VL gene)
J gene segment
(JL gene)
V region of heavy chain : V gene segment
(VH protein)
(VH gene)
• Combinatorial diversity
320
kappa chain 40Ⅹ 5 = 200
1.9106
lambda chain 30Ⅹ 4 = 120
H chain
40 Ⅹ 25 Ⅹ 6 = 6000
- Combinatorial diversity is likely to be less from the
Figure 4.6
• looping out and deletion : more common
• no deletion
• Enzymatic steps in the gene rearrangement
- RAG (Recombination Activating Genes RAG-1,RAG-2)
- RAG genes, DNA-PK, TdT gene deficiency
⇒ Severe combined immune deficiency(SCID) mouse
• Signal joint and coding joint
• The diversity of the Ig repertoire : four main process
- combinatorial diversity
• multiple gene segments ⇒ different combination
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。
tcr组库的一些概念
TCR组库的一些概念TCR(T-cell receptor)是T细胞受体,是T细胞识别抗原并启动免疫应答的关键分子。
TCR由α和β两条链组成,它们共同决定了T细胞的特异性。
为了更好地理解TCR在免疫系统中的作用,我们需要掌握以下几个关键概念:1.TCR基因结构与功能TCR基因位于人类第14号染色体长臂上,其中包括了V、D、J和C基因片段。
这些基因片段的重组和拼接过程在T细胞的分化发育中起着至关重要的作用。
TCR的功能主要是识别并结合由抗原呈递细胞处理的抗原,从而启动免疫应答。
2.TCR组库多样性TCR组库是指个体内所有T细胞的TCR多样性总和。
每个人的TCR组库都是独特的,这取决于其基因背景和环境因素。
这种多样性使得个体能够识别并应对各种各样的病原体。
3.TCR克隆多样性克隆是遗传学中的一个概念,指的是遗传信息完全相同的细胞或个体。
在免疫学中,TCR克隆多样性指的是具有相同TCR序列的T细胞在个体内的分布。
这种多样性对于应对复杂疾病和感染至关重要。
4.TCR表达与调控TCR的表达受到严格调控。
在T细胞发育过程中,不同的基因片段需要按照特定顺序重组,以确保表达出具有功能的TCR。
此外,TCR的表达水平也会受到多种细胞因子的影响,包括IL-2、IFN-γ和IL-4等。
5.TCR与免疫应答TCR通过识别抗原启动免疫应答。
当T细胞识别与其TCR匹配的抗原时,会触发一系列信号传导通路,最终导致T细胞的活化、增殖和分化。
活化的T 细胞可以分泌多种细胞因子和效应分子,进一步促进免疫应答。
6.TCR在疾病中的作用TCR在许多疾病中发挥着重要作用,包括自身免疫性疾病、感染性疾病和癌症等。
在一些情况下,异常的TCR识别可能导致自身免疫反应;而在另一些情况下,TCR可能无法有效识别和清除病原体,导致感染持续或癌症的发展。
7.TCR基因工程与治疗基因工程是一种利用现代生物技术手段对基因进行操作和改造的技术。
通过基因工程,我们可以对TCR进行改造,以增强其识别能力和特异性,从而用于治疗某些疾病。
北京大学《免疫学》 免疫应答之三:适应性免疫应答
2. 免疫耐受形成机制
(1) 中枢免疫耐受
克隆清除学说:胚胎期和新生期个体淋巴细胞 尚未发育成熟,此时接触抗原,相应特异性淋 巴细胞克隆非但不发生克隆扩增,反被抑制为 “禁忌细胞”或通过阴性选择而发生凋亡,从 而使免疫系统在早期分化发育阶段即对该抗原 形成耐受,成年个体因缺乏特异性淋巴细胞克 隆而对该抗原终身耐受 。
克隆流产学说:骨髓B细胞发育早期,若前B细 胞发育为B细胞之前接触抗原,则B细胞发育即 中止,导致B细胞中枢耐受。
(2)外周免疫耐受 :
借助上述中枢耐受机制尚不能完全清除的自身反应性 T 、B 细胞克隆 ,可在外周免疫器官被清除或使其丧失功 能 ,其可能的机制为 :
① 克隆清除:指活化诱导的细胞凋亡(AICD)导致克隆 清除 ;
固有免疫识别方式—依赖于模式识别受 体的模式识别
固有免疫细胞识别分子模式称为模式识别 ,介导模 式识别的受体被统称为模式识别受体(PRR )
模式识别的特点是 :不同 PRR 分别识别来源于某一 类病原体共有的特征性组分(分子模式),使得数量有限 的PRR 可应对、识别种类众多的PAMP与DAMP。因此, 模式识别亦称为泛特异性识别。
4. 维持时间短且无免疫记忆
第三节 固有免疫的生物学意义
(一) 固有免疫是机体抗感染的第一道防线 (二) 固有免疫参与维持机体自稳 (三) 固有免疫参与启动适应性免疫应答
1. 参与适应性免疫应答的启动 2. 参与适应性免疫应答的效应 3. 调节适应性免疫应答 (四) 固有免疫参与的免疫病理 固有免疫参与了肿瘤、移植排斥、炎性疾病等
第十二章 免疫应答之三:适应 性免疫应答的特点及其机制
第一节 免疫应答的特异性
适应性(特异性)免疫应答是机体针对特定抗原所产生的应答, 为个体所特有,不可遗传。适应性免疫应答具有特异性、获得性、排 他性、多样性、记忆性、转移性和耐受性等特点。
tcr基因重排
tcr基因重排
近几年,基因重排技术在免疫学领域取得了重大进展。
作为免疫基因重构技术家族的一员,TCR(T细胞受体)基因重排技术具有革命性的价值,从而为治疗各种恶性肿瘤和慢性非恶性疾病带来了新的可能性。
TCR(T细胞受体)是一种免疫细胞,它能够识别外源抗原,从而建立免疫应答。
其中,αβ型TCR是囊括多种免疫细胞中最重要的一种,它可以在T细胞激活和增殖过程中产生免疫应答。
但是,由于TCRβ具有高度多样性,以致于其结构及结合性能受到很大的限制,使得其传统克隆技术的效率非常低。
因此,TCR基因重排技术的出现,为利用T细胞发挥免疫治疗效果带来了新的希望。
TCR基因重排技术是利用获取的T细胞的原始TCR基因,然后通过特定的基因重排技术来改造它们,最终实现合成的表达载体,以实现T细胞媒介的杀伤抗原特异性原核表达。
该技术具有高效率、快速正确、精确相容等优点,能极大提高T细胞受体αβ的结构多样性,具有强大的应用价值。
首先,重构的T细胞受体αβ能够增强其识别抗原的敏感性,从而增强免疫应答的功效,并具有更强的治疗潜力。
其次,TCR基因重排技术可以使T细胞受体αβ能够更有效地结合抗原,具有更强的杀伤能力,而且更能有效地抑制宿主免疫应答,具有抑制疾病发展的效果。
此外,利用TCR基因重排技术配合抗原特异性疫苗,可以更加精准地引导宿主免疫细胞,激活宿主免疫,并以最佳的免疫应答进行抗病理的治疗,以达到精准医疗的目的。
总之,TCR基因重排技术是一种具有巨大治疗潜力和精准医疗价值的免疫技术,它可以提升T细胞免疫反应的效率,有助于克服传统基因克隆中效率低、抗原特异性缺乏等问题,有望在慢性非恶性疾病和恶性肿瘤的治疗中发挥重要作用。
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。
TCR之谜T细胞受体多样性生成机制初步探究
TCR之谜T细胞受体多样性生成机制初步探究T细胞受体(TCR)是一种能够识别抗原的膜表面受体,它在免疫系统中起着至关重要的作用。
TCR的多样性是免疫系统能够识别和应对各种病原体和疾病的关键因素之一。
然而,TCR的多样性生成机制一直是科学家们探索的谜题之一。
在过去的几十年里,科学家们对TCR中的多样性生成机制进行了广泛研究,并取得了一些重要的进展。
目前,主要有两种关于TCR多样性生成的理论:随机组合模型和选择性修剪模型。
随机组合模型认为,TCR的多样性是通过基因的随机组合而生成的。
在这个模型中,多个基因片段(V、D、J和C)会通过随机的基因重排来形成TCR基因。
这种基因重排的机制确保了每个个体的TCR序列都是独特的。
虽然这个模型解释了TCR的多样性生成过程,但它无法解释为什么有些特定的TCR序列会被选择出来。
选择性修剪模型则更加强调免疫系统的选择机制对TCR多样性的生成起着关键作用。
根据这个模型,TCR基因重排产生的大量TCR序列会经过筛选,只有那些能够与抗原结合的TCR才能够存活和发挥功能。
这个模型解释了为什么只有一小部分TCR序列能够真正参与免疫应答,但它仍然无法解释具体的选择过程。
近年来,随着高通量测序技术的发展,科学家们已经能够对TCR的多样性进行更加细致的研究。
他们发现,TCR多样性的生成不仅受基因重排的影响,还受到其他因素的调控,比如剪接、突变和功能选择等。
这些发现使得研究人员对TCR多样性生成的机制有了更加全面和深入的理解。
针对TCR多样性的生成机制,科学家们提出了一种新的模型,即“树突细胞选择模型”。
树突细胞是一种免疫系统中的专业抗原递呈细胞,它们能够识别并捕获外来抗原,并将其呈递给T细胞。
根据这个模型,树突细胞在抗原递呈过程中会选择特定的TCR表达细胞进行增殖和扩张。
这种选择过程会使得抗原特异性的TCR大量丰富,从而实现特定抗原的识别和清除。
另外,有研究者提出了“DNA超级融合”机制来解释TCR多样性生成。
TCR重排
TCR重排一、临床意义:近年来小儿急性淋巴细胞白血病的发生日趋增多, 并且在成年人的发病率也呈增长的趋势, 虽然部分患者经过化疗或干细胞移植, 能够达到临床或血液学的完全缓解( Complete Remission, CR) , 但白血病微小残留病(Minimal Residual Disease, MRD) 导致白血病复发的问题一直困扰着医务人员。
目前检测MRD 的手段很多, 如流式细胞仪检测白血病细胞、RT-PCR 检测白血病基因等方法, 其中白血病基因检测具有灵敏度高的特点具有很高的参考价值。
然而淋巴细胞白血病因为不具有高特异性的白血病基因, 所以在MRD 的监测上比较困难。
1、TCR基因重排技术是检测淋巴细胞克隆性增生的金标准,应用于恶性淋巴瘤的早期诊断和鉴别诊断有重大意义,特别是对于经常规HE、免疫组化检测仍不能确诊的病例有较好的用途和前景。
非霍奇金淋巴瘤是发生于单一亲本细胞的单克隆恶性增殖,瘤细胞的基因重排高度一致。
而正常淋巴组织和良性淋巴组织增生性疾病呈多克隆性,因此可作为非霍奇金淋巴瘤的基因标志。
TCRγ或TCRβ基因重排常作为T 细胞淋巴瘤的基因标志,阳性率可达70%~80%。
为非霍奇金淋巴瘤的诊断、分型及评估预后提供参考依据。
由此可见TCR 基因重排是淋巴细胞恶性增生的特异性标志。
2、我们通过对T 细胞受体(Tcell receptor , TCR) 检测以及它们在监测MRD 中的临床意义的研究, 观察到这种TCR基因重排的检测持续阳性的患者, 更容易导致白血病的早期复发。
因而在ALL 病程中对TCR基因重排进行动态监测, 极大的提高MRD 检出的特异性和敏感性,对ALL患儿的预后、复发的判断及制定相应的个体化治疗方案有重要的指导意义,可以使患儿最大程度的长期无病生存,减少化疗所致的远期不良反应。
二、检测方法:1、S outhern杂交技术(印迹杂交)优点是稳定、可靠, 被称为基因重排的金标准,缺点是成本较高, 需要较多新鲜组织、操作复杂和费时, 且国内收费标准较低, 无法广泛应用于淋巴瘤的鉴别诊断。
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
抗原识别受体的基因重排以及受体多样性的产生
Tonegawa的设想:
BCR胚系基因
X
经过重排的基因 X
XX X
X 限制性内切酶酶切位点
9
重排现象的实验证明
10
对小鼠胚系DNA和骨髓瘤细胞V和C基因的DNA 做序列分析,发现在重排后的V区和C区基因不 是直接拼接在一起的,由此发现了J (joining) 基因片段和D(diversity)基因片段。
七核苷酸-12/23核苷酸的随机序列-九核苷酸
17
转录方向相同的VJ是主 要形式,环出的片段形 成signal joint,保留在 染色体上的片段形成 coding joint.
18
V区基因的重组由几种V(D)J重 组酶协调完成,负责剪切和连 接工作。
RAG1/RAG2:重组活化基因 Ku70/Ku80:DNA修复因子 DNA-PK:DNA依赖蛋白激酶K Artemis:核酸酶 TdT:末端脱氧核糖核酸转移酶 DNA ligase IV:DNA连接酶IV XRCC4:DNA修复蛋白
抗原识别受体的基因重排 以及受体多样性的产生
1
淋巴细胞抗原识别特点: T、B细胞都用其抗原识别受体识别抗原
B细胞:B cell receptor (BCR) T细胞:T cell receptor (TCR)
2
究竟什么样的病原微生物能够突破机体 的天然免疫屏障并不能预料。为了能够防御 所有可能的病原微生物的感染,特异性免疫 应答系统必须形成一个巨大的抗原受体库, 以便能够识别所有可能的外来抗原物质。
22
SHM在抗体的可变区发生
小鼠和人类的SHM的频率是10-5至10-3,比其他 基因的自发突变高1百万倍。 为什么能够发生高频突变?
需要AID (Activation-induced cytidine deaminase, 活化诱导激活的胞嘧啶核苷脱氨酶)
ig基因重排步骤
ig基因重排步骤IG基因重排步骤引言:IG基因重排是指免疫球蛋白基因在B细胞发育过程中,通过DNA 重组的方式产生多样性的抗体,从而提供免疫系统对抗病原体的能力。
IG基因重排过程复杂而精确,下面将详细介绍IG基因重排的步骤。
一、V(D)J基因段选择:在IG基因重排过程中,首先是选择性地将V、D和J基因段进行组合。
这个选择过程是随机发生的,因此每个B细胞都会产生不同的V(D)J基因段组合。
二、DNA切割:V(D)J基因段的选择完成后,酶切酶会介入其中,将基因组DNA切割成多个片段。
这些片段包括V、D和J基因段,以及连接这些基因段的间隔区域。
三、DNA重组:切割后的DNA片段会通过DNA重组的过程,重新连接起来。
这个过程主要通过V(D)J重组酶的催化来完成。
V(D)J重组酶会选择性地将V、D和J基因段连接在一起,形成一个完整的重排基因。
四、剪切和连接:在DNA重组的过程中,还会进行一系列的剪切和连接操作。
首先,酶切酶会将连接V(D)J基因段的间隔区域切除。
然后,V(D)J基因段会被连接在一起,形成一个连续的DNA序列。
五、DNA修复:在DNA重组和连接完成后,细胞会启动DNA修复机制。
这个过程的目的是修复DNA链断裂所产生的损伤,并确保DNA序列的完整性。
六、转录和翻译:重排基因在DNA修复完成后,会通过转录和翻译过程产生蛋白质。
首先,重排基因会被转录成mRNA分子。
然后,mRNA会被翻译成抗体的氨基酸序列,最终形成完整的抗体分子。
七、抗体表达:重排基因经过转录和翻译后,抗体分子会被合成并表达在B细胞表面。
这使得B细胞具备了对抗病原体的能力。
结语:IG基因重排是一系列复杂的步骤,通过这个过程产生的抗体具有多样性,从而使免疫系统能够应对各种病原体的入侵。
IG基因重排的研究对于理解免疫系统的功能和疾病的发生具有重要意义。
通过不断深入研究IG基因重排的机制,我们可以为免疫疾病的治疗和疫苗研发提供更多的可能性。
二代测序技术检测儿童急性淋巴细胞白血病微小残留病研究进展
DOI:10.3969/j.issn.1673-5329.2()22.67.210.综述.二代测序技术检测儿童急性淋巴细胞白血病微小残留病研究进展李琴二代测序(uext-8eneratiou sepuencint,NGS-又称高通量测序,该技术利用一个通用大型引物库进行多重PCR,再进行高通量测序和生物信息分析,不仅摆脱了传统PCR技术设计患者特异性引物的繁琐步骤,还增加了测序深度。
近年来越来越多的团队发现了NGS的测序优势并将其引入微小残留病(m2sumyiv residual disease/minimal residual disease,MRD)检测领域。
而MRD是儿童急性淋巴细胞白血病(pu U lymphodlastlc lenUemin;ALL-重要疗效指标,是影响ALL预后的最强独立因素9可o目前最常用于ALL-MRD检测的技术是流式细胞术(tow cytometo,FCM)和实时定量PCR (real-time quantitative PCR,RQ-PCR)。
前者受"免疫漂移”和技术人员的主观性影响导致检测结果出现假阴性、重现性差,后者存在费时费力、适用范围小等不足,因此优化ALL-MRD检测技术体系是目前临床所需。
NGS凭借其通量高和引物覆盖广的特点,在MRD检测的灵敏高、特异性及适用性等方面表现出显著优势,有望成为未来MRD检测新的金标准,现就NGS 技术检测儿童ALL-MRD的研究进展进行综述。
1NGS检测ALL-MRD的概述NGS根据其测序原理,可以在一次检测中对样本的DNA或RNA序列进行多基因多位点的准确测序,识别与疾病相关的遗传特征,更好地协助临床诊疗。
NGS检测ALL-MRD的分子标记可分为两类:免疫球蛋白(immunoglodulin,IG)/ T细胞受体(T-celi rece/tvoTCR)基因可变区克隆性重排、肿瘤基因突变。
将前者作为MRD分子标记可适用于95%以上的ALL患者;将后者作为MRD标记的相关大宗研究较少,文献报道NR3C1、CREBBP、TP53、NT5C2等基因突变与复发及耐药有关9〕,若利用NGS 对ALL诊断标本进行全外显子测序,将检测到的肿瘤基因突变作为MRD标志,理论上适用范围可达麦惠容120%[6]o NGS技术的灵敏度可达2-6~16-98],灵敏度一方面取决于引物覆盖率;另一方面取决于标本的DNA的总量(达到10-的灵敏度,必须分析65Rg 以上的DNA)9o2NGS检测ALL-MRD的可行性2.1分子标记IG/TCR的V(D)J区重排多样性是淋巴细表面受体多样性的主要机制,当V(D)J区发生克隆性重排则意味着IG/TCR基因多样性降低,是恶性细胞的标志,也是NGS进行ALL-MRD检测的常用分子标记。
淋巴细胞抗原识别受体的编码基因及多样性的产生
3. 体细胞高频突变造成的多样性
前两种机制是源自B细胞发生时重排,是 作用于种系基因片段上的。 而体细胞高频突变作用在已成熟的B细胞 (重排过的V基因上),它发生于抗体刺 激后,次级淋巴器官发生中心,主要方式 是点突变,使和抗原结合能力改变。
二、TCR 1. 多样性机制基本上与BCR类似,但也有 其它特点:
三、BCR(膜型Ig)和分泌型Ig 1. B细胞发生过程中,开始膜上表达IgM, 进入外周时共表达IgM和IgD,以后可 以转换为其它类别的Ig。 2. 分泌型Ig可以有多聚体形式,是形成分 泌型还是膜型Ig,是在转录加工中造成 的,在C区最后一个外显子后,还有其 它外显子分别编码分泌型Ig和膜型Ig的 羧基端,经转录加工后,可分别表达膜 型或分泌型。
(12) (3) (1) (2) (1)
二、淋巴细胞分化成熟过程中抗原受体基 因的重排 1. TCR、BCR重排方式是一致的,包括识 别V、(D)、J基因片段两侧的保守序列, 切断及修复DNA。这保守序列称为重组 信号序列。 2. 重排和重组信号序列
基因片段的组合连接是和重组信号序列 (recombination signal sequence, RSS)有 关,其结构为七聚体-间隔序列-九聚体。
第十二章 淋巴细胞抗原识别受体的编码基 因及多样性的产生
BCR即膜Ig(mIg),四链结构;TCR 由两条肽链组成,即αβ或γδ链。 肽链包括可变区(V)和恒定区(C)。 研究证明V基因实际上是由少数原先分 隔的胚系基因片段,在淋巴细胞发生 过程中通过重排过程的组合、拼接而 成,从而产生巨大数量特异的抗原受 体以识别不同的抗原。
2. 抗原受体的胚系基因结构 BCR胚系基因结构:
H链:
5’ H— D — JH — C-Cδ-Cγ3-Cγ1-Cα1-Cγ2-Cγ4-Cε-Cα23’ V (65) (27)(6) (9个功能性C基因)
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H chain
40 Ⅹ 25 Ⅹ 6 = 6000
1.9106
- Combinatorial diversity is likely to be less from the
theoretical calculation
• Junctional diversity
- The diversity of CDR3 in H,L chains is
closed DNA hairpin structures
- terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT)
⇒ randomly adding nucleotides
- RAG genes, DNA-PK, TdT gene deficiency
⇒ Severe combined immune deficiency(SCID) mouse
Chapter4 The generation of lymphocyte
antigen receptors
Primary immunoglobulin gene rearrangement
• Antibody repertoire : 1011 in human - The total number of antibody specificities available to an individual
significantly increased by the addition and
deletion of nucleotides
Figure 4.8
- The added nucleotide are known as P-nucleotides
and N-nucleotides
• P-nucleotides : palindromic sequences at the
• Signal joint and coding joint
• The diversity of the Ig repertoire : four main process
- combinatorial diversity
• multiple gene segments ⇒ different combination
- RAG are only expressed in developing lymphocytes
- Other ubiquitously expressed DNA-modifying proteins
• DNA ligase IV : joins the processed ends together with XRCC4
- The germline organization of the Ig genes gene family Figure 4.4
• Rearrangement of V,D,J gene segments
- DNA rearrangements are guided by conserved
V region of heavy chain : V gene segment
(VH protein)
(VH gene)
D gene segment
(DH gene)
J gene segment
(JH gene)
- The numbers of functional gene segments for the V region of human heavy and light chains ′ pseudogenes ′ : not functional protein Figure 4.3
(12/23)
- 12/23 rule
- exception : D-D joining (fusion) in human ≈ 5%
- two mode of rearrangement
Figure 4.6
• looping out and deletion : more common • no deletion
• different combination of H,L chain
- ctional diversity
- Somatic hypermutation
• Combinatorial diversity
kappa chain 40Ⅹ 5 = 200 320 lambda chain 30Ⅹ 4 = 120
• Ig gene rearrangement in antibody producing cells
- Southern blot analysis
non lymphoid cell : V,C in the distant fragments
mature B cell : V,C in the same fragments
end of the gene segment
• N-nucleotides : non template-encoded
- Addition of P,N nucleotide is a random process
⇒ Productive or nonproductive rearrangement
noncoding DNA sequence
Figure 4.5
(recombination signal sequence, RSS)
• heptamer : contiguous with the coding sequence • space : 12 or 23 nucleotides long • nonamer : second conserved sequence - coding sequence-heptamer-space-nonamer
- The numbers of human TCR gene segment Figure 4.12
• Enzymatic steps in the gene rearrangement
- RAG (Recombination Activating Genes RAG-1,RAG-2)
protein complexes bind to RSSs
⇒ make single-strand DNA breaks at sites 5′ of each RSS
TCR gene rearrangement
• TCR gene segments and rearrangement Figure 4.9
- The same enzyme for Ig gene rearrangement can be used for TCR gene rearrangement Figure 4.10, Figure 4.11
• DNA-dependent protein kinase (DNA-PK)
• Ku : a heterodimer Ku70 : Ku80
Figure 4.7
• Ku+DNA-PK+Artemis ⇒ complex
: a protein involved in the opening of covalently
⇒ somatic recombination Figure 4.1
- V gene rearrangement
Figure 4.2
V region of light chain : V gene segment
(VL protein)
(VL gene)
J gene segment
(JL gene)