20141110硕士课B细胞发育与分化

1B细胞的发育与分化王继扬DepartmentofImmunologyFudanUniversityTel：021-54237957Email：[e-mail]201411102一、B细胞的发育与分化二、B细胞表面分子三、B细胞亚群及功能四、抗体的功能五、B细胞与疾病主要内容3一、B细胞的发育与分化B细胞在中枢免疫器官中的发育过程中发生的主要事件：1、功能性B细胞（抗原）受体（Bcellreceptor，BCR）的表达（Ig基因重组）。2、自身免疫耐受的形成（在骨髓中发育的未成熟的B细胞通过克隆清除、受体编辑和失能等机制形成了对自身抗原的中枢免疫耐受）。StructureofanIgGmoleculeCH3CH2CH1SSCDR1CDR2CDR3CDR1CDR2CDR3VHVLNH2COOHCH3CH2CH1SSVHDVLJLVHVLNH2SSSSSSJHCLCLFcHchainisotypeAntibodyclassμIgMδIgDγIgGεIgEαIgA5记忆细胞(Ig基因成熟)浆细胞造血干细胞前B细胞未成熟B细胞成熟B细胞生发中心B细胞Ig基因处于种系状态Ig基因重组膜表面Ig阳性Ig基因体细胞超突变和类别转换分泌Ig骨髓骨髓骨髓、粘膜外周淋巴细胞生发中心抗原非依赖期抗原依赖期膜表面Ig阳性骨髓克隆删除免疫耐受B细胞的发育和分化外来抗原刺激6mμdSg3Sg1Sg2bSg2aSeSa免疫球蛋白的重链基因的重组（Rearrangement）g3g1g2bg2aeaSmV1V2VnD1D2D11D12J1J2J3J4D-to-JJoiningmdSg3Sg1Sg2bSg2aSeSag3g1g2bg2aeaSmV1V2VnD1D2D11J3J4V-to-DJJoiningmdSg3Sg1Sg2bSg2aSeSag3g1g2bg2aeaSmV1J4V2D11J3TranscriptionSplicingμmRNAV2D11J3TranslationμHeavychainEμEμEμ7MechanismofVDJrecombinationVDJ2379121223999777VDJ2379129723971297+D-to-JJoiningV-to-DJJoiningVDJ23971297+CodingJoiningSignalJoiningRAG1/2,NHEJRAG1/2,NHEJSignalJoiningN-nucleotideN-nucleotideV基因J基因D基因组合V×J(×D)重链和轻链的组合H×κH×λ加上基因重组结合部分的多样性250-100041210,000-40,0001-4×105-10×1010-10250401000230674911Hκλ抗体的多样性9记忆细胞(Ig基因成熟)浆细胞造血干细胞前B细胞未成熟B细胞成熟B细胞生发中心B细胞Ig基因处于种系状态Ig基因重组膜表面Ig阳性Ig基因体细胞超突变和类别转换分泌Ig骨髓骨髓骨髓、粘膜外周淋巴细胞生发中心抗原非依赖期抗原依赖期膜表面Ig阳性骨髓克隆删除免疫耐受B细胞的发育和分化外来抗原刺激10AIDSHMCSRmdSg3Sg2bSg2aSeSag3g1g2bg2aeaSmVDJmdSg3Sg1Sg2bSg2aSeSag3g1g2bg2aeaSmVDJ抗体基因的体细胞超突变（SHM）和类别转换（CSR）UGUGUGg2aeag2bSg1CGCGCGEμEμEμ11二、B细胞表面分子1.BCR复合体2.B细胞共受体3.协同刺激受体4.其他表面分子1213能结合特异性Ag，结合位点是VH和VL的高变区。mIg的胞内段短仅3个氨基酸（KVK/赖缬赖），不能转导抗原刺激信号。成熟B细胞的BCR主要是mIgM和mIgD。mIg特点14Igα(CD79a)/Igβ(CD79b)结构特点：I型跨膜蛋白两者以二硫键连接为异源二聚体胞内均有ITAM若表达缺陷，也不能诱导mIg的表达功能：1.转导抗原与BCR结合所产生的信号;2.参与Ig从胞内向胞膜以及从胞膜向胞内的转运。1516B细胞共受体复合物由B细胞表面CD19/CD21/CD81非共价相联形成。主要作用是增强B细胞对抗原刺激的敏感性。CD19是所有B细胞共有的表面标志，参与启动信号转导、生发中心生成和抗体亲和力成熟。CD21主要表达于成熟B细胞，为C3d受体；也是B细胞上的EB病毒受体。CD81和B淋巴细胞的增殖相关。B细胞共受体17181.CD40：表达于成熟B细胞,配体为CD40L表达于活化的T细胞。2.CD80和CD86：静息B细胞不表达或低表达,活化B细胞表达增强。相应受体是T细胞表面的CD28分子,二者结合相互作用可产生协同剌激信号(T细胞活化第二信号),使T细胞激活。3.其他黏附分子：ICAM-1（CD54）、LFA-1(CD11α/CD18)，与相应配体结合后参与细胞间的接触，具有协调刺激作用。协同刺激受体191.CD20：在B细胞的增殖分化中起调节作用。是B细胞特异性标志，是治疗性单抗识别的靶分子。2.CD22：特异性表达于B细胞，其胞内段含有ITIM模体，是B细胞的抑制性受体，能负调节CD19/CD21/CD81共受体。其他表面分子203.CD32(FcγRⅡ)：FcγRⅡB亚型能负反馈调节B细胞活化和抗体分泌。4.丝裂原的膜结合分子：美洲商陆(PWM)对T细胞和B细胞均有致有丝分裂作用；脂多糖(LPS)可与B细胞上的LPS受体结合，刺激B细胞的活化、增殖和分化，是常用的小鼠B细胞丝裂原。215.补体受体（CR）：多数B细胞表面表达CR1和CR2(即CD35和CD21)。6.细胞因子受体：B细胞表面表达IL-1R、IL-2R、IL-4R、IL-5R、IL-6R、IL-7R及IFN-γR等多种细胞因子受体。细胞因子通过与B细胞表面相应受体结合而参与或调节B细胞活化、增殖和分化。7.MHC：B细胞可表达MHC-Ⅰ类和MHC-Ⅱ类分子。MHC-Ⅱ类分子可与Th细胞表面CD4结合，增强B细胞与Th细胞间的黏附作用，并参与抗原递呈和淋巴细胞激活。22CR1BCR复合体CD19-CD21-CD81丝裂原受体LFA-1B淋巴细胞CD45BCRFcRCRMHC-IICD40有丝分裂原受体23B细胞活化的双信号IFN-g,IL-4,IL-5第2信号ThCD40CD40LMHC-II/抗原肽/TCRCD4B第1信号活性封闭没有Th细胞的帮助第1信号BCD40CD40L24ICAM-1LFA-1B7CD28MHCI类分子TCRCD40gp39ICAM-1LFA-1CD4CD3SlgIgaIg细胞因子活化信号①活化信号②B细胞活化抗原加工、提呈(CD40L)B细胞T细胞活化信号①活化信号②Th活化IgaIgbIB细胞通过表面分子与Th细胞的相互作用25IgG分子的负反馈抑制作用抗原IgαIgβBCRFcγRIIBIgG磷酸化酶B细胞26三、B细胞亚群及功能1.B-1细胞2.B-2细胞3.B-1细胞与B-2细胞的异同4.其它B细胞亚群（自学）B细胞亚群辺縁帯濾胞29分布:体内出现较晚，定位于淋巴器官表面标志:CD5-、mIgM+、mIgD+++抗原识别谱：广，主要识别TD抗原应答特点:1)直接识别抗原决定基，需要Th的辅助。2)可产生高亲和力抗体（IgG、IgA、IgE)3)有抗体类型转换、免疫记忆和再次应答B-2细胞亚群30分布:分布于胸腔、腹腔和肠壁固有层中表面标志:CD5+/-、mIgM+、mIgD-抗原识别谱：针对TI抗原应答特点:不需要Th细胞辅助，产生IgM类低亲和力抗体、不发生抗体类别转换、无免疫记忆B-1细胞亚群31TI与TD抗原3233ThB7MHC-IITCRCD4ICAMLFA-1APCThThCD40LCD40分泌细胞因子Th浆细胞BCR抗原TD抗原诱导体液免疫应答的过程CD28Th细胞活化、增殖B细胞扩增34性质B-1细胞B-2细胞产生时间胎儿期出生后更新方式细胞体积自我更新大骨髓产生小自发性Ig产生高低特异性CD5CD23低＋/-－高－＋分泌的Ig类型IgM为主IgG为主体细胞突变频率低/无高T细胞依赖－＋＋亲和力成熟－＋＋B-1细胞与B-2细胞的异同（一）IgG和IgM介导的效应1.对抗原的中和作用2.免疫调理作用3.补体依赖的细胞毒作用（CDC）4.抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（ADCC）（二）分泌型IgA的局部抗感染作用（三）IgE介导的效应机制四、抗体的功能36性质IgMIgDIgG1IgG2IgG3IgG4IgAIgE重链μδγ1γ2γ3γ4αε血清浓度（mg/ml)1.50.049310.52.10.00003分子量（Kda)970184146146170146385188半衰期（日）103212072162肠道转运+-----+++-胎盘转运--+++++++--功能中和作用+-++++++++++-调理作用+-++++++++-补体激活+++-++++++-+-激活NK细胞--++-++---结合肥大细胞--+-+--+++抗体的类别人类抗体的性质和功能抗体的生物学效应（一）中和作用中和毒素（细菌外毒素、昆虫和蛇毒素）中和抗体中和病原体高亲和力IgG与病毒、细菌表面蛋白结合，阻止入侵细胞。（二）免疫调理作用IgG、IgA的Fab段与病原体结合，其Fc段与吞噬细胞表面FcR结合，从而促进吞噬细胞吞噬病原体。抗体的生物学效应（三）激活补体IgG的Fab段与抗原结合，Fc段与NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞的FcgRIII结合，介导效应细胞杀伤携带特异性抗原的靶细胞，此为ADCC作用。（四）抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）IgG和IgM与抗原结合形成免疫复合物，通过经典途径，激活补体系统，发挥杀菌、溶菌作用。C3b结合病原体，与吞噬细胞表面C3bR结合，促进吞噬。抗体的生物学效应（五）分泌型IgA的局部抗感染作用Ⅰ型超敏反应由IgE介导，Ⅱ、Ⅲ型超敏反应由IgG、IgM介导。某些自身免疫病损伤与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应有关。（六）抗体的病理损伤抗黏附素的分泌型IgA抗体，位于呼吸道、消化道和生殖道黏膜表面，可阻止细菌、病毒和其他病原体入侵。抗体的生物学效应抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）抗体的调理作用促使肥大细胞合成和释放生物活性物质，引起I型超敏反应44B细胞与疾病DefectsinB-celldevelopment:immunodeficienciesB-cellabnormalities:leukemiaandlymphomasExcessiveB-cellactivation:autoimmunityBtkplaysacentralroleinsignalingdownstreamofpre-BCRandBCRactivation,primarilybypromotingcalciumflux.AllXLApatientshaveablockatthepro-Btolargepre-B-celltransitioninmarrow,andasubstantialreductioninthepercentageofnormalperipheralbloodBcells.DefectinB-celldevelopmentandXLAHumanB-cellmalignancies（二）B-cellabnormalitiesAutoantibodiescontributetoSLEpathogenesisExcessiveBcellactivationcanleadtoautoantibodyproductionandcausesautoimmunediseases.ExcessiveB-cellactivationandautoimmunityTherelativecontributionsofBcellstoautoimmunityvarydependingonthedisease(A)andth