B細胞激活與分化課件

B細胞激活與分化

ActivationandDifferentiationofBcellB細胞激活與分化

ActivationandDi1B細胞對抗原的識別

T、B細胞相互作用與B細胞的激活

B細胞的增殖分化與生發(fā)中心的形成

生發(fā)中心反應

T細胞非依賴抗原對B細胞的活化B細胞對抗原的識別

T、B細胞相互作用與B細胞的激活

B細胞2B細胞對抗原的識別一、初始B細胞的特性及其激活途徑二、B細胞對抗原的捕獲與識別三、B細胞的抗原識別結(jié)構(gòu)四、B細胞抗原識別信號的轉(zhuǎn)導B細胞對抗原的識別一、初始B細胞的特性及其激活途徑3

OverviewofB-celldevelopment.Duringtheantigen-independentmaturationphase,immuno-competentBcellsexpressingmembraneIgMandIgDaregeneratedinthebonemarrow.Onlyabout10%ofthepotentialBcellsreachmaturityandexitthebonemarrow.NaiveBcellsintheperipherydiewithinafewdaysunlesstheyencountersolubleproteinantigenandactivatedTHcells.Onceactivated,Bcellsproliferatewithinsecondarylymphoidorgans.Thosebearinghigh-affinitymIgdifferentiateintoplasmacellsandmemoryBcells,whichmayexpressdifferentisotypesbecauseofclassswitching.ThenumberscitedrefertoB-celldevelopmentinthemouse,buttheoverallprinciplesapplytohumansaswell.一、初始B細胞的特性及其激活途徑表達高水平的mIgM和低水平的mIgDOverviewofB-celldeve4向濾泡B細胞輸送抗原的一些通道大部分輸送到濾泡B細胞的抗原經(jīng)來自進入淋巴結(jié)邊緣竇的輸入淋巴管。小分子抗原通過導管（condult）直接抵達濾泡。較大抗原被邊緣竇巨噬細胞攝取和提交，也可抵達皮質(zhì)樹突狀細胞，由后者同時提交到濾泡B細胞和T細胞區(qū)的T細胞。輸入淋巴管邊緣竇

導管邊緣竇M初級淋巴濾泡FDC

小梁較大抗原由邊緣竇M

和皮質(zhì)DC攝取和提交。小分子抗原經(jīng)導管輸送至淋巴濾泡。DCM二、B細胞對抗原的捕獲與識別①淋巴濾泡是B細胞居留

和識別抗原的部位。②B細胞對抗原的捕獲。向濾泡B細胞輸送抗原的一些通道輸入淋巴管邊緣竇導管邊5三、B細胞的抗原識別結(jié)構(gòu)BCR-Igα/Igβ復合物其它輔佐分子（CD40,B7-1,B7-2等）B細胞和T細胞抗原識別結(jié)構(gòu)及相關(guān)分子的比較輔助受體三、B細胞的抗原識別結(jié)構(gòu)BCR-Igα/Igβ復合物其它輔佐6四、B細胞抗原識別信號的轉(zhuǎn)導1.B細胞激活信號的跨膜轉(zhuǎn)導2.B細胞激活信號的胞內(nèi)傳遞3.轉(zhuǎn)錄因子與基因表達的啟動四、B細胞抗原識別信號的轉(zhuǎn)導1.B細胞激活信號的跨膜轉(zhuǎn)導7抗BCR抗體的交聯(lián)與B細胞激活信號的產(chǎn)生抗BCR抗體的Fab片段雖與BCR結(jié)合但無交聯(lián)作用不產(chǎn)生激活信號抗F(ab)2的抗抗體與F(ab)2段交聯(lián)使大量BCR聚合產(chǎn)生強激活信號抗BCR抗體的F(ab)2片段能與BCR交聯(lián)產(chǎn)生激活信號BCR-Ig/Ig－FabF(ab)2anti-F(ab)2＋F(ab)2B細胞激活信號的跨膜轉(zhuǎn)導抗BCR抗體的交聯(lián)與B細胞激活信號的產(chǎn)生抗BCR抗體的Fab8B細胞激活與分化課件9B細胞激活與分化課件10由BCR啟動的信號轉(zhuǎn)導途徑及參與的相關(guān)分子BLNK:B細胞連接蛋白，發(fā)揮平臺蛋白（銜接蛋白）功能；GEF:鳥苷酸置換因子；Btk：Bruton酪氨酸激酶，TecPTK家族成員；Syk：SykPTK家族成員；Blk,Fyn,Lyn：SrcPTK家族成員。pY

鈣調(diào)磷酸酶PKCMAP激酶IP3Ca2+NF-BIBp50p65GEF(Vav)Ras-GTPSykBlk,Fyn,LynPI3KPLC-BLNK(SLP-65)BCRCD21CD19AgIg-IgCD45ITAMBtkAP-1(Jun/Fos)NFATNFAT-pPIP2RafRas-GDP

DAGB細胞激活信號的胞內(nèi)傳遞抗原結(jié)合導致的受體交聯(lián)啟動信號傳導

抗原分子本身就可以通過與多個表位與BCR結(jié)合，或是藉助抗原-補體復合結(jié)構(gòu)同時結(jié)合BCR及CD21分子，使B細胞表面多種參與抗原識別和信號轉(zhuǎn)導的跨膜分子發(fā)生多聚作用，導致CD45分子胞內(nèi)段的PTP解除PTKSrc分子C端對PTK分子活性中心的抑制；使得相應的受體相關(guān)性蛋白酪氨酸激酶即Src家族的成員彼此成簇而發(fā)生相互磷酸化，Src-PTK因而激活。信號轉(zhuǎn)導的啟動

Src家族的PTK如Fyn、Blk和Lyn，通過?；c膜脂結(jié)合而附著于細胞膜內(nèi)側(cè)，因成簇和Igα/Igβ分子胞內(nèi)段上ITAM中的酪氨酸殘基發(fā)生磷化，磷酸化的ITAM招募各種帶有SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)分子(Syk-PTK)，啟動信號轉(zhuǎn)導。由BCR啟動的信號轉(zhuǎn)導途徑及參與的相關(guān)分子pY11

T、B淋巴細胞激活信號轉(zhuǎn)導中主要成分的比較

類別

主要成分T細胞 B細胞

跨膜分子

抗原受體TCR BCR

帶有ITAM的輔助分子CD3ζ鏈,γε鏈,δε鏈Igα,Igβ

輔助受體 CD4/CD8 CD21,CD19,CD81

蛋白酪氨酸磷酸酶CD45CD45

蛋白酪氨酸激酶

受體關(guān)聯(lián)性(Src家族)Lck,FynLyn,Fyn,Blk,Lck

胞質(zhì)游離性(Syk家族)ZAP-70Syk

銜接蛋白

膜型銜接蛋白LATBLNK

游離銜接蛋白SLP-76,Grb2SLP-65,Grb2

MAP激酶途徑

鳥苷酸置換因子(GEF)Sos,VavSos,Vav,

小G蛋白Ras,RacRac,Ras MAP激酶ErkJnk,p38

第二信號

受體CD28CD40

配體B7CD40L

T、B淋巴細胞激活信號轉(zhuǎn)導中主要成分的比12T、B細胞相互作用與B細胞的激活一、協(xié)助性T細胞的參與二、T、B細胞的相互作用T、B細胞相互作用與B細胞的激活一、協(xié)助性T細胞的參與13B細胞在淋巴結(jié)中的遷移和發(fā)育的三種途徑或時相A.初始B細胞從HEV進入T細胞區(qū)，因不表達CCR7而不能停留，從B細胞區(qū)進入循環(huán)。B.接觸抗原后的B細胞（致敏B細胞）誘導性表達CCR7，能從HEV或初級淋巴濾泡進入T細胞區(qū)，和該處T細胞相互作用后激活，形成原發(fā)灶，并分化出產(chǎn)生IgM的漿細胞。C.激活的B細胞可大量表達CXCR5，在濾泡樹突狀細胞（圖中未畫）分泌的趨化因子BCL作用下遷移至B細胞區(qū)，并在該處形成生發(fā)中心，經(jīng)過親合力成熟及類別轉(zhuǎn)換，最終分化成能夠產(chǎn)生IgG等免疫球蛋白的漿細胞，并進入骨髓和參與循環(huán)。一、協(xié)助性T細胞的參與B細胞在淋巴結(jié)中14TD抗原誘導體液免疫應答中順序發(fā)生的事件T、B細胞穿越HEV；B細胞遷移至至淋巴濾泡獲取抗原；C.留在T細胞區(qū)的T細胞被DC激活；D.T-B細胞發(fā)生相互作用；E.相互作用后的B細胞形成濾泡外原發(fā)灶；F.相互作用后的T細胞分化成Tfh，進入淋巴濾泡，并與該處的濾泡B細胞和濾泡樹突狀細胞相互作用，啟動生發(fā)中心反應。CXCR5+CD4

Th2CCR7+BCXCR5+BCCR7+TCCR7+TDCCXCR5+CD4TfhABCDEFMFDCCCR7+BCXCR5+B次級淋巴濾泡初級淋巴濾泡表達趨化因子CXCL13（CXCR5配體）表達趨化因子CCL19/CCL21(CCR7配體）外周淋巴組織T

細胞區(qū)外周淋巴組織B

細胞區(qū)CXCR5+BBCR-AgCD40LCD40

濾泡外原發(fā)灶B7CD28

生發(fā)中心HEVCkCCR7+TD抗原誘導體液免疫應答中順序發(fā)生的事件CXCR5+CCR15TheorganizationofaIymphoidorganisorchestratedbychemokines.Thecellularorganizationof

Iymphoidorgansisinitiatedbystromal

cellsandvascularbyendothelialcells,whichsecretethechemokineCCL21(first

panel)Dendritic

cellswithareceptorforCCL21(secondlymphoidchemokine,SLC),CCR7,areattractedtothesite

of

thedevelopingIymph

nodebyCCL21

(secondpanel);itisnotknownwhetherattheearlieststagesofIymph

nodedevelopmentimmaturedendritic

cells

enterfromthebloodstreamorviatheIymphatics,astheydolaterinlife.OnceIntheIymph

node,thedendritic

cells

expressthechemokines

CCL18(also

calledDC-CK1)andCCL19,forwhichTcellsexpressreceptors.Together,thechemokines

secretedbystromal

cellsanddendritic

cellsattractTcellstothe

developingIymph

node(thirdpanel).ThesamecombinationofchemokinealsoattractsBcellsintothedevelopingIymph

node(fourthpanel).TheBcellsareabletoeitherinducethedifferentiationofthe

non-leukocyte

FDCs(whichareadistinct

lineagefromthebonemarrowderived

dendritic

cells)ordirecttheirrecruitment

intothelymphnode.Oncepresent，the

FDCssecreteachemokine,CXCL13,whichisachemoattractant

forBcellsTheproductionof

CXCL13drivestheorganizationofBcellsintodiscreteB-cellareas(follicles)aroundtheFDCsandcontributestothefurtherrecruitment

ofBcellsfrom

thecirculationintotheIymph

node(fifthpanel).TheorganizationofaIymphoid16T、B淋巴細胞分別識別載體和半抗原通過相互作用誘導抗體產(chǎn)生二、T、B細胞的相互作用T、B淋巴細胞分別識別載體和半抗原通過相互作用誘導抗體產(chǎn)生二17T-B細胞相互作用與T-B細胞的激活T-B細胞相互作用與T-B細胞的激活18（1）對抗原的識別和結(jié)合顯示特異性。這保證了B細胞激活后最終產(chǎn)生的抗體能與相應的抗原發(fā)生專一性結(jié)合。其它APC攝取外源性抗原并無特異性；（2）可提呈低劑量抗原。B細胞用以激活T細胞的抗原濃度僅為1~100g/L，為巨噬細胞所需濃度的10-4~10-6；（3）在再次免疫時起重要作用，因為活化或記憶B細胞表達高親和力BCR，并兼有MHCII類分子高表達，故有很強的抗原提呈活性。（1）對抗原的識別和結(jié)合顯示特異性。這保證了B細胞激活后最終19B細胞的增殖分化與生發(fā)中心的形成一、濾泡外B細胞灶二、生發(fā)中心中B細胞的增殖和分化B細胞的增殖分化與生發(fā)中心的形成一、濾泡外B細胞灶20B細胞激活與分化課件21

濾泡外和生發(fā)中心B細胞應答特性的比較

濾泡外

濾泡和生發(fā)中心發(fā)生部位

淋巴結(jié)髓素，脾臟T區(qū)-紅髓界面

次級淋巴濾泡CD4信號

需要

需要參與協(xié)助的特化T細胞

濾泡外Th細胞

生發(fā)中心Tfh細胞AID表達和類別轉(zhuǎn)換

有

有體細胞高頻突變和親和力成熟

發(fā)生率低

發(fā)生率高完成終末分化的B細胞

短壽漿細胞（成活約3天）

長壽漿細胞和記憶細胞漿細胞的命運

大部分于產(chǎn)生處因凋亡而消失進入骨髓和局部粘膜相關(guān)淋巴組織B細胞轉(zhuǎn)錄因子

Blimp-1

Bcl-6AID:激活誘導的胞苷脫氨酶；Blimp-1:B淋巴細胞誘導的成熟蛋白；Bcl-6:B細胞淋巴瘤蛋白：Tfh:濾泡協(xié)助性T細胞.一、濾泡外B細胞灶濾泡外和生發(fā)中心22TD抗原誘導體液免疫應答中順序發(fā)生的事件T、B細胞穿越HEV；B細胞遷移至至淋巴濾泡獲取抗原；C.留在T細胞區(qū)的T細胞被DC激活；D.T-B細胞發(fā)生相互作用；E.相互作用后的B細胞形成濾泡外原發(fā)灶；F.相互作用后的T細胞分化成Tfh，進入淋巴濾泡，并與該處的濾泡B細胞和濾泡樹突狀細胞相互作用，啟動生發(fā)中心反應。CXCR5+CD4

Th2CCR7+BCXCR5+BCCR7+TCCR7+TDCCXCR5+CD4TfhABCDEFMFDCCCR7+BCXCR5+B次級淋巴濾泡初級淋巴濾泡表達趨化因子CXCL13（CXCR5配體）表達趨化因子CCL19/CCL21(CCR7配體）外周淋巴組織T

細胞區(qū)外周淋巴組織B

細胞區(qū)CXCR5+BBCR-AgCD40LCD40

濾泡外原發(fā)灶B7CD28

生發(fā)中心HEVCkCCR7+TD抗原誘導體液免疫應答中順序發(fā)生的事件CXCR5+CCR23Bcl-6Bcl-6B

細胞Th

細胞ICOSLICOSSLAMSAPTfh

細胞CD40CD40LICOSIL-21RIL-21生發(fā)中心B細胞B細胞通過T-B相互作用誘導TfhTfh細胞誘導生發(fā)中心B細胞BCRBCRTCRTCRCXCR5濾泡協(xié)助性T細胞（Tfh）的分化及功能T-B相互作用中激活的B細胞表達ICOS配體引起ICOS分子受激，T細胞中信號分子SLAM相關(guān)蛋白（SAP）也同步激活，使Th細胞分化為Tfh。Tfh表達BCL-6轉(zhuǎn)錄因子，分泌IL-21及其它細胞因子，通過生發(fā)中心反應，進一步活化B細胞。二、生發(fā)中心中B細胞的增殖和分化低水平IFN-,IL-4Bcl-6Bcl-6B細胞ThICOSLICOSSL24生發(fā)中心的形成與生發(fā)中心反應在T細胞區(qū)借助T-B相互作用而充分激活的B細胞和Tfh細胞進入淋巴濾泡。其中B細胞借助中央母細胞迅速增殖，并經(jīng)過體細胞高頻突變產(chǎn)生數(shù)量巨大帶有各種BCR結(jié)構(gòu)的B細胞（中央細胞），通過與FDC和Tfh相互作用，發(fā)生親合力成熟和類別轉(zhuǎn)換，一部分高親和力的中央細胞被FDC結(jié)合的Ag-Ab復合物選擇出進一步增殖分化成記憶細胞和漿細胞，產(chǎn)生抗體。大部分低親和力的中央細胞發(fā)生凋亡，并被著色體巨噬細胞吞噬和清除。

B細胞,Tfh細胞

體細胞高頻突變

親和力成熟

類別轉(zhuǎn)換

暗區(qū)

亮區(qū)凋亡FDC中央細胞（高親和力）

中央母細胞

(激活的B細胞)

槳母細胞

漿細胞記憶細胞

著色體巨噬細胞產(chǎn)生漿細胞和記憶細胞

中央細胞（低親和力）TfhAb

生發(fā)中心

淋巴濾泡

亮區(qū)的中央細胞還可以重新表達CXCR4而回到暗區(qū)（基質(zhì)細胞可表達CXCR4的配體CXCL12），實施所謂循環(huán)性返回。

25Germinalcentersaresitesofintensecellproliferationandcelldeath.Thephotomicrograph(leftpanel)showsahigh-powerviewofasectionthroughahumantonsillargerminalcenter.Closelypackedcentroblastsseeninthelowerpartofthisphotomicrographformtheso-calleddarkzoneofthegerminalcenter.Abovethisregionisthelessdenselypackedlightzone.Therightpanelshowsimmunofluorescentstainingofagerminalcenter.Bcellsarefoundinthedarkzone,lightzone,andmantlezone.ProliferatingcellsarestainedgreenforKi67,anantigenexpressedinnucleiofdividingcells,revealingtherapidlyproliferatingcentroblastsinthedarkzone.Thedensenetworkoffolliculardendriticcells,stainedred,mainlyoccupiesthelightzone.Centrocytesinthelightzoneproliferatetoalesserdegreethancentroblasts.SmallrecirculatingBcellsoccupythemantlezoneattheedgeoftheB-cellfollicle.LargemassesofCD4Tcells,stainedblue,canbeseenintheT-cellzones,whichseparatethefollicles.TherearealsosignificantnumbersofTcellsinthelightzoneofthegerminalcenter;CD4staininginthedarkzoneisassociatedmainlywithCD4-positivephagocytes.PhotographscourtesyofI.MacLennan.Germinalcentersaresitesof26Bcl-6TfhICOSCD84(SLAM)SAPBCRPI3KMAFTCRCD40LMHCclassIICD40ICOSLBcl-6IRF8Bcl-2AIDBCL-XLPI3KTC21DOCK8MyD88CXCR5CXCR4CXCR5IgGFcRCR2AgC3ICAM-1LFA-1FcRII-BCD95CD95LIL-17RIL-4RIL-21RIL-21ROX40LPD1TLRFDCB生發(fā)中心germinalcenter生發(fā)中心三類細胞的相互作用IFN-,IL-4Bcl-6TfhICOSCD84(SLAM)SAPBCR27生發(fā)中心反應一、體細胞高頻突變與抗體的親和力成熟二、抗體的類別轉(zhuǎn)換三、漿細胞、記憶性B細胞的分化生發(fā)中心反應一、體細胞高頻突變與抗體的親和力成熟28抗原-抗體結(jié)合的親和力及其測定原理一、體細胞高頻突變與抗體的親和力成熟抗原-抗體結(jié)合的親和力及其測定原理一、體細胞高頻突變與抗體的29

免疫球旦白V基因的體細胞高頻突變初次抗原注射后隨著時間增加以及二次和三次加強免疫，重鏈和輕鏈V區(qū)基因發(fā)生越來越多的突變，突變主要發(fā)生在互補決定區(qū)（CDR）。與此同時，解離常數(shù)（Kd）則從免疫后第7天的3.6～6.010-7變?yōu)槊庖吆蟮?.0310-7（右側(cè)），表明親和力迅速提高。每一條橫線代表一個脾細胞克隆的V區(qū)基因測序結(jié)果。發(fā)生點突變的部位以黑色短線表示。

B細胞發(fā)生高頻突變的特點①通常出現(xiàn)在生發(fā)中心；②主要發(fā)生在重排過的B細胞V區(qū)基因中;③主要是點突變，偶見發(fā)生基因缺失和重復;④突變頻率很高。

30AID通過單鏈DNA的CU置換啟動體細胞高頻突變免疫球蛋白可變區(qū)雙鏈DNA定域轉(zhuǎn)錄*形成局部單鏈DNAB細胞激活的AID作用于單鏈DNA使胞苷被尿苷置換APE1切除脫嘧啶的核糖，在DNA上形成單鏈缺口UNG去除尿苷形成脫嘧啶核糖殘基TAGCU腺苷胸苷胞苷鳥苷尿苷

AID(activation-inducedcytidinedeaminase)

激活誘導的胞苷脫氨酶

UNG(uracil-DNA-glycosylase)

尿嘧啶DNA糖基化酶

APE1(apurinic/apyrimidinicendonuclease1)

脫嘌呤/脫嘧啶內(nèi)切核酸酶*LT(localizedtranscription)

定域轉(zhuǎn)錄TGGAATCTGATGACCTTAGACTACATAIDUNGAPE1TGGAACTGAGACCTAGACACATTTTTTGGAATGAGACCTAGACACATTTTTTGGAATGAGACCTAGACACATTTTTTGGAAUTGAGACCTAGACACATTTTT激活誘導的胞苷脫氨酶與體細胞高頻突變

*通過易錯修復(erron-pronerepaire)程序，堿基替代—引起突變。AID通過單鏈DNA的CU置換啟動體細胞高頻31+++-CXCL12CXCL13CXCL12CXCL13BCR(Ab)

抗原特異性高親和力B細胞克隆CXCR5+中央細胞CXCR4+中央母細胞亮區(qū)暗區(qū)SHMSHMAgBCR親和力生發(fā)中心+--

抗體親和力成熟的循環(huán)再進入假說左上方各種邊側(cè)形狀不同的方塊，代表生發(fā)中心因體細胞高頻突變（SHM）而產(chǎn)生的各種B細胞（中央細胞）BCR的抗原識別結(jié)構(gòu)不同，各自對抗原（綠色方塊）顯示不同的親和力（大小以方塊左側(cè)＋號表示）?？乖x擇親和力較高者（橙色）并使之發(fā)生克隆擴增，擴增細胞從原先表達CXCR5變?yōu)楸磉_CXCR4，被暗區(qū)CXCR12＋微環(huán)境招募而重新進入暗區(qū)成為中央母細胞，并發(fā)生新一輪SHM。返回亮區(qū)的中央細胞出現(xiàn)親和力更高的克隆（紅色）并被原抗原所優(yōu)先選擇。這一過程的反復出現(xiàn)，最后篩選到親和力很高的B細胞克隆，完成親和力成熟?？乖倪x擇抗原對帶有結(jié)構(gòu)各異BCR的B細胞克隆進行選擇是親合力成熟的關(guān)鍵。

+++++_-++CXCL12CXCL13CXCL12CXCL13BCR32B細胞激活與分化課件33凡是親和力不佳的中央細胞都將發(fā)生凋亡而被巨噬細胞吞噬。組織學分析確認，生發(fā)中心充滿死亡的B細胞，以及吞噬了深染的B細胞核碎片的巨噬細胞。被稱為著色體巨噬細胞（tingiblebodymacrophage）。高親和力B細胞得以生存和發(fā)生克隆擴增，涉及到抗原、FDC和Tfh的共同作用。一方面，F(xiàn)DC通過免疫復合物及表達的黏附分子VCAM-1和ICAM-1等，為B細胞提供有力的BCR信號和整合信號，使之免于凋亡；另一方面，高親和力的B細胞克隆通過競爭得以提呈抗原，并獲得Tfh的輔助。其中Tfh與B細胞間CD40L-CD40的配接，對于高親和力B細胞存活也非常重要，因為可以使抗凋亡基因Bcl-XL和Bcl-2的表達增加。抗原每選擇一次，就有大量中、低親和力的B細胞克隆發(fā)生凋亡，因為它們得不到得以生存的各種抗凋亡信號。所以抗原的選擇，除開造就了親和力成熟，也一次次“純化”了B細胞的群體結(jié)構(gòu)，造成所有經(jīng)過淘汰而得以成活的B細胞，其抗原識別結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)高度均一的狀態(tài)。

凡是親和力不佳的中央細胞都將發(fā)生凋亡而被巨噬細胞吞噬。組織學34

抗體類別轉(zhuǎn)換、親和力成熟和抗體產(chǎn)量的提升發(fā)生在二次抗體應答A.

類別轉(zhuǎn)換（IgG的產(chǎn)生）出現(xiàn)在抗原的二次免疫之后，抗體水平的上升主要為IgG而非IgM。B.

親和力成熟也出現(xiàn)于針對IgG的二次應答，并隨免疫次數(shù)的增加而增強。AB類別轉(zhuǎn)換的特點

類別轉(zhuǎn)換主要出現(xiàn)在生發(fā)中心B細胞分裂的二次應答，在親和力成熟后也時有發(fā)生。二、抗體的類別轉(zhuǎn)換抗體類別轉(zhuǎn)換、親和力成熟和抗體產(chǎn)量的提升發(fā)生在二次抗35類別轉(zhuǎn)換的特點類別轉(zhuǎn)換不涉及抗體的抗原結(jié)合特異性，即不改變抗體的獨特型（idiotype）。在分子水平，類別轉(zhuǎn)換僅針對免疫球蛋白重鏈C區(qū)基因的重排，通過C轉(zhuǎn)換為C、C或C而實現(xiàn)類別的改變。類別轉(zhuǎn)換的特點36活化B細胞中IL-4作用下AID引起類別轉(zhuǎn)換的分子機制ccccccccc....DNA-PK修復蛋白VDJCC....S/SSVDJCCC3C1C2bC2aCCSS3S1S2bS2aSS....ccccccccc......mRNAmRNAAPE1,UNG,AIDSCCSC......小鼠免疫球蛋白C區(qū)各基因，其上游一側(cè)為類別轉(zhuǎn)換區(qū)(S)，箭頭為轉(zhuǎn)錄起始點。以IL-4促C向C

基因轉(zhuǎn)換為例，分析S和S區(qū)的變化。AID、UNG和APE1蛋白誘發(fā)兩S區(qū)DNA單鏈出現(xiàn)缺口群，導致DNA雙鏈形成交錯斷裂（staggeredbreak)。DNA-PK和其他修復蛋白啟動雙鏈缺損修復(DSBR)。DSBR修復器使兩個S區(qū)連接，并切除兩者之間的序列，包括C和C區(qū)。完成類別轉(zhuǎn)換。被選擇的C基因已轉(zhuǎn)換至近VDJ區(qū)。DSBR修復器：doublestrandbreakrepair(DSBR)machinery....DSBR修復器C3S3C3C3SSVDJCCS活化B細胞中IL-4作用下AID引起類別轉(zhuǎn)換的分子機制cc37影響類別轉(zhuǎn)換的因素①抗原的性質(zhì)：可溶性蛋白抗原（TD抗原）主要誘導人和小鼠產(chǎn)生IgG1；多糖類抗原易誘導IgM的產(chǎn)生，某些多糖對成年人誘導IgG2，對小鼠誘導IgG3；蠕蟲類抗原易誘導IgE生成，可能與這些抗原易活化NKT細胞分泌IL-4有關(guān)。②免疫途徑與免疫佐劑：抗原免疫途徑不同，產(chǎn)生的抗體類別也不相同。如口服抗原涉及粘膜免疫，產(chǎn)生IgA為主的抗體；而皮內(nèi)、皮下免疫則主要產(chǎn)生IgG。用弗氏佐劑進行免疫產(chǎn)生IgG，而用鋁佐劑，則易誘導IgE產(chǎn)生。③Th細胞：T-B細胞相互作用不僅決定B細胞的激活和對TD抗原的抗體應答，也與抗體的類別轉(zhuǎn)換有關(guān)。影響類別轉(zhuǎn)換的因素①抗原的性質(zhì)：可溶性蛋白抗原（TD抗原）主38細胞因子直接調(diào)控抗體類別轉(zhuǎn)換參閱圖12-14細胞因子直接調(diào)控抗體類別轉(zhuǎn)換參閱圖12-1439三、漿細胞、記憶性B細胞的分化漿細胞的產(chǎn)生與抗體生成Bm的表型和功能與初始B細胞有明顯的區(qū)別。Bm長壽，不分裂或分裂非常慢，高表達IgM但不分泌抗體。Bm不易誘導耐受，遇到很低濃度的抗原即可被迅速激活，發(fā)生再次免疫應答，產(chǎn)生抗體的速度、性質(zhì)、數(shù)量、親和力、維持時間等都與初始B細胞介導的初次應答有很大的不同。三、漿細胞、記憶性B細胞的分化漿細胞的產(chǎn)生與抗體生成Bm的表40

漿細胞能大量分泌抗體，但不再與抗原和協(xié)助性

T

細胞起反應。

B細胞與漿細胞特性的比較

固有的特性可誘導的特性表面IgMHCII類分子Ig分泌生長體細胞突變類別轉(zhuǎn)換

B細胞

+++-+++漿細胞

－++

－

－－

腺粒體糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)漿細胞的超微結(jié)構(gòu)和特性注意漿細胞胞質(zhì)中大量充斥著產(chǎn)生抗體的糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)漿細胞能大量分泌抗41記憶性B細胞和漿細胞的分化及其表面標志的變化分化及其特點記憶性B細胞記憶性B細胞和漿細胞的分化及其表面標志的變化分化及其特點記憶42初始B細胞與記憶B細胞的特性比較

初始B細胞 記憶B細胞表面標志Ig IgM IgM,IgD,IgG,IgA,IgE補體受體 低表達 高表達解剖部位 脾 骨髓，淋巴結(jié)，脾生存期 短壽 長壽再循環(huán) 有 有受體親和力 低 高（親和力成熟）ICAM-1表達 低 高初始B細胞與記憶B細胞的特性比較43

生發(fā)中心FDC藉助FcR及CR3受體捕獲并結(jié)合‘抗原-抗體-補體’復合物

A.生發(fā)中心大量濾泡樹突狀細胞（FDC)（圖中只畫一個）偽足表面表達Fc受體（FCR)及補體受體（CR3)，結(jié)合抗原

-抗體-補體復合物后該偽足部分成為免疫復合物覆蓋小體（iccosome），可為附近的B細胞（中央細胞）提供抗原。B.生發(fā)中心FDCs結(jié)合的抗原-抗體復合物，可在淋巴結(jié)中長期存留，有助于該抗原特異性記憶細胞的存活和維持。長期維持的機制生發(fā)中心FDC藉助FcR及CR3受體捕獲并結(jié)合44T細胞非依賴抗原對B細胞的活化一、TI抗原的分類與主要特性二、B細胞對TI抗原的應答T細胞非依賴抗原對B細胞的活化一、TI抗原的分類與主要特性45TD、TI-1和TI-2抗原主要特性的比較特性TD抗原

TI-1抗原TI-2抗原無T細胞鼠

不應答

應答

不應答對T細胞致敏作用

有

無

無激活多克隆B細胞的能力無

有

無類別轉(zhuǎn)換和親和力成熟有

無

少數(shù)有記憶B細胞

有

無

個別有重復抗原表位

不需要

不需要

需要化學性質(zhì)和類別

蛋白質(zhì)脂多糖

多糖,葡聚糖活化的B細胞克隆

B,寡克隆B1和B,多克隆B1,寡克隆一、TI抗原的分類與主要特性*TI抗原因結(jié)構(gòu)和作用機理不同，分為1型和2型。①TI-1抗原主要是細菌細胞壁成分,作用于成熟與未成熟B細胞。②TI-2抗原主要是多糖類的大分子，具有許多重復表位的分子,僅作用于成熟的B1細胞。TD、TI-1和TI-2抗原主要特性的比較特性46

TI抗原以不同于TD抗原的方式激活B細胞A.TI-1抗原除了發(fā)揮B細胞多克隆激活劑的作用，還可借助TLR協(xié)助B細胞激活。B.多價TI-2抗原可不需第二信號直接激活B細胞產(chǎn)生IgM抗體。部分TI-2抗原可借助DC釋放的細胞因子BAFF，通過其B細胞受體為B細胞激活提供第二信號，使之發(fā)生有限的類別轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生IgG。②B

BAFF（B細胞激活因子）TI-2AgIgG3①②TI-1AgBIgM①②②BTI-2AgIgM①AB二、B細胞對TI抗原的應答

47

謝謝！ 謝謝！48

B細胞激活與分化

ActivationandDifferentiationofBcellB細胞激活與分化

ActivationandDi49B細胞對抗原的識別

T、B細胞相互作用與B細胞的激活

B細胞的增殖分化與生發(fā)中心的形成

生發(fā)中心反應

T細胞非依賴抗原對B細胞的活化B細胞對抗原的識別

T、B細胞相互作用與B細胞的激活

B細胞50B細胞對抗原的識別一、初始B細胞的特性及其激活途徑二、B細胞對抗原的捕獲與識別三、B細胞的抗原識別結(jié)構(gòu)四、B細胞抗原識別信號的轉(zhuǎn)導B細胞對抗原的識別一、初始B細胞的特性及其激活途徑51

OverviewofB-celldevelopment.Duringtheantigen-independentmaturationphase,immuno-competentBcellsexpressingmembraneIgMandIgDaregeneratedinthebonemarrow.Onlyabout10%ofthepotentialBcellsreachmaturityandexitthebonemarrow.NaiveBcellsintheperipherydiewithinafewdaysunlesstheyencountersolubleproteinantigenandactivatedTHcells.Onceactivated,Bcellsproliferatewithinsecondarylymphoidorgans.Thosebearinghigh-affinitymIgdifferentiateintoplasmacellsandmemoryBcells,whichmayexpressdifferentisotypesbecauseofclassswitching.ThenumberscitedrefertoB-celldevelopmentinthemouse,buttheoverallprinciplesapplytohumansaswell.一、初始B細胞的特性及其激活途徑表達高水平的mIgM和低水平的mIgDOverviewofB-celldeve52向濾泡B細胞輸送抗原的一些通道大部分輸送到濾泡B細胞的抗原經(jīng)來自進入淋巴結(jié)邊緣竇的輸入淋巴管。小分子抗原通過導管（condult）直接抵達濾泡。較大抗原被邊緣竇巨噬細胞攝取和提交，也可抵達皮質(zhì)樹突狀細胞，由后者同時提交到濾泡B細胞和T細胞區(qū)的T細胞。輸入淋巴管邊緣竇

導管邊緣竇M初級淋巴濾泡FDC

小梁較大抗原由邊緣竇M

和皮質(zhì)DC攝取和提交。小分子抗原經(jīng)導管輸送至淋巴濾泡。DCM二、B細胞對抗原的捕獲與識別①淋巴濾泡是B細胞居留

和識別抗原的部位。②B細胞對抗原的捕獲。向濾泡B細胞輸送抗原的一些通道輸入淋巴管邊緣竇導管邊53三、B細胞的抗原識別結(jié)構(gòu)BCR-Igα/Igβ復合物其它輔佐分子（CD40,B7-1,B7-2等）B細胞和T細胞抗原識別結(jié)構(gòu)及相關(guān)分子的比較輔助受體三、B細胞的抗原識別結(jié)構(gòu)BCR-Igα/Igβ復合物其它輔佐54四、B細胞抗原識別信號的轉(zhuǎn)導1.B細胞激活信號的跨膜轉(zhuǎn)導2.B細胞激活信號的胞內(nèi)傳遞3.轉(zhuǎn)錄因子與基因表達的啟動四、B細胞抗原識別信號的轉(zhuǎn)導1.B細胞激活信號的跨膜轉(zhuǎn)導55抗BCR抗體的交聯(lián)與B細胞激活信號的產(chǎn)生抗BCR抗體的Fab片段雖與BCR結(jié)合但無交聯(lián)作用不產(chǎn)生激活信號抗F(ab)2的抗抗體與F(ab)2段交聯(lián)使大量BCR聚合產(chǎn)生強激活信號抗BCR抗體的F(ab)2片段能與BCR交聯(lián)產(chǎn)生激活信號BCR-Ig/Ig－FabF(ab)2anti-F(ab)2＋F(ab)2B細胞激活信號的跨膜轉(zhuǎn)導抗BCR抗體的交聯(lián)與B細胞激活信號的產(chǎn)生抗BCR抗體的Fab56B細胞激活與分化課件57B細胞激活與分化課件58由BCR啟動的信號轉(zhuǎn)導途徑及參與的相關(guān)分子BLNK:B細胞連接蛋白，發(fā)揮平臺蛋白（銜接蛋白）功能；GEF:鳥苷酸置換因子；Btk：Bruton酪氨酸激酶，TecPTK家族成員；Syk：SykPTK家族成員；Blk,Fyn,Lyn：SrcPTK家族成員。pY

鈣調(diào)磷酸酶PKCMAP激酶IP3Ca2+NF-BIBp50p65GEF(Vav)Ras-GTPSykBlk,Fyn,LynPI3KPLC-BLNK(SLP-65)BCRCD21CD19AgIg-IgCD45ITAMBtkAP-1(Jun/Fos)NFATNFAT-pPIP2RafRas-GDP

DAGB細胞激活信號的胞內(nèi)傳遞抗原結(jié)合導致的受體交聯(lián)啟動信號傳導

抗原分子本身就可以通過與多個表位與BCR結(jié)合，或是藉助抗原-補體復合結(jié)構(gòu)同時結(jié)合BCR及CD21分子，使B細胞表面多種參與抗原識別和信號轉(zhuǎn)導的跨膜分子發(fā)生多聚作用，導致CD45分子胞內(nèi)段的PTP解除PTKSrc分子C端對PTK分子活性中心的抑制；使得相應的受體相關(guān)性蛋白酪氨酸激酶即Src家族的成員彼此成簇而發(fā)生相互磷酸化，Src-PTK因而激活。信號轉(zhuǎn)導的啟動

Src家族的PTK如Fyn、Blk和Lyn，通過酰基化與膜脂結(jié)合而附著于細胞膜內(nèi)側(cè)，因成簇和Igα/Igβ分子胞內(nèi)段上ITAM中的酪氨酸殘基發(fā)生磷化，磷酸化的ITAM招募各種帶有SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)分子(Syk-PTK)，啟動信號轉(zhuǎn)導。由BCR啟動的信號轉(zhuǎn)導途徑及參與的相關(guān)分子pY59

T、B淋巴細胞激活信號轉(zhuǎn)導中主要成分的比較

類別

主要成分T細胞 B細胞

跨膜分子

抗原受體TCR BCR

帶有ITAM的輔助分子CD3ζ鏈,γε鏈,δε鏈Igα,Igβ

輔助受體 CD4/CD8 CD21,CD19,CD81

蛋白酪氨酸磷酸酶CD45CD45

蛋白酪氨酸激酶

受體關(guān)聯(lián)性(Src家族)Lck,FynLyn,Fyn,Blk,Lck

胞質(zhì)游離性(Syk家族)ZAP-70Syk

銜接蛋白

膜型銜接蛋白LATBLNK

游離銜接蛋白SLP-76,Grb2SLP-65,Grb2

MAP激酶途徑

鳥苷酸置換因子(GEF)Sos,VavSos,Vav,

小G蛋白Ras,RacRac,Ras MAP激酶ErkJnk,p38

第二信號

受體CD28CD40

配體B7CD40L

T、B淋巴細胞激活信號轉(zhuǎn)導中主要成分的比60T、B細胞相互作用與B細胞的激活一、協(xié)助性T細胞的參與二、T、B細胞的相互作用T、B細胞相互作用與B細胞的激活一、協(xié)助性T細胞的參與61B細胞在淋巴結(jié)中的遷移和發(fā)育的三種途徑或時相A.初始B細胞從HEV進入T細胞區(qū)，因不表達CCR7而不能停留，從B細胞區(qū)進入循環(huán)。B.接觸抗原后的B細胞（致敏B細胞）誘導性表達CCR7，能從HEV或初級淋巴濾泡進入T細胞區(qū)，和該處T細胞相互作用后激活，形成原發(fā)灶，并分化出產(chǎn)生IgM的漿細胞。C.激活的B細胞可大量表達CXCR5，在濾泡樹突狀細胞（圖中未畫）分泌的趨化因子BCL作用下遷移至B細胞區(qū)，并在該處形成生發(fā)中心，經(jīng)過親合力成熟及類別轉(zhuǎn)換，最終分化成能夠產(chǎn)生IgG等免疫球蛋白的漿細胞，并進入骨髓和參與循環(huán)。一、協(xié)助性T細胞的參與B細胞在淋巴結(jié)中62TD抗原誘導體液免疫應答中順序發(fā)生的事件T、B細胞穿越HEV；B細胞遷移至至淋巴濾泡獲取抗原；C.留在T細胞區(qū)的T細胞被DC激活；D.T-B細胞發(fā)生相互作用；E.相互作用后的B細胞形成濾泡外原發(fā)灶；F.相互作用后的T細胞分化成Tfh，進入淋巴濾泡，并與該處的濾泡B細胞和濾泡樹突狀細胞相互作用，啟動生發(fā)中心反應。CXCR5+CD4

Th2CCR7+BCXCR5+BCCR7+TCCR7+TDCCXCR5+CD4TfhABCDEFMFDCCCR7+BCXCR5+B次級淋巴濾泡初級淋巴濾泡表達趨化因子CXCL13（CXCR5配體）表達趨化因子CCL19/CCL21(CCR7配體）外周淋巴組織T

細胞區(qū)外周淋巴組織B

細胞區(qū)CXCR5+BBCR-AgCD40LCD40

濾泡外原發(fā)灶B7CD28

生發(fā)中心HEVCkCCR7+TD抗原誘導體液免疫應答中順序發(fā)生的事件CXCR5+CCR63TheorganizationofaIymphoidorganisorchestratedbychemokines.Thecellularorganizationof

Iymphoidorgansisinitiatedbystromal

cellsandvascularbyendothelialcells,whichsecretethechemokineCCL21(first

panel)Dendritic

cellswithareceptorforCCL21(secondlymphoidchemokine,SLC),CCR7,areattractedtothesite

of

thedevelopingIymph

nodebyCCL21

(secondpanel);itisnotknownwhetherattheearlieststagesofIymph

nodedevelopmentimmaturedendritic

cells

enterfromthebloodstreamorviatheIymphatics,astheydolaterinlife.OnceIntheIymph

node,thedendritic

cells

expressthechemokines

CCL18(also

calledDC-CK1)andCCL19,forwhichTcellsexpressreceptors.Together,thechemokines

secretedbystromal

cellsanddendritic

cellsattractTcellstothe

developingIymph

node(thirdpanel).ThesamecombinationofchemokinealsoattractsBcellsintothedevelopingIymph

node(fourthpanel).TheBcellsareabletoeitherinducethedifferentiationofthe

non-leukocyte

FDCs(whichareadistinct

lineagefromthebonemarrowderived

dendritic

cells)ordirecttheirrecruitment

intothelymphnode.Oncepresent，the

FDCssecreteachemokine,CXCL13,whichisachemoattractant

forBcellsTheproductionof

CXCL13drivestheorganizationofBcellsintodiscreteB-cellareas(follicles)aroundtheFDCsandcontributestothefurtherrecruitment

ofBcellsfrom

thecirculationintotheIymph

node(fifthpanel).TheorganizationofaIymphoid64T、B淋巴細胞分別識別載體和半抗原通過相互作用誘導抗體產(chǎn)生二、T、B細胞的相互作用T、B淋巴細胞分別識別載體和半抗原通過相互作用誘導抗體產(chǎn)生二65T-B細胞相互作用與T-B細胞的激活T-B細胞相互作用與T-B細胞的激活66（1）對抗原的識別和結(jié)合顯示特異性。這保證了B細胞激活后最終產(chǎn)生的抗體能與相應的抗原發(fā)生專一性結(jié)合。其它APC攝取外源性抗原并無特異性；（2）可提呈低劑量抗原。B細胞用以激活T細胞的抗原濃度僅為1~100g/L，為巨噬細胞所需濃度的10-4~10-6；（3）在再次免疫時起重要作用，因為活化或記憶B細胞表達高親和力BCR，并兼有MHCII類分子高表達，故有很強的抗原提呈活性。（1）對抗原的識別和結(jié)合顯示特異性。這保證了B細胞激活后最終67B細胞的增殖分化與生發(fā)中心的形成一、濾泡外B細胞灶二、生發(fā)中心中B細胞的增殖和分化B細胞的增殖分化與生發(fā)中心的形成一、濾泡外B細胞灶68B細胞激活與分化課件69

濾泡外和生發(fā)中心B細胞應答特性的比較

濾泡外

濾泡和生發(fā)中心發(fā)生部位

淋巴結(jié)髓素，脾臟T區(qū)-紅髓界面

次級淋巴濾泡CD4信號

需要

需要參與協(xié)助的特化T細胞

濾泡外Th細胞

生發(fā)中心Tfh細胞AID表達和類別轉(zhuǎn)換

有

有體細胞高頻突變和親和力成熟

發(fā)生率低

發(fā)生率高完成終末分化的B細胞

短壽漿細胞（成活約3天）

長壽漿細胞和記憶細胞漿細胞的命運

大部分于產(chǎn)生處因凋亡而消失進入骨髓和局部粘膜相關(guān)淋巴組織B細胞轉(zhuǎn)錄因子

Blimp-1

Bcl-6AID:激活誘導的胞苷脫氨酶；Blimp-1:B淋巴細胞誘導的成熟蛋白；Bcl-6:B細胞淋巴瘤蛋白：Tfh:濾泡協(xié)助性T細胞.一、濾泡外B細胞灶濾泡外和生發(fā)中心70TD抗原誘導體液免疫應答