第九章 淋巴细胞的分化成熟和受体

㈠ B细胞在骨髓中分化成熟
B细胞在骨髓内分化各阶段的变化主要为免疫球蛋 白基因的重组和膜表面标志的表达。在其成熟的过程之 中，B细胞经历了几个阶段，每个阶段都有一种特异性 Ig基因的表达和其它细胞表面蛋白的表达，可作为该阶 段成熟的显性标记。 其在骨髓中的发育过程如下:
原B细胞（pro-B ）前B细胞(pre-B) 不成熟B细 胞（immature B) 成熟B细胞(mature)
原B细胞：定向分化为B细胞系的最早的骨髓细胞，不产生Ig，可通 过B细胞系限制性表面分子的表达与其它不成熟细胞区分开,如 CD19和CD10。
前B细胞：只存在于造血组织中，合成一种可检测的Ig基因产物即 胞浆μ重链，与被称为替代轻链（结构上与κ或λ同源）的蛋白结 合成复合物，其称为前Ｂ细胞受体，在细胞表面低水平表达，其 与Igα和Igβ蛋白结合在一起，转导受体所产生的信号，为Ｂ细 胞发育成熟所必需。
未成熟Ｂ细胞：前Ｂ细胞继续发育产生κ或λ链，轻链和μ重链组成 复合物，重组的ＩｇＭ分子在细胞内表达，并与Ｉｇα和Ｉｇβ 结合在一起形成了抗原特异性受体，但抗原并不能引起这些细胞 的增殖和分化，不过如与自身抗原相遇将导致细胞死亡或功能上 无反应。
成熟Ｂ细胞：ＩｇＭ表达后，在细胞共表达μ和δ重链，与κ或λ轻 链结合在一起产生了膜ＩｇＭ和ＩｇＤ，膜Ig有共同的V区，也 有共同的抗原特性，IgM和IgD的共表达伴随着功能性能力的获 得。因此，此时的Ｂ细胞称为成熟B细胞，其对抗原有应答，但 如果几天内或几周内没有接触抗原，它们将会死亡。成熟的B细 胞离开骨髓，进入外周循环，到外周的淋巴器官。
胚胎期 有限 体腔（腹腔、胸腔） 自我再生 IgMIgG
+
无
出生后 广泛 外周淋巴器官 骨髓新生 IgGIgM
+
有
第二节 T淋巴细胞的分化成熟
T细胞是由一群功能不同的异质性淋巴细胞组成， 由于它在胸腺内分化成熟故称为T细胞。成熟T细胞由 胸腺迁出，移居至周围免疫器官中，如淋巴结的副皮质 区。不同功能成熟的T淋巴细胞均属于小淋巴细胞，在 形态上不能区分，但可通过细胞膜上表面分子不同而加 以区别。
♦ＴＣＲαβ基因重组
ＴＣＲ基因片段以固定的次序发生重组，从而 形成具有功能的ＴＣＲα和β基因，使得Ｖ、Ｄ、Ｊ 和Ｃ片段互相靠近。
TCR的V、D和J基因的重组是由重组酶参与的。 TCRβ链先发生重组，先是D基因与J基因片段重组， 然后V基因片段重组到DJ形成VDJ基因，接着α链 开始基因重组，α链的第一次基因重组清除了染色 体上所有δ链的DJ和C基因片段（δ链基因位于Vα 和Jα之间），灭活了δ链基因，大量存在的Vα和Jα 基因片段使α链位点的重组可进行几个循环，因此 不同的重组经常发生。
第九章 淋巴细胞的分化成熟 和受体的基因表达
T、B淋巴细胞是体内惟一能表达不同抗原受体的细胞，并 可通过抗原受体识别各种外源性物质。这种多样性是在祖淋巴细 胞到成熟B和T淋巴细胞发育过程中产生的，前淋巴细胞不表达 抗原受体，不能识别抗原和对抗原产生反应。来源于骨髓的祖淋 巴细胞转变成成熟淋巴细胞的过程被称作淋巴细胞的成熟。在淋 巴细胞成熟过程中，抗原受体的基因表达使得发育细胞的表型发 生改变，产生1个多样性的细胞库，通过选择，确保进入外周组 织的大多数淋巴细胞是有功能并对外源性抗原起反应，但对大多 数自身抗原无反应性。
那么其机理是什么呢？
亲和成熟是由个体内抗原刺激B细胞中编码IgV 区的DNA突变引起的，后面的选择过程确保存活 细胞以高亲和力识别抗原。
小结
综上所述，B细胞的成熟过程可分为4个阶段： ▪ 第一阶段原B细胞与骨髓基质细胞相互作用，在
骨髓中重组Ig基因； ▪ 第二阶段是表达抗原受体的未成熟B细胞与抗原
三、B细胞的亚群
根据发育早晚、存在部位、表面标志和功能的不同，可以把
B 细 胞 分 为 B1 和 B2 两 个 亚 群 。 B1 细 胞 组 成 性 表 达 CD5, 故 又 称 CD5+B细胞,而B2细胞不表达CD5，故又称CD5－B细胞。
特性
B1细胞
B2细胞Biblioteka 首次产生时间 V区库 主要分布 更新方式 分泌Ig同种型 对糖类抗原应答 对蛋白质抗原应答 T细胞辅助 记忆性分化发育
♦ＴＣＲγδ基因结构
人 γ链：位于第７号染 色体的短臂
δ链：位于α基因位 点的Ｖα基因和Ｊα基因 群之间。 鼠 γ链：位于第１３号 染色体的短臂
δ链：同人类
机制：其基因重组方 式与Ｉｇ和ＴＣＲα、 β相似
♦ＴＣＲ基因多样性形式的机制
TCR基因多样性的形成与表达机制与Ig基因基本相似，也 主要由重组和连接造成的。
每个基因位点各有不同的等位基因，在T细胞发育分化早期与Ig基因一样 经历基因重组、转录和翻译。TCR的特异性是由α链的V-J和β链的V-D-J基因 片段决定的。因此，二条链基因重组后可形成千万种不同特异性的TCR分子， 故可识别环境中多种多样的抗原。
在通常情况下，异种蛋白抗原分子必须与细胞表面的自身MHC分子结合后 才能被TCR所识别，因此TCR只能识别细胞膜上的MHC分子与抗原分子，这是与 B细胞识别抗原的主要不同特性。
但其多样性与Ig基因不同，TCR分子无同型转换，TCR基 因也无体细胞突变。
二 者 之 间 不 同 还 表 现 在 ， 虽 然 TCRV 区 基 因 的 数 量 远 较 IgV基因的少，但TCR分子多样性潜能，推测起来却大于Ig 分子，这是因为TCR基因形成功能性重组，就不会进一步导 致蛋白受体功能和亲和性改变，另外，N区的插入多于BCR， 在BCR中只有重链有N－核苷酸的插入，而TCR的αβ 链基 因中都有N区的插入，也就是在α链的V-J片段和β链的V-D、 D-J之间都有N区的插入。
抗原受体基因的表达是所有过程中最重要的环节，在此过程中 B细胞获得了表达免疫球蛋白基因（Immunoglobuin，Ig）的 能力，T细胞获得了表达T细胞受体基因（T cell receptor， TCR）的能力。
第一节 B淋巴细胞的分化成熟
膜表面免疫球蛋白（mIg）作为B细胞的特征性表面标志， 是B细胞的特异性抗原受体，可识别不同的抗原分子，使B细胞 激活，分化为浆细胞，并产生不同的特异性抗体，发挥体液免 疫功能。
一、B细胞的分化成熟
B 淋巴细胞的成熟过程包括不成熟细胞的增殖和成熟细胞库 的选择。原B细胞发育成表达膜结合蛋白IgM和IgD的细胞，然 后离开骨髓，循环到外周淋巴器官，在那儿它们通过膜Ig分子 识别抗原，并对外源性抗原做出应答。即B细胞分化可分为2个 阶段： a 抗原非依赖期(不成熟细胞的增殖）:发生在成年动物的骨髓 中，导致B细胞成熟并对抗原具有应答能力。 b 抗原依赖期（成熟细胞库的选择）:发生在外周免疫器官，出 现在细胞对抗原产生应答后。
3、受体编辑
除了阴性选择之外，识别自身抗原的未成熟B细胞被诱 导改变其特异性，这个过程称为受体编辑。在该过程中， 重组活化基因 （recombination activation gene,RAG)
再次活化，发生额外的轻链V-J重组，产生一个新的Ig轻链， 使细胞表达无自身反应性的不同Ig受体。
目前，受体编辑已在正常鼠及识别自身抗原的BCR转基因 鼠中得到证实，其可能是维持自身耐受的重要机制。
在T细胞发育的不同阶段以及成熟T细胞的静止期和活 化期，其细胞膜分子的种类和数量均不同。这些分子为 抗原性不同的糖蛋白，它们不仅与T细胞对抗原的识别、 活化、信息的传递、细胞的增殖和分化以及T细胞的功 能表达相关，而且与T细胞在外周免疫器官中的定位有 关。
一、T细胞的分化成熟和胸腺选择
研究发现，T细胞成熟经历了体细胞基 因重组，TCR基因的表达，细胞增殖，抗 原诱导的选择及成熟表型和功能特性的获 得等过程。
㈠T细胞分化成熟
1、T细胞的不同分化形式
胸腺是T细胞成熟的主要场所，研究表明，T细胞的成熟 经历了TCR表达和CD4、CD8受体的表达等过程。
存在于胸腺膜下外皮质区的大多数未成熟T细胞不表达TCR 或CD4、CD8受体，当未成熟T细胞经过皮质区时逐渐成熟， 在皮质区开始表达TCR，成熟为CD4＋ MHCⅡ 限制性或 CD8＋ MHCⅠ 限制性T细胞，到成熟的最后阶段，T细胞从 皮质转到髓质，随后经淋巴管或静脉离开胸腺。
成熟B细胞库是未成熟B细胞池内的细胞在离开骨 髓之前经过选择而来。
1、阳性选择
1）在B细胞发育的抗原非依赖期，可发生阳性选择， 这种选择的信号是由B细胞表面表达的μ链传导。
2）在抗原依赖阶段，同样发生阳性选择，成熟B细胞 在外周淋巴器官接受外来抗原刺激时，发生广泛的 IgV区体细胞超突变，部分细胞经突变后能更有效地 与抗原结合而免于死亡，发育成浆细胞，另有少数细 胞分化为记忆细胞。
为此，根据T细胞的不同发育阶段，将T细胞分为三种 细胞发育形式：
相互作用，未成熟B细胞受到抗原强烈刺激后死 亡或失活，从细胞库中去除自身反应性B细胞； ▪ 第三阶段存活的未成熟B细胞成熟，同时表达 IgD、IgM，并迁移至外周，它们可以被次级淋 巴器官中的特异性外来抗原激活； ▪ 第四阶段，活化的B细胞发生增殖、分化成浆细 胞、记忆细胞。
㈢ 细胞成熟过程中的阴性和阳性选择
此时，一些活化的B细胞进行重链类型的转变， 开始表达其它类型的Ig，如γ、α、ε。
同时，一些活化的B细胞不分泌抗体，而是成为 持续存在的表达膜Ig的记忆细胞。记忆细胞可存 活几周或几个月，在血、淋巴和淋巴器官内循环， 但受到抗原刺激时，可引起次级抗体应答。
值得注意的是，在整个过程中，每一个B细胞 克隆表达相同的V区，保持相同的抗原特异性。 然而，对抗原的应答过程中，抗体的V区可发生 微小的变化，抗原刺激后，抗原特异性B细胞上 的膜Ig和分泌Ig平均亲和力均增加。因此，再次 应答大大高于初次应答，这个过程称为亲和成熟， 是蛋白质抗原体液免疫应答的典型特征。
该过程很多方面与B细胞相似，但由于T 淋巴细胞特异性识别自身MHC相关的肽抗 原，并且需要特殊的微环境，T细胞的成熟 又有一些独特的特征。