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1、第十二章 造血干细胞及免疫细胞的生成,掌握 TCR、BCR的基因结构和重排。 T细胞在胸腺内的发育过程（TCR重排阳性选择、阴性选择）和机制。 熟悉 多样性产生机制。 了解 造血干细胞的表面标记和分化。 B细胞发育。,第一节 造血干细胞的特征和分化,一、干细胞基本概念 干细胞（stem cells）：一群未分化细胞，具有自我更新能力和多向分化潜能。 标准：自我更新 多向分化 重建组织,根据来源和分化潜能 胚胎干细胞（Embryonic stem cells, ESCs） 成体干细胞（Adult stem cells）,二、造血干细胞的起源和表面标记,1、起源 造血干细胞（hematopoiet
2、ic stem cell, HSC）： 造血系统中的未分化细胞，能够自我更新并分化生成各种血细胞。 卵黄囊（2周）胚肝（4周）骨髓（5个月）,2、表面标记:CD34和CD117，不表达谱系特异性标记。 CD34 高度糖基化的一种跨膜蛋白，重要标记 CD117 (Kit) 干细胞因子 (stem cell factor, SCF)的受体 Lin-细胞（谱系阴性细胞） 除去了各个谱系发育不同阶段的细胞后的骨髓/胎肝单个核细胞,主要为早期造血干细胞。,三、造血干细胞的分化,1. 多能造血干细胞(pluripotent HSC)的分化,造血微环境：骨髓或胸腺基质细胞对干细胞生长和分化起关键作用。 机制
3、：1、分泌的细胞因子或其他介质 2、细胞表面黏附分子或胞外基质,（二）定向造血干细胞的分化 多能造血干细胞最初分化为定向干细胞，包括：,髓样干细胞（myeloid stem cell, MSC） 淋巴样干细胞（lymphoid stem cell, LSC）,EPO、SCF,TPO、IL-6，IL-11,GM-CSF、SCF，IL-3,GM-CSF、IL-5 、IL-3,IL-5、TGF-,IL-4、 IL-3,淋巴样干细胞及其分化,Lymphoid stem cell,Pro-T cell,Pro-B cell,Pro-NK cell,1. T细胞发育,发育过程：三个阶段 三个重要事件 双阴
4、性细胞（DN,CD4-CD8-） TCR基因重排（获得功能性与多样性的TCR ） 双阳性细胞（DP，TCR+CD4+CD8+） 阳性选择（获得MHC限制性） 阴性选择（获得自身耐受） 成熟的单阳性细胞(CD4T和CD8T细胞）,来源于骨髓在胸腺（thymus）内发育成熟移行至外周淋巴组织执行特异性细胞免疫应答，参与对TD抗原的体液免疫应答。,1. T细胞发育,发育过程：三个阶段 三个重要事件 双阴性细胞（DN,CD4-CD8-） TCR基因重排（获得功能性与多样性的TCR ） 双阳性细胞（DP，TCR+CD4+CD8+） 阳性选择（获得MHC限制性） 阴性选择（获得自身耐受） 成熟的单阳性细胞
5、(CD4T和CD8T细胞）,来源于骨髓在胸腺（thymus）内发育成熟移行至外周淋巴组织执行特异性细胞免疫应答，参与对TD抗原的体液免疫应答。,三个重要事件及其意义 功能性TCR形成（基因重排） 在双阴性晚期链完成重排并开始表达，与替代链(pre T cell )形成替代TCR (pT:)； 在双阳性期链完成重排并开始表达，与链形成TCR 意义：获得功能性与多样性的TCR,一、TCR-CD3复合物,1、TCR（T细胞抗原受体，T cell antigen receptor）的结构和功能,所有T细胞表面的特征性标志，以非共价键与CD3分子结合，形成TCR-CD3复合物 作用：识别由MHC分子呈递
6、的抗原（抗原肽MHC分子复合物）,TCR的结构特征：,四种肽链（、）形成两种二聚体（ TCR、TCR）； T细胞、 T细胞 胞外区均各含一个V区（TCR识别抗原肽MHC复合物的功能区）和一个C区； 跨膜区具有带正电荷的氨基酸残基（赖、精），通过盐桥与CD3分子跨膜区连接； 胞内区很短，不具信号转导功能。,功能：识别MHC分子呈递的抗原,1. T细胞发育,发育过程：三个阶段 三个重要事件 双阴性细胞（DN,CD4-CD8-） TCR基因重排（获得功能性与多样性的TCR ） 双阳性细胞（DP，TCR+CD4+CD8+） 阳性选择（获得MHC限制性） 阴性选择（获得自身耐受） 成熟的单阳性细胞(CD
7、4T和CD8T细胞）,来源于骨髓在胸腺（thymus）内发育成熟移行至外周淋巴组织执行特异性细胞免疫应答，参与对TD抗原的体液免疫应答。,阳性选择 在胸腺皮质中， DP细胞TCR与胸腺皮质上皮细胞表面的MHCI/II类分子以适当亲和力结合，分化为CD8/CD4的SP细胞；不能结合或高亲和力结合的DP细胞发生凋亡。 意义：获得MHC的限制性 阴性选择 在胸腺皮髓质交界处或髓质区，能与DC或M提呈的自身肽/MHC复合物高亲和力结合的SP细胞，发生凋亡；而不能识别抗原的SP细胞则发育成熟。 意义：获得对自身抗原的耐受性,2. B细胞发育 P76-P77,（3）NK细胞,在骨髓中发育分化 成熟NK表面
8、标志：TCR- mIg- CD56+ CD16+,适应性免疫应答具有特异性。其分子基础是TCR或BCR。 生物在进化中已获取能针对周围环境中几乎所有抗原发生免疫应答的能力。自然界中抗原表位数量巨大，特异性各异。因此TCR或BCR具有多样性。,第二节 淋巴细胞抗原识别受体的编码基因及多样性的产生,BCR mIg结构特征和功能,结构特征： 胞外区结构同可溶性抗体相似 胞内区很短，不具信号传导功能 功能： 识别抗原（无MHC限制性）,一、BCR和TCR基因结构及其重排,重链：VH-DH-JH-CH 40 25 6 轻链： VL-JL-CL 40 5 30 4,1. 基因结构,BCR/Ig：,TCR：
9、 链和链与BCR重链相似 链和链与BCR轻链相似,P104图,Ig的轻链分为和链，据此可将Ig分为两型。一个天然Ig分子两条轻链的型别总是相同的。但同一个体内可存在不同型的抗体分子。,Ig轻链和重链及其C区和V区分别由定位于不同染色体的多个不连续基因片段所编码。 每一个IgH链（或L链）基因分别由V，D，J，C（或V，J，C）基因片段群中各选择一个基因片段组合而成。由于基因片段数量众多，选择的随机性和排列组合的多样性，形成Ig/BCR的多样性。,TCR的结构特征：,四种肽链（、）形成两种二聚体（ TCR、TCR）； T细胞、 T细胞 胞外区均各含一个V区（TCR识别抗原肽MHC复合物的功能区）
10、和一个C区； 跨膜区具有带正电荷的氨基酸残基（赖、精），通过盐桥与CD3分子跨膜区连接； 胞内区很短，不具信号转导功能。,一、BCR和TCR基因结构及其重排,链：V-D-J-C 52 2 13 链：V-J-C 70 61,1. 基因结构,TCR：,TCR： 链和链与BCR重链相似 链和链与BCR轻链相似,TCR胚系基因分别由定位于不同染色体的多个不连续基因片段组成。 每一个TCR分别由V，D，J，C（或V，J，C）基因片段群中各选择一个基因片段组合而成。由于基因片段数量众多，选择的随机性和排列组合的多样性，形成TCR的多样性。,2. 基因重排（rearrangement）,V/D/J/C基因群
11、中各选择一个片段，组成单个Ig或TCR的编码基因，再转录翻译成功能性Ig或TCR 。 BCR基因重排：胚系B细胞 VH基因(D-J V-DJ)重排 轻链基因(V/J)重排 转录为初始RNA RNA剪接 VDJ或VJ基因与C基因连接，形成mRNA 翻译为重链和轻链 以二硫键组合成Ig,P106图,基因重排,二、抗原识别受体多样性产生机制,1、基因片段组合造成的多样性(combinational diversity) 2、重排连接过程中造成的多样性(junctional diversity) V、（D）、J重排时不同的连接点。也可在同一连接点上发生核苷酸缺失、插入等。 3、体细胞高频突变(hype
12、rmutation)造成的多样性 体细胞高频突变：在B细胞发育后期和经抗原刺激后，成熟B细胞已重排基因的若干核苷酸发生替换突变。多发生在CDR区，有助于抗原刺激后产生高亲活力抗体。,三、淋巴细胞的克隆选择,Burnet于1950s提出克隆选择(clonal selecton)理论,众多淋巴细胞都来自同一个淋巴祖细胞 发育早期未成熟淋巴细胞结合自身抗原即被清除 成熟淋巴细胞结合外来抗原即发生活化、增殖 同一克隆的淋巴细胞有相同的抗原特异性,T细胞在胸腺的发育过程及意义 抗原识别受体多样性产生机制 TCR、BCR的基因结构和重排。,思考题,抗原识别受体多样性产生机制 T细胞阳性选择、阴性选择过程,
