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1、1 免疫球蛋白Immunoglobulin, Ig2知识层面：知识层面： 掌握：掌握： Ig结构：重链和轻链、可变区和恒定区结构：重链和轻链、可变区和恒定区 Ig功能：功能：V区和区和C区区 熟悉：熟悉： Ig的铰链区、水解片段的铰链区、水解片段 了解：了解： Ig的异质性的异质性 技能层面：技能层面： 第一抗体、第二抗体的实验应用第一抗体、第二抗体的实验应用 3 Antibody, Ab/ 球蛋白球蛋白/ 丙球丙球 -B细胞接受抗原刺激后增殖分化为细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白浆细胞所产生的糖蛋白 -主要存在于血清等体液中主要存在于血清等体液中 -通过与相应抗原特异性结合显
2、示免通过与相应抗原特异性结合显示免疫功能疫功能, 介导体液免疫的重要效应分介导体液免疫的重要效应分子。子。Solubleantibodiesarereleasedintothebloodandtissuefluids,aswellasmanysecretionstocontinuetosurveyforinvadingmicroorganisms.-FromWikipedia,thefreeencyclopedia4-恶性肿瘤恶性肿瘤, 浆细胞浆细胞异常增生异常增生-骨髓浆细胞瘤和一株完整性骨髓浆细胞瘤和一株完整性Ig (IgG / A / D / E)或或Bence Jones蛋白蛋白质质(
3、游离的单克隆性游离的单克隆性或或轻链轻链)过度增生过度增生-正常正常Ig生成受抑制生成受抑制-常伴多发性溶骨性损害，常伴多发性溶骨性损害，高钙血症高钙血症，贫血贫血，肾损害，对细菌易感，肾损害，对细菌易感-发病率估计为发病率估计为23/10万万-男女比例为男女比例为1.6:1，多数患者年龄，多数患者年龄40岁岁; 黑人患者是白人的黑人患者是白人的2倍倍多发性骨髓瘤（多发性骨髓瘤（multiplemyeloma,MM） Immunoglobulin, Ig 具有抗体活性具有抗体活性或或化学化学结构与抗体相似的球蛋白。构与抗体相似的球蛋白。 5第一节第一节免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 Heav
4、y chain, H chain Light chain, L chain67 Class Subclass Type Subtype8 Variable region, V region Constant region, C region IgG, IgA & IgD: CH3 IgE & IgM: CH49 Domain Immunoglobulin super family, IgSF10SchematicrepresentationofsomeproteinsoftheIgSFAll members of the superfamily are involved in the cell
5、ular ability to recognize other cells or foreign particles. They share a basic structural similarity in the so-called Ig domain (shown shaded in blue), indicating that the genes encoding these proteins evolved from a common ancestral gene involved in cell-to-cell recognition.11Molecule function/cate
6、goryExamplesAg receptors BCR, TCRAg presenting molecules Class I / II MHCCo-receptors CD4 , CD8 , CD19 Ag receptor accessory molecules CD3, CD79a, CD79b Co-stimulatory CD28 , CD80 /CD86 (B7.1 / B7.2) Receptors on NK Killer-cell Ig-like receptors (KIR) Adhesion molecules CD2 , ICAMs, VCAMsCytokine an
7、d growth factor receptors IL-1R type I Ig binding receptorsSome Fc receptors Others CD147, CD7 MembersoftheIgSF 12长铰链区区 IgG3, IgD短短铰链区区IgG1-2, IgG4, IgA无无铰链区区 IgE, IgM铰链区铰链区13木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶作用部位：铰链区近作用部位：铰链区近N端端裂解片段：裂解片段：2Fab, Fc FcFab Fab (fragment antigen binding)-结合抗原，结合抗原， VH 和和 VL决定特异性决定特异性-抗原结合价抗原结
8、合价 : 1-无无凝集凝集 / 沉淀反应沉淀反应Fc段段 ( fragment crystallizable)-可结晶片段可结晶片段-多种生物学功能多种生物学功能14作用部位：铰链区近作用部位：铰链区近C端端 F(ab)2 , pFc 胃蛋白酶胃蛋白酶pFcF(ab)2F(ab)2 -有抗体活性有抗体活性-抗原结合价：抗原结合价：2价价-凝集凝集/沉淀反应阳性沉淀反应阳性-应用于制备生物制品应用于制备生物制品pFc -小碎片小碎片-无生物学活性无生物学活性15Ig的其他成分：的其他成分： J链和分泌片链和分泌片 J链链 (joining chain) -来源于浆细胞来源于浆细胞 -连接连接 I
9、gA 与与IgM 分泌片分泌片 (secretory piece, SP)分泌成分分泌成分 (Secretory component, SC)-来源于粘膜上皮细胞，含糖肽链来源于粘膜上皮细胞，含糖肽链-阻止蛋白酶降解阻止蛋白酶降解-介导转运介导转运16 Heterogeneity of Immunoglobulin 同一种属所有个体同一种属所有个体Ig的种属标志。的种属标志。同一种属不同个体同一种属不同个体的的Ig的个体型标志。的个体型标志。同一种属同一个体不同一种属同一个体不同同Ig的标志。的标志。17第二节第二节 抗体与抗原的相互作用抗体与抗原的相互作用complementarydeter
10、miningregion,CDRhypervariableregion,HVRframeworkregion,FR181920V region识别并特异性结合抗原识别并特异性结合抗原抗原结合价：单体，二聚体，五聚体抗原结合价：单体，二聚体，五聚体21 非共价非共价键结合合 范德范德华力、静力、静电引力、引力、氢键与疏水与疏水键 抗原抗体解离抗原抗体解离 其程度取决于抗体其程度取决于抗体亲和力的大小和力的大小 亲和常数和常数 Affinity AvidityKa: 105 M-1 107-8M-1 108 M-122第三节第三节 抗原抗体结合所致的分子和细胞效应抗原抗体结合所致的分子和细胞效应
11、Ig恒定区结构域决定抗恒定区结构域决定抗体诱导的分子或细胞效应。体诱导的分子或细胞效应。23Isotype Switch24UnderstandingthedevelopmentandfunctionofTfollicularhelpercells.CellMolImmunol.2010May;7(3):190-7.25 只有在结合抗原后，抗体才能引发只有在结合抗原后，抗体才能引发分子和细胞的效应。分子和细胞的效应。26NeutralizationV区区体内体内 - 结合结合pathogen及其产物及其产物 - 阻止入侵、阻止入侵、 清除清除 体外体外 - 特异结合抗原特异结合抗原 如抗原如抗
12、原/抗体检测抗体检测 抗原抗原/抗体功能判定抗体功能判定27激活补体的经典途径激活补体的经典途径溶解抗原靶细胞溶解抗原靶细胞C区：区： 1. 激活补体激活补体 激活补体的经典途径：激活补体的经典途径： IgM, IgG1, IgG3, IgG2 激活补体的旁路途径：激活补体的旁路途径： IgG4, IgA, IgE（聚合物）（聚合物） 不能激活补体的抗体：不能激活补体的抗体：IgD 2829OpsonizationC区区-Fc段：段：1. Opsonization增强吞噬细胞的吞噬作用增强吞噬细胞的吞噬作用 颗粒性颗粒性Ag如细菌如细菌 -抗体抗体IgG1, IgG3 吞噬细胞吞噬细胞 -中性
13、粒细胞，巨噬细胞中性粒细胞，巨噬细胞30 antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC)C区区-Fc段：段： 2.ADCC作用作用细胞：细胞：NK、巨噬细胞、巨噬细胞Ag：细菌、肿瘤细胞：细菌、肿瘤细胞Ag-Ab：特异性结合：特异性结合杀伤作用：非特异性杀伤作用：非特异性31C区区-Fc段段: 3. 介导介导 I型超敏反应型超敏反应免疫：免疫： 双刃剑双刃剑32 唯一性唯一性sIgA： 黏膜黏膜IgG ：通过胎盘：通过胎盘 33 第四节第四节 各类免疫球蛋白的特性各类免疫球蛋白的特性34 可有效抵御病原体经黏膜上皮的感染可有效抵御病原体
14、经黏膜上皮的感染-IgA1, IgA2m(1/2)-单体，聚体单体，聚体-pIgR-占据地盘，中和占据地盘，中和AbsIgA-边防军边防军35-30g/ml, 0.2%-铰链区长，易被水解，半衰期短铰链区长，易被水解，半衰期短-血清型血清型: 功能不清功能不清-膜结合型膜结合型: BCR, 成熟成熟B细胞的标志细胞的标志 mIgM未成熟未成熟B 成熟成熟B初始初始B mIgDIgD-marker36IgE结合在肥大细胞上引发强烈的细胞反应结合在肥大细胞上引发强烈的细胞反应-5*105 mg/ml-亲细胞抗体亲细胞抗体-介导介导型超敏反应型超敏反应-抗寄生虫感染免疫抗寄生虫感染免疫 IgE373
15、8*是再次免疫应答的主要抗体是再次免疫应答的主要抗体-3M，3-5 year-half-lifeperiod：1-3w-唯一通过胎盘的唯一通过胎盘的Ab-FcRn-亲和力高，分布广亲和力高，分布广-活化补体，调理作用活化补体，调理作用IgG-主力部队主力部队39*在早期感染中发挥重要免疫防御作用在早期感染中发挥重要免疫防御作用-膜型膜型(单体单体/BCR), 血清型血清型(五聚体五聚体)-1mg/ml，5-10%-天然的血型抗体：同型输血天然的血型抗体：同型输血-种系进化中最早出现，个体发育中最早合成种系进化中最早出现，个体发育中最早合成-感染后最早合成感染后最早合成-激活补体经典途径激活补体
16、经典途径-仅仅mIgM表达是表达是B细胞不成熟的标志细胞不成熟的标志-参与参与/超敏反应抗体超敏反应抗体 IgM-先头部队先头部队-marker40*多克隆抗体多克隆抗体 (polyclonal antibody, pAb)*单克隆抗体单克隆抗体 (monoclonal antibody, McAb/mAb)*基因工程抗体基因工程抗体 (genetic engineering antibody)第五节第五节 人工制备抗体人工制备抗体 4142pAb:-多个多个B细胞克隆产生的针对多种抗原表位的不同细胞克隆产生的针对多种抗原表位的不同Ab的混合物的混合物 。 -具有多抗原表位特异性具有多抗原表位
17、特异性mAb一个一个B细胞克隆产生的识别一种抗原表位的均一性细胞克隆产生的识别一种抗原表位的均一性(同源同源)抗体。抗体。 -是抗原表位高特异性抗体是抗原表位高特异性抗体基因工程抗体基因工程抗体-赋予抗体更多的应用价值赋予抗体更多的应用价值43Georges KohlerCesar MilsterNobel Prize in 1984mAb技术的发明技术的发明44HAT: 次黄嘌呤次黄嘌呤(H) 氨基喋呤氨基喋呤(A) : 阻断阻断DNA重头合成途径重头合成途径 胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷(T) HGPRT：次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶：次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶TK： 胸腺激酶胸腺激酶哺乳动
18、物细胞哺乳动物细胞DNA合成途径合成途径 -从头合成：磷酸核糖焦磷酸从头合成：磷酸核糖焦磷酸, 尿嘧啶尿嘧啶 -补救合成：补救合成：H+T+HGPRTmAb的制备的制备4546基因工程抗体基因工程抗体 转基因至转基因至剔除自身抗体编码基因后又敲入人剔除自身抗体编码基因后又敲入人Ig基因基因的小的小鼠体内，主动免疫诱生人抗体鼠体内，主动免疫诱生人抗体/ 取其脾取其脾B细胞与人骨髓瘤细胞与人骨髓瘤细胞融合获取杂交瘤细胞融合获取杂交瘤 将部分或全部将部分或全部人源抗体的编码基因人源抗体的编码基因克隆到克隆到真核真核/原核表原核表达系统达系统中，体外表达人中，体外表达人-鼠嵌合或人源化抗体鼠嵌合或人源
19、化抗体47小分子抗体小分子抗体4849 Chimeric antibody Reshaped antibody 双特异性抗体双特异性抗体 小分子抗体小分子抗体 人源化、均一性强、大量生产人源化、均一性强、大量生产 亲和力弱、效价低亲和力弱、效价低50课外扩展课外扩展51免疫荧光实验免疫荧光实验 同一个样本上同时进行两种蛋白检测同一个样本上同时进行两种蛋白检测 不同来源的不同来源的Ab1，针对，针对Ab1的的Ab2，Ab2标记有不同的荧光团标记有不同的荧光团 绿色荧光标记如绿色荧光标记如FITC、Cy2、Dylight 488等等 红色荧光标记如红色荧光标记如Rhodamin、Texas Rad、Dylight 539等等上图：上图： FITC：黄绿色：黄绿色 罗丹明：罗丹明： 橘红色荧光为荧光标记的二抗橘红色荧光为荧光标记的二抗 DAPI染料：蓝光，结合细胞核染料：蓝光，结合细胞核DNAApplications52Ab, IgIg结构结构Ig酶解片段酶解片段不同不同Ig的不同特点的不同特点Ig的生物学的生物学 作用作用pAb, mAb和基因工程抗体和基因工程抗体小小 结结53
