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1、遗传学 第十三章 免疫的遗传分析第1页，共29页，编辑于2022年，星期三 体液免疫（体液免疫（humoral immunityhumoral immunity）：由）：由B B淋巴细胞分淋巴细胞分泌的抗体（免疫球蛋白，泌的抗体（免疫球蛋白，IgIg）介导的免疫反应）介导的免疫反应.由辅助性由辅助性T T淋巴细胞（淋巴细胞（helper T cellhelper T cell，T Th h）协助，）协助，B B淋巴细胞分泌抗体。淋巴细胞分泌抗体。抗体识别并与特定的抗原结合，形成抗原抗体识别并与特定的抗原结合，形成抗原-抗体抗体复合体。复合体。由巨噬细胞（由巨噬细胞（macrophagemacr
2、ophage）或补体）或补体（complementcomplement）除去抗原抗体复合物。）除去抗原抗体复合物。第2页，共29页，编辑于2022年，星期三第3页，共29页，编辑于2022年，星期三 细胞介导的免疫（细胞介导的免疫（cell-mediated immunitycell-mediated immunity）：）：由由细胞毒性细胞毒性T T细胞细胞cytotoxiccytotoxic（killerkiller）T cellsT cells，TcTc完完成。成。被感染的靶细胞将抗原降解成片段。被感染的靶细胞将抗原降解成片段。MHCMHC蛋白将外来抗原片段呈递到靶细胞表面。蛋白将外来抗
3、原片段呈递到靶细胞表面。TcTc细胞用细胞用T T细胞受体识别并去除被呈递的抗原片段细胞受体识别并去除被呈递的抗原片段。第4页，共29页，编辑于2022年，星期三第5页，共29页，编辑于2022年，星期三 B B淋巴细胞的发育与记忆淋巴细胞的发育与记忆通过通过IgIg基因重排，骨髓中的基因重排，骨髓中的pre-Bpre-B细胞转变成细胞转变成B-B-细细胞。胞。外来抗原的初始刺激，激发外来抗原的初始刺激，激发B-B-细胞的初始应答细胞的初始应答（primary responseprimary response）和）和B B细胞记忆（细胞记忆（B cell B cell memorymemory
4、）。）。外来抗原的再次刺激，激发记忆细胞的次级应答外来抗原的再次刺激，激发记忆细胞的次级应答（secondary responsesecondary response）。）。第6页，共29页，编辑于2022年，星期三第7页，共29页，编辑于2022年，星期三二、抗原的遗传二、抗原的遗传（一）抗原（一）抗原（二）组织相容性抗原系统（二）组织相容性抗原系统1、主要组织相容性复合体、主要组织相容性复合体2、HLA 人类的人类的HLA位于位于6号染色体短臂，长度约为号染色体短臂，长度约为4000kb.可分为三类。可分为三类。a,HLA-b,HLA-c,HLA-第8页，共29页，编辑于2022年，星期三
5、第9页，共29页，编辑于2022年，星期三第10页，共29页，编辑于2022年，星期三HLA的遗传方式：的遗传方式：单倍型遗传单倍型遗传;高度多态性高度多态性第11页，共29页，编辑于2022年，星期三三、抗体的遗传三、抗体的遗传（一）抗体的结构及类型（一）抗体的结构及类型 IgIg是由两条相同的轻链（是由两条相同的轻链（light chainslight chains，L L）和两条相同的重链）和两条相同的重链（heavy chainsheavy chains，H H）组成的四聚体。哺乳类一般能产生）组成的四聚体。哺乳类一般能产生10106 6-10-108 8种种不同的抗体，因此分别需要不
6、同的抗体，因此分别需要10103 3-10-104 4种不同的轻链和重链。种不同的轻链和重链。轻链和重链都由两个重要区域组成，即轻链和重链都由两个重要区域组成，即N-N-端的可变区端的可变区（variable regionvariable region，V V）和）和C-C-端稳定区（端稳定区（constant regionconstant region，C C），），分别由分别由V V基因和基因和C C基因编码。基因编码。V VL L和和V VH H结合成结合成V-domainV-domain，识别抗原，为抗原，识别抗原，为抗原-抗体结合区。抗体结合区。铰链（铰链（hingehinge）区，
7、具有可折性，便于抗原）区，具有可折性，便于抗原-抗体结合时调抗体结合时调节位置。节位置。第12页，共29页，编辑于2022年，星期三第13页，共29页，编辑于2022年，星期三u类型类型l以重链抗原性分类以重链抗原性分类 IgG,IgA,IgM,IgD,IgE 五类。五类。l以轻链抗原性分型以轻链抗原性分型 ，两型。两型。第14页，共29页，编辑于2022年，星期三（二）基因组成（二）基因组成 在所有被研究种属中，在所有被研究种属中，胚胎期胚胎期免疫球蛋白基因结构免疫球蛋白基因结构基本相似。基本相似。1 1、轻链、轻链 有有和和两种，人类中分别位于两种，人类中分别位于2 2号和号和2222号染
8、号染 色体上。色体上。第15页，共29页，编辑于2022年，星期三 每个轻链每个轻链IgIg基因家族中，许多基因家族中，许多V V基因片段与少得多的基因片段与少得多的C C基因片段相连。基因片段相连。第16页，共29页，编辑于2022年，星期三2 2、重链、重链 H H链基因族在人类中位于链基因族在人类中位于1414号染色体上。号染色体上。每个重链每个重链IgIg基因家族包括大量基因家族包括大量V VH H基因片段基因片段,少量少量D D（diversitydiversity）片段和）片段和J J（joiningjoining）片段及）片段及C C基因基因.第17页，共29页，编辑于2022年
9、，星期三 人类人类IgIg的的V V区种系信息多样性：轻链基因座约有区种系信息多样性：轻链基因座约有300V300VA A基因片段基因片段,6,6个以上个以上J-CJ-C基因片段，因此具有产基因片段，因此具有产生生18001800种轻链的潜力；重链基因座有约种轻链的潜力；重链基因座有约300V300VH H基因基因片段，片段，2020个个D D片段和片段和4 4个个J J片段片段,则可能产生则可能产生2400024000种重链。种重链。第18页，共29页，编辑于2022年，星期三（三）免疫球蛋白基因的表达（三）免疫球蛋白基因的表达1 1、活性轻链的形成、活性轻链的形成 前前B B细胞中细胞中,
10、V-J,V-J连接成连接成V VL L ；然后；然后 V VL L 与与C C基因片段连接成活性轻链基因群；基因片段连接成活性轻链基因群；转录出轻链前体转录出轻链前体mRNA;mRNA;剪接成轻链剪接成轻链mRNAmRNA。2 2、重链基因的重排、重链基因的重排第19页，共29页，编辑于2022年，星期三第20页，共29页，编辑于2022年，星期三第21页，共29页，编辑于2022年，星期三第22页，共29页，编辑于2022年，星期三3 3、免疫球蛋白基因重排的机制、免疫球蛋白基因重排的机制 所有片段的边界的一致序列由七聚体和九聚体组成，所有片段的边界的一致序列由七聚体和九聚体组成，并由并由1
11、2bp12bp或或23bp23bp的间隔序列将其分开，参与剪接反应。的间隔序列将其分开，参与剪接反应。剪接反应的规则是具有一种间隔序列的一致序列剪接反应的规则是具有一种间隔序列的一致序列只能与具另一类型的间隔序列的一致序列连接。只能与具另一类型的间隔序列的一致序列连接。第23页，共29页，编辑于2022年，星期三第24页，共29页，编辑于2022年，星期三（四）免疫球蛋白基因表达的调控（四）免疫球蛋白基因表达的调控1、等位排斥、等位排斥(allelic exclusion 等位排斥（等位排斥（allelic exclusionallelic exclusion）：一个杂合个体的）：一个杂合个体
12、的细胞只表达一对等位基因中的一个，如每一个细胞只表达一对等位基因中的一个，如每一个B B淋巴细胞淋巴细胞克隆发生克隆发生V-JV-J和和V-D-JV-D-J重排时，只有一种重组表型出现，重排时，只有一种重组表型出现，只产生一种轻链（只产生一种轻链（或或）和一种重链。）和一种重链。第25页，共29页，编辑于2022年，星期三2、类型转换、类型转换(class switching)重链重链C C基因的类型决定基因的类型决定IgIg的类型。的类型。第26页，共29页，编辑于2022年，星期三第27页，共29页，编辑于2022年，星期三3 3、增强子调节、增强子调节IgIg基因的表达水平基因的表达水平（五）免疫球蛋白多样性的遗传机制（五）免疫球蛋白多样性的遗传机制三、免疫相关的一些疾病三、免疫相关的一些疾病第28页，共29页，编辑于2022年，星期三第29页，共29页，编辑于2022年，星期三