B 细胞/抗体多样性的产生

Generation of B-cell / antibody diversity

Paul A. Blair 和 Anneleen Bosma,英国伦敦大学学院风湿病研究中心

B 细胞在免疫反应中的主要作用之一是产生抗体,这些抗体能够特异性地识别并结合入侵细菌或病毒颗粒上的蛋白质。特异性抗体与其靶标的结合可以阻止病毒进入细胞,或帮助吞噬细胞识别并摧毁细菌或病毒。鉴于每个 B 细胞只能产生一种特异性抗体,而能够感染我们的病原体种类繁多,因此免疫系统需要产生大量的 B 细胞,每个 B 细胞都产生不同的抗体。

Generation of B cell antibody diversity
图 1. 抗体分子的示意图,由两条重链和两条轻链组成。重链和轻链均包含可变区和恒定区。可变区负责结合称为抗原的特定蛋白质。

特定抗体的特异性,即抗体识别的目标,取决于其可变区  图 1 )的形状;特定的抗体将与具有与其自身可变区互补结构的蛋白质结合。抗体特异性的多样性最初产生于 B 细胞发育的早期阶段。在骨髓中的 B 细胞祖细胞阶段 ,B 细胞会随机重排其可变区  (V) 、 多样性区(D) 和连接区(J)  基因 ,从而形成其抗体可变区的蓝图。多样性源于 V、D 和 J 基因存在多个拷贝,它们可以以不同的组合方式连接在一起( 图 2 )。在大多数哺乳动物中,每个抗体分子都由一条重链和一条轻链组成( 图 1 ),每条链都有其自身的 V 和 J 基因可以进行重排(只有重链具有 D 基因)。末端脱氧核苷酸转移酶 TdT ) 是一种酶,它能向可变区基因添加额外的核苷酸,从而改变将要产生的可变区的结构,进而增加可变区的多样性。

Generation of B cell antibody diversity Figure 2
图 2. 可变区基因重排的示意图。

在感染过程中,B 细胞可以进一步改变其产生的抗体的特异性。当成熟的 B 细胞遇到其 B 细胞受体 (B 细胞受体由锚定在细胞表面的抗体组成)能够识别的抗原时,B 细胞会发生一种称为体细胞高频突变的过程。在此过程中,一种名为活化诱导胞苷脱氨酶 ( AID )的酶会使抗体可变区基因发生随机突变。如果突变产生的抗体与靶标的结合力更强,那么这些 B 细胞就能存活下来,并可能分化为具有新特异性的抗体产生浆细胞。

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