抗原受体的多样性

分子生物学解析免疫系统的抗原识别机制在分子生物学中，抗原识别机制是研究免疫系统如何识别并应对外来抗原的重要内容之一。

免疫系统的抗原识别机制涉及到多种分子和细胞的相互作用，在机体抵御病原微生物和异体组织时发挥着至关重要的作用。

本文将从免疫系统的基础知识入手，详细解析分子生物学在抗原识别机制研究中的应用。

**免疫系统的基本原理**免疫系统是人体内一套复杂而高效的防御机制，它能够辨识和消灭外来的致病体。

免疫系统主要由两个分支组成：先天性免疫和获得性免疫。

先天性免疫作为免疫系统的第一道防线，通过非特异性反应迅速应对外来病原体，包括炎症反应、巨噬细胞的吞噬作用和自然杀伤细胞的毒杀作用等。

获得性免疫则是特异性免疫的重要组成部分，它通过免疫记忆和抗体产生等机制，对特定的抗原做出针对性的应答。

**抗原识别的基本原理**抗原是指刺激免疫系统并引起免疫应答的物质，可以是蛋白质、糖类、核酸等生物大分子，也可以是低分子化合物。

在抗原识别过程中，免疫系统通过特异性的抗原受体（又称免疫受体）与抗原结合，识别出自身和非自身的物质。

免疫受体主要有两种类型：B细胞受体（BCR）和T细胞受体（TCR）。

BCR主要作用于获得性免疫的体液免疫应答，而TCR则参与获得性免疫的细胞免疫应答。

**抗原识别机制的研究方法**为了深入了解抗原识别的分子机制，科学家们使用了多种分子生物学的研究方法和技术。

其中，分子克隆技术被广泛应用于抗原受体的研究。

通过克隆和表达BCR或TCR的基因，科学家们能够获得大量纯净的受体蛋白，并对其结构和功能进行深入分析。

此外，越来越多的高通量测序技术被应用于抗原受体的研究，可以通过测序分析大量免疫细胞中抗原受体基因的多样性和可变性。

这些方法的应用为我们深入了解抗原识别机制提供了重要的工具和数据。

**BCR的抗原识别机制**BCR是B细胞上的抗原受体，它通过膜上抗原受体和溶解态抗原受体（分泌型抗体）两种形式参与免疫应答。

✪名词解释★问答题☆选择或填空✪医学免疫学：是研究免疫系统的结构和功能的科学，其阐明免疫系统识别抗原后发生免疫应答及其清除抗原的规律，并探讨免疫功能异常所致病理过程和疾病的机制。

免疫：指机体对自己和非己的识别与应答过程中所产生的生物学效应，在正常情况下，是维持机体内环境稳定的一种生理性功能。

☆免疫系统及其功能：免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫分子。

★功能可概括为：1免疫防御：防止外界病原体的入侵及清除已入侵病原体及其他有害物质。

免疫防御功能低下造成免疫缺陷病，应答过强造成超敏反应。

2免疫监视：随时发现和清除体内出现的非己成分。

免疫监视功能低下。

可能导致肿瘤的发生。

3免疫自稳：通过自身免疫耐受和免疫调节两种主要的机制来达到免疫系统内环境的稳定。

免疫耐受被打破将导致自身免疫疾病和过敏性疾病的发生。

★免疫的类型及特点：固有免疫是指个体长期发育和进化过程中逐渐形成的防御功能，是经遗传获得的，而并非针对特定抗原，属天然免疫，具有无特异性、无记忆性、作用快而弱等特点。

有非特异性效应细胞如中性粒、单核/巨噬、NK，以及血液中的效应分子如补体和细胞因子等。

适应性免疫是指个体发育过程中接触特定抗原而发生的反应，由后天获得，具有特异性、记忆性、作用慢而强等特点。

执行者是T细胞和B细胞。

☆中枢免疫器官包括骨髓、胸腺和腔上囊，外周免疫器官爆菊哦淋巴结、脾和MALT。

人体最大的外周淋巴器官是脾。

☆MALT不包括脾索。

☆淋巴细胞归巢现象的分子基础是淋巴细胞表面的归巢受体和内皮细胞表面相应的黏附分子（血管地址素）✪淋巴细胞归巢：淋巴细胞在循环过程中选择性的分布定居于外周淋巴器官或组织的特定区域称为淋巴细胞归巢。

✪淋巴细胞再循环：淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官和组织间周而复始的循环过程称为淋巴细胞再循环。

★淋巴细胞归巢的机制：淋巴细胞通过气归巢受体与HEV表面相应的地址素结合促使淋巴细胞黏附与HEV，并迁移至血管外。

不同淋巴细胞表达不同的归巢受体，与不同组织表达的地址素结合，促使不同淋巴细胞选择性的分布定居与淋巴器官和组织的不同部位。

第九章B淋巴细胞B淋巴细胞（B lymphocyte）简称B细胞，由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中的淋巴样干细胞分化发育而来。

成熟B细胞主要定居于外周淋巴器官的淋巴小结内。

B细胞约占外周淋巴细胞总数的20%。

B细胞表面的多种膜分子在B细胞的分化和功能执行中有重要作用。

B细胞不仅能通过产生抗体发挥特异性体液免疫功能，也是重要的抗原提呈细胞。

第一节B细胞的分化发育哺乳动物的B细胞是在中枢免疫器官——骨髓中发育成熟的。

骨髓中髓质基质细胞表达的细胞因子和黏附分子是诱导B细胞发育的必要条件。

B细胞在中枢免疫器官中的分化发育过程中发生的主要事件是功能性B细胞（抗原）受体（B cell receptor, BCR）的表达和自身免疫耐受的形成。

（一）BCR的基因结构及其重排BCR是表达于B细胞表面的免疫球蛋白，即膜型免疫球蛋白(membrane immunoglobulin, mIg)。

B细胞通过BCR识别抗原，接受抗原刺激，启动体液免疫应答。

编码BCR的基因在胚系阶段以分隔的、数量众多的基因片段（gene segment）的形式存在。

在B细胞的分化发育过程中，这些基因片段发生重排（rearrangement）和组合，从而产生数量巨大、能识别特异性抗原的BCR。

TCR和BCR的基因结构以及发生重排的机制十分相似，本节以BCR为例简述其基因结构和重排特征。

1．BCR的胚系基因结构Ig轻链和重链基因位于不同的染色体上。

人重链基因位于第14号染色体长臂，由编码可变区的V基因片段（variable gene segment）、D基因片段（diversity gene segment）和J基因片段（joining gene segment）以及编码恒定区的C基因片段组成。

人轻链基因分为κ基因和λ基因，分别定位于第2号染色体长臂和第22号染色体短臂。

轻链V区基因只有V、J基因片段。

轻重链每种基因片段是以多拷贝的形式存在，其中编码重链V区的V H、D H和J H的基因片段数分别为40、25和6个；编码κ轻链V区的Vκ和Jκ基因片段数分别为40和5个，编码λ轻链V区的Vλ和Jλ基因片段数分别为30和4个；重链C基因片段有9个，其排列顺序是5’-Cμ-Cδ-Cγ3-Cγ1-Cα1-Cγ2-Cγ4-Cε-Cα2-3’（见图9-1）。

人类免疫系统的多样性与特异性研究人类免疫系统是一套高度复杂的生物系统，它能够对抗各种病原体侵入身体，保护身体免受损害。

人体内的免疫细胞系统可以在细菌、病毒、真菌、原虫等微生物入侵时逐一发挥作用，为身体提供最有效的保护。

在这套免疫细胞系统中，多样性与特异性是最为重要的两个特性，也是研究人类免疫系统的重要方向。

1. 多样性人类免疫系统中的多样性主要表现在抗原受体的多样性上。

抗原受体是一种能够识别病原体的分子，能够识别特定的病原体，并生成特异性的抗体来对应抗原。

在人体内，抗原受体的多样性极其丰富，能够识别不同种类的微生物。

而且，每个人体内的抗原受体都是不同的，存在差异，导致我们的免疫系统有一定的个体差异性。

研究多样性对于了解人类免疫系统在不同人群、不同地域、不同国家之间的差异性，明确人类免疫系统的演化规律有着重要作用。

在目前的研究中，科学家们发现，人类免疫系统在不同种族、不同地域的差异非常大。

特别是在抗原受体的多样性上，人类免疫系统表现出了非常大的个体差异。

因此，未来的研究需要重点关注多样性的内在规律，以期为人类健康提供更精确的保护。

2. 特异性人类免疫系统的特异性主要表现在抗体的特异性上。

抗体是一种高度特异性的蛋白质，能够与对应的抗原结合，形成特异性的抗体-抗原复合物，破坏和清除入侵的病原体。

每种抗体都具有高度特异性，能够识别特定的抗原，并形成针对性的反应。

这种特异性表现出了非常高的效率和精确度，为人体提供了高度保护。

在目前的研究中，科学家们主要关注免疫系统的特异性，以期发现人体内免疫细胞的“缺陷”，寻找改进治疗方法的途径。

目前，一些新型的癌症治疗手段，如CAR-T细胞治疗、T细胞受体治疗等，都是基于对免疫系统特异性的深入研究，找到体内存在的缺陷，以期使得治疗更加精准、高效和有效。

总体来说，人类免疫系统的多样性和特异性的研究对于人类健康和医学发展都具有非常重要的意义。

未来，我们需要通过系统、高效、精准的研究，深入了解人类免疫系统的多样性和特异性的内在规律，探讨免疫细胞系统的高效运作，在保障人类健康的同时也为人类医学的繁荣发展做出贡献。

第十一章淋巴细胞抗原识别受体的编码基因及多样性的产生复习要点：1．了解BCR、TCR基因结构和发生重排的一般特点。

2．了解BCR、TCR多样性产生的机制。

一、单项选择题1．B淋巴细胞膜表面具有的抗原识别受体是A．TCR B．CR2 C．FcRD．CR1 E．BCR2．T淋巴细胞膜表面具有的抗原识别受体是A．FcR B．mIg C．BCRD．TCR E．CR13．受体基因重排的重组信号序列是★A．5核苷酸-间隔序列-9核苷酸B．7核苷酸-间隔序列-7核苷酸C．7核苷酸-间隔序列-9核苷酸D．7核苷酸-间隔序列-5核苷酸E．9核苷酸-间隔序列-9核苷酸4．受体基因重排时，重组信号间隔序列片段结合的规则是★A．13-23 B．12-23 C．13-25D．23-25 E．25-125．BCR的VH-DH-JH基因片段组合后编码的产物是★A．CDR1 B．CDR2 C．CDR3D．FR1 E．FR2二、多项选择题1．编码人BCR重链V区的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段2．编码人BCR κ链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段3．编码人BCR λ链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段4．编码人TCR α链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段5．编码人TCR β链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段6．编码人TCR γδ链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段7．编码人TCR δ链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段8．抗体多样性形成的机制主要是★A．V区基因的多样性 B．V区基因片段的组合C．体细胞高频突变 D．V、D、J基因片段的连接E．重链基因和轻链基因的组合9．BCR重链V基因编码的产物是★A．CDR1 B．CDR2 C．CDR3D．FR1 E．FR2三、填空题1．BCR的VH-DH-JH基因片段组合后编码的产物是。

nk细胞抗原识别
NK细胞是免疫系统的一种重要组成部分，具有在没有事先识别抗原的情况下识别和杀伤病原体和肿瘤细胞的能力。

NK细胞的抗原识别是通过多种受体和信号通路来实现的。

以下是NK细胞抗原识别的一些关键方面：
1. 受体多样性：
NK细胞表面上具有多种受体，包括激活受体和抑制受体。

激活受体通常与目标细胞上的识别抗原相结合，从而触发NK细胞的活化。

抑制受体则识别正常细胞表面的MHC （Major Histocompatibility Complex，主要组织相容性复合体）类分子，并防止NK细胞攻击自身细胞。

2. 缺陷MHC识别：
与T细胞不同，NK细胞不依赖于MHC分子来识别目标细胞。

这使得NK细胞能够识别和攻击缺陷MHC表达或已被病毒感染的细胞。

3. 激活信号：
当激活受体与目标细胞上的适当抗原结合时，NK细胞会接收激活信号，包括细胞间粘附分子的相互作用、信号转导通路的激活等。

这些信号导致NK细胞释放细胞毒性颗粒和分泌细胞因子，杀伤目标细胞。

4. 教育和自我容忍：
NK细胞在发育过程中接受教育，以学会识别正常细胞并不攻击它们。

这是通过抑制受体和自我抗原的识别来实现的，以确保NK细胞只攻击异常或感染的细胞。

总的来说，NK细胞的抗原识别是一个复杂的过程，涉及多个受体和信号通路的相互作用。

NK细胞的能力在免疫监视和抗病原体的免疫反应中发挥重要作用，尤其是在早期阶段，当其他免疫细胞尚未完全启动时。

这使得NK细胞在对抗感染和肿瘤发展中具有重要的免疫监视功能。

简答1 免疫标记技术有哪些方法？答：免疫标记技术是将已知抗体或抗原标记上容易显示的物质，通过检测标记物，可反映有无抗原或抗体标记反应，从而间接测出微量的抗原或抗体。

常用的标记物有酶，荧光素，放射性同位素等，这种抗原或抗体上显示物所进行的特异性反应为免疫标记技术。

常见的方法：免疫荧光法，酶免疫测定，放射免疫测定法，化学发光免疫分析，免疫印记法，免疫PCR 法。

2 那些方法可以测定吞噬细胞的功能？答：吞噬细胞的功能测定：常用中性粒细胞进行检测，包括趋化功能测定和吞噬功能测定。

趋化功能测定：1Boyden小室法；2琼脂糖凝胶法；3 过氧化物酶测定法。

吞噬功能测定：1硝基蓝四氮挫实验2 荧光标记物实验3试述Ⅰ型超敏反应的发病机制？答：Ⅰ型超敏反应是由特异性IgE介导的，通过肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生和释放多种生物活性物质而引起的生理功能紊乱。

分致敏和效应两个阶段传述。

（1）致敏阶段：具有过敏体质个体接触变应原后产生IgE类特异性抗原，并与肥大细胞和嗜碱性粒细胞上IgE FC段受体结合，使机体处于致敏状态。

（2）效应阶段：当处于过敏状态的个体再次接触相应的变应原时，变应原与结合在肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的特异性IgE结合，使肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生脱颗粒24和膜代谢改变，分泌多种生物活性介质，导致机体功能紊乱。

4 试述Ⅱ型超敏反应的发生机制答：Ⅱ型超敏反应是由针对组织细胞上抗原IgE和igm类抗原介导的通过激活补体，发挥调理作用和ADCC作用导致的组织损伤。

（1）组织细胞表面抗原的来源：1正常存在于血细胞表面的同种特异性抗原。

如ABO 血型抗原;2外源性抗原于正常组织之间具有的共同抗原；3感染和其他因素所导致改变的自身抗原；4结合在自身组织细胞表面的药物抗原表位或抗原抗体复合物。

（2）抗体与组织细胞表面上抗原结合，通过经典途径激活补体，发挥调理作用和ADCC 作用导致的组织损伤。

另外尚有刺激性Ⅱ型超敏反应，当机体与组织细胞上抗原结合后，不是造成组织损伤，而是刺激其功能，导致机体功能紊乱。

免疫学复习资料整理●异嗜性抗原：存在于不同种属生物之间的共同抗原。

●免疫：是机体识别自己和非己，并排除抗原性异物的生理功能●抗原：是能刺激机体免疫系统发生免疫应答，并能与相应免疫应答产物特异性结合的物质。

●调理作用：指IgG抗体的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgG Fc受体结合，促进增强吞噬细胞增强吞噬的作用。

●抗体：由B细胞受抗原刺激后增殖分化成浆细胞，浆细胞分泌的一类能与相应抗原特异性结合的球蛋白。

●APC(抗原提呈细胞)：是具有摄取、加工、处理抗原，并将有效的抗原肽提呈给淋巴细胞的功能的一类细胞。

●细胞因子：指有多种细胞特别是免疫细胞经刺激而合成并分泌的一类具有多种生物学活性的小分子肽或糖蛋白●补体：存在于正常人和动物血清与组织液中的一组不耐热的、经活化后具有酶活性的蛋白质。

包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白。

故称补体系统。

●超敏反响：又称变态反响，是指机体对某些抗原初次应答后，再次承受相同抗原刺激时，发生的一种以机体生理功能紊乱或组织细胞损伤为主的特异性免疫应答。

●人工被动免疫：给人体注射含有特异性抗体的免疫血清或者细胞因子等制剂，使宿主迅速获得特异性免疫力，以治疗或紧急预防感染。

●人工主动免疫：将疫苗和类毒素等抗原物质接种于机体，诱导免疫系统产生特异性免疫抗体和或致敏细胞，从而预防感染●免疫应答：是机体受抗原刺激后，免疫活性细胞识别抗原，自身发生活化、增殖、分化，并产生免疫物质发挥特异性免疫效应的过程。

●穿插反响：某种抗原刺激产生的抗体，可与含有共同表位的其他抗原结合发生反响称为穿插反响或抗体与具有相同或相似表位的抗原之间的反响。

●淋巴细胞再循环：淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官和组织间周而复始的循环过程。

●同种异性抗原：又称同种抗原，指同一种属不同个体所具有的特异性抗原。

●免疫佐剂：与抗原同时或预先注入机体，可增强该抗原免疫原性或改变机体免疫应答类型的物质。

●ADCC：即抗体依赖的细胞介导的细胞毒素作用。