Ig基因重排信号序列
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抗体多样性及分子基础抗体多样性来源抗体的多样性来源主要有4个,分别是:1、VH, DH 和JH三条链重组成有功能的重链,VL 和VJ (λor κ) 两条链组成有功能的轻链,轻链要么λ型,要么是κ型,二者不会同时出现在同一个抗体上。
2、VDJ基因拼接时,接头的多样性,这个多样性的主要有4种产生方式:1)D基因可以已任一方向在三个开放阅读框中的任何一个中翻译,以产生总共六个可能的肽片段。
2)在重排过程中会形成发卡结构,导致氮核苷酸的增加或者减少,从而增加多样性。
3)VDJ连接机制,可能添加或去除氮核苷酸作为VDJ连接过程的一部分。
有时,几个氨基酸残基的编码序列可能在重组过程中丢失。
4)可以通过末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)的活性来添加或替换氮核苷酸,特别是在构成功能性V区的CDR-H3的VDJ连接的D片段的任一侧上。
据估计,这些氮核苷酸的变化可导致CDR-H3的多样性大于107,包括CDR长度范围从仅仅几个氨基酸残基到超过25个氨基酸残基。
3、体细胞高频突变。
4、类别转换和基因转换。
人类抗体基因组成配系细胞中含有如下抗体基因1、C基因片段(constant gene segment)其编码抗体轻链和重链C区;2、轻链V基因片段(variable gene segment)和J基因片段(joining segment),二者编码轻链可变区;3、重链V、D基因片段和C基因片段(diversity segment),他们编码重链可变区。
上述基因片段位于不同染色体上,呈不连续成簇分布。
如图1所示,人抗体基因中总共有170-176个IGH(Immunoglobulin heavy chain:免疫球蛋白重链)基因,其中有76-84个是有功能的,包括38-46个IGHV基因(重链V基因片段)、23个IGHD基因(重链D基因片段)和9个IGHC基因(重链C基因片段)。
编码k轻链的基因座位于2号染色体的短壁上,k基因座一共有82个基因,由76个IGKV(k 轻链V基因片段)基因和5个IGKJ(k轻链J基因片段)基因组成,大概只有31-36个IGKV 基因参与形成有功能的V k(k型抗体的重链)。
IgH基因单克隆重排检测及其在B细胞性非霍奇金淋巴瘤诊断中的应用李银珍;王芳;邵琼;张旭;邓玲;汤涛;张晓;吴秋良【摘要】AIM: To establish a reliable and feasible protocol for detection of monoclonal immunoglobulin heavy chain (IgH) gene rearrangements for routine diagnosis of B - cell non - Hodgkin lymphoma ( B - NHL). METH-ODS : Using the primer combinations of FR2, FR3, LJH and VLJH, modetube A + tube B, and semi - nested PCR, the monoclonal IgH gene rearrangements in 121 cases of B - NHL, 58 cases of T - cell non - Hodgkin lymphoma ( T - NHL) and 19 cases of reactive lymphoid hyperplasia were detected. The differences of clonality detection rate between B - NHLgroup and T - NHL group, B - NHL group and reactive lymphoid hyperplasia group, and between the use of FR2, FR3 and FR2 + FR3primers were analyzed. RESULTS: The clonality detection rates of B - NHL, T - NHL and reactive lymphoid hyperplasia were 81% (96/118), 4% (2/54)and 0% (0/19). There were remarkable differences between B - NHL group and T - NHL group, B - NHL group and reactive lymphoid hyperplasiagroup in monoclonal IgH gene rearrangements ( P < 0. 05 ) . In B - NHL group, monoclonality was found in 58% of the cases using primer FR2, 55% using FR3 , andrn81% using the combination of both primers, with significant differences (P <0. 05) . CONCLUSION: Using the primer combinations of FR2, FR3 , LJH and VLJH, detection of paraffin - embedded tissues, the method of tube A + tube B mode and semi -nested PCR for determining monoclonal IgH gene rearrangements is feasible and reliable, and the clonality de-tection rate is high enough for clinical diagnosis of B - NHL.%目的:建立准确可靠、操作性强、适用于临床实际工作的免疫球蛋白重链(immunoglobulin heavy chain,IgH)基因单克隆重排检测方法,用于B细胞性非霍奇金淋巴瘤(B-cell non-Hodgkin lymphoma,B-NHL)的辅助诊断.方法:采用骨架区(framework region,FR)引物FR2、FR3和重链连接区(joining region of heavy chain,JH)引物LJH、VLJH组合、A管+B管模式、半巢式聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)法对121例B-NHL、58例T细胞性非霍奇金淋巴瘤(T-cell non-Hodgkin lymphoma,T-NHL)和19例淋巴结反应性增生的石蜡组织进行IgH基因单克隆重排检测,分析IgH基因单克隆重排检出率在B-NHL组、T-NHL组和淋巴结反应性增生组中的差异,以及B-NHL中联合应用FR2和FR3与单独应用FR2、FR3之间IgH基因单克隆重排检出率的差异.结果:118例成功检测的B-NHL中,IgH基因单克隆重排检出率为81%(96/118);54例成功检测的T-NHL中,IgH基因单克隆重排检出率为4%(2/54);19例成功检测的淋巴结反应性增生中未检出IgH基因单克隆重排.B-NHL组与T-NHL组、淋巴结反应性增生组相比,IgH基因单克隆重排检出率差异具有显著性(P<0.05).B-NHL中,FR2基因单克隆重排检出率为58%(68/118),FR3基因单克隆重排检出率为55%(65/118),联合应用FR2和FR3,IgH基因单克隆重排检出率为81%(96/118),联合应用FR2和FR3与单独应用FR2、FR3的检出率有显著差异(P<0.05).结论:采用FR2、FR3、LJH及VLJH引物组合、A管+B管模式和半巢式PCR法进行石蜡组织IgH基因单克隆重排检测,简单易行,结果准确可靠,阳性率较高,可用于临床B-NHL的辅助诊断.【期刊名称】《中国病理生理杂志》【年(卷),期】2012(028)011【总页数】5页(P1994-1998)【关键词】淋巴瘤;免疫球蛋白;基因重排【作者】李银珍;王芳;邵琼;张旭;邓玲;汤涛;张晓;吴秋良【作者单位】华南肿瘤学国家重点实验室,中山大学肿瘤防治中心分子诊断科,广东,广州,510060;华南肿瘤学国家重点实验室,中山大学肿瘤防治中心分子诊断科,广东,广州,510060;华南肿瘤学国家重点实验室,中山大学肿瘤防治中心分子诊断科,广东,广州,510060;华南肿瘤学国家重点实验室,中山大学肿瘤防治中心分子诊断科,广东,广州,510060;华南肿瘤学国家重点实验室,中山大学肿瘤防治中心分子诊断科,广东,广州,510060;华南肿瘤学国家重点实验室,中山大学肿瘤防治中心分子诊断科,广东,广州,510060;华南肿瘤学国家重点实验室,中山大学肿瘤防治中心分子诊断科,广东,广州,510060;华南肿瘤学国家重点实验室,中山大学肿瘤防治中心病理科,广东,广州,510060【正文语种】中文【中图分类】R733.4免疫球蛋白重链(immunoglobulin heavy chain,IgH)基因单克隆重排是B细胞性非霍奇金淋巴瘤(B-cell non-Hodgkin lymphoma,B-NHL)的重要特征,国内外病理界已达成一致共识:应用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术检测IgH基因单克隆重排可以辅助诊断BNHL[1-3]。
ABC模型:即控制花形态发生的模型..该模型把四轮花器官同时发生作为基本前提;强调花形态突变体产生不同花器官的生理位置变化..该模型中正常花的四轮结构的形成是由三组基因A、B、C共同作用完成的;每一轮花器官特征的决定分别依赖于A、B、C三组基因中的一组或两组基因的正常表达oA组基因控制萼片、花瓣的发育;B组基因控制花瓣、雄蕊的发育;C组基因控制雄蕊、心皮的发育oA、C组基因互相拮抗;抑制对方在自身所控制的区域中表达;如其中任何一组或更多的基因发生突变而丧失功能;花的形态就出现异常..AP位点APsite:所有细胞中都带有不同类型、能识别受损核酸位点的糖苷水解酶;它能特异性切除受损核苷酸上的N-β糖苷键;在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点;统称为AP位点..cDNAcomplementaryDNA:在体外以mRNA为模板;利用反转录酶和DNA 聚合酶合成的一段双链DNA..C值Cvalue:通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量;以每细胞内的皮克pg数表示..C值反常现象Cvaluedox:也称C值谬误..指C值往往与种系的进化复杂性不一致的现象;即基因组大小与遗传复杂性之间没有必然的联系;某些较低等的生物C值却很大;如一些两柄动物的C值甚至比哺乳动物还大..Dane颗粒:HBV完整颗粒的直径为42nm;称为Dane颗粒;由外膜和核壳组成;有很强的感染性..DNAdeoxyribonucleicacid:脱氧核糖核酸;是世界上所有已知高等真核生物和绝大部分低等生物的遗传物质..DNA的半保留复制semi-conservativereplication:DNA在复制过程中;每条链分别作为模板合成新链;产生互补的两条链..这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样..因此;每个子代分子的一条链来自亲代DNA;另一条链则是新合成的;这种复制方式被称为DNA的半保留复制..DNA的半不连续复制serru-cliscontinuousreplication:DNA复制过程中前导链的复制是连续的;而另一条链;即后随链的复制是中断的、不连续的..DNA甲基化:CpG二核苷酸CpG岛通常成串出现在DNA上;在甲基转移酶的作用下;胞嘧啶C的第5位碳原子能被修饰加上甲基oDNA甲基化除形成5-甲基胞嘧啶5-mC之外;还能产生少量的N6甲基腺嘌呤N6-mA及7-甲基鸟嘌呤..DNA聚合酶DNApolymerase:一种催化由脱氧核糖核苷三磷酸合成DNA 的酶..因为它以DNA为模板;所以又被称为依赖于DNA的DNA聚合酶..不同种类的DNA聚合酶可能参与DNA的复制和/或修复..DNA酶I超敏感位点:染色质中特殊的一段长约200bp、甲基化程度较低且对DNaseI高度敏感的DNA序列;一般在转录起始点附近或者相关部位..DNA拓扑异构酶DNAtopoisomerase:能在闭环DNA分子中改变两条链的环绕次数的酶;它的作用机制是首先切断DNA;让DNA绕过断裂点以后再封闭形成双螺旋或超螺旋DNA..DNA 重组技术recombinantDNAtechnology :又称基因工程geneticen-gineering;将不同的DNA 片段如某个基因或基因的一部分按照预先的设计定向连接起来;在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达;产生影响受体细胞的新的遗传性状的技术..GU —AG 法则GU-AGrule :多数细胞核mRNA 前体中内含子的5;边界序列为GU;3’边界序列为AGc 因此;GU 表示供体衔接点的5;端;AG 代表接纳体衔接点的3’端序列..习惯上;把这种保守序列模式称为GU-AG 法则..HLA :即人类白细胞抗原;是受遗传控制的个体特异性抗原;广泛分布于皮肤、肾、脾、肺、肠和心等组织器官有核细胞的细胞膜上;是到日前为止免疫反应中最复杂、最具多态性的体系..Igo .Ig+.Ig-:为区分免疫球蛋白基因的各种状态;科学上将未发生重排的种系构型等位基因称为Igo .将发生重排并具备功能表达的等位基因称为Ig';将发生无效蘑排的无活性等位基因称为Ig 一..MADS-box :在金鱼草、拟南芥等多种植物中存在一个参与花器官发育和分化的基因家族的保守区域;该家族的成员可能参与不同的分化过程..根据这几个家族基因名称MCM1、AG 、DEFA 和SRF 的第一个字母;将该保守区命名为MADS-boxoN 区:Ig 重链基因重排过程中;由于DNA 聚合酶或脱氧核酸转移酶的作用;有时会在结合处插入一个脱氧核苷酸;形成所谓“N 区”插入序列;致使重链V 区重排后形成V H ND H NJ H 基因单位..上述重排机制使重链V 区变得更为复杂..P 转座子P-element :足一种能够诱发杂种不育hybriddysgenesis 的果蝇转座子;果蝇中几乎所有的杂种不育都是由于P转座子插入基因组W 位点而引起的n所有P转座子两翼都有31个碱基的倒置重复序列;P转座子转座导致靶DNA复制产生8碱基正向重复序列..RACErapidamplificationofcDNAends.cDNA末端的快速扩增:是利用PCR技术在已知部分cDNA序列的基础上特异性克隆其5’端或3’端缺失序列的方法nRAPDrandomamplifiedpolymorphicDNA.随机扩增的多态性DNA:用长度为10或II个碱基的单一固定序列作引物扩增基因组DNA.随机获得大小不同的DNA片段..因其具有种质特异性而常用作遗传学的分子标记..RFLPrestrIctionfragmentlengthpolymorphism;限制性片段长度多态性:使用限制性DNA内切酶消化某个DNA分子后出现的长度多样性..因其具有种质特异性而常用作遗传学的分子标记..RNA的编辑RNAediting:是某些RNA;特别是mRNA前体的一种加T方式;如插入、删除或取代一些核苷酸残基;导致DNA所编码的遗传信息发生改变;因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化..RNA的再编码RNArecoding:是指RNA编码和读码方式的改变..RNA干涉RNAinterference.RNAi:是利用双链小RNA高效、特异性降解细胞内同源mRNA.从而阻断体内靶基因表达;使细胞出现靶基因缺失表型的方法..RNA的剪接RNAspliang:从mRNA前体分子中切除被称为内含子in-tron 的非编码区;并使基因中被称为外显子exon的编码区拼接形成成熟mRNA 的过程就称为RNA的剪接..RNA聚合酶RNApolymerase:使用DNA作为模板合成RNA的酶;也称为DNA依赖性RNA聚合酶..SARS-CoV:-种新型冠状病毒;属于冠状病毒科冠状病毒属;是一种大的、有包膜的正链RNA病毒;其基因组由约30000个核苷酸组成;直径约70—140nm;电镜下可见电子;密度致密的核心和围绕的包膜;包膜上有冠状的刺突..对脂溶剂敏感;戊二醛、甲醛、过氧化氢、表面活性剂、紫外线照射等可使病毒失去感染力..可导致传染性非典型肺炎SARS;severeacuterespiratorysyndrome-严重急性呼吸系统综合症..SD序列Shine—Dalgarnosequence:存在于原核生物起始密码子AUG 上游7一12个核苷酸处的一种4—7个核苷酸的保守片段;它与16SrRNA3;端反向互补;所以可将mRNA的AUG起始密码了置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用..根据首次识别其功能意义的科学家命名..SNPsinglenucleotidepolymorphism:单核苷酸多态性;指基因组DNA 序列中由于单个核苷酸A;T;C和G的突变而引起的物种多态性..T—DNA:根癌农杆菌Titumorinducing或Rirootinducing质粒中的一段DNA序列;可以从农杆菌巾转移并稳定整合到植物基因组中;是植物分子生物学中广泛应用的遗传转化载体..p因子:是一个相对分子质量为2.Oxl05的六聚体蛋白;它能水解各种核苷三磷酸;是一种NTP酶;它通过催化NTP的水解促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来;从而终止转录..σ因子sigmafactor:是原核生物RNA聚合酶全酶的一个亚基;是聚合酶的别构效应物;帮助聚合酶专~性识别并结合模板链上的启动子;起始基因转录..A癌cancer:是一种无限制向外周扩散、浸润现象..癌症患者的主要特征是发病组织或器官的细胞生长分裂失控;并由原发部位向其他部位播散..如小能控制这种细胞播散;将侵犯要害器官并引起衰竭;最终导致有机体死亡..安慰性诱导物gratuitousinducer:指的是与转录调控中实际诱导物相似的一..类高效诱导物;但不是该诱导酶的底物..氨酰-tRNA合成酶aminoacyl-tRNAsynthetase:是一类催化氨基酸与tRNA相结合的特异性酶..B摆动假说wobblehypothesis:Crick为解释反密码产中某些稀有成分如I的配对以及讦多氨基酸有2个以上密码子的问题而提出的假说..比较基因组学comparativegenomics:在基因组图潜和序列分析的基础上;对已知基因和基因组结构进行比较;了解基因的功能、表达调控机制和物种进化过程的学科..编码链codingstrand:指DNA双链中与mRNA序列除T/U替换外和方向相同的那条DNA链;又称有意义链sensestrand..表达序列标签expressedsequencetag.EST:通过对随机选择的cDNA 克隆进行5’或3’端一次测序所获得的核苷酸序列;代表了完整基因的一小部分..EST-般来源于用特定环境下某个组织总mRNA所构建的cDNA文库;因此EST数量也能在一定程度上说明该组织中各基因的表达水平..病毒癌基因v-onc:一些病毒能引发癌症;原因是病毒基因片段进人被感染者基因组中;导致被感染者自身基因行为发生改变而出现细胞癌变..科学上;将这种可以引发癌症的病毒基因片段称为“病毒癌基冈”..病毒载体:对病毒基因组进行改造后获得的适合H用于基因治疗的载体;主要是删除病毒的致病基因;使其对机体没有致病力;该载体应能携带外源基因、装配成病毒颗粒并介导外源基因的转移和表达..C操纵子operon:是指原核生物中由一个或多个相关基因以及转录翻译调控元件组成的基因表达单元..插入序列insertionalsequence.IS:是最简单的转座子;是细菌的一小段可转座元件;它不含有任何宿主基因而常被称为插入序列;它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分..长末端重复序列LTR:指反转录病毒基因组两端的长末端重复序列longterminalrepeats;不编码蛋白质;但含有启动子、增强子等调控元件;病毒基因组的LTR整合到细胞原癌基因邻近处;使这些原癌基因在LTR强启动子和增强子的作用下被激活;将正常细胞转化为肉瘤细胞..超螺旋superbelix.supercoil:双螺旋DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构;是DNA高级结构的主要形式;可分为正超螺旋与负超螺旋两大类..按DNA双螺旋的相反方向缠绕而成的超螺旋称为负超螺旋;反之;则称为正超螺旋..所有天然的超螺旋DNA均为负超螺旋..成对规则基因:参与果蝇体节精细结构形成的基因;一般以两个体节为单位相互间隔一个副体节表达;其分布具有周期性..功能是把间隙基因确定的区域进一步分化成体节..成对规则基因的表达是胚胎出现分节的最早标志之一;沿前一后轴形成一系列斑马纹状的表达条带;把胚胎分为预定的体节..重叠基因overlappinggene.nestedgene:具有部分共用核苷酸序列的基因;即同一段DNA携带了两种或两种以上不同蛋白质的编码信息..重叠的部分可以在调控区;也可以在结构基因区..常见于病毒和噬菌体基因组中..重组种系理论:是有关生物体为何能产生上百万种Ig分子的假说..重组种系理论认为.V区和C区不同片段在DNA分子水平上的各种排列组合是形成Ig分子多态的根本原因..错配修复mismatchrepair:是对DNA错配区的修复..通过母链甲基化原则找出区分母链与子链从而修正子链上错配的碱基..错义突变missensemutation:由于结构基因中某个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种氨基酸的密码..D代谢物阻遏效应cataboliterepression:有葡萄糖存在时;不论诱导物存在与否;操纵子都没有转录活性;结构基因都不表达..单倍型haplotype:是指位于染色体上某一区域的一组相关联的SNP 等位位点..单核苷酸的多态性singlenucleotidepolymorphism;SNPs:单核甘酸多态性指在基因组中不同个体的DNA序列上的单个碱基差异..同一位置上的每个碱基类型叫做一个等位位点..单顺反子mRNAmonocistronicmRNA:只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子mRNA..蛋白激酶:催化ATP的7一磷酸基团转移到蛋白质分子中的酶..蛋白质磷酸化:指由蛋白质激酶催化的把ATP或GTP上γ位的磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程;是生物体内一种普遍的调节方式;在细胞信号转导的过程中起重要作用..蛋白质乙酰化:在乙酰基转移酶的作用下;在蛋白质特定的位置添加乙酰基的过程;是细胞控制基因表达、蛋白质活性或生理过程的一种机制..蛋白质组proteome与蛋白质组学proteomics:蛋白质组是指1个基因组所表达的全部蛋白质;而蛋白质组学则是指在蛋白质组水平上研究蛋白质的特征;包括蛋白质的表达水平、翻译与修饰、蛋白与蛋白相互作用等;并由此获得关于疾病发生、发展及细胞代谢等过程的整体认识..等位基因allele:指位于一一对同源染色体的相同位置上控制某一性状的不同拷贝..不同的等位基因产生具有遗传特征的变化;例如;发色或血型等等位基因控制相对性状的显隐性关系及遗传效应..等位排斥与同型排斥:淋巴细胞中产生免疫球蛋白的基因位于两条同源染色体上;而免疫球蛋白基因的表达只发生在其中一条t;这种因为一条染色体上的基因表达而抑制另一条染色体上相同基因表达的现象称为等位基因排斥..而同型排斥则是指B淋巴细胞的轻链表达时;只生成一种链K 链或是入链.不会同时表达K链和入链..等位位点:柒色体DNA同一位置上的每个碱基类型叫做一个等位位点..多聚A位点polyA位点:在多聚A聚合酶的催化下;在mRNA前体3;端接上一个约200一250个腺嘌呤核苷酸A的尾巴;起到稳定mRNA的作用..多顺反子mRNApolycistronicmessengerRNA:一种能作为两种或多种多肽链翻译模板的信使RNA.由DNA链卜的邻近顺反子所界定..E二组分系统two-componentsystem:由位于细胞质膜上的传感蛋白该蛋白常常具有激酶活性以及位于细胞质中的应答调节蛋白组成..传感激酶常在受到膜外环境信号刺激时被磷酸化;并将其磷酸基团转移到应答调节蛋白上;使该磷酸化的应答调节蛋白成为阻遏物或诱导蛋白;通过对操纵子的阻遏或激活作用调控下游基因表达..F翻译Itranslation:指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始;按每3个核苷酸代表一个氨基酸的原则;依次合成一条多肽链的过程..翻译后转运机制post-translationaltranslocationl:蛋白质从核糖体上释放后才发生转运..翻译一转运同步机制co-translationaltranslocation:某个蛋白质的合成和转运是同时发生的..泛素、泛蛋白ubiquitinl:含有高度保守的76个氨基酸的序列;它以羧基基团连接到目标蛋白质的赖氨酸残基的ω位氮基上;其主要作用是起始蛋白质的降解..反式作用因子:是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质..非核苷酸型反转录酶抑制剂:该类化合物可与病毒的反转录酶相结合;通过限制该酶的移动性而影响它的活性;终止病毒DNA的合成..非组蛋白:是染色体中除了组蛋白之外的结构蛋白..分子伴侣molecularchaperone:它是细胞中一类能够识别并结合到不完全折叠或装配的蛋白质上以帮助这些多肽正确折叠、转运或防止它们聚集的蛋白质;其本身不参与终产物的形成..负控诱导:是原核生物转录调控的一种方式;当阻遏物不与效应物诱导物结合时;结构基因不转录..负控阻遏:是原核生物转录调控的一种方式;当阻遏物与效应物诱导物结合时;结构基因不转录..复制叉replicationfork:复制时;双链DNA要解开成两股链分别进行DNA合成;所以;复制起点呈叉子形状;被称为复制叉..复制起始点replicationorigin:是DNA链上独特的具有起始DNA复制功能的碱基顺序..大肠杆菌的复制起点包括OriC和OriH;OriC是首选的复制起点;而OriH是在RNaseH缺失突变株巾发现的一系列复制起点..复制子replicon:单独复制的一个DNA单元被称为一个复制子.它是一个可移动的单位..一个复制子在任何一个细胞周期只复制1次..G冈崎片段Okazakifragment:是在DNA半不连续复制巾产生的长度为l000~2000个碱基的短的DNA片段;能被连接形成一条完整的DNA链..高速泳动蛋白highmobilitygroupprotein.HMG蛋白:是一类能用低盐溶液抽提、能溶于2%的三氯乙酸、相对分子质量在3.Oxl04以下的非组蛋白..因其相对分子质量小、在凝胶电泳中迁移速度快而得名..分为HMGI和HMG2两大类..这类蛋白的特点是能与DNA结合;也能与H.作用;但与DNA的结合并不牢固;可能与DNA的超螺旋结构有关;在DNA复制和重组中起重要作用..果蝇:一种双翅日昆虫;其幼虫和成虫依赖于正在腐烂的果实..个体小、生命周期快、繁殖容易;每只雌虫两周就可以产生约300个后代..此外;果蝇细胞中的巨大多线染色体使它非常适合于遗传分析和基因定位;是基因与发育领域最重要的模式生物之一..H核定位序列nuclearlocalizatlonsequence.NLS:蛋白质中的一种常见的结构域;通常为一短的氨基酸序列;它能与人核载体相互作用;将蛋白质运进细胞核内..核苷酸型反转录酶抑制剂:其结构与脱氧核苷酸类似;多为双脱氧核苷衍生物;可与细胞内自由核苷竞争性地结合反转录酶;终止反转录反应;使病毒DNA的合成受阻..核酶rlbozymel:是一类具有催化活性的RNA分子;通过催化靶位点RNA 链中磷酸二酯键的断裂;特异性地剪切底物RNA分子;从而阻断基因的表达..核小体nucleosome:是染色质的基本结构单位;由大约200bp的DNA 和组蛋白八聚体及外围Hi蛋白所组成..后随链laggingstrand:在DNA复制过程中;与复制叉运动方向相反的方向不连续延伸的INA链被称为后随链或滞后链..花分生组织决定基因:这类基冈促进从花序分生组织产生花分生组织并进一步分化产生花器官原基;但.产生何种花器官则由同源域基因所控制..花分生组织决定基因可以在一定程度上激活同源域基因..J基因gene:产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列..基因表达调控generegulation:所有生物的遗传信息;都是以基因的形式储存在细胞内的DNA或RNA分子巾;随着个体的发育;DNA分子能有序地将其所承载的遗传信息;通过密码子一反密码子系统;转变成蛋白质或功能RNA分子;执行各种生理牛物化学功能..这个从DNA到蛋白质或功能RNA 的过程被称为基因表达;对这个过程的调节就称为基因表达的调控..基因表达系列分析技术serialanalysisofgeneexpression.SAGE:是一种以DNA序列测定为基础定量分析全基因组表达模式的技术;能够直接读出任何一种细胞类型或组织的基因表达信息..在转录组水平上;仟何长度超过9—10个碱基的核苷酸片段都可能代表一种特异性的转录产物;因此;朋特定限制性核酸内切酶分离转录产物中具有基因特异性的9~10个碱基的核苷酸序列并制成标签;将这些序列标签连接、克隆、测序后;根据其占总标签数的比例即可分析其对应编码基因的表达频率..基因捕获genetrapping:是检测动植物细胞巾基因表达和基因功能的手段n向某个基因组中系统性随机导入带有报道基因的DNA片段;就可能在破坏靶基凶功能获得新的表现型的同时;了解靶基因的表达模式;确定被破坏基因的位置;为进一步克隆靶基因奠定物质基础..基因量排:通过基因的转座或DNA的断裂错接等形式使正常基因序列发生改变;使一个基因从远离启动子的地方移到距它较近的位点从而启动转录..基因定点突变site-directedmutagenesis:向靶DNA片段中引入所需的变化;包括碱基的添加、删除或改变;是分子牛物学研究中一种非常有用的手段..基因家族:在基因组进化中;一个基因通过基因重复产生了两个或更多的拷贝;这些基因即构成一个基因家族;是具有显着相似性的一组基因;编码相似的蛋白质产物..基因克隆genecloning1:在分子生物学上;人们把将外源DNA插人具有复制能力的载体DNA中;转入宿主细胞使之得以永久保存和复制的过程称为基因克隆..基因工程或重组DNA技术则侧重于验证上述过程所获得遗传物质新组合在宿主细胞内的表达与功能鉴定..基因领域效应:当两个基因相距太近时;往往不易形成有利于高效转录的空间结构..因此;基因与基因之间的间隔距离被定义为“基因领域”o同一DNA链上两个具有相同转录方向的基因间隔小于一定长度时;影响有效转录所必需的染色质结构的形成;从而使这两个基因中的一个或两个均不能转录或转录活性显着降低;既产生了所谓的“基因领域效应”..基因敲除geneknock-out技术:针对一个序列已知但功能未知的基因;从DNA水平上设计实验;彻底破坏该基因的功能或消除其表达机制;从而推测该基因的生物学功能..基因组DNA文库cDNA/genomicDNAlibrary:是某一生物体全部或部分基因的集合..将某个生物的基因组DNA或cDNA片段与适当载体在体外重组后;转化宿主细胞;所得的菌落或噬菌体的集合即为该生物的基因组DNA 或cDNA文库..基因芯片DNAmlcroarray技术:把大量已知或未知序列的DNA片段点在尼龙膜或玻璃片上;再经过物理吸附作用达到固定化..也可以直接在玻璃或金属表面进行化学合成;得到寡聚核苷酸芯片..将芯片与待研究的cDNA或其他样品杂交;经过计算机扫描和数据处理;便可以观察到成千上万个基因在不同组织或同一组织不同发育时期或不同生理条件下的表达模式..基因型genotype与基因分型Igenotyping:除性染色体外;人类细胞内的染色体都有两份;因此;一个人所拥有的一对等位位点的类型被称作基因型..事实上;基因型也可以泛指同一基因座位卜多个等位位点的类型..确定某个体基因型的实验就称为基因分型..基因治疗:基因治疗是将具有治疗价值的基因;即“治疗基因”装配于带有在人体细胞中表达所必备元件的载体中;导人人体细胞;通过靶基因的表达来治疗遗传疾病..基因治疗是从根本上治疗遗传病的唯一途径..目前科学界关注的主要问题是基因治疗的有效性、安全性和质量可控性..基因组genome:生物有机体的单倍体细胞中的所有DNA;包括核中的染色体DNA和线粒体、叶绿体等亚细胞器中的DNAo间隙基因:参与果蝇体节精细结构形成的基因;该基因最初在整个胚胎中都有很弱的表达;以后随着卵裂的进行而逐渐转变成一些不连续的表达区带..简并degeneracy:由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象;对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子synonymouscodon..浆细胞:即抗体分泌细胞;是B淋巴细胞在抗原刺激下分化增殖而形成的一种不再具有分化增殖能力的终末细胞..在分化过程中获得特有的浆细胞抗原;这是浆细胞区别于淋巴细胞的主要标志;可合成并分泌抗体..酵母人工染色体YAC:迄今为止容量最大的克隆载体;插入片段平均长度为200一1000kb.最大可达2Mb;用于构建基因组文库或物理图谱..。
基因重排检测技术的建立及其在淋巴瘤诊断中的应用【关键词】淋巴瘤Detection and clinical significance of gene rearrangements in diagnosis of lymphomas【Abstract】 AIM: To establish a way to detect the gene rearrangements of IgH and TCR and to assess the application of the detection technique in the diagnosis of malignant lymphoma. METHODS: Fiftythree cases of malignant lymphoma and 20 cases of reactive lymphoid hyperplasia were chosen for making tissue sections. Genomic DNA was extracted, and amplified via PCR. The products were resolved on denaturing polyacrylamide gels and visualized through silver staining. RESULTS: Gene rearrangements of IgH and TCR were negative in 20 cases of reactive lymphoid hyperplasia. In all of 18 cases of T cellnonHodgkins lymphoma (TNHL), gene rearrangement of TCR γ was found in 12 cases and that of TCR β was found in 3 cases, and IgH gene rearrangement was not found. IgH gene rearrangement was found in 28 cases out of 32 cases of B cellNHL (BNHL),in 2 cases of which gene rearrangements of TCR γ and IgH were both found. There was IgH gene rearrangement in 3 cases of suspected lymphomas. There was a remarkable difference between NHL group and benign group in gene rearrangment (P<0.05). CONCLUSION: The detection of gene rearrangements of IgH and TCR by PCR can be a kind of subsidiary means to diagnose the lymphoproliferative disease. Particularly, the clonality showed in the formalinfixed and paraffinembedded samples may be useful in the retrospective researches.【Keywords】 lymphoma; gene rearrangement; polymerase chain reaction; neoplasm【摘要】目的:建立基于克隆性分析技术的B和T淋巴细胞产生的抗原受体分子基因重排检测技术,探讨B淋巴细胞免疫球蛋白及T淋巴细胞受体基因重排在恶性淋巴瘤临床诊断中的应用. 方法:从组织蜡块中切取组织片5~10张,提取基因组DNA,PCR扩增,聚丙烯酰胺凝胶电泳后银染显示基因重排结果. 结果:20例良性淋巴组织反应性增生病例中,淋巴细胞IgH及TCR基因重排均为阴性;18例T细胞非何杰金氏淋巴瘤中TCRγ基因重排12例,TCRβ基因重排3例,未见有IgH基因重排;32例B细胞性非何杰金氏淋巴瘤标本中有28例IgH基因重排阳性,有2例TCRγ和IgH基因重排均阳性;3例未确诊的疑难病例均为IgH基因重排;IgH及TCR基因重排检出率在淋巴瘤组与良性组之间,差异有显著意义(P<0.05). 结论:应用PCR法检测B淋巴细胞IgH和T淋巴细胞TCR基因重排可作为淋巴细胞来源的良、恶性病变的一种辅助诊断手段,且适用于石蜡标本以进行回顾性研究.【关键词】淋巴瘤;基因重排;聚合酶链反应;肿瘤0引言恶性淋巴瘤(malignant lymphoma)是免疫系统的原发性恶性肿瘤,主要发生于淋巴器官和淋巴组织. 根据肿瘤的组织结构及细胞学特征可分为何杰金氏病(Hodgkins disease, HD)及非何杰金恶性淋巴瘤(nonHodgkins malignant lymphoma, NHL),淋巴瘤的诊断一直是病理诊断中的难点,部分淋巴组织增生性病变单纯通过HE和免疫组化很难明确性质,另外NHL由于种类繁多,分类复杂,给临床病理工作者带来了一定的困难.淋巴细胞从原始的胚系构型到分化成熟,其抗原受体(Ig和TCR)基因通过基因重排而形成有功能的基因. 一个T,B细胞或其克隆性后代,均只含一种独特的分子遗传学标记. 一旦某一克隆的淋巴细胞发生恶性变化,即可呈现特异的基因重排[1]. 因此,对基因重排类型进行检测可用于对淋巴细胞增殖性疾病的诊断. 此研究拟应用这一手段,探讨淋巴组织增生性病变的性质,并对该技术在恶性淋巴瘤中的诊断价值进行探讨.1材料和方法1.1材料53例恶性淋巴瘤标本均来自第四军医大学唐都医院病理科(1995~2005). 其中男性29例(55%),女性24例(45%);年龄12~76岁,平均年龄44.2岁. 所有标本均为福尔马林固定、石蜡包埋组织. 其中B细胞非何杰金淋巴瘤32例,T细胞非何杰金淋巴瘤18例,未能定性的淋巴组织增生性病变3例. 20例良性淋巴组织反应性增生病例作为阴性对照. 所有淋巴瘤病例均在取PCR 模板前经临床病理HE和免疫组化标记(B细胞: CD20,CD79α; T细胞: CD3,CD45RO)证实,以确定为相应病例且所取部位确为病变部位,包含有需检测的部分. 3例未能定性的淋巴组织增生性病变怀疑为BNHL(免疫组化标记CD79α阳性),但诊断仍未明确.1.2方法1.2.1石蜡包埋组织DNA的提取每例标本制备厚度为4 μm的切片6张,贴于载玻片上,常规烤片、二甲苯脱蜡、乙醇冲洗,切片自然干燥. 用无菌双面刀片将组织刮入1.5 mL的离心管中,按以前的方法[2-3]提取基因组DNA.1.2.2引物合成引物序列由上海生工生物工程技术公司合成. 引物序列为: β球蛋白基因内对照PC03:ACACAACTGTGTTCACTAGC, PC04:CAACTTCATCCACGTTCACC;免疫球蛋白基因重排(IgH) FR3A:ACACGGCTGTGTATTACTGT, LJH: TGAGGAGACGGTGACC,VLJH:GTGACCAGGGTACCTTGGCCCCAG;T细胞受体基因重排(TCR β链和γ链)Db1: CAAAGCTGTAACATTGTGGGGAC, Jb2:AGCACTGTGAGCCTGGTGCC,TVG: AGGGTTGTGTTGGAATCAGG, TJX: CGTCGACAACAAGTGTTGTTCCAC,Vγ11: TCTGGAGTCTATTACTGTGC,Vγ101: CTCACACTCTCACTTC,Jγ12:CAAGTGTTG TTCCACTGCC, Jp12: GTTACTATGAGCTAGTCC.1.2.3PCR扩增及循环条件PCR扩增在PT200型热循环仪(MJ Research)上进行. 反应体系为25 μL,含10 mmol/L dNTP(Gibco BRL)2 μL,10×缓冲液2.5 μL,50 mmol/L MgCl2 0.75 μL,Taq DNA聚合酶(Gibco BRL) 1 U,20 pmol/L引物1 μL,DNA样品1~5 μL. IgH基因采用半巢氏PCR扩增: 第一轮引物为FR3A和LJH,95℃预变性3 min,然后94℃变性40 s,62℃退火50 s,72℃延伸40 s,共30个循环; 最后72℃延伸10 min. 扩增产物经1∶100稀释后取1 μL进行第二轮扩增,引物为FR3A和VLJH,95℃预变性3 min,然后94℃变性40 s,60℃退火50 s,72℃延伸40 s,共30个循环; 最后72℃延伸10 min. FR 3A与VLJH扩增产物为100~120 bp.TCRβ和TCRγ采用40个循环,其中TCRγ引物为Vγ11,Vγ101和Jγ12或Vγ11,Vγ101和Jp12的混合物. 95℃预变性3 min,然后94℃变性40 s,56℃退火50 s,72℃延伸40 s;最后72℃延伸10 min. TCRβ扩增产物为65~85 bp. TCRγ各组扩增产物在70~200 bp不等.β球蛋白基因引物作为内对照进行扩赠,共40个循环. 95℃预变性3 min,然后94℃变性40 s,60℃退火50 s,72℃延伸40 s;最后72℃延伸10 min. 产物长度为110 bp.1.2.4电泳及结果观察琼脂糖凝胶(20 g/L)电泳评价扩增效果后,将3 μL产物和等体积的上样缓冲液[4](990 mL/L甲酰胺,1 g/L溴酚蓝,1 g/L二甲苯青)混匀后加到厚度为0.8 mm的聚丙烯酰胺凝胶(100 g/L,含尿素8mol/L),应用miniVE系统(AmershamPharmacia Biotech)泳动8 h(80 V).取出后按以前的方法[2]银染,分别用UVP凝胶分析系统(UVP, Cambridge,UK)和光学照相记录数据,根据IgH及TCR相应阳性位置判断结果.1.2.5结果判定阳性结果判定标准:①PCR扩增电泳条带清晰,宽度不大于1 mm,边缘锐利;②片段大小与预计范围相符,与期望值相差不超过5 bp;③若出现期望值大小之外的其他条带或期望值内出现两条或以上可接受的条带,应判定为重排阴性.统计学处理:采用SPSS 10.0统计分析软件对组间率的差别进行χ2检验,以P<0.05为有统计学意义.2结果2.1组织学观察和免疫组织化学结果32例B细胞非何杰金淋巴瘤免疫组化证实CD20和(或)CD79α阳性, CD3和CD45RO阴性(图1); 18例T细胞非何杰金淋巴瘤免疫组化证实CD3和(或)CD45RO阳性, CD20和CD79α阴性(图2),支持原来的诊断和分型. 3例未能定性的淋巴组织增生性病变免疫组化标记CD79α阳性, CD3和CD45RO阴性,怀疑为BNHL. 20例良性淋巴组织反应性增生病例CD20,CD79α,CD3,CD45RO均有不同程度的阳性表达.A: CD79а; B: CD20.图1BNHL组织中CD79а和CD20阳性表达(略)A: CD45RO; B: CD3.图2TNHL组织中CD45RO和CD3阳性表达(略)2.2基因重排检测结果2.2.1石蜡组织标本DNA检测PC03,PC04引物对良性增生的淋巴组织以及淋巴瘤组织DNA进行扩增,均见110 bp大小的β球蛋白特异条带(图3).右侧泳道为100 bp DNA标志物的位置. 1:实验组TNHL. 黄色箭头为110 bp涌动位置;2:实验组BNHL;3:阳性对照TNHL(已知TCRγ重排阳性);4:阳性对照BNHL(已知IgH重排阳性);5:反应性增生淋巴组织作为阴性对照.图3PC03/PC04引物PCR扩增结果电泳图(略)2.2.2良性淋巴组织反应性增生病例结果20例良性淋巴组织反应性增生病变组织B细胞和T细胞抗原受体重排均为阴性(图4).2.2.3阳性对照T,B淋巴瘤检测结果B细胞淋巴瘤阳性对照标本组织B细胞Ig重排阳性(图5). T细胞淋巴瘤阳性对照标本组织T细胞TCRγ1重排阳性(图6).右侧泳道为100 bp DNA标志物的位置. 1:IgH FR3A/LJH, FR3A/VLJH引物扩增产物;2:TCRβDb1/Jb2引物扩增产物;3:TCRγ1 TVG/TJX引物扩增产物;4:TCRγ2 Vγ11/Vγ101/Jγ12引物扩增产物; 5:TCRγ3Vγ11/Vγ101/Jp12引物扩增产物. 黄色箭头为110 bp涌动位置.图4良性淋巴组织反应性增生病例PCR扩增结果电泳图(略)左侧泳道为100 bp DNA标志物的位置. 1:内对照PC03/PC04引物扩增产物;2:IgH FR3A/LJH,FR3A/VLJH引物扩增产物;3:TCRβDb1/Jb2引物扩增产物; 4:TCRγ1 TVG/TJX引物扩增产物; 5:TCRγ2 Vγ11/Vγ101/Jγ12引物扩增产物;6:TCRγ3 Vγ11/Vγ101/Jp12引物扩增产物;7:阴性对照FR3A/LJH,FR3A/VLJH引物扩增产物. 黄色箭头为110 bp涌动位置.图5阳性对照BNHL PCR扩增结果电泳图(略)2.2.4淋巴瘤组织检测结果18例T细胞淋巴瘤中TCRγ基因重排为12例,TCRβ基因重排为3例, TCR基因重排阳性率83.3%,与良性组(TCR基因重排均阴性)相比,差异有显著意义(χ2=15.10, P<0.05);32例B细胞性非何杰金氏淋巴瘤标本中有28例IgH基因重排阳性,其中2例TCRγ基因重排也阳性,基因重排阳性率87.5%,与良性组(IgH基因重排均阴性)相比,差异有显著意义(χ2=25.30, P<0.05).中间泳道为100 bp DNA标志物的位置. 1:TCRβDb1/Jb2引物扩增产物; 2:TCRγ3 Vγ11/Vγ101/Jp12引物扩增产物;3:TCRγ2Vγ11/Vγ101/Jγ12引物扩增产物;4:TCRγ1 TVG/TJX与内对照PC03/PC04引物扩增产物;5:阴性对照TCRγ1 TVG/TJX与内对照PC03/PC04引物扩增产物;6:阴性对照TCRγ2 Vγ11/Vγ101/Jγ12引物扩增产物; 7:阴性对照TCRγ3Vγ11/Vγ101/Jp12引物扩增产物;8:IgH FR3A/LJH,FR3A/VLJH引物扩增产物. 黄色箭头为110 bp涌动位置,红色箭头为190 bp涌动位置,红色箭头为80 bp涌动位置.图6阳性对照TNHL PCR扩增结果电泳图(略)2.2.5未确诊病例检测结果3例未确诊的疑难病例均为IgH基因重排,经FR3A/LJH,FR3A/VLJH引物采用半巢氏PCR扩增后出现95 bp大小IgH阳性条带.3讨论恶性淋巴瘤(malignant lymphoma)是免疫系统的原发性恶性肿瘤,主要发生于淋巴器官和淋巴组织. 淋巴瘤的诊断一直是病理诊断中的难点,部分淋巴组织增生性病变单纯通过HE染色和免疫组化方法很难明确性质,另外NHL种类繁多,分类复杂,给临床病理工作者带来了一定的困难[5].干细胞在向淋巴细胞分化过程中, Ig重链基因(IgH)和T细胞受体(TCR)基因的可变区(V)和结合区(J)基因会发生重排[6]. 基因重排过程是一个正常的过程,正常淋巴细胞在发育中是多克隆性质,但淋巴造血系统肿瘤所具有的是单克隆性重排,也就是全部肿瘤细胞具有一个相同的免疫球蛋白或TCR 基因重排,即表现为重排基因为单一模式,这对研究淋巴细胞恶变的机制和解决临床的诊断问题都十分重要[6]. 检测单克隆性免疫球蛋白和T细胞受体基因有助于鉴别淋巴系统的肿瘤性和反应性增生,并确定细胞的来源.本研究中18例T细胞淋巴瘤中TCRγ基因重排为12例,TCRβ基因重排为3例, TCR基因重排阳性率83.3%,与Diss等[7]报道的T 细胞淋巴瘤78.2%的检出率相近. 而良性淋巴组织未见克隆性条带, TCR基因重排检出率在TNHL及良性淋巴结反应性增生之间相比,差异有显著意义(P<0.05). 说明TCR基因引物对T细胞性NHL的克隆性确定有重要价值. 32例B细胞性非何杰金氏淋巴瘤标本中有28例IgH基因重排阳性,基因重排阳性率87.5%,与Kros等[8]报道的B细胞淋巴瘤77%的检出率以及国内王萍等[9]报道的B细胞淋巴瘤72 %的检出率相近. 而TNHL及反应性增生均未见IgH克隆性基因重排, IgH基因重排检出率在BNHL及良性淋巴结反应性增生之间相比,差异有显著意义(P<0.05). 说明IgH基因引物对B细胞性NHL的克隆性和细胞源性确定有重要价值,可用于淋巴瘤的诊断和分型.B淋巴细胞产生的抗原受体分子Ig和T淋巴细胞产生的抗原受体分子TCR,其编码基因在细胞的分化过程中均发生重排. 一个T,B细胞或其克隆性后代,均只含一种独特的分子遗传学标记. 大量的实验已证实,淋巴细胞肿瘤源于单克隆性增生. 我们利用特定的引物对其基因进行扩增,当将扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶电泳时,多克隆淋巴细胞将产生一片弥漫带(见于反应性增生),而单克隆性增殖的淋巴组织则出现一明显条带(见于恶性淋巴瘤).因此对于淋巴瘤的诊断,首先应依靠形态学检查,并辅以免疫组化结果,对于仍不能明确诊断一小部分病例得,可行基因重排检测,在本研究中有3例较难诊断病例,由于病理HE切片、免疫组化均不能做出明确诊断,通过运用PCR技术对其进行基因重排检测,有IgH的特异性重排条带,提示基因重排的检测对于识别此类交界性及淋巴瘤的早期发现可能具有重要价值.参考文献[1] Garcia MJ, Delgado BM, Granizo JJ, et al. IgH,TCRγ and TCRβ gene rearrangement in 80 B and Tcell NonHodgkins lymphomas: Study of the association between proliferation and the socalled “A berrant” patterns[J]. Diag Mol Pathol, 2001, 10(2): 69-77.[2]王淑芳,苏勤,朱少君,等.多发性子宫平滑肌瘤的克隆性[J].中华病理学杂志,2002, 31:107-111.[3]朱少君,苏勤,王淑芳,等. 女性外阴尖锐湿疣的克隆性[J]. 诊断病理学杂志, 2003, 10:81-84.[4] Lucas DR, Shroyer KR, McCarthy PJ, et al. Desmoid tumor is a clonal cellular proliferation: PCR amplification of HUMARA for analysis of patterns of Xchromosome inactivation[J]. Am J SurgPathol, 1997, 21:306-312.[5]高子芬,潘增刚,裴斐,译. 女性生殖系统. 见: Juan Rosai,ed. 回允中,主译. 阿克曼外科病理学[M]. 8版. 沈阳: 辽宁教育出版社,1999. 1319.[6]朱平. 现代血液肿瘤诊断治疗学[M] . 北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社,1998:24-41.[7] Diss TC, Watts M, Pan LX, et al. The polymerase chain reaction in the demonstration of monoclonality in T cell lymphomas[J]. J Clin Pathol, 1995, 48:1045-1050.[8] Kros JM, Bagdi EK, Zheng P, et al. Analysis of immunoglobulin H gene rearrangement by polymerase chain reaction in primary central nervous system lymphoma[J]. J Neurosurg, 2002,97:1390-1396.[9]王萍,王瑞年,卢健,等. 非霍奇金淋巴瘤的IgH和TCRδ基因重排[J]. 临床与实验病理学杂志, 2002,18: 21-23.。
人类抗体多样性的产生机制在人类体内,抗体是免疫系统中的一个重要组成部分。
它们是一种蛋白质,能够识别并抵御外来的病原体和其他物质,保护我们免受感染和疾病的侵袭。
然而,免疫系统需要应对各种各样的病原体,挑战每个病原体的抗体也应该是不同的。
所以,人类需要拥有抗体多样性的产生机制。
抗体多样性涵盖了两种不同的机制:基础抗体多样性和适应性抗体多样性。
基础抗体多样性是细胞层次的。
由人体胚胎时期产生的免疫球蛋白(Ig) 基因重排产生一个多样的天然Ig 基因库。
由于基因重排是随机的,这样就形成了一系列天然的抗体多肽序列。
这些序列一旦经过筛选和优化,就形成了一系列基础抗体的多样性。
适应性抗体多样性的产生与基础抗体多样性的产生不同。
适应性抗体多样性是在免疫系统对致病菌和其他病原体进行抗原识别时,产生的针对性抗体的多样性。
这种多样性主要依赖于B细胞受体的基因重排和体液免疫反应。
B细胞受体是一种通过基因重排产生的受体,可以结合特定的抗原。
基因重排产生不同的B细胞受体使得免疫系统可以识别和抵御不同种类的病原体。
这项工作是由细胞调节的复杂过程完成的。
在这个复杂的过程中,基因的选择、删除、多次反转来增加及调整其组合,使得产生的抗体多序列和不同组合是几乎无限的。
当身体遭遇新的病原体时,适应性抗体多样性会生动地演示出来。
一系列B细胞会被激活,它们会对抗原进行识别和结合,并进一步分化为具有多种膜或分泌性的形式的浆细胞以及记忆B细胞。
这些浆细胞释放的抗体是完全定制的,能够非常紧密地结合特定的抗原。
记忆B细胞保留在组织中,等待下一次相似的病原体出现时快速进入活跃状态。
总体而言,抗体多样性的产生机制非常复杂,涉及了基因重排、选择和优化、单克隆扩增等多个环节。
这样产生的抗体多样性可以很好地保护人类免受多种病原体的侵害。
未来随着技术和科学的进步,我们相信对抗体多样性和免疫系统的了解会越来越深入,为更好地对抗各种疾病提供有力支持。
三、基因重排的分子机制
早在50年代,人们就认识到抗体分子的每一条链都是由高度多变的V区和相对不变的C区组成的,V区赋予抗体分子对抗原的特异性。
抗体分子V区的多样性和C区的稳定性显然是矛盾的。
Dreyer和Bennett 于1965年首次提出假设,认为每条抗体链实际上至少由两个基因所编码,其中一个是恒定的,一个是可变的。
1983年,Tonegawa (Nature, 302:575-581)在对产生抗体的骨髓瘤及浆细胞瘤进行研究时发现,产生抗体的细胞中Ig基因结构与其它不合成抗体分子的细胞中的结构不一样。
在所有物种中,胚系Ig基因的构成基本上相同。
Ig重链和轻链(λ和κ链)基因座都由多个编码V区和C区蛋白质的基因组成,并被非编码的DNA所分隔。
抗体分子由4条(两对)多肽链组成,包括两条相同的轻链(L-chain)和两条相同的重链(H-chain)。
轻链和重链在相对分子质量上有较大差别,前者约2.3x104,后者则介于5.3x104-7.0x104之间。
所有Ig分子都含有两类轻链中的一类,即κ型或λ型。
Κ型和λ型轻链的恒定区和可变区的氨基酸序列是不同的。
在小鼠中,95%的抗体轻链是κ型,而人类抗体轻链中,κ型和λ型各占50%左右。
免疫球蛋白重链基因DNA重排以后,大量间隔序列被切除,使位于J-Cμ之间的增强子序列得以发挥作用,增强基因转录。