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BCR、TCR 與 V(D)J 重組
RAG 負責切,Artemis 負責開,TdT 負責加。抗原刺激後的 AID 另開一條路,兩者不要混在一起。
受器與訊號零件
| 特徵 | BCR | αβ TCR |
| 抗原結合鏈 | 重鏈加輕鏈 | α 鏈加 β 鏈 |
| 訊號夥伴 | Igα/Igβ,也稱 CD79a/b | CD3 與 ζ 鏈 |
| 訊號基序 | ITAM | ITAM |
| 辨識 | 完整天然抗原 | 勝肽-MHC |
| 可否分泌 | 可成為抗體 | 不可 |
TCR 本身的細胞質尾很短,主要靠 CD3/ζ 鏈傳訊。CD4、CD8 共同受體會攜帶 Lck,協助啟動近端訊號。
哪些鏈有 D 片段
| 受器鏈 | 基因片段 |
| Ig 重鏈 | V + D + J |
| Ig 輕鏈 κ/λ | V + J |
| TCR β、δ | V + D + J |
| TCR α、γ | V + J |
重鏈或 TCR β 通常先重組,成功後才進入輕鏈或 TCR α。這些 checkpoint 可避免細胞在錯誤受器上繼續投入資源。
V(D)J 重組的正確順序
- RAG1/2 辨識重組訊號序列(RSS),把一個 12-bp spacer RSS 與一個 23-bp spacer RSS 配對。
- RAG 切割 DNA,形成平整的 signal ends 與髮夾狀 coding ends。
- Artemis-DNA-PKcs 打開髮夾。非對稱開啟與補平可形成回文 P nucleotide。
- TdT 加入非模板 N nucleotide;外切酶也可刪除端點核苷酸。
- Ku70/80、XRCC4、DNA ligase IV 等非同源末端接合系統完成 coding joint。
錯誤修正:P nucleotide 來自髮夾端非對稱開啟後的補平;RAG 不直接插入 P nucleotide。TdT 才負責加入 N nucleotide。
多樣性從哪裡來
- 組合多樣性:選擇不同 V、D、J,再配對重鏈/輕鏈或 α/β 鏈。
- 接合多樣性:P、N nucleotide 與端點刪除,主要集中在 CDR3。
- B 細胞抗原後多樣化:AID 介導體細胞超突變與類型轉換。
接合多樣性是 BCR 與 TCR 都有;體細胞超突變與類型轉換只屬活化後的 B 細胞。
B 細胞發育
| 階段 | 關鍵事件 |
| Pro-B | 重鏈 D-J、V-DJ 重組 |
| Pre-B | μ 重鏈加 VpreB/λ5 替代輕鏈與 Igα/Igβ 形成 pre-BCR;傳出生存、增殖與重鏈 allelic exclusion 訊號 |
| 未成熟 B | 完成輕鏈,表面 IgM;骨髓中進行中樞耐受 |
| 成熟初始 B | 表面 IgM、IgD;在周邊淋巴器官巡行 |
IgM 與 IgD 共表現主要靠相同重鏈轉錄本的選擇性 RNA 處理,不需類型轉換。膜型 BCR 與分泌型抗體也可由不同 RNA 處理與尾端選擇產生。等位基因排除(allelic exclusion)讓成功重組的一套重鏈或受器鏈抑制另一套等位基因繼續重組,使單一淋巴球維持一種主要抗原專一性。
自體反應性未成熟 B 細胞可再重組輕鏈進行受器編輯,也可被刪除或進入無反應。
T 細胞發育
- CD4、CD8 雙陰性期重組 TCR β;成功的 β 鏈與 pre-Tα、CD3 組成 pre-TCR checkpoint。
- 進入雙陽性期,重組 TCR α。
- 胸腺皮質正向選擇建立 MHC 限制性。
- 胸腺髓質負向選擇後,成為 CD4 或 CD8 單陽性細胞。
γδ T 細胞常位於屏障組織,受器重組方式相似,但辨識不完全依賴傳統胜肽-MHC。
AID 做兩件不同的事
| 反應 | 改變位置 | 結果 | 抗原專一性 |
| 體細胞超突變 | V 區 | 產生不同親和力,再由選擇留下高親和力 clone | 可改變 |
| 類型轉換重組 | switch 區與重鏈恆定區 | 改變 Fc 與效應功能 | 不變 |
AID 缺陷會同時影響這兩個反應。CD40L/CD40 缺陷主要切斷 T 細胞幫助與類型轉換,形成高 IgM 型態。
缺陷配對
| 缺陷 | 典型結果 |
| RAG1/2 | T−B−NK+ SCID;部分活性可呈 Omenn syndrome |
| Artemis | 放射敏感型 T−B−NK+ SCID |
| DNA ligase IV 等 NHEJ | 放射敏感、發育異常、免疫缺陷 |
| BTK | Pre-B 阻滯,X 聯無丙種球蛋白血症 |
| AID/CD40/CD40L | 類型轉換失敗,高 IgM 型態 |
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