第十二章 造血干細(xì)胞及免疫細(xì)胞的生成
第一節(jié) 造血干細(xì)胞的特性和分化
一、造血干細(xì)胞的起源和表面標(biāo)記
1、造血干細(xì)胞的起源：最早發(fā)生在卵黃囊，隨后是胎肝，胚胎發(fā)育中期后及出生后，骨髓是造血場(chǎng)所。早期的造血干細(xì)胞是多能干細(xì)胞，具有自我更新和分化兩種潛能。
2、造血干細(xì)胞的表面標(biāo)記
（1)CD34：是一種高度糖基化跨膜蛋白，隨造血干細(xì)胞的分化成熟逐漸消失，成熟細(xì)胞不表達(dá)。
（2)CD117：是干細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體（SCFR)，又稱c－kit，也是多能造血干細(xì)胞的重要標(biāo)記
（3)Lin－細(xì)胞
二、造血干細(xì)胞的分化
（一)多能造血干細(xì)胞的分化：
1、研究造血干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中的概念：
脾集落形成單位（colony forming unit-spleen, CFU-S)
體外培養(yǎng)集落形成單位（colony forming unit-culture, CFU-C)
2、造血干細(xì)胞發(fā)育分化的必要條件：骨髓、胸腺的微環(huán)境，通過分泌細(xì)胞因子或其他介質(zhì)，如IL－7、CSF、胸腺激素、胸腺素、促胸腺生成素等；通過粘附分子和細(xì)胞外基質(zhì)參與干細(xì)胞的分化。
（二)定向干細(xì)胞及其分化
1、髓樣干細(xì)胞及其分化：紅系在EPO作用下發(fā)育、分化；巨核系在血小板生成素（TPO)作用下分化；粒單系分化的刺激因子有GM－CSF／G-CSF、IL-3等
2、淋巴樣干細(xì)胞的分化
（1)T細(xì)胞的分化發(fā)育 T細(xì)胞在胸腺發(fā)育過程中獲得功能性TCR的表達(dá)、自身MHC限制以及自身免疫耐受。
① TCRα和β鏈基因重排：DN β鏈基因D-J重排→β鏈基因V-DJ重排→前T細(xì)胞（DP)表面表達(dá)pTα:β以及α鏈基因V-J重排→DP TCRαβ功能性表達(dá)表達(dá)
② CD3以及輔助受體CD4和CD8的表達(dá)
T細(xì)胞的成熟過程分為雙陰性、雙陽性和單陽性三個(gè)時(shí)期：
雙陰性期（DN)：不表達(dá)CD3、CD4、CD8分子，稱為雙陰性T細(xì)胞。
雙陽性期（DP) ：T細(xì)胞首先表達(dá)CD8分子，CD8分子的出現(xiàn)促進(jìn)CD4分子的表達(dá)，CD3從低到高表達(dá)。轉(zhuǎn)化成雙陽性T細(xì)胞。
單陽性期（SP) ：雙陽性T細(xì)胞在胸腺中再經(jīng)第二次選擇過程，分化為CD4＋T細(xì)胞或CD8＋T細(xì)胞，即單陽性T細(xì)胞。
③胸腺中T細(xì)胞的選擇
部位：在胸腺皮質(zhì)、髓質(zhì)交界處。
陽性選擇：陽性選擇的意義在于賦予成熟T細(xì)胞具有識(shí)別、結(jié)合MHC的能力，使T細(xì)胞在識(shí)別抗原時(shí)顯示MHC約束性。
陰性選擇：其意義在于清除了自身反應(yīng)性T細(xì)胞克隆
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（2)B細(xì)胞的分化發(fā)育 原始B細(xì)胞（pro-B細(xì)胞)→ pre-B細(xì)胞 → μ＋的不成熟B細(xì)胞 → μ＋δ＋的成熟B細(xì)胞（初始B細(xì)胞)→ 活化的B細(xì)胞→漿細(xì)胞。
Ig重鏈基因D-J重排→Ig重鏈基因V-DJ重排→表達(dá)μ鏈preB受體→輕鏈基因V-J重排→形成完整的mIgM →mIgM mIgD同時(shí)表達(dá)。
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3、NK細(xì)胞 骨髓是NK細(xì)胞發(fā)育分化的主要場(chǎng)所。
第二節(jié) 淋巴細(xì)胞抗原識(shí)別受體的編碼基因及多樣性的產(chǎn)生
一、BCR和TCR基因結(jié)構(gòu)及其重排
（一)胚系基因結(jié)構(gòu)
1、V區(qū)基因和Ｃ區(qū)基因：每種肽鏈的編碼基因均分為V區(qū)和Ｃ區(qū)基因。
BCR的Ｈ鏈、TCR的β、δ鏈的Ｖ區(qū)基因由Ｖ、D、J三個(gè)基因片段組成。
BCR的κ或λ鏈、TCR的α、γ鏈由Ｖ、J兩個(gè)基因片段組成。
BCR、TCR的各個(gè)Ｖ基因片段之前均有前導(dǎo)序列，編碼前導(dǎo)肽。
2、抗原受體的胚系基因結(jié)構(gòu)
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（二)淋巴細(xì)胞發(fā)育過程中抗原受體基因的重排
1、重組酶及其重組信號(hào)序列：（1)重組激活酶，切除重組信號(hào)序列。（2)末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶，用于N插入。（3)其他DNgydjdsj.org.cn/zhicheng/A外切酶、DNA合成酶。
七聚體－間隔序列－九聚體稱為重組信號(hào)序列（recombination signal sequences，RSS)，
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2、BCR基因表達(dá)的一些特點(diǎn)
（1)等位排斥和同種異型排斥
等位排斥（allelic exclusion)：是指B細(xì)胞中位于一對(duì)染色體上的輕鏈和重鏈基因，其中只有一條染色體上的基因得到表達(dá)，這樣對(duì)遺傳上是雜合子的個(gè)體來說，也同樣保證了一個(gè)B細(xì)胞只表達(dá)一種輕鏈和一種重鏈，也即只表達(dá)一種特異抗原受體。TCR也有等位排斥。
同種型排斥（isotype exclusion)：是指兩種輕鏈之間的排斥，輕鏈有κ和λ鏈,但一個(gè)BCR和Ig分子只能表達(dá)其中的一種,在不同的物種中κ和λ鏈的表達(dá)變化很大,在小鼠和大鼠κ∶λ的比率為95∶5,在人是65∶35。
（2)
類別轉(zhuǎn)換
在抗體應(yīng)答過程中，抗原激活B細(xì)胞后，膜上表達(dá)和分泌的Ig類別會(huì)從IgM轉(zhuǎn)換成IgG,IgA,IgE等其他類別或亞類的Ig，這種現(xiàn)象稱為類別轉(zhuǎn)換（class switch)或同種型轉(zhuǎn)換（isotypeswitch)。
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（3)BCR和分泌型Ig：編碼膜型Ig重鏈羧基端有兩個(gè)外顯子（MC)，分別編碼疏水的跨膜區(qū)和膜內(nèi)部分，而分泌型Ig重鏈羧基端序列是由外顯子SC編碼的，SC序列結(jié)在恒定區(qū)結(jié)構(gòu)域最末一個(gè)外顯子之后。轉(zhuǎn)錄時(shí)，如果只轉(zhuǎn)錄到SC,則成為分泌型Ig，如果轉(zhuǎn)錄時(shí)包括MC，而把SC剪切掉，則表達(dá)為BCR。
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二、抗原識(shí)別受體多樣性產(chǎn)生的機(jī)制
1、組合造成的多樣性(combinatorial diversity)V區(qū)基因片段的組合和輕重鏈的組合。
2、連接造成的多樣性（junctional diversity)發(fā)生于CDR3區(qū)位于Ｖ、J或V、D、J片段連接處。如 N插入只發(fā)生在重鏈的V和D或Ｄ和J之間。
3、體細(xì)胞高頻突變?cè)斐傻亩鄻有?體細(xì)胞高頻突變是已成熟的B細(xì)胞而且只在次級(jí)淋巴器官的生發(fā)中心中，發(fā)生在重排過的V基因上的突變。主要的方式是點(diǎn)突變和體細(xì)胞高頻突變導(dǎo)致抗體在應(yīng)答過程中會(huì)產(chǎn)生親和力成熟的現(xiàn)象。
TCR與BCR不同的是： 沒有體細(xì)胞高頻突變。N區(qū)插入多于BCR，TCRαβ中, α鏈和β鏈基因都有N區(qū)插入,在α鏈的V-J片段和β鏈的V-D\D-J之間都有N區(qū)插入。人的γδ基因是否有N區(qū)插入還不清楚。TCRV區(qū)基因發(fā)生有效重排機(jī)會(huì)較多
BCR多樣性可達(dá)1014，TCRαβ的多樣性1016。
三、淋巴細(xì)胞的克隆選擇
1、眾多的淋巴細(xì)胞克隆具有各自特異的抗原受體，但都來自于同一個(gè)淋巴祖細(xì)胞
2、在淋巴細(xì)胞發(fā)育早期，未成熟淋巴細(xì)胞如結(jié)合自身抗原即被克隆刪除，發(fā)生自身免疫耐受
3、成熟淋巴細(xì)胞可識(shí)別外來抗原，并發(fā)生活化和克隆擴(kuò)增
4、同一克隆的淋巴細(xì)胞識(shí)別相同的抗原，受抗原刺激的淋巴細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞，清除相應(yīng)的抗原。
