4.4 SHM和CSR
体细胞超突变SHM是指免疫球蛋白重链和轻链可变区(IgV)基因快速突变的过程,速度大约是普通基因背景突变的106倍。这一过程发生在暗区的B细胞中抗体V基因的互补决定区CDR。突变特点包括:非随机、碱基转换(transition)多于颠换(transversion)*、已明确突变热点(例如RGYW基序)。虽然SHM的总体目标是产生高亲和抗体,但在没有选择的情况下,本身无法区分有利或是有害的变异。产生的抗体引向三种结果:(1)对抗原的亲和力升高、(2)对抗原的亲和力降低以及(3)对抗原的亲和力不变。另外,SHM还可能诱生异常抗体,如不能正确折叠或者因终止密码子产生而提前结束翻译。总体来说,抗体V区的SHM并不意味必然产生更高亲和力的抗体,但GC亮区基于抗原结合的选择过程有极大希望筛选出携带最高亲和力抗体的B细胞。
类别转换重组CSR是一种DNA水平的变异,主要介导抗体的同种型转换,即激活的B细胞抗体的重链类型从IgM/IgD转变为其他亚型。CSR主要发生在GC内,但也广泛存在于GC外的TD或TI反应中。CSR过程中,抗体重链的恒定区(IgC)发生变化,但重链的可变区保持不变。进一步说,类别转换时重链可变区的V(D)J重排维持,即抗体特异性不变,但恒定区内部的不同片段会相互关联而改变,从而在本质上转变了抗体的效应**。机制上,CSR促使恒定区DNA重组发生,涉及IgC基因前数百个碱基对的特定重复区域(即转换区switch region)之间的非同源末端连接。类别转换受到GC内Tfh细胞分泌的细胞因子的控制。譬如,小鼠的IL-4促进抗体转换为IgG1和IgE。只得一提的是,SHM和CSR都需要AID这种酶的参与。
SuppInfo:
*点突变,也称作单碱基替换(single base substitution),指由单个碱基改变发生的突变。可以分为转换(transitions,即嘌呤和嘌呤之间的替换,或嘧啶和嘧啶之间的替换)和颠换(transversions,嘌呤和嘧啶之间的替换)两类。
*恒定区与抗体激活补体、结合Fc受体等功能相关。
CDRs: complementarity determining regions