免疫球蛋白的多樣性

　　機(jī)體對(duì)外界環(huán)境中眾多抗原刺激可產(chǎn)生相應(yīng)的特異性抗體，有人推算抗體的多樣性在10⁷以上，這種抗體多樣性主要是由遺傳控制的。引起免疫球蛋白多樣性的原因主要有以下幾個(gè)方面。

　　1.胚系中眾多的V、D、J基因片段　胚系（germ line)中未重排的（unrearranged) DNA有眾多的V基因片段以及一定數(shù)量的D、J基因片段。以小鼠為例。V_H、D_H和J_H基因片段分別為1000、12和4，單獨(dú)重鏈重組的多樣性可達(dá)4.8×10⁴左右；Vκ和Jκ分別約為250和4，κ輕鏈V-J重排的多樣性為1.0×10³。經(jīng)重鏈與κ輕鏈隨機(jī)配對(duì)后推算的多樣性為（4.8×10⁴)×（1.0×10³)=4.8×10⁷。

表3-5　小鼠Ig胚系基因片段和重鏈、κ輕鏈配對(duì)的多樣性

注：多樣性數(shù)目不包括VDJ連接多樣性、N區(qū)插入和體細(xì)胞突變所增加的多樣性數(shù)目。

　　2.VDJ連接的多樣性　輕鏈基因重排過程中，V_J連接點(diǎn)以及重鏈基因重排過程中D-J以及V-D-J連接點(diǎn)有一定的變異范圍。例如輕鏈V_L因片段3′端5個(gè)核苷酸CCTCC和J_L基因片段5′端4個(gè)核苷酸GTGG連接時(shí)，9個(gè)核苷酸中只有6個(gè)核苷酸編碼輕鏈第95、96位氨基酸，可產(chǎn)生8種不同的連接方式（圖3-13)。

　　3.體細(xì)胞突變（somatic mutation)　體細(xì)胞在發(fā)育過程中可發(fā)生基因的突變。以長(zhǎng)期體外培養(yǎng)的B細(xì)胞前體為例，每個(gè)細(xì)胞每個(gè)堿基對(duì)的突變率為1～3×10^-5，這種類型突變主要發(fā)生在V基因。體細(xì)胞突變擴(kuò)展了原有胚系眾多基因片段的多樣性。

　　4.N區(qū)的插入（insert of N region)　在Ig重鏈基因片段重排過程中，有時(shí)可通過無模板指導(dǎo)的機(jī)理（non-temple directed mechanism)在重組后D基因片段的兩側(cè)即V_H-D_H或D_H-J_H連接處插入稱之為N區(qū)的幾個(gè)核苷酸。N區(qū)不是由胚系基因所編碼。在N區(qū)插入前，先通過外切酶切除V_H-D_H或D_H-J_H連接處的兒個(gè)堿基對(duì)，然后通過末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶（terminal deoxynucleotidyl transferase,TdT)連接上N區(qū)。由于額外插入了N區(qū)，可發(fā)生移碼突變（frameshift mutation),使插入部位以及下游密碼子發(fā)生改變，從而編碼不同的氨基酸，增加了抗體的多樣性。

圖3-13　輕鏈基因V-J連接多樣性舉例

圖3-14　N區(qū)插入D-J連的接處（示意圖)

　　5.輕鏈重鏈相互隨機(jī)配對(duì)　如表3-5所示，小鼠重鏈與κ輕鏈隨機(jī)配對(duì)后推算的多樣性可達(dá)4.8×10⁷，如果再加上重鏈與λ輕鏈的隨機(jī)配對(duì)其多樣性就更多了。