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抗體的新特性：輕鏈一致性的研究報告

發(fā)布時間：2022-10-31 15:13:12作者：輝駿生物-fitgene

在最近發(fā)表在《Nature》雜志上的一項研究中，研究人員調(diào)查了具有相似重鏈的幼稚、未轉(zhuǎn)換、記憶和成漿細(xì)胞表型的不相關(guān)B細(xì)胞對是否也具有相同的輕鏈。

背景

盡管如此，將抗體按功能分組仍是一個挑戰(zhàn)。理論上，具有相同功能的抗體應(yīng)該具有相似的表位和互補的表位。然而，雖然在試管內(nèi)特異性抗體的分析抗原結(jié)合相對來說更簡單，只有少量的抗體可以分析它們的中和活性。

克隆型是來自單個供體的抗體組，其來源于共同的祖先重組細(xì)胞。在個體內(nèi)部和個體之間發(fā)現(xiàn)了具有相同功能的相似克隆型。

涉及流感、寨卡和人類免疫缺陷病毒(HIV)的研究表明，抗體在其重鏈和輕鏈基因中表現(xiàn)出一定的保真度。然而，輕鏈一致性，即不屬于具有相似重鏈的相同克隆型的不相關(guān)B細(xì)胞中相似輕鏈的出現(xiàn)，還沒有被檢驗。

關(guān)于研究

在目前的研究中，研究人員對160萬對原始、非轉(zhuǎn)換、漿母細(xì)胞和類別轉(zhuǎn)換記憶表型的B細(xì)胞進(jìn)行了全長抗體基因測序，這些B細(xì)胞是從四個無關(guān)個體捐獻(xiàn)的外周血樣本中獲得的。序列覆蓋了V基因的前導(dǎo)區(qū)和用于確定抗體亞類和同種型的部分恒定區(qū)。

根據(jù)從每個供體推斷的V基因等位基因估計的連接區(qū)外發(fā)生的體細(xì)胞超突變，將序列分為初始和記憶B細(xì)胞組。不顯示突變的抗體序列被認(rèn)為是原始的，其他的被認(rèn)為是記憶B細(xì)胞序列。使用流式細(xì)胞儀分類來確認(rèn)這些分配。

分別比較具有相似重鏈V基因和抗體重鏈第三互補決定區(qū)(CDRH3)長度的B細(xì)胞對的原始和記憶細(xì)胞類型，以確定輕鏈基因是否也相似。

假設(shè)抗體復(fù)發(fā)是由常見的重組事件引起的，通過將抗體序列與V(D)J參考序列進(jìn)行比對來分析連接序列。這使得研究人員能夠確定觀察到的復(fù)發(fā)率是否與偶然預(yù)期的復(fù)發(fā)率相當(dāng)。

模擬也用于預(yù)測復(fù)發(fā)的初始抗體的數(shù)量。還將復(fù)發(fā)抗體與任意抗體進(jìn)行比較，以確定連接區(qū)域的復(fù)雜性。

研究結(jié)果

結(jié)果表明，在V區(qū)具有相同重鏈基因和100% cdr H2氨基酸同一性的不同來源記憶B細(xì)胞中，輕鏈一致性為82%。相比之下，未經(jīng)功能性選擇且不含體細(xì)胞超突變的幼稚B細(xì)胞，其輕鏈只有10%的一致性。

因此，在記憶B細(xì)胞中，輕鏈相干可能與重鏈相干同時發(fā)生。這些細(xì)胞由外周和胸腺選擇形成，并產(chǎn)生功能性抗體。

對冠狀病毒疾病2019(新冠肺炎)、多發(fā)性硬化、川崎病和其他疾病相關(guān)的獨立數(shù)據(jù)集的分析表明，記憶B細(xì)胞中的輕鏈一致性為93%。然而，本數(shù)據(jù)與其他獨立的更早和更近的數(shù)據(jù)的成對比較揭示了70%的輕鏈一致性，因此排除了這些結(jié)果被交叉污染解釋的可能性。

此外，10%的記憶和幼稚B細(xì)胞的隨機交換導(dǎo)致記憶B細(xì)胞82%的輕鏈一致性和幼稚細(xì)胞17%的一致性，從而排除了可能的細(xì)胞錯誤分類。

連接區(qū)的比較顯示，與任意抗體相比，記憶和初始B細(xì)胞類型的復(fù)發(fā)性抗體具有明顯更少的插入堿基和相對不復(fù)雜的連接區(qū)。這增加了偶然事件再次發(fā)生的可能性。

與初始抗體相比，具有插入核苷酸的復(fù)發(fā)性抗體繼續(xù)表現(xiàn)出輕鏈一致性。這表明所有功能性抗體，無論其復(fù)雜性如何，都表現(xiàn)出輕鏈一致性，只是頻率不同。

結(jié)論

總的來說，目前的研究報告說，輕鏈一致性在記憶B細(xì)胞中普遍存在，而在幼稚細(xì)胞中的復(fù)發(fā)純粹是一個機會的函數(shù)。

輕鏈相干性與選擇和獲得的功能相關(guān)。這一觀察解釋了為什么它在幼稚B細(xì)胞中不太常見，而在抗原暴露后經(jīng)歷中樞和外周選擇的記憶B細(xì)胞中更普遍。此外，與任意抗體連接區(qū)相比，初始和記憶B細(xì)胞的復(fù)發(fā)與復(fù)發(fā)抗體中連接復(fù)雜性的降低有關(guān)，因此解釋了它們的復(fù)發(fā)率。

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