免疫球蛋白 LAMBDA 恒定区 1

免疫球蛋白 λ 轻链的恒定区有 4 种亚型,由 3 条单克隆骨髓瘤 L 链(OZ、KERN、Mcg) 中的氨基酸取代定义。亚型 1 是 OZ 加 KERN、Mcg-。亚型 2 是 OZ-KERN 加 Mcg+。亚型 3 是 OZ-KERN 加 Mcg-。亚型 4 是 OZ-KERN-Mcg-。虽然没有发现 λ 轻链的独特型变异(与 κ 轻链和 γ 重链的 Inv 和 Gm 变体相比),但可以从免疫球蛋白的氨基酸序列中推断出至少 1 个 λ 轻链基因座的存在。相同类型的证据表明存在 mu、δ 和 ε 重链基因座,它们分别决定了 IgM、IgD 和 IgE 中重链的结构。每个免疫球蛋白分子由 2 条重链和 2 条轻链组成。由于有 5 种类型的重链和 2 种类型的轻链,因此最少产生 10 类免疫球蛋白。实际上,由于γ重链至少有四种亚型,所以免疫球蛋白至少有32种。λ L 链的六个亚组被识别并命名为 V-λ I-VI。它们可能是由单独但密切相关的基因座决定的。对于丙种球蛋白特异性染色体的分配,库赫拉帕蒂等人(1979)在不产生免疫球蛋白的变异小鼠骨髓瘤细胞系和慢性淋巴细胞白血病患者的淋巴细胞之间创建了杂交瘤(小鼠骨髓瘤细胞和免疫小鼠脾细胞之间的杂交体已被用于“拯救”产生免疫球蛋白的小鼠细胞和产生单克隆抗体。)他们得出结论,第 6 和/或 11 号染色体与人类重链和/或 λ 链的表达有关生产。抗体基因为研究真核细胞分化的分子基础提供了独特的机会。基因片段的重排与抗体分子的表达相关。轻链由 3 个基因片段 V(L)、J(L) 和 C(L) 编码,它们在抗体基因表达方面未分化的细胞基因组中是分开的。在产生抗体或 B 细胞的分化过程中,V(L) 和 V(J) 基因片段重新排列并连接在一起,而 J(L) 和 C(L) 片段之间的插入 DNA 保持不变。这部分转录本通过 RNA 剪接去除以产生具有连续 V(L)、J(L) 和 C(L) 编码片段的轻链 mRNA。见评论戴维斯等人(1980 年)。

Klein(1981)发现 B 细胞衍生的肿瘤(小鼠骨髓瘤和人 Burkitt 淋巴瘤( 113970 ) 和 B 细胞急性淋巴细胞白血病)具有与染色体畸变类型相关的免疫球蛋白合成异常模式。Lenoir(1981)也进行了类似的观察,他收集了最多的变异伯基特淋巴瘤易位。在 10 个测试中,都同意轻链表达的假设:所有 8;22 易位细胞都产生 lambda 作为唯一的轻链;所有 2;8 易位细胞仅产生 kappa;和 8;14 个易位细胞产生 kappa 或 lambda,比例约为 2:1。埃里克森等人(1981)通过研究小鼠骨髓瘤细胞和人 B 细胞之间的体细胞杂交体的衍生克隆,证实了 lambda 基因簇与 22 号染色体的分配。

海特等人(1981)发现人类的 λ 轻链基因座包含 6 个 λ 样基因串联排列在染色体 DNA 的 50-kb 片段上。6 个中的 3 个序列对应于 3 个已知的非等位 lambda 链同种型:Mcg、Ke(-)Oz(-) 和 Ke(-)Oz(+)。这些位于 6 簇的 5 素数末端。除了 6 之外,还克隆了三个尚未连接的 lambda 样序列。作者认为,λ基因可能在人类基因组中形成了一个出乎意料的大家族。在蛋白质水平上,人类 λ 恒定区至少有第四种非等位基因形式已被鉴定(Solomon,1977): Kern(+)Oz(-)。对于 Ke(-)Oz(-),位置 112、114、152、163、190 和 216 的氨基酸分别为:ala-ser-ser-thr-arg;对于 Ke(+)Oz(-):ala-ser-gly-thr-arg;对于 Ke(-)Oz(+):ala-ser-ser-thr-lys;对于 Mcg:asn-thr-gly-lys-arg。这 6 个基因围绕着一个高度多态性和明显不稳定的区域,当克隆到大肠杆菌中时,该区域被反复删除。遗传限制性片段长度多态性在 lambda 基因座中得到证实。λ 基因座的完整表征,例如,J 区域和实现多样性的机制仍有待完成。

使用基因组探针和原位杂交,Leder(1982)和他的同事暂时将 lambda 基因簇分配到 22q11。使用从体细胞杂交体 DNA 的南方印迹中的克隆基因制备的核酸探针,McBride 等人(1982)将 kappa 恒定基因分配给 2 号染色体,将 lambda 恒定基因分配给 22 号染色体。每个杂交细胞系携带的人类染色体通过同工酶标记进行鉴定。

Wabl 和 Steinberg(1982)提出了一种理论来解释等位基因排斥(2 个等位基因中只有一个在任何一个淋巴细胞中起作用)和 L 链同种型排斥(在给定的淋巴细胞中,kappa 或 lambda 轻链但不能同时与重链结合)链形成一个完整的 Ig 分子)。在 t(8;22) 型伯基特淋巴瘤中,λ 轻链基因易位至 8 号染色体,而在慢性粒细胞白血病(CML; 608232 ) 中,它们仍保留在 22 号染色体上(即费城染色体上)(Selden 等人., 1983)。Burkitt 淋巴瘤的重排允许定义染色体 2p、14q 和 22q 上免疫球蛋白基因的正常方向。对于 2p 上的 kappa 基因,5 素数到 3 素数的顺序是 cent--V--J--C--ter;ter--V--J--C--cen 为14q上的重链基因;和 cent--V--C--ter 用于 22q 上的 lambda 基因。

根据Croce(1984),伯基特淋巴瘤 3 种形式的相对频率为 75%,8;14;16%,8;22;和 9%,8;2。100% 的病例表现出这 3 种易位类型中的一种或另一种。Burkitt 淋巴瘤中 22q 的断点在细胞遗传学上与 CML 中的断点无法区分。分子遗传学研究表明,Burkitt 断点位于 C-lambda 基因座的着丝粒处,而 CML 断点位于 C-lambda 的远端。通过体细胞遗传和原位杂交技术研究携带 8;22 的伯基特淋巴瘤细胞系,Emanuel 等人(1984)得出结论,λ可变区基因位于λ恒定区基因(位于远端)的着丝粒侧。六个非等位免疫球蛋白 λ 恒定区基因已在 40 kb 的 DNA 片段上进行了表征。确定了该簇的 3 个上游基因(Cl1、Cl2 和 Cl3)的核苷酸序列,并显示它们分别编码基因的 Kern(-)Oz(-) 和 Kern(-)Oz(+) 恒定区。拉姆达链。

达里亚瓦赫等人(1987)报道了该簇的3个下游基因的序列,并表明其中2个(Cl4和Cl5)是假基因。他们还表明,Cl6 编码了 Kern(+)Oz(-) 链。通过确定完整的人类 C λ 复合体的 DNA 序列,Vasicek 和 Leder(1990)发现了一个先前未描述的可能编码 Ke(+)Oz(-) λ 蛋白的第七个 C λ 区域。他们证明了 7 个恒定区域以串联阵列的形式组织,并且每个区域前面都有一个 J λ 区域。λ 1、λ 2、λ 3 和λ 7 显然是活性基因,而λ 4、λ 5 和λ 6 是假基因。在 C λ 复合物周围的 60-kb 区域内没有其他 J λ 或 C λ 区域;然而,人类基因组中至少还有 4 个其他 lambda 样基因和 lambda 假基因。他们在包含 lambda 7 的区域的相反链上发现了一个 1,377 bp 的开放解读码组。然而,他们没有证据表明它是功能基因的一部分。

弗里皮亚特等人(1995)在 22q11.2 上完成了人类 lambda 基因座的图谱。他们在 129 个粘粒克隆中的 8 个 YAC 构建的 1140-kb 重叠群上绘制了来自 10 个 V-λ 家族的 52 个 V-λ 基因和 7 个 J-λ 和 C-λ 基因。可变基因包含在800 kb内,10个家族排列成3个簇,与重链和κ轻链的不同可变家族基因的分散组织形成对比。编码部分替代轻链的VpreB基因(VPREB1;605141 )、GGT2基因( 137181 )和BCR4假基因(见151410 )也被定位在λ基因座内。

使用 FISH,Kosak 等人(2002)证明 IgH(见147100 ) 和 Ig-kappa(IgK; 147200 ) 基因座,但不是较小的 Ig-λ 基因座,它只有 3 个 V 基因片段,在小鼠造血祖细胞和 pro -T淋巴细胞与pro-B淋巴细胞相比。在这些大型多节段基因座不活跃的 pro-T 细胞中,它们优先位于核外围,而在积极表达 Ig 基因座的 pro-B 细胞中,它们具有中心结构并经历大规模的 IL7R( 146661 ) 依赖的压实。科萨克等人(2002)提出这些基因座的外围定位通过远离转录和重组装置和/或通过组装难熔结构来抑制它们的转录和重排。此外,大规模的中心压实可能有助于远程 V(D)J 重排。

罗伊克斯等人(2003)研究了为什么染色体之间的易位倾向于在基因组的特定断点处再次发生的问题。他们提供的证据表明,高阶空间基因组组织是反复易位形成的一个促成因素。他们表明,在各种 B 细胞淋巴瘤中反复易位的 MYC( 190080 )、BCL( 168461 ) 和免疫球蛋白基因座在正常 B 细胞中相对于彼此优先定位在空间上非常接近。罗伊克斯等人(2003)首先通过使用荧光原位杂交对易位基因进行定位,评估了易位基因的全球核组织。他们发现的首选定位在统计上与均匀随机分布不同。然后,他们测量了 MYC 与其在核型正常细胞中的各种易位伙伴之间的物理距离,并将它们的物理距离与临床观察到的易位频率进行了比较。他们发现 MYC 与其最常见的 2 个易位伙伴 IgH 和 IgL 的分离度分别为核直径的 40.7% 和 41.0%,而它与其罕见的易位伙伴 IgK 的分离度为 47.1%。最后一个值与阴性对照基因座 TGFBR2( 190182),从未被报道与 MYC 易位;其平均间隔为核直径的 49.4%。

刘等人(2005)分析了 333 个 Ig 基因的推定启动子区域(PPR) 以确定它们的 CpG 岛含量。CpG 岛是大约 200 bp 富含 CpG 二核苷酸的区域,这些二核苷酸通常与管家基因相关。刘等人(2005)注意到IGK轻链基因位于2号染色体的正负链上,IGH重链基因仅位于14号染色体负链上,IGL轻链基因仅位于染色体正链上22. 他们发现没有一个连接区域的基因在其 PPR 中具有 CpG 岛。而 IGKC( 147200) 和 11 个 IGHC 恒定区基因中有 6 个具有 CpG 岛,7 个 IGLC 恒定区基因中没有一个具有 CpG 岛。在 Ig 可变区基因中,14 号染色体上的重链基因的 CpG 岛频率略高于 2 号和 22 号染色体上的轻链基因。与 22 号染色体上的非 Ig 基因相比,富含 CpG 的染色体, Ig 基因具有 CpG 岛的可能性显着降低,而具有较低密度 CpG 岛的可能性显着增加。刘等人(2005)得出结论,人类和小鼠 Ig 基因的 PPRs 中 CpG 岛的出现是非随机和非中性的。

使用 FISH 和激活的非同源末端连接缺陷小鼠脾 B 细胞,Wang 等人(2009)观察到 Igl 基因座处 V(D)J 重组相关断裂的积累,以及类别转换重组相关的 Igh 断裂,通常在同一细胞中。Igl 和 Igh 断裂经常连接形成易位,这是一种与特定 Igh-Igl 共定位相关的现象。Igh 和 Myc 也在这些细胞中共定位,并且频繁的 Myc 双链断裂的引入有力地促进了 Igh-Myc 易位。

假基因

霍利斯等人(1982)假设存在“加工基因”:与正常对应物相反,具有RNA类型加工的一些证据的基因样序列,例如,与转录起始位点的一致同源性,干预序列的完全丢失, 或与 poly(A) 尾位点的重合同源性。霍利斯等人(1982)描述了满足这些期望的人λ免疫球蛋白链的假基因。Lambda-psi-1,正如他们所说的那样,被认为不在 22 号染色体上,J 和 C 区域不是不连续的,而是按照 RNA 剪接规则干净地连接在一起。此外,假基因与正常基因的同源性突然终止于长长的腺苷酸残基序列,类似于多聚(A)尾。基因运动和精确剪接的关联向他们表明,RNA中间体可能参与了新基因的形成以及将其运送到新位置。小鼠中α-珠蛋白基因的假基因表现出同样的现象。