11.7B: 抗体遺伝子と多様性

Somatic Hypermutation

第2段階の組み換えは、B細胞が抗原によって活性化された後に起こります。 このように急速に分裂する細胞では、重鎖および軽鎖の可変ドメインをコードする遺伝子が、体細胞超変異（SHM）と呼ばれるプロセスによって、高い確率で点変異を受けることになる。 SHMは、免疫系が直面する新しい外来要素に適応するための細胞メカニズムであり、親和性成熟のプロセスの主要な構成要素である。 SHMは、抗原を認識するためのB細胞受容体を多様化し、生物の一生において免疫系が新たな脅威に対応することを可能にする。 体細胞超変異は、免疫グロブリン遺伝子の可変領域に影響を及ぼすプログラムされた突然変異のプロセスを含む。 SHMでは、1回の細胞分裂で、可変遺伝子あたりおよそ1個のヌクレオチドが変化する。 その結果、娘B細胞は、その抗体鎖の可変領域において、わずかなアミノ酸の違いを獲得することになる。 これは、抗体プールの多様性を高め、抗体の抗原結合親和性に影響を与える。 ある種の点突然変異は、元の抗体よりも抗原との親和性が低い抗体を産生することになり、またある種の突然変異はより高い親和性を持つ抗体を産生することになる。 親和性の高い抗体を表面に発現しているB細胞は、他の細胞との相互作用の際に強い生存シグナルを受け取るが、親和性の低い抗体を持つ細胞はそうならず、アポトーシスにより死滅することになる。 このように、抗原に対する親和性の高い抗体を発現しているB細胞は、親和性の弱い細胞に機能・生存の面で勝っていくことになる。 このように、結合親和性の高い抗体を生成する過程を親和性成熟という。 親和性成熟はV(D)J組み換えの後に起こり、ヘルパーT細胞からの手助けに依存している。

抗体遺伝子は、重鎖の塩基を別のものに変えるクラススイッチと呼ばれる過程でも再組織される。 これにより、抗原特異的可変領域を保持したまま、異なるアイソタイプの抗体が作られるため、1つの抗体が免疫系の複数の異なる部位で使用されるようになります。