The Mechanism of Gene Rearrangement on Antibody
B 细胞在哺乳动物的骨髓中发育成熟，其核心事件是功能性 B 细胞抗原受体（BCR）的表达和自身免疫耐受的建立。BCR 由膜表面免疫球蛋白（mIg）组成，包含重链（H链）和轻链（L链），其 N 端可变区（V区）的多样性构成了能够识别成千上万种抗原的外周 B 细胞抗原识别受体库（repertoire）。BCR 的多样性是通过决定其结构的基因在个体发育过程中发生重排所产生的。
B 细胞中枢耐受与受体编辑
过去认为，B 细胞表面经重排产生的 BCR 是固定的。当不成熟 B 细胞在骨髓中表达 mIgM-Igα/Igβ BCR 复合物，并与自身抗原高亲和力结合时，该 B 细胞克隆会被选中并发生克隆消除，即所谓的 B 细胞中枢耐受机制。只有非自身抗原特异性受体的 B 细胞才能进一步成熟并进入外周淋巴组织。
然而，近年来的研究挑战了这一学说，提出了**受体编辑（Receptor Editing）**的概念：
受体编辑：BCR 特异性的选择不仅发生在 B 细胞克隆水平，也可能发生在受体分子水平。在特定条件下，已重排的 BCR 可以发生新的重排，使其结构改变，形成新的 BCR。
特异性漂移：这一现象导致原有识别自身抗原的 BCR 特异性向其他特异性漂移，使 B 细胞克隆不再应答自身抗原，从而维持中枢耐受，同时丰富抗原受体库。
受体修正：受体编辑不仅发生在中枢发育的早期不成熟 B 细胞，也可发生于外周成熟 B 细胞，主要作用是改变 BCR 的亲和力。外周受体编辑又被称为受体修正（Receptor Revision）。
B 细胞抗原受体基因重排
BCR（或抗体）由免疫球蛋白（Ig）基因编码：L链由 V、J、C 三个基因簇编码（κ 链或 λ 链基因），H链由 V、D、J、C 四个基因簇编码。
1. 有序的重排过程
在未分化 B 细胞中，Ig 基因处于分隔、无转录活性的**胚系（Germline, GL）**状态。在分化过程中，特异性重组酶介导无功能的胚系基因片段有序连接成完整的、有转录活性的功能基因：
H链优先重排： 首先进行 D-J 连接，随后进行 V-DJ 连接，形成 VDJ 片段（编码 VH），再与 C 区基因相连，形成完整的 H 链功能基因。
L链重排： VH 基因的重排会诱导 L 链的重排。L 链无 D 片段，直接进行 V-J 连接，形成 VJ 片段（编码 VL），再与 C 区基因连接。
组装： 完整的 H 链和 L 链经进一步加工、组装，形成功能性 BCR。
排斥现象： 重排过程中存在等位排斥和同（种）型排斥现象。BCR 基因重排是 B 细胞特有的，决定了其后代所产生抗体的特异性。
2. 基因重排的分子机制
BCR 重排受多因素调控，涉及多个关键分子：
重组酶和核苷酸转移酶： 重排激活基因（RAG）编码的重组酶 RAG1、RAG2，以及末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）。
重排信号序列（RSS）： RSS 是一种寡核苷酸序列，由“七聚体（CACAGTG）-间隔序列-九聚体（ACAAAAACC）”组成，间隔序列为 12 或 23 碱基对。RAG 编码的重组酶能特异识别并切除 V、D、J 片段间的 RSS，从而实现基因连接。
N 区形成： TdT 在 D-J 和 V-DJ 连接中，催化 DNA 链 3′ 端以不依赖模板的方式随机添加数个核苷酸，形成 N 区（或称 N 核苷酸），进一步增加了 BCR 库的多样性。
调控元件： 顺式作用元件、IL-7、CD40 等分子也参与调控。由于 RAG1 和 RAG2 是 VDJ 重排中切割 DNA 所必需的，因此 RAG 基因的开放表达及作用位点确定是研究中枢和外周受体编辑/修正发生的关键。
研究方法与挑战
1. 主要研究方法
由于 BCR 重排和受体编辑/修正体系复杂，研究需采用精细的分子生物学技术和模式动物：
检测重排： 采用套式 PCR 及**连接介导 PCR（LM-PCR）**检测重排中间体和确定 BCR 的特异性漂移。
定位 RAG： 利用**染色质免疫沉淀技术（ChIP）**对 RAG1 或 RAG2 结合 DNA 进行定位。
定量与示踪： 通过标签蛋白的表达对 RAG 表达进行定量和示踪定位。
模式动物： 正常状态下，带有特定 BCR 的 B 细胞克隆数量极少（不足 1/107）。因此，转基因动物、基因敲除/突变小鼠等实验动物学的应用，通过转入特异性 BCR 基因，最大限度地克服了细胞数量不足的限制。
2. 存在的问题及研究意义
尽管进行了大量研究，但导致 BCR 基因重排、特别是受体编辑/修正开放与关闭的分子机制仍知之甚少：
顺式作用元件机制： 增强子和启动子可通过改变染色质结构使 RAG 重组酶更易接近特定的 RSS 区，但其改变染色质结构的具体机制不清楚。
表观遗传学调控： 去甲基作用和乙酰化作用（特别是组蛋白乙酰化依赖于增强子存在）对重排具有促进作用。彻底搞清这些表观遗传学作用机制，可能有助于阐明增强子改变染色质结构的机制。
RAG 调控之谜： 经典理论认为成熟 B 细胞不再表达 RAG，但最新研究表明 RAG 的消长调控着受体编辑/修正。何种因素调控 RAG 基因的开放与表达，诱导中枢 B 细胞发生受体编辑、外周成熟 B 细胞发生受体修正？经历了这些过程的 B 细胞还能否发生重排？调控机制如何？
