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細(xì)胞和分子免疫學(xué):第一節(jié) B淋巴細(xì)胞的分化和表面標(biāo)志

與其他造血細(xì)胞相似,B淋巴細(xì)胞的祖細(xì)胞存在于胎肝(胚胎小鼠14天或通順兒8-9周)的造血細(xì)胞島(islanksof haemopoietic cells)中,此后B淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生和分化場所逐漸被骨髓所代替。B淋巴細(xì)胞(b lymphocytes)簡稱B細(xì)胞,是淋巴干細(xì)胞在鳥類法氏囊和哺乳類動物的骨髓…

與其他造血細(xì)胞相似,B淋巴細(xì)胞的祖細(xì)胞存在于胎肝(胚胎小鼠14天或通順兒8-9周)的造血細(xì)胞島(islanksof haemopoietic cells)中,此后B淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生和分化場所逐漸被骨髓所代替。B淋巴細(xì)胞(b lymphocytes)簡稱B細(xì)胞,是淋巴干細(xì)胞在鳥類法氏囊和哺乳類動物的骨髓中分化成熟而來,成熟的B細(xì)胞主要定居于淋巴結(jié)皮質(zhì)淺層的淋巴小結(jié)和脾臟的紅髓和白髓的淋巴小結(jié)內(nèi)。B細(xì)胞在抗原刺激下可分化為漿細(xì)胞,合成和分泌免疫球蛋白,主要執(zhí)行機(jī)體的體液免疫(humoralimmunity)。

一、B細(xì)胞的分化

哺乳類動物B細(xì)胞的分化過程主要可分為前B細(xì)胞、不成熟B細(xì)胞、成熟B細(xì)胞、活化B細(xì)胞和漿細(xì)胞五個階段。其中前B細(xì)胞和不成熟B細(xì)胞的分化是抗原非信賴的,其分化過程在骨髓中進(jìn)行?乖蕾囯A段是指成熟B細(xì)胞在抗原刺激后活化,并繼續(xù)分化為合成和分泌抗體的漿細(xì)胞,這個階段的分化主要是在外周免疫器官中進(jìn)行的。

1.前B細(xì)胞(pre-B cell) 前B細(xì)胞是從骨髓中淋廠干細(xì)胞分化而來,只存在于骨髓和胎肝等造血組織。前B細(xì)胞胞漿中可檢測到IgM的重鏈μ鏈,但無輕鏈,也無膜表面Ig的表達(dá),因此缺乏對抗原的反應(yīng)能力。末端脫氧核甘酸轉(zhuǎn)移酶(terminal deoxynucleotidyl transferase,TdT)以及共同型急性淋巴母細(xì)胞白血病抗原(common acute lymphoblastic leukaemia antigen,CALLA)即CD10可表達(dá)在前B細(xì)胞,進(jìn)入非成熟B細(xì)胞后這兩種標(biāo)志即消失,因此TdT和CD10對于區(qū)分前B細(xì)胞與B細(xì)胞其它發(fā)育階段非常有用。CD19、CD20和MHCⅡ類抗原在此階段開始表達(dá)。前B細(xì)胞對抗原沅應(yīng)答能力。

2.不成熟B細(xì)胞(immature B cell) 開始表達(dá)mIgM,但如與抗原結(jié)合,則產(chǎn)生負(fù)應(yīng)答,使B細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槭芤种茽顟B(tài),不能繼續(xù)分化為成熟的B細(xì)胞,這是形成自身免疫耐受的機(jī)制之一。不成熟B細(xì)胞CD19、CD20和MHCⅡ類抗原表達(dá)量增加,并可開始表達(dá)CD21抗原。

3.成熟B細(xì)胞(matrue B cell) 骨髓中發(fā)育成熟B細(xì)胞經(jīng)血液遷移至外周淋巴器官,此時膜表面同時表達(dá)mIgM和mIgD,mIgD的表達(dá)防止了B細(xì)胞與抗原結(jié)合后所引起的免疫耐受。成熟B細(xì)胞表達(dá)補(bǔ)體受體1(CR1)、致有絲分裂原受體以及多種細(xì)胞因子受體。

4.活化B細(xì)胞(activated B cell) 成熟B細(xì)胞被相應(yīng)抗原或多克隆刺激劑刺激后成為活化B細(xì)胞,斷而發(fā)生增殖和分化,在此過程中,膜結(jié)合Ig水平逐漸降低,而分泌型Ig逐漸增加,并可發(fā)生免疫球蛋白基因重鏈類別的轉(zhuǎn)換;罨疊細(xì)胞中的一部分可分化為小淋巴細(xì)胞,停止增殖和分化,并可存活數(shù)月至數(shù)年,當(dāng)再次與同一抗原接觸時,很快發(fā)生活化和分化,產(chǎn)生抗體的潛伏期短,抗體水平高,維持時間長,這種B細(xì)胞稱為記憶B細(xì)胞(memory Bcell)。

5.漿細(xì)胞(plasma cell,PC) 又稱抗體分泌細(xì)胞(antibodysecreting cell)。成熟B細(xì)胞接受抗原刺激后,在抗原提呈細(xì)胞和Th細(xì)胞的輔助下成為活化B細(xì)胞,進(jìn)而分化為漿細(xì)胞,合成和分泌各類免疫球蛋白,同時獲得了PC-1(plasma cell antigen-1)等漿細(xì)胞特異性標(biāo)志,而mIg,MHCⅡ類抗原、CD19、CD20、CD21等標(biāo)記消失。

二、B細(xì)胞的膜表面分子

B細(xì)胞表面有多種膜表面分子,籍以識別抗原、與免疫細(xì)胞和免疫分子相互作用,也是分離和鑒別B細(xì)胞的重要依據(jù)。B細(xì)胞表面分子主要有白細(xì)胞分化抗原、MHC以及多種膜表面受體(圖7-2)。

(一)CD抗原

在B細(xì)胞表面重要的CD抗原參見第一章表1-1,與B細(xì)胞識別、粘附、活化有關(guān)的CD分子結(jié)構(gòu)和功能參見第一章第二節(jié)。應(yīng)用某些B細(xì)胞CD抗原相應(yīng)的單克隆抗體可鑒定和檢測B細(xì)胞的數(shù)量、比例、不同的分化階段和功能狀態(tài)。

(二)主要組織兼容性復(fù)合體抗原(MHC)

B細(xì)胞不僅表達(dá)MHC I類抗原,而且表達(dá)較高比便和密度的MHCⅡ類抗原。除了漿細(xì)胞外,從前B細(xì)胞至活化B細(xì)胞均表達(dá)MHCⅡ類抗原。B細(xì)胞表面的MHCⅡ類抗原在B細(xì)胞與T細(xì)胞相互協(xié)作時起重要作用,此外,還參與B細(xì)胞作為輔佐細(xì)胞的抗原提呈作用。有關(guān)內(nèi)容參見第六章“主要組織相容性復(fù)合體”。

(三)膜表面受體

B細(xì)胞膜表面具有多種類型的受體。

1.膜表面免疫球蛋白(surface membrane immunoglobulin,mIg) 這是B細(xì)胞特異性識別抗原的受體,也是B細(xì)胞重要的特征性標(biāo)志。不成熟B細(xì)胞表達(dá)mIgM,成熟B細(xì)胞又表達(dá)了mIgD,即同時表達(dá)mIgM和mIgD,有的成熟B細(xì)胞表面還mIgG、mIgA或mIgE。在B細(xì)胞分化過程中,前B細(xì)胞的胞漿中可有IgM的重鏈μ鏈,但無mIgM;當(dāng)發(fā)育為不成熟B細(xì)胞時,胞漿中μ鏈消失,胞膜上開始表達(dá)mIgM。在單個B細(xì)胞表面所有Ig的可變區(qū)都由相同的VH和VL基因所編碼,因此它們的獨(dú)特型和結(jié)合抗原的特異性是相同的?乖碳ず蟮腂細(xì)胞mIgD很快消失,記憶B細(xì)胞表面不存在mIgD。最近研究發(fā)現(xiàn),作為B細(xì)胞受體(bcell receptor,BCR)的mIgM外,還有Igα和Igβ兩種多肽鏈,分別命名為CD79a和CD79b,共同與mIg形成BCR復(fù)合物。

分化階段→定向干細(xì)胞→前B細(xì)胞→不成熟B細(xì)胞→成熟B細(xì)胞→活化B細(xì)胞→漿細(xì)胞
抗原在增殖←-----------抗原非依賴----------→│←---------抗原誘導(dǎo)的-→
中的作用
存在部位←----------------------骨 髓--------------------→
←---------------------外 周---------------→
功能狀態(tài)B細(xì)胞前體抗原無反應(yīng)性抗原刺激引起免疫耐受抗原刺激正應(yīng)答抗體應(yīng)答早期初次和再次抗體應(yīng)答
IgRNA?μ重鏈基因重排,μmRNAμ重鏈、κ、λ輕鏈基因重排,μmRNA、κmRNA、λmRNA初級RNA轉(zhuǎn)錄本不同剪接,形成μmRNA和δmRNARNA不同剪接,形成膜結(jié)合或分泌型mRNA,重鏈類別轉(zhuǎn)換γ、ε或α鏈主要形成分泌型重鏈mRNA
表面標(biāo)記     
胞漿Ig+。é)
膜結(jié)合IgmIgMmIgM+mIgDmIgD↓或-重鏈類別轉(zhuǎn)換±
分泌Ig----++++
MHCⅡ類分子+++++-
CD10(CALLA)++----
C19++++++-
C20-+++++-
CD21(CD2)--±+--
CD23----+(部分)-
CD80(B7/BB1)    + 
PC-----+++
TdT++----

2.補(bǔ)體受體(complement receptor,CR) B細(xì)胞膜表面具有CR1和CD2。CR1(CD35)可與補(bǔ)體C3b和C4b結(jié)合,從而促進(jìn)B細(xì)胞的活化。CD2(CD21)的配體是C3d,C3d與B細(xì)胞表面CR2結(jié)合亦可調(diào)節(jié)B細(xì)胞的生長和分化。詳性請參見第五章第三節(jié)。

3.EB病毒受體 CR2(CD21)也是EB病毒受體,這與EB病毒選擇性感染B細(xì)胞有關(guān)。在體外可用EB病毒感染B細(xì)胞,可使B細(xì)胞永生化(immortlaized)而建成B細(xì)胞母細(xì)胞樣細(xì)胞株,在人單克隆抗體技術(shù)和免疫學(xué)中有重要應(yīng)用價值。在體內(nèi),EB病毒感染與傳染性單核細(xì)胞增多癥、Burkitt氏淋巴瘤以及鼻咽癌等的發(fā)病有關(guān)。

4.致有絲分裂原受體 美洲商陸絲分裂原(pokeweed mitogen ,PWM)對T細(xì)胞和B細(xì)胞均有致有絲分裂作用。在小鼠,脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是常用的致有絲分裂原。此外金黃色葡萄球菌CowanI株(Staphylococcus aureus strain Cowan I,SAC)因含有金黃色葡萄球菌A蛋白(staphylozxtf.net.cn/yaoshi/coccal protein A,SPA),可通過與mIg結(jié)合刺激人B細(xì)胞的增殖。此外,大豆凝集素(soybean a gglzxtf.net.cn/sanji/utinin,SBA)可凝集B細(xì)胞。

5.細(xì)胞因子受體 多種細(xì)胞因子調(diào)節(jié)B細(xì)胞的活化、增殖和分化是通過與B細(xì)胞表面相應(yīng)的細(xì)胞因子受體結(jié)合而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的。B細(xì)胞的細(xì)胞因子受體主要有IL-1R、IL-2R、IL-4R、IL-5R、IL-6R、IL-7R、IL-11R、IL-12R、IL-13R、IL-14R、IL-γR、IL-αR和TGF-βR等。有關(guān)細(xì)胞因子及其受體對B細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用參見第四章“細(xì)胞因子及其受體”。

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