B 细胞

BSI B Cells

英国南安普顿大学医学院 Ali Roghanian英国弗朗西斯·克里克研究所的丽贝卡·纽曼

B 细胞的早期发育和向 B 细胞谱系的分化发生在胎儿肝脏中,并在骨髓中持续进行,直至终生。B 细胞是适应性体液免疫系统的核心,负责介导针对入侵病原体的抗原特异性免疫球蛋白(Ig,通常称为抗体)的产生。B 细胞的功能于 20 世纪 60 年代由马克斯·库珀发现。他证明,在切除法氏囊(鸟类 B 细胞发育的主要部位)后,经辐射处理的鸡体内抗体的产生完全丧失,因此“B”细胞的名称由此而来。目前已确定了几个不同的 B 细胞亚群,它们在适应性和固有性体液免疫反应中发挥着不同的功能。

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B 细胞发育和 B 细胞亚群 (Rebecca Newman)

B 细胞发育

免疫球蛋白由两条相同的重链和轻链组成,它们通过二硫键连接。在 B 细胞发育过程中,免疫球蛋白重链的重排首先发生,始于 DJ 重组,该过程发生在共同淋巴祖细胞(CLP)和前 B 细胞中。随后,在大型前 B 细胞中发生 V-DJ 重组,产生功能性重链蛋白(Igμ)。重组后的重链与替代轻链和 Igα/β二聚体结合,形成前 B 细胞受体(pre-BCR),该受体表达于细胞表面。pre-BCR 介导的信号传导驱动细胞快速增殖并分化为小型前 B 细胞。静止的小型前 B 细胞随后发生免疫球蛋白轻链的 V-J 重组,从而产生具有独特特异性的完整功能性 BCR,该 BCR 以 IgM 的形式表达于未成熟 B 细胞表面。为了防止自身反应,遇到能够与其新表达的 B 细胞受体(BCR)发生交联的抗原的未成熟 B 细胞会通过多种机制被清除。在骨髓中产生后,表面 IgM 阳性的未成熟 B 细胞迁移至脾脏,在那里它们经历不同的过渡性 B 细胞阶段(称为 T1 和 T2),最终分化为长寿命的成熟滤泡(FO)或边缘区(MZ)B 细胞。因此,B 细胞经历了抗原依赖性和非抗原依赖性的选择阶段,这些阶段受到信号事件的严格调控。T3 B 细胞不产生成熟的 B 细胞,而是代表了一部分无反应性 B 细胞,它们已被选择离开 B 细胞发育途径。

除了滤泡区(FO)和边缘区(MZ)B 细胞外,还存在第三种成熟的 B 细胞群,称为 B1 细胞。B1 细胞存在于多种组织中,包括脾脏、肠道、腹膜腔和胸膜腔。B1 细胞具有独特的造血起源,起源于胎肝,胚胎早期淋巴细胞生成似乎偏向于 B1 B 细胞的发育。

B 细胞对抗原的反应

成熟的滤泡 B 细胞在次级淋巴器官间循环,寻找抗原。遇到同源抗原后,接受 T 细胞辅助的 B 细胞可以进入两种不同的发育途径。首先,这些细胞可以分化为浆细胞,形成滤泡外浆母细胞,并最终形成分泌 IgM 的浆细胞。这些细胞的免疫球蛋白基因没有发生体细胞突变,寿命较短,但能对抗原提供快速的初始应答。第二种发育途径是建立生发中心,这是一个特殊的结构,B 细胞在其中经历多轮增殖,并伴随亲和力成熟:这是一个免疫球蛋白基因突变和选择的迭代过程,最终形成一个能够以最高亲和力结合抗原的 B 细胞库。这些细胞还会经历类别转换重组。免疫球蛋白类别转换(IgG、IgA 和 IgE)是 B 细胞应答多样化以及抗体功能与免疫挑战相匹配的主要机制。记忆 B 细胞和浆细胞表达体细胞突变且通常具有高亲和力的 BCR,其同型已发生转换,并从生发中心 (GC) 排出。

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B 细胞对抗原的反应 (Rebecca Newman)

调节性 B 细胞

B 细胞在启动适应性 CD4+ T 细胞方面发挥积极作用,但在启动 CD8+ T 细胞方面则不然。在 B 细胞缺陷或耗竭的小鼠中,病原体攻击后 CD4+ T 细胞反应的强度会降低。B 细胞还能够抑制 T 细胞介导的免疫反应,由此产生了调节性 B 细胞(Bregs)的概念。具有抑制功能的分泌白细胞介素(IL)-10 的 B 细胞被称为 B10 Bregs。B10 Bregs 可以减轻动物模型中的疾病严重程度,例如,在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型中,小鼠分泌 IL-10 可以对抗这种 T 细胞介导的中枢神经系统自身免疫性疾病。最近,人们发现了一类专门产生 IL-10 的非分裂浆细胞亚群,称为天然调节性浆细胞,它们能够在受到刺激后数小时内产生 IL-10。在其他自身免疫、癌症和感染的动物模型中,已发现分泌 IL-10 或转化生长因子 β (TGFβ) 的 Breg 细胞,这支持了这些细胞在维持外周耐受性方面发挥重要作用的观点。

本文于2021年3月更新。

© 本作品的版权归英国标准协会 (BSI) 所有。

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