来了!B细胞知识点(详解版)
本期关键词:B细胞
本期内容为大家介绍
B细胞的一些知识点
B细胞是什么
B细胞(也称B淋巴细胞)是一种在适应性免疫反应中起关键作用的白细胞。B细胞可生成高亲和力抗体、生成免疫记忆、充当抗原呈递细胞,并分泌细胞因子。记忆B细胞和浆B细胞可生成诸如免疫球蛋白(Ig)IgM、IgG和IgE等抗体。
B细胞发育和标志物
B细胞的发育成熟:
B细胞在特定器官和环境中发育是由节转录因子表达进行协调的。各细胞命运取决于特定B细胞的基因表达活化和沉默,可通过表面和细胞内标志物的表达来分析其发育状态。大多数B细胞都在骨髓(BM)中发育,随后在次级淋巴器官(SLO)中发育成熟并最终在血液中循环。
骨髓中的B细胞源自造血干细胞,并分化为共同淋巴样祖细胞或多能祖细胞(图1)。共同淋巴样祖细胞可生成T系细胞、自然杀伤细胞或B系细胞。B细胞谱系在骨髓特定的位置中经历阳性和阴性选择。
图1A:人B细胞发育和细胞标志物
图1B:小鼠B细胞发育标志物
被选择的B细胞可迁移到SLO(包括脾脏或淋巴结)。从骨髓迁移至血液和脾脏的B细胞被称为过渡1(T1)B细胞。进入脾脏后,T1 B细胞可逐渐发育成熟并成为过渡2(T2)B细胞。在脾脏中,T2 B细胞将转变为滤泡性(FO)B细胞、边缘区(MZ)B细胞或B1细胞(人)。在小鼠中,B1转变发生在骨髓中。SLO是B细胞通过B细胞受体(BCR)与抗原结合并进行活化的地方。B细胞以依赖或独立于T细胞的方式活化(图2和图3)。一般而言,FO B细胞经历T细胞依赖性活化,而B1和MZ B细胞则倾向于T细胞非依赖性活化。
B细胞的T细胞非依赖性活化要求B细胞受体(BCR)聚集在B细胞表面(也称为交联),且具有Toll样受体(TLR)参与二级信号(图2)。当BCR在细菌或病毒表面识别到进化保守的重复表位时,就会发生BCR交联。
图2:B细胞的T细胞非依赖性活化
这种类型的活化可生成浆细胞和IgM。B细胞被细菌或病毒表面的保守重复表位活化,包括脂多糖(LPS)或DNA片段。BCR识别T细胞非依赖性抗原聚集并交联。Toll样受体(TLR)提供第二信号。活化的B细胞会产生较强的抗体反应,但不会生成记忆B细胞。
B细胞的T细胞依赖性活化需要两种信号。第一种是BCR通过与外源靶点或游离可溶性抗原中的抗原表面分子结合而发生交联。第二种是通过T细胞中的CD40受体发出信号(图3)。
图3:T细胞依赖性B细胞活化
这种类型的活化可生成记忆和血浆B细胞。Naive B细胞与可溶性或膜结合型抗原结合,并使抗原内化。B细胞在向MHCII上呈递这种抗原,并被辅助性T细胞(Th)识别。CD40受体与配体结合需要第二种信号。Th细胞分泌细胞因子,其可促进B细胞分化为能够生成IgG、 IgA、或 IgE的成熟B细胞。
B细胞类型及其功能
1.滤泡型(FO)B细胞
滤泡型(FO)B细胞源自淋巴滤泡生发中心,是人和小鼠的主要B细胞亚群。此类细胞大多在血液中循环;然而,有些也存在于SLO中。小部分亚群通过T细胞依赖性活化并生成于骨髓,而大多数FO B细胞在脾脏中以非T细胞依赖性方式活化。它们的发育是由强大的BCR信号和阻断Notch2信号驱动的在感染期间,这些细胞能分泌大部分的高亲和力抗体。这些细胞与T滤泡辅助性细胞相互作用。
2.边缘区(MZ)B细胞
边缘区(MZ)B细胞是抵御血源性病原体的第一道防线。该细胞存在于脾脏和其他淋巴组织的边缘区,很容易接触到大量存在于循环血液的病原体。MZ B细胞是唯一一种依赖Notch2信号进行增殖的B细胞。在人体内,MZ B细胞存在于外循环以及身体其他部位,而对于小鼠,MZ B细胞只存在于脾脏中。
3.浆细胞
浆细胞针对生发中心的靶点生成高亲和力抗体,提供免疫记忆。最初,SLO生发中心的B细胞因与辅助性T细胞(CD4)相互作用而被活化。B细胞在活化过程中经历体细胞高频突变和亲和力成熟,因此提高了B细胞对其自身特异性外源抗原的抗体(BCR)亲和力。活化B细胞可能出现BCR受体同种型转换(即IgG和IgE),并进一步分化成为生成抗体的浆细胞。相比浆母细胞,浆细胞能生成更多的抗体。事实上,每个浆细胞在每秒钟能生成数百到数千个抗体。骨髓浆细胞是循环抗体的主要来源;然而,随着大量抗体生成,浆细胞会失去其作为抗原呈递细胞的能力并趋于死亡。一般而言,人们认为激活记忆B细胞能生成短寿命的浆细胞。
4.记忆B细胞
与浆细胞相反,记忆B细胞的寿命很长,在重新遇到抗原之前其在一直处于休眠状态。再次暴露抗原时,记忆B细胞可立即生成对抗其抗原的抗体。随着再次暴露于外源抗原,记忆B细胞立即重新活化并分化为能分泌抗体的浆细胞。IgG同型抗体由这些浆细胞中分泌,对特异性外源抗原具有高亲和力。这些IgG抗体能有效地快速中和病毒和细菌抗原,是包括免疫记忆(尤其是来自记忆B细胞和记忆T淋巴细胞)在内的二次免疫反应的一部分。
B细胞受体(BCR)
B细胞的典型特征在于B细胞受体(BCR),参与适应性免疫。BCR是一种锚定在B细胞膜上的抗体,可通过细胞内信号传导刺激B细胞的活化。这种跨膜受体包含两条重链和两条轻链(图4),由基因的可变区(V)、多变区(D)、结合区(J)和恒定区(C)重组而成。每个成熟B细胞只生成一种具有单一特异性的BCR,因此只生成具有单一特异性的抗体。
图4:B细胞受体Ig重链
BCR的可变区(V)、多变区(D)、结合区(J)和恒定区(C)重组形成Ig。互补决定区(CDR)是结合特定抗原的可变链的一部分。骨架区(FR)是BCR可变区(V)内的保守位点。