B细胞

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B细胞(B淋巴球)有時稱之為「朝囊定位細胞」(bursa oriented cells),這是因為它們首次在雞的腔上囊(Bursa of Fabricius)被提及的關係[1]

B cell
Original antigenic sin.svg
B淋巴細胞是免疫系統細胞,形成記憶細胞,在未來的感染時,更快產生抗體
细节
拉丁语 lymphocytus B
识别标示
代码 TH H2.00.04.1.02005
TH H2.00.04.3.07002
FMA FMA:62869
B细胞的一个3D演示

腸道派亞氏腺體(Peyer's glands)中的淋巴組織,被認為具有與鳥類的Fabricius組織中的鳥囊(avian bursa)同樣的功能。在魚類,它們可能就是那位於腸中的淋巴樣組織,因為口服疫苗時,會刺激魚血液中產生相對應的抗體蛋白

它来源于骨髓中的造血干细胞(HSCs)[2],在骨髓中成熟,在體液免疫中產生抗體,起到重要作用。當遇到抗原時,會分化成核比例較大的大淋巴球,叫漿細胞。漿細胞的細胞質中且會出現一些顆粒,這些顆粒容易被甲基藍等天青染料所染色,同時會出現抗體,表現在細胞膜或釋放出去。另一部分B细胞经过抗原激活后并不成为浆细胞,而是成为记忆B细胞。当再次遇到相同抗原时,记忆B细胞能迅速做出反应,大量分化增殖。

词源编辑

B细胞中的这个缩写B来自于鸟类B细胞分化成熟的器官——腔上囊[1]。而在大部分哺乳动物中,B细胞形成于骨髓(bone marrow),所以B细胞一词被沿用下来,尽管其它由多能干细胞分化而来的血细胞也是在骨髓中成熟的[3]

发育编辑

B细胞在骨髓中需要经过两轮筛选才能够发育为正常的B细胞。第一轮阳性选择与抗原反应无关,是针对B细胞受体(BCR)以及其前体pre-BCR的。如果这些受体不能很好地结合它们的配体,B细胞就会停止发育。[4]第二轮阴性选择则是检查B细胞与自身抗原的结合力,如果结合力过强,B细胞就会凋亡[5]。阴性选择确保了免疫耐受的状态,使得B细胞不会对自体抗原发生免疫反应[6]

为了完成发育,非成熟B细胞需要从骨髓迁移到脾脏,完成过渡期。B细胞的过渡期分为T1和T2期[7]。从B细胞离开骨髓到它们迁入脾脏,这段时间的B细胞属于T1期B细胞。而T1期B细胞将在脾脏中发育为T2期B细胞[8]。取决于它们通过BCR和其他受体接收到的信号,T2期B细胞既可以分化为滤泡(FO)B细胞,也可以分化为边缘区(MZ)B细胞[9]。一旦分化完成,它们就被视为成熟(mature)B细胞,或者说初级(naive)B细胞[8]

活化编辑

B细胞活化发生在次级淋巴器官(SLOs),例如脾脏和淋巴结[10]。在B细胞离开骨髓,随着血流迁移到次级淋巴器官的过程中,会始终接收来自淋巴循环的抗原[11]。在次级淋巴器官内,当B细胞通过BCR结合抗原时,B细胞活化就开始了[12]。虽然B细胞活化的详细机理尚未解明,但是有观点认为其符合类似T细胞活化的动力学模型。即在静息状态下细胞膜上的BCR处于磷酸化和去磷酸化的平衡中,而B细胞与抗原呈递细胞的接触将使平衡往BCR磷酸化的方向倾斜,从而起始B细胞的活化。在3类B细胞中,滤泡B细胞更倾向于发生依赖T细胞的活化,而边缘区B细胞和B1细胞更倾向于发生不依赖T细胞的活化[13]

细胞表面受体CD21CD19CD81可以组成B细胞共受体复合物,而CD21的表达可以增强B细胞的活化[14]。 当BCR结合了一个与C3补体蛋白片段的抗原时,CD21可以与C3补体结合,激活CD19和CD81的下游信号,从而使细胞更容易被活化[15]

依赖T细胞的活化编辑

包括蛋白质抗原的一部分抗原,必须依赖T细胞才能活化B细胞,这类抗原称为T细胞依赖(TD)抗原。这类抗原无法在缺少T细胞的机体内引发体液免疫反应。这类抗原引发的免疫反应往往需要几天时间,产生的抗体相对于不依赖T细胞的反应,亲和力更高,功能也更广泛[10]

TD抗原和BCR结合后,就会被B细胞胞吞进入细胞内。这些抗原被切割为片段后,以和MHC-II分子结合的状态回到细胞膜上[16]辅助T(TH)细胞,特别是滤泡辅助T(TFH)细胞,将会以自身的T细胞受体(TCR)识别B细胞表面结合了抗原片段的MHC-II分子[17]。TCR成功识别结合MHC-II分子后,T细胞将在细胞表面表达CD40L蛋白质,并分泌IL-4IL-21细胞因子。CD40L和B细胞表面CD40分子的结合对B细胞活化是必要的。这一过程将促进B细胞增殖、免疫球蛋白类型转换体细胞超突变、以及T细胞发育和分化。来自T细胞的细胞因子也发挥类似的作用。一旦B细胞接受了上述来自T细胞的信号,这个B细胞就被认为是活化了[17]

活化后的B细胞将分化为提供快速保护的短寿命浆母细胞,以及提供长期保护的长寿浆细胞记忆细胞[13]。分化的第一步发生在淋巴结滤泡外的次级淋巴器官,在这一步分化中,活化B细胞增殖,可能发生免疫球蛋白类型转换,最终分化成浆母细胞,分泌的抗体类型主要是结合力相对较弱的IgM[18]。第二步分化中,活化B细胞将进入淋巴结滤泡并形成生发中心(GC)。生发中心是专门适应B细胞增殖分化的微环境,B细胞在其中大量增殖,发生免疫球蛋白类型转换,并在体细胞超突变中完成亲和力成熟[19]。生发中心中的TFH细胞能加速这项工程,并最终产生具有高亲和力和较长寿命的记忆细胞和浆细胞[13]。这些可以分泌大量抗体的浆细胞可能留在次级淋巴器官中,但更有可能会迁移回骨髓。

不依赖T细胞的活化编辑

包括外源多糖和未甲基化CpG DNA在内的T细胞非依赖(TI)抗原,即使在缺少T细胞的机体内也可以活化B细胞,引发体液免疫反应[13]。这样的免疫反应相对来说更快速,但是产生的抗体亲和力相对较低,功能也相对局限[10]

TI抗原也需要一些额外信号来完成对B细胞的活化,这些额外信号可能是B细胞上Toll样受体(TLRs)对常见微生物组分的识别,也可能是细菌表面重复抗原表位造成的B细胞表面BCR广泛交联[10]。被TI抗原活化的B细胞将在滤泡外的次级淋巴器官中增殖,经过可能的免疫球蛋白类型转换,最终分化为提供快速短时防护的浆母细胞,以及一部分长寿浆细胞[20]

记忆B细胞活化编辑

记忆B细胞在识别到特定抗原后活化,这一抗原的种类在其最初分化时就已决定[21]。一些记忆B细胞不需要T细胞的帮助就可以被活化,例如某些病毒特异性记忆B细胞;但是其他的记忆B细胞仍然需要T细胞的帮助才能活化[22]。和初次免疫反应类似,记忆B细胞的BCR结合特定抗原后,抗原就会被B细胞胞吞加入细胞内。这些抗原被切割为片段后,以和MHC-II分子结合的状态回到细胞膜上。对同一个抗原有记忆的记忆辅助T(TH)细胞,特别是滤泡记忆辅助(TFH)细胞,将会以自身的TCR识别记忆B细胞表面结合了抗原片段的MHC-II分子。相似的,在此之后,经过接受T细胞的信号转导,活化的记忆B细胞将在滤泡外增殖分化为浆母细胞和浆细胞,或者在生发中心内分化成浆细胞和记忆细胞。在第二次免疫反应中,记忆B细胞是否会在生发中心进行进一步的亲和力增强尚不明确[21]

B细胞分类编辑

  • 浆母细胞:一种寿命较短,可增殖,可分泌抗体的B细胞。产生于免疫反应早期,其分泌的抗体相对于浆细胞而言亲和力较低[10]
  • 浆细胞:一种寿命较长,不再增殖,可分泌抗体的B细胞。有证据表明,初级B细胞分化到浆细胞的过渡阶段与浆母细胞类似。相对于浆母细胞,浆细胞由于在生发中心中完成了亲和力成熟过程,分泌的抗体亲和力较高,分泌抗体的量也更多[13]
  • 淋巴浆细胞样细胞:一种具有浆细胞特征的B细胞。这种细胞类型出现于前期或恶性B细胞恶血质,与IgM的过度分泌相关[23]
  • 记忆B细胞:一种寿命很长,处于休眠期的B细胞。它们在血液中循环,一旦遇到其原来分化来的B细胞曾识别的特定抗原,就可以起始快速而强力的免疫反应[24]
  • B-2细胞
    • 滤泡(FO)B细胞:有时也称为B-2细胞。最常见的一类B细胞,除了在血液中,主要存在于次级淋巴器官的滤泡内。免疫反应中高亲和力的抗体主要是它们的功劳。
    • 边缘区(MZ)B细胞:主要在脾脏的边缘区被发现。由于脾脏的边缘区的血流量很高,它们是对抗血源性病原体的第一道防线[25]。相对而言更容易发生不依赖T细胞的B细胞活化[13]
  • B-1细胞:发育途径不同于滤泡B细胞和边缘区B细胞。在小鼠体内,它们主要存在于胸膜腔和腹膜腔,生产自然抗体(在无感染的情况下产生的抗体),抵抗粘膜病原体,主要发生不依赖T细胞的B细胞活化。在人体内尚未找到和小鼠B-1细胞真正同源的细胞群,但是有和B-1细胞类似的细胞群存在[26]
  • 调节B(Breg)细胞:一类免疫抑制细胞,通过分泌IL-10IL-35TGF-β来抑制病理性、促炎症淋巴细胞扩增。同时,它们也通过影响T细胞的分化,来促进调节T(Treg)细胞的产生。尚未有统一的Breg细胞特征被阐明,但是多种具有类似功能的Breg细胞亚群已在人类和小鼠中被发现。关于这些Breg细胞亚群之间的关系,以及Breg细胞的分化途径,现在仍然有待研究。[25]有证据表明任何类型的B细胞都可能在炎症信号的刺激下分化为Breg细胞[27]

B细胞相关疾病编辑

异常B细胞识别自身抗原,并分泌攻击自身组分的抗体时,可能导致自身免疫病。与B细胞异常相关的自身免疫病包括硬皮病多发性硬化系统性红斑狼疮一型糖尿病类风湿性关节炎[28]

B细胞及其前体的恶性转化可以引发一系列癌症,包括慢性淋巴细胞性白血病(CLL)、急性成淋巴细胞白血病(ALL)、毛细胞白血病滤泡性淋巴瘤非霍奇金淋巴瘤霍奇金淋巴瘤。浆细胞的恶性病变则包括多发性骨髓瘤巨球蛋白血症、以及某些形式的淀粉样变性[29]

参见编辑

参考文献编辑

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