Развитие B-клеток и продукция антител

B-лимфоциты развиваются в костном мозге, где они перестраивают свои иммуноглобулиновые гены для сборки B-клеточного рецептора и проходят отбор на аутоантигены перед выходом на периферию. При встрече с антигеном, часто при участии T-клеток, B-клетки пролиферируют и дифференцируются в плазматические клетки, секретирующие антитела, и B-клетки памяти, продуцируя растворимые иммуноглобулины, которые опосредуют гуморальный иммунитет.

Definition

Развитие B-клеток — это дифференцировка лимфоидных предшественников в зрелые B-клетки в костном мозге посредством перестройки иммуноглобулиновых генов и контрольных точек толерантности, а продукция антител — это антиген-зависимая дифференцировка активированных B-клеток в плазматические клетки, которые секретируют иммуноглобулины с определённой специфичностью и классом.

Scope

Эта тема охватывает развитие B-клеток в костном мозге, сборку B-клеточного рецептора и толерантность, T-зависимую и T-независимую активацию, дифференцировку плазматических клеток и клеток памяти, а также переключение классов антител. Это механистическая справочная статья, которая не содержит клинических рекомендаций.

Core questions

• Как генерируется разнообразный репертуар B-клеточных рецепторов и как он становится самотолерантным в костном мозге?
• Как B-клетки активируются, и какова роль помощи T-клеток?
• Как активированные B-клетки дифференцируются в плазматические клетки и B-клетки памяти?
• Как рекомбинация переключения классов изменяет изотип антитела, не изменяя специфичности?

Key concepts

• Перестройка генов иммуноглобулинов (V(D)J-рекомбинация)
• B-клеточный рецептор (мембранный иммуноглобулин)
• Центральная B-клеточная толерантность и редактирование рецептора
• T-зависимая против T-независимой активации
• Дифференцировка плазматических клеток
• B-клетки памяти
• Рекомбинация переключения классов (переключение изотипов)
• Эффекторные функции антител

Mechanisms

В костном мозге предшественники B-клеточного ряда последовательно перестраивают гены тяжелых и легких цепей иммуноглобулинов для экспрессии уникального B-клеточного рецептора; незрелые B-клетки, которые сильно связываются с аутоантигенами, удаляются, анергизируются или изменяют свой рецептор посредством редактирования рецептора. Зрелые наивные B-клетки рециркулируют и при связывании с антигеном активируются. Большинство белковых антигенов вызывают T-зависимые ответы, при которых T-хелперы предоставляют лиганд CD40 и цитокины, стимулируя активную пролиферацию, формирование герминативных центров и генерацию высокоаффинных, переключенных по классу антител вместе с B-клетками памяти и долгоживущими плазматическими клетками. Некоторые антигены, такие как повторяющиеся полисахариды, могут активировать B-клетки с небольшой помощью T-клеток. Рекомбинация переключения классов, инициируемая активируемой цитидиндезаминазой, изменяет константную область антитела — и, следовательно, его эффекторные функции — сохраняя при этом антигенную специфичность [lebien-tedder-2008][victora-2012][stavnezer-2008].

Clinical relevance

Биология B-клеток лежит в основе защиты, обеспечиваемой вакцинами на основе антител, гуморальных иммунодефицитов, аутоиммунных заболеваний, опосредованных антителами, и B-клеточных злокачественных новообразований, а также формирует обоснование для терапий, которые истощают или модулируют B-клетки. Данная статья предназначена исключительно для концептуального ознакомления и образования и не содержит диагностических или лечебных рекомендаций для какого-либо конкретного лица.

History

Разделение лимфоцитов на тимус-зависимые (T) и бурса- или костномозговые (B) линии прояснило, что продукция антител является прерогативой B-клеток. Открытие Тонегавой перестройки генов иммуноглобулинов объяснило, как ограниченный геном обеспечивает огромное разнообразие антител, а более поздние работы идентифицировали активируемую цитидиндезаминазу как фермент, центральный для переключения классов и соматической гипермутации, завершив механистическую картину антительных ответов [lebien-tedder-2008][stavnezer-2008].

Key figures

• Frank Macfarlane Burnet
• Susumu Tonegawa
• Tasuku Honjo
• Max Cooper

Seminal works

• lebien-tedder-2008
• stavnezer-2008
• victora-2012

Frequently asked questions

В чем разница между B-клеткой и плазматической клеткой?

B-клетка несет мембранно-связанный иммуноглобулин в качестве своего антигенного рецептора; после активации и дифференцировки плазматическая клетка представляет собой терминально дифференцированную B-клетку, специализированную на секреции большого количества растворимых антител той же специфичности.

Что такое переключение классов?

Рекомбинация переключения классов изменяет константную область антитела (например, с IgM на IgG, IgA или IgE), изменяя его эффекторные функции и тканевое распределение, при этом сохраняя неизменной антигенсвязывающую специфичность.