การพัฒนาของเซลล์บีและการสร้างแอนติบอดี

ลิมโฟไซต์บีพัฒนาในไขกระดูก ซึ่งมีการจัดเรียงยีนอิมมูโนโกลบูลินใหม่เพื่อประกอบเป็นตัวรับเซลล์บี และถูกคัดกรองจากแอนติเจนของตนเองก่อนเข้าสู่ระบบไหลเวียน เมื่อพบแอนติเจน ซึ่งมักจะได้รับความช่วยเหลือจากทีเซลล์ เซลล์บีจะเพิ่มจำนวนและเปลี่ยนสภาพเป็นพลาสมาเซลล์ที่หลั่งแอนติบอดีและเซลล์บีหน่วยความจำ ซึ่งผลิตอิมมูโนโกลบูลินที่ละลายน้ำได้ซึ่งเป็นตัวกลางของภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัล

Definition

การพัฒนาของเซลล์บีคือการเปลี่ยนสภาพของเซลล์ต้นกำเนิดลิมฟอยด์ในไขกระดูกไปเป็นเซลล์บีที่เจริญเต็มที่ผ่านการจัดเรียงยีนอิมมูโนโกลบูลินใหม่และจุดตรวจสอบความทนทาน และการสร้างแอนติบอดีคือการเปลี่ยนสภาพของเซลล์บีที่ถูกกระตุ้นโดยแอนติเจนไปเป็นพลาสมาเซลล์ที่หลั่งอิมมูโนโกลบูลินที่มีความจำเพาะและชนิดที่กำหนด

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการพัฒนาของเซลล์บีในไขกระดูก การประกอบตัวรับเซลล์บีและการสร้างความทนทาน การกระตุ้นแบบพึ่งพาและไม่พึ่งพาเซลล์ที การเปลี่ยนสภาพของพลาสมาเซลล์และเซลล์หน่วยความจำ และการเปลี่ยนชนิดของแอนติบอดี นี่คือข้อมูลอ้างอิงเชิงกลไกและไม่ได้ให้คำแนะนำทางคลินิก

Core questions

• ชุดตัวรับเซลล์บีที่หลากหลายถูกสร้างขึ้นและทำให้เกิดความทนทานต่อตนเองในไขกระดูกได้อย่างไร?
• เซลล์บีถูกกระตุ้นได้อย่างไร และบทบาทของเซลล์ทีผู้ช่วยคืออะไร?
• เซลล์บีที่ถูกกระตุ้นเปลี่ยนสภาพเป็นพลาสมาเซลล์และเซลล์บีหน่วยความจำได้อย่างไร?
• การรวมตัวใหม่เพื่อเปลี่ยนชนิด (Class switch recombination) เปลี่ยนไอโซไทป์ของแอนติบอดีโดยไม่เปลี่ยนความจำเพาะได้อย่างไร?

Key concepts

• การจัดเรียงยีนอิมมูโนโกลบูลินใหม่ (V(D)J recombination)
• ตัวรับเซลล์บี (อิมมูโนโกลบูลินบนเยื่อหุ้มเซลล์)
• ความทนทานของเซลล์บีส่วนกลางและการแก้ไขตัวรับ
• การกระตุ้นแบบพึ่งพาเซลล์ทีเทียบกับการกระตุ้นแบบไม่พึ่งพาเซลล์ที
• การเปลี่ยนสภาพของพลาสมาเซลล์
• เซลล์บีหน่วยความจำ
• การรวมตัวใหม่เพื่อเปลี่ยนชนิด (Class switch recombination) (การเปลี่ยนไอโซไทป์)
• หน้าที่การทำงานของแอนติบอดี

Mechanisms

ในไขกระดูก เซลล์ต้นกำเนิดสายบีจะจัดเรียงยีนสายหนักและสายเบาของอิมมูโนโกลบูลินตามลำดับเพื่อแสดงตัวรับเซลล์บีที่มีเอกลักษณ์ เซลล์บีที่ยังไม่เจริญเต็มที่ซึ่งจับกับแอนติเจนของตนเองอย่างแข็งขันจะถูกกำจัด ทำให้ไม่ตอบสนอง หรือปรับเปลี่ยนตัวรับของตนเองผ่านการแก้ไขตัวรับ เซลล์บีที่เจริญเต็มที่และยังไม่เคยสัมผัสแอนติเจนจะหมุนเวียนและเมื่อจับกับแอนติเจนจะถูกกระตุ้น แอนติเจนโปรตีนส่วนใหญ่จะกระตุ้นการตอบสนองแบบพึ่งพาเซลล์ที ซึ่งเซลล์ทีผู้ช่วยจะให้ CD40 ligand และไซโตไคน์ ซึ่งกระตุ้นการเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็ว การสร้างศูนย์กลางเจอร์มินัล และการสร้างแอนติบอดีที่มีความจำเพาะสูงและเปลี่ยนชนิดแล้ว พร้อมกับเซลล์บีหน่วยความจำและพลาสมาเซลล์ที่มีอายุยืนยาว แอนติเจนบางชนิด เช่น โพลีแซคคาไรด์ที่ซ้ำกัน สามารถกระตุ้นเซลล์บีได้โดยไม่ต้องอาศัยความช่วยเหลือจากเซลล์ทีมากนัก การรวมตัวใหม่เพื่อเปลี่ยนชนิด (Class switch recombination) ซึ่งเริ่มต้นโดย activation-induced cytidine deaminase จะเปลี่ยนส่วนคงที่ของแอนติบอดี ซึ่งส่งผลต่อหน้าที่การทำงานของมัน ในขณะที่ยังคงรักษาความจำเพาะต่อแอนติเจนไว้ [lebien-tedder-2008][victora-2012][stavnezer-2008]

Clinical relevance

ชีววิทยาของเซลล์บีเป็นพื้นฐานของการป้องกันวัคซีนที่ใช้แอนติบอดี ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องแบบฮิวเมอรัล ภาวะภูมิต้านตนเองที่เกิดจากแอนติบอดี และมะเร็งเซลล์บี และเป็นเหตุผลสำหรับแนวทางการรักษาที่ลดหรือปรับเปลี่ยนเซลล์บี ข้อมูลนี้มีไว้สำหรับการอ้างอิงเชิงแนวคิดและการศึกษาเท่านั้น และไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษาสำหรับบุคคลใดๆ

History

การแบ่งลิมโฟไซต์ออกเป็นสายที่มาจากต่อมไทมัส (T) และสายที่มาจากถุงบุรซาหรือไขกระดูก (B) ได้ชี้แจงว่าการสร้างแอนติบอดีเป็นหน้าที่ของเซลล์บี การค้นพบการจัดเรียงยีนอิมมูโนโกลบูลินใหม่ของ Tonegawa อธิบายว่าจีโนมที่จำกัดสามารถสร้างความหลากหลายของแอนติบอดีได้อย่างมหาศาล และงานวิจัยต่อมาได้ระบุ activation-induced cytidine deaminase ว่าเป็นเอนไซม์หลักในการเปลี่ยนชนิดและการกลายพันธุ์แบบโซมาติก ซึ่งทำให้ภาพรวมเชิงกลไกของการตอบสนองของแอนติบอดีสมบูรณ์ [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

เซลล์บีกับพลาสมาเซลล์ต่างกันอย่างไร?

เซลล์บีมีอิมมูโนโกลบูลินที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์เป็นตัวรับแอนติเจน เมื่อถูกกระตุ้นและเปลี่ยนสภาพแล้ว พลาสมาเซลล์คือเซลล์บีที่เปลี่ยนสภาพขั้นสุดท้ายซึ่งเชี่ยวชาญในการหลั่งแอนติบอดีที่ละลายน้ำได้จำนวนมากที่มีความจำเพาะเดียวกัน

การเปลี่ยนชนิด (Class switching) คืออะไร?

การรวมตัวใหม่เพื่อเปลี่ยนชนิด (Class switch recombination) จะเปลี่ยนส่วนคงที่ของแอนติบอดี (เช่น จาก IgM เป็น IgG, IgA หรือ IgE) ซึ่งจะเปลี่ยนหน้าที่การทำงานและการกระจายตัวในเนื้อเยื่อ ในขณะที่ยังคงรักษาความจำเพาะในการจับกับแอนติเจนไว้ไม่เปลี่ยนแปลง