B淋巴細(xì)胞亦可簡(jiǎn)稱B細(xì)胞,來源于骨髓的多能干細(xì)胞。B淋巴細(xì)胞的祖細(xì)胞存在于胎肝(胚胎小鼠14天或通順兒8-9周)的造血細(xì)胞島(island of hematopoietic cells)中,此后B淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生和分化場(chǎng)所逐漸被骨髓所代替。胰島B細(xì)胞是胰島細(xì)胞的一種,屬內(nèi)分泌細(xì)胞,能分泌胰島素,起調(diào)節(jié)血糖含量的作用,是淋巴干細(xì)胞在鳥類法氏囊和哺乳類動(dòng)物的骨髓中分化成熟而來,成熟的B細(xì)胞主要定居于淋巴結(jié)皮質(zhì)淺層的淋巴小結(jié)和脾臟的紅髓和白髓的淋巴小結(jié)內(nèi)。B細(xì)胞在抗原刺激下可分化為漿細(xì)胞,漿細(xì)胞可合成和分泌抗體(免疫球蛋白),主要執(zhí)行機(jī)體的體液免疫(humoralimmunity)。
介紹
B淋巴細(xì)胞亦可簡(jiǎn)稱B細(xì)胞。來源于骨髓的多能干細(xì)胞。鳥綱是在法氏囊內(nèi)發(fā)育生成,故又稱囊依賴淋巴細(xì)胞(bursa dependent lymphocyte)/骨髓依賴性淋巴細(xì)胞簡(jiǎn)稱B細(xì)胞,是由骨髓中的造血干細(xì)胞分化發(fā)育而來。與T淋巴細(xì)胞相比,它的體積略大。這種淋巴細(xì)胞受抗原刺激后,會(huì)增殖分化出大量漿細(xì)胞。漿細(xì)胞可合成和分泌抗體并在血液中循環(huán)。B細(xì)胞淋巴瘤是一種最常見的淋巴細(xì)胞白血病,有關(guān)這種疾病的研究不斷涌現(xiàn)。在哺乳類是在類囊結(jié)構(gòu)的骨髓等組織中發(fā)育的。又稱骨髓依賴淋巴細(xì)胞。從骨髓來的干細(xì)胞或前B細(xì)胞,在遷入法氏囊或類囊器官后,逐步分化為有免疫潛能的B細(xì)胞。成熟的B細(xì)胞經(jīng)外周血遷出,進(jìn)入脾臟、淋巴結(jié),主要分布于脾小結(jié)、脾索及淋巴小結(jié)、淋巴索及消化道粘膜下的淋巴小結(jié)中,受抗原刺激后,分化增殖為漿細(xì)胞,合成抗體,發(fā)揮體液免疫的功能。如今使用的大多數(shù)新型冠狀病毒疫苗就是通過刺激這類B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體的。B細(xì)胞在骨髓和集合淋巴結(jié)中的數(shù)量較T細(xì)胞多,在血液和淋巴結(jié)中的數(shù)量比T細(xì)胞少,在胸導(dǎo)管中則更少,僅少數(shù)參加再循環(huán)。B細(xì)胞的細(xì)胞膜上有許多不同的標(biāo)志,主要是表面抗原及表面受體。這些表面標(biāo)志都是結(jié)合在細(xì)胞膜上的巨蛋白分子。B1細(xì)胞為T細(xì)胞非依賴性細(xì)胞。B2為T細(xì)胞依賴性細(xì)胞。B細(xì)胞在體內(nèi)存活的時(shí)間較短,僅數(shù)天至數(shù)周,但其記憶細(xì)胞在體內(nèi)可長(zhǎng)期存在。
分化
綜述
哺乳類動(dòng)物B細(xì)胞的分化過程主要可分為前B細(xì)胞、不成熟B細(xì)胞、成熟B細(xì)胞、活化B細(xì)胞和漿細(xì)胞五個(gè)階段。其中前B細(xì)胞和不成熟B細(xì)胞的分化是抗原非信賴的,其分化過程在骨髓中進(jìn)行。抗原依賴階段是指成熟B細(xì)胞在抗原刺激后活化,并繼續(xù)分化為合成和分泌抗體的漿細(xì)胞,這個(gè)階段的分化主要是在外周免疫器官中進(jìn)行的。
前B細(xì)胞(pre-Bcell)
前B細(xì)胞是從骨髓中淋巴干細(xì)胞分化而來,只存在于骨髓和胎肝等造血組織。前B細(xì)胞胞漿中可檢測(cè)到IgM的重鏈μ鏈,但無輕鏈,也無膜表面Ig的表達(dá),因此缺乏對(duì)抗原的反應(yīng)能力。末端脫氧核甘酸轉(zhuǎn)移酶(terminal deoxy nucleotidyl transferase TdT)以及共同型急性淋巴母細(xì)胞白血病抗原(common acute lymphoblastic leukaemia 抗原 CALLA)即CD10可表達(dá)在前B細(xì)胞,進(jìn)入非成熟B細(xì)胞后這兩種標(biāo)志即消失,因此TdT和CD10對(duì)于區(qū)分前B細(xì)胞與B細(xì)胞其它發(fā)育階段非常有用。CD19、CD20和MHCⅡ類抗原在此階段開始表達(dá)。前B細(xì)胞對(duì)抗原無應(yīng)答能力。
不成熟B細(xì)胞(immature B cell)
開始表達(dá)mIgM,但如與抗原結(jié)合,則產(chǎn)生負(fù)應(yīng)答,使B細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槭芤种茽顟B(tài),不能繼續(xù)分化為成熟的B細(xì)胞,這是形成自身免疫耐受的機(jī)制之一。不成熟B細(xì)胞CD19、CD20和MHCⅡ類抗原表達(dá)量增加,并可開始表達(dá)CD21抗原。
成熟B細(xì)胞(matrue B cell)
骨髓中發(fā)育成熟B細(xì)胞經(jīng)血液遷移至外周淋巴器官,此時(shí)膜表面同時(shí)表達(dá)mIgM和mIgD,mIgD的表達(dá)防止了B細(xì)胞與抗原結(jié)合后所引起的免疫耐受。成熟B細(xì)胞表達(dá)補(bǔ)體受體1(CR1)、致有絲分裂原受體以及多種細(xì)胞因子受體。
活化B細(xì)胞(activated B cell)
成熟B細(xì)胞被相應(yīng)抗原或多克隆刺激劑刺激后成為活化B細(xì)胞,繼而發(fā)生增殖和分化,在此過程中,膜結(jié)合Ig水平逐漸降低,而分泌型Ig逐漸增加,并可發(fā)生免疫球蛋白基因重鏈類別的轉(zhuǎn)換。活化B細(xì)胞中的一部分可分化為小淋巴細(xì)胞,停止增殖和分化,并可存活數(shù)月至數(shù)年,當(dāng)再次與同一抗原接觸時(shí),很快發(fā)生活化和分化,產(chǎn)生抗體的潛伏期短,抗體水平高,維持時(shí)間長(zhǎng),這種B細(xì)胞稱為記憶B細(xì)胞(memory B 細(xì)胞)。
又稱抗體分泌細(xì)胞(antibody secreting cell)。成熟B細(xì)胞接受抗原刺激后,在抗原提呈細(xì)胞和Th細(xì)胞的輔助下成為活化B細(xì)胞,進(jìn)而分化為漿細(xì)胞,合成和分泌各類免疫球蛋白,同時(shí)獲得了PC-1(plasma cell 抗原1)等漿細(xì)胞特異性標(biāo)志,而mIg,MHCⅡ類抗原、CD19、CD20、CD21等標(biāo)記消失。
發(fā)育
綜述
鳥類的法氏囊是B細(xì)胞分化的場(chǎng)所。哺乳類動(dòng)物在胚胎早期,B細(xì)胞分化的最早部位是卵黃囊,此后在脾和骨髓,出生后則在骨髓內(nèi)分化成熟。 B細(xì)胞分化過程可分為二個(gè)階段,即抗原非依賴期和抗原依賴期。在抗原非依賴期,B細(xì)胞分化與抗原刺激無關(guān),主要在中樞免疫器官內(nèi)進(jìn)行。而抗原依賴期是指成熟B細(xì)胞受抗原刺激后,可繼續(xù)分化為合成和分泌抗體的漿細(xì)胞階段,主要在周圍免疫器官內(nèi)進(jìn)行。
骨髓微環(huán)境
早期B細(xì)胞的增殖與分化,其發(fā)生是與骨髓造血微環(huán)境(hemopoietic inductive microenviroment HIM)密切相關(guān)。HIM是由造血細(xì)胞以外的基質(zhì)細(xì)胞(stroma cell)及其分泌的細(xì)胞因子和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix ECM)組成。基質(zhì)細(xì)胞可包括巨噬細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、纖維母細(xì)胞、前脂肪細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等。由間質(zhì)細(xì)胞分泌的纖粘連蛋白、膠原蛋白及層粘連蛋白等形成細(xì)胞外基質(zhì),此外還可合成和分泌眾多的細(xì)胞因子。HIM的作用主要是通過細(xì)胞因子可調(diào)節(jié)造血細(xì)胞的增殖與分化,通過粘附分子可使造血細(xì)胞與間質(zhì)細(xì)胞相互直接接觸,有利于造血細(xì)胞的定位和成熟細(xì)胞的遷出。
B細(xì)胞在骨髓內(nèi)的發(fā)育
B細(xì)胞與其它血細(xì)胞一樣,也是由骨髓內(nèi)多能干細(xì)胞分化而來。認(rèn)為T和B細(xì)胞可能來自共同的淋巴樣干細(xì)胞,但對(duì)其分化途徑、分化部位以及其特異的表面標(biāo)志尚未明確,有待進(jìn)一步研究。
已證明,B細(xì)胞在骨髓內(nèi)的發(fā)育,可經(jīng)過祖B細(xì)胞(pro-B)、前B細(xì)胞(pre-B)、不成熟B細(xì)胞(immature B)及成熟B細(xì)胞(mature)幾個(gè)階段。成熟B細(xì)胞釋放至周圍淋巴組織,構(gòu)成B細(xì)胞庫,在此階段經(jīng)抗原刺激后,可繼續(xù)分化為合成和分泌抗體的漿細(xì)胞,即抗原依賴的分化階段。B細(xì)胞在骨髓內(nèi)分化各階段的主要變化為免疫球蛋白基因的重排和膜表面標(biāo)志的表達(dá)。B細(xì)胞在發(fā)育分化過程中,同樣也經(jīng)歷選擇作用,以除去非功能性基因重排B細(xì)胞和自身反應(yīng)性B細(xì)胞,形成周圍成熟的B細(xì)胞庫。
1.祖B細(xì)胞 這種發(fā)育早期的B細(xì)胞,發(fā)生在人胚胎約第9周開始,小鼠約第14天開始。尚未表達(dá)B細(xì)胞系的特異表面標(biāo)志,也未發(fā)生lg基因重排,仍處于胚系基因(germline)階段。但祖B細(xì)胞的晚期可出現(xiàn)B系特異標(biāo)志,Thy-1 、Tdt 、B200 、mb-1 等分子。
2.前B細(xì)胞 是由祖B細(xì)胞分化而來,約占成人骨髓有核細(xì)胞的5%。前B細(xì)胞能檢出的最早標(biāo)志是lg重鏈基因重排,隨后在胞漿中可檢測(cè)出IgM的重鏈分子,即μ鏈。但無輕鏈基因重排,因此也無膜Ig表達(dá)。
但在小鼠前B細(xì)胞株中,克隆出二個(gè)前B細(xì)胞特有的基因,并與Cγ與Vγ同源,分別命名為λ5和Vpre-B基因,在人也證明前B細(xì)胞中存在此種基因。它們編碼的蛋白Vpre-B和λ5可非共價(jià)結(jié)合,形成偽輕鏈(pseudo L chainФl)或替代輕鏈(surrogate L chain)。此偽L鏈可與μ鏈結(jié)合形成μ重鏈與偽L鏈復(fù)合體,并表達(dá)于前B細(xì)胞膜上構(gòu)成其受體,與信號(hào)傳導(dǎo)有關(guān),對(duì)前B細(xì)胞的進(jìn)一步分化具有重要作用。
此階段還表達(dá)MHCⅡ、Tdt、CD19、CD10、CD20和CD24等分化抗原。其中CD19、CD20、和CD22在胞漿中的出現(xiàn)均早于μ鏈。前B細(xì)胞對(duì)抗原無應(yīng)答能力,不表現(xiàn)免疫功能。
3.不成熟B細(xì)胞 此階段發(fā)生L鏈基因重排,故可組成完整的IgM分子,并表達(dá)于膜表面(IgM),可稱為Bμ細(xì)胞。此種細(xì)胞如與抗原結(jié)合,易使膜受體交聯(lián),產(chǎn)生負(fù)信號(hào),使B細(xì)胞處于受抑狀態(tài),不能繼續(xù)分化為成熟B細(xì)胞。這種作用可能是使自身反應(yīng)B細(xì)胞克隆發(fā)生流產(chǎn),是形成B細(xì)胞自身耐受的機(jī)制之一。不成熟B細(xì)胞開始喪失Tdt和CD10,但可表達(dá)CD22、CD21及FcR。同時(shí)CD19、CD20以及MHCⅡ類分子表達(dá)量增加。
4.成熟B細(xì)胞 隨著B細(xì)胞的進(jìn)一步分化,可發(fā)育為成熟B細(xì)胞,并離開骨髓進(jìn)入周圍免疫器官。此時(shí)膜表面可同時(shí)表達(dá)sIgM和sIgD,但其V區(qū)相同,而C區(qū)不同,故其識(shí)別抗原特異性是相同的。成熟B細(xì)胞可發(fā)生于一系列膜分子變化,可表達(dá)其它多種膜標(biāo)志分子,如絲裂原受體、補(bǔ)體受體、Fc受體、細(xì)胞因子受體,病毒受體以及一些其它分化抗原等。
5.漿細(xì)胞(PC)成熟B細(xì)胞可在周圍淋巴器巴接受抗原刺激,在TH細(xì)胞及抗原呈遞細(xì)胞的協(xié)助下,及其產(chǎn)生的細(xì)胞因子作用下可使B細(xì)胞活化,增殖并分化為合成和分泌抗體的漿細(xì)胞。此階段B細(xì)胞可逐漸丟失一些膜分子如CD19和CD22等。并可發(fā)生Ig的類別轉(zhuǎn)換,從產(chǎn)生IgM轉(zhuǎn)換為產(chǎn)生IgG 、IgA或IgE的B細(xì)胞。
在此期分化過程中,有部分B細(xì)胞可恢復(fù)為小淋巴細(xì)胞,并停止增殖和分化,SIgD可消失,且壽命長(zhǎng),可生存數(shù)月至數(shù)年。當(dāng)再次與同抗原相接觸時(shí)易于活化和分化,故稱此種細(xì)胞記憶B細(xì)胞,與機(jī)體的再次免疫應(yīng)答相關(guān)。
當(dāng)成熟B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞時(shí),B細(xì)胞表面的部分標(biāo)志消失,并出現(xiàn)一些新的漿細(xì)胞特有標(biāo)志,如漿細(xì)胞抗原1(pca1)等分子。一種漿細(xì)胞只能產(chǎn)生一種類別的Ig分子,并且喪失產(chǎn)生其它類別的能力。漿細(xì)胞壽命長(zhǎng)較短,其生存期僅數(shù)日,隨后即死亡。
膜表面
綜述
B細(xì)胞表面有多種膜表面分子,籍以識(shí)別抗原、與免疫細(xì)胞和免疫分子相互作用,也是分離和鑒別B細(xì)胞的重要依據(jù)。B細(xì)胞表面分子主要有白細(xì)胞分化抗原、MHC以及多種膜表面受體。
CD抗原
在B細(xì)胞表面重要的CD抗原,與B細(xì)胞識(shí)別、粘附、活化有關(guān)的CD分子結(jié)構(gòu)和功能。應(yīng)用某些B細(xì)胞CD抗原相應(yīng)的單克隆抗體可鑒定和檢測(cè)B細(xì)胞的數(shù)量、比例、不同的分化階段和功能狀態(tài)。
主要組織兼容性復(fù)合體抗原(MHC)
B細(xì)胞不僅表達(dá)MHCI類抗原,而且表達(dá)較高比便和密度的MHCⅡ類抗原。除了漿細(xì)胞外,從前B細(xì)胞至活化B細(xì)胞均表達(dá)MHCⅡ類抗原。B細(xì)胞表面的MHCⅡ類抗原在B細(xì)胞與T細(xì)胞相互協(xié)作時(shí)起重要作用,此外,還參與B細(xì)胞作為輔佐細(xì)胞的抗原提呈作用。
膜表面受體
B細(xì)胞膜表面具有多種類型的受體。
1.膜表面免疫球蛋白(surface membrane immunoglobulin mIg)這是B細(xì)胞特異性識(shí)別抗原的受體,也是B細(xì)胞重要的特征性標(biāo)志。不成熟B細(xì)胞表達(dá)mIgM,成熟B細(xì)胞又表達(dá)了mIgD,即同時(shí)表達(dá)mIgM和mIgD,有的成熟B細(xì)胞表面還mIgG、mIgA或mIgE。在B細(xì)胞分化過程中,前B細(xì)胞的胞漿中可有IgM的重鏈μ鏈,但無mIgM;當(dāng)發(fā)育為不成熟B細(xì)胞時(shí),胞漿中μ鏈消失,胞膜上開始表達(dá)mIgM。在單個(gè)B細(xì)胞表面所有Ig的可變區(qū)都由相同的VH和VL基因所編碼,因此它們的獨(dú)特性和結(jié)合抗原的特異性是相同的。抗原刺激后的B細(xì)胞mIgD很快消失,記憶B細(xì)胞表面不存在mIgD。作為B細(xì)胞受體(B cell receptor BCR)的mIgM外,還有Igα和Igβ兩種多肽鏈,分別命名為CD79a和CD79b,共同與mIg形成BCR復(fù)合物。
2.補(bǔ)體受體(complement receptor CR) B細(xì)胞膜表面具有CR1和CD2。CR1(CD35)可與補(bǔ)體C3b和C4b結(jié)合,從而促進(jìn)B細(xì)胞的活化。CD2(CD21)的配體是C3d,C3d與B細(xì)胞表面CR2結(jié)合亦可調(diào)節(jié)B細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化。
3.EB病毒受體 CR2(CD21)也是EB病毒受體,這與EB病毒選擇性感染B細(xì)胞有關(guān)。在體外可用EB病毒感染B細(xì)胞,可使B細(xì)胞永生化(immortlaized)而建成B細(xì)胞母細(xì)胞樣細(xì)胞株,在人單克隆抗體技術(shù)和免疫學(xué)中有重要應(yīng)用價(jià)值。在體內(nèi),EB病毒感染與傳染性單核細(xì)胞增多癥、Burkitt氏淋巴瘤以及鼻咽癌等的發(fā)病有關(guān)。
4.致有絲分裂原受體 美洲商陸絲分裂原(poke weed mitogen PWM)對(duì)T細(xì)胞和B細(xì)胞均有致有絲分裂作用。在小鼠,脂多糖(lipopolysaccharide LPS)是常用的致有絲分裂原。此外金黃色葡萄球菌CowanI株(Staphylococcus aureusstrain CowanI SAC)因含有金黃色葡萄球菌A蛋白(staphylococcal protein ASPA),可通過與mIg結(jié)合刺激人B細(xì)胞的增殖。此外,大豆凝集素(soybean agglutinin SBA)可凝集B細(xì)胞。
5.細(xì)胞因子受體 多種細(xì)胞因子調(diào)節(jié)B細(xì)胞的活化、增殖和分化是通過與B細(xì)胞表面相應(yīng)的細(xì)胞因子受體結(jié)合而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的。B細(xì)胞的細(xì)胞因子受體主要有IL-1R、IL-2R、IL-4R、IL-5R、IL-6R、IL-7R、IL-11R、IL-12R、IL-13R、IL-14R、IL-γR、IL-αR和TGF-βR等。
功能
產(chǎn)生抗體介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答
提呈可溶性抗原
B細(xì)胞是一類專職抗原提呈細(xì)胞,及其表面BCR結(jié)合可溶性抗原,通過內(nèi)吞和加工后,以抗原肽:MHC-Ⅱ類分子配位化合物形式提呈給CD4T細(xì)胞。
只有活化B細(xì)胞才能提呈抗原。
參與免疫調(diào)節(jié)
激活的B細(xì)胞產(chǎn)生大量細(xì)胞因子、參與免疫調(diào)節(jié)、炎癥反應(yīng)及造血。
爭(zhēng)議
50年前,Good、Cooper和他們的同事Raymond Peterson在《自然》雜志上發(fā)表論文,提出淋巴細(xì)胞有兩種類型的觀點(diǎn)。這左右了現(xiàn)代免疫學(xué)的進(jìn)程,并且影響了對(duì)免疫缺陷病疾病和免疫系統(tǒng)腫瘤的研究和治療以及強(qiáng)大的研究工具和治療方法——單克隆抗體的發(fā)展。
參考資料 >