與其他造血細胞相似,B淋巴細胞的祖細胞存在于胎肝(胚胎小鼠14天或通順兒8-9周)的造血細胞島(islanksof haemopoietic cells)中,此后B淋巴細胞的產(chǎn)生和分化場所逐漸被骨髓所代替。B淋巴細胞(b lymphocytes)簡稱B細胞,是淋巴干細胞在鳥類法氏囊和哺乳類動物的骨髓中分化成熟而來,成熟的B細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細胞在抗原刺激下可分化為漿細胞,合成和分泌免疫球蛋白,主要執(zhí)行機體的體液免疫(humoralimmunity)。
哺乳類動物B細胞的分化過程主要可分為前B細胞、不成熟B細胞、成熟B細胞、活化B細胞和漿細胞五個階段。其中前B細胞和不成熟B細胞的分化是抗原非信賴的,其分化過程在骨髓中進行?乖蕾囯A段是指成熟B細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胞,這個階段的分化主要是在外周免疫器官中進行的。
1.前B細胞(pre-B cell) 前B細胞是從骨髓中淋廠干細胞分化而來,只存在于骨髓和胎肝等造血組織。前B細胞胞漿中可檢測到IgM的重鏈μ鏈,但無輕鏈,也無膜表面Ig的表達,因此缺乏對抗原的反應能力。末端脫氧核甘酸轉(zhuǎn)移酶(terminal deoxynucleotidyl transferase,TdT)以及共同型急性淋巴母細胞白血病抗原(common acute lymphoblastic leukaemia antigen,CALLA)即CD10可表達在前B細胞,進入非成熟B細胞后這兩種標志即消失,因此TdT和CD10對于區(qū)分前B細胞與B細胞其它發(fā)育階段非常有用。CD19、CD20和MHCⅡ類抗原在此階段開始表達。前B細胞對抗原沅應答能力。
2.不成熟B細胞(immature B cell) 開始表達mIgM,但如與抗原結(jié)合,則產(chǎn)生負應答,使B細胞轉(zhuǎn)變?yōu)槭芤种茽顟B(tài),不能繼續(xù)分化為成熟的B細胞,這是形成自身免疫耐受的機制之一。不成熟B細胞CD19、CD20和MHCⅡ類抗原表達量增加,并可開始表達CD21抗原。
3.成熟B細胞(matrue B cell) 骨髓中發(fā)育成熟B細胞經(jīng)血液遷移至外周淋巴器官,此時膜表面同時表達mIgM和mIgD,mIgD的表達防止了B細胞與抗原結(jié)合后所引起的免疫耐受。成熟B細胞表達補體受體1(CR1)、致有絲分裂原受體以及多種細胞因子受體。
4.活化B細胞(activated B cell) 成熟B細胞被相應抗原或多克隆刺激劑刺激后成為活化B細胞,斷而發(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細胞中的一部分可分化為小淋巴細胞,停止增殖和分化,并可存活數(shù)月至數(shù)年,當再次與同一抗原接觸時,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,維持時間長,這種B細胞稱為記憶B細胞(memory Bcell)。
5.漿細胞(plasma cell,PC) 又稱抗體分泌細胞(antibodysecreting cell)。成熟B細胞接受抗原刺激后,在抗原提呈細胞和Th細胞的輔助下成為活化B細胞,進而分化為漿細胞,合成和分泌各類免疫球蛋白,同時獲得了PC-1(plasma cell antigen-1)等漿細胞特異性標志,而mIg,MHCⅡ類抗原、CD19、CD20、CD21等標記消失。
B細胞表面有多種膜表面分子,籍以識別抗原、與免疫細胞和免疫分子相互作用,也是分離和鑒別B細胞的重要依據(jù)。B細胞表面分子主要有白細胞分化抗原、MHC以及多種膜表面受體(圖7-2)。
(一)CD抗原
在B細胞表面重要的CD抗原參見第一章表1-1,與B細胞識別、粘附、活化有關的CD分子結(jié)構和功能參見第一章第二節(jié)。應用某些B細胞CD抗原相應的單克隆抗體可鑒定和檢測B細胞的數(shù)量、比例、不同的分化階段和功能狀態(tài)。
(二)主要組織兼容性復合體抗原(MHC)
B細胞不僅表達MHC I類抗原,而且表達較高比便和密度的MHCⅡ類抗原。除了漿細胞外,從前B細胞至活化B細胞均表達MHCⅡ類抗原。B細胞表面的MHCⅡ類抗原在B細胞與T細胞相互協(xié)作時起重要作用,此外,還參與B細胞作為輔佐細胞的抗原提呈作用。有關內(nèi)容參見第六章“主要組織相容性復合體”。
(三)膜表面受體
B細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細胞特異性識別抗原的受體,也是B細胞重要的特征性標志。不成熟B細胞表達mIgM,成熟B細胞又表達了mIgD,即同時表達mIgM和mIgD,有的成熟B細胞表面還mIgG、mIgA或mIgE。在B細胞分化過程中,前B細胞的胞漿中可有IgM的重鏈μ鏈,但無mIgM;當發(fā)育為不成熟B細胞時,胞漿中μ鏈消失,胞膜上開始表達mIgM。在單個B細胞表面所有Ig的可變區(qū)都由相同的VH和VL基因所編碼,因此它們的獨特型和結(jié)合抗原的特異性是相同的?乖碳ず蟮腂細胞mIgD很快消失,記憶B細胞表面不存在mIgD。最近研究發(fā)現(xiàn),作為B細胞受體(bcell 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復合物。
分化階段→定向干細胞→前B細胞→不成熟B細胞→成熟B細胞→活化B細胞→漿細胞 | ||||||
抗原在增殖←-----------抗原非依賴----------→│←---------抗原誘導的-→ | ||||||
中的作用 | ||||||
存在部位←----------------------骨 髓--------------------→ | ||||||
←---------------------外 周---------------→ | ||||||
功能狀態(tài) | B細胞前體 | 抗原無反應性 | 抗原刺激引起免疫耐受 | 抗原刺激正應答 | 抗體應答早期 | 初次和再次抗體應答 |
IgRNA | ? | μ重鏈基因重排,μmRNA | μ重鏈、κ、λ輕鏈基因重排,μmRNA、κmRNA、λmRNA | 初級RNA轉(zhuǎn)錄本不同剪接,形成μmRNA和δmRNA | RNA不同剪接,形成膜結(jié)合或分泌型mRNA,重鏈類別轉(zhuǎn)換γ、ε或α鏈 | 主要形成分泌型重鏈mRNA |
表面標記 | ~ | |||||
胞漿Ig | - | +。é) | - | - | - | - |
膜結(jié)合Ig | - | - | mIgM | mIgM+mIgD | mIgD↓或-重鏈類別轉(zhuǎn)換 | ± |
分泌Ig | - | - | - | - | + | +++ |
MHCⅡ類分子 | + | + | + | + | + | - |
CD10(CALLA) | + | + | - | - | - | - |
C19 | + | + | ++ | + | + | - |
C20 | - | + | ++ | + | + | - |
CD21(CD2) | - | - | ± | + | - | - |
CD23 | - | - | - | - | +(部分) | - |
CD80(B7/BB1) | + | |||||
PC | - | - | - | - | - | +++ |
TdT | + | + | - | - | - | - |
2.補體受體(complement receptor,CR) B細胞膜表面具有CR1和CD2。CR1(CD35)可與補體C3b和C4b結(jié)合,從而促進B細胞的活化。CD2(CD21)的配體是C3d,C3d與B細胞表面CR2結(jié)合亦可調(diào)節(jié)B細胞的生長和分化。詳性請參見第五章第三節(jié)。
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細胞有關。在體外可用EB病毒感染B細胞,可使B細胞永生化(immortlaized)而建成B細胞母細胞樣細胞株,在人單克隆抗體技術和免疫學中有重要應用價值。在體內(nèi),EB病毒感染與傳染性單核細胞增多癥、Burkitt氏淋巴瘤以及鼻咽癌等的發(fā)病有關。
4.致有絲分裂原受體 美洲商陸絲分裂原(pokeweed mitogen ,PWM)對T細胞和B細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 aureus strain Cowan I,SAC)因含有金黃色葡萄球菌A蛋白(staphylo52667788.cn/yaoshi/coccal protein A,SPA),可通過與mIg結(jié)合刺激人B細胞的增殖。此外,大豆凝集素(soybean a ggl52667788.cn/sanji/utinin,SBA)可凝集B細胞。
5.細胞因子受體 多種細胞因子調(diào)節(jié)B細胞的活化、增殖和分化是通過與B細胞表面相應的細胞因子受體結(jié)合而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的。B細胞的細胞因子受體主要有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。有關細胞因子及其受體對B細胞的調(diào)節(jié)作用參見第四章“細胞因子及其受體”。