B细胞
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第二节 B细胞
B细胞首先证明是在鸟类淋巴样器官法氏囊内发育成熟的,故称之为B细胞。哺乳类动物B细胞,在胚胎早期系在胚肝,晚期至出生后则在骨髓内分化成熟。成熟B细胞可定居于周围淋巴组织,如淋巴结的皮质区和脾的红髓及白髓的淋巴小结内。
B细胞是体内唯一能产生抗体(免疫球蛋白分子)的细胞。体内含有识别抗原特异性不同的抗体分子,其多样性是来自千百万种不同B细胞克隆。每一B细胞克隆的特性是由其遗传性决定的,可产生一种能与相应抗原特异结合的免疫球蛋白分子。外周血中,B细胞约占淋巴细胞总数的10%~15%。
一、B细胞膜主要表面分子
(一)B细胞抗原识别受体(BCR)
BCR与TCR一样,也是由复合分子组成。即由特异识别抗原的分子信号传导分子组成的BCR复合分子(图8-4)。BCR识别抗原分子早已证明是由B细胞表面免疫球蛋白分子(surface immunoglobulin,sig)组成,它是由二条相同的重链(H)和二条相同的轻链(L)构成的4肽链分子。sIg均为单体结构,在正常人外周血中多数B细胞可同时表达sIgM和sIgD,少数B细胞只表达sIgG、sIgA或sIgE。sIg是鉴别B细胞的主要特征,可用荧光素标记的抗Ig抗体检测B细胞。
近年的研究证明BCR还存在另一组分子,是由二硫键连接的异二聚分子组成,称之为sIgα和Ig-β链(分别命名为CD79a和CD79b)。它们的分子结构相关,是由Ig超家族基因mb-1和B29分别编码的糖蛋白分子,它们的功能与信号传导有关,与TCR中CD3分子的作用相似。
BCR能识别可溶性蛋白抗原分子,它识别的表位是构像决定簇,这一特性与TCR明显不同(表8-8)。B细胞经BCR对抗原的摄取、加工和呈递作用,通过信号传导可引起胞浆内一系列生化变化及核内基因的活化、增殖、分化、不应答或诱导细胞程序性死亡。
表8-8 BCR与TCR识别抗原的比较
三分子复合物、抗原-MHC-TCR
不能与游离抗原结合
只能与MHC・肽应答
识别的抗原表位降解的线性肽片段8~12AA
(二)Fc受体
许多免疫细胞表面都有Fc受体,它是结合免疫球蛋白Fc段的分子结构。结合不同类别Ig的Fc受体,其性质各异,细胞上FcR的类型和数目也是不固定的。
大多数B细胞表面具有IgGFe受体Ⅱ(FerR),能与IgGFe段结合。活化B细胞此受体密度明显增高,分化至晚期又下降。FerR可与免疫复合物结合,有利于B细胞对抗原的捕获和结合,以及B细胞的活化和抗体产生。如将鸡红细胞(E)与其IgG抗体(A)结合形成的复合物与B细胞混合后,可见B细胞周围有红细胞粘附形成的花环,称为EA花环,也是检测B细胞的一种方法。
近年发现在活化B细胞表面可具有IgEFe受体(FerRⅡ)即CD23分子,它是一种B细胞生长因子受体,可能与B细胞分化增殖有重要作用。
(三)补体受体(CR)
大多数B细胞表面有能与C3b和C3d结合的受体,分别称为CRⅠ和CRⅡ(即CD35和CD21)。CRⅠ主要见于成熟B细胞,活化B细胞其密度明显增高,但进入分化晚期又下降。CR可与抗原和抗体及补体形成的免疫复合物结合,促进B细胞的活化,CRⅡ也是EB病毒的受体。
(四)细胞因子受体(CKR)
活化B细胞可表达多种细胞因子体,如IL-1、IL-2、IL-4、IL-5以及IFN-γ等受体,与相应因子结合可促进B细胞的增殖和分化。
(五)丝裂原受体
B细胞表面的丝裂原受体与T细胞不同,因此刺激B细胞转化的丝裂原也不同。如用美洲商陆(PWM),或脂多糖与外周血淋巴组织共同培养时,B细胞相应受体可与之结合而被激活,并进行增殖分化为淋巴母细胞,称为B细胞有丝分裂原反应,也称淋巴细胞转化试验,可用于对B细胞的功能检测。
(六)主要组织相容性抗原(MHC)
B细胞发育未成熟时,已表达MHCⅡ类分子,活化B细胞MHCⅡ类分子表达明显增多。MHCⅡ类分子能增强B和T细胞间的粘附作用,同时也是呈递抗原的分子。MHCⅡ类分子交联与信号传导有关,可促进B细胞活化。近年证明超抗原可与MHCⅡ类分子有高亲和性,亦与促进B细胞的活化有关。
(七)B细胞分化抗原(CD分子)
近年来应用单克隆抗体鉴定出存在于B细胞表面的特有抗原分子,而不存在于其它免疫细胞上。这些抗原可表达于B细胞发育分化的不同阶段,故称为分化抗原,对B细胞的分化和鉴定具有重要意义。
通过对CD分子的结构与功能研究,表明这些分子不仅是B细胞的特异表面标志,而且具有重要的生理功能。实验证明B细胞的活化,除了由BCR与其相应抗原结合后提供活化的起始信号外,还需由其表面的辅助分子与其相应配体分子结合后,提供的协同刺激信号,才能使B细胞处于活化状态,即B细胞的活化与T细胞一样,也是由双信号介导的。
目前已发现有一系列辅助分子参与这一过程,它们是CD19、CD21、CD20、CD22、CD40及CD45等分子。这些分子对B细胞的活化、增殖、分化或耐受体形成都具有重要作用(表8-9)。
表8-9 参与B细胞信号传导的主要CD分子
成熟B细胞 B活化调节
发育调节 CD20 35 糖蛋白 前B细胞
成熟B细胞 活化、增殖、分化 CD21 145 糖蛋白 成熟B细胞 B活化调节
B发育调节 CD22 135 糖蛋白 成熟B细胞 B活化调节 CD40 活化B细胞 B细胞增殖、分化调节 CD45 180~220 糖蛋白 成熟B细胞 B细胞活化调节
二、B细胞亚类
(一)CD54+B细胞的生物学特性
根据B细胞表型的不同,目前可将B细胞分为二个亚类。最初认为Ly-1(CD5)抗原是小鼠T细胞的表面标志,但以后发现在一部分B细胞群中其面也可表达Ly-1抗原,即Ly-1+(CD5+)B细胞,称这种细胞群为B1细胞。而另一亚类B细胞,其表型则为即Ly-1-(CD5-)B细胞,即通常B细胞,称之为B2细胞。在人也证明存在与小鼠相当的B细胞亚类,即CD5+(Leu-1+)B细胞(B1)和(CD5-(Lun-1+)B细胞(B2)二个亚类。
B1细胞群和B2细胞群无论在起源、表型和生物学特性等方面均有所不同。近年根据表型的不同可将B1细胞群进一步分为Bia和Blb。B细胞亚类表型见表8-10。
表8-10 B细胞亚类表型
B1 B2(通常B细胞) B1a B1b LgM +++ +++ + LgD ± ± +++ CD5 + - - CD11 + + - CD23 - - + CD44 + + - MHCⅡ +++ +++ +++
CD5+B细胞比通常B细胞(CD5-)出现早。新生期小鼠脾细胞及腹腔中CD5+B细胞约占30%,随着鼠龄的增长而减少。成年鼠腹腔CD5+B细胞约占20%~40%,脾只占1%~2%,而在末梢血、淋巴结及骨髓内未发现,故正常小鼠CD5+B细胞主要存在于腹腔中。人胎脾细胞CD5+B细胞可占90%,但随年龄增长而减少。
CD5+B细胞与通常B细胞可能存在不同分化途径,其前驱细胞骨髓内不存在,胎儿期可能由大网膜内前驱细胞产生。分化后前驱细胞供给停止,但其自身有再生能力,藉以维持其细胞库。
- BCR-Igα、Igβ
- 配体-受体相互作用,抗原-BCR
- 直接结合游离抗原
- 可与任何蛋白质抗原发生应答
- 识别的抗原表位空间构型决定簇15AA TCAR-CD3 CD 分子量(KD) 化学性质 表达细胞 功能 CD19 95 糖蛋白 前B细胞 膜标志