第九章B細(xì)胞激活

1、-作者xxxx-日期xxxx第九章B細(xì)胞激活【精品文檔】第九章 B細(xì)胞激活 成熟的B細(xì)胞從骨髓進(jìn)入外周免疫器官，大多是處于休止期的未接觸過抗原的未致敏(naive)細(xì)胞。它們受抗原刺激后，分化發(fā)育為分泌抗體的漿細(xì)胞，行使特異性體液免疫的功能。受抗原激活的B細(xì)胞，可有三種歸宿:一是增殖和分化成漿細(xì)胞，發(fā)揮分泌抗體的正向免疫應(yīng)答功能；二是成為無抗體生成的無能狀態(tài)；三是因活化誘導(dǎo)而發(fā)生細(xì)胞凋亡。本章介紹B細(xì)胞的正向免疫應(yīng)答。B細(xì)胞對(duì)胸腺非依賴(TI)抗原和腩腺依賴(TD)抗原均可產(chǎn)生應(yīng)答，但機(jī)制不同。只有對(duì)TD抗原的應(yīng)答才形成生發(fā)中心，其中B細(xì)胞經(jīng)歷體細(xì)胞突變、親和力成熟、抗原選擇、抗體類別轉(zhuǎn)換以及

2、記憶細(xì)胞生成等過程。因此對(duì)TD抗原的特異性體液免疫應(yīng)答，在機(jī)體防御外界抗原侵入方面發(fā)揮重要作用。第一節(jié) B細(xì)胞對(duì)抗原的識(shí)別 一 B細(xì)胞激活中的抗原遞呈細(xì)胞 雖然循環(huán)中未致敏B細(xì)胞也可以直接與游離的抗原結(jié)合，但激活B細(xì)胞的抗原主要通過淋巴引流或血路被淋巴結(jié)中的APC所捕獲，通過表面多種受體(如CRl、CR2、FcR)固定和濃縮抗原，把未加工處理的天然抗原遞呈給B細(xì)胞。其中主要的APC是濾泡樹突細(xì)胞(follicle dendritic cell，F(xiàn)DC)。表9-1表明，F(xiàn)DC沒有吞噬功能，因而其表面的補(bǔ)體受體和Fc受體能使抗原或抗體復(fù)合物長(zhǎng)期潴留在細(xì)胞表面，持續(xù)刺擻B細(xì)胞。而且，F(xiàn)DC與生發(fā)中心

3、和記憶B細(xì)胞生成密切相關(guān)(詳后)。顯然，F(xiàn)DC的這一功能不同于向T細(xì)胞遞呈抗原的APC，因?yàn)椴话l(fā)生對(duì)抗原分子的加工，亦無MHC分子的參與，但就提交和濃縮抗原這一點(diǎn)而言，F(xiàn)DC也是一種抗原遞呈細(xì)胞。 二 B細(xì)胞的抗原識(shí)別結(jié)構(gòu)B細(xì)胞對(duì)抗原識(shí)別是由B細(xì)胞抗原受體(B cell receptor，BCR)和相關(guān)分子Ig和Ig組成的復(fù)合物完成的。BCR識(shí)別抗原，Ig和Ig則傳遞抗原識(shí)別信號(hào)。它們類似于T細(xì)胞的TCR-CD3復(fù)合物。(一)B細(xì)胞抗原受體 BCR即膜型免疫球蛋白(mIg)。未經(jīng)抗原刺激的B細(xì)胞表面表達(dá)mlgM和mIgD，而活化和記憶B細(xì)胞則丟失mIgD，只有單一的一種膜免疫球蛋白，如mIgG

4、、mIgA、mIgE、mIgM。一個(gè)B細(xì)胞可表達(dá)104105個(gè)mIg分子。膜型Ig與分泌型Ig在結(jié)構(gòu)上稍有區(qū)別(詳見第三章)。人mIg的跨膜區(qū)均有兩個(gè)高度保守的序列，即TAST和YSTTVT。前者與Ig從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)送到膜表面并錨定在胞膜上有關(guān)；后者與抗原信號(hào)傳遞和Ca2+流動(dòng)有關(guān)。mlgM的跨膜區(qū)除有疏水性氨基酸外，也有極性氨基酸(Thr、Ser)，它與抗原識(shí)別相關(guān)分子之間形成鹽橋，以穩(wěn)定BCR復(fù)合物。mIgM的胞內(nèi)區(qū)儀有KVK三個(gè)氨基酸，但仍為抗原信號(hào)傳遞所必需，因?yàn)橛肦IR替代KVK時(shí)，能阻斷所有功能。雖然mIgA分子胞質(zhì)尾部有14個(gè)氨基酸，mIgG和mIgE各有28個(gè)氨基酸，但是它們?cè)诎麅?nèi)

5、區(qū)仍然是短的，不能與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子相聯(lián)：因而早就推測(cè)mIg是通過其他分子把信號(hào)傳人胞內(nèi)。 (二) Ig和Ig Ig(CD79)和Ig(CD79b)為型跨膜蛋白，相對(duì)分子質(zhì)量(分子量)分別為33 000(33 kD)和37 000(37 kD)，兩者以二硫鍵連接成為異源二聚體。Ig和Ig的胞內(nèi)區(qū)均有與B細(xì)胞活化有關(guān)的免疫受體酪氨酸激活基序(ITAM)結(jié)構(gòu)。ITAM足PTK的底物，一旦ITAM中的酪氨酸發(fā)生磷酸化，可招募一組含SH2結(jié)構(gòu)的蛋白酪氨酸激酶(特別是其中的Syk)和轉(zhuǎn)接蛋白。因此ITAM磷酸化是B細(xì)胞活化早期的重要事件。Ig、Ig表達(dá)缺陷的B細(xì)胞也不能誘導(dǎo)mIg的表達(dá)，表明BCR-Ig/

6、Ig復(fù)合物共存的重要性。 三 參與B細(xì)胞活化的膜輔助分子 (一)型補(bǔ)體受體復(fù)合物 與BCR復(fù)合物相鄰的型補(bǔ)體受體(complement receptor 2，CR2)復(fù)合物，是由CD21、 CDl9、CD81三十分子以非共價(jià)鍵結(jié)合而成的。CD21接受信號(hào)，CDl9傳遞信號(hào)。因此B細(xì)胞活化通過BCR復(fù)合物外，還同時(shí)需要CR2復(fù)合體參與信號(hào)傳遞。它們所起的作用相似于T細(xì)胞激活中的輔助受體CD4或CD8。CR2復(fù)合體參與信號(hào)傳遞可顯著降低B細(xì)胞激活的閾值：例如，與C3dg分子偶聯(lián)的雞卵溶菌酶(HEL)的免疫原性比單純HEL提高1 00010 000倍，因?yàn)榕悸?lián)的HEL及C3dg復(fù)合物可以分別和BCR

7、及CD21結(jié)合(圖9-1)，引起B(yǎng)細(xì)胞抗原識(shí)別結(jié)構(gòu)的多聚化(詳后)，共同啟動(dòng)活化信號(hào)的胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)。 1CD21：CD21是型補(bǔ)體受體，配體是補(bǔ)體C3裂解片斷C3d、C3dg和iC3b。CD21也是EB病毒受體。CD21為單鏈型跨膜糖蛋白，相對(duì)分子質(zhì)量(分子量)140 000(140kD)，胞膜外區(qū)由15個(gè)短共有重復(fù)序列(SCR)或補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白(CCP)結(jié)構(gòu)域組成(圖9-2A)：CD21分布在成熟B細(xì)胞和FDC上，部分T細(xì)胞和鼻咽癌上皮細(xì)胞也有表達(dá)。CD21主要功能有： (1)促進(jìn)B細(xì)胞增殖 可溶性CD23是B細(xì)胞生長(zhǎng)因子，可能通過與CD21結(jié)合引起B(yǎng)細(xì)胞增殖。 (2)參與親和力成熟和記憶B細(xì)胞生

8、成 因?yàn)镕DC通過CD21固定抗原并發(fā)揮持續(xù)刺激B細(xì)胞的作用，參與生成記憶B細(xì)胞。 另外，CD21作為EB病毒受休，參與轉(zhuǎn)化B細(xì)胞，與B細(xì)胞淋巴瘤和鼻咽癌發(fā)生有關(guān)。 敲除CD21基因小鼠，對(duì)TD抗原不應(yīng)答，沒有生發(fā)中心生成，而且CD5+B細(xì)胞明顯減少： 2CDl9：分子量為90 000(90kD)的糖蛋白(圖9-2B)，僅分布在B細(xì)胞和FDC。CDl9胞質(zhì)區(qū)有6個(gè)酪氨酸殘基(Y)，是相鄰的Src激酶家族Lyn激酶的底物一旦胞質(zhì)Y被磷酸化，則啟動(dòng)酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)。CDl9與PTK Src家族的Lyn激酶相連，類似于CD4CD8同Lck的關(guān)系。因而CDl9在B細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著極為重要的作用：敲除CDl

9、9基因小鼠不僅對(duì)TD抗原應(yīng)答受損，且無生發(fā)中心生成，也無抗體親和力成熟。3CD81：它也是復(fù)合物的一部分。CD81屬4次跨膜蛋白超家族(TM4-SF)成員(圖9-2C)。因抗CD81單抗有顯著抑制淋巴細(xì)胞增殖作用，故CD81又名TAPA-1(target of antiproliferative antibody)。(二)CD45 CD45分布廣泛，為白細(xì)胞共同抗原(LCA)。在人類，它至少有3種異構(gòu)體CD45RA、CD45RB、CD45RO，由mRNA水平發(fā)生不同組合的拼接而形成。三種CD45皆為單鏈型跨膜蛋白，胞質(zhì)內(nèi)區(qū)為蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)，后者對(duì)B細(xì)胞活化起重要的可調(diào)節(jié)作用。在T細(xì)

10、胞激活一章中已指出，該P(yáng)TP的功能是使PTK Src分子C端調(diào)節(jié)區(qū)已發(fā)生磷酸化的酪氨酸脫磷酸化，解除其抑制作用，從而活化PTK激酶，啟動(dòng)B細(xì)胞活化；但對(duì)已活化的B細(xì)胞，CD45又可通過脫磷酸化作用，下調(diào)活化信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)，發(fā)揮抑制作用。 (三)CD40 它主要表達(dá)在B細(xì)胞、單核細(xì)胞和樹突細(xì)胞表面，屬TNF受體超家族它的配體CD40L主要表達(dá)于活化的T細(xì)胞和FDC表面。CD40-CD40L之間的結(jié)合提供協(xié)同刺激信號(hào)，在B 細(xì)胞對(duì)TD抗原的應(yīng)答、生發(fā)中心生成、Ig類別轉(zhuǎn)換、親和力成熟以及記憶B細(xì)胞生成等過程中起重要作用。CD40L突變或抗CD40單抗均能顯著抑制B細(xì)胞對(duì)T13抗原的應(yīng)答。 另外，B細(xì)胞

11、表面還表達(dá)另一類發(fā)揮抑制作用的受體，如Fc R-B(CD32)、CD22、 CD72，它們含有免疫受體酷氨酸抑制基序(ITIM)，遏制抗體的生成(詳見第十一章)。 第二節(jié) B細(xì)胞活化的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 一 抗原識(shí)別信號(hào)通路的激活 (一)抗原對(duì)B細(xì)胞識(shí)別結(jié)構(gòu)的交聯(lián) BCR對(duì)抗原的識(shí)別中往往發(fā)生抗原和對(duì)BCR交聯(lián)，這是因?yàn)锽細(xì)胞識(shí)別的是完整的、具有多個(gè)表位的抗原分子而不是抗原片段。這一交聯(lián)，對(duì)B細(xì)胞活化十分重要。以抗lgM抗體為例，它能自接活化B細(xì)胞而且，如果此抗IgM抗體本身是IgM，其作用要比IgG類型抗體的作用要顯著增強(qiáng)，而單價(jià)抗IgM抗體則喪失活化作用，表明mIg的交聯(lián)是抗體直接活化B細(xì)胞的前提：

12、TI抗原能直接活化B細(xì)胞正是因TI抗原具有很強(qiáng)的交聯(lián)BCR的能力。重復(fù)表位愈多，交聯(lián)的BCR分子愈多，越易活化B細(xì)胞。一般說TD抗原不能交聯(lián)BCR，但是經(jīng)天然抗體或補(bǔ)體聚合的TD抗原可成多價(jià)復(fù)合物，故也可交聯(lián)BCR。前面提到，抗原與C3dg結(jié)合后通過CD21(CR2)，完成BCR-Ag-C3dg-CD21的交聯(lián)(圖9-2)，可有效地啟動(dòng)B細(xì)胞活化。 絲裂原是T、B細(xì)胞強(qiáng)有力的多克隆激活劑。已知它們是多價(jià)的，而單價(jià)絲裂原，雖可與受體結(jié)合，但不引起淋巴細(xì)胞活化。小鼠B細(xì)胞有LPS的受體，推測(cè)其引起多克隆B細(xì)胞活化也和受體發(fā)生交聯(lián)有關(guān)。交聯(lián)的結(jié)果，使多種參與抗原識(shí)別和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的跨膜分子發(fā)生多聚作用，

13、包括BCR-Ig /Ig和輔助受體CD21、CDl9、CD8l以及CD45分子的聚合。這一點(diǎn)，和T細(xì)胞識(shí)別抗原時(shí)發(fā)生TCR-CD3，輔助受體(CD4CD8)和CD45的多聚作用十分相似。多聚化產(chǎn)生兩個(gè)結(jié)果：一是CD45分子胞內(nèi)段上的PTP解除PTKSrc各分子C端對(duì)PTK分子活性中心的抑制；第二個(gè)結(jié)果是使得相應(yīng)的受體相關(guān)性蛋白酪氨酸激酶即Src家族的成員彼此成簇，使之發(fā)生相互磷酸化，PYK Src因而激活。B細(xì)胞中參與這一重要步驟的Src家族成員有Lyn、Fyn、Blk和Lck，它們比參與T細(xì)胞激活的Src家族多了兩個(gè)成員(表9-2)。(二)蛋白酪氨酸激酶Syk的活化 首先被激活的是蛋白酪氨酸

14、磷酸酶和受體相關(guān)聯(lián)的PTK Src，然后啟動(dòng)其他游離于胞質(zhì)溶膠中的信號(hào)分子。已激活的Src作用靶目標(biāo)主要有兩個(gè)：Ig /Ig分子胞內(nèi)段的ITAM和Syk中的酪氨酸殘基，Src使其發(fā)生磷酸化。磷酸化的ITAM可以和SH2結(jié)構(gòu)域相結(jié)合，從而把胞內(nèi)各種帶有SH2結(jié)構(gòu)域的激酶和轉(zhuǎn)接蛋白(adapter)招募到細(xì)胞內(nèi)側(cè)，其中最重要的是Syk。Syk和T細(xì)胞激活中的ZAP-70屬于同一個(gè)PTK家族，特點(diǎn)是，它們除了有激酶活性中心即SHl之外，還有兩個(gè)SH2結(jié)構(gòu)域(參見圖8-lA)，因而成為磷酸化ITAM招募的首選對(duì)象。被招募的Syk立即成為s霓作用的第二個(gè)靶目標(biāo)。因而PTK Syk的磷酸化和活化，是B細(xì)胞

15、激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的一個(gè)關(guān)鍵事件。 (三)抗原識(shí)別信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑 激活的Syk作用的靶分于是含SH2結(jié)構(gòu)的蛋白激酶和轉(zhuǎn)接蛋白。前者為磷脂酶C(PLC)和磷脂肌醇3激酶(PI 3-K)；后者為B細(xì)胞連接蛋白(B cell linker protein，BLNK)，它類似于T細(xì)胞活化中的連接蛋白(LAT)。由此，開始啟動(dòng)三條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。 1磷脂酰肌醇途徑：兩類PTK(Src和Syk)皆可直接或通過BLNK使膜結(jié)合的磷脂酶C(PLC)的鏈發(fā)生磷酸化而使其激活，在PLC作用下，底物二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)隨即酶解成兩個(gè)部分：三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DAG)。兩者各自介導(dǎo)鈣調(diào)磷酸酶(cal

16、cineurin)和蛋白激醇C(PKC)參與的通路，使相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子激活(圖9-3)。這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的下游途徑與T細(xì)胞相似。 2.MAP激酶相關(guān)途徑：MAP指絲裂原活化蛋白(mitogen-activating protein)。B細(xì)胞中MAP激酶途徑主要由Rac蛋白介導(dǎo)，對(duì)應(yīng)于T細(xì)胞激活中Ras蛋白介導(dǎo)的MAP激酶途徑。Ras和Rac都屬于小G蛋白家族，它們是一類和三磷酸鳥苷(GTP)結(jié)合的癌基因產(chǎn)物。這條通路源于轉(zhuǎn)接蛋白BLNK，它與另一個(gè)轉(zhuǎn)接蛋白Grb2相結(jié)合后，使鳥核苷酸置換因子(GEF)Vav游離出來，然后Vav激活Rac，引發(fā)MAP激酶相關(guān)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，活化Jnk和p38，進(jìn)而激活轉(zhuǎn)錄

17、因子AP-1。AP-1是Jun-Fos蛋白或Jun-Jun蛋白的復(fù)合物。 3磷酸肌醇3激酶途徑。Syk和BLNK都能激活PI-3激酶，最終活化PKC，使NF-B(B細(xì)胞鏈轉(zhuǎn)錄因子)活化。 三條途徑列于圖9-3。可以和圖8-4中T細(xì)胞激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相比較。 (四)轉(zhuǎn)錄因子和基因的激活 三條途徑最終激活各種轉(zhuǎn)錄因子，后者進(jìn)入細(xì)胞核稱為轉(zhuǎn)位。轉(zhuǎn)錄因子具有和基因啟動(dòng)于區(qū)域中各種順式作用元件或DNA小盒(box)結(jié)合的能力，進(jìn)而使相應(yīng)的基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄激活和產(chǎn)物表達(dá)，在這一點(diǎn)上，T、B細(xì)胞沒有兩樣，雖然參與的轉(zhuǎn)錄因子和被激活的具體基因不完全相同(參見第八章)。 二 Bruton酪氨酸激酶和B細(xì)胞的發(fā)育Br

18、uton酪氨酸激酶(Btk)是B細(xì)胞特有的PTK。Btk的結(jié)構(gòu)可參見圖8-1A，它屬于Tec激酶家族。Btk的缺陷與人的X性聯(lián)無丙球血癥(XLA)相關(guān)。圖9-4表明，B細(xì)胞從原B向前B分化后，出現(xiàn)一種稱為前B細(xì)胞受體(pre-BCR)的結(jié)構(gòu)，小鼠中由重鏈和替代輕鏈5和V pre B三種分子組成(參見第三章)，此類前B細(xì)胞介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)由Btk介導(dǎo)，使前B發(fā)育成未成熟B細(xì)胞，開始表達(dá)膜表面IgM，并進(jìn)入成熟B細(xì)胞的分化。X染色體上的Btk基因一旦突變，前B細(xì)胞發(fā)育中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受阻，不能正常地產(chǎn)生免疫球蛋白，成為X性聯(lián)無丙球血癥(參見第十五章)。有報(bào)道稱，敲除Btk基因的小鼠B細(xì)胞，體外抗IgM抗體

19、仍有交聯(lián)作用，并出現(xiàn)CD69和CD25分子的表達(dá)，但DNA合成明顯低下。第三節(jié) B細(xì)胞的活化、增殖和抗體的類別轉(zhuǎn)換 一 胸腺依賴抗原對(duì)B細(xì)胞的活化 絕大多數(shù)蛋白質(zhì)抗原屬胸腺依賴抗原(TD-Ag)，對(duì)TD抗原的應(yīng)答涉及到一系列復(fù)雜的過程，包括APC細(xì)胞捕獲和遞呈抗原，特定的CD4 T細(xì)胞被活化后輔助B細(xì)胞，以及細(xì)胞因子作用下B細(xì)胞增殖分化成抗體生成細(xì)胞，發(fā)生親和力成熟和免疫球蛋白類別轉(zhuǎn)換，記憶細(xì)胞生成等。 (一)B細(xì)胞活化的第一和第二信號(hào) BCR可直接結(jié)合游離的抗原，但主要是從APC表面獲得天然TD抗原。上一節(jié)已介紹，B細(xì)胞通過BCR和輔助受體交聯(lián)抗原后啟動(dòng)抗原識(shí)別信號(hào)的傳遞，此第一信號(hào)能誘導(dǎo)C

20、D40分子表達(dá)增加。僅僅獲得第一信號(hào)的B細(xì)胞將進(jìn)入無能狀態(tài)，其機(jī)制可能由于TD抗原與BCR復(fù)合物交聯(lián)數(shù)量不足，未能超過B細(xì)胞激活閾值。 B細(xì)胞活化的第二信號(hào)往往有T細(xì)胞提供。其中涉及T、B細(xì)胞的相互作用。 1B細(xì)胞的抗原遞呈作用：B細(xì)胞是專職抗原遞呈細(xì)胞，通過BCR結(jié)合抗原并發(fā)生胞吞作用(endocytosis)，攝入BCR-Ag復(fù)合物，在內(nèi)體和特定的抗原加工區(qū)室CIIV中(參見第七章)，抗原被解離成肽段，然后抗原肽與進(jìn)入內(nèi)體的MHC類分子結(jié)合，抗原肽校遞呈給CD4 T細(xì)胞。需要指出的是，B細(xì)胞以其BCR識(shí)別的抗原表位不同于它遞呈的供T細(xì)胞識(shí)別的表位，盡管兩者可來自同一抗原分子。而且，作為抗原

21、遞呈細(xì)胞，B細(xì)胞與其他APC相比，有以下特點(diǎn)：對(duì)抗原的識(shí)別和結(jié)合顯示特異性。這保證了B細(xì)胞激活后最終產(chǎn)生的抗體能與相應(yīng)的抗原發(fā)生專一性結(jié)合。其他APC攝取外源性抗原并無特異性；可遞呈低劑量抗原。經(jīng)計(jì)算，B細(xì)胞用以激活T細(xì)胞的抗原濃度僅為1100gL，為巨噬細(xì)胞所需 濃度的10-410-6；在再次免疫時(shí)起重要作用，因?yàn)榛罨蛴洃汢細(xì)胞表達(dá)高親和力BCR，井兼有MHC類分子高表達(dá)，故有很強(qiáng)的抗原遞呈活性。 2T、B細(xì)胞間相互作用：B細(xì)胞激活需要T、B細(xì)胞間發(fā)生相互作用。其中B細(xì)胞既是Th細(xì)胞輔助的對(duì)象，又是T細(xì)胞活化的抗原遞呈細(xì)胞。圖9-5表明，這一相互合作包括一系列過程：抗原與BCR結(jié)合傳遞B細(xì)

22、胞活化的第一信號(hào)；D細(xì)胞作為APC把多肽遞呈給CD4 T細(xì)胞，為T細(xì)胞活化提供第一信號(hào)；活化T細(xì)胞表達(dá)CD40L，后者與CD40結(jié)合成為B細(xì)胞活化的第二信號(hào)；活化B細(xì)胞表達(dá)B7分子與CD28結(jié)合為T細(xì)胞提供第二信號(hào)；活化T細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子尤其是其中的IL-4，與B細(xì)胞表面的IL-4R結(jié)合，也為B細(xì)胞活化提供第二信號(hào)。嚴(yán)格說來，上述相互作用中，T細(xì)胞可能只有同時(shí)得到第一和第二信號(hào)之后才能表達(dá)CD40L，亦即T細(xì)胞表達(dá)CD40L是在得到第二信號(hào)之后，但由于上述相互作用是反復(fù)發(fā)生的，效應(yīng)不僅可累積，并可以放大，而完成相互作用中的一系列事件。 在電鏡下，可以看到發(fā)生相互作用的T、D靠得很近。這除了有

23、利于細(xì)胞間多種表面分子(TCR-MHC、CD28-B7、CD40-CD40L和其他粘附分子)的結(jié)合，還有一個(gè)重要的作用，是促使細(xì)胞因子高效分泌。Th2一旦靠攏B細(xì)胞井獲得激活信號(hào)之后，胞漿中的細(xì)胞骨架(cytoskeleton)蛋白和專司分泌功能的細(xì)胞器(高爾基器)可通過微管組織中心(MTOC)重新排列，集中到B細(xì)胞一側(cè)，然后這些細(xì)胞器和胞膜融合，使細(xì)胞因子(主要是IL-4)釋放到Th2和B細(xì)胞接觸點(diǎn)附近，有力地提高了細(xì)胞間信號(hào)傳遞的效率，最終使B細(xì)胞發(fā)生有效的激活，從G0期進(jìn)入G1期，開始增殖分化。需要指出的是，B細(xì)胞活化所需的兩個(gè)信號(hào)中，第一信號(hào)具有抗原特異性，第二信號(hào)卻是抗原非特異的。在

24、這個(gè)意義上，任何一種活化的T細(xì)胞(主要是Th2)都可以為B細(xì)胞提供第二信號(hào)。換言之，起輔助作用的T細(xì)胞，它的激活并不一定以B細(xì)胞作APC為先決條件。但是，如果T、B細(xì)胞同時(shí)識(shí)別同一種抗原(如病毒)，B細(xì)胞獲得抗原識(shí)別信號(hào)和提供MHC類分子-抗原肽的效率大大提高，可最有效地使該抗原特異性Th2獲得必要的信號(hào)，后者反過來作用于該B細(xì)胞(包括采用上面提到的IL-4分泌機(jī)制)，這樣的T-B合作對(duì)B細(xì)胞活化應(yīng)當(dāng)是最有效的。二 非胸腺依賴抗原對(duì)B細(xì)胞的活化 非胸腺依箱抗原(TI-Ag)是指能誘導(dǎo)無胸腺裸鼠或無T細(xì)胞動(dòng)物產(chǎn)生抗體的一類抗原。雖然無T細(xì)胞輔助，B細(xì)胞可直接對(duì)TI抗原應(yīng)答并產(chǎn)生抗體，但是T細(xì)胞、

25、NK細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞能增強(qiáng)B細(xì)胞對(duì)TI抗原的應(yīng)答。 (一)TI抗原的分類與主要特性 TI抗原因結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制不同，分為1型和2型。主要區(qū)別在于：1型TI抗原為脂多糖(LPS)，是小鼠B細(xì)胞的多克隆激活劑；而2型是多糖類或多聚糖，一般無絲裂原活性；1型TI抗原作用于成熱與未成熟B1和B2細(xì)胞，而2型僅作用于成熟Bl細(xì)胞。TD抗原、TI-1抗原和TI-2抗原之晦的主要區(qū)別見表9-3。 需要指出的是，裸鼠外周血缺乏+ T細(xì)胞但有+ T細(xì)胞，后者能間接輔助B1細(xì)胞對(duì)TI抗原發(fā)生應(yīng)答。嬰兒或新生動(dòng)物對(duì)TI-2抗原低應(yīng)答與B1細(xì)胞發(fā)育尚不成熟有關(guān)，而X性聯(lián)B細(xì)胞免疫缺陷病(X-linked immune

26、 B cell defect，Xid)時(shí)，Bl細(xì)胞數(shù)量顯著低下，故對(duì)IL-2的抗原應(yīng)答低下，可招致反復(fù)細(xì)菌感染。 (二)B細(xì)胞對(duì)TI-1抗原的應(yīng)答 由于TI-l抗原具有絲裂原活性并能活化巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞，所以脂多糖可引起嚴(yán)重的全身性炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)。在抗體應(yīng)答上有兩種不同的機(jī)制(圖9-6)： 1多克隆B細(xì)胞被非特異性激活：見于高濃度抗原時(shí)，LPS與B細(xì)胞上的LPS受體交聯(lián)，也可能LPS先與血清中LPS結(jié)合蛋白結(jié)合，其復(fù)合物再與B細(xì)胞受體結(jié)合，使多克隆B細(xì)胞被激活，產(chǎn)生低親和力IgM類抗體； 2特異性B細(xì)胞克隆被活化：見于LPS低濃度時(shí)，LPS的多糖類對(duì)特異性BCR的交叉

27、結(jié)合，產(chǎn)生的抗LPS抗體亦為低親和力的IgM。 (三)B細(xì)胞對(duì)TI-2抗原的應(yīng)答表9-3表明，TI-2抗原結(jié)構(gòu)上主要是多糖類的大分子，有重復(fù)抗原表位，功能上能激活補(bǔ)體旁路途徑和凝集素途徑，在體內(nèi)不易被降解，可持久存在，僅刺激成熟B1細(xì)胞。Bl細(xì)胞對(duì)TI-2抗原的應(yīng)答有下述特點(diǎn)：被TI-2抗原活化的B1細(xì)胞主要位于淋巴濾泡邊緣帶；其中的FDC可捕捉和長(zhǎng)久保存TI-2抗原；沒有或很少有生發(fā)中心生成；除極個(gè)別抗原有IgG2(人)或IgG3(小鼠)抗體產(chǎn)生外，一般是IgM抗體，不發(fā)生Ig類別轉(zhuǎn)換，也沒有記憶B細(xì)胞生成。 三 與B細(xì)胞的活化、增殖和分化有關(guān)的細(xì)胞因子 B細(xì)胞接受足夠強(qiáng)度的雙信號(hào)后從G0期

28、進(jìn)入G1期。此時(shí)B細(xì)胞發(fā)生體積變大、胞質(zhì)Ca2+濃度增高、蛋白磷酸化增強(qiáng)、蛋白質(zhì)和RNA合成活躍、新的分子(如CD69)和細(xì)胞因子受體(如CD25)表達(dá)、細(xì)胞因子分泌增加等一系列變化。B細(xì)胞從G1期S期G2期M期，每一階段均依賴細(xì)胞因子的作用。 與TD抗原活化B細(xì)胞有關(guān)的細(xì)胞因子，主要是IL-1、IL-7和IL-4；與增殖有關(guān)的因子，主要是IL-2、IL-4、IL-5、IL-7；與分化有關(guān)的細(xì)胞因子，主要是IL-4、IL-5、IL-6、IL-10和IFN-(圖9-7)。上述因子主要由Th細(xì)胞分泌，其次由APC分泌。 對(duì)TI抗原，活化B細(xì)胞可產(chǎn)生各種細(xì)胞因子，對(duì)B細(xì)胞增殖和分化起重要作用。已知B

29、細(xì)胞可分泌IL-1、IL-2、IL-4，IL-7、IL-10、IL-12、INF-、TNF-、IFN-、GM-CSF等系列因子。 不同刺激信號(hào)啟動(dòng)B細(xì)胞產(chǎn)生不同的細(xì)胞因子。如LPS刺激時(shí)，B細(xì)胞分泌IL-6和IL-10顯著增高，而IL-2不高；用抗Ig抗體或右旋糖酐刺激時(shí)，B細(xì)胞中IL-2顯著增高，而IL-6不高。產(chǎn)生這一差異的機(jī)制，可能涉及Ig的類別轉(zhuǎn)換。 四 抗體的類別轉(zhuǎn)換及其影響因素 通常，TI抗原免疫時(shí)B細(xì)胞產(chǎn)生IgM抗體，但對(duì)某些抗原也可產(chǎn)生IgG抗體。TD抗原初次免疫時(shí)，B細(xì)胞產(chǎn)生的是以IgG為主的抗體，而再次免疫時(shí)，則以IgG抗體為主?？贵w類別轉(zhuǎn)換又稱同種型轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的發(fā)生與抗原

30、性質(zhì)、細(xì)胞因子類型和CD40L的作用有關(guān)。 (一)影響類別轉(zhuǎn)換的因素 抗原的性質(zhì)決定抗體的類別：一般說可溶性蛋白抗原主要誘導(dǎo)人和小鼠的IgG1產(chǎn)生；多糖類抗原易誘導(dǎo)IgM產(chǎn)生，但某些多糖對(duì)成年人還可誘導(dǎo)IgG2產(chǎn)生，對(duì)小鼠誘導(dǎo)IgG3的產(chǎn)生；蠕蟲類抗原易誘導(dǎo)IgM生成，這可能與這些抗原易活化NK11+ T細(xì)胞分泌大量IL-4，誘導(dǎo)IgE生成有關(guān)。 2CD40L-CD40的作用：已知T-B細(xì)胞直接接觸，不僅影響TD抗原的抗體應(yīng)答，也與Ig類別轉(zhuǎn)換有關(guān)。例如X性聯(lián)高IgM綜合征患者因CD40L突變?cè)斐蒊gG、IgA、IgE含量低下，表明缺少配體和CD40作用，阻礙IgM轉(zhuǎn)向IgG、IgA和IgE。

31、CD40L結(jié)合CD40后可進(jìn)一步激活NF-B轉(zhuǎn)錄因子，誘導(dǎo)Ig類別轉(zhuǎn)換。敲除CD40-CD40L基因的小鼠，也顯示類別轉(zhuǎn)換嚴(yán)重受阻，同時(shí)伴有親和力成熟障礙和記憶B細(xì)胞生成不良。 3免疫途徑、免疫佐劑與類別轉(zhuǎn)換的關(guān)系：抗原免疫途徑不同，產(chǎn)生的抗體類別也不相同。如口服抗原涉及粘膜免疫，產(chǎn)生的是IgA為主抗體；而皮內(nèi)、皮下免疫則以IgG為主。用Freund佐劑進(jìn)行免疫以產(chǎn)生IgG為主，而用鋁佐劑，則易誘導(dǎo)IgE產(chǎn)生。 (二)細(xì)胞因子調(diào)控抗體類別轉(zhuǎn)換 細(xì)胞因子與B細(xì)胞活化、增殖、分化的關(guān)系一如上述。事實(shí)上，細(xì)胞因子是影響抗體類別轉(zhuǎn)換最關(guān)鍵的因素。如表9-4所示，單純LPS在體外可引起小鼠B細(xì)胞增生并產(chǎn)

32、生漿細(xì)胞。應(yīng)用抗體空斑形成細(xì)胞(PFC)分析技術(shù)，可知其中大量出現(xiàn)的是IgM生成細(xì)胞；當(dāng)LPS分別與IL-4、IFN-或者IL-5加TGF-共同刺激B細(xì)胞時(shí)，則發(fā)現(xiàn)IgM，IgG1、IgE，IgG2和IgA的分泌分別被提高。 細(xì)胞因子的作用主要是影響重鏈5端S區(qū)和C區(qū)基因的轉(zhuǎn)錄。例如IL-4作用在S-C之間，引起鏈轉(zhuǎn)錄(參見第三章)。另外，細(xì)胞因子和抗體類別轉(zhuǎn)換關(guān)系研究揭示，特定的細(xì)胞因子往往促進(jìn)某些類型的類別轉(zhuǎn)換而抑制其他類型的類別轉(zhuǎn)換。表9-5所列為小鼠中的分析結(jié)果。一般說，小鼠IgC1相當(dāng)于人的IgG-4，均受IL-4的調(diào)節(jié)，參與型變態(tài)反應(yīng)；小鼠IgG2相當(dāng)于人的IgG1，均受IFN-的

33、調(diào)控；小鼠IgG3相當(dāng)于人的IgG2。還需要指出的是，增加一些細(xì)胞因子有時(shí)并不影響抗體類別的轉(zhuǎn)換，但不能缺少，缺少則改變抗體類別。例如敲除IL-2基因小鼠，IgE生成顯著增高，敲除IL-6基因則IgA生成顯著缺乏。提示IL-2可抑制IgE生成，IL-6則是IgA生成不可缺少的因子。第四節(jié) 生發(fā)中心在TD抗原應(yīng)答中的作用 一 TD抗原誘發(fā)的初次應(yīng)答和再次應(yīng)答 B細(xì)胞對(duì)TI-1抗原的應(yīng)答發(fā)生在外周淋巴器官的胸腺依賴區(qū)，對(duì)TI-2抗原的應(yīng)答發(fā)生在淋巴濾泡的邊緣。B細(xì)胞對(duì)TD抗原的初次應(yīng)答，主要發(fā)生在胸腺依賴區(qū)，對(duì)TD抗原再次免疫應(yīng)答發(fā)生在生發(fā)中心。由于應(yīng)答場(chǎng)所不同，對(duì)TD抗原的初次與再次免疫應(yīng)答會(huì)有

34、很大的影響(表9-6)。再次免疫應(yīng)答，是機(jī)體提高清除抗原能力的重要免疫生物學(xué)現(xiàn)象，具有重要的意義。 二 生發(fā)中心的形成 (一)生發(fā)中心的結(jié)構(gòu)與主要功能生發(fā)中心(germinal center，GC)是B細(xì)胞對(duì)TD抗原發(fā)生二次應(yīng)答的重要場(chǎng)所。在光鏡下，生發(fā)中心的結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外依次為暗區(qū)(dark zone)、亮區(qū)(1ight zone)和邊緣區(qū)(marginal zone)，亮區(qū)又分基底亮區(qū)和頂亮區(qū)。各區(qū)段中的細(xì)胞組成特點(diǎn)及主要功能見表9-7。(二)生發(fā)中心生成的過程及其影響因素 1生發(fā)中心的形成：可分為3個(gè)階段(圖9-8)： (1)中央母細(xì)胞階段：在胸腺依賴區(qū)，B細(xì)胞在Th細(xì)胞輔助下對(duì)抗原產(chǎn)生初

35、次免疫應(yīng)答，一部分分化為能分泌抗體的漿細(xì)胞，僅少數(shù)已活化的特異B細(xì)胞遷移到初級(jí)淋巴濾泡內(nèi)轉(zhuǎn)化為B淋巴母細(xì)胞(平均為3個(gè)克隆)，以指數(shù)方式呈現(xiàn)克隆性擴(kuò)增，3-4d即可達(dá)104個(gè)細(xì)胞，并將初級(jí)淋巴濾泡中的小淋巴細(xì)胞擠成月牙狀的邊緣區(qū)。所以，生發(fā)中心中的B細(xì)胞具有寡克隆性的特點(diǎn)。第4天，B細(xì)胞遷移到濾泡內(nèi)側(cè)，失去mIg，轉(zhuǎn)變?yōu)橹醒肽讣?xì)胞(centroblast)，形成生發(fā)中心的暗區(qū)。 (2)中央細(xì)胞階段：來自中央母細(xì)胞增殖后成為中央細(xì)胞(centroyte)，再度表達(dá)mIg(屬已經(jīng)發(fā)生類別轉(zhuǎn)換的IR)。該細(xì)胞體積小，不再分裂，并向FDC豐富的外側(cè)區(qū)移動(dòng)形成亮區(qū)。此區(qū)中絕大多數(shù)中央細(xì)胞發(fā)生凋亡，井為該

36、區(qū)的巨噬細(xì)胞所吞噬。該階段是抗原選擇和親和力成熟階段。 (3)記憶性效應(yīng)性B細(xì)胞階段：少數(shù)經(jīng)體細(xì)胞突變和抗原選擇后免于凋亡的中央細(xì)胞進(jìn)入頂亮區(qū)，在FDC和Th細(xì)胞的協(xié)同下分化為次級(jí)母細(xì)胞，再分化為記憶性B細(xì)胞或壽命較長(zhǎng)的漿細(xì)胞，離開生發(fā)中心進(jìn)入外周循環(huán)。 2影響生發(fā)中心形成的因素(1)B細(xì)胞趨化因子受體1(BLRl)：活化的B細(xì)胞受趨化因子吸引，從T細(xì)胞區(qū)遷移到濾泡區(qū)，條件是必須表達(dá)BLR1受體。缺失BLR1的小鼠，其活化B細(xì)胞只能停留在胸腺依賴區(qū)和邊緣區(qū)，故沒有GC形成。記憶性B細(xì)胞、部分活化CD4+ T細(xì)胞和記憶性CD4+ T細(xì)胞也表達(dá)BLRl，它們能進(jìn)入GC。 (2)TNF及TNF受體：

37、已知TNF-、淋巴毒素(LT-LT-)及其TNFRl均與初級(jí)濾泡和GC形成有關(guān)。因?yàn)榍贸齌NF或LT-LT-或TNFR基因的小鼠，均影響濾泡發(fā)育和GC形成。 (3)CD21(CR2)和CD35(CRl)：CR1和CR2表達(dá)在FDC和B細(xì)胞上，對(duì)長(zhǎng)期保留抗原和B細(xì)胞活化有關(guān)。缺少CR1或CR2的小鼠GC生成受阻。 (4)CD40LCD40：CD40L表達(dá)在活化的CD4+ T細(xì)胞和FDC上，對(duì)長(zhǎng)期保留抗原和B細(xì)胞活化有關(guān)。給敲除CD40LCD40基因小鼠用抗原免疫時(shí)，也不能誘導(dǎo)GC生成。 三 體細(xì)胞高頻突變、抗原選擇和親和力成熟在生發(fā)中心暗區(qū)的中央母細(xì)胞在發(fā)生大量增殖同時(shí)，伴有體細(xì)胞高頻突變(somatic hypermutation)，VD和VDJ基因外顯子可發(fā)生高頻率的點(diǎn)突變。突變后