B细胞

白細胞類型

B细胞(英语:B cell),也称B淋巴球B lymphocyte),是白血球中一种淋巴细胞的亚型[1]。B细胞属于后天免疫系统体液免疫,作用为分泌抗体[1]。此外,B细胞能呈现抗原(也属于抗原呈递细胞)并分泌细胞激素[1]哺乳动物的B细胞在骨髓中成熟,骨髓位于多数骨骼的核心[2]鸟类的B细胞在腔上囊Bursa of Fabricius)中成熟,腔上囊是一种淋巴器官[2],“B”其实是指腔上囊,而不是一般认为的骨髓(Bone marrow)。

B细胞
电子显微镜下的人类B细胞
B淋巴细胞是免疫系统细胞,形成记忆细胞,在未来的感染时,更快产生抗体
基本信息
系统免疫系统
标识字符
拉丁文lymphocytus B
MeSHD001402
FMAFMA:62869
显微解剖学术语英语Anatomical terms of microanatomy
B细胞的一个3D演示

发育 编辑

它来源于骨髓中的造血干细胞[3],在骨髓中成熟,在体液免疫中产生抗体,起到重要作用。当遇到抗原时,会分化成核比例较大的浆细胞。浆细胞的细胞质中且会出现一些颗粒,这些颗粒容易被甲基蓝等天青染料所染色,同时会出现抗体,表现在细胞膜或释放出去。另一部分B细胞经过抗原激活后并不成为浆细胞,而是成为记忆B细胞。当再次遇到相同抗原时,记忆B细胞能迅速作出反应,大量分化增殖。

B细胞在骨髓中需要经过两轮筛选才能够发育为正常的B细胞。第一轮阳性选择与抗原反应无关,是针对B细胞受体(BCR)以及其前体pre-BCR的。如果这些受体不能很好地结合它们的配体,B细胞就会停止发育。[4]第二轮阴性选择则是检查B细胞与自身抗原的结合力,如果结合力过强,B细胞就会凋亡[5]。阴性选择确保了免疫耐受的状态,使得B细胞不会对自体抗原发生免疫反应[6]

为了完成发育,非成熟B细胞需要从骨髓迁移到脾脏,完成过渡期。B细胞的过渡期分为T1和T2期[7]。从B细胞离开骨髓到它们迁入脾脏,这段时间的B细胞属于T1期B细胞。而T1期B细胞将在脾脏中发育为T2期B细胞[8]。取决于它们通过BCR和其他受体接收到的信号,T2期B细胞既可以分化为滤泡(FO)B细胞,也可以分化为边缘区(MZ)B细胞[9]。一旦分化完成,它们就被视为成熟(mature)B细胞,或者说初级(naive)B细胞[8]

活化 编辑

B细胞活化发生在次级淋巴器官,例如脾脏和淋巴结[1]。在B细胞离开骨髓,随着血流迁移到次级淋巴器官的过程中,会始终接收来自淋巴循环的抗原[10]。在次级淋巴器官内,当B细胞通过BCR结合抗原时,B细胞活化就开始了[11]。虽然B细胞活化的详细机理尚未解明,但是有观点认为其符合类似T细胞活化的动力学模型。即在静息状态下细胞膜上的BCR处于磷酸化和去磷酸化的平衡中,而B细胞与抗原呈递细胞的接触将使平衡往BCR磷酸化的方向倾斜,从而起始B细胞的活化。在3类B细胞中,滤泡B细胞更倾向于发生依赖T细胞的活化,而边缘区B细胞和B1细胞更倾向于发生不依赖T细胞的活化[12]

细胞表面受体CD21英语Complement receptor 2CD19CD81英语CD81可以组成B细胞共受体复合物,而CD21的表达可以增强B细胞的活化[13]。 当BCR结合了一个与C3英语Complement component 3补体蛋白片段的抗原时,CD21可以与补体C3英语Complement component 3结合,激活CD19和CD81的下游信号,从而使细胞更容易被活化[14]

依赖T细胞的活化 编辑

包括蛋白质抗原的一部分抗原,必须依赖T细胞才能活化B细胞,这类抗原称为T细胞依赖(TD)抗原。这类抗原无法在缺少T细胞的机体内引发体液免疫反应。这类抗原引发的免疫反应往往需要几天时间,产生的抗体相对于不依赖T细胞的反应,亲和力更高,功能也更广泛[2]

TD抗原和BCR结合后,就会被B细胞胞吞进入细胞内。这些抗原被切割为片段后,以和MHC-II分子英语MHC class II结合的状态回到细胞膜上[15]辅助T(TH)细胞,特别是滤泡辅助T(TFH)细胞,将会以自身的T细胞受体(TCR)识别B细胞表面结合了抗原片段的MHC-II分子[16]。TCR成功识别结合MHC-II分子后,T细胞将在细胞表面表达CD40L英语CD154蛋白质,并分泌白血球介素-4白血球介素-21英语Interleukin 21细胞激素。CD40L和B细胞表面CD40分子的结合对B细胞活化是必要的。这一过程将促进B细胞增殖、免疫球蛋白类型转换体细胞超突变、以及T细胞发育和分化。来自T细胞的细胞因子也发挥类似的作用。一旦B细胞接受了上述来自T细胞的信号,这个B细胞就被认为是活化了[16]

活化后的B细胞将分化为提供快速保护的短寿命浆母细胞,以及提供长期保护的长寿浆细胞记忆细胞[12]。分化的第一步发生在淋巴结滤泡外的次级淋巴器官,在这一步分化中,活化B细胞增殖,可能发生免疫球蛋白类型转换,最终分化成浆母细胞,分泌的抗体类型主要是结合力相对较弱的IgM[17]。第二步分化中,活化B细胞将进入淋巴结滤泡并形成生发中心。生发中心是专门适应B细胞增殖分化的微环境,B细胞在其中大量增殖,发生免疫球蛋白类型转换,并在体细胞超突变中完成亲和力成熟英语Affinity maturation[18]。生发中心中的TFH细胞能加速这项工程,并最终产生具有高亲和力和较长寿命的记忆细胞和浆细胞[12]。这些可以分泌大量抗体的浆细胞可能留在次级淋巴器官中,但更有可能会迁移回骨髓。

不依赖T细胞的活化 编辑

包括外源多糖和未甲基化CpG DNA在内的T细胞非依赖抗原,即使在缺少T细胞的机体内也可以活化B细胞,引发体液免疫反应[12]。这样的免疫反应相对来说更快速,但是产生的抗体亲和力相对较低,功能也相对局限[2]

TI抗原也需要一些额外信号来完成对B细胞的活化,这些额外信号可能是B细胞上Toll样受体对常见微生物组分的识别,也可能是细菌表面重复抗原表位造成的B细胞表面BCR广泛交联[2]。被TI抗原活化的B细胞将在滤泡外的次级淋巴器官中增殖,经过可能的免疫球蛋白类型转换,最终分化为提供快速短时防护的浆母细胞,以及一部分长寿浆细胞[19]

记忆B细胞活化 编辑

记忆B细胞在识别到特定抗原后活化,这一抗原的种类在其最初分化时就已决定[20]。一些记忆B细胞不需要T细胞的帮助就可以被活化,例如某些病毒特异性记忆B细胞;但是其他的记忆B细胞仍然需要T细胞的帮助才能活化[21]。和初次免疫反应类似,记忆B细胞的BCR结合特定抗原后,抗原就会被B细胞胞吞加入细胞内。这些抗原被切割为片段后,以和MHC-II分子结合的状态回到细胞膜上。对同一个抗原有记忆的记忆辅助T(TH)细胞,特别是滤泡记忆辅助(TFH)细胞,将会以自身的TCR识别记忆B细胞表面结合了抗原片段的MHC-II分子。相似的,在此之后,经过接受T细胞的信号转导,活化的记忆B细胞将在滤泡外增殖分化为浆母细胞和浆细胞,或者在生发中心内分化成浆细胞和记忆细胞。在第二次免疫反应中,记忆B细胞是否会在生发中心进行进一步的亲和力增强尚不明确[20]

B细胞分类 编辑

  • 浆母细胞:一种寿命较短,可增殖,可分泌抗体的B细胞。产生于免疫反应早期,其分泌的抗体相对于浆细胞而言亲和力较低[2]
  • 浆细胞:一种寿命较长,不再增殖,可分泌抗体的B细胞。有证据表明,初级B细胞分化到浆细胞的过渡阶段与浆母细胞类似。相对于浆母细胞,浆细胞由于在生发中心中完成了亲和力成熟过程,分泌的抗体亲和力较高,分泌抗体的量也更多[12]
  • 淋巴浆细胞样细胞:一种具有浆细胞特征的B细胞。这种细胞类型出现于前期或恶性浆细胞恶病质英语Plasma cell dyscrasias,与IgM的过度分泌相关[22]
  • 记忆B细胞:一种寿命很长,处于休眠期的B细胞。它们在血液中循环,一旦遇到其原来分化来的B细胞曾识别的特定抗原,就可以起始快速而强力的免疫反应[21]
  • B-2细胞:
    • 滤泡(FO)B细胞:有时也称为B-2细胞。最常见的一类B细胞,除了在血液中,主要存在于次级淋巴器官的滤泡内。免疫反应中高亲和力的抗体主要是它们的功劳。
    • 边缘区(MZ)B细胞:主要在脾脏的边缘区被发现。由于脾脏的边缘区的血流量很高,它们是对抗血源性病原体的第一道防线[23]。相对而言更容易发生不依赖T细胞的B细胞活化[12]
  • B-1细胞:发育途径不同于滤泡B细胞和边缘区B细胞。在小鼠体内,它们主要存在于胸膜腔和腹膜腔,生产天然抗体(在无感染的情况下产生的抗体),抵抗粘膜病原体,主要发生不依赖T细胞的B细胞活化。在人体内尚未找到和小鼠B-1细胞真正同源的细胞群,但是有和B-1细胞类似的细胞群存在[24]
  • 调节B细胞英语Regulatory B cell:一类免疫抑制细胞,通过分泌IL-10、IL-35和TGF-β来抑制病理性、促炎症淋巴细胞扩增。同时,它们也通过影响T细胞的分化,来促进调节T(Treg)细胞的产生。尚未有统一的Breg细胞特征被阐明,但是多种具有类似功能的Breg细胞亚群已在人类和小鼠中被发现。关于这些Breg细胞亚群之间的关系,以及Breg细胞的分化途径,现在仍然有待研究。[25]有证据表明任何类型的B细胞都可能在炎症信号的刺激下分化为Breg细胞[25]
  • 浆细胞样树突状细胞:一类特殊的树突状细胞,具有浆细胞的特征,但其功能是生产出大量的细胞因子来激活免疫系统并提醒周围细胞

相关疾病 编辑

异常B细胞识别自身抗原,并分泌攻击自身组分的抗体时,可能导致自身免疫病。与B细胞异常相关的自身免疫病包括硬皮病多发性硬化系统性红斑狼疮1型糖尿病类风湿性关节炎[26]

B细胞及其前体的恶性转化可以引发癌症,包括B细胞慢性淋巴细胞白血病急性淋巴性白血病毛细胞白血病英语Hairy cell leukemia滤泡性淋巴瘤英语Follicular lymphoma非霍奇金淋巴瘤霍奇金淋巴瘤。浆细胞的恶性病变则包括多发性骨髓瘤华氏巨球蛋白血症英语Waldenström's macroglobulinemia、以及某些形式的淀粉样变性[27]

参见 编辑

参考文献 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Murphy, Kenneth. Janeway's Immunobiology 8th. New York: Garland Science. 2012. ISBN 9780815342434. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Cooper, Max D. The early history of B cells. Nature Reviews Immunology. 2015-01-01, 15 (3): 191–7. PMID 25656707. doi:10.1038/nri3801. 
  3. ^ Kondo, Motonari. Lymphoid and myeloid lineage commitment in multipotent hematopoietic progenitors. Immunological reviews. 2010-11, 238 (1): 37–46 [2020-04-23]. ISSN 0105-2896. PMC 2975965 . PMID 20969583. doi:10.1111/j.1600-065X.2010.00963.x. (原始内容存档于2020-05-14). 
  4. ^ Mårtensson, Inga-Lill; Almqvist, Nina; Grimsholm, Ola; Bernardi, Angelina I. The pre-B cell receptor checkpoint. FEBS Letters. 2010-06-18, 584 (12): 2572–2579. doi:10.1016/j.febslet.2010.04.057 (英语). 
  5. ^ LeBien, Tucker W.; Tedder, Thomas F. B lymphocytes: how they develop and function. Blood. 2008-09-01, 112 (5): 1570–1580 [2020-04-23]. ISSN 0006-4971. PMC 2518873 . PMID 18725575. doi:10.1182/blood-2008-02-078071. (原始内容存档于2020-05-14). 
  6. ^ Pelanda, Roberta; Torres, Raul M. Central B-Cell Tolerance: Where Selection Begins. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 2012-4, 4 (4) [2020-04-23]. ISSN 1943-0264. PMC 3312675 . PMID 22378602. doi:10.1101/cshperspect.a007146. (原始内容存档于2020-05-14). 
  7. ^ Loder, By Florienne; Mutschler, Bettina; Ray, Robert J.; Paige, Christopher J.; Sideras, Paschalis; Torres, Raul; Lamers, Marinus C.; Carsetti, Rita. B Cell Development in the Spleen Takes Place in Discrete Steps and Is Determined by the Quality of B Cell Receptor–Derived Signals. The Journal of Experimental Medicine. 1999-07-01, 190 (1): 75–90 [2020-04-23]. ISSN 0022-1007. PMC 2195560 . PMID 10429672. (原始内容存档于2020-06-22). 
  8. ^ 8.0 8.1 Chung, James B.; Silverman, Michael; Monroe, John G. Transitional B cells: step by step towards immune competence. Trends in Immunology. 2003-06, 24 (6): 342–348 [2020-04-23]. doi:10.1016/S1471-4906(03)00119-4. (原始内容存档于2020-05-14) (英语). 
  9. ^ Cerutti, Andrea; Cols, Montserrat; Puga, Irene. Marginal zone B cells: virtues of innatelike antibody-producing lymphocytes. Nature reviews. Immunology. 2013-2, 13 (2): 118–132 [2020-04-23]. ISSN 1474-1733. PMC 3652659 . PMID 23348416. doi:10.1038/nri3383. (原始内容存档于2020-05-14). 
  10. ^ Harwood, Naomi E.; Batista, Facundo D. Early events in B cell activation. Annual Review of Immunology. 2010, 28: 185–210 [2020-04-23]. ISSN 1545-3278. PMID 20192804. doi:10.1146/annurev-immunol-030409-101216. (原始内容存档于2020-05-14). 
  11. ^ Yuseff, Maria-Isabel; Pierobon, Paolo; Reversat, Anne; Lennon-Duménil, Ana-Maria. How B cells capture, process and present antigens: a crucial role for cell polarity. Nature Reviews. Immunology. 2013-07, 13 (7): 475–486 [2020-04-23]. ISSN 1474-1741. PMID 23797063. doi:10.1038/nri3469. (原始内容存档于2019-09-09). 
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 Nutt, Stephen L.; Hodgkin, Philip D.; Tarlinton, David M.; Corcoran, Lynn M. The generation of antibody-secreting plasma cells. Nature Reviews. Immunology. 2015-03, 15 (3): 160–171 [2020-04-23]. ISSN 1474-1741. PMID 25698678. doi:10.1038/nri3795. (原始内容存档于2020-05-14). 
  13. ^ Asokan, Rengasamy; Banda, Nirmal K.; Szakonyi, Gerda; Chen, Xiaojiang S.; Holers, V. Michael. Human Complement Receptor 2 (CR2/CD21) as a Receptor for DNA: Implications for its Roles in the Immune Response and the Pathogenesis of Systemic Lupus Erythematosus (SLE). Molecular immunology. 2013-1, 53 (1-2): 99–110 [2020-04-23]. ISSN 0161-5890. PMC 3439536 . PMID 22885687. doi:10.1016/j.molimm.2012.07.002. (原始内容存档于2020-06-22). 
  14. ^ Zabel, M. D.; Weis, J. H. Cell-specific regulation of the CD21 gene. International Immunopharmacology. 2001-03, 1 (3): 483–493. ISSN 1567-5769. PMID 11367532. doi:10.1016/s1567-5769(00)00046-1. 
  15. ^ Blum, Janice S.; Wearsch, Pamela A.; Cresswell, Peter. Pathways of antigen processing. Annual Review of Immunology. 2013, 31: 443–473 [2020-04-23]. ISSN 1545-3278. PMC 4026165 . PMID 23298205. doi:10.1146/annurev-immunol-032712-095910. (原始内容存档于2020-05-14). 
  16. ^ 16.0 16.1 Crotty, Shane. A brief history of T cell help to B cells. Nature Reviews. Immunology. 2015-03, 15 (3): 185–189 [2020-04-23]. ISSN 1474-1741. PMC 4414089 . PMID 25677493. doi:10.1038/nri3803. (原始内容存档于2020-05-14). 
  17. ^ MacLennan, Ian C. M.; Toellner, Kai-Michael; Cunningham, Adam F.; Serre, Karine; Sze, Daniel M.-Y.; Zúñiga, Elina; Cook, Matthew C.; Vinuesa, Carola G. Extrafollicular antibody responses. Immunological Reviews. 2003-08, 194: 8–18 [2020-04-23]. ISSN 0105-2896. PMID 12846803. doi:10.1034/j.1600-065x.2003.00058.x. (原始内容存档于2020-05-14). 
  18. ^ Shlomchik, Mark J.; Weisel, Florian. Germinal center selection and the development of memory B and plasma cells. Immunological Reviews. 2012-05, 247 (1): 52–63 [2020-04-23]. ISSN 1600-065X. PMID 22500831. doi:10.1111/j.1600-065X.2012.01124.x. (原始内容存档于2020-05-14). 
  19. ^ Bortnick, Alexandra; Chernova, Irene; Quinn, William J.; Mugnier, Monica; Cancro, Michael P.; Allman, David. Long-lived bone marrow plasma cells are induced early in response to T-cell independent or T-cell dependent antigens. Journal of immunology (Baltimore, Md. : 1950). 2012-06-01, 188 (11): 5389–5396 [2020-04-23]. ISSN 0022-1767. PMC 4341991 . PMID 22529295. doi:10.4049/jimmunol.1102808. (原始内容存档于2020-05-14). 
  20. ^ 20.0 20.1 McHeyzer-Williams, Michael; Okitsu, Shinji; Wang, Nathaniel; McHeyzer-Williams, Louise. Molecular programming of B cell memory. Nature Reviews. Immunology. 2011-12-09, 12 (1): 24–34 [2020-04-23]. ISSN 1474-1741. PMC 3947622 . PMID 22158414. doi:10.1038/nri3128. (原始内容存档于2020-05-14). 
  21. ^ 21.0 21.1 Kurosaki, Tomohiro; Kometani, Kohei; Ise, Wataru. Memory B cells. Nature Reviews. Immunology. 2015-03, 15 (3): 149–159 [2020-04-23]. ISSN 1474-1741. PMID 25677494. doi:10.1038/nri3802. (原始内容存档于2020-05-14). 
  22. ^ Ribourtout, B.; Zandecki, M. Plasma cell morphology in multiple myeloma and related disorders. Morphologie: Bulletin De l'Association Des Anatomistes. 2015-06, 99 (325): 38–62 [2020-04-23]. ISSN 1286-0115. PMID 25899140. doi:10.1016/j.morpho.2015.02.001. (原始内容存档于2020-05-14). 
  23. ^ Pillai, Shiv; Cariappa, Annaiah; Moran, Stewart T. Marginal zone B cells. Annual Review of Immunology. 2005, 23: 161–196 [2020-04-23]. ISSN 0732-0582. PMID 15771569. doi:10.1146/annurev.immunol.23.021704.115728. (原始内容存档于2020-05-14). 
  24. ^ Baumgarth, Nicole. The double life of a B-1 cell: self-reactivity selects for protective effector functions. Nature Reviews. Immunology. 2011-01, 11 (1): 34–46 [2020-04-23]. ISSN 1474-1741. PMID 21151033. doi:10.1038/nri2901. (原始内容存档于2015-04-18). 
  25. ^ Rosser, Elizabeth C.; Mauri, Claudia. Regulatory B cells: origin, phenotype, and function. Immunity. 2015-04-21, 42 (4): 607–612 [2020-04-23]. ISSN 1097-4180. PMID 25902480. doi:10.1016/j.immuni.2015.04.005. (原始内容存档于2020-05-14). 
  26. ^ Yanaba, Koichi; Bouaziz, Jean-David; Matsushita, Takashi; Magro, Cynthia M.; St Clair, E. William; Tedder, Thomas F. B-lymphocyte contributions to human autoimmune disease. Immunological Reviews. 2008-06, 223: 284–299 [2020-04-23]. ISSN 1600-065X. PMID 18613843. doi:10.1111/j.1600-065X.2008.00646.x. (原始内容存档于2020-04-12). 
  27. ^ Al, Shaffer. Pathogenesis of Human B Cell Lymphomas. Annual review of immunology. 2012 [2020-04-23]. (原始内容存档于2020-05-14) (英语).