Этапы созревания в лимфоцитов

– Про-В-клетка экспрессирует ферменты, необходимые для реаранжировки генов и соединительного разнообразия, однако ни тяжелые, ни легкие цепи при этом не экспрессируются.

– Пре-В-клетка экспрессирует тяжелые μ-цепи в цитоплазме. На клеточной поверхности тяжелые цепи соединяются с суррогатными легкими цепями для образования рецепторов пре-В-клетки.

– Незрелая В-клетка синтезирует легкие цепи и, следовательно, может экспрессировать молекулы антител на клеточной поверхности. При взаимодействии с антигеном на этом этапе может произойти отрицательный отбор.

– На стадии переходных (транзиторных) В-клетки постепенно становятся нечувствительны к негативному отбору и приобретают статус иммунокомпетентных

– Зрелая В-клетка экспрессирует как иммуноглобулин М, так и иммуноглобулин D и способна компетентно реагировать на антиген.

Перед превращением в зрелые В-лимфоциты клетки проходят ряд этапов развития, что приводит к последовательному формированию тяжелых цепей, легких цепей и целых молекул антител. В определенные моменты этого процесса происходит их отбор с удалением клеток с бесцельной перестройкой генов или формированием аутореактивных антител, а также с подачей сигналов выживаемости для клеток, которые могут производить потенциально применимые антитела.

Процесс развития В-лимфоцитов делится на несколько этапов, каждый из которых характеризуется определенными событиями, при этом клетки на разных этапах отличаются поверхностными клеточными маркерами и экспрессией генов иммуноглобулинов.

Гемопоэтические стволовые клетки костного мозга и эмбриональной печени, из которых происходят В-клетки, изначально являются плюрипотентными. Стволовые клетки, которые исходно развивались по лимфоцитарному пути, могут стать общими предшественниками лимфоцитов, которые в свою очередь превращаются в В-, Т- или NK-клетки. В-клетки, происходящие из печени плода, главным образом представлены В1-клетками, в то время как В-клетки костномозгового происхождения исходно представляют собой фолликулярные В-лимфоциты.

Клетки и молекулы, расположенные внеклеточно, в стромальном микроокружении вырабатывают сигналы, приводящие к дифференцировке лимфоцитов. Индукция регуляторов транскрипции EBF, Е2А и Рах-5 приводит к экспрессии белков, критически значимых для развития В-лимфоцитов. Дополнительный контроль дифференцировки В-клеток обеспечивается посттранскрипционной регуляцией мРНК РНК-связывающими белками и микроРНК.

Самый ранний предшественник В-лимфоцитов называется пре-В клеткой. На этом этапе клетка вырабатывает ген, активирующий рекомбинацию (ГАР) и терминальные ДНК-трансферазы (ТдТ), которые в последующем потребуются для соматической рекомбинации и переноса нуклеозидов, обеспечивающих соединительное разнообразие, соответственно. На этапе пре-В-клетки происходит ограниченная соматическая рекомбинация, а иммуноглобулины еще не экспрессируются.

Следующим этапом созревания В-клетки является пре-В-клетка. На этой стадии происходит синтез тяжелой цитоплазматической μ-цепи. Поскольку легкие цепи в этот момент еще не экспрессируются, поверхностный иммуноглобулин на данном этапе не присутствует. Некоторые из p-тяжелых цепей соединяются с постоянными молекулами, которые называются суррогатами легких цепей, а также с белками иммуноглобулинов α и β, обеспечивающими передачу сигнала с образованием комплексов, которые носят название пре-В-рецепторы.

На данном этапе селектируются клетки, которые синтезировали тяжелые цепи, способные к формированию части пре-В-клеточного рецептора, поскольку последний вырабатывает сигналы, необходимые для выживания, размножения и созревания клеток.

Образование легких цепей происходит на следующей стадии созревания В-клеток, когда появляется незрелая В-клетка. В результате соединения легких цепей с тяжелыми p-цепями возникает молекула IgM, которая может экспрессироваться на клеточной поверхности. Несмотря на то что присутствие В-клеточного рецепторного комплекса мотивирует способность клетки распознавать специфические антигены, на данной стадии подобное распознавание не приводит к пролиферации или дифференцировке. Напротив, клетки могут подвергнуться отрицательному отбору при встрече с антигеном.

Незрелые В-клетки, распознающие аутоантиген, могут ликвидироваться путем апоптоза или же пройти через процесс рецепторного редактирования, в ходе которого приобретается новая специфичность, не являющаяся аутоспецифичностью.

Выход незрелых В-клеток из костного мозга в селезенку знаменует начало новой стадии появление переходных В-лимфоцитов. Переходные клетки постепенно начинают экспрессировать на своей поверхности IgD, CD21 и CD23 и становятся более иммунокомпетентными. Альтернативный сплайсинг РНК обеспечивает синхронную экспрессию IgM и IgD. В начале данного этапа перекрестная активация В-клеточного рецептора ведет к негативному отбору. По мере дальнейшего созревания переходные клетки становятся чувствительными к действию Т-хелперов и, в то же время теряют чувствительность к негативному отбору.

Зрелая В-клетка вырабатывает IgM и IgD и может полноценно отвечать на действие антигена. Такая клетка считается наивной, потому что она еще не активировалась антигеном. Большинство зрелых В-лимфоцитов циркулируют через периферическую лимфатическую систему (селезенку, лимфатические узлы, лимфоидную ткань слизистых оболочек). Они носят название фолликулярных В-клеток или рециркулирующих В-клеток. В-лимфоциты привлекаются в фолликулы хемокином СХСL13, секретируемым фолликулярными дендритными клетками. В-лимфоциты выживают в фолликулах благодаря цитокину BAFF (В-cell activating factor—фактор, активирующий В-клетки), также известному как BLyS (В lymphocyte stimulator—стимулятор В-лимфоцитов). Небольшая часть зрелых В-клеток возвращается в краевую зону селезенки и остается там.

Взаимодействие зрелых наивных В-клеток с антигеном приводит к активации В-клеток, их пролиферации и дифференцировке. При этом отдельная группа В-клеток трансформируется в В-клетки памяти, которые активируются позже в случае последующей встречи с антигеном. Часть других В-клеток дифференцируется в клетки, постепенно уменьшающие количество производимых ими мембраносвязанных Ig, увеличивая при этом выработку секретированных форм Ig.

Терминально дифференцированные В-клетки, предназначенные для выработки секретированных Ig, представляют собой плазматические клетки, имеющие обширную шероховатую эндоплазматическую сеть, что также соответствует функции таких клеток служить фабриками антител.

– Вернуться в оглавление раздела “дерматология.”

Оглавление темы “Гуморальный иммунитет и антитела при болезнях кожи.”:

1. Гуморальный иммунитет и структура антител
2. Виды иммуноглобулинов и их функции
3. Механизмы обеспечивающие разнообразие антител (иммуноглобулинов)
4. Механизмы и этапы созревания В-лимфоцитов

Часть лимфоидных стволовых клеток мигрирует в вилочковую
железу (тимус) и созревает там до Т-лимфоцитов; другая их часть остается в
костном мозге и созревает до В-лимфоцитов. На пути созревания (дифференцировки)
в центральных органах иммунитета стволовая клетка проходит несколько этапов.
Эти этапы созревания Т- и В-лимфоцитов происходят без участия антигена и
поэтому получили название антиген независимой дифференцировки.

Первый этап – это появление на стволовой клетке структур, указывающих,
по какому пути дифференцировки (Т- или В-лимфоцитов) пойдет ее развитие; он
происходит еще в костном мозге.

Ранний предшественник В-лимфоцитов имеет на своей мембране так
называемую суррогатную L-цепь молекулы иммуноглобулина, а ранний предшественник
Т-лимфоцитов – гликопротеин с молекулярной массой 3,3*104 D (ГП-33), который
впоследствии ассоциируется с бета-цепью Т-клеточного антигенораспознающего
рецептора.

Указанные структуры, определяющие дальнейшую судьбу
гемопоэтической стволовой клетки, играют важную роль: 1) задают путь
дифференцировки Т- и В-лимфоцитов; 2) передают сигнал ранним предшественникам
Т- и В-лимфоцитов, по которому начинается их пролиферация.

Например, на этапе появления суррогатной L-цепи и ГП-33
таких клеток в костном мозге и тимусе у мышей насчитывается по 3-5*106. Однако
уже через 4 недели их количество увеличивается в 10-100 раз и составляет 5*107
– 108 клеток. Таким образом, наличие суррогатной L-цепи и ГП-33 является тем
инструментом, с помощью которого количество пре-В- и пре-Т-клеток достигает
необходимого уровня.

Второй этап дифференцировки лимфоцитов- это появление
незрелых предшественников В- и Т-лимфоцитов.

Он определяется появлением на мембране В- и Т-лимфоцитов
антигенраспознающих рецепторов, с помощью которых В- и Т-лимфоциты после этого
этапа дифференцировки приобретают способность распознавать антигены.

Для В-лимфоцита антигенраспознающим рецептором (ВАГРР)
является мембранный IgM, а для Т-лимфоцита (ТАГРР) – специальная димерная молекула,
имеющая альфа- и-бетацепи, и относящаяся к супер семейству иммуноглобулинов
(подробно об антигенраспознающих рецеп-торах будет сказано в разделах о Т- и
В-лимфоцитах).

Между I и II этапом есть еще несколько стадий дифференцировки,
о которых здесь не упоминается.Таким образом, появление на поверхности ранних
предшественников лимфоидных клеток определенных структур (рецепторов) служит
тем сигналом, который позволяет клеткам дифференцироваться в специфическую
линию лимфоцитов. Имеющие такие рецепторы клетки-предшественники мигрируют в
определенную область центральных иммунных органов, а затем взаимодействуют со
специфическим микроокружением, необходимым для того, чтобы в этой области
произошла дифференцировка данной клетки. В ответ на контакт с
клеткой-предшественником, в стромальных клетках локального микроокружения в
свою очередь развиваются молекулярные процессы, которые направлены на
“обучение” (коммитирование) клеток-предшественников для дальнейшей их
дифференцировки в отдельно взятую линию.

Показано, что клетки-предшественники в тесном контакте с их
стромальным клеточным ми-кроокружением сохраняют очередную стадию
дифференцировки до тех пор, пока имеется достаточно пространства в соответствующей зоне (компартменте)
центрального органа иммунитета (тимуса или костного мозга), и пока
соответствующий цитокин, ответственный за пролифера-цию и дифференцировку
продуцируется в данной зоне.

Таким образом, отсутствие контакта со стромальными клетками
и потеря сигнала через ци-токиновый рецептор являются теми условиями, при
которых клетка-предшественник переходит к дальнейшей стадии дифференцировки.
Это позволяет ей осуществить новый контакт в следующем, новом месте
микроокружения.