B-клетка памяти - Memory B cell
В области иммунологии , А память В - клетки ( МВС ) представляет собой тип B - лимфоцит , который образует часть системы адаптивного иммунитета . Эти клетки развиваются в зародышевых центрах этих вторичных лимфоидных органов . В-клетки памяти циркулируют в кровотоке в состоянии покоя, иногда десятилетиями. Их функция состоит в том, чтобы запоминать характеристики антигена, который активировал их родительские В-клетки во время начальной инфекции, так что, если В-клетки памяти позже сталкиваются с тем же антигеном , это запускает ускоренный и устойчивый вторичный иммунный ответ . В-клетки памяти имеют В-клеточные рецепторы (BCR) на своей клеточной мембране, идентичные таковому на их родительской клетке, что позволяет им распознавать антиген и вызывать специфический ответ антител.
Разработка и активация
Т-клеточно-зависимые механизмы
В пути развития, зависимом от Т-клеток , наивные фолликулярные В-клетки активируются антиген-представляющими фолликулярными В-хелперными Т-клетками (Т- ФГ ) во время начальной инфекции или первичного иммунного ответа . Наивные В-клетки циркулируют через фолликулы во вторичных лимфоидных органах (например, селезенке и лимфатических узлах ), где они могут быть активированы плавающим чужеродным пептидом, проникающим через лимфу, или антигеном, представленным антигенпрезентирующими клетками (APC), такими как дендритные клетки (DC). . В-клетки также могут быть активированы путем связывания чужеродного антигена на периферии, откуда они затем перемещаются во вторичные лимфоидные органы. Сигнал, передаваемый связыванием пептида с В-клеткой, заставляет клетки мигрировать к краю фолликула, граничащему с областью Т-клетки.
В-клетки интернализируют чужеродные пептиды, расщепляют их и экспрессируют на основных комплексах гистосовместимости класса II (MHCII), которые являются белками клеточной поверхности. Во вторичных лимфоидных органах большая часть В-клеток попадает в фолликулы В-клеток, где образуется зародышевый центр. Большинство В-клеток в конечном итоге дифференцируются в плазматические клетки или В-клетки памяти в зародышевом центре. В T FH сек , что экспресс - Т - клеточные рецепторы (ТКР) родственный пептид (т.е. специфичный для пептида-MHCII комплекса) на границе фолликула В - клетках и зоны Т-клетки будут связываться с MHCII лиганда. Затем Т-клетки будут экспрессировать молекулу лиганда CD40 (CD40L) и начнут секретировать цитокины, которые заставляют В-клетки пролиферировать и подвергаться рекомбинации с переключением классов - мутации в генетическом кодировании В-клеток, которая изменяет их тип иммуноглобулина . Переключение классов позволяет В-клеткам памяти секретировать различные типы антител в будущих иммунных ответах. Затем В-клетки либо дифференцируются в плазматические клетки , В-клетки зародышевого центра или В-клетки памяти, в зависимости от экспрессируемых факторов транскрипции . Активированные В-клетки, экспрессирующие фактор транскрипции Bcl-6 , войдут в В-клеточные фолликулы и претерпят реакции зародышевого центра.
Попав внутрь зародышевого центра, В-клетки подвергаются пролиферации, за которой следует мутация генетической кодирующей области их BCR , процесс, известный как соматическая гипермутация . Мутации либо увеличивают, либо уменьшают сродство поверхностного рецептора к определенному антигену, прогрессирование называется созреванием сродства . После приобретения этих мутаций рецепторы на поверхности В-клеток (рецепторы В-клеток) тестируются в зародышевом центре на их сродство к текущему антигену. Клоны B-клеток с мутациями, которые увеличили сродство их поверхностных рецепторов, получают сигналы выживания через взаимодействия с родственными им Т- клетками FH . В-клетки, которые не обладают достаточно высокой аффинностью для получения этих сигналов выживания, а также В-клетки, которые потенциально являются аутореактивными, будут отобраны и погибнут в результате апоптоза. Эти процессы увеличивают вариабельность сайтов связывания антигена, так что каждая вновь созданная В-клетка имеет уникальный рецептор.
После дифференцировки В-клетки памяти перемещаются на периферию тела, где они с большей вероятностью столкнутся с антигеном в случае будущего воздействия. Многие из циркулирующих В-клеток концентрируются в областях тела, которые имеют высокую вероятность контакта с антигеном, таких как пейеровский пластырь .
Процесс дифференцировки в В-клетки памяти в зародышевом центре еще полностью не изучен. Некоторые исследователи предполагают, что дифференциация В-клеток памяти происходит случайным образом. Другие гипотезы предполагают, что фактор транскрипции NF-κB и цитокин IL-24 участвуют в процессе дифференцировки в В-клетки памяти. Дополнительная гипотеза утверждает, что В-клетки с относительно более низким сродством к антигену станут В-клетками памяти, в отличие от В-клеток с относительно более высоким сродством, которые станут плазматическими клетками.
Независимые от Т-клеток механизмы
Не все B-клетки, присутствующие в организме, претерпели соматические гипермутации. IgM + B-клетки памяти, которые не подверглись рекомбинации с переключением классов, демонстрируют, что B-клетки памяти могут продуцироваться независимо от зародышевых центров.
Первичный ответ
При заражении патогеном многие В-клетки дифференцируются в плазматические клетки , также называемые эффекторными В-клетками, которые вырабатывают первую волну защитных антител и помогают избавиться от инфекции. Клетки плазмы секретируют антитела, специфичные для патогенов, но они не могут реагировать на вторичное воздействие. Часть B-клеток с BCR, родственными антигену, дифференцируются в B-клетки памяти, которые долгое время выживают в организме. B-клетки памяти могут поддерживать свою экспрессию BCR и будут способны быстро реагировать на вторичное воздействие.
Вторичный ответ и память
В-клетки памяти, продуцируемые во время первичного иммунного ответа, специфичны для антигена, задействованного во время первого воздействия. Во вторичном ответе будут отвечать В-клетки памяти, специфичные к антигену или подобным антигенам. Когда В-клетки памяти повторно сталкиваются со своим специфическим антигеном, они пролиферируют и дифференцируются в плазматические клетки, которые затем реагируют на антиген и очищают его. В-клетки памяти, которые не дифференцируются в плазматические клетки на этом этапе, могут повторно войти в зародышевые центры, чтобы подвергнуться дальнейшему переключению классов или соматической гипермутации для дальнейшего созревания аффинности. Дифференциация В-клеток памяти в плазматические клетки происходит намного быстрее, чем дифференцировка наивными В-клетками, что позволяет В-клеткам памяти производить более эффективный вторичный иммунный ответ. Эффективность и накопление ответа В-клеток памяти является основой для вакцин и бустерных инъекций.
Продолжительность жизни
В-клетки памяти могут выживать десятилетиями, что дает им возможность реагировать на многократное воздействие одного и того же антигена. Предполагается, что длительное выживание является результатом определенных антиапоптозных генов, которые более высоко экспрессируются в В-клетках памяти, чем в других подмножествах В-клеток. Кроме того, В-клетке памяти не нужно постоянно взаимодействовать с антигеном или с Т-клетками, чтобы выжить в течение длительного времени.
Маркеры
В-клетки памяти обычно различаются маркером клеточной поверхности CD27, хотя некоторые субпопуляции не экспрессируют CD27. В-клетки памяти, в которых отсутствует CD27, обычно связаны с истощенными В-клетками или определенными аутоиммунными состояниями, такими как ВИЧ, волчанка или ревматоидный артрит.
Поскольку В-клетки обычно претерпевают переключение классов, они могут экспрессировать ряд молекул иммуноглобулинов . Некоторые специфические свойства конкретных молекул иммуноглобулинов описаны ниже:
- IgM: В-клетки памяти, экспрессирующие IgM, могут быть сконцентрированы в миндалинах , пейеровом пятне и лимфатических узлах. Эта подгруппа В-клеток памяти с большей вероятностью будет пролиферировать и повторно войти в зародышевый центр во время вторичного иммунного ответа.
- IgG: В-клетки памяти, экспрессирующие IgG, обычно дифференцируются в плазматические клетки.
- IgE: В-клетки памяти, экспрессирующие IgE, очень редко встречаются у здоровых людей. Это может происходить из-за того, что В-клетки, экспрессирующие IgE, чаще дифференцируются в плазматические клетки, а не в В-клетки памяти.
- Только IgD: B-клетки памяти, экспрессирующие IgD, встречаются очень редко. B-клетки, содержащие только IgD, сконцентрированы в миндалинах.
Рецептор CCR6 обычно является маркером В-клеток, которые в конечном итоге дифференцируются в МБК. Этот рецептор обнаруживает хемокины , которые являются химическими посредниками, которые позволяют В-клеткам перемещаться внутри тела. В-клетки памяти могут иметь этот рецептор, позволяющий им перемещаться из зародышевого центра в ткани, где они имеют более высокую вероятность встречи с антигеном.
Подмножества
В-клетки памяти, независимые от зародышевого центра
Это подмножество клеток дифференцируется от активированных В-клеток до В-клеток памяти перед тем, как попасть в зародышевый центр. B-клетки, которые имеют высокий уровень взаимодействия с T FH в фолликуле B-клеток, имеют более высокую склонность к проникновению в зародышевый центр. В-клетки, которые развиваются в В-клетки памяти независимо от зародышевых центров, вероятно, испытывают передачу сигналов CD40 и цитокинов от Т-клеток. Переключение классов все еще может происходить до взаимодействия с зародышевым центром, тогда как соматическая гипермутация происходит только после взаимодействия с зародышевым центром. Предполагается, что отсутствие соматической гипермутации приносит пользу; более низкий уровень созревания аффинности означает, что эти В-клетки памяти менее специализированы по отношению к конкретному антигену и могут распознавать более широкий спектр антигенов.
Т-независимые В-клетки памяти
Т-независимые В-клетки памяти представляют собой подмножество, называемое В1-клетками. Эти клетки обычно находятся в брюшной полости. При повторном введении антигену некоторые из этих B1-клеток могут дифференцироваться в B-клетки памяти без взаимодействия с T-клеткой. Эти В-клетки вырабатывают антитела IgM, чтобы помочь избавиться от инфекции.
В-клетки памяти T-bet
T-bet B-клетки представляют собой подмножество, которое, как было обнаружено, экспрессирует фактор транскрипции T-bet. Т-ставка связана с переключением классов. Также считается, что T-bet B-клетки играют важную роль в иммунном ответе против внутриклеточных бактериальных и вирусных инфекций.
Вакцинация
Вакцины основаны на понятии иммунологической памяти . Превентивная инъекция непатогенного антигена в организм позволяет организму формировать прочную иммунологическую память . Инъекция антигена приводит к ответу антител с последующим образованием В-клеток памяти. Эти В-клетки памяти быстро реактивируются при заражении антигеном и могут эффективно защищать организм от болезней.