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正文
每时每刻,外界的环境中无数的病毒、细菌会通过各种各样的方式入侵我们的体内,而我们的免疫细胞无时无刻不在进行着激烈的战斗。这一系列文章生动有趣,很接地气,分享给大家!这期讲的是:B细胞的激活。撰文:Kennisy
首发:药学速览
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书接上回,我们为大家介绍了B细胞是如何传递信号的:B细胞对抗原的识别与信号传递是由B细胞抗原受体(BCR)和Igα和Igβ组成的复合物完成的。BCR识别抗原,Igα和Igβ辅助传递抗原识别信号。通过这些方式,BCR所要传递的信号被大大地放大了。
在了解了B细胞传递信号的方式后,我们知道,为产生抗体而发挥更强大的免疫功能,必须要首先激活B细胞。
本期我们就来讲讲机体是怎样激活B细胞的。
1B细胞的激活
我们体内的大多数B细胞从来没有遇见过他们的同源抗原,这些B细胞被我们通俗地称为初始B细胞(即navieBcell,是未受抗原刺激的B细胞。例如,能够识别某种病毒的B细胞可能从来没有机会接触到该种病毒)。相反,已经遇到他们的同源抗原的B细胞被我们通俗地称为“有经验的B细胞”。上述两种细胞都需要被激活后才能发挥一定的免疫学功能,但是激活这两种B细胞的方式有些不同,在这里我们为大家介绍初始B细胞的激活方式。
初始B细胞可以通过两种方式被激活,一种完全依赖于Th细胞的帮助(T细胞依赖型激活),一种基本上不依赖T细胞的帮助(非T细胞依赖型激活)。
2T细胞依赖性激活
激活初始B细胞需要两种信号。第一种信号由BCRs与相关的信号分子的簇集而提供,然而第一种信号并不足以激活B细胞。因此需要第二种信号,免疫学家称之为共刺激信号,这通常由辅助性T细胞(helperTcells,Th细胞)提供,我们称T细胞依赖的激活。目前研究最清楚的共刺激信号是B细胞和Th细胞的直接接触。激活的Th细胞表面存在CD40L,B细胞表面存在CD40,当CD40L与B细胞表面的CD40蛋白结合且BCRs已经交联时,B细胞就被激活,从而开始传递刺激信号。

CD40和CD40L之间的相互作用对B细胞的激活十分重要,如果编码这两种蛋白质的基因中的任何一个发生基因缺陷,人类就不能产生依赖于T细胞的抗体应答。
3非T细胞依赖性激活
对于某些特定的抗原,初始B细胞可以在很少或没有T细胞的帮助下就能被激活,这种激活模式有别于上述提到的T细胞依赖型激活,称为非T细胞依赖型激活。这些抗原通常具有重复的表位,可以交联大量的BCRs。事实上,大量B细胞受体的簇集作用可以部分取代CD40L的共刺激作用。(例如,在许多细菌表面发现的糖分子由多个重复单位构成,很像串在一起的珠链。如果把每个珠子都看作是BCRs识别的表位,那么一长串的珠链就可以把很多很多的BCRs簇集在一起,如此大规模的BCRs的交联可以替代掉CD40L的共刺激作用而直接启动B细胞的激活。当然,这种激活是抗原特异性的,只有那些具有能识别重复表位受体的B细胞才能被激活。)
但是,要想完全激活B细胞并产生抗体,初始B细胞还需要接受第二个信号。对于T细胞依赖型激活方式激活的B细胞而言,第二个信号是共刺激信号(例如CD40与CD40L的直接作用),而对于非T细胞依赖型激活方式而言,第二个信号是一个明确的“危险信号”——一个明显的攻击信号。B细胞除了表达BCRs外,还表达Toll样受体(TLRs),TLRs可以给B细胞提供“危险信号”(举一个例子,BCRs可以识别具有大量重复表位的分子,比如说机体自身的DNA分子,但幸运的是,我们体内并不会产生抗DNA抗体,因为免疫系统并没有与DNA在战斗,因此没有任何的“危险信号”以提供必要的刺激信号;再举一个例子,机体内的先天性免疫系统正在与入侵的细菌战斗,BCRs能够识别细菌表面的抗原表位并产生抗体,这是因为B细胞接收到了“来自战场的危险信号”,该信号为B细胞的完全激活提供了第二信号)。
当然,和T细胞依赖型激活的方式一样,非T细胞依赖型激活的方式也是抗原特异性的——只有那些具有能识别重复表位受体的B细胞才能被激活。
非T细胞依赖性激活的优点是,B细胞无需等待Th细胞的激活,而可以直接加入战争,从而能更快地产生抗体应答。此外,Th细胞只识别由MHCII提呈的多肽并被激活,如果B细胞的激活必须要依靠Th细胞,那么整个适应性免疫系统仅能对付蛋白质类外来入侵物质(这非常可怕,这意味着适应性免疫系统将不能对付大量的入侵者!因为常见的入侵者表面都具有糖类或脂类,而人体细胞表面并没有这些物质,所以糖类是免疫系统识别的很好的目标)。因此,大自然母亲设计出了非T细胞依赖性激活的方式,让B细胞能够在没有Th细胞的帮助下也能顺利被激活,从而增加了适应性免疫系统可以对付的抗原的范围(不仅包括蛋白质,还包括了糖类和脂类!)
4B细胞激活的逻辑
读者可能会有疑问:为什么B细胞的激活一定需要两个信号?如果B细胞能通过交联BCRs而直接被激活,事情不就变得更快更简单了吗?当然是的,这可以加速抗体的产生,但是这十分危险!
正如我们前面几期中所提到的,一个B细胞只能产生一种BCR,机体内有具有不同BCRs的B细胞,由于机体内存在多种B细胞,因此能够识别大量的物质,这也包括了我们人体自身的蛋白质等物质。大多数能够识别自身物质分子的B细胞在骨髓中就被消灭,但是这种筛选过程并非100%有效的,这些能够识别自身物质分子的B细胞若没有在开始就被消灭,则会产生自体抗体,从而导致自身免疫病。
5文末小结
人人学懂免疫学:第一期
人人学懂免疫学:第二期
人人学懂免疫学:第三期
人人学懂免疫学:第四期
人人学懂免疫学:第五期
人人学懂免疫学:第六期
人人学懂免疫学:第七期
人人学懂免疫学:第八期
人人学懂免疫学:第九期
人人学懂免疫学:第十期
参考资料:
参考书:《Howtheimmunesystemworks》
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