人人学懂免疫学:第十一期

  • 分类:学术研究
  • 作者: Kennisy
  • 来源:药学速览
  • 发布时间:2021-03-04
  • 访问量:0

【概要描述】

人人学懂免疫学:第十一期

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▉ 导读

上一期中我们讲到了完整的BCRs实际包括细胞外能识别抗原但不能传递信号的Hc、Lc部分以及只能传递信号但对细胞外一概不知的Igα、Igβ蛋白。BCR的交联是B细胞激活及传递信号的关键,足够多的Igα、Igβ蛋白聚集到一起可以启动信号的级联反应。而对于一个被调理的抗原而言,B细胞上有两种受体能与其结合——识别抗原上特异性表位的BCRs和识别抗原上修饰成分的补体受体。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

 

 

▉ B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navie B cell,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)

 

 

▉ T细胞依赖型激活(T-cell dependent activation

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(helper T cells,Th细胞)提供,我们称之为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。

 

 

▉ 非T细胞依赖型激活(T-cell independent activation)

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MHC II 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!)

 

 

▉ B细胞激活的逻辑

读到这里读者可能会有疑问: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(后期的推送会介绍),但是这种筛选过程并不是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。因此,为了防止这种可能性,机体采取了一种保护机制,只有在真正危险的情况下才能激活B细胞(这就是第二个信号的来源!)对于T细胞依赖型激活的方式而言,B细胞和Th细胞二者都必须认为存在危险,B细胞才能接收到第二个信号;对于非T细胞依赖型激活的方式而言,第二信号是明确的存在入侵的信号

 

 

▉ 小结

在本期推送中,我们为大家介绍了B细胞是如何被激活的。B细胞被激活的方式有两种,分别是T细胞依赖型激活非T细胞依赖型激活。这两种不同的激活方式都需要两种信号,除了BCRs与抗原表位交联可以提供一种信号外,T细胞依赖型激活的第二信号是共刺激信号(常由CD40与CD40L的直接结合而提供),非T细胞依赖型激活的第二信号是明确的危险信号。

 

参考资料:
参考书:《How the immune system works》

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