А. Развитие В-лимфоцитов
В-лимфоциты развиваются в костном мозге из плюрипотентных стволовых клеток в ответ на сигнал стромальных клеток (растворимые цитокины, межклеточный контакт].
Первыми распознаваемыми предшественниками В-клеток являются про-В-клетки, представляющие собой самовозобновляющиеся клетки, экспрессирующие антигены, свойственные стволовым клеткам (CD34 и CD117), а также антигены CD19 и CD22, специфичные для линии В-клеток (последний экспрессируется только в цитоплазме)
На следующей стадии развития В-клеток начинается синтез иммуноглобулинов. Тяжелая цепь иммуноглобулина IgM ((т-цепь) детектируется в цитоплазме пре-В-клеток. Клетки на следующей стадии дифференцировки называются «наивными В-клетками», поскольку они еще не встретили чужеродных антигенов. На поверхности наивных клеток экспрессируются полные молекулы иммуноглобулина М. Следующие этапы дифференцировки определяются антигенами. Незрелые В-клетки подлежат уничтожению (апоптозу), если их иммуноглобулины связаны с аутоантигенами, предварительно представленными им стромальными клетками костного мозга (клональная делеция/клональная анэргия). Другие клетки на этой стадии покидают костный мозг и перемещаются в Т-клеточно-богатые зоны периферических лимфоидных органов, где вновь происходит процесс селекции. Все В-клетки, не получившие от Т-клеток «спасительного» сигнала, подвергаются апоптозу. Оставшиеся В-клетки перемещаются в лимфатические фолликулы. На их поверхности экспрессируются IgD, а также антигены клеточной дифференцировки CD21, CD22, CD23 и CD37. Зти В-клетки постоянно циркулируют между костным мозгом и вторичными лимфоидными органами до тех пор, пока не встретят подходящий антиген. Обычно это происходит в Т-клеточно-богатой зоне лимфатического узла или в ассоциированной со слизистой лимфоидной ткани, где В-клетки превращаются в синтезирующие IgM плазматические клетки (первичный В-клеточный ответ). Образующиеся антитела IgM имеют относительно невысокое сродство к антигену. Для образования антител с «лучшими характеристиками» В-клетки проходят специальные стадии развития в лимфатических фолликулах (реакция в зародышевом центре; см. с. 34), где они встречаются с иммунными комплексами, связанными с фолликулярными дендритными клетками. Реакция в зародышевом центре позволяет В-клеткам перейти к синтезу антител других классов (переключение класса иммуноглобулинов) с более высокой аффинностью. Заключительный этап превращения В-клеток в плазматические клетки происходит в костном мозге или слизистой ЖКТ.
Некоторые стимулированные антигеном В-клетки перемещаются в маргинальную зону периферических лимфатических органов и превращаются в IgD-отрицательные, 0023-отрицательные и СD39-положительные клетки (экстрафолликулярные В-клетки). В противоположность многим другим В-клеткам эти клетки могут также реагировать на углеводные антигены (Т- клеточно-зависимый ответ), но производят только низкоаффинный IgM.
Б. CD5+ В-клетки
Небольшая доля В-клеток отличается экспрессией антигена дифференцировки Т-клеток CD5 (Ly1 антиген у мыши). Считается, что эти В-клетки (фракция В1+) принадлежат к субпопуляции, выделившейся из линии нормальных В-клеток на ранних этапах онтогенеза и заселяющей плевральные и перитонеальные полости. Однако существование данного типа клеток экспериментально подтверждено только у мышей. CD5+ В-клетки являются долгоживущими самовозобновляющимися клетками, секретирующими низкоаффинные полиреактивные аутоантитела класса IgM. Их дифференцировка в плевральной и перитонеальной полости может объяснить их аутореактивный характер (отсутствие клональной делеции, вызываемой контактом со стромальными клетками костного мозга).
А. Активация В-клеток и реакция в зародышевом центре
Нестимулированные покоящиеся лимфатические фолликулы, такие как фолликулы лимфатических узлов плода, состоят из сети фолликулярных дендритных клеток (ФДК), находящихся в неплотном контакте с мелкими фолликулярными В-клетками, на поверхности которых экспрессируются молекулы IgM и IgD. После контакта с антигеном начинают образовываться вторичные фолликулы с выраженными зародышевыми центрами. Экспоненциальный рост числа В-клеток происходит в зародышевом центре фолликула только через 3-4 дня после контакта с антигеном. В-клетки сначала превращаются в крупные клетки с обильной цитоплазмой (первичные В- бласты] и мелкие «покоящиеся» клетки, расположенные по краям фолликула. Спустя несколько дней бласты концентрируются главным образом в более темной нижней части фолликула, где разветвляющиеся цитоплазматические отростки ФДК образуют тонкую неплотную сеть. Время удвоения бластов (центробластов) составляет около семи часов. Однако их число не увеличивается, поскольку они быстро превращаются в мелкие клетки с дольчатыми ядрами (центроциты] и покидают темную зону зародышевого центра. Затем центроциты формируют так называемую светлую зону, где окружаются плотной сетью, образованной дендритными клетками. Значительная часть центроцитов погибает в результате апоптоза, особенно на границе темной и светлой зон, где расположено множество макрофагов с фагоцитированными ядрами разрушенных клеток (окрашивающимися тельцами]. Реакция в зародышевом центре длится около трех недель. Спустя 2-3 месяца в центре «отработанного» фолликула можно обнаружить лишь единичные В-бласты (вторичные В-бласты].
Б. Образование антигенов В-клетками в процессе реакции в зародышевом центре
Центробласты и центроциты характеризуются высоким уровнем экспрессии CD38. В отличие от фолликулярных и экстрафолликулярных В-клеток, они утеряли способность экспрессировать антигены CD23 и CD39. Кроме того, для центробластов также характерен высокий уровень экспрессии CD77.
В связи с тем, что в процессе «соматической гипермутации» в центробластах транскрипция генов иммуноглобулинов временно прекращается, центробласты являются lg-негативными. В центроцитах экспрессия иммуноглобулинов возобновляется, и поэтому они способны реагировать с антигенами, представляемыми ФДК. Центроциты могут вновь превратиться в центробласты, но могут также превратиться в клетки памяти или плазмобласты, которые затем дифференцируют в плазматические клетки в костном мозге или в слизистой ЖКТ.
В. Селекция высокоаффинных антител в результате гипермутации в зародышевом центре
В центробластах с невероятно высокой скоростью происходят мутации генов иммуноглобулинов (соматическая гипермутация], необходимые для образования антител с различной аффинностью. Являясь центроцитами, центробласты перемещаются в светлую зону зародышевого центра. Прибыв туда, они могут спастись от апоптоза только при наличии прочной связи с антигенпрезентирующей дендритной клеткой. Следующий спасительный сигнал центроциты получают через CD40 от находящихся в светлой зоне Т-лимфоцитов, несущих лиганд CD40. Затем клетки мигрируют обратно в темную зону и начинают следующий цикл деления как центробласты. Сродство поверхностных иммуноглобулинов к антигенам может возрастать в результате точечных мутаций. Например, замена одной аминокислоты может в десять раз увеличить сродство иммуноглобулина. Этот механизм способствует селекции В-клеток, синтезирующих высокоаффинные, специфические к конкретному антигену антитела. Выживаемость В-клеток и синтез ими антител с определенным сродством и специфичностью определяется потребностью в таких антителах.