B淋巴细胞-李燕

1、B淋巴细胞 李燕 厦门大学附属第一医院风湿免疫科 B细胞：来源于骨髓的多能干细胞，在骨髓中生成并分化成熟B细胞主要定居于淋巴结皮质浅层的淋巴小结和脾脏的红髓和白髓的淋巴小结内。B细胞在抗原刺激下可分化为浆细胞，合成和分泌免疫球蛋白，主要执行机体的体液免疫。内容概述B细胞的个体发育B细胞表面标志B细胞亚群B细胞介导的体液免疫B淋巴细胞的发育 Maturing B cellsB细胞的发育 Bone marrow stromal cellMaturing B cells骨髓微环境是由基质细胞（stroma cell）及其分泌的细胞因子和细胞外基质组成。基质细胞可包括巨噬细胞、血管内皮细胞、纤维母细胞

2、、前脂肪细胞、脂肪细胞等。主要作用是通过细胞因子调节B细胞的增殖与分化，通过粘附分子可使B细胞与间质细胞相互直接接触，有利于B细胞的定位和成熟细胞的迁出。B细胞发育u发育过程：B细胞由原始造血干细胞到成熟B细胞，需经历多个连续、特征性变化阶段。 祖B细胞大前B细胞小前B细胞不成熟B细胞成熟B细胞浆细胞u两个阶段：抗原非依赖期 (中枢免疫器官)： Pro-BPre-B不成熟B成熟BB细胞发育u两个阶段：抗原依赖期 (外周免疫器官)： 成熟B细胞在生发中心发生体细胞高频突变，产生Ig。 抗原+成熟B浆细胞u各个阶段的变化主要为Ig基因的重排和膜表面标志的变化。B细胞发育及其表面标志u1.祖B细胞(

3、pro-B) 早期尚未表达B细胞系的特异表面标志。晚期可出现B系特异标志，Thy-1 、Tdt 、B200 、mb-1 等分子。u2.前B细胞（pre-B） 此阶段分为大前B细胞和小前B细胞;前B细胞胞浆中可检测到IgM的重链链，但无轻链，也无膜表面Ig的表达，无抗原反应能力.此阶段还表达MHC、Tdt、CD19、CD10、CD20和CD24等分化抗原。其中CD19、CD20、和CD22在胞浆中的出现均早于链。B细胞发育u3.未成熟B细胞（immature B cell）发生L链重排，细胞表面表达B细胞抗原受体mIgM。未成熟B细胞具有识别抗原能力，此时与抗原结合产生负应答，使B细胞转变为受抑

4、制状态，形成自身免疫耐受。不能介导免疫应答。未成熟B细胞开始丧失Tdt和CD10，但可表达CD22、CD21及FcR。同时CD19、CD20以及MHC类分子表达量增加。B细胞发育u4.成熟B细胞（matrue B cell）同时表达mIgM和mIgD；主要定居于外周淋巴结，介导特异性体液免疫应答。成熟B细胞可发生于一系列膜分子变化，可表达其它多种膜标志分子，如丝裂原受体、补体受体、Fc受体、细胞因子受体，病毒受体以及一些其它分化抗原等。B细胞发育5、浆细胞当成熟B细胞分化为浆细胞时，B细胞表面的部分标志消失，如CD19和CD22等。并出现一些新的浆细胞特有标志，如浆细胞抗原-1（PCA-1）等

5、分子。此阶段B细胞可发生Ig的类别转换，从产生IgM转换为产生IgG 、IgA或IgE的B细胞。B-Cell DevelopmentYYYYYYYYYLymphoidStem CellPre-B Cell Plasma Cell MemoryB Cell MatureB Cell ImmatureB Cell Antigen DependentActivatedB Cell Antigen IndependentBone MarrowPeripheryYYIgMYIgMIgDAntigenPro-B Cell Primary Lymphoid OrganSecondary Lymphoid O

6、rgansYYOmnipotentStemCell如何鉴定B细胞？CD19、CD20抗原从前B细胞阶段开始表达Membrane molecules of B cellsuBCR complex（mIg and Ig/Ig ）uCoreceptor （CD19/CD21/CD81/CD225/CD72）uCostimulatory molecule (CD40/CD27/CD70/CD80/CD86)uFc receptorsuComplement receptors（CR）uMitogen receptors(LPS receptor)uCKRBCR B细胞抗原受体复合物（BCR）：1个mIg

7、分子与2个Ig/Ig异源二聚体组成umIg：特异性识别和结合抗原，不能传递抗原刺激信号。uIg/Ig：其胞内区有ITAM基序，将BCR特异性识别信号传至胞内BCR- Ig/Igcomplex通过可变区(VH+VL) 特异性识别抗原，确切的说是通过六个互补决定区 CDRs (HVR)特异性识别天然抗原分子表面的B细胞表位VH: Variable region of heavy chainVL: Variable region of light chainCH: Constant region of heavy chain CL: Constant region of light chain CD

8、R: complementary determining regionFR: framework region识别结合抗原PLC-磷酸化胞内Ca 2+ 浓度增高钙调磷酸酶 PKCCrb-2活化Ras-GDPRas-GTPMAP激酶活化 甘油二酯（DAG）NFAT AP-1NF-BBCR复合体介导的胞内信号转导辅助受体（coreceptor）CD19CD19、CD21CD21（CR2CR2）、）、CD81CD81组成的复合物是组成的复合物是B B细胞活化的辅助细胞活化的辅助受体。受体。能降低能降低B B细胞活化的所需抗原的阈值，辅助细胞活化的所需抗原的阈值，辅助B B细胞的激活。细胞的激活。协同

9、刺激分子uCD40：恒定表达于成熟B细胞，与CD40L结合，在B细胞活化中起协同刺激作用。uCD80/CD86(B7)：活化B细胞上表达增加B7CD28： 增强T细胞激活B7CD152：抑制T细胞活化B细胞活化的双信号第一信号: BCR 识别完整抗原或B细胞表位 第二信号: CD40识别 CD40L第二活化信号4）其他膜分子1、Complement receptors（CR）： CR1：可与补体C3b和C4b结合，促进B细胞的活化。 CR2（CD21）：配体是C3d，C3d与CR2结合可调节B细胞的生长和分化；2、Mitogen receptors 人类B细胞上有PWM-R、LPS-R、SPA

10、-R;因此PWM,LPS,SPA对T细胞和B细胞均有致有丝分裂的作用。 小鼠B细胞上仅有LPS-R，因此在小鼠，可用LPS致B细胞有丝分裂。 B淋巴细胞转化试验：用PWM，LPS或SPA与外周血淋巴组织共同培养时，B细胞相应受体可与之结合而被激活，并增殖分化为淋巴母细胞，可用于检测B细胞的功能。3.细胞因子受体 B细胞表面表达IL-1R、 IL-2R、IL-4R、IL-5R、IL-6R、IL-7R及IFN-R等多种细胞因子受体。细胞因子通过与B细胞表面相应受体结合而参与或调节B细胞活化、增殖和分化。4. MHC抗原 B细胞可表达MHC-类和MHC-类抗原。MHC-类抗原可与Th细胞表面CD4结

11、合，增强B细胞与Th细胞间的黏附作用，并参与抗原递呈和淋巴细胞激活。B细胞表面其它分子uCD20调节跨膜钙离子流动，调节B细胞增殖分化uCD22与唾液酸聚糖分子结合，介导B-单核细胞，B-T，B-B之间的作用。uCD32 FcR，终止B细胞活化和抗体分泌u其他黏附分子：ICAM-1（CD54）、LFA-1（CD11/CD18），与相应配体结合后参与细胞间的接触，具有协调刺激作用 第三部分：B细胞的亚群和分布根据B细胞表型的不同，可将其分为二个亚群：B1细胞（CD5+）：参与固有免疫B2细胞（CD5-）：参与体液免疫B-1细胞分布：腹腔、胸腔、肠壁固有层。分布：腹腔、胸腔、肠壁固有层。抗原识别受

12、体多样性较少，针对抗原识别受体多样性较少，针对TITI抗原，产生抗原，产生IgMIgM。参与对多种细菌的抗感染免疫，承担腹腔、胸腔等体腔参与对多种细菌的抗感染免疫，承担腹腔、胸腔等体腔部位的固有免疫防御功能。部位的固有免疫防御功能。产生低亲和力产生低亲和力IgMIgM类的生理性自身抗体，参与对衰老、类的生理性自身抗体，参与对衰老、蜕变自身细胞的清除。蜕变自身细胞的清除。产生产生IgMIgM类自身抗体参与某些自身免疫病发生。类自身抗体参与某些自身免疫病发生。B1细胞细胞B2 细胞的主要生物学功能- 参与体液免疫应答： B2+TD-Ag在Th辅助下 活化增殖 分化浆细胞 产生高亲和力抗体（IgG为

13、主）- 抗原提呈： B2用BCR摄取Ag 处理肽+MHC 提呈抗原给CD4+T细胞，并提供协同信号- 免疫调节： 活化B2产生多种细胞因子，参与免疫调节，炎症反应与造血功能B细胞介导的适应性免疫 B细胞对胸腺依赖性抗原（细胞对胸腺依赖性抗原（TD-Ag）的应答）的应答B细胞对胸腺非依赖性抗原（细胞对胸腺非依赖性抗原（TI-Ag)的应答的应答TD抗原与TI抗原引起体液免疫的机制不同1、B细胞对TI抗原的应答参与细胞和组分：参与细胞和组分：B1B1细胞、细胞、TITI抗原抗原三个阶段：三个阶段：B B细胞对抗原的识别细胞对抗原的识别B B细胞的活化、增殖、分化细胞的活化、增殖、分化抗体发挥免疫效应

14、抗体发挥免疫效应TI-Ag：胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen）能刺激B细胞产生抗体，而无需Th细胞的帮助一般为非蛋白类抗原，如细菌多糖，脂多等由多个重复B细胞表位组成。根据其激活B细胞的机制不同可分为TI-1Ag和TI-2Ag。TI-1Ag： B细胞丝裂原和抗原决定基的共同结 构，能激活多克隆B细胞TI-2Ag：含有多个重复排列的抗原决定基，使 BCR受体交联 TI-1抗原诱导的抗原诱导的B细胞应答特点细胞应答特点 高浓度高浓度TI-1抗原可诱导多克隆抗原可诱导多克隆B细胞增生和分化；而细胞增生和分化；而低浓度只能活化相应低浓度只能活化相应B细胞克隆活化。

15、细胞克隆活化。TI-1抗原单独不能抗原单独不能诱导诱导Ig类别转换、抗原亲和力成熟及记忆类别转换、抗原亲和力成熟及记忆B细胞形成。细胞形成。高浓度抗原抗原诱导细胞的激活（）低浓度抗原抗原诱导细胞的激活（）TI-2抗原诱导的抗原诱导的B细胞应答特点细胞应答特点TI-2抗原多属细菌胞壁与荚膜多糖成分，具有高抗原多属细菌胞壁与荚膜多糖成分，具有高度重复的结构。使成熟的抗原特异性度重复的结构。使成熟的抗原特异性B细胞的细胞的SmIg发生广泛交联。发生广泛交联。生理意义：多数胞外菌含有胞壁多糖成分，能抵生理意义：多数胞外菌含有胞壁多糖成分，能抵抗吞噬；抗吞噬；TI-2直接诱导抗体产生，抗体与细菌结直接诱

16、导抗体产生，抗体与细菌结合后易于被杀灭。合后易于被杀灭。TI-2抗原，有多个重复排列的抗原决定簇使受体交联胸腺非依赖性抗原激活B细胞的机制（A）： TI-1抗原（B）： TI-2抗原* TI-1抗原激活抗原激活B细胞细胞 - 高浓度高浓度TI-1Ag多克隆激活多克隆激活B细胞细胞 - 低浓度低浓度TI-1Ag特异性激活特异性激活B细胞细胞 * TI-2抗原直接激活成熟的抗原直接激活成熟的B1细胞细胞 - 其重复决定基与多个其重复决定基与多个BCR结合结合BCR交联交联产生产生IgMB细胞对TI抗原的免疫应答无须Th辅助，无免疫记忆，发生时间早。应答抗原：应答抗原：TD-TD-抗原抗原参与细胞：

17、参与细胞：B2B2细胞、细胞、ThTh细胞和细胞和APCAPC三个阶段：三个阶段：B2B2细胞对抗原的识别细胞对抗原的识别B2B2细胞的活化、增殖、分化细胞的活化、增殖、分化抗体（抗体（IgGIgG为主）发挥免疫效应为主）发挥免疫效应应答场所：淋巴器官应答场所：淋巴器官整个过程包括：细胞免疫和体液免整个过程包括：细胞免疫和体液免疫疫2、B细胞对细胞对TD-Ag的应答的应答主要特性主要特性应答过程B2B2细胞对细胞对TDTD抗原的识别抗原的识别B2B2细胞的活化、增殖、分化细胞的活化、增殖、分化B2B2细胞分化的浆细胞分泌细胞分化的浆细胞分泌IgGIgG为主的抗体，为主的抗体，发挥体液免疫效应发

18、挥体液免疫效应（1）B2细胞对抗原的识别B细胞通过细胞通过BCR识别完整的抗原或抗原决定基识别完整的抗原或抗原决定基Ig/Ig将将B细胞识别抗原的信号传递到细胞识别抗原的信号传递到B细胞细胞内内BCR can recognize epitopes directlyBCR识别抗原对B细胞激活的作用* B细胞特异性结合抗原，向B细胞传递抗原刺激信号（信号1）；* BCR识别抗原，通过受体介导的内吞的方式将抗原摄取，并降解为肽段，形成抗原肽-MHC类分子复合物，供抗原特异性CD4+T细胞识别。（作为APC进行抗原提呈，辅助T细胞活化）B Cells (BCR)Take Up Antigen into

19、 B Cells (BCR)Take Up Antigen into Vesicles and Present Peptide Vesicles and Present Peptide Fragments from ProteinsFragments from Proteinsin MHCin MHC- -IIII信号1（2）B2细胞的活化、增殖和分化B2B2细胞的活化需要双信号细胞的活化需要双信号B2B2细胞活化后，增殖、分化为浆细胞，产生细胞活化后，增殖、分化为浆细胞，产生IgGIgG为为主的抗体，部分主的抗体，部分B2B2细胞分化为记忆性细胞分化为记忆性B B细胞，在再细胞，在再次免疫中

20、发挥重要作用。次免疫中发挥重要作用。1)B2细胞的活化B2B2细胞的活化必须需要双信号细胞的活化必须需要双信号第一信号：抗原识别信号第一信号：抗原识别信号 BCRBCR特异性识别抗原（特异性识别抗原（B B细胞表位），产生抗原识别信号细胞表位），产生抗原识别信号 IgIg/ /IgIg将抗原识别信号传递到将抗原识别信号传递到B B细胞内细胞内 第二信号：协同刺激信号第二信号：协同刺激信号 ThTh细胞上的细胞上的CD40LCD40L与与B2B2细胞上细胞上 CD40CD40特异性结合，产生协同特异性结合，产生协同刺激信号，由刺激信号，由CD40CD40传递到传递到B2B2细胞中。细胞中。 Th

21、Th细胞分泌的细胞因子对细胞分泌的细胞因子对B2B2细胞活化的调节作用细胞活化的调节作用 B B细胞的活化细胞的活化Th细胞辅助B细胞活化、增殖和分化B B细胞与细胞与ThTh细胞相互作用的特点细胞相互作用的特点只有特异性识别同一抗原分子的只有特异性识别同一抗原分子的ThTh细胞、细胞、B B细胞细胞间才发生相互作用。间才发生相互作用。 ThTh细胞与细胞与B B细胞之间的相互作用是通过细胞之间的相互作用是通过B B细胞细胞的抗原提呈作用来实现的。的抗原提呈作用来实现的。 ThTh只定向辅助能提只定向辅助能提呈抗原给它的呈抗原给它的B B细胞。细胞。 B B细胞识别抗原的细胞识别抗原的B B细

22、胞表细胞表位，位，ThTh细胞识别同一抗原中的细胞识别同一抗原中的T T细胞表位。细胞表位。B B细胞与细胞与ThTh细胞之间存在双向活化作用细胞之间存在双向活化作用 B2B2细胞活化后，增殖、分化为浆细胞，产生细胞活化后，增殖、分化为浆细胞，产生IgGIgG为主的抗体，部分为主的抗体，部分B2B2细胞分化为记忆性细胞分化为记忆性B B细胞，在细胞，在再次免疫中发挥重要作用。再次免疫中发挥重要作用。 活化活化B细胞表达多种细胞表达多种CKR 接受接受Th细胞分泌的细胞分泌的CK IL-2,IL- 4,IL- 5促进促进B细胞增殖，细胞增殖， IL-4,IL- 6,IFN-g g促进促进B细胞分

23、化。细胞分化。 2）B2细胞的增殖、分化-部分B细胞迁移至淋巴组织髓质，增殖分化为浆细胞，产生的抗体提供即刻防御反应； - 部分B细胞迁移至初级淋巴滤泡，继续增殖形成生发中心。在此抗体亲和力成熟，类型转换，产生浆细胞与记忆B细胞。此途径在为慢性感染和再次感染提供更有效应答。活化增殖B细胞的转归B B细胞的增殖、分化及转归细胞的增殖、分化及转归活化活化B B细胞表达各种细胞因子的受体细胞表达各种细胞因子的受体接受接受ThTh细胞细胞分泌的细胞因子分泌的细胞因子B B细胞增殖、分化细胞增殖、分化浆细胞浆细胞IgMIgM 初次应答初次应答 B B记忆细胞记忆细胞 增殖分化增殖分化 浆细胞浆细胞 Ig

24、GIgG、A A、E E 再次应答再次应答再次抗原刺激再次抗原刺激生发中心生发中心浆细胞（长时间提供高亲和浆细胞（长时间提供高亲和力抗体）力抗体）四、B细胞在生发中心的分化成熟在外周淋巴器官的在外周淋巴器官的T细胞区激活的部分细胞区激活的部分B细胞进入初级淋巴细胞进入初级淋巴小结，形成生发中心；小结，形成生发中心；生发中心可分成两个区域：明区和暗区；生发中心可分成两个区域：明区和暗区；DC高表达高表达CD21分子，形成分子，形成Ag-Ab-C3d-CD21复合物，形成复合物，形成串珠样小体，串珠样小体，B细胞内化串珠样小体，加工后把抗原提呈给细胞内化串珠样小体，加工后把抗原提呈给Th细胞；细胞

25、；Th细胞向细胞向B细胞提供必不可少的协同刺激信号，并分泌多种细胞提供必不可少的协同刺激信号，并分泌多种细胞因子辅助细胞因子辅助B细胞；细胞；生发中心绝大多数生发中心绝大多数B细胞凋亡，部分细胞凋亡，部分B细胞基序分化发育，细胞基序分化发育，完成完成Ig亲和力成熟及类别转换，最终形成浆细胞和记忆性亲和力成熟及类别转换，最终形成浆细胞和记忆性B细胞。细胞。B B细胞在生发中心的分化成熟细胞在生发中心的分化成熟 体细胞高突变体细胞高突变 抗原受体编辑抗原受体编辑 抗体成熟抗体成熟 抗体类别转换抗体类别转换 转归：转归：AFC, Bm（一）体细胞高频突变和Ig亲和力成熟在抗原的诱导下，分裂中的生发中

26、心母细胞的突变频率增大，主要是点突变，常发生在编码IgV区中CDR的核苷酸序列易发生突变。 高频突变的结果产生多种不同亲和力的BCR，只有表达高亲和力BCR的B细胞，才能有效地结合抗原，被抗原选择出来，在Th细胞的辅助下分化增殖，产生高亲和力的Ig，称之抗体亲和力成熟 （affinity maturation）。 Ig类别转换类别转换每个B细胞开始均表达IgM，在免疫应答中首先分泌IgM。但随后即可表达和产生IgG、IgA或IgE。这是由于B细胞发生Ig类别转换形成的。Ig类别转换时，最初的IgM的可变区不发生改变，即与抗原结合的特异性不变，但恒定区发生基因重组或重链mRNA不同拼接，从而形成

27、新的抗体类型。这个变化即为Ig类别转换（class switch）。类别转换受抗原种类的影响和Th细胞分泌的多种细胞因子的调节。Cytokines and antibody isotype switchTDTD抗原抗原APCAPC摄取、处理、提呈抗原摄取、处理、提呈抗原BCRBCR识别抗原识别抗原B B细胞表位细胞表位 B/Th B/Th间相互作用间相互作用CD40/CD40LCD40/CD40L等结合等结合 ThTh细胞活化细胞活化分泌分泌IL-2IL-2、IL-4IL-4、IL-5IL-5、IL-6IL-6B细胞活化、增殖、分化记忆记忆B cellB cell浆细胞IgM、G类抗体活化信号活化信号1 1活化信号活化信号2 2B B细胞对细胞对TDTD抗原的初次应答抗原的初次应答初次应答的基本过程B B细胞对细胞对TDTD抗原的再次应答抗原的再次应答记忆记忆B B细胞对抗原的识别细胞对抗原的识别B B细胞对细胞对TDTD抗原的再次应答抗原的再次应答相同TD抗原记忆B cellB cell充当APC肽/MHC-II - TCRB7/CD28细胞因子活化信号1活化信号2活化信号1活化信号2Th细胞活化CD40/CD40LBCR单识别抗原细胞因子浆细