А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 77
Текст из файла (страница 77)
precursor — предшественник), незрелые Ви зрелые наивные В-клетки. Стадии про-В- и пре-В-клеток в свою очередьподразделяют на подстадии I и II (соответственно, ранние и поздние) На стадии про-В-II перестраиваются гены Н-цепей. На стадии пре-В «проверяется»правильность прошедшей реаранжировки и перестраиваются гены L-цепей.На стадии незрелой В-клетки белковый продукт перестроенных генов иммуноглобулинов экспрессируется на мембране клетки в виде мембранного IgM,на стадии зрелой В-клетки к нему присоединяется IgD.Реаранжировка V-генов иммуноглобулина описана выше (см. раздел 3.1.4.1). В этом разделе рассмотрим осуществление этого процесса всвязи со стадиями дифференцировки В-лимфоцитов.
Перестройку V-геновв В-клетках контролирует микроокружение, индуцирующее экспрессиюв них вышеупомянутых дифференцировочных факторов. Развитие лимфоцитов в направлении В-клеток направляют факторы E2A, EBF и Pax5(см. рис. 3.35). Экспрессию Рах5 (Paired box protein 5) рассматривают какключевой маркер обособления В-линии. Рах5 имеет прямое отношение квключению реаранжировки V-генов в В-клетках и экспрессии молекулыCD19. Фактор EBF отвечает за экспрессию гена корецептора Igα — наиболее раннего белкового маркера В-лимфоцитов, появляющегося (вначалевнутриклеточно) уже на стадии про-В-I.
Затем (на стадии про-В-II) наповерхности В-клетки экспрессируется молекула CD19.304Глава 3. Адаптивный иммунитетПериоды экспрессии генов, участвующих в формировании зрелого BCRв процессе развития В-лимфоцитов, представлены на рис. 3.37. На стадиипро-В-II экспрессируются гены RAG1 и RAG2, продукты которых (эндонуклеазы) отвечают за включение процесса реаранжировки V-генов, а такжеген, кодирующий фермент терминальную дезоксинуклеотидилтрансферазу (TdT), обеспечивающий нематричное добавление нуклеотидов приD-J рекомбинации.
Первыми перестраиваются V-гены Н-цепей (Vн-гены).Этот процесс осуществляется на стадии про-В-II. Сначала перестраиваютсяслучайно выбранные D- и J-сегменты, в результате чего формируется объединенный участок DнJн. Этот процесс может происходить одновременнона обоих хромосомах. Неудачи при такой перестройке редки, поскольку обычная их причина — сдвиг рамки считывания последовательностиДНК — не влияет на копирование D-сегментов (они могут считыватья безограничения конкретной рамкой). Второй наиболее ответственный этапсостоит в соединении случайного зародышевого V-сегмента и перестроенного DJ-сегмента и формировании «зрелого» гена VDJ. Этот процесспроходит на стадии про-В-II клеток сначала только в одной из двух хромосом.
Вероятность успешной перестройки на этом этапе (соответствиядопустимой рамке считывания) составляет 1/3, поскольку кодон включает3 нуклеотида. При успешном завершении этого процесса экспрессируетсяготовый продукт — перестроенная Н-цепь, а перестройка гомологичного гена на другой хромосоме блокируется.
Если реаранжировка прошланеудачно, перестраивается Vн-ген на другой хромосоме. Частота успешныхCLPБольшая Малая Незрелая ЗрелаяПро:В:I Про:В:II Прe:В:I прe:В:II прe:В:IIВВTdTRAGVpreBμHPах5Зар.DJVDJVDJVDJVDJVDJVDJГеныН:цепейЗар.Зар.Зар.Зар.Зар.VJVJVJГеныL:цепейРис. 3.37. Динамика перестройки V-генов иммуноглобулинов и экспрессии генов,продукты которых участвуют в реализации этого процесса. Прямоугольники обозначают стадии, на которых экспрессируются указанные гены. Внизу указано состояние перестройки V-генов H- и L-цепей: Зар. — зародышевая конфигурация гена3053.3.
Лимфоидные клеткиVpreBVpreBλ5VHλ5CH1VHCH1C H2CH2VβC H3CH3PTαCβРис. 3.38. Структура пре-В-клеточного и пре-T-клеточного рецепторов. Обращает насебя внимание присутствие необычных доменов в суррогатных L-цепях и продуктегена PТαперестроек генов на обеих хромосомах составляет около 55% в соответствиис расчетом: 0,33+(0,33×0,67)=0,55, т.е. 55%. Неудачная реаранжировка гена навторой хромосоме приводит к гибели клетки по механизму апоптоза.Успешная перестройка Vн-гена приводит к экспрессии μ-цепи, что знаменует переход клетки-предшественника на стадию пре-В-I клеток.
μ-Цепьпоявляется в цитоплазме пре-В-клетки, а также в составе мембранного продукта, называемого pre-BCR (рис. 3.38). Экспрессия pre-BCR сигнализируетоб успешном завершении перестройки VH-генов. Помимо μ-цепи, пре-BCRсодержит так называемую суррогатную L-цепь. Она состоит из продуктовдвух генов — VpreB и λ5. Эти молекулы уже присутствуют в клетке на моментокончания перестройки гена μ-цепи. Как и при построении нормальногозрелого BCR, к пре-B-рецептору присоединяются сигнальные корецепторныемолекулы Igα и Igβ.
Полагают, что в данном случае сигнал от пре-B-рецептора возникает не вследствие связывания какого-то лиганда, а как результатправильной сборки и встраивания данной молекулы в мембрану клетки.Это событие представляет первую контрольную точку в процессе развития В-клетки.
Сигнал от pre-BCR необходим для выживания пре-В-клеток(при этом усиливается экспрессия антиапоптотического фактора Bcl-2),их пролиферации (на стадиях пре-В-I и пре-В-II) и перехода к очередномуэтапу перестройки V-генов. В результате пролиферации число пре-B-клетокувеличивается в 20 раз. Выполнив свою функцию, пре-B-рецептор исчезаетс поверхности В-клетки и больше не экспрессируется.306Глава 3. Адаптивный иммунитетПерестройка VL-генов происходит на стадии пре-В-II. Ей предшествуетвозобновление временно прекращавшейся экспрессии генов RAG1 и RAG2.Последовательность перестройки в принципе такая же, как и для Vн-гена,однако имеется 2 основных отличия.
Во-первых, в комплексе зародышевогоVL-гена отсутствует D-сегмент, поэтому соединяются сразу V- и J-сегментызародышевого гена. Во-вторых, существует 2 гена L-цепей, кодирующиевзаимозаменяемые κ- и λ-цепи. Они подвергаются перестройке в определенной последовательности. Сначала перестаивается V-ген κ-цепи на однойих хромосом. При неудаче перестраивается ген κ-цепи на другой хромосоме.Только при неудачной перестройке обоих Vκ -генов в процесс вовлекаютсяпоочередно Vλ-гены сначала одной, затем другой хромосомы. В результатевероятность успешной перестройки VL-генов увеличивается в 2 раза.
Крометого, при неудачной перестройке VL-генов процесс повторяется с вовлечением «дистальных» (т.е. удаленных о J-сегмента) V-сегментов, редко вовлекаемых в перестройку при «первой попытке». То обстоятельство, что в перестройку сначала вовлекаются гены κ- и лишь затем λ-цепи, обусловливаетболее частое использование для построения молекулы иммуноглобулинаκ-, чем λ-цепей. При переcтройке генов L-цепей TdT не экспрессируется,а следовательно нематричной достройки олигонуклеотидов не происходит,т.е. N-вставки в V-генах L-цепей отсутствуют.Успешная перестройка VL-генов завершается экспрессией L-цепей, которые, соединяясь с Н-цепями, формируют полноценную молекулу иммуноглобулина. «Зрелая» молекула иммуноглобулина, встроенная в мембрануэндоплазматического ретикулума, доставляется на поверхность В-клетки.При этом на поверхности лимфоцита уже присутствуют все остальныекомпоненты BCR.
При успешной сборке и экспрессии зрелого рецептора,В-клетка получает второй контрольный сигнал, приводящий к прекращению экспрессии генов RAG1 и RAG2.Первым типом Н-цепей, который синтезируется в созревающей клетке ипоявляется на ее поверхности, является IgM. Стадию, на которой на поверхности В-клетки присутствуют иммуноглоублины только этого изотипа,называют стадией незрелой В-клетки. Завершающее событие в созреванииВ-лимфоцита — экспрессия на его поверхности IgD (вместе с IgM, а не вместо него).
Хотя суммарная экспрессия мембранных иммуноглобулинов и, вцелом, BCR при этом возрастает, экспрессия IgM несколько снижается. Крометого, при созревании В2-лимфоциты экспрессируют мембранные молекулы СD21 и СD23. Изменение экспрессии наиболее значимых мембранныхмолекул В-лимфоцитов в процессе их развития отражено на рис. 3.39.Поскольку успешная перестройка каждого V-гена блокирует перестройкуаллельных генов (т.е. осуществляется «аллельное исключение»), все молекулыиммуноглобулина, присутствующие на поверхности В-клетки, идентичныпо изотипу L-цепей и по структуре V-генов. Это обусловливает одинаковуюспецифичность рецепторных иммуноглобулинов В-клетки, т.е. все рецепторы конкретного В-лимфоцита имеют одинаковое сродство к антигену.Поскольку перестройка V-генов происходит в каждой клетке автономно, всесозревающие В-лимфоциты уникальны по специфичности их рецепторов.Последующая пролиферация В-клеток приводит к образованию клонов, впределах каждого из которых В-клетки несут идентичные по специфичности3073.3.
Лимфоидные клеткиCLPБольшая Малая Незрелая ЗрелаяПро:В:I Про:В:II Прe:В:I прe:В:II прe:В:IIВВCD34IL:7RCD10CD79аCD19pBCRslgMlgDРис. 3.39. Экспрессия мембранных маркерных молекул при созревании В-лимфоцитов. Указаны стадии дифференцировки В-клеток, на которых они экспрессируютсоответствующие молекулыBCR, отличающиеся от таковой В-клеток других клонов. Таким образомформируется клональная структура — популяция В-лимфоцитов.В процессе созревания В-лимфоциты подвергаются действию факторов,обеспечивающих их жизнеспособность и пролиферацию. В отсутствиетаких факторов созревающие В-клетки погибают.
Основной ростовыйфактор В-лимфоцитов на ранних этапах их развития — IL-7 (у мышей),вырабатываемый клетками стромы костного мозга и лимфоидных органов.IL-7 поддерживает жизнеспособность и обеспечивает пролиферацию CLP,а также предшественников Т- и В-лимфоцитов. Все эти клетки несут намембране рецепторы для IL-7, состоящие из α- и γ-цепей (γ-цепь — общаядля рецепторов нескольких цитокинов, о чем уже упоминалось). Однако учеловека IL-7 не играет такой важной роли в развитии В-клеток: мутациигенов IL-7 или его рецептора приводят к блокированию развития Т-, но неВ-лимфоцитов. Природа фактора-двойника IL-7, обеспечивающего развитие В-лимфоцитов человека в этой ситуации, неизвестна.Установлено, что 55–75% В-клеток, образующихся в костном мозгу,специфичны к собственным антигенам организма — аутоантигенам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
