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Biology / b-cell

B细胞

B细胞是参与适应性免疫的淋巴细胞,能识别抗原,并分化为分泌抗体的浆细胞或记忆B细胞。

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B细胞是免疫系统中属于淋巴细胞类群的一种白细胞。B细胞在适应性免疫中发挥核心作用,尤其是在体液免疫中;体液免疫通过血液及其他体液中的抗体发挥作用。B细胞通过表面受体识别称为抗原的分子靶标。经过适当激活后,B细胞可以增殖,并分化为分泌抗体的浆细胞或记忆B细胞。它们也参与抗原呈递和免疫调节。(immunology.org)

名称与发育

名称中的“B”源自法氏囊,这是鸟类体内供B细胞发育的器官。20世纪60年代开展的鸡实验,帮助确立了产生抗体的淋巴细胞与其他淋巴细胞群之间的区别。虽然哺乳动物的B细胞主要在骨髓中发育,但其名称中的“B”最初并不是“骨髓”(bone marrow)的缩写。(immunology.org)

在哺乳动物中,B细胞的发育始于胎儿期,发育部位包括胎肝,随后则在骨髓中进行。发育中的细胞依次经历祖细胞、早期B细胞(pro-B)、前B细胞(pre-B)和未成熟B细胞阶段。这些阶段以免疫球蛋白组装和受体表达的变化加以区分。未成熟细胞离开骨髓后,会在外周淋巴组织中进一步成熟,尤其是在脾脏中。尚未接触过抗原的成熟细胞称为初始B细胞。(ncbi.nlm.nih.gov)

抗原受体与多样性

B细胞受体(BCR)由膜结合型免疫球蛋白及其相关信号传导组分构成。免疫球蛋白负责结合抗原,相关组分则将信号传入细胞内。发育中的B细胞首先组装免疫球蛋白重链,并通过前B细胞受体检验其功能,随后再组装轻链。未成熟B细胞表面表达IgM;成熟的初始B细胞通常同时表达IgM和IgD。(immunology.org)

受体多样性通过V(D)J重组产生,即发育中的淋巴细胞内基因片段的重排。重链可变区使用可变区、多样性和连接片段;轻链可变区则使用可变区和连接片段。不同的片段组合、片段连接处的变化,以及重链与轻链的配对,共同产生了庞大的抗原结合结构库。这种多样性在接触某一特定外来抗原之前就已形成,而不是为应对该抗原而专门产生。(immunology.org)

常规T细胞识别的是经过加工并与呈递分子结合的抗原,而B细胞可以直接结合完整抗原。抗体与抗原结合后,可以阻止病原体进入宿主细胞,或通过吞噬作用和补体系统促进病原体的清除。(immunology.org)

激活及与T细胞的协作

B细胞通常在淋巴结和脾脏等次级淋巴组织中被激活。抗原结合会启动受体信号传导,但最终产生何种应答,还取决于其他信号以及细胞所处的发育阶段。被激活的细胞发生克隆扩增,使能够对所识别抗原作出应答的细胞数量增加。(ncbi.nlm.nih.gov)

对大多数蛋白质抗原的应答都需要辅助性T细胞参与。B细胞摄取并加工与其结合的抗原,作为抗原呈递细胞,通过Ⅱ类主要组织相容性复合体分子呈递肽段。能够识别该肽段与呈递分子组合的辅助性T细胞会提供信号,包括CD40与其配体之间的相互作用以及分泌的细胞因子,以支持B细胞的增殖和分化。(ncbi.nlm.nih.gov)

有些抗原,尤其是某些具有重复结构的微生物多糖,可以在没有常规辅助性T细胞协助的情况下诱发应答。这类非T细胞依赖性应答在产生抗体多样性和持久免疫记忆的能力上,与典型的T细胞依赖性应答有所不同。(ncbi.nlm.nih.gov)

生发中心与抗体成熟

被激活的B细胞可以在滤泡外产生早期应答,形成分泌抗体的浆母细胞和短寿命浆细胞。另一些被激活的细胞则进入生发中心,这是淋巴滤泡内的特化结构,细胞增殖、抗体多样化和选择过程均在此发生。(immunology.org)

在体细胞高频突变过程中,免疫球蛋白可变区基因不断积累变化。选择过程有利于保留那些受体能够有效结合现有抗原的细胞,从而实现亲和力成熟。仅有突变并不能保证结合能力提高;选择过程不可或缺。(immunology.org)

类别转换重组改变免疫球蛋白重链的恒定区,使细胞能够产生免疫球蛋白G(IgG)、IgA或IgE等类别的抗体,而不再产生IgM。这会改变抗体的效应功能,但该过程本身并不替换负责结合抗原的可变区。因此,类别转换与亲和力成熟是两个不同的过程。(ncbi.nlm.nih.gov)

浆细胞专门负责分泌抗体,而记忆B细胞则保留了在再次接触抗原后作出应答的能力。长寿命浆细胞可以维持抗体产生,记忆B细胞则参与再次应答。这两个相互补充的细胞群共同支持免疫记忆。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

自身耐受与生物学意义

由于受体生成过程可能产生对自身成分有反应的细胞,B细胞发育过程中设有中枢免疫耐受检查点。受体编辑可以通过进一步的基因重排,替换对自身成分有反应的受体。其他可能的结果包括克隆删除和克隆无能,后者是一种反应性降低的状态。细胞离开骨髓后,外周免疫耐受还会提供额外的调控。(ncbi.nlm.nih.gov)

这些调控机制失效,可能促成自身免疫及自身反应性抗体的产生。B细胞谱系的细胞也可能发生恶性转化:某些类型的淋巴瘤起源于B细胞,而多发性骨髓瘤则起源于浆细胞。这些疾病涉及不同的发育阶段,具有不同的生物学特性,并非一种性质相同的B细胞疾病。(ncbi.nlm.nih.gov)