淋巴细胞生成(Lymphopoiesis)
淋巴细胞的生成过程在骨髓(B细胞)和胸腺(T细胞)中发生:
骨髓:是B细胞生成的场所,B细胞在这里完成大部分的发育过程。 胸腺:是T细胞生成的场所,T细胞的前体细胞从骨髓迁移至胸腺,在此处完成发育。 目标:生成能够识别广泛病原体的多样化B细胞和T细胞受体库,同时避免对自身抗原的攻击。
正选择与负选择
正选择(Positive Selection): 主要发生在胸腺,确保发育中的T细胞(αβ T细胞)能够识别自身MHC分子上的抗原。 只有那些能与MHC分子弱结合的T细胞才能继续发育,进入成熟T细胞库。 负选择(Negative Selection): 发生在胸腺(T细胞)和骨髓(B细胞)中,消除对自身抗原有强烈反应的淋巴细胞,以避免自身免疫反应。 发育中的淋巴细胞在识别自身抗原时如果有强反应,则被诱导进入凋亡,防止其对自身组织产生免疫攻击。
B细胞的发育过程
B细胞的发育在骨髓中进行,经过多个阶段,每个阶段都有其特定的分子标志和功能变化:
初期B细胞(Pro-B cell):
重排免疫球蛋白重链(IgH)基因:D-J基因片段重组,继而V-DJ重组,形成完整的重链基因。 重要分子:RAG-1、RAG-2(V(D)J重组酶)、PAX5(B细胞特异性基因激活因子)。
表达重链:重链与替代轻链(VpreB和λ5)结合,形成前B细胞受体(pre-BCR)。 信号传递:pre-BCR信号通过Igα和Igβ传导,停止重链重排并诱导细胞增殖。
轻链基因重排:先进行κ轻链基因的V-J重排,若不成功则尝试λ轻链基因重排。 成功重排:产生功能性轻链,与μ重链形成完整的IgM分子。
自我反应性测试:通过表面IgM(sIgM)检测与自体抗原的结合情况。 结局:无自体反应性则继续成熟,有强自体反应性则进行受体编辑或克隆删除。
表达IgM和IgD:成熟B细胞在外周组织中表达IgM和IgD,准备对外来抗原作出反应。 存活与功能:在脾脏等外周淋巴器官中接受存活信号(如BAFF信号),进入长寿命的循环B细胞池。
自我耐受机制
中心耐受(Central Tolerance): 机制:在骨髓中,通过受体编辑或克隆删除消除自我反应性B细胞。受体编辑是指轻链基因进一步重排以尝试生成非自我反应性受体;若失败则通过凋亡清除(克隆删除)。 过程:自我反应性B细胞通过识别骨髓中的多价自我抗原而被检测,表现出强反应性的B细胞会被选择性删除。 外周耐受(Peripheral Tolerance): 机制:在外周组织中,对刚离开骨髓的自我反应性B细胞进行进一步筛选,防止其对自体抗原作出反应。 结局:自我反应性B细胞在遇到自体抗原时会经历克隆删除、功能性失活(无能)或细胞凋亡。
特殊B细胞亚群
B-1 B细胞: 特征:位于腹膜腔和胸膜腔,能够快速响应多糖抗原,是先天免疫系统的一部分。 功能:产生自然抗体,主要为IgM类,可在感染前存在,迅速对常见病原体如肺炎链球菌等作出反应。 发育:主要来源于胎肝中的前体细胞,且与骨髓来源的B细胞有不同的发育途径和分子需求。 边缘区B细胞(Marginal Zone B cells): 特征:位于脾脏的边缘区,对血液中的抗原作出快速反应,表达高水平的补体受体CD21。 功能:对血液中携带的抗原或病原体作出快速初始反应,提供早期防御。 发育:从骨髓中的共同前体发育而来,并在脾脏的T2阶段分化成边缘区B细胞。
T细胞的发育过程
双阴性(DN)阶段:
特征:不表达CD4和CD8分子。 过程:T细胞受体(TCR)基因重排,形成初步的TCRβ链。
特征:同时表达CD4和CD8分子。 正选择:确保T细胞能够识别自身MHC分子。
特征:根据其识别的MHC分子类型,分化为CD4+或CD8+ T细胞。 负选择:删除高反应性的自我反应性T细胞。
功能:离开胸腺,进入外周血液或淋巴器官,准备对抗原作出适应性免疫反应。
Janeways Immunobiology (Kenneth Murphy, Casey Weaver, Leslie Berg