十二讲08. 一文搞懂 B 细胞分群!

学术   科学   2025-01-20 00:07   上海  

十二讲07. 一文搞懂 T 细胞分群!

2025-01-14

B 淋巴细胞 (B 细胞)最早在鸟类特殊器官——法氏囊(Bursa of Fabricius)中被发现,并因此得名。B 细胞来源于骨髓,并在外周淋巴组织中分化、成熟。具体来说,骨髓中的造血祖细胞分化为过渡期 B 细胞,然后在外周组织中进一步发育为成熟的 B 细胞。B 细胞的发育过程由免疫球蛋白基因重链与轻链的连续重排和表达来界定。

最早的 B 细胞由多能造血干细胞分化而来,是 B 细胞的祖细胞,被称为pro-B细胞。这个阶段发生免疫球蛋白重链基因重排,而轻链基因重排发生在pre-B细胞阶段。当重链和轻链组装完成,并在细胞表面表达完整的IgM时,B 细胞发育为未成熟 B 细胞(Immature B cell)。在经历自身耐受、自身抗原筛选后,在外周组织中存活的 B 细胞,即为成熟的naïve B 细胞。成熟的 niave B 细胞表达IgM和IgD,并在血液中循环或进入外周组织。

在外周组中织,微生物成分,如脂多糖,可以在没有 T 细胞辅助的情况下诱导抗体产生。第一信号来自BCR与抗原的识别,第二信号可以通过识别微生物成分直接提供,或者通过细菌细胞表面的重复表位与 BCR 交联提供。这种相互作用被称为 T 细胞非依赖性反应。这种情况激活的 B 细胞可以产生IgM浆细胞,但不会诱导形成记忆 B 细胞。

第一信号来自BCR与抗原的识别,第二信号为LPS与TLR4识别提供。

第一和第二信号由细菌细胞表面的重复表位与 BCR 交联提供

T 细胞依赖性抗原激活的 B 细胞可生成记忆和血浆 B 细胞。这种情况下,Naive B细胞与可溶性或膜结合型抗原结合,并使抗原内化。B 细胞通过MHC II类分子抗原肽与表达TCR的 CD4+ 辅助性 T 细胞(Th)互作。第一信号来自抗原与BCR识别,第二信号来自 Th 细胞上的CD40L配体与 B 细胞上CD40受体的互作,第三信号来自细胞因子。

B 细胞分化发育过程。B 细胞在这些信号的激活下,在两个部位发生增殖和分化:滤泡外和淋巴滤泡内。滤泡外活化 B 细胞缺乏系统性体系,产生抗体的规模和强度远低于后者,抗体IgM为主,并且同样没有免疫记忆,半衰期较短。

B 细胞在生发中心的空间分布。一部分激活的 B 细胞移至淋巴滤泡,在该位置各种成分的辅助下快速发生克隆扩增,并进一步分化为成熟的浆细胞和记忆性 B 细胞。此时,B 细胞增殖还需要滤泡辅助性 T 细胞和DC的帮助

在单细胞的细胞类群注释时,B 细胞的常用Marker基因是 B cells(CD19,CD79A, MS4A1 [CD20])。在流式检测时,CD19和CD20定义所有B细胞;CD10+定义为过渡 B 细胞;CD10-定义成熟 B 细胞;CD24和CD38再分为浆母细胞(CD24-CD38hi)和非浆母细胞;非浆母细胞包括基于IgD和IgM表达或缺乏的未转换和类别转换 B 细胞;未转换和类别转换 的B 细胞再通过CD21和CD27细分。

2024年5月,高强教授、樊嘉院士与合作者在Science杂志上发表题为A blueprint for tumor-infiltrating B cells across human cancers的研究论文,揭示肿瘤浸润 B 细胞两种应答模式及其对抗肿瘤免疫的影响研究人员整合了自测数据和公共数据477例样本的 B 细胞单细胞转录组数据,将 B 细胞分为15个大群,包括IFIT3+ B 细胞、DUSP4非典型记忆(Atypical memory, AtM)B 细胞、生发中心 B 细胞和浆细胞等。

研究发现,AtM B 细胞表现为耗竭和旁观活化的表型,可分泌识别自身抗原的抗体;PD1HiCD4+ 外周辅助 T 细胞细胞与AtM B 细胞共定位,并通过IL21-IL21R轴诱导AtM B 细胞的分化。

2024年7月,张泽民院士团队在Cell期刊发表题为Pan-cancer single-cell dissection reveals phenotypically distinct B cell subtypes的研究论文。本研究利用大量公开的数据集,并将其与新生成的scRNA-seq数据相结合,构建一个全面的人类 B 细胞图谱。此外,团队在计算机中重建了 B 细胞受体库,并进行免疫组化染色,阐明肿瘤浸润 B 细胞 (TIB)的空间分布模式;同时,鉴定了与预后相关的肿瘤相关非典型 B 细胞 (TAAB)亚群。TAAB在肿瘤组织具有高克隆扩增和增殖能力,并呈现高度的激活转录状态。TAAB的特征与患者预后存在癌症类型依赖性关联,也是多种免疫治疗响应的预测指标。

2024年12月,Cell杂志发表题为YTHDF2 promotes ATP synthesis and immune evasion in B cell malignancies的研究论文。该研究发现,表观调控基因 YTHDF2在 B 细胞淋巴瘤中高表达,并通过双重机制促进肿瘤细胞的增殖和免疫逃逸。一方面,YTHDF2可识别m5C修饰的F型ATP合成酶亚基mRNA,稳定其表达,显著提高ATP的合成效率,为肿瘤细胞增殖提供能量;另一方面,YTHDF2还能识别m6A修饰的CD19和MHC-II类分子mRNA,促进其降解,逃逸抗肿瘤免疫。

B 细胞最引人关注的还是单克隆抗体制备。在20世纪70年代,George Köhler和César Milstein开发的杂交瘤技术成为抗体生产的重大突破。这一技术通过将 B 细胞与肿瘤细胞融合,创建了能够无限增殖的细胞系,从而获得单克隆抗体。但其缺陷在于难以从大规模细胞库中筛选出高亲和力的抗体。

21世纪初,单细胞筛选技术的出现预示着单 B 细胞单抗制备的可能性。单 B 细胞筛选技术利用流式细胞术、单细胞分选和高通量测序等技术,使抗体的筛选过程更加精准和高效,比噬菌体展示技术等单抗制备技术有更多的优势。

通过流式细胞术标记和分选特定的 B 细胞,这种技术能够在大规模细胞中迅速找到对目标抗原具有特异性结合的 B 细胞;将筛选出的单个 B 细胞进行分离,并对其进行克隆扩增。单细胞测序:对筛选出的B细胞进行基因测序,获取其抗体基因序列,为后续的抗体重组和生产提供数据支持;再将抗体基因克隆到表达系统中,从而实现抗体的体外大规模生产。

以前药企赚钱主要靠抗生素,现在赚钱主要是靠抗体了。抗体的可变区(V)、多变区(D)、结合区(J)和恒定区(C)重组形成Ig。互补决定区(CDR)是结合特定抗原的可变链的一部分。骨架区(FR)是BCR可变区(V)内的保守位点。

关于 B 细胞与肿瘤免疫的探究,其实更多集中在三级淋巴结构(TLS)。在肿瘤环境中,三级淋巴结构可促进免疫细胞浸入实体瘤,因而三级淋巴结构的发展与未经治疗的患者的生存率显著相关。在接受免疫检查点抑制剂治疗的患者中,三级淋巴结构通常与治疗反应良好相关。

三级淋巴结构作为瘤内肿瘤免疫循环部位,在 T 细胞和 B 细胞免疫中发挥重要的作用。与肿瘤细胞结合的抗体与抗原结合,诱导巨噬细胞或 NK 细胞依赖的细胞凋亡。随后释放的抗原抗体复合物被树突状细胞内化和处理,放大向 T 细胞的抗原呈递作用免疫复合物还有可能被三级淋巴结构中的滤泡树突状细胞固定,从而增强记忆 B 细胞反应,提高肿瘤对免疫疗法的敏感性。

参考资料
  1. 詹韦免疫学,英文本和中译本
  2. B Cell Function in the Tumor Microenvironment. Annu Rev Immunol. 2022. 
  3. https://mp.weixin.qq.com/s/kzFi_7nA56B0HR8RxxCJDw
  4. https://mp.weixin.qq.com/s/aUEIyi7oJtXjrAQjdceM8w
  5. https://mp.weixin.qq.com/s/W-Yn9_zgCh3xpXyT2xtH1g
  6. https://mp.weixin.qq.com/s/kg3D8wtWpKK7OtOVkUv5nw
  7. https://mp.weixin.qq.com/s/nDlfpyQah3z-ezbGfRNmJQ
  8. https://mp.weixin.qq.com/s/elsI_QzzE3kDd3tt9aYa8g

芒果师兄
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