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深入阐析B细胞防御机制

日期:2014-05-13 00:00:00

B 细胞是一类特化的免疫细胞,它们生成的抗体可以结合微生物表面上称作为抗原的外源分子。在感染发生前,机体就拥有一个多样化的 B 细胞库,每个 B 细胞都能生成一种独特的抗体。在感染发生或疫苗接种过程中,生成抗原结合抗体的 B 细胞在淋趋承和脾脏中形成称作为生发中心的微组织结构。

在生发中心内, B 细胞发生演化。负责生成抗体的基因快速突变,其突变速度是人体正常突变速度的100万倍,并且细胞发生增殖。随后,能够生成对抗原具有最高亲和力的抗体的 B 细胞被选择出来。

“突变、增殖和选择反复循环发生。随着时间的推移,少数高亲和力 B 细胞系在生发中心占据主导地位,” Gitlin 说。当前的研究结果阐明了较高亲和力的 B 细胞是如何在竞争中胜过低亲和力细胞的。

最终,高亲和力的 B 细胞生存下来,当以后再度遭遇相同的微生物时它们可以保护机体。疫苗即利用了这一过程,采用弱化版本的病原体来模拟感染。因此,更好地了解免疫系统改变其防御的机制将帮助到包括抗 HIV 疫苗在内的疫苗开发。

在这项最新研究中, Gitlin 和洛克菲勒大学的同事们观察了当处于生发中心的两个区域时 B 细胞所发生的事情。在进入到“明”区之前,处在“暗”区的 B 细胞发生了突变和增殖。而在明区里,生成对微生物抗原具有最好结合力抗体的 B 细胞遭到选择。随后, B 细胞返回暗区继续分裂。

在明区里, B 细胞得到来自入侵物的一些抗原,将它们显示于表面上。研究人员获得的一个重要研究发现是,明区中的一些特化T细胞基于这些 B 细胞所显示的抗原数量来识别具有较高亲和力的 B 细胞。T细胞响应性地向这些较高亲和力的 B 细胞提供较强的信号,指示它们在暗区停留更长的时间,经历更多的细胞分裂。

研究人员通过组合几种方法检测了生发中心中的细胞分裂史,每次细胞分裂启动的位置,以及 B 细胞在暗区中度过的时间。

Gitlin 说:“重复的高频突变和选择过程构建出了一个前馈环路。当一个具有较高亲和力的 B 细胞被选择出来时,T细胞向它下达指示发生更多次的分裂,通过多次细胞分裂,它们累积了更多的突变。”

HIV 是抗体高频突变重要性的最好例证。 HIV 病毒快速突变,但通过大量的高频突变和选择,免疫系统能够生成广泛且有效的抗体来对抗它。该实验室在以往研究中从患者的血液中鉴别出了一些能够广泛中和 HIV 病毒变异株的抗体。

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