记忆B细胞:免疫系统的超级英雄

在人体免疫系统中,记忆B细胞(memory B cells,特指那些已发生类别转换并表达CD27标记的B细胞)的数量普遍超过外周血中的初始B细胞,尤以老年人群为甚。这一发现,加之记忆B细胞所展现出的显著稳定性(可维持至少数十年之久)及其在体外实验中相较于初始B细胞更为迅速的激活动力学特性,引发了学界对其功能的深入思考。


记忆B细胞被视为浆细胞的直接前体,相较于初始B细胞,在抗体介导的免疫保护和病理过程中发挥着更为关键的作用。鉴于此,深入探究记忆B细胞的独特生物学特性及其获得机制,对于全面理解人体免疫应答的调控机制具有重要意义。



生发中心(GC)动力学和记忆B细胞选择


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体液免疫记忆的构成

体液免疫记忆主要由记忆B细胞和长寿命浆细胞(LLPC)组成。记忆B细胞具有高度的异质性,包括品系特异性记忆B细胞和交叉反应记忆B细胞。这些细胞在体内长期存活,并在再次遭遇相同或相似病原体时迅速增殖并分化为浆细胞,产生大量特异性抗体。


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毒感染后的反应机制

原发病毒感染后,抗原特异性初始B细胞进入生发中心(GC)反应,并分化为毒株特异性或交叉反应记忆B细胞和LLPC。在变异病毒感染后,交叉反应记忆B细胞可被选择分化为浆细胞或被招募到GC反应中以进一步亲和力成熟。这一过程涉及多个信号通路的激活和基因的表达调控。此外,本研究还发现,B细胞可以结合免疫显性品系特异性表位或次优势交叉反应表位,从而成为相应的记忆B细胞。


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肠道免疫系统中IgA+记忆B细胞的反应

在小鼠肠道免疫系统中,预先存在的IgA+记忆B细胞能够响应微生物群组成的变化而重新进入GC反应。随着时间的推移,这些细胞积累了体细胞超突变(SHM),从而产生交叉反应记忆B细胞。这一过程有助于提高肠道免疫系统的多样性和适应性,保护宿主免受病原体的侵害。



GC非依赖性和GC依赖性记忆B细胞的产生


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同时分岔模型

在免疫应答过程中,初始CD4+ T细胞与抗原呈递树突状细胞相互作用,并被激活。这些活化的T细胞在分化为前T滤泡辅助细胞(前TFH)之前,会与CD25+树突状细胞亚群相互作用。在同时分岔模型中(如图a所示),与高度增殖的非生发中心(non-GC) TFH细胞相比,GC TFH细胞通过提供IL-4和IL-21等细胞因子来促进GC B细胞的亲和成熟。


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逐步微分模型

与同时分岔模型不同,逐步微分模型中浆细胞的诱导发生在GC非依赖性和GC依赖性记忆B细胞前体的产生之前(如图b所示)。这意味着浆细胞的分化是一个相对较早的过程,而GC非依赖性和GC依赖性记忆B细胞的产生则稍后发生。



生发中心(GCs)生成记忆B细胞


a

根据亲和力指示模型,记忆性B细胞的选择主要由生发中心(GC) B细胞的B细胞受体(BCR)对抗原的亲和力决定。具有较低亲和力BCR的GC B细胞更有可能成为记忆B细胞,而具有较高亲和力的BCR则会重新进入暗区或作为浆细胞离开GC。


b

记忆B细胞前体的一个重要特点是高表达BACH2,这有助于通过抑制MYC和mTORC1的激活来发挥抗增殖作用。这些前体细胞也开始下调BCL-6的表达,从而诱导BCL-2的表达和细胞表面BCR的表达,两者共同提供生存信号。此外,这些细胞还诱导EBI2和S1PR1的表达,调节B细胞的迁移。在记忆B细胞从其前体细胞成熟的过程中,HHEX的上调也有助于抑制BCL-6的表达。



记忆B细胞再激活


在淋巴结内,记忆B细胞处于静止状态,位于被膜下窦(SCS)区域的一个特殊生态位中。这些细胞与记忆T滤泡辅助细胞(TFH)和SCS巨噬细胞紧密相连。SCS附近的基质细胞产生CCL21,吸引表达CCR7的记忆B细胞。当病原体被SCS巨噬细胞捕获后,静止的记忆B细胞在SCS的荚膜下被激活,并可能进入生发中心(GC),形成GC依赖的记忆B细胞或分化为浆细胞。


此外,记忆TFH细胞在与SCS巨噬细胞接触时也会被激活。这种紧密的定位关系可能有助于增强回忆反应的强度。预先存在的抗体或由记忆B细胞产生的抗体可以覆盖抗原上的特定表位,从而影响同源记忆B细胞的激活。


Part.1

人类主要成熟B细胞亚群的特征

Part.2

小鼠记忆B细胞

记忆B细胞和浆细胞是B细胞中的两个种群,它们共同构成免疫记忆。在抗原暴露后,一群初始B细胞会分化为短寿命浆细胞,而另一群则会迁移到B细胞滤泡中。在这里,活化的初始B细胞会种入生发中心,并分化为记忆B细胞。当抗原再次暴露时,这些记忆B细胞能迅速分化为浆细胞。无论是人还是小鼠的记忆B细胞,都是异质性的细胞群体。


在小鼠中,CD19、CD80、CD73和PD-L2/CD273常被用来识别记忆B细胞。这些标记物的不同表达表明,至少存在五种不同的记忆B细胞亚群。在人体中,记忆B细胞通常通过CD27的表达来识别,并结合低水平的CD23/FcεRI表达,以及缺乏浆细胞标记物Syndecan-1/CD138的表达。


DEP-1/CD148也常被用来识别人类的记忆B细胞,同时高水平的B7-1/CD80、B7-2/CD86和CD95的表达也是其特征。值得注意的是,在人类脾脏、扁桃体和血液中,一些CD27-的记忆B细胞种群已被描述出来,因此还没有一个标记物可以用来正确定位所有的记忆B细胞。人类的记忆B细胞被定义为IgD-细胞,但在血液和骨髓中,已经描述了三种循环的记忆B细胞亚群:IgD+IgM+、IgD+IgM-或IgD-IgM+,也被称为IgM-only记忆细胞。


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参考文献

Inoue T, Kurosaki T. Memory B cells. Nat Rev Immunol. 2023 Jul 3. doi: 10.1038/s41577-023-00897-3. Epub ahead of print. PMID: 37400644.

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Bergmann B, Grimsholm O, Thorarinsdottir K, Ren W, Jirholt P, Gjertsson I, Mårtensson IL. Memory B cells in mouse models. Scand J Immunol. 2013 Aug;78(2):149-56. doi: 10.1111/sji.12073. PMID: 23679222.

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创建时间:2024-01-19 09:39
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