免疫细胞研究指南:B细胞的标志物如何选择

【字体: 时间:2022年09月08日 来源:生物通

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  在对人类和小鼠进行大量研究后,研究人员鉴定出独特的B细胞群,每个亚群都对了解B细胞生物学有重要意义。对于每个细胞亚群,他们都建立了对应的蛋白质标志物用来检测。在本文中,我们回顾了常见的B细胞标志物。

B淋巴细胞(B细胞)是一种重要而又复杂的细胞类型,在对抗感染、自身免疫和移植的体液免疫中起到核心作用。它们能够产生多样化的免疫球蛋白(抗体)来识别外来抗原,这种能力来源于复杂的发育途径。除了抗体介导的作用外,B细胞还可以通过抗原呈递、T细胞活化和分泌细胞因子来驱动细胞免疫通路。

在对人类和小鼠进行大量研究后,研究人员鉴定出独特的B细胞群,每个亚群都对了解B细胞生物学有重要意义。对于每个细胞亚群,他们都建立了对应的蛋白质标志物用来检测。在本文中,我们回顾了常见的B细胞标志物。总的来说,B细胞的通用标志物包括CD19和CD20(浆细胞除外)。


B细胞各个主要亚型的概览(图片来自Biocompare)

B细胞发育的标志物

大多数B细胞都在骨髓(BM)中发育,随后在次级淋巴器官中发育成熟并最终在血液中循环。在骨髓中,造血干细胞可分化为共同淋巴样祖细胞或多能祖细胞。共同淋巴样祖细胞则可生成T细胞、NK细胞或B细胞。

B细胞在发育过程中会形成B1和B2谱系。B1细胞起源于胎儿肝脏,并作为自我更新的群体在外周内持续存在,在成年期与骨髓几乎没有关联。B1细胞产生不依赖于T细胞的体液免疫应答。据报道,人类B1细胞的表型为CD20+、CD27+、CD43+、CD70-。

我们通常所说的B细胞又称B2细胞,它们遵循骨髓内的连续发育程序。B细胞的发育起始于祖B细胞,这种细胞可表达Igα和Igβ。祖B细胞进一步发育为前B细胞。之后前B细胞进一步发育为未成熟B细胞,这种细胞可表达识别抗原的B细胞受体(含IgM和IgD)。这些阶段的标志物包括CD22、IL7R、CD34、CD38、CD79和 MME。

之后,未成熟的B细胞离开骨髓,进入外周血。它们经过几个过渡阶段(T1、T2和T3)进入脾脏。B细胞进一步分化为边缘区(MZ)B细胞或滤泡(FO)B细胞。MZ B细胞存在于脾脏边缘区,大约占人体外周B细胞的20%,表达多反应性BCR和IgM抗体,从而实现T细胞依赖性和非依赖性应答。MZ B细胞显著表达的蛋白质包括CD21和CD1d。

滤泡(FO)B细胞主要存在于脾脏和淋巴结的滤泡中,是人和小鼠的主要B细胞亚群。在获得抗原并与滤泡T细胞相互作用后,它们会在生发中心(GC)内增殖,从而产生所有抗体同种型和高亲和力抗体。与GC B细胞相关联的一些蛋白质包括FAS、HLA-DR和BAFF-R (TNFRSF13C)。

分泌抗体细胞的标志物

为了有效地产生抗体,B细胞最终从初始状态分化为分泌抗体的浆母细胞和浆细胞。这些成熟但未活化的初始B细胞可通过CD19+、IgD+、CD27–、CD38+/–和CD24+/–表型来鉴别。

浆母细胞是短寿命的活化B细胞,可在分裂时分泌抗体。这些早期抗体应答可能来自T细胞依赖性和非依赖性活化。浆母细胞群可以来自B1细胞、MZ B细胞、FO B细胞和记忆B细胞,并有可能进一步成熟为浆细胞。

浆细胞是由活化的GC B细胞产生的不分裂的终末分化B细胞。该细胞群产生大量高亲和力的多样化抗体。它们寿命长并迁移到骨髓中,在基质细胞的支持下存活。当成熟B细胞分化为浆细胞时,B细胞表面的部分标志物消失,比如CD19和CD20,并出现一些浆细胞特有的标志物。浆细胞可通过表面标志物CD27++和CD38++以及转录因子BLIMP1、XBP1和IRF4的表达来鉴别。此外,浆细胞表达高水平的CD138。

B细胞活化还会产生记忆B细胞群。这种经历过病原体的细胞能够快速重新活化,并产生高亲和力抗体。在二次免疫应答期间,这种长寿命的B细胞亚型可以分化回GC B细胞、浆母细胞和浆细胞。记忆B细胞可通过表达的免疫球蛋白标志物进行分类,如IgM+、IgG+、IgA+和IgE+ 记忆B细胞。经典的表型包括CD19+、CD27+、CD38+/-和CD24+/-。


B细胞标志物(图片来自赛默飞世尔科技)

调节性B细胞的标志物

目前还发现了一类独特的B细胞,称为调节性B细胞(Breg),具有与调节性T细胞(Treg)类似的免疫抑制功能。因此,Breg限制了感染、过敏、自身免疫和移植期间的过度炎症。与Treg一样,Breg的免疫抑制活性可促进肿瘤免疫逃逸。

Breg出现在B细胞发育过程中的多个节点:未成熟的B细胞可分化为IL-10+ Breg,这是一个由几个亚群组成的群体;未成熟和成熟的B细胞可分化为IL-10+ 浆母细胞;记忆B细胞可以分化为B10 Breg。

与普遍表达Foxp3的Treg不同,没有一种标志物能够鉴别所有Breg。除了正常的B细胞标志物外,最普遍的Breg标志物是IL-10和TIM-1,它们大约在70%的Breg细胞上同时表达。CD5、CD21和CD1d也是常见的Breg标志物。


常见的Breg亚型和相关的标志物(图片来自Biocompare)

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