Иммунология. Том 2 - Дэвид Г.
ISBN 5-03-000497-1
Скачать (прямая ссылка):
Хотя для всех систем обнаружена некоторая связь между способностью синтезировать множество изотипов и стадией развития данной В-клетки, тот факт, что почти все зрелые В-клетки плюрипотентны в отношении образования изотипов, имеет крайне важные последствия. Если большинство В-клеток способно производить любое количество разных изотипов, тогда доминирование одного из них при ответе на данный антиген (например, при ответе В-клеток в различных физиологических условиях) должно определяться либо непосредственно в момент антигенной стимуляции, либо при последующих регуляторных событиях. Таким образом, экспрессия изотипа в меньшей степени зависит от того, какая из В-клеток простимулировалась, а в большей степени — от того, каким образом это произошло, и (или) от того, как регулируется ее последующая клональная пролиферация и экспрессия Ig. Как будет показано в даль-22*
нейших разделах, эта регуляция может быть высокоспецифичной и либо положительной, приводящей к усилению экспрессии данного изотипа, либо отрицательной, состоящей в ее подавлении.
19.3. Генетические аспекты
Учитывая те преимущества, которые дает экспрессия тонко приспособленного репертуара вариабельных участков на Ig множественных изотипов, не приходится удивляться наличию высокоспециализированных механизмов, призванных обеспечить так называемый процесс переключения классов. Механизмы переключения классов на генетическом уровне быстро проясняются (см. гл. 8). У мышей, на которых проведено большинство экспериментов, имеется восемь Сн-областей или изотипов. Порядок генов, кодирующих эти области, следую-щии. 5 С5? Cyj, Сy\t С6, Сд 3 . Как отмечалось раньше,
одна В-клетка может дать клональное потомство, продуцирующее несколько изотипов, которые будут иметь один и тот же идиотип и являться производными одного и того же гаплотипа тяжелой цепи [14]. Исходя из рассмотренных данных, можно предположить, что ген, кодирующий вариабельный участок тяжелой цепи, может последовательно соединяться с различными генами константных участков тяжелых цепей в пределах каждой отдельной линии В-кле-ток. При этом Сн-переключение происходит только в одной родительской хромосоме. Хондзо и Катаока [15], используя миеломы мыши, впервые показали, что переключение классов сопровождается делецией генов, расположенных с 5'-стороны от экспрессируемого гена Сн. Так, в миеломе, секретирующей IgGl, были делетированы гены Сй, Сй и Суз. Впоследствии появилось несколько работ по миеломам и гибрид омам, подтвердивших делецию генов Сн в процессе переключения классов. Следовательно, однажды переключившись на определенный изотип, клетка больше не может переключиться на изотип, расположенный с 5'-стороны от экспрессируемого изотипа.
Предложены две молекулярные теории для объяснения делеции генов Сн при переключении с IgM на какой-либо другой изотип (см. гл. 8). В соответствии с первой гипотезой переключение может осуществляться следующим путем. Участок ДНК между геном V„ и экспрессируемым геном Сн выпячивается, образуя петлю, которая затем вырезается. Вторая теория предполагает негомологичную рекомбинацию в локусе гена Сн между сестринскими хроматидами при митозе. В этом случае в одной из дочерних клеток гены Сн будут дуплицированы, в другой — делетированы. Интересно, что в соответствии с моделью, предполагающей обмен между сестринскими хроматидами, гены Сн в дочерней клетке, содержащей дуплицированные гены Сн, могут быть рекомбинированы в порядке, отличном от такового в клетках зародышевого пути (гаметах).
Поразительным исключением из механизмов, связанных с делецией генов, является одновременная экспрессия IgM и IgD на мембране зрелых В-клеток. По-видимому, это происходит в результате дифференциального сплайсинга одного транскрипта мРНК, несущего гены VH, С^ и Се [16]. Кроме того, это может являться общим механизмом экспрессии других мембранных изотипов, поскольку для некоторых изотипов обнаружены экзоны, кодирующие мембранные белки. Установлено также, что у мыши и человека на поверхности лимфоцитов имеется даже по три разных изотипа (см. гл. 10).
Регуляция образования антител различных классов представляет собой в настоящее время противоречивый и волнующий вопрос клеточной иммуно-
логии. На генетическом уровне переключение классов и моноклональное происхождение множественных изотипов изучено достаточно четко. Следующая глава будет посвящена биологическим сигналам, которые могут индуцировать или влиять на образование изотипов при иммунном ответе.
19.4. Субпопуляции В-клеток и экспрессия изотипов
19.4.1. Образование изотипов в зависимости от степени зрелости В-клеток
Учитывая все вышеизложенное, нетрудно представить, что два важнейших фактора, определяющих изотип антител при данном ответе, это: а) изотипный потенциал стимулированных В-клеток и б) природа антигена и регуляторные механизмы, вовлеченные в стимуляцию этих В-клеток. Стадии развития и линейные маркеры В-лимфоцитов рассматриваются в гл. 3. С точки зрения экспрессии изотипа должна существовать прямая связь между изотипным потенциалом и фазой развития данной популяции В-клеток. С этой точки зрения В-клетки удобно разделить на три группы: а) незрелые В-клетки, доминирующие в популяции В-клеток у плода и новорожденного,— на их долю приходится 25% предшественников антителообразующих клеток в костном мозге и менее 5% — в селезенке взрослой мыши; б) зрелые В-клетки, доминирующие в популяциях В-клеток всех лимфоидных органов взрослой мыши, и в) вторичные В-клетки, появляющиеся в результате стимуляции антигеном. Как сказано выше, подавляющее большинство зрелых первичных В-клеток несут IgM или IgM + IgD в качестве поверхностных рецепторов. Такие В-клетки при стимуляции в соответствующих условиях дают начало клонам, продуцирующим антитела нескольких, если не всех классов. Таким образом, преобладание в ответе этих В-клеток одного из классов Ig может объясняться способом антигенной стимуляции, действием регуляторных факторов или же величиной стимула, разрешающего транскрибировать гены константных участков в различной степени.
