3.1. Доантигенный этап дифференцировки в-лимфоцитов

Первичный(антигеннезависимый)В-лимфоцитопоэзпроисходит вкрасном костном мозгеи включаетнесколько этапов, каждый из которых характеризуется своим клеточным типом. В целом, в процессе развития В-лимфоцитов выделяют7 клеточных типов:

• стволовая кроветворная клетка– общий предшественник всех ростков дифференцировки миело- и лимфопоэза

• общий лимфоидный предшественник для Т- и В-клеточного пути развития. Представлен наиболее ранней лимфоидной клеткой с еще неопределившимся направлением развития в Т- или В-лимфоциты

• ранняя про-В-клетка(от англ.pro–progenitor), представляет собой предшественник последующих продвинутых в дифференцировке клеточных типов

• поздняя про-В-клетка

• пре-В-клетка(от англ.pre–precursor), представляет собой клеточный тип, окончательно вышедший на В-клеточный путь развития

• незрелая В-клетка, представляет собой клеточную форму, завершающую костномозговое развитие, активно экспрессирует рецепторный мономерныйIgМ и находится в стадии отбора на способность взаимодействовать с собственными антигенами

• зрелая В-клетка, представляет собойклеточный тип периферии, способный взаимодействовать только с чужеродными антигенами строго опредленной специфичности

• плазматическая клетка– окончательно зрелая, эффекторная, антителопродуцирующая клеточная форма, которая дифференцируется из зрелой В-клетки после ее стимуляции антигеном (т.е. в результате вторичного, или антигензависимого, лимфоцитопоэза).

Доантигенный лимфоцитопоэз В-лимфоцитовиз стволовых кроветворных клеток осуществляется вкрасном костном мозгепод прямым воздействием стромального микроокружения. Удаление стромальных элементов из клеточной культуры развивающихся В-лимфоцитовin vitroпрерывает формирование В-лимфоцитов из стволовых клеток красного костного мозга; реконструкция же культуры восстанавливает процесс накопления В-клеток.

При этом участие ретикулярных клетоккрасного костного мозга вантигеннезависимой дифференцировке В-лимофцитовосуществляется2-мя путями:

• прямым, происходящим наранних этапахантигеннезависимой дифференцировки в результатенепосредственного контактаранних предшественников В-лимфоцитов с дендритными клетками стромы красного костного мозга

• опосредованным, реализующимся напоздних этапахантигеннезависимой дифференцировки В-лимфоцитов под воздействиемряда гуморальных факторов, продуцируемых стромальными элементами красного костного мозга.

Взаимодействие ранних предшественников В-клетоксостромальными клеточными элементамиосуществляется с помощьюадгезивных молекул. При этом первые контактные отношения между дендритными клетками и стволовой кроветворной клеткой или общим лимфоидным предшественником возникают в результате взаимодействиягиалуроновой кислоты, фиксированной на поверхности дендритных клеток, ирецептора CD44, находящегося на поверхности предшественников лимфоидных клеток. РецепторCD44 представляет собой типичныйадгезивный белок, экспрессирующийся на поверхности различных типов лейкоцитов и эритроцитов. Предполагают, что связывание рецептораCD44 предшественников В-лимфоцитов сгиалуроновой кислотойдендритных клетокне несет какой-либо прямой сигнальной функции, ностимулирует взаимодействиерецептораc-kit ранних про-В-клетоксрецептором SCF(от англ.strem-cellfactor)дендртных клеток, в результате чегоc-kit активируетсяи начинает проявлятьтирозинкиназную активность, обеспечиваяактивацию кальцийзависимых фосфорилази связанное с этимфосфорилирование определенных внутриклеточных белков, в том числеферментов репликации ДНК, что обуславливаетусиление пролиферации и переход В-клеточных предшественников на более продвинутый путь дифференцировки–стадию поздних про-В-клеток. Кроме того, настадии ранних про-В-клетокосуществляетсяреорганизация генов, кодирующих вариабельные домены тяжелой цепи мономерной формы IgM: начинается слияние генных сегментовDиJтяжелых цепей.

На стадии поздних про-В-клетокна их поверхности ужепоявляются рецепторы к интерлейкину-7, и дальнейшие этапы антигеннезависимой дифференцировки осуществляется с участием этого цитокина, продуцируемогодендритными клетками красного костного мозга. При этом активность интерлейкина-7, как ростового фактора, вполне достаточна для поддержания пролиферации и выживания развивающихся предшественников В-лимфоцитов. Зависимость же активации про-В-клеток от рецептораSCF дендритных клетокснижается и на стадии пре-В-клеток полностью прекращается. Контакт пре-В-клеток с дендритными клетками, в свою очередь, обеспечиваетсярецепторами адгезивного типа ICAM. Настадии поздних про-В-клетокначинаетсяобъединение реорганизованного DJ-локуса с одним из V-геном, котороезавершается на этапе пре-В-клеток. Настадии пре-В-клеток, в свою очередь, происходит синтез тяжелых цепей μ-типа и их экспрессия на поверхность клетки.Выход μ-цепи на клеточную поверхность пре-В-клеток, по всей видимости, являетсясигналом для начала синтеза легких цепей. В случае же мутаций генов μ-цепи, делающих невозможным ее выход на клеточную поверхность, развитие заканчивается на стадии пре-В-клеток.

Реорганизация генов легких цепей иммуноглобулинаначинается позднее по сравнению с таковой тяжелых цепей: происходитна стадии пре-В-клетокизавершается на заключительном этапе развития В-клетокв красном костном мозге –этапе незрелых В-клеток, в результате чего создаются условия для полноценного синтезарецепторного IgMи его экспрессии на поверхность наивного В-лимфоцита.

В связи с тем, что реорганизация генных сегментов тяжелых и легких цепей иммуноглобулинов носит случайный характер, сформировавшиеся иммуноглобулиновые молекулы будут иметь широкую вариабельность по специфичности антигенсвязывающего участка. Но при этом в процессе реорганизации генома каждая отдельно взятая В-клетка приобретает способность синтезировать моноспецифические иммуноглобулины одной, случайносформированной специфичности. Случайность рекомбинационных процессов, обеспечивающих образование реорганизованных информационных локусов, кодирующих вариабельные домены тяжелой и легкой цепей определенной специфичности, предотвращает последующее формирование всех прочих потенциально возможных сочетаний генных сегментов, в результате чего на поверхности наивного В-лимфоцита экспрессируются молекулы рецепторного IgM строго определенной постоянной специфичности, обуславливающие его коммитированность по отношению к строго определенному антигенному эпитопу.

На заключительном этапедифференцировки В-клеток в красном костном мозге происходитотбор тех из них, которые реагируют только на чужеродные антигены. Те же В-клетки, иммуноглобулиновые рецепторы которыхспособны взаимодействовать с собственными антигенами, либо погибают в результатеапоптоза, либо приходят в состояниеареактивности(асинергии). При этом процесс, который разовьется в В-лимфоцитах, настроенных на собственные антигены, зависит от типа этих антигенов. В частности, при встрече наивных В-лимфоцитов с антигенами, находящимися на поверхности собственных дендритных клеток красного костного мозга (молекулами I класса МНС) развиваетсяапоптоз, тогда как при встрече срастворимыми(гуморальными)антигенами–ареактивность(анергия) соотвествующих избирательно настроенных на эти антигены клонов В-клеток. В результате развития ареактивности В-клеток, настроенных на собственные растворимые антигены, несмотря на наличие на их поверхности антигенраспознающего рецептора, они не способны проходить антигензависимую дифференцировку под действием антигена, с которым познакомились в процессе своего развития.

Таким образом, процесс В-клеточного развития в красном костном мозге завершается формированием незрелой В-клетки, экспрессирующей поверхностный мономерныйIgMопределенной специфичности и подготовленной к миграции на периферию.

Оставшая после отрицательной селекции на аутореактивность популяция реактивных незрелых В-клеток на завершающем этапе антигеннезависимой дифференцировки подвергается дальнейшему превращению в зрелые В-клетки. При этом в зрелых В-лимфоцитах, кроме поверхностного мономерного IgM, выступающего в роли антигенраспознающего рецептора и экспрессирующегося еще у незрелых В-лимфоцитов, начинает экспрессироваться иIgD, служащий для взаимодействия между лимфоцитами. Сам процесс превращения незрелых В-клеток, имеющих на своей поверхностиIgM определенной специфичности в зрелые, экспрессирующиеIgMиIgD, занимает несколько дней. По завершении этого процесса образуются зрелые, но еще наивные (пока еще не способные к синтезу антител на экспорт) В-лимфоциты, которые покидают красный костный мозг и мигрируют по кровеносным сосудам в периферические лимфоидные органы, формируя лимфоидные фолликулы в соединительной ткани, лимфатических узлах и селезенке. При этом в неинкапсулированных лимфоидных фолликулах слизистых оболочек полых органов концентрируются преимущественно В-клетки, которые после активации антигеном соотвествующей специфичности продуцируют секреторныйIgА, тогда как в лимфатических узлах и селезенке – В-клетки, продуцирующие после активации антигеномIgM(при первичном ответе) иIgG(при вторичном и последующих контактах с данным антигеном).

Мигрирующие на периферию В-клетки не остаются на месте постояннои по истечении определенного времени пребывания в тех или иных лимфоидных структурах в случае необнаружения антигена, возвращаются вновь в сосудистое русло (вступают в процесс рециркуляции) и заносятся в другие лимфоидные структуры, где могут встретиться с соотвествующим антигеном, пройти процесс антигензависимой дифференцировки и превратиться в неподвижные, активно продуцирующие антитела определенной специфичности "на экспорт" плазматические клетки.

Среди зрелых В-клеток, заселяющих периферические лимфоидные структуры и рециркулирующих в сосудистом русле, имеется субпопуляция, отличающаяся от остальных наличием на своей поверхности рецептора CD5. Эти клетки возникают в эмбриональный период и сохраняются в постнатальном периоде (в том числе и во взрослом организме) благодаря способности к самообновлению. Вместе с тем, в постнатальном периоде формирование этих В-лимфоцитов из стволовой кроветворной клетки не происходит, а их присутствие у взрослых особей является своеобразной формой "онтогенетического атавизма". Одной из наиболее важных функциональных особенностей этих клеток, в отличие от остальных В-лимфоцитов, является низкая специфичность их антигенраспознающих иммуноглобулиновых рецепторов и способность реагировать в основном с общими полисахаридными антигенами бактерий. Реакция на общие бактериальные антигены, в свою очередь, имеет значение в раннем периоде формирования иммунитета как один из способов срочной мобилизации антибактериальной защиты.