stringtranslate.com

Плазменная клетка

Плазменные клетки , также называемые плазматическими В-клетками или эффекторными В-клетками , представляют собой белые кровяные клетки , которые возникают в лимфоидных органах как В-клетки [1] [2] и секретируют большие количества белков, называемых антителами , в ответ на представление специфических веществ, называемых антигенами . Эти антитела транспортируются из плазматических клеток плазмой крови и лимфатической системой к месту целевого антигена (чужеродного вещества), где они инициируют его нейтрализацию или разрушение. В-клетки дифференцируются в плазматические клетки, которые продуцируют молекулы антител, тесно смоделированные по образцу рецепторов предшественника В-клетки. [3]

Структура

Плазматические клетки с тельцами Датчера и Рассела ( окраска гематоксилином и эозином , 100×, масло)

Плазматические клетки — это крупные лимфоциты с обильной цитоплазмой и характерным внешним видом при световой микроскопии . Они имеют базофильную цитоплазму и эксцентричное ядро ​​с гетерохроматином в характерном расположении в виде колеса телеги или циферблата часов. Их цитоплазма также содержит бледную зону, которая при электронной микроскопии содержит обширный аппарат Гольджи и центриоли . Обильный шероховатый эндоплазматический ретикулум в сочетании с хорошо развитым аппаратом Гольджи делает плазматические клетки хорошо подходящими для секреции иммуноглобулинов. [4] Другие органеллы в плазматической клетке включают рибосомы, лизосомы, митохондрии и плазматическую мембрану. [ необходима цитата ]

Поверхностные антигены

Терминально дифференцированные плазматические клетки экспрессируют относительно немного поверхностных антигенов и не экспрессируют общие пан-В-клеточные маркеры, такие как CD19 и CD20 . Вместо этого плазматические клетки идентифицируются с помощью проточной цитометрии по их дополнительной экспрессии CD138 , CD78 и рецептора интерлейкина-6 . У людей CD27 является хорошим маркером для плазматических клеток; наивные В-клетки — это CD27−, В-клетки памяти — это CD27+, а плазматические клетки — это CD27++. [5]

Поверхностный антиген CD138 (синдекан-1) экспрессируется на высоком уровне. [6]

Другим важным поверхностным антигеном является CD319 (SLAMF7). Этот антиген экспрессируется на высоких уровнях на нормальных человеческих плазматических клетках. Он также экспрессируется на злокачественных плазматических клетках при множественной миеломе. По сравнению с CD138, который быстро исчезает ex vivo, экспрессия CD319 значительно более стабильна. [7]

Разработка

После выхода из костного мозга В-клетка действует как антиген-презентирующая клетка (АПК) и интернализует агрессивные антигены, которые поглощаются В-клеткой посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза и обрабатываются. Части антигена (которые теперь известны как антигенные пептиды ) загружаются на молекулы MHC II и представляются на его внеклеточной поверхности Т-клеткам CD4+ (иногда называемым Т-хелперными клетками ). Эти Т-клетки связываются с молекулой антигена MHC II и вызывают активацию В-клетки. Это своего рода защита системы, аналогичная двухфакторному методу аутентификации. Сначала В-клетки должны столкнуться с чужеродным антигеном, а затем должны быть активированы Т-хелперными клетками, прежде чем они дифференцируются в определенные клетки. [8]

При стимуляции Т-клеткой, которая обычно происходит в зародышевых центрах вторичных лимфоидных органов, таких как селезенка и лимфатические узлы , активированная В-клетка начинает дифференцироваться в более специализированные клетки. В-клетки зародышевого центра могут дифференцироваться в В-клетки памяти или плазматические клетки. Большинство этих В-клеток станут плазмобластами (или «незрелыми плазматическими клетками»), а в конечном итоге и плазматическими клетками, и начнут вырабатывать большие объемы антител. Некоторые В-клетки пройдут процесс, известный как созревание аффинности . [9] Этот процесс способствует, путем отбора на способность связывать антиген с более высокой аффинностью, активации и росту клонов В-клеток, способных секретировать антитела с более высокой аффинностью к антигену. [10]

Незрелые плазматические клетки

Плазмобласт, окраска по Райту .

Самая незрелая клетка крови, которая считается плазматической клеточной линией, — это плазмобласт. [11] Плазмобласты секретируют больше антител, чем В-клетки, но меньше, чем плазматические клетки. [12] Они быстро делятся и все еще способны интернализовать антигены и представлять их Т-клеткам. [12] Клетка может оставаться в этом состоянии в течение нескольких дней, а затем либо умереть, либо безвозвратно дифференцироваться в зрелую, полностью дифференцированную плазматическую клетку. [12] Дифференциация зрелых В-клеток в плазматические клетки зависит от факторов транскрипции Blimp-1 / PRDM1 , BCL6 и IRF4 . [10]

Функция

В отличие от своих предшественников, плазматические клетки не могут переключать классы антител , не могут действовать как антигенпрезентирующие клетки, поскольку они больше не демонстрируют MHC-II, и не захватывают антиген, поскольку они больше не демонстрируют значительное количество иммуноглобулина на поверхности клетки. [12] Однако постоянное воздействие антигена через эти низкие уровни иммуноглобулина важно, поскольку оно частично определяет продолжительность жизни клетки. [12]

Продолжительность жизни, класс продуцируемых антител и место, куда перемещается плазматическая клетка, также зависят от сигналов, таких как цитокины , получаемых от Т-клетки во время дифференциации. [13] Дифференциация посредством независимой от Т-клеток антигенной стимуляции (стимуляция В-клетки, не требующая участия Т-клетки) может происходить в любой части тела [9] и приводит к образованию короткоживущих клеток, которые секретируют антитела IgM. [13] Процессы, зависимые от Т-клеток, подразделяются на первичные и вторичные ответы: первичный ответ (означающий, что Т-клетка присутствует во время первоначального контакта В-клетки с антигеном) производит короткоживущие клетки, которые остаются в экстрамедуллярных областях лимфатических узлов; вторичный ответ производит более долгоживущие клетки, которые продуцируют IgG и IgA и часто перемещаются в костный мозг. [13] Например, плазматические клетки, вероятно, будут секретировать антитела IgG3, если они созреют в присутствии цитокина интерферона-гамма . Поскольку созревание В-клеток также включает соматическую гипермутацию (процесс, завершающийся до дифференциации в плазматическую клетку), эти антитела часто имеют очень высокое сродство к своему антигену. [ необходима цитата ]

Плазматические клетки могут производить только один вид антител в одном классе иммуноглобулинов. Другими словами, каждая В-клетка специфична к одному антигену, но каждая клетка может производить несколько тысяч соответствующих антител в секунду. [14] Это плодовитое производство антител является неотъемлемой частью гуморального иммунного ответа . [ необходима цитата ]

Долгоживущие плазматические клетки

Текущие результаты показывают, что после процесса созревания аффинности в зародышевых центрах плазматические клетки развиваются в один из двух типов клеток: короткоживущие плазматические клетки (SLPC) или долгоживущие плазматические клетки (LLPC). LLPC в основном находятся в костном мозге в течение длительного периода времени и секретируют антитела, тем самым обеспечивая долгосрочную защиту. LLPC могут поддерживать выработку антител в течение десятилетий или даже в течение всей жизни человека, [15] [16] и, в отличие от В-клеток, LLPC не нуждаются в повторной стимуляции антигеном для выработки антител. Человеческая популяция LLPC может быть идентифицирована как клетки CD19 – CD38 hi CD138 + . [17]

Долгосрочное выживание LLPC зависит от определенной среды в костном мозге, ниши выживания плазматических клеток. [18] Удаление LLPC из ниши выживания приводит к его быстрой смерти. Ниша выживания может поддерживать только ограниченное количество LLPC, поэтому среда ниши должна защищать свои клетки LLPC, но быть способной принимать новые поступления. [19] [20] Ниша выживания плазматических клеток определяется комбинацией клеточных и молекулярных факторов, и хотя она еще не определена должным образом, было показано, что такие молекулы, как IL-5 , IL-6 , TNF-α , фактор-1α, полученный из стромальных клеток, и сигнализация через CD44 играют роль в выживании LLPC. [21] LLPC также можно обнаружить, в меньшей степени, в лимфоидной ткани, ассоциированной с кишечником (GALT), где они вырабатывают антитела IgA и способствуют иммунитету слизистой оболочки. Недавние открытия показывают, что плазматические клетки в кишечнике не обязательно должны генерироваться de novo из активных В-клеток, но существуют также долгоживущие PC, что предполагает существование аналогичной ниши выживания. [22] Тканеспецифические ниши, которые позволяют выживать LLPC, также были описаны в назальных лимфоидных тканях (NALT), человеческих миндаликовых лимфоидных тканях и человеческих слизистых или слизисто-ассоциированных лимфоидных тканях (MALT). [23] [24] [25] [26]

Первоначально считалось, что непрерывное производство антител является результатом постоянного пополнения короткоживущих плазматических клеток путем повторной стимуляции В-клеток памяти. Однако недавние открытия показывают, что некоторые PC действительно долгоживущие. Отсутствие антигенов и истощение В-клеток, по-видимому, не влияет на производство высокоаффинных антител LLPC. Длительное истощение В-клеток (при лечении моноклональными антителами против CD20, которое влияет на В-клетки, но не на PC) также не влияет на титры антител. [27] [28] [29] LLPC секретируют высокие уровни IgG независимо от В-клеток. LLPC в костном мозге являются основным источником циркулирующего IgG у людей. [30] Несмотря на то, что продукция IgA традиционно связана со слизистыми участками, некоторые плазматические клетки в костном мозге также продуцируют IgA. [31] Было обнаружено, что LLPC в костном мозге продуцируют IgM . [32]

Клиническое значение

Плазмоцитома , множественная миелома , макроглобулинемия Вальденстрема , болезнь тяжелых цепей и лейкоз плазматических клеток являются раковыми заболеваниями плазматических клеток. [33] Множественная миелома часто диагностируется, поскольку злокачественные плазматические клетки продолжают вырабатывать антитело, которое можно обнаружить как парапротеин . Моноклональная гаммапатия неопределенного значения (MGUS) представляет собой дискразию плазматических клеток, характеризующуюся секрецией миеломного белка в кровь и может привести к множественной миеломе. [34]

Считается, что общий вариабельный иммунодефицит возникает из-за проблемы дифференциации лимфоцитов в плазматические клетки. Результатом является низкий уровень сывороточных антител и риск инфекций. [ необходима цитата ]

Первичный амилоидоз (AL) вызван отложением избыточного количества легких цепей иммуноглобулинов, которые секретируются плазматическими клетками. [ необходима цитата ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Учебник медицинской физиологии Гайтона и Холла, 14-е издание: раздел 6, глава 35.
  2. ^ «Плазменная клетка — обзор | Темы ScienceDirect».
  3. ^ "Плазменная клетка - биология". britannica.com .
  4. ^ "Plasma Cell - LabCE.com, Лабораторное непрерывное образование". www.labce.com . Получено 2 июня 2018 г. .
  5. ^ Bona C, Bonilla FA, Soohoo M (1996). "5". Учебник иммунологии (2-е изд.). CRC Press. стр. 102. ISBN 978-3-7186-0596-5.
  6. ^ Rawstron AC (май 2006). "Иммунофенотипирование плазматических клеток". Current Protocols in Cytometry . Глава. Глава 6: Unit6.23. doi :10.1002/0471142956.cy0623s36. ISBN 0-471-14295-6. PMID  18770841. S2CID  19511070.
  7. ^ Фридьеси И, Адольфссон Дж, Али М, Кристоферсен МК, Джонссон Э, Турессон И и др. (Февраль 2014 г.). «Надежная изоляция злокачественных плазматических клеток при множественной миеломе». Кровь . 123 (9): 1336–40. doi : 10.1182/blood-2013-09-529800 . PMID  24385542.
  8. ^ Hoffbrand, AV (2011). "Глава 9 Белые клетки: Лимфоциты". Essential hematology. PAH Moss, JE Pettit (6-е изд.). Malden, Mass.: Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-118-29397-3. OCLC  768731797.
  9. ^ ab Neuberger MS, Honjo T, Alt FW (2004). Молекулярная биология В-клеток . Амстердам: Elsevier. С. 189–191. ISBN 0-12-053641-2.
  10. ^ аб Мерино Техеро, Елена; Лашгари, Даниал; Гарсиа-Валиенте, Родриго; Гао, Сюэфэн; Крауст, Фабьен; Роберт, Филипп А.; Мейер-Германн, Михаэль; Мартинес, Мария Родригес; ван Хэм, С. Марике; Гикема, Йерун Э.Дж.; Хофслот, Хууб; ван Кампен, Антуан ХК (2020). «Многомасштабное моделирование зародышевого центра повторяет временной переход от дифференцировки B-клеток памяти к дифференцировке плазматических клеток, регулируемой помощью Tfh-клеток, основанной на сродстве к антигену». Границы в иммунологии . 11 : 620716. дои : 10.3389/fimmu.2020.620716 . ISSN  1664-3224. PMC 7892951. PMID  33613551 . 
  11. ^ Глэйдер Б., Грир Дж.Г., Ферстер Дж., Роджерс Г.К., Параскевас Ф. (2008). Клиническая гематология Винтроба, 2 тома. Набор . Хагерствон, доктор медицины: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 347. ИСБН 978-0-7817-6507-7.
  12. ^ abcde Walport M, Murphy K, Janeway C, Travers PJ (2008). Иммунобиология Janeway . Нью-Йорк: Garland Science. С. 387–388. ISBN 978-0-8153-4123-9.
  13. ^ abc Caligaris-Cappio F, Ferrarini M (1997). Популяции В-клеток человека (химическая иммунология) . Т. 67. S. Karger AG (Швейцария). стр. 103–104. ISBN 3-8055-6460-0.
  14. ^ Kierszenbaum AL (2002). Гистология и клеточная биология: введение в патологию . Сент-Луис: Mosby. стр. 275. ISBN 0-323-01639-1.
  15. ^ Slifka MK, Matloubian M, Ahmed R (март 1995). «Костный мозг является основным местом долгосрочного производства антител после острой вирусной инфекции». Журнал вирусологии . 69 (3): 1895–902. doi :10.1128 / jvi.69.3.1895-1902.1995. PMC 188803. PMID  7853531. 
  16. ^ Радбрух, Андреас; Мюлингхаус, Гвендолин; Люгер, Элке О.; Инамине, Аяко; Смит, Кеннет Г.К.; Дёрнер, Томас; Хипе, Фальк (октябрь 2006 г.). «Компетентность и конкуренция: проблема становления долгоживущей плазматической клеткой». Nature Reviews Immunology . 6 (10): 741–750. doi :10.1038/nri1886. ISSN  1474-1733. PMID  16977339. S2CID  23664563.
  17. ^ Halliley JL, Tipton CM, Liesveld J, Rosenberg AF, Darce J, Gregoretti IV и др. (Июль 2015 г.). «Долгоживущие плазматические клетки содержатся в субпопуляции CD19(-)CD38(hi)CD138(+) в костном мозге человека». Immunity . 43 (1): 132–45. doi :10.1016/j.immuni.2015.06.016. PMC 4680845 . PMID  26187412. 
  18. ^ Manz RA, Radbruch A (апрель 2002 г.). «Плазматические клетки на всю жизнь?». European Journal of Immunology . 32 (4): 923–7. doi : 10.1002/1521-4141(200204)32:4<923::aid-immu923>3.0.co;2-1 . PMID  11920557.
  19. ^ Нгуен, Доан К.; Джойнер, Честер Дж.; Санс, Иньяки; Ли, Ф. Ын-Хён (11.09.2019). «Факторы, влияющие на раннее созревание клеток, секретирующих антитела, в долгоживущие плазматические клетки». Frontiers in Immunology . 10 : 2138. doi : 10.3389/fimmu.2019.02138 . ISSN  1664-3224. PMC 6749102. PMID 31572364  . 
  20. ^ Tangye, Stuart G. (декабрь 2011 г.). «Остаться в живых: регуляция выживания плазматических клеток». Trends in Immunology . 32 (12): 595–602. doi : 10.1016/j.it.2011.09.001 . PMID  22001488.
  21. ^ Cassese G, Arce S, Hauser AE, Lehnert K, Moewes B, Mostarac M и др. (август 2003 г.). «Выживание плазматических клеток опосредовано синергетическими эффектами цитокинов и адгезионно-зависимых сигналов». Журнал иммунологии . 171 (4): 1684–90. doi : 10.4049/jimmunol.171.4.1684 . PMID  12902466.
  22. ^ Lemke A, Kraft M, Roth K, Riedel R, Lammerding D, Hauser AE (январь 2016 г.). «Долгоживущие плазматические клетки генерируются в иммунных реакциях слизистой оболочки и вносят вклад в пул плазматических клеток костного мозга у мышей». Mucosal Immunology . 9 (1): 83–97. doi : 10.1038/mi.2015.38 . PMID  25943272.
  23. ^ Лян, Бин; Хайленд, Лиза; Хоу, Сэм (июнь 2001 г.). «Носовая лимфоидная ткань является местом длительного производства вирусспецифических антител после респираторного вирусного заражения мышей». Журнал вирусологии . 75 (11): 5416–5420. doi :10.1128/JVI.75.11.5416-5420.2001. ISSN  0022-538X. PMC 114951. PMID 11333927  . 
  24. ^ ван Лаар, Джейкоб М.; Мельчерс, Марк; Тенг, Ю.К. Онно; ван дер Зувен, Борис; Мохаммади, Розбех; Фишер, Рэнди; Марголис, Леонид; Фицджеральд, Венди; Гривель, Жан-Шарль; Бридвельд, Фердинанд К.; Липски, Питер Э. (сентябрь 2007 г.). «Устойчивая секреция иммуноглобулина долгоживущими плазматическими клетками миндалин человека». Американский журнал патологии . 171 (3): 917–927. doi : 10.2353/ajpath.2007.070005. ПМК 1959503 . ПМИД  17690187. 
  25. ^ Huard, Bertrand; McKee, Thomas; Bosshard, Carine; Durual, Stéphane; Matthes, Thomas; Myit, Samir; Donze, Olivier; Frossard, Christophe; Chizzolini, Carlo; Favre, Christiane; Zubler, Rudolf (2008-07-01). "APRIL, секретируемый нейтрофилами, связывается с протеогликанами гепарансульфата, создавая ниши плазматических клеток в слизистой оболочке человека". Journal of Clinical Investigation . 118 (8): 2887–2895. doi :10.1172/JCI33760. ISSN  0021-9738. PMC 2447926. PMID 18618015  . 
  26. ^ Лемке, А.; Крафт, М.; Рот, К.; Ридель, Р.; Ламмердинг, Д.; Хаузер, А.Е. (январь 2016 г.). «Долгоживущие плазматические клетки генерируются в иммунных реакциях слизистой оболочки и вносят вклад в пул плазматических клеток костного мозга у мышей». Mucosal Immunology . 9 (1): 83–97. doi : 10.1038/mi.2015.38 . ISSN  1933-0219. PMID  25943272.
  27. ^ Slifka MK, Antia R, Whitmire JK, Ahmed R (март 1998). «Гуморальный иммунитет, обусловленный долгоживущими плазматическими клетками». Immunity . 8 (3): 363–72. doi : 10.1016/S1074-7613(00)80541-5 . PMID  9529153.
  28. ^ DiLillo DJ, Hamaguchi Y, Ueda Y, Yang K, Uchida J, Haas KM и др. (январь 2008 г.). «Поддержание долгоживущих плазматических клеток и серологической памяти, несмотря на истощение зрелых и запоминающих В-клеток во время иммунотерапии CD20 у мышей». Журнал иммунологии . 180 (1): 361–71. doi : 10.4049/jimmunol.180.1.361 . PMID  18097037.
  29. ^ Ахуджа А., Андерсон СМ., Халил А., Шломчик М.Дж. (март 2008 г.). «Поддержание пула плазматических клеток не зависит от В-клеток памяти». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (12): 4802–7. Bibcode : 2008PNAS..105.4802A. doi : 10.1073/pnas.0800555105 . PMC 2290811. PMID  18339801 . 
  30. ^ Longmire RL, McMillan R, Yelenosky R, Armstrong S, Lang JE, Craddock CG (октябрь 1973 г.). "Синтез IgG в селезенке in vitro при болезни Ходжкина". The New England Journal of Medicine . 289 (15): 763–7. doi :10.1056/nejm197310112891501. PMID  4542304.
  31. ^ Mei HE, Yoshida T, Sime W, Hiepe F, Thiele K, Manz RA и др. (март 2009 г.). «Переносимые кровью человеческие плазматические клетки в устойчивом состоянии происходят из иммунных реакций слизистой оболочки». Blood . 113 (11): 2461–9. doi : 10.1182/blood-2008-04-153544 . PMID  18987362.
  32. ^ Bohannon C, Powers R, Satyabhama L, Cui A, Tipton C, Michaeli M и др. (июнь 2016 г.). «Долгоживущие антиген-индуцированные плазматические клетки IgM демонстрируют соматические мутации и способствуют долгосрочной защите». Nature Communications . 7 (1): 11826. Bibcode :2016NatCo...711826B. doi :10.1038/ncomms11826. PMC 4899631 . PMID  27270306. 
  33. ^ "Плазменная клетка" в Медицинском словаре Дорланда
  34. ^ Агарвал, Амит; Гобриал, Ирен М. (2013-03-01). «Моноклональная гаммапатия неопределенного значения и тлеющая множественная миелома: обзор современного понимания эпидемиологии, биологии, стратификации риска и лечения предшественников миеломы». Clinical Cancer Research . 19 (5): 985–994. doi :10.1158/1078-0432.CCR-12-2922. ISSN  1557-3265. PMC 3593941 . PMID  23224402. 

Внешние ссылки