对B细胞的新见解,以及为什么人类能够产生数万亿的抗病抗体

对B细胞的新见解,以及为什么人类能够产生数万亿的抗病抗体
鉴定和流式细胞仪描绘正选择的CMYC + GC B细胞亚群。(a)用于隔离CMYCGFP / GFP小鼠的脾性CMYC + GC B细胞的Scrnaseq工作流程和门控策略。(B)热图示出了每个簇中的高度代表性的egs。这些DEGS通过阈值:首先,通过多群比较和第二个P≤0.05的截止,对于P≤0.05,通过两组比较(簇与簇)和log2折叠变化> 1。Fcar2a是CMYC +#1集群中的第八富集的基因,但它未列入群集中,因为它被显示为CMYC +#3集群中的第二富集基因。编码用于描绘流式细胞仪CMYC + GC B细胞亚群(如d)中使用的键标记的基因被突出显示为红色。(c)加热图,说明了D的五种键标记基因。通过多群比较,标记选自76℃(p≤0.005)。(d)表示逐型溶液+ GC B细胞亚步骤的选流态细胞术图。C57BL / 6小鼠的脾GC B细胞显示为灰点,作为CMYC-GFPNEG对照细胞。平均±SEM值(15只小鼠)显示在每个指示的栅极中。 Splenic GC B cell response to SRBC on day 7 in cMycgfp/gfp mice.国家科学院的诉讼程序(2021)。DOI:10.1073 / PNAS.2016425118

没有更有趣的故事在生物学比B细胞和复杂的过程,导致抗体的这是一个关于数学的故事,一个故事的遗传学和传奇的大军的抗体可以控制各种致病因素。

B的主体曾经是生物学家和医生的神秘话题。但是,在一场夺去了200多万人生命的全球性流行病的控制下,人们担心已成为日常电视新闻报道的主题。

抗体的产生是健康和生存问题的核心,如从COVID-19中恢复的几率,以及疫苗在多大程度上预防SARS-CoV-2感染。在人的一生中,能够产生10万亿不同的抗体分子,这个数字如此惊人,以至于人们不禁要问,这是如何实现的。

抗体是蛋白质,这意味着它们的产生是由基因编码的。但是10万亿的数字似乎呈现了一个关键的数学难题。如何,由30,000个基因组成,产生10万亿不同的抗体?一个人可以使一个人可以使比基因组存在的基因更多的抗体,这必须是较大的数量级以适应大量抗体。

事实证明,进化已经产生了解决这种不匹配的机制。人类可以通过在转录前将单独的基因片段连接在一起,产生似乎无穷无尽的抗体。这个过程被称为体细胞高突变,它允许B细胞突变它们用来产生抗体的基因。这一惊人的过程允许B细胞产生抗体,能与sars - cov -2或任何其他入侵人体的病毒或细菌紧密结合。

这些非凡的生物事件 - 定制抗体和B细胞形成入侵者的回忆 - 发生在淋巴结,一个世界与“地理”界面的黑暗和光泽的界面。发芽中心是B细胞被激活和增殖的地方。还在各种类别的免疫球蛋白 - 抗体 - 这是B细胞的产物,流入各种免疫球蛋白级别-IgA,IgD,IgE,IgG和IgM。在发芽中心,免疫球蛋白也增加了对抗原的亲和力,抗体的碎片抗体承认危险并寻求破坏。

伦敦正在进行的一项研究在理解生发中心活动方面开辟了新路——B细胞如何被激活,免疫球蛋白如何达到其惊人的广度和多样性。B细胞不会随意进入淋巴结的明暗区。这些关键区域的进入和退出取决于多种因素,每种因素都旨在产生特定类型的B细胞和大量高特异性抗体。

b细胞可以是浆细胞,其作用是分泌大量抗体;或者,B细胞可以是记忆B细胞,它是在原发感染后在生发中心内形成的。记忆B细胞可以存活几十年。它们的作用是“记住”一种感染因子,即抗原。

有了先前致病原因的记录,在下次遇到同样的抗原时就能加速反应。在生发中心还有其他B细胞,有些处于发育的中间阶段。

位于伦敦的弗朗西斯克里克研究所免疫和癌症实验室的研究小组正在研究淋巴结生发中心内被称为亲和成熟的过程。

亲和力成熟是抗体对抗原产生强烈亲和力的过程。抗原可以是由树突状细胞带到生发中心的病毒片段或细菌片段。树突不仅发出了危险的警报,还提供了证据。T细胞也在生发中心,是整体免疫反应的主导者,甚至在帮助B细胞成熟中发挥作用。生发中心是活跃的蜂箱。

“亲和力成熟取决于发芽的效率如何在光线区中选择B细胞,其中浸润器的树突状细胞沉积片段,”Rinako Nakagawa博士和Crick Institute团队写道。他们对生发中心活动的广泛分析发表在国家科学院的诉讼程序

“正面选择的生发中心B细胞在光区和暗区之间再循环,并最终分为血浆和记忆B细胞,”Nakagawa和Crick Institute团队报告。

研究小组强调“在暗区迁移之前,光区B细胞在生发中心以cmyc依赖的方式被选择。”这意味着cMyc在生发中心的活动。

致癌基因cMyc也起到细胞周期调节的作用。它是一个多功能的转录因子,驱动一系列的活动,必要的细胞快速分裂。抑制具有抗增殖功能基因的表达。由于cMyc具有诱导细胞凋亡的能力,其表达受到严格调控。

正如Nakagawa和他的同事发现的那样,cMyc也密切参与了生发中心的机制,在全身淋巴结中心的形成和维护中发挥作用。它是一个62千道尔顿的蛋白质,由439个氨基酸组成,属于螺旋-环-螺旋类拉链转录因子。

“这项研究重新定义了生发中心B细胞阳性选择作为一个动态过程,确保维持生发中心广泛的亲和力,”Nakagawa和他的同事写道。“我们发现,依赖亲和力的细胞分裂发生在光区,因此这个过程并不局限于暗区。”

虽然克里克研究所的研究正在重新定义光明和黑暗地带的机制,他们的工作也建立在几十年前阐明B细胞和抗体如何成熟为免疫防御的关键力量的研究基础上。

人类能够产生数万亿抗体背后的故事是自然界中最令人惊奇的故事之一,并突出了哺乳动物的原因是已知宇宙中最复杂的监视和反应网络之一。

事实上,人类和其他动物的免疫系统已经进化出遗传机制,使它们能够产生数量惊人的抗体。通过在转录前将单独的基因片段连接在一起,可以产生大量的抗体。并不是所有的哺乳动物都使用相同的策略,但最终的结果是形成一个抗病免疫球蛋白分子大军,人体根据这些免疫球蛋白进行调整,以对抗入侵者。


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更多信息:中川丽娜子等人。GC光区B细胞的自由选择和基于亲和力的增殖决定了细胞的命运并确保了克隆宽度,国家科学院的诉讼程序(2021)。DOI:10.1073 / PNAS.2016425118

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引文:进入B细胞的新见解以及为什么人类可以从//www.pyrotek-europe.com/news/2021-02-insights-cells-humans-tlillions中检索千年疾病 - 战斗抗体(2021年2月1日),从Https://medicallexpress.com/news-疾病战斗.HTML.
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