不同物种B淋巴细胞的发育途径不尽相同。小鼠和人类的B细胞的分化发育过程之前已有详细描述,B祖细胞会经历几个有序的发育阶段,这些阶段由V(D)J基因重排的状态和特定细胞表面标记物的表达与否来定义。在绝大多数哺乳动物中,B细胞的生成从胎儿肝脏开始,在胎儿末期转移到骨髓,并在骨髓中持续生成到成年。通常认为骨髓中B细胞的持续增殖是补充外周B细胞供应所必需的,从而可以在整个生命周期中维持多样的免疫活性B细胞库。然而与大多数哺乳动物不同,兔的B细胞生成期较短,且发生在个体发育早期。
兔B谱系淋巴细胞的分化最早在妊娠第14天的兔子中观察到。在兔子妊娠17~19天后,开始可以鉴定出胎肝中的pre B细胞。同时,胎儿网膜及脾脏中也存在pre B细胞。肝脏中pre B细胞的水平在出生时达到峰值,在出生后第10天几乎无法检测到。
与其他物种一样,兔体内的B细胞在胎儿末期开始从肝脏转移到骨髓。妊娠第25天,pre B细胞首次出现在胎儿骨髓中,出生后数量继续增加。出生至2周龄,兔骨髓中的pre B细胞逐渐达到峰值水平,占总有核细胞(total nucleated cells)的9%~19%。此后pre B细胞数量迅速减少,直到在成年兔骨髓中pre B细胞仅占总有核细胞的1%~3%。尚不清楚成年兔中的这一小部分前体细胞是否可以持续产生新生成的B细胞并进入外周免疫器官,或者它们在成年兔体内相对不活跃,且并非新成熟B细胞的重要来源。到16周龄时,骨髓中所有B谱系细胞基本都是B细胞。B细胞的增加可能是由于外周B细胞归巢回骨髓,而不是持续的B淋巴细胞生成。
兔B细胞的产生不会持续到成年。给新生IgH同种异型杂合的兔子注射针对父系IgH同种异型的抗体,会抑制该同种异型Ig的表达。这种抑制持续至少两年,甚至兔子的一生。这种抑制之所以是可持续的,是因为成年兔很少产生新生成的B细胞。这与在小鼠体内进行的同种异型抑制实验结果截然不同。在IgH抑制的小鼠中,该同种异型B细胞在6周内重新出现,这可能是B细胞增殖的结果。对这些新生成的B细胞的进一步分析表明,它们都是常规的B-2细胞,而B-1a(CD5+)B细胞仍然受到抑制。兔B细胞在功能上更类似于个体发育早期分化并自我更新的小鼠B-1细胞,而不是同样在发育早期产生但持续分化补充的B-2细胞。
分子水平上检测也证实了成年兔B细胞的生成有限。如果骨髓中正在进行B细胞生成,那么RNase保护试验,以种系VH基因作为探针,应该可以检测到重排后未分化的VDJ基因的mRNA。研究人员使用了源自种系VH基因的VH1 RNA探针,VH1是大多数兔VDJ基因重排中使用的VH基因,检测了从新生兔和成年兔骨髓中分离的mRNA。与预期结果一致,在幼兔骨髓中发现了保护VH1探针的mRNA,但成年兔骨髓中几乎不含能够保护探针的mRNA。这也就是说,成年兔骨髓中缺少未分化VDJ基因mRNA,即B淋巴细胞生成在成年兔中是有限的。
鉴定B细胞正在发育的另一种方法是寻找IgH基因座重排的证据。V、D和J基因重排使得与每个基因片段相关的重组信号序列(recombination signal sequence,RSS)重组形成带有信号连接产物的环状DNA。有研究证实,新生兔的骨髓细胞中存在大量此类环状DNA,但成年兔的骨髓中仅鉴定出少量。这些数据表明,成年兔骨髓中很少发生VD和DJ基因重排。成年兔脾脏、派尔集合淋巴结、肠系膜淋巴结、肠道或阑尾中同样没有持续重排的迹象。
如果成年兔B细胞的生成有限,则必须通过其他机制维持外周B细胞的数量。兔子似乎有不同的策略来维持不同抗体库所需的外周B细胞数量。研究者猜测兔B细胞是长寿的或自我更新的,或两者兼而有之。他们使用MHC基因座匹配的远缘兔建立了兔嵌合体。将成年脾细胞移植到MHC匹配但IgH同种异型不匹配的新生受体中后,观察到供体B细胞在受体中持续长达20个月。此外,研究人员使用成年兔骨髓作为供体细胞来源进行了移植实验,他们发现骨髓移植也能够在新生受体中成功,B细胞移植成功是因为骨髓中存在成熟的B细胞,而不是B细胞前体。这些实验表明,兔B细胞可能是长寿的或自我更新的。
兔B细胞的另一个有趣的点是它们都表达表面糖蛋白CD5。如前所述,小鼠CD5+B细胞(B-1a细胞)及其CD5–细胞(B-1b细胞)在表型和功能上均与B-2细胞不同。大多数B-1细胞是在胎儿和新生儿生命早期产生的,在成人骨髓中很少发现其前体。然而,B-1细胞确实在小鼠的一生中持续存在,并且基于其在新生小鼠和辐射小鼠中的扩增,它们确实是自我更新的。因此,如果兔B细胞在功能上与小鼠CD5+B细胞相似,那么它们也可能是自我更新的(有待直接检验)。
参考文献
[1]Knight KL, Winstead CR. B lymphocyte development in the rabbit. Int Rev Immunol. 1997;15(3-4):129-63. doi: 10.3109/08830189709068174.
[2]Jasper PJ, Zhai SK, Kalis SL, et al. B lymphocyte development in rabbit: progenitor B cells and waning of B lymphopoiesis. J Immunol. 2003 Dec 15;171(12):6372-80. doi: 10.4049/jimmunol.171.12.6372.
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