Перестройка генов иммуноглобулинов в ходе В-лимфоцитопоэза осуществляется в определенном порядке: IgH (ц) на хромосоме 14, IgL (к) на хромосоме 2, IgL (X) на хромосоме 22. Реаранжировка происходит одновременно в обоих аллельных генах ц-цепи в следующей последовательности: D => J = DJ; V => DJ = VDJ. Основные этапы перестройки гена ц-цепей, последующая транскрипция и сплайсинг мРНК изображены на рисунке.

На самом раннем распознаваемом этапе дифференцировки В-клеток — этапе про-В-лимфоцитов, отмечается мембранная экспрессия CD19, цитоплазматическая — CD22, причем антиген CDIO (common) отсутствует. На стадии про-В-лимфоцитов происходит объединение D- и J-сегментов Н-цепи IgM, что характерно для начального этапа перестройки генов иммуноглобулинов. Есть данные, что экспрессия CD10 и транскрипция объединенных сегментов DJ может осуществляться на этапе дифференцировки В-лимфоцитов до экспрессии CD19.

Отличительной чертой следующей стадии созревания В-лимфоцитов является постоянство экспрессии антигена CD10 (common). Эта стадия дифференцировки носит название пре-пре-В. Происходит формирование функционального гена u-цепи (V-сегмент объединяется с DJ), однако цитоплазматическая u-цепь еще не экспрессируется. На данном этапе созревания В-лимфоцита гены легких полипептидных цепей иммуноглобулинов остаются в зародышевой конфигурации.

После появления цитоплазматических u-цепей клетка приобретает фенотип пре-В лимфоцита, происходит перестройка генов к-цепей, а затем А.-цепей (объединение V и JL). Легкие цепи иммуноглобулинов еще не синтезируются в пре-В-клетках.

Образование функционального u-гена служит индикатором того, что В-ЛП может дифференцироваться в пре-В-клетку. Если процесс реаранжировки неэффективен, то клетка гибнет в результате апоптоза. В пре-В-лимфоцитах начинается процесс перестройки генов к-цепей иммуноглобулинов. В отличие от генов Н-цепей гены L-цепей не имеют D-сегмента и содержат только сегменты V и J. Успешная генерация к-гена ведет к последующей дифференцировке пре-В-клетки в незрелый В-лимфоцит IgM к-типа.

Если перестройка одного или обоих аллелей к-генов не является функциональной, то в пре-В-клетке начинается перестройка h-генов с последующим образованием незрелых В-лимфоцитов IgM h-типа. На мембране В-ЛП молекулы иммуноглобулина находятся во взаимосвязи с другими белковыми молекулами. Пре-В-клетки способны к синтезу не только цитоплазматических, но и мембранных u-цепей в отсутствие L-цепей (транзиторные В-клетки). Мембранные u-цепи формируют подобие молекул иммуноглобулинов с так называемыми суррогатными L-цепями. Гены суррогантых L-цепей имеют выраженную гомологию с генами h-цепей иммуноглобулина и состоят из 2 частей — V-пpe-B и h5.

На конечном этапе созревания В-лимфоциты в костном мозге соответствуют незрелым В-клеткам (мембранные IgM) и зрелым девственным (virgin) B-клеткам (мембранные IgM+IgD). В-клетка покидает костный мозг, имея сформированный рецепторный иммуноглобулиновый аппарат (коэкспрессия мембранных IgM и IgD), причем активационные антигены CD23 и CD5 на мембране отсутствуют.

Этап незрелых В-лимфоцитов чрезвычайно важен с точки зрения формирования репертуара В-клеток. Незрелые s-IgM+ В-клетки костного мозга имеют уникальный фенотип: sIgM+ sIgD- CD21- CD22-. Таких клеток в крови нет. IgD отсутствует примерно на 30 % (5—60 %) костно-мозговых IgM+-клеток. Взаимодействие мембранного IgM незрелых В-клеток с аутологичными антигенами или перекрестное связывание этих IgM с помощью антител приводит к развитию толерантности или элиминации соответствующих клонов клеток.

Заключительная фаза дифференцировки В-лимфоцитов в костном мозге характеризуется одновременной экспрессией на мембране клеток IgM и IgD. Клетка становится зрелым В-лимфоцитом, способным к миграции из костного мозга в периферические лимфоидные органы, взаимодействию с антигеном и дифференцировке в плазматические клетки. При отсутствии контакта с антигеном зрелые В-лимфоциты погибают.

В состав BCR на мембране В-клеток входят нековалентно связанные с иммуноглобулином молекулы Iga и Igb (CD79a, CD79b), которые необходимы для передачи сигнала с мембраны внутрь клетки, так как содержат в цитоплазме активационные аминокислотные последовательности — ITAM (immunoreceptor tyrosine-based activation motifs).

Цитоплазматическая экспрессия yL и Iga/Igb-гетеродимера наблюдается до завершения VDJ-реаранжировки в В-ЛП. В дальнейшем на мембране В-ЛП экспрессируется npe-BCR — продукты перестроенных генов u-цепей (DhJhCu или uН) в комплексе с «суррогатными» h-цепями (yL) и гетеродимером Iga/Igp. Данный комплекс служит своеобразным индикатором того, что произошла продуктивная перестройка генов иммуноглобулина, и клетка может вступить в следующую стадию своей дифференцировки. Клетки с непродуктивно перестроенными генами иммуноглобулина гибнут в костном мозге, вероятно, апоптозом.

Мембранная экспрессия Iga/Igb на про-В-клетках предшествует появлению цитоплазматических u-цепей. Экспрессия белка Igp необходима для осуществления реаранжировки генов u-цепи на этапе V => DJ. Перекрестное связывание молекулы CD79 ведет к дифференцировке про-В-лимфоцитов в преВ-клетки. Передача сигнала через npe-BCR необходима для развития В-лимфоцитов. Нарушение формирования npe-BCR (X5, Iga или u-цепей) либо дефекты в передаче сигнала — дефицит молекул Btk, BLNK, Syk, PI-3 — приводит к полному блоку дифференцировки В-ЛП на этапе перехода про-В-лимфоцита в пре-В-лимфоцит, что является одной из главных причин агаммаглобулинемии.

- Читать "Антигены и рецепторы В-лимфоцитов"

1. Механизмы миграции стволовых кроветворных клеток (СКК)
2. Мезенхимная стволовая клетка - свойства, функции
3. Эмбриональная стволовая клетка (ЭСК) - свойства, функции
4. Пластичность стволовых клеток - возможности дифференцировки
5. Врожденный и адаптивный иммунитет - механизмы
6. Стволовые лимфоидные клетки - общий лимфоидный предшественник
7. Онтогенез В-лимфоцитов - дифференциация
8. Перестройка иммунноглобулинов при В-лимфоцитопоэзе
9. Антигены и рецепторы В-лимфоцитов
10. Созревание В-лимфоцитов в костном мозге