Плазматические клетки , также называемые плазматическими B-клетками , представляют собой белые кровяные тельца, которые образуются в костном мозге и секретируют большое количество белков, называемых антителами, в ответ на присутствие определенных веществ, называемых антигенами . Эти антитела переносятся из плазматических клеток плазмой крови и лимфатической системой к месту нахождения антигена- мишени (чужеродного вещества), где они инициируют его нейтрализацию или разрушение. B-клетки дифференцируются в плазматические клетки, которые продуцируют молекулы антител, аналогичные рецепторам B-клетки-предшественника. [1]
Плазменная ячейка | |
---|---|
Подробности | |
Система | Лимфатическая система |
Идентификаторы | |
латинский | плазмоцит |
MeSH | D010950 |
TH | H2.00.03.0.01006 |
FMA | 70574 |
Анатомические термины микроанатомии [ редактировать в Викиданных ] |
Состав
Плазматические клетки представляют собой большие лимфоциты с обильной цитоплазмой и характерным внешним видом при световой микроскопии . У них есть базофильная цитоплазма и эксцентрическое ядро с гетерохроматином в характерном расположении колеса телеги или циферблата. Их цитоплазма также содержит бледную зону, которая при электронной микроскопии содержит обширный аппарат Гольджи и центриоли ( ЭМ-изображение ). Обильный грубый эндоплазматический ретикулум в сочетании с хорошо развитым аппаратом Гольджи делает плазматические клетки хорошо подходящими для секреции иммуноглобулинов. [2] Другие органеллы в плазматической клетке включают рибосомы, лизосомы, митохондрии и плазматическую мембрану.
Поверхностные антигены
Окончательно дифференцированные плазматические клетки экспрессируют относительно небольшое количество поверхностных антигенов и не экспрессируют общие маркеры B-клеток, 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 плазматических клеток; наивные В-клетки - это CD27-, В-клетки памяти - это CD27 +, а плазматические клетки - это CD27 ++. [3]
Поверхностный антиген CD138 (синдекан-1) экспрессируется на высоком уровне. [4]
Другой важный поверхностный антиген - CD319 (SLAMF7). Этот антиген экспрессируется на высоких уровнях в нормальных плазматических клетках человека. Он также экспрессируется на злокачественных плазматических клетках при множественной миеломе. По сравнению с CD138, который быстро исчезает ex vivo, экспрессия CD319 значительно более стабильна. [5]
Разработка
Покинув костный мозг, В-клетка действует как антигенпредставляющая клетка (АРС) и интернализует вредоносные антигены, которые поглощаются В-клеткой посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза и процессируются. Части антигена (которые теперь известны как антигенные пептиды ) загружаются на молекулы MHC II и представляются на его внеклеточной поверхности CD4 + Т-клеткам (иногда называемым Т-хелперами ). Эти Т-клетки связываются с молекулой антигена MHC II и вызывают активацию В-клеток. Это тип защиты системы, похожий на метод двухфакторной аутентификации . Во-первых, В-клетки должны столкнуться с чужеродным антигеном, и затем они должны быть активированы Т-хелперами, прежде чем они дифференцируются в специфические клетки.
При стимуляции Т-клеткой, которая обычно происходит в зародышевых центрах вторичных лимфоидных органов, таких как селезенка и лимфатические узлы , активированные В-клетки начинают 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») и, в конечном итоге, плазматическими клетками, и начнут вырабатывать большие объемы антител. Некоторые В-клетки претерпевают процесс, известный как созревание сродства . [6] Этот процесс путем отбора на способность связывать антиген с более высокой аффинностью способствует активации и росту клонов В-клеток, способных секретировать антитела с более высоким сродством к антигену.
Незрелые плазматические клетки
Самая незрелая клетка крови, которая относится к клону плазматических клеток, - это плазмобласт. [7] Плазмобласты секретируют больше антител, чем В-клетки, но меньше, чем плазматические клетки. [8] Они быстро делятся и по-прежнему способны усваивать антигены и представлять их Т-клеткам. [8] Клетка может оставаться в этом состоянии в течение нескольких дней, а затем либо погибнуть, либо безвозвратно дифференцироваться в зрелую, полностью дифференцированную плазматическую клетку. [8] Дифференциация зрелых В-клеток в плазматические клетки зависит от факторов транскрипции Blimp-1 / PRDM1 и IRF4 .
Функция
В отличие от своих предшественников, плазматические клетки не могут переключать классы антител , не могут действовать как антигенпрезентирующие клетки, потому что они больше не отображают MHC-II, и не поглощают антиген, потому что они больше не отображают значительные количества иммуноглобулина на поверхности клетки. [8] Тем не менее, длительное воздействие антигена через низкие уровни иммуноглобулина важно, так как оно частично определяет продолжительность жизни клетки. [8]
Продолжительность жизни, класс продуцируемых антител и местоположение, в которое перемещается плазматическая клетка, также зависят от сигналов, таких как цитокины , получаемых от Т-клетки во время дифференцировки. [9] Дифференциация посредством независимой от Т-клеток стимуляции антигеном (стимуляция В-клетки, которая не требует участия Т-клеток) может происходить в любом месте тела [6] и приводит к образованию короткоживущих клеток, которые секретируют антитела IgM. [9] Процессы, зависимые от Т-клеток, подразделяются на первичные и вторичные ответы: первичный ответ (это означает, что Т-клетка присутствует во время первоначального контакта В-клетки с антигеном) продуцирует короткоживущие клетки, которые остаются в экстрамедуллярные области лимфатических узлов; вторичный ответ продуцирует долгоживущие клетки, которые продуцируют IgG и IgA и часто перемещаются в костный мозг. [9] Например, плазматические клетки, вероятно, будут секретировать антитела IgG3, если они созреют в присутствии цитокинового гамма-интерферона . Поскольку созревание В-клеток также включает соматическую гипермутацию (процесс, завершающийся перед дифференцировкой в плазматическую клетку), эти антитела часто имеют очень высокое сродство к своему антигену.
Плазматические клетки могут продуцировать только один вид антител в одном классе иммуноглобулинов. Другими словами, каждая В-клетка специфична для одного антигена, но каждая клетка может продуцировать несколько тысяч совпадающих антител в секунду. [10] Это обильное производство антител является неотъемлемой частью гуморального иммунного ответа .
Долгоживущие плазматические клетки
Текущие результаты предполагают, 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 находится в костном мозге в течение длительного периода времени и секретирует антитела, обеспечивая таким образом долгосрочную защиту. LLPC может поддерживать выработку антител в течение десятилетий или даже на протяжении всей жизни человека. [11] Долгоживущие плазматические клетки представляют собой большую часть ПК в костном мозге и могут выжить более 90 дней без синтеза ДНК. [12] Популяция LLPC человека может быть идентифицирована как клетки CD19 - CD38 hi CD138 + . [13]
Долгосрочное выживание LLPC зависит от конкретной среды в костном мозге, ниши выживания плазматических клеток. [14] LLPC также может быть обнаружен, в меньшей степени, в лимфоидной ткани, ассоциированной с кишечником (GALT), где они продуцируют антитела IgA и обеспечивают иммунитет слизистых оболочек. Недавние открытия показывают, что плазматические клетки в кишечнике не обязательно должны генерироваться de novo из активных В-клеток, но существуют также долгоживущие ПК, которые предполагают такую же нишу выживания, как в костном мозге. [15] Ниша выживания плазматических клеток определяется комбинацией клеточных и молекулярных факторов, и, хотя это еще предстоит должным образом определить, было идентифицировано несколько молекул, которые поддерживают выживание LLPC, таких как IL-5 , IL-6. , TNF-α , фактор-1α , происходящий из стромальных клеток , и передача сигналов через CD44 . [16]
Первоначально считалось, что непрерывная продукция антител является результатом постоянного пополнения короткоживущих плазматических клеток путем повторной стимуляции В-клеток памяти. Однако недавние открытия показывают, что некоторые ПК действительно долговечны. Исследования показали, что отсутствие антигена и истощение В-клеток не влияли на продукцию высокоаффинных антител с помощью LLPC. Длительное истощение В-клеток (лечение моноклональными антителами к CD20, которое влияет на В-клетки, но не на ПК) также не влияло на титры антител. [17] [18] [19] LLPC секретирует высокие уровни IgG независимо от В-клеток. LLPC в костном мозге являются основным источником циркулирующих IgG у людей. [20] Несмотря на то, что традиционно продукция IgA связана с участками слизистой оболочки, некоторые плазматические клетки в костном мозге также продуцируют IgA. [21] Мы также можем найти LLPC в костном мозге, продуцирующем IgM . [22]
Клиническое значение
Плазмацитома , множественная миелома , макроглобулинемия Вальденстрема и лейкоз плазматических клеток являются злокачественными новообразованиями («раком») плазматических клеток. [23] Множественная миелома часто выявляется, потому что злокачественные плазматические клетки продолжают вырабатывать антитела, которые можно определить как парапротеин .
Считается, что общий вариабельный иммунодефицит возникает из-за проблемы с дифференцировкой лимфоцитов в плазматические клетки. Результат - низкий уровень антител в сыворотке и риск инфекций.
Первичный амилоидоз (AL) вызывается отложением избыточных легких цепей иммуноглобулина, которые секретируются плазматическими клетками.
Смотрите также
- Дискразия плазматических клеток
- Лейкоциты
Рекомендации
- ^ «Плазменная клетка - биология» . britannica.com .
- ^ "Plasma Cell - LabCE.com, Лаборатория непрерывного образования" . www.labce.com . Проверено 2 июня 2018 .
- ^ Бона С., Бонилла Ф.А., Суху М. (1996). «5». Учебник иммунологии (2-е изд.). CRC Press. п. 102. ISBN 978-3-7186-0596-5.
- ^ Rawstron AC (май 2006 г.). «Иммунофенотипирование плазматических клеток». Текущие протоколы цитометрии . Глава. Глава 6: Модуль 6.23. DOI : 10.1002 / 0471142956.cy0623s36 . ISBN 0-471-14295-6. PMID 18770841 . S2CID 19511070 .
- ^ Frigyesi I, Adolfsson J, Ali M, Christophersen MK, Johnsson E, Turesson I, et al. (Февраль 2014 года). «Надежная изоляция злокачественных плазматических клеток при множественной миеломе» . Кровь . 123 (9): 1336–40. DOI : 10,1182 / кровь 2013-09-529800 . PMID 24385542 .
- ^ а б Neuberger MS, Honjo T, Alt FW (2004). Молекулярная биология В-клеток . Амстердам: Эльзевир. С. 189–191. ISBN 0-12-053641-2.
- ^ Глэдер Б., Грир Дж. Г., Ферстер Дж., Роджерс Г. К., Параскевас Ф (2008). Клиническая гематология Винтроба, 2-т. Установить . Хагерствон, доктор медицины: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 347. ISBN 978-0-7817-6507-7.
- ^ а б в г д Уолпорт М., Мерфи К., Джейнвей С., Трэверс П.Дж. (2008). Иммунобиология Джейнвей . Нью-Йорк: Наука о гирляндах. С. 387–388 . ISBN 978-0-8153-4123-9.
- ^ а б в Калигарис-Каппио Ф, Феррарини М (1997). Популяции В-клеток человека (химическая иммунология) . 67 . С. Каргер АГ (Швейцария). С. 103–104. ISBN 3-8055-6460-0.
- ^ Кирзенбаум А.Л. (2002). Гистология и клеточная биология: введение в патологию . Сент-Луис: Мосби. п. 275. ISBN 0-323-01639-1.
- ^ Слифка М.К., Матлобиан М., Ахмед Р. (март 1995 г.). «Костный мозг является основным местом длительной выработки антител после острой вирусной инфекции». Журнал вирусологии . 69 (3): 1895–902. DOI : 10.1128 / jvi.69.3.1895-1902.1995 . PMID 7853531 .
- ^ Манц Р.А., Тиль А., Радбрух А. (июль 1997 г.). «Время жизни плазматических клеток в костном мозге». Природа . 388 (6638): 133–4. DOI : 10.1038 / 40540 . PMID 9217150 .
- ^ Халлили Дж. Л., Типтон С. М., Лисвельд Дж., Розенберг А. Ф., Дарс Дж., Грегоретти И. В. и др. (Июль 2015 г.). «Долгоживущие плазматические клетки содержатся в субпопуляции CD19 (-) CD38 (hi) CD138 (+) в костном мозге человека» . Иммунитет . 43 (1): 132–45. DOI : 10.1016 / j.immuni.2015.06.016 . PMC 4680845 . PMID 26187412 .
- ^ Манц Р.А., Радбрух А. (апрель 2002 г.). «Плазменные клетки на всю жизнь?». Европейский журнал иммунологии . 32 (4): 923–7. DOI : 10.1002 / 1521-4141 (200204) 32: 4 <923 :: помощь-immu923> 3.0.co; 2-1 . PMID 11920557 .
- ^ Лемке А., Крафт М., Рот К., Ридель Р., Ламмердинг Д., Хаузер А. Э. (январь 2016 г.). «Долгоживущие плазматические клетки образуются в иммунных ответах слизистых оболочек и вносят вклад в пул плазматических клеток костного мозга у мышей». Иммунология слизистой оболочки . 9 (1): 83–97. DOI : 10.1038 / mi.2015.38 . PMID 25943272 .
- ^ Cassese G, Arce S, Hauser AE, Lehnert K, Moewes B, Mostarac M и др. (Август 2003 г.). «Выживание плазматических клеток опосредуется синергическим действием цитокинов и зависимых от адгезии сигналов». Журнал иммунологии . 171 (4): 1684–90. DOI : 10.4049 / jimmunol.171.4.1684 . PMID 12902466 .
- ^ Слифка М.К., Антиа Р., Уитмир Дж. К., Ахмед Р. (март 1998 г.). «Гуморальный иммунитет за счет долгоживущих плазматических клеток». Иммунитет . 8 (3): 363–72. DOI : 10.1016 / S1074-7613 (00) 80541-5 . PMID 9529153 .
- ^ 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 В-клеток памяти во время иммунотерапии CD20 у мышей». Журнал иммунологии . 180 (1): 361–71. DOI : 10.4049 / jimmunol.180.1.361 . PMID 18097037 .
- ^ Ахуджа А., Андерсон С.М., 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. DOI : 10.1073 / pnas.0800555105 . PMC 2290811 . PMID 18339801 .
- ^ Лонгмайр Р.Л., Макмиллан Р., Еленоски Р., Армстронг С., Ланг Дж. Э., Крэддок К.Г. (октябрь 1973 г.). «Синтез IgG в селезенке in vitro при болезни Ходжкина». Медицинский журнал Новой Англии . 289 (15): 763–7. DOI : 10.1056 / nejm197310112891501 . PMID 4542304 .
- ^ Мэй Х.Э., Йошида Т., Симе В., Хиепе Ф., Тиле К., Манц Р.А. и др. (Март 2009 г.). «Переносимые с кровью плазматические клетки человека в устойчивом состоянии происходят из иммунных ответов слизистых оболочек». Кровь . 113 (11): 2461–9. DOI : 10.1182 / кровь-2008-04-153544 . PMID 18987362 .
- ^ Боханнон С., Пауэрс Р., Сатьябхама Л., Цуй А., Типтон С., Михаэли М. и др. (Июнь 2016 г.). «Долгоживущие антиген-индуцированные плазматические клетки IgM демонстрируют соматические мутации и вносят свой вклад в долгосрочную защиту» . Nature Communications . 7 (1): 11826. DOI : 10.1038 / ncomms11826 . PMC 4899631 . PMID 27270306 .
- ^ " Плазменная клетка " в Медицинском словаре Дорланда
Внешние ссылки
- Изображение гистологии: 21001loa - Система обучения гистологии в Бостонском университете
- Гистология на wadsworth.org