绝对专一的抗体:浆细胞为何只能针对单一抗原制造抗体?

浆细胞,又称浆B细胞或效应B细胞,是源自淋巴器官的白血球,负责分泌大量名为抗体的蛋白质,对抗被称为抗原的特定物质。这些抗体通过血浆和淋巴系统输送至目标抗原的部位,启动中和或破坏的过程。那么,浆细胞为何只能针对单一抗原制造抗体呢?

浆细胞的结构

浆细胞是大型淋巴细胞,具有丰富的细胞质和在光学显微镜下特有的外观。其细胞质呈蓝色,核位于偏心位置,并且含有特征性的“车轮”或“时钟面”排列的异染色质。电子显微镜下可见,浆细胞的细胞质中有一个较浅的区域,其中包含着丰富的高尔基体和中心粒。丰富的粗糙内质网和良好的高尔基体使得浆细胞非常适合分泌免疫球蛋白。

表面抗原

已终末分化的浆细胞表达相对较少的表面抗原,且不再表达常见的全B细胞标记物,如CD19和CD20。不过,浆细胞可以通过流式细胞术识别出来,主要是因为它们额外表达的CD138、CD78和白介素-6受体。在人类中,CD27是浆细胞的一个良好标记;初始B细胞为CD27−,记忆B细胞为CD27+,而浆细胞则为CD27++。

浆细胞的发展

当B细胞离开骨髓后,它会成为抗原呈递细胞(APC),内化有害抗原。这些抗原通过受体介导的内吞作用被B细胞吸入,并加工成抗原肽,接着这些抗原肽被载入MHC II分子上,并在其细胞外表面呈现给CD4+ T细胞。

当T细胞结合MHC II-抗原复合物并造成B细胞的激活时,这是一种类似于双重身份验证的保护机制。

浆细胞的功能

与前体B细胞不同,浆细胞无法切换抗体类别,无法充当抗原呈递细胞,因为它们不再显示MHC-II,也不再攫取抗原。这一过程意味着每个B细胞对应于一个单一抗原,却能生产几千个配对抗体。此繁荣的抗体产生是体液免疫反应的关键一环。

长寿命浆细胞

研究显示,在经过亲和力成熟的过程后,浆细胞可演化为短寿命浆细胞(SLPC)或长寿命浆细胞(LLPC)。LLPC主要居住在骨髓,长期维持抗体分泌,提供长期保护。

这些LLPC的长期生存依赖于骨髓中的一个特殊环境,即浆细胞生存小环境。

临床意义

浆细胞相关的肿瘤包括浆细胞瘤、多发性骨髓瘤、瓦尔登斯特伦巨球蛋白血症等。多发性骨髓瘤通常因恶性浆细胞持续产生抗体而被发现。相对于正常的B细胞,这些病态浆细胞的抗体产生可能导致身体面临重大的健康风险。

浆细胞具备单一抗体针对特定抗原的能力,这种专一性不仅是生物体对外来威胁的防卫机制,更是免疫系统不可或缺的一部分。在面对这样的精密机制,我们不禁要问,未来的科学研究将如何进一步解开浆细胞功能专一性背后的更深奥秘呢?

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