Основное событие дифференцировки В-клеток — формирование BCR, а точнее перестройка V-генов иммуноглобулинов. Выделяют несколько стадий развития В-лимфоцитов:
· про-В, подразделяют на подстадии I и II (ранние и поздние). Перестраиваются гены Н-цепей
· пре-В, подразделяют на подстадии I и II (ранние и поздние). «Проверяется» правильность прошедшей реаранжировки, перестраиваются гены L-цепей.
· незрелые В. Белковый продукт перестроенных генов иммуноглобулинов экспрессируется на мембране клетки в виде мембранного IgM
· зрелые наивные В-клетки. Присоединяется IgD.
Перестройку генов в В-клетках контролирует микроокружение, индуцирующее экспрессию в них вышеупомянутых дифференцировочных факторов.
Развитие лимфоцитов в направлении В-клеток направляют факторы:
· E2A
· EBF. Отвечает за экспрессию гена корецептора Igα — наиболее раннего белкового маркера В-лимфоцитов, появляющегося внутриклеточно уже на стадии про-В-I.
· Pax5. Рассматривают как ключевой маркер обособления В-линии. Имеет прямое отношение к включению реаранжировки V-генов в В-клетках и экспрессии молекулы CD19. На стадии про-В-II на поверхности В-клетки экспрессируется молекула CD19. На этой же стадии экспрессируются гены RAG1 и RAG2, продукты которых (эндонуклеазы) отвечают за включение процесса реаранжировки V-генов, а также ген, кодирующий фермент терминальную дезоксинуклеотидилтрансферазу (TdT).
Этапы перестройки:
1. Первыми перестраиваются V-гены Н-цепей (V н -гены). Этот процесс осуществляется на стадии про-В-II. Сначала перестраиваются случайно выбранные D- и J-сегменты, в результате чего формируется объединенный участок DнJн.
2. Второй наиболее ответственный этап состоит в соединении случайного зародышевого V-сегмента и перестроенного DJ-сегмента и формировании «зрелого» гена VDJ (проходит на стадии про-В-II клеток).
3. При успешном завершении этого процесса экспрессируется готовый продукт — перестроенная Н-цепь, а перестройка гомологичного гена на другой хромосоме блокируется. Если реаранжировка прошла неудачно, перестраивается V н -ген на другой хромосоме.
В процессе созревания В-лимфоциты подвергаются действию факторов, обеспечивающих их жизнеспособность и пролиферацию. В отсутствие факторов созревающие В-клетки погибают. Основной ростовый фактор В-лимфоцитов на ранних этапах их развития — IL-7 (у мышей) вырабатываемый клетками стромы ККМ и лимфоидных органов.
IL-7 поддерживает жизнеспособность, обеспечивает пролиферацию, а также предшественников Т- и В-лимфоцитов. Клетки несут на мембране рецепторы для IL-7. У человека IL-7 не играет такой важной роли в развитии В-клеток. Установлено, что 55–75% В-клеток, образующихся в костном мозгу, специфичны к собственным антигенам организма — аутоантигенам. В костном мозгу значительная часть новообразованных В-клеток распознает аутоантигены. Незрелые В-клетки не активируются при связывании их BCR с антигеном. Распознавание аутоантигенов служит сигналом к «редактированию» генов BCR. Этот процесс заключается в повторной перестройке V-генов с вовлечением сегментов, не задействованных в предыдущей реаранжировке. При успешном редактировании В-клетка теряет аутореактивность. Если же этого не происходит, клетки выбраковываются путем апоптоза или подвергается очередным этапам селекции в периферическом отделе иммунной системы.
В-клетки эмигрируют на периферию, полностью не завершив своего развития. Переходные стадии развития, которые они проходят на периферии, обозначают:
· Т1. Фенотип В-клеток на стадии Т1 — IgM hi IgD- / lo CD23- CD21 lo CD24 hi (молекула CD24 показывает, что клетка недавно покинула костный мозг). T1 В-клетки получают через BCR-сигнал, обеспечивающий их выживание.
· Т2. Характеризуется фенотипом IgM hi IgD hi CD21 int СD23+ (int — промежуточная экспрессия). Низкая экспрессия рецепторов для BAFF. В результате В-клетки, связавшие антиген, не получают дополнительного сигнала через BAFF-рецепторы и подвергаются апоптозу. Усиленная экспрессия рецепторов для BAFF на стадии Т2 В-клеток приводит к индукции аутоиммунных процессов.
· Т3. IgM lo IgD hi CD21 int СD23+
На Т2 и Т3 выживаемость клеток и их пролиферацию регулирует комбинация сигналов, поступающих через BCR под действием антигенов и рецепторов для:
· BAFF — BAFF-R. Приводят к экспрессии транскрипционных факторов NFκB, (классический и альтернативный факторы)
· TAC-1
· BCMA
Взаимодействие этих факторов играет важную роль в поддержании жизнеспособности В-клеток.
На этапе селекции сохраняется лишь 10–30% В-клеток, вышедших из костного мозга, общие же потери В-клеток в процессе их развития превышают 95%. Экспрессия хемокинового рецептора CXCR5 позволяет выжившим клеткам мигрировать в фолликулы по градиенту хемокина CXCL13 (он же BLC). После завершения переходной стадии развития В-клеток на их поверхности устанавливается нормальная экспрессия рецепторов для BAFF/APRIL и в ответ на связывание BCR с антигеном они не гибнут, а активируются и пролиферируют. Выжившие клетки представляют собой зрелые наивные В-лимфоциты, в совокупности образующие антигенраспознающий репертуар В-лимфоцитов, необходимый для обеспечения развития гуморального адаптивного иммунного ответа.