B SEJT DIFFERENCIÁCIÓ A CSONTVELŐBEN

SZABÁLYOZOTT B-SEJT DIFFERENCIÁCIÓ Éretlen-B sejt Pre-B sejt ANTIGÉN FELISMERŐ ÉS JELÁTVÍVŐ RECEPTOR Pro-B sejt ÁTRENDEZETT H+PÓT L JELÁTVIVŐ RECEPTOR NINCS ANTIGÉN FELISMERŐ RECEPTOR

B B Stroma sejt

A CSONTVELŐI SZTRÓMA SEJTEK TÁPLÁLJÁK/SEGÍTIK A FEJLŐDŐ B- LIMFOCITÁKAT 1. Specifikus sejt-sejt kölcsönhatás a sztróma sejtek és a B-sejtek között Sejt-sejt kölcsönhatás Termelt faktorok – CITOKINEK Kolónia stimuláló faktorok Növekedési faktorok Differenciációs faktorok 2. A sztróma sejtek citokineket termelnek B Sztróma sejt A citokinek és a közvetlen sejt-sejt kölcsönhatások a differenciáció során változnak

Sejthez kötött növekedési faktor A fejlődés egyes szakaszaiban a citokinek és sejtkölcsönhatások változnak HSC Korai pro-B c-Kit Receptor Tyrosine kináz Stem cell factor (SCF) Sejthez kötött növekedési faktor VLA-4 (Integrin) Sejt adhéziós molekulák VCAM-1 (Ig superfamily) Sztróma sejt

A fejlődés egyes szakaszaiban a citokinek és sejtkölcsönhatások változnak Interleukin-7 receptor Interleukin-7 Növekedési faktor Korai pro-B VLA-4 (Integrin) VCAM-1 (Ig superfamily) Késői pro-B Pre-B Sztróma sejt

A pre-B sejt receptor liganduma nem ismert CHm H-lánc VHDHJH V-preB l5 Iga & Igb jelátvivő molekulák Átmenetileg jelenik meg a membránban produktív VHDHJH CHm átrendeződés után VpreB/l5 – pót L-lánc, a membrán kifejeződéshez szükséges A pre-B sejt receptor liganduma nem ismert

A pre-B sejt receptor stimulálásának következményei 1. Gátolja a további H-lánc átrendeződést 2. Kiváltja a belépést a sejtciklusba Nagy Pre-B Ismeretlen ligand 1. Biztosítja az egyedi specificitást Sztróma sejt 2. A keretben leolvasható átrendeződést hordozó pre-B sejtek osztódását eredményezi ALLÉL KIZÁRÁS

A pre-B sejt receptor stimulálása sejtosztódást vált ki Large pre-B Large Pre-B Sok nagy pre-B sejt azonos pre-B receptorokkal Proliferáció Large pre-B Y Éretlen B sejt L-lánc kifejeződés IgM a membránban IgM Osztódás leáll Pre-B receptor eltűnik Kis pre-B Intracellular VDJCH chain VL-JL átrendeződés

B sejt receptor Heavy chain VHDHJH Könnyű lánc VLJLCL CHm Iga & Igb jelátvivő molekulák L-lánc átrendezve 10

A GÉNÁTRENDEZŐDÉS LEHETŐSÉGEI V-D-J 1.allél 2.allél   mRNS Fehérje receptor Átrendeződés gátlása  V-J  V-J Nem sikeres Sikeres  mRNS  fehérje  mRNS  fehérje

Hogyan képes a B sejt csak egyfajta könnyű és egyfajta nehéz láncot kifejezni? Annak ellenére, hogy minden B sejtben egy apai és egy anyai Ig lókusz is jelen van A gének nagy része ko-dominánsan kifejeződik Sikeres génátrendeződés gátolja a rekombinációt a másik kromoszómán ALLÉL KIZÁRÁS Csak egyféle H- és L-lánc szintetizálódik A sejtfelszínre 2 H- és 2 L-láncból álló dimerek kerülnek ki

BIZONYÍTÉK AZ ALLÉL KIZÁRÁSRA ALLOTÍPUS- a H-lánc C-régió polimorfizmusa (marker) Az Ig allotípusok a B-sejtek felszínén fluoreszcens festékkel kimutathatók a/a b/b a/b Y B a Y B b Y B a Y B b ÉS Y B a b H-lánc átrendeződés gátlása megakadályozza, hogy egy B-limfocitában kétféle specificitás alakuljon ki

AZ ALLÉL KIZÁRÁS SZÜKSÉGES A HATÉKONY KLONÁLIS SZELEKCIÓHOZ Antibody S. typhi S. typhi Minden utódsejtnek ugyanazzal a specificitással kell rendelkeznie, máskülönben az immunválasz hatásfoka romlik A H-lánc átrendeződés gátlása az osztódó utódsejtekben megakadályozza az új specifitások létrejöttét

Y Y Y Y Y Y Az allél kizárás megakadályozza a nem kívánatos specifitású ellenanyagok képződését Egyféle Ag receptor/sejt HA egy sejtben kétféle Ag receptor lenne Y B Y Saját antigen pl. májsejt B Y S. aureus S. aureus Y Anti S. aureus Ab Y Anti- májsejt Ab Y Anti S. aureus Ab A H-lánc átrendeződés gátlása biztosítja, hogy egy sejtben csak egyféle ellenanyag képződjön Ezáltal megakadályozza a nem kívánatos auto-reaktív választ

Az allél kizárás szükséges a repertoire teljességének kialakulásához („luk” a készletben) Y B Sejtenként egy Ag specificitás Y B IF ha sejtenként két specificitás lenne Anti-agyi fehérje Ig Anti-agyi fehérje Ig AND anti-S. Aureus Ig Anti-agyi fehérje B-sejt kizárása – sajáttal szembeni tolerancia BUT Anti-S.Aureus B sejtek kizáróknak és hiányoznak a készletből B Deléció Anergia OR Y B S. aureus 16

A CSONTVELŐBEN ZAJLÓ SZOMATIKUS GÉNÁTRENDEZŐDÉS EREDMÉNYE Az Ig génszegmensek szomatikus átrendeződése ellenőrzött sorrendben, meghatározott program szerint megy végbe Egy egyed különböző B-limfocitáiban a gén szegmensek kombinációja nagy számú, egymástól eltérő nehéz és könnyű lánc variábilis régiót eredményez Egy adott egyed teljes B-sejt készlete eltérő módon átrendezett, eltérő variábilis régióval rendelkező B-limfocitából áll A B-SEJT KÉSZLET SOKFÉLE ANTIGÉN FELISMERÉSÉRE KÉPES 4. Egy B-sejt az allél kizárás eredményeként csak egyféle nehéz és egyféle könnyű láncot szintetizál ELKÖTELEZETTÉ VÁLIK EGY ADOTT ANTIGÉN KÖTŐ HELY KIALAKÍTÁSÁÉRT AZ ANTIGÉN JELENLÉTÉTŐL FÜGGETLEN FOLYAMATOK A B-SEJT ÉRÉS SORÁN A CSONTVELŐBEN MENNEK VÉGBE

Az allél kizárás lehetőséget ad a limfómák diagnózisára Egyetlen egyedi átrendeződéssel rendelkező sejt klonális osztódása alapján a vérben keringő vagy csontvelői tumor sejtek aránya meghatározható Felhasználható a kezelést követő reziduális tumor sejtek követésére

Y A B sejt fejlődés szakaszai Nagy pre-B sejt Pre-receptor Őssejt - HSC Korai pro-B sejt Késői pro-B sejt Csíravonal DH to JH VH to DHJH VHDHJH Perifériás érett B sejt Kis pre-B sejt Éretlen B sejt Y Receptor H+L Az egyes érési fázisokat sejtfelszíni markerek megjelenése (vagy eltűnése) jellemzi

A B-LIMFOCITÁK FEJLŐDÉSE A CSONTVELŐBEN Limfoid előalak Sajátot felismerő B-sejtek Sejtfelszíni molekulák ellen MHC fehérjék A hemopoetikus sejtekre jellemző közös receptorok apoptózis, klonális deléció Oldott molekulák ellen Háztartási gének anyagcsere termékek funkcionális válaszképtelenség anergia c-kit/CD44 Korai pro-B RAG-1/RAG-2 Késői pro-B H átrendeződés H átrendeződés  Pót L Pre-B L átrendeződés B Szelekció klonális deléció Éretlen B B Egyéb specificitás B B PERIFERÁLIS NYIROKSZERVEK

AZ IMMUNOGLOBULINOK SZINTÉZISE Szecernált Ig Membrán Ig Golgi ER A H és L láncok külön riboszómákon szintetizálódnak CHAPERONOK Leader szekvencia Riboszóma mRNA

Független idegen antiéntől Potenciális B-sejt készlet CSONTVELŐ Saját struktúra Saját felismerés Klonális deléció PERIFÉRIÁS NYIROKSZERVEK Hozzáférhető B-sejt készlet RNA editing Független idegen antiéntől ~ 30 milliárd érett érett B-sejt hagyja el a csontvelőt és kerül ki véráramba

A multi-specificitással rendelkező éretlen B-sejtek a csontvelőben rekednek Immature B cells that are not specific for a self antigen in bone marrow mature further to express IgM and IgD and leave the bone marrow (left panels). Immature B cells specific for a self antigen on bone marrow cells are retained in the bone marrow (right panels). 23

Receptor editing Binding to a self antigen in the bone marrow causes the immature B cell to continue to rearrange its light-chain locus. This deletes the existing self-reactive rearrangement and may also produce a new light-chain rearrangement giving immunoglobulin that is not specific for self antigen. Successive rearrangements occur until either a new non-self-reactive rearrangement is made, and the B-cell continues its development (right panels), or no more rearrangements are possible and the B cell dies (left panels).

Rövid élettartam a periférián A monovalens saját antigéneket felismerő éretlen B sejtek anergiás állapotba kerülnek Rövid élettartam a periférián

Az éretlen B-limfociták egyidejűleg IgM és IgD típusú sejtfelszíni immunoglobulint is kifejeznek Cg1 Cg3 Cd Cm V D J Cm1 Cm2 Cm3 Cm4 Cd1 Cd2 Cd3 DNA pA1 pA2 V D J A két poly-adenilációs hely (pA1 és pA2) alternatív használata és az mRNS hasítása révén egymással párhuzamosan kétféle mRNA képződik V D J Cm IgM mRNA Cm1 Cm2 Cm3 Cm4 Cd1 Cd2 Cd3 V D J A hasított RNS a pA1 helyen adenilálódik AAA AAA A hasított RNS a pA2 helyen adenilálódik V D J Cd IgD mRNA Cm1 Cm2 Cm3 Cm4 Cd1 Cd2 Cd3 pA1 V D J

Hogyan fejeznek ki az érett B-sejtek sejt felszíni IgM és IgD receptorokat is?

Érett B-sejtekben a sejt felszíni IgM és IgG kifejeződése alternatív RNS hasítással valósul meg

A SZOMATIKUS GÉN ÁTRENDEZŐDÉS ÉS ALLÉL KIZÁRÁS EREDMÉNYE Az immunoglobulin gén szegmensek szigorúan ellenőrzött átrendeződése Egy adott B-sejt elkötelezetté válik egy egyedi H- és L-lánc variábilis domén szintézisére, ami meghatározza a specificitást Egy adott egyedben nagy B-sejt készlet (repertoire) alakul ki, ahol az egyes B-sejt klónok különböző H- és L-lánc variábilis doménekkel rendelkeznek Ez a potenciális B-sejt készlet sokféle különböző antigén felismerésére képes A naív éretlen B-sejtek azonos H- és L-lánc variábilis régiókkal rendelkező IgM és IgD felszíni immunoglobulint is kifejeznek