B 细胞受体结构及其信号通路
介绍
B 细胞受体 (BCR) 是存在于 B 淋巴细胞表面的复杂蛋白质结构,B 淋巴细胞是一种负责产生抗体的白细胞。BCR 在免疫系统中起着至关重要的作用,使 B 细胞能够识别和应对外来抗原。
当抗原与 BCR 结合时,它会触发信号通路,导致 B 细胞活化和特异性抗体的产生。BCR 的结构由两个主要组成部分组成:
抗原结合位点,由重链和轻链组成,以及
细胞内信号结构域,负责激活下游信号通路。
下面我们将详细探讨 BCR 的结构及其信号通路。
B 细胞受体的结构
BCR 是一种跨膜蛋白,由重链、轻链和两个相关的信号分子组成:Ig-α 和 Ig-β。
重链和轻链呈 Y 形排列,并通过二硫键连接。
Y 形分子的两个臂构成抗原结合位点,负责识别特异性抗原。
抗原结合位点由重链和轻链的可变区形成,这些区域决定了 BCR 的特异性。
这些可变区高度多样化,使 BCR 能够识别各种抗原。
重链和轻链的可变区由在 B 细胞发育过程中发生体细胞重组的基因编码,从而产生大量的独特 BCR 库。
重链和轻链的恒定区负责 BCR 的效应功能,例如补体结合和抗体依赖性细胞介导的细胞毒性。
恒定区也参与 BCR 的组装和稳定性。
BCR 的细胞内信号结构域由两个信号分子 Ig-α 和 Ig-β 组成。
这些分子负责在 BCR 与抗原结合时激活下游信号通路。
Ig-α 和 Ig-β 的细胞内结构域包含免疫受体酪氨酸基激活基序 (ITAM),在 BCR 结合后,这些基序会被激酶 Lyn 磷酸化。
B 细胞受体的信号通路
BCR 的信号通路由激酶 Lyn 对 Ig-α 和 Ig-β 上 ITAM 的磷酸化启动。
这种磷酸化导致下游信号分子的募集和激活,包括 Syk、Btk 和 PLC-γ2。
Syk 是一种细胞质酪氨酸激酶,对于激活下游信号通路至关重要。在其募集到磷酸化的 ITAM 后,Syk 被激活并磷酸化许多下游靶标,包括衔接蛋白 BLNK 和支架蛋白 SLP-65。
BLNK 是一种衔接蛋白,在激活下游信号通路中起着至关重要的作用。在被 Syk 磷酸化后,BLNK 募集并激活许多下游信号分子,包括 PLC-γ2 和 Vav。
PLC-γ2 是一种磷脂酶,在其募集到 Ig-α 和 Ig-β 上磷酸化的 ITAM 后被激活。激活的 PLC-γ2 裂解磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸 (PIP2) 以产生肌醇 1,4,5-三磷酸 (IP3) 和二酰甘油 (DAG)。
IP3 导致钙离子从细胞内储存中释放,而 DAG 激活下游信号通路,包括蛋白激酶 C (PKC) 的激活。
Vav 是一种鸟嘌呤核苷酸交换因子,在其被 Syk 磷酸化并与其与 BLNK 相互作用后被募集到 BCR。Vav 通过促进 Rho 家族 GTPases(包括 Rac 和 Cdc42)上 GDP 与 GTP 的交换来激活下游信号通路。
这导致下游效应分子的激活,包括肌动蛋白细胞骨架和 MAP 激酶。
BCR 信号通路还导致 NF-κB 和 MAP 激酶信号通路的激活。NF-κB 是一种在 BCR 下游被激活的转录因子,在免疫反应的调节中起着关键作用。
MAP 激酶通路参与细胞增殖、分化和凋亡的调节。
总的来说,BCR 的信号通路是复杂的,涉及许多下游信号分子的激活。BCR 信号传导的最终结果是 B 细胞的激活以及针对抗原的特异性抗体的产生。
临床意义
B 细胞受体 (BCR) 的结构及其信号通路具有重要的临床意义。BCR 在免疫反应中起着至关重要的作用,因为它负责识别并结合特异性抗原,从而导致 B 细胞的活化和特异性抗体的产生。BCR 信号传导的失调会导致各种自身免疫疾病和恶性肿瘤。
自身免疫疾病
自身免疫疾病发生在免疫系统攻击自身抗原时,导致组织损伤和炎症。BCR 信号传导的失调与多种自身免疫疾病的发展有关,包括系统性红斑狼疮 (SLE)、类风湿性关节炎 (RA) 和多发性硬化症 (MS)。
在 SLE 中,会产生针对自身抗原(包括 DNA、组蛋白和核糖核蛋白)的自身抗体。BCR 信号传导的失调会导致自身反应性 B 细胞的存活和活化,从而产生自身抗体并发展为 SLE。
在 RA 中,会产生针对瓜氨酸化肽的自身抗体。BCR 信号传导的失调会导致自身反应性 B 细胞的存活和活化,从而产生自身抗体并发展为 RA。
在 MS 中,会产生针对髓鞘蛋白的自身抗体。BCR 信号传导的失调会导致自身反应性 B 细胞的存活和活化,从而产生自身抗体并发展为 MS。
恶性肿瘤
BCR 信号传导的失调也与恶性肿瘤的发展有关,包括 B 细胞淋巴瘤和白血病。B 细胞恶性肿瘤的特征是 B 细胞的无控制增殖和存活,导致异常抗体的产生和免疫系统的抑制。
慢性淋巴细胞白血病 (CLL) 是一种以成熟 B 细胞克隆扩增为特征的 B 细胞恶性肿瘤。BCR 信号传导的失调与 CLL 的发生和发展有关,因为在 CLL 患者中已发现 BCR 信号分子(包括 Btk 和 PLC-γ2)中的激活突变。
弥漫性大 B 细胞淋巴瘤 (DLBCL) 是一种以大 B 细胞增殖为特征的 B 细胞恶性肿瘤。BCR 信号传导的失调也与 DLBCL 的发生和发展有关,因为在 DLBCL 患者中已发现 BCR 信号分子(包括 CD79B 和 MYD88)中的激活突变。
靶向治疗
靶向 BCR 信号传导已成为治疗自身免疫疾病和恶性肿瘤的一种有前景的治疗策略。BCR 信号分子(包括 Btk、Syk 和 PI3K)的抑制剂已被开发出来,并正在临床试验中用于治疗 B 细胞恶性肿瘤,包括 CLL 和 DLBCL。
在 CLL 中,Btk 抑制剂伊布替尼已被批准用于治疗 CLL 患者,而 Syk 抑制剂伏他汀尼正在临床试验中用于治疗 CLL 和其他 B 细胞恶性肿瘤。
在 DLBCL 中,Btk 抑制剂阿卡布替尼和 PI3K 抑制剂伊德鲁西尼正在临床试验中用于治疗 DLBCL 患者。