B細胞
(B cell)

○B細胞とは


B細胞は、抗体を産生する免疫細胞である。造血幹細胞が骨髄(Bone marrow)で成熟して形成される。T細胞とともに、リンパ節でよく見られるリンパ球の一つに分類される。


関連:T細胞

B
図1 B細胞の分類




○B細胞の分化成熟

B細胞は、造血幹細胞からプロB細胞・プレB細胞を経て形成され、細胞膜上に抗体IgM・IgDをBCR(B細胞受容体)として発現した状態でリンパ節に移行する。


抗体は重鎖・軽鎖から構成されており、プロB細胞の段階で抗体重鎖(H)の、プレB細胞で軽鎖(L)の遺伝子再構成が行われ、多様性が担保されている。


リンパ節に移行したB細胞は、BCRに結合する抗原分子を取り込み、MHCクラス2と呼ばれる分子に提示する。提示された抗原をヘルパーT細胞が認識すると活性化され、B細胞は形質細胞・メモリーB細胞へと成熟し、増殖する。


B細胞の分化には、ヘルパーT細胞の一種であるTh2細胞が分泌するIl-6などのTh2サイトカインや、B細胞膜のCD40とT細胞のCD40Lの結合が重要である。

関連:T細胞

○形質細胞

膜型免疫グロブリンやMHC2が消失し、抗体を分泌するようになった状態を形質細胞(プラズマ細胞)という。一般的に数日で死滅する。


抗体タンパク質の翻訳は粗面小胞体で行われ、ジスルフィド化などの修飾を受けたのち、ゴルジ体に移行する。ゴルジ体において、一部の抗体は多量体化し、小胞輸送によって分泌される。


B

図2 抗体(赤)を産生するB細胞
  The scientist magazine より

○メモリーB細胞

ヘルパーT細胞によって活性化されたB細胞の一部は形質細胞ではなくメモリーB細胞へと変化し、抗原の再侵入に備える役割を果たしている。スペイン風邪の事例から、寿命は最大で90年にもなると考えられている。


形質細胞に比べて抗原との親和性が低いBCRを発現するB細胞がメモリーB細胞となりやすく、またBach2という転写因子を高発現していることが明らかになった。

○抗体の役割

Y字型の構造をとっている抗体は、2本の軽鎖と2本の重鎖の計4本のペプチドから構成され、互いにジスルフィド結合によって繋がっている。抗原の種類に関係なく同じ構造を持つ定常部と、対応する抗原に応じて異なる可変部からなる。パパインという酵素によって抗体を切断すると、定常部を含むFcフラグメントと、可変部を含むFabフラグメントの二つに分かれる。


抗体の役割はオプソニン化補体活性化による液性免疫である。オプソニン化はマクロファージなどの食細胞による貪食を促進する働きである。食細胞は抗体のFcを受容するタンパク質を発現しており、抗体と結合することで病原体を認識しやすくなる。

関連:マクロファージ


補体も抗体と同様にオプソニン化の働きを持つ。また補体には膜侵襲複合体を形成し、病原体の細胞膜を貫通させて破壊する働きを持つ。抗体を土台として補体が集積し、これらの機能を発揮する。

Antibody
図3 抗体の構造

Y字型の下部が定常部、抗原と結合する部位が可変部である。


○クラススイッチ

抗体は重鎖のタンパク質の種類(μ δ ε α γ)に応じて、IgM、IgD、IgE、IgA、IgGという5つのクラスに分類することができる。血清に最も多く含まれる抗体は、IgGクラスのものである。


成熟前のB細胞は膜上にIgM,IgDをBCRとして発現し、成熟直後の形質細胞はIgMを分泌する。IgMは五量体として機能し、補体活性化の機能が強い。


サイトカインなどの刺激を受けると、μのエキソンを含む遺伝子領域がDNA上から切り出され、その下流のエキソンが翻訳されるようになる。遺伝子の切り出しの長さに応じてクラスが変化し、これをクラススイッチという。


IgGはオプシン化の機能が強く、IgAは粘膜系の免疫に、IgEはアレルギーにと、それぞれに独自の役割を果たす。IgDの役割は解明されていない。



○参考


大阪大学 メモリーB細胞
https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2016/20160510_1

Distinct cellular pathways select germline-encoded and somatically mutated antibodies int immunological memory

M-hub 抗体を理解しよう
https://m-hub.jp/biology/1008/structure-and-subclasses-of-antibody