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B細胞受體在慢性淋巴細胞白血病中的研究進(jìn)展

2013-12-31 15:41 閱讀:1928 來(lái)源:醫脈通 作者:孫福慶 責任編輯:云霄飄逸
[導讀] B細胞對抗原**的反應是通過(guò)正常和異常B細胞表面的B細胞受體介導的。每一個(gè)B細胞通過(guò)免疫球蛋白基因VDJ重排及體細胞高頻突變展示獨特的B細胞受體。

    B細胞受體在慢性淋巴細胞白血病的發(fā)病機制中發(fā)揮著(zhù)重要作用。B細胞受體由免疫球蛋白重鏈(immunoglobulin heavy chain,IgHV)和輕鏈的可變區和恒定區構成,免疫球蛋白提供可變區來(lái)識別和結合抗原,通過(guò)恒定區來(lái)啟動(dòng)下游效應。

    B細胞對抗原**的反應是通過(guò)正常和異常B細胞表面的B細胞受體介導的。每一個(gè)B細胞通過(guò)免疫球蛋白基因VDJ重排及體細胞高頻突變展示獨特的B細胞受體。

    功能性的B細胞受體表達于大多數B細胞表面,但是慢性淋巴細胞白血病中B細胞受體表面表達通常較弱。免疫球蛋白可變區(IgHV)的多樣性是其特異性識別抗原的結構基礎,但慢性淋巴細胞白血病患者的B細胞受體呈高度限制性,學(xué)者們依據VH、DH和JH基因片段的使用、重鏈互補決定區3(HCDR3)氨基酸序列的同源性以及DH基因閱讀框特點(diǎn)對IgHV的序列進(jìn)行研究,發(fā)現某些慢性淋巴細胞白血病患者B細胞受體格局具有高度同源性,稱(chēng)為典型模式。

    提示特異的自身抗原或同種異型抗原的持續**促使腫瘤克隆擴增,盡管具體機制尚未闡明,但B細胞受體介導的免疫識別和選擇在慢性淋巴細胞白血病發(fā)生中的作用得到了多數研究的肯定。

    慢性淋巴細胞白血病患者IgHV互補決定區3(CDR3)是B細胞受體參與抗原**的關(guān)鍵區域,B淋巴細胞通過(guò)其表達的抗原識別受體對抗原進(jìn)行精準的識別。抗體基因重排和表達成功與否與B細胞的發(fā)育成熟密切相關(guān)。

    在前B階段晚期,細胞開(kāi)始重排IgH基因并表達表面膜免疫球蛋白 (surface membrane immunoglobulin,slg)u鏈,與隨后表達的輕鏈共同組成B細胞受體,B細胞受體轉導的活化信號使B細胞進(jìn)一步發(fā)育成熟。

    多項研究表明,B淋巴細胞惡性疾病的發(fā)生與B細胞受體介導的抗原識別和(或)抗原選擇有關(guān)。克隆性的B細胞受體對經(jīng)典抗原或超抗原具有截然不同的特異性和親和性。典型模式是幾乎完全相同序列的IgHV CDR3,CDR3在很大程度上決定了B細胞受體的抗原特異性。

    在慢性淋巴細胞白血病患者中,B細胞受體為典型模式的約占所有患者的l/3.近年來(lái)的研究表明,B細胞受體為典型模式與IgHV的突變狀態(tài)和慢性淋巴細胞白血病患者疾病進(jìn)展有顯著(zhù)相關(guān)性,且***于IgHV突變狀態(tài)。

    分析HCDR3的結構可以為研究慢性淋巴細胞白血病的發(fā)病機制提供很多重要的生物學(xué)信息及預后價(jià)值。典型模式B細胞受體受體的研究對將慢性淋巴細胞白血病患者重新進(jìn)行精細分層具有極其重要的意義并有利于指導治療,延長(cháng)患者生存。

    典型模式B細胞受體可以根據VDJ序列的同源性將慢性淋巴細胞白血病患者分成不同的亞類(lèi)。不同亞類(lèi)的慢性淋巴細胞白血病患者具有截然不同的生物學(xué)特征及臨床預后。Papakonstantinou等的研究表明subsets#6 (IgHV1-69/IgKV3-20) 和subsets#8[IgHV4-39/IgKV1(D)-39]的慢性淋巴細胞白血病患者都表達未突變的B細胞受體,但表現出不同的臨床特征。

    subsets#8比Subsets#6侵襲性更強,更容易發(fā)展成為Richter綜合征。該作者對subsets#6、subsets#8兩組進(jìn)行了高通量的DNA甲基化研究,以期發(fā)現與兩組不同的臨床生物學(xué)特征相關(guān)的表觀(guān)修飾因素。

    結果表明兩組患者有118個(gè)甲基化的CpG島(DMCpG)存在差異。subsets#8與subsets#6相比,有70個(gè)是低甲基化的,48個(gè)是高甲基化的。118個(gè)存在差異的DMCpG中有70個(gè)與61個(gè)基因的轉錄有關(guān)。

    通過(guò)進(jìn)行Gene Ontology(GO)分析,發(fā)現有10個(gè)基因的甲基化差異最為顯著(zhù),分別為HOXA5、PAX3、HLA-C、TP63、ZNF300、PRDM16、MGRN1、EMX2、PP1R14A、CCDC140.

    這10個(gè)基因都集中在subsets#8亞群中低甲基化的基因中,這些基因涉及慢性淋巴細胞白血病細胞新陳代謝的生物學(xué)過(guò)程,尤其是轉錄因子,轉錄調控活性和DNA綁定等。

    經(jīng)由B細胞受體的抗原**在慢性淋巴細胞白血病的發(fā)生發(fā)展中是非常關(guān)鍵的,不同保守B細胞受體亞類(lèi)的慢性淋巴細胞白血病患者預后不同更加佐證了抗原**在腫瘤發(fā)生中的決定性作用。

    研究表明在一部分慢性淋巴細胞白血病患者尤其是IgHV未突變的慢性淋巴細胞白血病患者中存在活化誘導胞嘧啶脫氨酶(activation-induced cytidine deaminase,AID)的高表達和體內類(lèi)別轉換重組(class switch recombination,CSR)。

    Xochelli等檢測了486例慢性淋巴細胞白血病患者的同型轉換情況,是目前研究類(lèi)別轉換與特定的B細胞受體關(guān)系的最大系列的研究。研究結果發(fā)現486例慢性淋巴細胞白血病患者外周血經(jīng)流式細胞術(shù)檢測有298例(61.3%)表達MD同型抗原,RT-PCR檢測有188例患者表達腫瘤特異性Cμ和Cδ轉錄本。

    340例(70%)的患者IgHV發(fā)生突變。71例(14.6%)患者B細胞受體為典型模式。Subset#1、2、3、6、7的分別為25、23、8、7、8例。共有78例(16%)患者表達Cμ/Cδ、C α和(或)Cγ。27例(5.6%)患者表達 同型抗原,21例(4.3%)患者表達γ同型抗原,而兩種抗原都表達的有7例,占1.4%.

    IgHV未突變慢性淋巴細胞白血病患者中同型轉換的發(fā)生率高于IgHV突變的患者(33/146比22/340,P<0.001)。B細胞受體不同亞群患者中同型轉換的發(fā)生率也有所不同,腫瘤來(lái)源的Cα和(或)Cγ轉錄本在各亞群中的檢出情況分別為:25例subset#1中有13例,8例subset#3中有2例,其余亞群中未見(jiàn)檢出。

    Aliki Xochelli等首次發(fā)現體內CSR中保守B細胞受體的亞群分布存在一定的偏頗性,并且在某一特定亞群中腫瘤來(lái)源轉錄本的檢出率較其他高,比如subset#1.

    這些發(fā)現都為不同保守B細胞受體亞群的慢性淋巴細胞白血病患者具有不同的生物學(xué)特征和在與微環(huán)境的相互作用中克隆演變的形式不同以及臨床預后不同提供了更為確切的證據。

    B細胞受體的保守性提示了特定類(lèi)型的抗原在慢性淋巴細胞白血病的克隆選擇中起到了重要的作用。但是關(guān)于抗原的克隆選擇到底發(fā)生在疾病進(jìn)展的哪一階段,這種抗原**是否持續存在目前還不清楚。特定抗原與同源T細胞的選擇和活化高度相關(guān),但抗原在其中所發(fā)揮的作用尚不清楚。

    Vardi等分析了B細胞受體為保守IgHV4-34/IgKV2-30 B細胞受體 Ig(subset#4)的慢性淋巴細胞白血病患者中T細胞受體8(T cell receptor B,TRβ)鏈基因的表達情況。

    subset#4亞群的慢性淋巴細胞白血病患者表現出明顯的免疫遺傳的特征如Ig基因的多樣性,提示其與自體抗原相互作用。而且subset#4亞群的慢性淋巴細胞白血病患者對B細胞受體和(或)Toll樣受體(Tol1-1ike receptor,TLR)的激活存在明顯功能性反應。

    作者分析了12例未治療的subset#4亞群患者的外周血樣品,同時(shí)檢測TRBV-TRBD.TRBJ基因重排(其中4例樣本采集了患者不同時(shí)間點(diǎn)的外周血樣品)。

    所有樣品均檢出攜帶與某種獨特的克隆亞群密切相關(guān)的重排(>2個(gè)),克隆亞群的中位數量為5個(gè)(1-13)。所有克隆亞群的出現頻率從8.1%到70.4%不等。

    4例連續隨訪(fǎng)的慢性淋巴細胞白血病患者中,有2例患者發(fā)現至少有一種克隆亞群持續存在。重要的是,所有樣品的TRB CDR3序列經(jīng)過(guò)聚類(lèi)分析后,發(fā)現存在公共的克隆亞群即兩個(gè)已經(jīng)被驗證過(guò)的亞群(TRBV15*02/TRBDI*01/TRBJ2-2*01和TRBV30*01/TRBD1*01/TRBJ2-2*01)。

    目前的研究表明,subset#4亞群的慢性淋巴細胞白血病患者的T細胞亞群存在明顯的偏頗性,提示抗原選擇在克隆亞群形成中的關(guān)鍵作用。“公共”克隆亞群的存在提示抗原表位與T細胞克隆選擇的相關(guān)性。

    慢性淋巴細胞白血病患者的亞群分類(lèi)的定義是基于其B細胞受體的免疫遺傳特征。尤其是那些B細胞受體為典型模式的慢性淋巴細胞白血病患者。它們對經(jīng)由B細胞受體或TLR的免疫**表現出不同的反應。在正常B細胞和慢性淋巴細胞白血病 B細胞中關(guān)鍵的B細胞受體或TLR下游的關(guān)鍵信號分子都被microRNA所調控。

    Ntoufa等研究了免疫信號對miRNA的表達和功能的影響。研究對象選擇如下,(1)subset#1:IgHV未突變的IgHV1/5/7-IGKV1(D)-39 IgM B細胞受體,這一亞群患者侵襲性強,是IgHV未突變的慢性淋巴細胞白血病患者中最大的一個(gè)亞群;(2)subset#4:IgHV突變的IgHV4-34/IgKV2-30 IgG B細胞受體,該亞群較為惰性,是IgHV突變的慢性淋巴細胞白血病患者中最大的亞群。

    研究表明subset#4亞群的慢性淋巴細胞白血病患者在經(jīng)由TLR**后僅對TLR1/2選擇性地反應,而對TLR7則沒(méi)有反應。而subset#1則與此相反。

    作者將兩個(gè)亞群的慢性淋巴細胞白血病患者的CD5 B細胞進(jìn)行體外培養,并分組如下:未**組、經(jīng)由B細胞受體通過(guò)抗IgM和IgG**組、經(jīng)由TLR7**的subset#1亞群患者或經(jīng)由TLR1/2**的subset#4亞群患者組、B細胞受體/TLR共**組。

    應用RQ-PCR,作者檢測了33個(gè)調控B細胞受體和TLR信號通路潛在靶點(diǎn)的miRNA的表達變化。結果顯示subset#1亞群中TLR的配體不影響miRNA的表達,而在subset#4亞群中,TLR1/2的**顯著(zhù)增加了13個(gè)miRNA的表達(P<0.05),其中包括miR17-92簇和miR-15a,而B(niǎo)細胞受體的**對miRNA的表達則沒(méi)有明顯變化。

    B細胞受體/TLR1/2共**組僅影響了3個(gè)miRNA.生物信息學(xué)的分析表明這些經(jīng)過(guò)**表達變化的miRNA的靶點(diǎn)分別是MAP3K1、MAP2K3、MAPK8、CASP8和IKBKB.

    免疫蛋白電泳(WB)的結果表明:NF-K B的抑制劑IKBKB(miR-15a的靶點(diǎn))和MAP3K1、MAPK8激酶和CASP8半胱天冬酶(miR17-92的靶點(diǎn))都存在明顯的下調。

    文獻表明subset#1和subset#4亞群都可對TLR9的**產(chǎn)生反應。隨后作者又繼續觀(guān)察了TLR9對兩個(gè)亞群miRNA的影響。結果發(fā)現,TLR9對subset#4亞群的miRNA沒(méi)有明顯影響,而在subset#1亞群中顯著(zhù)增加了17個(gè)miRNA的表達,其中miR17——92簇家族成員上調程度最高。

    實(shí)驗結果證實(shí)miR17——92簇在特定類(lèi)型B細胞受體的慢性淋巴細胞白血病患者中有對免疫反應的選擇性調控作用。由于這些miRNA影響MAPK和NF-K B途徑關(guān)鍵信號分子的表達,表明其在慢性淋巴細胞白血病發(fā)生、發(fā)展中的重要作用,這些miRNA有望作為免疫信號抑制劑成為慢性淋巴細胞白血病治療的新靶點(diǎn)。

    保守的B細胞受體在IgHV未突變的慢性淋巴細胞白血病患者中發(fā)生率更高,因此B細胞受體為典型模式的慢性淋巴細胞白血病患者臨床預后更差。原則上說(shuō),保守的VH CDR3序列可以利用Ig基序作為腫瘤相關(guān)抗原(tumor associated antigen,TAA)成為慢性淋巴細胞白血病免疫治療的靶點(diǎn)。

    Maccalli等驗證了來(lái)源于主要慢性淋巴細胞白血病亞群尤其是subsets#l和subsets#2亞群的潛在TAA亞群特異性的Ig基序。

    研究表明,這些基序與侵襲性的臨床進(jìn)程關(guān)系密切。作者前期的實(shí)驗結果證實(shí),subsets#1、2、4、6、8、10的VH CDR3蛋白區域被1——3個(gè)長(cháng)肽(15-mer)包圍著(zhù)。

    這些被包圍的蛋白區域具有顯著(zhù)的特征,那就是具有對MHCⅡ類(lèi)分子有高綁定分數并包括最小的MHC Ⅰ類(lèi)分子特異性的抗原表位,如HLA-A2、-A3、-A24、DR1、DR7、DR13,這些都是白種人高頻的抗原表位。

    作者收集了18例慢性淋巴細胞白血病患者的淋巴細胞,流式細胞術(shù)分析T、B淋巴細胞表面的**因子、共**因子和陰性調控分子,同時(shí)檢測慢性淋巴細胞白血病患者的HLA分型。

    結果表明,18例患者中有13個(gè)匹配HIJA I和(或)Ⅱ類(lèi)分子。11例表達HLA-A2和(或)DR13的慢性淋巴細胞白血病患者的T細胞應用合成的subset#1和#2特異性的多肽進(jìn)行體內**,培養體系中包括IL-2和IL-15.

    隨后,這些T細胞每周用多肽加自體抗原遞呈細胞(APC、單核細胞、B細胞等)進(jìn)行**。培養的第3周,應用ELISPOT分析評價(jià)T細胞對CDR3來(lái)源的TAA和慢性淋巴細胞白血病腫瘤細胞的特異性識別。

    結果表明,11例慢性淋巴細胞白血病患者中有5例可以分離出subsets#1和#2的CDR3和腫瘤特異性的T細胞,而且4例患者來(lái)源的抗原和腫瘤特異性的T細胞可通過(guò)快速擴增程序Rapid Expansion Protocol(REP)得到擴增。

    通過(guò)這種方法,可以獲得大量(2×10^9——10×10^9)的抗CDR3的T細胞。因此,原則上講,這種方法可以獲得充足的細胞用于臨床。有意思的是,經(jīng)擴增的T細胞培養物較擴增前富集了CD3+cD8+T細胞并下調了負向調控分子,如CTLA-4.

    這些細胞可在體內保持較高的擴增效率達6周以上。研究表明,典型的VH CDR3的肽序列可以提呈抗原給T細胞介導的抗慢性淋巴細胞白血病反應,尤其是預后不良的患者,這一發(fā)現對慢性淋巴細胞白血病的免疫治療是***性的進(jìn)展。

 

 


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