Hemocyanin

Ordnet ekspression af forskellige V-genfamilier og erhvervelse af antigenspecificiteter i løbet af ontogenien

I pionerundersøgelser, Silverstein påviste, at der kunne opnås respons hos lam mod visse antigener, såsom virus, ferritin, azoproteiner, ovalbumin og hæmocyanin, i løbet af fosterlivet, mens respons mod difteritoksoid, O-antigen og BCG først opstod efter 40 dages postnatal levetid. Undersøgelser af antistofresponser og af idiotypeudtryk hos unge mus har også bidraget til at vise, at der sker en sekventiel eller ordnet aktivering af kloner i løbet af det postnatale liv. Der findes nogle polysaccharider såsom β2-6 fructosan, S. tranaroa lipopolysaccharid (LPS) med det immunodominante sukkerstof α-methyl-d-galactosid eller β1-6 galactan, som kan fremkalde et immunrespons hos 1 dag gamle mus. Immunisering med β2-6 fruktosan er ikke parallel med en øget ekspression af A48 og UPC10 krydsreaktive idiotype (IdX). Derimod udtrykker ca. 25 % af de LPS-specifikke antistoffer MOPC387 IdX af et myelomprotein, der er specifikt for Salmonella tranaroa LPS. På samme måde udvikler 1 dag gamle mus, der er immuniseret med gum ghatti, et betydeligt antigalactan plakdannende cellereaktion (PFC), hvoraf 30 % udtrykte X24-idiotypen. Undersøgelser af ontogenesen af antiphosphocholin (PC), phenylarsonat (Ars) og trinitrophenyl (TNP) antistofresponser har vist, at produktionen af antistoffer mod disse antigener, som deler IdX af myelomproteiner med samme specificitet, kan induceres hos 1-ugers gamle mus. Således kan størstedelen af de PC-specifikke forstadier, der bærer T15 IdX, påvises 4-5 dage efter fødslen, mens celler, der er i stand til at producere IdX+ Ars-specifikke antistoffer, er til stede før dag 7 hos neonatale mus. Immunisering af 1 dag gamle mus med TNP-LPS og af 1 uge gamle mus med TNP-Ficoll fremkaldte et signifikant anti-TNP-respons. 460Id udtrykt på det DNP-bindende myelomprotein MOPC460 blev imidlertid kun påvist hos 1-ugers gamle mus, der var immuniseret med TNP-LPS, og hos 3-ugers gamle mus, der var immuniseret med TNP-Ficoll. Aktiveringen af 460Id+ anti-TNP-kloner i 7 dage gamle mus faldt sammen med den alder, hvor der sker en diversificering af anti-TNP-responset. I tilfælde af α1-3 dextran kan forløbere, der udtrykker MOPC104Id, ganske vist påvises i løbet af den første leveuge, men J558IdX-forløbere optræder først 15-22 dage efter fødslen og bliver derefter hurtigt dominerende. Vi har endvidere observeret en betydelig ontogen forsinkelse i forbindelse med antiβ2-1 fructosan (inulin)-reaktioner. En væsentlig stigning i anti-inulinresponset, der bærer IdX, er først blevet observeret hos 28 dage gamle mus. Dette forsinkede respons er forbundet med mangel på forløbere hos unge dyr. Et forsinket ontogent respons blev også observeret i forbindelse med α1-6 dextran og hænger også sammen med fraværet af prækursorer. Fernandez og Moller viste faktisk, at forløbere for anti-α1-6 dextran kun kan påvises hos 1 måned gamle mus.

De fleste af de ovenfor omtalte data vedrører T-uafhængige antigener, og derfor skyldes de forsinkede ontogene responser ikke T-cellernes umodenhed. Den sekventielle aktivering af nogle antistofresponser kan ikke tilskrives manglende V-genomlejringer hos unge mus. Det forekommer usandsynligt, at den sene modning af nogle responser kan forklares ved tolerance af forløberne hos unge dyr. I tilfælde af sene anti-β2-1 fructosan-responser må tolerogenet være inulin snarere end levan. Den manglende responsivitet er begrænset til β2-1 fructosan og ikke til β2-1 fructosanbinding, og begge epitoper bæres af bakteriel levan, som er et miljøantigen. En mere plausibel forklaring er, at den sekventielle aktivering er erhvervet ved antigenuafhængige generative mekanismer eller T-cellepåvirkninger. Visse ukendte mekanismer kan bestemme tidspunktet for en bestemt VH:Vκ-parring, som kan være afgørende for specificiteten af de kombinationssteder, der genkender bestemte epitoper.

Endelig kan den sekventielle aktivering af kloner, der udtrykker et bestemt sæt V-gener, være drevet af interne kræfter såsom antiidiotype antistoffer. Denne idé understøttes kraftigt af data fra Vakil og Kearney, der ved analyse af bindingsspecificiteten for nogle vigtige IdX-antistoffer produceret af hybridomer med oprindelse i fosterlever eller nyfødte observerede, at et stort antal (7%) af dem udviste anti-Id-aktivitet.

Der findes talrige VH- og Vκ-gener i kimlinjen både hos mus og mennesker. På grundlag af homologi i proteinsekvenserne blev VH- og Vκ-gener i kimlinjen klassificeret i flere undergrupper, og nu er de på grundlag af DNA-homologi blevet klassificeret i forskellige familier. De kimlinjegener, der tilhører en familie, er grupperet i klynger, sjældent indbyrdes forbundne, og giver en orden på kromosom 12 for tung kæde eller på kromosom 6 for Vκ let kæde.

Analyse af V-genfamiliens ekspression i Abelson-transformerede præ-B cellelinjer har vist en præferentiel brug af 3′-familier. Faktisk er VH81X, det mest D-proximale medlem af denne genfamilie, blevet observeret i hybridomer af præ-B celletypen såvel som i hybridomer fremstillet fra føtal lever. Derimod er der opnået andre resultater i undersøgelser, hvor brugen af genfamilien er blevet undersøgt i ikke-transformerede præ-B-cellelinjer fremstillet fra 6-8 uger gamle nøgne BALB/c-mus. I denne undersøgelse blev det vist, at alle prober hybridiserede med påviselig intensitet til RNA fra hvilende pre-B-celler. Disse data tyder på, at alle VH-genfamilier var transkriptionelt aktive i hvilende pre-B-celler fra voksne mus. Inkubation i 7 dage med dendritiske celler og mitogenstimulerede T-lymfocytter forårsagede en højere ekspression af VH7183-familien, hvilket tyder på, at ekspressionen af denne familie reguleres af andre faktorer end ontogeni og måske er relateret til specifikke stadier i differentieringen af B-celle-linjen. Den funktionelle betydning af den ikke-tilfældige omarrangeringen af VH-gener er af betydelig betydning med hensyn til fosterets fremspirende funktionelle B-celle-repertoire.

Yancopoulos og Alt har opstillet den hypotese, at den positionsafhængige præference af VH-familiens udnyttelse i præ-B-celler og neonatal lever højst sandsynligt er relateret til en endimensionel sporingsmekanisme, formidlet af rekombinaser, under VDJ-sammenføjning snarere end til en dissocierende sammenføjning relateret til kollisioner under tredimensionel diffusion. Der er data, der tyder på, at VH-gener fra en familie kan erstattes af VH-gener fra en anden familie i unge lymfocytter. Det ser ud til, at udskiftning af V-gener er en ret sjælden begivenhed; den kan dog bidrage til etableringen af præ-B-celle-repertoiret. Der er også blevet observeret et meget begrænset sæt af VH-gen-segmenter i humane føtale B-celler. En analyse af det humane VH-repertoire ved 130 dages svangerskab har vist en skæv anvendelse af visse JH-gener (JH3, JH4 og JH5) og også et VH-gen med betegnelsen 56P1, som viser en høj homologi med murin VH81X, et medlem af VH7183-familien, der fortrinsvis omarrangeres i murine præ-B-celler.

På samme måde udtrykkes visse Vκ-familier fortrinsvis i løbet af ontogenesen. Kaushik og kolleger analyserede brugen af Vκ-familier af neonatale murine B-celler ved hjælp af et LPS-induceret B-cellekoloniassay. Resultaterne viser, at en gruppe af Vκ-familier som Vκ1, Vκ9 og Vκ8, der er placeret i midten af Vκ-lokussen, anvendes i høj grad af neonatale C57BL/6-mus. Det er interessant, at ekspressionen af Vκ21, den mest Jκ-proximale familie, ikke blev observeret blandt neonatale B-cellekolonier. Disse data tyder på, at Vκ-anvendelsen hos neonatale mus ikke afspejler en positionel skævhed i ekspressionen af 3′-familier, men snarere en foretrukken anvendelse af Vκ1- og Vκ9-familien, der er placeret i midten af Vκ-lokussen. Forskellene antyder, at mekanismerne for Vκ-genomlægning og -udtryk adskiller sig fra dem, der kontrollerer VH-lokus.