Hemocianin

A különböző V géncsaládok rendezett expressziója és az antigénspecifikusságok megszerzése az ontogenezis során

Úttörő vizsgálatokban, Silverstein kimutatta, hogy a bárányok bizonyos antigénekre, például vírusokra, ferritinre, azoproteinekre, ovalbuminra és hemocianinra már a magzati élet során válaszokat kaptak, míg a diftéria toxoidra, O antigénre és BCG-re csak a születés utáni 40. nap után jöttek válaszok. Az antitestválaszok és az idiotípusok kifejeződésének vizsgálata fiatal egerekben szintén hozzájárult annak kimutatásához, hogy a posztnatális élet során a klónok szekvenciális vagy rendezett aktivációja zajlik. Vannak olyan poliszacharidok, mint a β2-6 fruktozán, az α-metil-d-galaktozid immundomináns cukrot tartalmazó S. tranaroa lipopoliszacharid (LPS) vagy a β1-6 galaktán, amelyek immunválaszt válthatnak ki 1 napos egerekben. A β2-6 fruktozánnal történő immunizálás nem jár együtt az A48 és UPC10 keresztreaktív idiotípus (IdX) fokozott expressziójával. Ezzel szemben az LPS-specifikus antitestek mintegy 25%-a expresszálja a Salmonella tranaroa LPS-re specifikus MOPC387 IdX myeloma fehérjét. Hasonlóképpen, az 1 napos ghattival immunizált egereknél jelentős antigalaktán plakk-képző sejt (PFC) válasz alakul ki, amelynek 30%-a az X24 idiotípust fejezi ki. A foszfokolin (PC), fenilarsonát (Ars) és trinitrofenil (TNP) ellenes antitestválaszok ontogenezisével kapcsolatos vizsgálatok azt mutatták, hogy ezen antigének ellen, amelyek azonos specificitással osztoznak a myeloma fehérjék IdX-jén, 1 hetes egerekben is kiváltható az antitestek termelődése. Így a T15 IdX-et hordozó PC-specifikus prekurzorok többsége 4-5 nappal a születés után kimutatható, míg az IdX+ Ars-specifikus antitestek termelésére képes sejtek már a 7. nap előtt jelen vannak az újszülött egerekben. Az 1 napos egerek TNP-LPS-szel és az 1 hetes egerek TNP-Ficollal történő immunizálása jelentős TNP-ellenes választ váltott ki. A MOPC460 DNP-kötő myeloma-fehérjén kifejezett 460Id azonban csak a TNP-LPS-szel immunizált 1 hetes egerekben és a TNP-Ficollal immunizált 3 hetes egerekben volt kimutatható. A 460Id+ anti-TNP klónok aktiválódása 7 napos egerekben egybeesett azzal az életkorral, amikor a TNP-ellenes válasz diverzifikációja bekövetkezik. Az α1-3 dextrán esetében, bár a MOPC104Id-t expresszáló prekurzorok az élet első hetében kimutathatók, a J558IdX prekurzorok csak 15-22 nappal a születés után jelennek meg, majd gyorsan dominánssá válnak. További jelentős ontogén késleltetést figyeltünk meg az anti-β2-1 fruktozán (inulin) válaszok esetében. Az IdX-et hordozó anti-inulin válasz jelentős növekedését csak 28 napos egereknél figyeltük meg. Ez a késleltetett válasz a fiatal állatokban lévő prekurzorok hiányával hozható összefüggésbe. Késleltetett ontogén választ figyeltek meg az α1-6-dextrán esetében is, ami szintén a prekurzorok hiányával függ össze. Fernandez és Moller valóban kimutatták, hogy az anti-α1-6-dextrán prekurzorai csak 1 hónapos egerekben mutathatók ki.

A fent tárgyalt adatok többsége T-független antigénekre vonatkozik, ezért a késleltetett ontogén válaszok nem a T-sejtek éretlenségéből adódnak. Egyes antitestválaszok szekvenciális aktiválódása nem tulajdonítható a V génátrendeződések hiányának a fiatal egerekben. Valószínűtlennek tűnik, hogy egyes válaszok késői érése a fiatal állatokban lévő prekurzorok toleranciájával magyarázható. A késői anti-β2-1-fruktozán válaszok esetében a tolerogénnek inkább inulinnak, mint levánnak kellene lennie. A válaszkészség hiánya a β2-1 fruktozánra és nem a β2-1 fruktozán kötődésre korlátozódik, és mindkét epitópot a bakteriális levan hordozza, amely egy környezeti antigén. Valószínűbb magyarázat, hogy a szekvenciális aktivációt antigén-független generatív mechanizmusok vagy T-sejtes hatások révén szerezték meg. Bizonyos ismeretlen mechanizmusok meghatározhatják az adott VH:Vκ párosítás idejét, amely kritikus lehet az egyes epitópokat felismerő kombinációs helyek specifitása szempontjából.

Végezetül, a V gének egy adott készletét expresszáló klónok szekvenciális aktiválódását belső erők, például antiidiotípusos antitestek is vezérelhetik. Ezt az elképzelést erőteljesen alátámasztják Vakil és Kearney adatai, akik a magzati májból vagy újszülöttekből származó hibridómák által termelt antitestek néhány fő IdX kötődési specifitását elemezve megfigyelték, hogy ezek nagy része (7%) anti-Id aktivitást mutat.

Egerekben és emberekben egyaránt számos VH és Vκ csíravonal-gén található. A fehérjeszekvencia-homológia alapján a VH és Vκ csíravonal-géneket több alcsoportba sorolták, most pedig a DNS-homológia alapján különböző családokba sorolták őket. Az egy családba tartozó csíravonal-gének klaszterekbe csoportosulnak, ritkán egymás között, és a nehézlánc esetében a 12. kromoszómán, a Vκ könnyűlánc esetében a 6. kromoszómán adnak rendet.

A V géncsalád expressziójának elemzése Abelson-transzformált pre-B sejtvonalakban a 3′ családok preferenciális használatát mutatta. Valójában a VH81X-et, e géncsalád leg D-proximálisabb tagját megfigyelték a pre-B sejttípusú hibridomákban, valamint a magzati májból előállított hibridomákban. Ezzel szemben eltérő eredményeket kaptak azokban a vizsgálatokban, amelyekben a géncsalád használatát 6-8 hetes meztelen BALB/c egerekből készített, nem transzformált pre-B sejtvonalakban vizsgálták. Ebben a vizsgálatban kimutatták, hogy minden szonda kimutatható intenzitással hibridizálódott a nyugvó pre-B sejtekből származó RNS-sel. Ezek az adatok azt jelzik, hogy valamennyi VH géncsalád transzkripcionálisan aktív a felnőtt egerek nyugvó pre-B sejtjeiben. A dendritikus sejtekkel és mitogénnel stimulált T-limfocitákkal való 7 napos inkubáció a VH7183 család magasabb expresszióját okozta, ami arra utal, hogy ennek a családnak az expresszióját az ontogenezisen kívül más tényezők is szabályozzák, és talán a B sejtvonal differenciálódásának meghatározott szakaszaihoz kapcsolódik. A VH gének nem véletlenszerű átrendeződésének funkcionális jelentősége jelentős a magzat kialakulóban lévő funkcionális B-sejt repertoárjának szempontjából.

Yancopoulos és Alt feltételezték, hogy a VH család hasznosításának pozíciófüggő preferenciája a pre-B sejtekben és az újszülöttkori májban valószínűleg inkább egy egydimenziós, rekombinázok által közvetített követési mechanizmushoz kapcsolódik a VDJ csatlakozás során, mint a háromdimenziós diffúzió során bekövetkező ütközésekkel kapcsolatos disszociatív csatlakozáshoz. Vannak olyan adatok, amelyek arra utalnak, hogy az egyik családból származó VH-gének fiatal limfocitákban egy másik családból származó VH-génekkel helyettesíthetők. Úgy tűnik, hogy a V géncsere meglehetősen ritka esemény, azonban hozzájárulhat a pre-B sejtrepertoár kialakulásához. A VH génszegmensek használatának erősen korlátozott készletét figyelték meg a humán magzati B-sejtekben is. A humán VH-repertoár elemzése a terhesség 130. napján bizonyos JH-gének (JH3, JH4 és JH5) elfogult használatát mutatta ki, valamint egy 56P1-nek nevezett VH-gént, amely nagy homológiát mutat az egér VH81X génnel, a VH7183 család egyik tagjával, amely előnyösen átrendeződik az egér pre-B sejtekben.

Hasonlóképpen, bizonyos Vκ családok előnyösen kifejeződnek az ontogenezis során. Kaushik és munkatársai LPS-indukált B-sejt kolóniateszttel elemezték a Vκ családok használatát az újszülöttkori egér B-sejtek által. Az eredmények azt mutatják, hogy a Vκ-lokusz közepén elhelyezkedő Vκ-családok egy csoportját, mint például a Vκ1, Vκ9 és Vκ8, nagymértékben használják az újszülött C57BL/6 egerek. Érdekes módon a Vκ21, a legproximálisabb Jκ család expressziója nem volt megfigyelhető az újszülöttkori B-sejt kolóniák között. Ezek az adatok arra utalnak, hogy a Vκ-használat az újszülött egerekben nem a 3′ családok expressziójának pozíciós torzítását tükrözi, hanem inkább a Vκ1 és a Vκ9 család preferenciális használatát, amelyek a Vκ-lókusz közepén helyezkednek el. A különbségek arra utalnak, hogy a Vκ gének átrendeződésének és kifejeződésének mechanizmusai különböznek a VH-lokuszt irányító mechanizmusoktól.