网络平衡阈值的跨越及对增殖信号的感应
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网络平衡阈值的跨越及对增殖信号的感应
早在20世纪初,PaulEhrlich就在有关抗体产生的侧链理论中提出,抗体形成细胞可表达结构各异的多种受体,一旦抗原出现,结构与之互补的受体分子通过与该抗原的结合,可使相应细胞产生并大量分泌同样类型的抗体分子。在Ehrlich绘就的一张示意图中,生动地展示了抗体生成细胞如何“知道”其受体已与抗原结合,并迅速做出应答。该示意图的下半部可见,参与结合的受体分子越多,感应细胞所分泌的抗体分子就越多(右下方的细胞看起来像“嚎啕大哭”而喷洒出“泪水”)。生动地设想了免疫系统可以从量上感知抗原并启动相应的特异性应答。
MacFarlaneBurnet继承了Ehrlich的抗原选择理论,但把被选择的受体分子改为表达不同受体的淋巴细胞克隆,由此形成克隆选择学说。抗原能够对淋巴细胞克隆进行选择,是基于存在上面提到的数量极大的受体库或淋巴细胞克隆库,而受体库的发育,依赖于基因重排和体细胞突变。在此基础上,NielsJerne提出独特型网络学说。该学说所吸引人的,不仅是设想并确认了淋巴细胞抗原受体间可因抗独特型抗体的出现而启动负向调节,同样重要的,提出了机体内预存着一个相互制约的独特型网络。
抗体形成的侧链理论和克隆选择学说
A.Ehrlich提出的侧链理论,抗原选择的是受体(抗体)分子; B.Burnet提出的克隆选择学说。左侧为一群带有不同B:R的B细胞,抗原从中选择出带有特定受体的B细胞后,通过克隆扩增,出现一群BCR受体结构均一的B淋巴细胞群,分泌的抗体能与原有的抗原发生特异性结合。此处抗原选择的是淋巴细胞克隆。
根据Jerne的见解,该网络在体内无所不包地把带有各种抗原受体的细胞克隆收罗其中,但每一个克隆在数量上没有超越能针对该克隆表面抗原受体(或抗体)产生独特型抗体的阈值,也即尚不能以该克隆作为自身抗原而被免疫系统所识别,因而也就不会被清除。抗原一旦出现,把相应克隆挑选出来使之扩增,数量一旦超越阈值,意味着原有平衡被打破,独特型抗体(Abl)即被诱导。在这个意义上,阈值之下的各种显示独特型的淋巴细胞(图中以不同结构的受体分子示意),就是由数量极大的“感知原件”组成的一种洞察抗原刺激并具有引发特异性应答潜在能力的十分精确的网络。这一网络可以实施正向调节(诱导抗原特异性克隆扩增),也可以进行负向调节(诱导抗独特型抗体)。这样,从上面三位诺贝尔奖获得者的理论和一脉相承的思维,窥见了免疫系统具有感知和调节能力这样一个重要的属性。
淋巴细胞抗原受体独特型网络及其对抗原激发的感知和应答
带有不同独特型抗原受体的淋巴细胞克隆,因数量未能超过免疫系统的感知阈值而在体内长期存在。图中以不同的几何图形代表各种细胞克隆的受体(TCR或BCR)。抗原(红三角)一旦到来,选择出带有相应受体的淋巴细胞克隆使之发生增殖并跨越阈值,成为Abl(紫红色),后者再诱导产生Ab2(蓝色和绿色),引发网络式的连锁反应。 注意Ab2作为抗原分子,其表位结构与原先的抗原分子相似。