4.2. Пластичность зрелых В-клеток в процессе развития

Возникновение плазматических клеток обычно считается конечной стадией развития В-клетки, так как экспрессия генов иммуноглобулина — это необходимая функция как В-клеток, так и плазматических клеток. Интересно, что в клетках обоих типов гены иммуноглобулина экспрессируются под комбинированным контролем убиквитных, а не В-лимфоидных транскрипционных факторов. Однако, помимо генов иммуноглобулина, В-клетки и плазматические клетки радикально различаются по своим паттернам генной экспрессии (Shaffer et al., 2002, 2004). Что касается функции Рах5, плазматические клетки даже как бы дают «задний ход», так как специфический для плазматических клеток сайленсинг экспрессии Рах5 ведет к реактивации генов, нехарактерных для В-линии, которые в норме репрессированы при помощи Рах5 в начале развития В-клеток (Delogu et al., 2006). Эти данные по генной экспрессии поддерживают, таким образом, альтернативный взгляд, что дифференцировка В-клеток, простимулированных антигеном, в плазматические клетки — это действительно «линейный» переключатель. Эта гипотеза предсказывает, что потенциал развития зрелой В-клетки не должен быть ограничен судьбой В-лимфоцита, но должен быть более пластичным, что подтверждается следующими данными.

Эктопическая экспрессия транскрипционного фактора Вс16 В-клетки и его корепрессора МТАЗ в установившихся линиях плазматических клеток ведет к репрессии генов, специфических для плазматических клеток, в том числе регуляторных генов Blimp1 и ХВР1 (Fujita et al., 2004). В то же время реактивируются множественные гены, специфичные для В-клеток, включая гены-мишени для Рах5 (СИТА and BLNK). и сам ген Рах5(Fujita et al., 2004). Следовательно, белка Вс16 и его партнера — белка МТАЗ достаточно, чтобы перепрограммировать плазматические клетки в клетки с судьбой В-клеток, по меньшей мере в проанализированных условиях культивирования in vitro (рис. 21.11).

Транскрипционный фактор С/Е В Ра, который необходим для развития гранулоцитов, экспрессируется исключительно в миелоидных прогениторах и их дифференцированных потомках (Akashi et al., 2000). Принудительная экспрессия С/ЕВРа в В-лимфоцитах из костного мозга или селезенки ведет к эффективной трансдифференцировке инфицированных В-клеток в функциональные макрофаги в течение 5 дней (Xie et al., 2004). Таким образом, С/ЕВРа активирует миелоидную генную программу и параллельно репрессирует гены, специфичные для В-клеток, интерферируя с транскрипционной активностью Рах5 (Xie et al., 2004). Следовательно, потеря функции Рах5, по-видимому, облегчает превращение В-клеток, присущее миелоидной клеточной линии в ответ на эктопическую экспрессию С/ЕВРа (рис. 21.11).

Условная инактивация гена однозначно указывает на решающую роль Рах5 в контроле идентичности В-клеток в процессе В-лимфопоэза. Cre-опосредованная генная делеция в коммитированных про-В-клетках показывает, что Рах5 необходим не только для того, чтобы инициировать свою В-лимфоидную программу транскрипции, но и для поддержания ее на ранних этапах развития В-клетки (Mikkola et al., 2002). Как следствие инактивации Рах5, ранее коммитированые про-В-клетки восстанавливают способность дифференцироваться в макрофаги in vitro и возрождать развитие Т-клеток in vivo (рис. 21.11) (Mikkola et al., 2002). Условная) делеция Рах5 в зрелых В-клетках также ведет к утрате Рах5-зависимой программы экспрессии гена (Horcher et al., 2001; Delogu et al., 2006). Однако более удивительно то, что зрелые В-клетки с делецией Рах5 все время ретродифференцируются in vivo в мутантные по Рах5 прогениторы после того, как их инъецируют в мышей, дефектных по RAG2. Эти мутантные по Рах5 прогениторы возвращаются в костный мозг, из которого они заселяют тимус и полностью восстанавливают развитие Т-клеток в RAG2-дефицитном хозяине (рис. 21.11)

^{Рис. 21.11. Пластичность В-лимфоцитов на разных этапах развития}

^{Эктопическая экспрессия Вс16 и МТАЗ в установившихся линиях клеток плазмы сайленсирует транскрипцию генов, специфических для плазматических клеток, и одновременно реактивирует программу экспрессии В-клеток (оранжевая стрелка) (Fujita et al., 2004). CD19+ В лимфоциты, которые не были далее охарактеризованы относительно их стадии развития, подвергаются стремительной трансдифференцировке в макрофаги in vitro в ответ на принудительную экспрессию С/ЕВРа (красная стрелка) (Xie et al., 2004). Условная делеция Рах5 позволяет коммитированным про-В-клеткам и даже зрелым В-клеткам ретродифференцироваться in vivo в некоммитированные прогениторы, которые затем развиваются в остальные типы гематопоэтических клеток в костном мозге или в Т-клетки в тимусе (черные стрелки) (Mikkola et al., 2002; С. Cobaleda и М. Busslinger, неопубликованные данные). Синий цвет означает экспрессию Рах5 во время развития В-клетки}

Тот факт, что соответствующие дважды-позитивные тимоциты CD4⁺CD8⁺ несут IgH и Ig? и перестройки TCRa and TCRfi, однозначно демонстрирует, что зрелые В-клетки после потери Рах5 могут быть превращены в Т-клетки через ретродифференцировку в стадию некоммитированной клетки-прогенитора (С. Cobaleda and М. Busslinger, неопубл.). Следовательно, экспрессия Рах5 постоянно требуется для поддержания идентичности В-лимфоцитов от стадии про-В-клетки до стадии зрелой В-клетки. На основании анализа других систем развития у мух и позвоночных животных, предполагается, что транскрипционные факторы инициируют «решение» о той или иной судьбе клетки посредством изменения паттернов экспрессии генов, тогда как транскрипционное состояние коммитированных клеток впоследствии поддерживается эпигенетическими факторами, кодируемыми группами генов Polycomb и Trithorax (Ringrose and Раю, 2004; обсуждается подробнее в главах 11 и 12). Постоянная потребность в транскрипционном факторе Рах5 могла бы свидетельствовать против важной роли этих систем эпигенетической памяти в развитии В-клеток. Однако более вероятно, что Рах5 может поддерживать идентичность В-клеток, выступая ключевым фактором рекрутирования, чтобы нацелить белковые комплексы Polycomb или Trithorax на регуляторные элементы генов.