На основании этого результата была выдвинута гипотеза, что в пре-В-клетках определенные транскрипционные факторы, присоединяющиеся к cis-регуляторным элементам локуса Ig?, присутствуют в лимитирующих количествах и что совместное присоединение таких факторов к энхансерам Ig? является редким событием, происходящим стохастически только в одной аллели. Следовательно, стохастическая активация энхансера посредством аллельной конкуренции за лимитирующие транскрипционные факторы может внести свой вклад в аллельное исключение в локусе Ig? (Liang et al., 2004). Успешная перестройка одной аллели Ig? ведет к экспрессии BCR на поверхности клетки, которая впоследствии поддерживает аллельное исключение во второй аллели Ig? посредством подавления экспрессии рекомбиназы RAG 1/2 (Jankovic et al.. 2004).
4. Конечная дифференцировка зрелых В-клеток
4.1. Дифференцировка плазматических клеток
Завершение рекомбинации V(D) J и экспрессия рецептора иммуноглобулина (Ig) на поверхности В-клетки маркируют конец антиген-независимой фазы В-лимфопоэза. Начиная с этой точки отсчета, судьба В-клеток начинает зависеть от сигнала рецептора, индуцированного антигеном (Rajewsky, 1996). В отсутствие антигена периферические В-клетки поддерживаются в покоящемся состоянии, где их выживание обеспечивается тонизирующими сигналами с BCR клеточной поверхности (Kraus et al., 2004). Сравнение организации хроматина в покоящихся и активированных В-клетках показывает, что покой В-клеток характеризуется низкими уровнями общего метилирования гистонов (Baxter et al., 2004). Относительно высокие уровни ацетилирования гистонов в покоящихся В-клетках остаются стабильными в процессе активации клеток (Baxter et al., 2004). Общее снижение метилирования лизинов гистонов, включая возможное отсутствие метилирования гистона H3K9, коррелирует с отсутствием других признаков конститутивного хроматина, таких как ассоциация Ikaros и связывание НР1 в покоящихся В-клетках (Baxter et al., 2004). Активация В-клеток восстанавливает метилирование гистонов, которое приводит к увеличению активной метки H3K4me3 на генах, требующихся для функционирования В-клетки (Рах5), и к одновременному повышению репрессивной модификации H3K9me2 на «молчащих» генах (Dntt) (Baxter et al., 2004). Реорганизация хроматина, индуцированная активацией, может поддерживать идентичность В-клетки в течение иммунного ответа. Однако геном В-клетки должен оставаться подверженным перепрограммированию, вызванному антигеном, так как активированные В-клетки после первой встречи с антигеном способны дифференцироваться прямо в плазматические клетки, продуцирующие антитела (Calame et al., 2003).
Как альтернатива, антигенная стимуляция может инициировать реакцию зародышевого центра. В процессе этой реакции зрелые IgMlow IgDhlgh В-клетки включают свои иммуноглобулиновые изотипы и производят мутации в своих генах Ig с помощью цитидиндеаминазы, индуцированной активированием (AID; Honjo et al., 2004). Белки Ig, возникшие в результате этих процессов, идеально подходят для дифференцировки и поддержки В-клеток памяти, или для развития плазматических клеток, которые продуцируют антитела с высоким сродством к определенному антигену (Honjo et al., 2004). Время реакций зародышевого центра и превращение В-клеток в плазматические клетки регулируются двумя взаимоисключающими репрессорами транскрипции — Вс16 и Blimp 1 (рис. 21.10) (Turner et al., 1994; Ye et al., 1997). Bcl6 экспрессируется на низком уровне в зрелых наивных В-клетках, но быстро ап-регулируется в некоторых В-клетках после антигенной стимуляции (Fukuda et al., 1997). Клетки, которые не ап-регулируют Вс16, после встречи с антигеном дифференцируются в плазматические клетки, которые служат начальным источником антител с низкой аффинностью (Fukuda et aL, 1997).
Наоборот, В-клетки, которые ап-регулируют Вс16, входят в реакцию зародышевого центра (Fukuda et al., 1997) и поддерживаются как В-клетки за счет Вс16-опосредованной репрессии генов, которые контролируют дифференцировку плазматических клеток (Shaffer et al., 2000). Одной из ключевых мишеней Вс16 является ген Prdm1, кодирующий транскрипционный фактор Blimp1 (рис. 21.10). Интересно, что, оказывается, Рах5 помогает Вс16 в репрессии гена Blimp1 (Prdm1) (рис. 21.10) (Delogu et al., 2006). Однако, начав однажды экспрессироваться, Blimp 1 аннулирует транскрипционную программу В-клеток, включая экспрессию Вс16 и Рах5, и одновременно вызывает транскрипцию генов, специфичных для плазматических клеток (Shaffer et al., 2002; Calame et al., 2003). Bcl6 и Blimp 1 используют широкий арсенал репрессивных механизмов для инактивации транскрипции генов. Один характерный аспект Вс16 — это использование ацетилирования лизина за рамками модификации гистонов, чтобы контролировать репрессию генов (Bereshchenko et al., 2002). Вс16 взаимодействует с МТАЗ, субъединицей корепрессорного комплекса Mi-2/NuRD, который в высокой степени экспрессируется в В-клетках зародышевого центра (Fujita et al., 2004). Ассоциация Вс16 с комплексом Mi-2/ NuRD, содержащим МТАЗ, необходима для репрессии гена, так как истощение МТАЗ, опосредованное RNAi, ведет к реактивации репрессированных Вс16 генов-мишеней в В-клетках (Fujita et al., 2004). Функция репрессии комплекса Вс16/МТАЗ/ Mi-2/NuRD зависит от статуса ацетилирования остатков лизина как в Вс16, так и в гистонах, связанных с локусом репрессированного гена. Для осуществления взаимодействия центрального домена Вс16 с МТАЗ он должен быть деацетилирован, тогда как репрессия гена посредством комплекса МТАЗ/ Mi-2/NuRD зависит от деацетилаз гистонов HDAC1 и HDAC2 класса I (Fujita et al., 2004).