Lymphozyten sind heterogene Leukozyten, die an der Immunantwort beteiligt sind. Lymphozyten entwickeln sich aus hämatopoetischen Zellen im Knochenmark zu gemeinsamen lymphoiden Vorläuferzellen. Aus dieser Abstammungslinie entstehen B- und T-Lymphozyten und natürliche Killerzellen (NK). B- und T-Lymphozyten spielen eine Rolle bei der adaptiven Immunität; NK-Zellen sind wichtig für die Abwehr des Wirts gegen atypische Proteine wie Tumorzellen. Während alle Entwicklungsstadien im Knochenmark beginnen, ist die Reifung der Lymphozyten unterschiedlich: B-Lymphozyten und NK-Zellen differenzieren im Knochenmark, bevor sie zu sekundären lymphatischen Organen (wie Lymphknoten) wandern. T-Lymphozyten wandern zur weiteren Reifung in den Thymus.
Aktualisiert: Feb 17, 2023
Lymphozyten sind an der Immunantwort beteiligte Blutzellen, die aus lymphopoetischen Vorläuferzellen hervorgehen.
Knochenmarkshämatopoese: Proliferation und Differenzierung der gebildeten Blutbestandteile.
IL-3: Interleukin-3
KBE-GEMM: koloniebildende Einheit – Granulozyten, Erythrozyten, Monozyten, Megakaryozyten
IL-2: Interleukin-2
IL-6: Interleukin-6
KBE-GM: Koloniebildende Einheit – Granulozyten-Makrophagen
GM-CSF: Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor
M-CSF: Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor
G-CSF: Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor
IL-5: Interleukin-5
NK: natürlicher Killerzellen
TPO: Thrombopoietin
EPO: Erythropoietin
Zytokine | Wirkung | Herkunft |
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Stammzellfaktor (SCF) | Stimuliert alle hämatopoetischen Vorläuferzellen | Stromazellen des Knochenmarks |
Interleukin-2 (IL-2) |
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T-Helferzellen |
Interleukin-4 (IL-4) |
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T-Helferzellen |
Interleukin-6 (IL-6) |
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Interleukin-7 (IL-7) | Stimulation aller lymphatischen Stammzellen | Stromazellen des Knochenmarks |
Der B-Zell-Rezeptor besteht aus dem Immunglobulin (Ig)-Molekül und der Signaltransduktions-Untereinheit. Immunglobin enthält 2 identische schwere Ketten und 2 identische leichte Ketten, die durch eine Disulfidbrücke verbunden sind. Das membrangebundene Ig ist an der Zelloberfläche verankert.
Bild: „Figure 42 02 06“ von OpenStax. Lizenz: CC BY 4.0Um ihre Funktionalität zu erreichen, durchläuft die B-Zelle verschiedene Stadien im Knochenmark und den sekundären lymphatischen Organen.
Reifephase | Ig-Gene | B-Zell-Rezeptor (BZR) | Assoziierte Vorgänge |
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Pro-B-Zelle | Keimbahn-DNA | Keiner | Keine Expression von schweren oder leichten Ketten |
Späte Pro-B-Zelle | IGH DJ Rearrangement | Keiner | Beginn der Expression von CD19, CD34 und HLA-DR (Klasse-II-Histokompatibilitätsantigen) |
Prä-B-Zelle | IGH VDJ neu geordnet | Prä-BZR wird gebildet:
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Andere Marker erscheinen (z.B. CD79, CD10, CD20, CD40, TdT) |
Unreife B-Zelle |
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Reifer BZR (IgM-Molekül) | HLA-DR-, CD19-, CD20- und CD40-Expression wird fortgesetzt, aber keine anderen Marker (z.B. CD10, CD34, TdT) |
Reife B-Zelle (naiv) |
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Mit reifem BZR (IgM) → Verlassen des Knochenmarks | Expression von CD19 und CD20 durch alle |
Reifephase | B-Zell-Rezeptor | Assoziierte Vorgänge |
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Reife B-Zelle (in sekundären Lymphgeweben) | Reif (exprimiert IgM und IgD in den sekundären Lymphgeweben) | Zellen können ruhen oder es kann eine B-Zell-Aktivierung auftreten (B-Zellen interagieren mit exogenem Antigen und/oder T-Helferzellen). |
Aktivierte B-Zelle | Klassenwechsel | Kann nach der Aktivierung als IgM verbleiben oder zu IgE, IgG oder IgA wechseln |
B-Gedächtniszelle |
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Plasmazelle |
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Differenzierungsstufen der B-Zelle:
In antigenunabhängigen Stadien beginnt die B-Zell-Produktion mit der hämatopoetischen Stammzelle (MHS), die zu einem gemeinsamen lymphatischen Vorläufer und dann zu einer Pro-B-Zelle oder B-Vorläuferzelle wird. Die nächsten Schritte umfassen Gen-Rearrangements, um das Immunglobulin (Ig)-Molekül aufzubauen. Immunglobulin-Schwerketten beginnen mit dem Rearrangement der Diversity- und Joining-Segmente, um die Pro-B-Zelle zu bilden. Im nächsten Schritt (Prä-B-Zelle) wird die Rekombination der Ig-Schwerketten (Variabel, Diversity, Joining) abgeschlossen und der Prä-B-Zell-Rezeptor gebildet. Es kommt zu einer Leichtketten-(kappa (κ) oder Lambda (λ))-Umlagerung, die zur Expression eines vollständigen IgM-Antikörpermoleküls durch eine unreife B-Zelle führt. Es folgt die Bildung der reifen B-Zelle (naiv) sowohl mit IgM als auch mit IgD.
Antigenabhängige Stadien finden in sekundären lymphatischen Geweben statt. Sobald die reife B-Zelle IgM und IgD produziert, kann ein Klassenwechsel stattfinden, um IgE, IgG und IgA herzustellen. B-Zellen werden aktiviert und werden zu Plasmazellen oder Gedächtniszellen.
Vergleich des B-Zell-Rezeptors und des T-Zell-Rezeptors
Bild: „Antigen receptor chem114A“ von Tinastella. Lizenz: Public DomainUm ihre Funktionalität zu erreichen, durchläuft die T-Zelle Stadien, die als Vorläuferzellen aus dem Knochenmark freigesetzt werden, um die Entwicklung in der Thymusdrüse fortzusetzen.
Reifephase | T-Zell-Rezeptor (TZR) | Assoziierte Vorgänge |
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Vorläuferzellen | Keiner |
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Doppelt negative Zellen | Umlagerung der β-Kette (Prä-TZR) (fehlende Umlagerung führt zu Apoptose) |
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Doppelt positive Zellen | Umlagerung von ɑ-Kette → ɑ-Ketten assemblieren mit β-Ketten → vollständiger ɑ-β-TZR-CD3-Komplex (an der Oberfläche exprimiert) |
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Einfach positive T-Zellen |
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Differenzierungsstadien der T-Zelle:
Aus dem Knochenmark gelangen Vorläuferzellen zur weiteren Reifung in die Thymusdrüse. Die doppelt negativen Zellen (keine Expression von CD4/CD8 oder CD4-/CD8-) haben den T-Zell-Rezeptor (TZR) nicht entwickelt. Es erfolgt ein Rearrangement des TZR-Gens und sie werden zu Pro-T-Zellen, dann zu Prä-T-Zellen. Durch die Vorgänge werden CD4 und CD8 exprimiert und der TZR wird durch Genumlagerungen (doppelt positive Zellen) zusammengesetzt. Im Thymus werden dann den sich entwickelnden T-Zellen Moleküle des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC) präsentiert. Einige Zellen durchlaufen eine positive Selektion (eine mäßige Interaktion zwischen MHC und TZR findet statt) und werden zu funktionellen Zellen. Einige Zellen durchlaufen eine negative Selektion (starke Wechselwirkung zwischen MHC und TZR), die zur Apoptose führt. Die Freisetzung von dysfunktionalen T-Zellen, die Autoimmunität aktivieren können, wird verhindert. Einige T-Zellen interagieren gar nicht, was ebenfalls zu Apoptose führt. Reife T-Zellen exprimieren entweder CD4 (T-Helferzellen) oder CD8 (zytotoxische T-Zellen), nicht beides.