NHẬN DIỆN KHÁNG NGUYÊN
(Kỳ 5)
Trong quá trình chín, các tế bào lympho non tăng sinh mạnh mẽ ở một vài
giai đoạn của quá trình này. Sự tăng sinh của các tế bào lympho đang trong giai
đoạn phát triển nhằm đạt đến số lượng tối đa các tế bào lympho có thể biểu lộ các
thụ thể hữu ích dành cho kháng nguyên và để chín thành các tế bào lympho có
thẩm quyền thực hiện các chức năng của tế bào lympho. Quá trình tăng sinh của
các tế bào tiền thân dòng lympho ở gai đoạn sớm nhất được kích thích chủ yếu bởi
yếu tố tăng trưởng IL-7. Yếu tố này do các tế bào thân ở trong tuỷ xương và trong
tuyến ức tạo ra. IL-7 kích thích các tế bào tiền thân của tế bào B và tế bào tiền thân
của tế bào T tăng sinh trước khi chúng bộ lộ các thụ thể dành cho kháng nguyên,
nhờ đó tạo ra được số lượng lớn hỗn hợp các tế bào và trong đó các thụ thể dành
cho kháng nguyên khác nhau đã có thể được tạo ra. Sau khi các protein là thụ thể
dành cho kháng nguyên đã được tạo ra thì các thụ thể này sẽ đảm đương nhiệm vụ
dẫn truyền tín hiệu biệt hoá để bảo đảm rằng chỉ có các clone tế bào có các thụ thể
có cấu trúc nguyên vẹn mới được nhân lên.
Các thụ thể dành cho kháng nguyên được tạo ra từ một số mảnh gene riêng
rẽ ở trong các gene dòng gốc và các gene này tái tổ hợp với nhau trong quá trình
chín của các tế bào lympho. Tính đa dạng được tạo ra trong quá trình tái tổ hợp
này chủ yếu là do thay đổi trình tự các nucleotide tại vị trí tái tổ hợp. Sự biểu lộ đa
dạng của các thụ thể dành cho kháng nguyên là sự kiện trung tâm của quá trình
chín của các tế bào lympho sẽ được trình bầy trong phần tiếp theo.
Các tế bào lympho đang chín được chọn lọc ở một số giai đoạn trong quá
trình chín của chúng để giữ cho các tế bào này có tính đặc hiệu có ích. Việc chọn
lọc dựa vào sự biểu lộ của các thành phần của các thụ thể dành cho kháng nguyên
hoàn chỉnh và những gì mà những thụ thể này nhận diện. Các tế bào tiền lympho
không có khả năng bộc lộ các thụ thể dành cho kháng nguyên sẽ chết theo phương
thức chết tế bào theo chương trình (hay apoptosis) (xem hình 9.8). Các tế bào T
chưa chín được chọn lọc để nhận diện các phân tử MHC của cơ thể. Quá trình này
được gọi là chọn lọc dương tính (positive selection). Sau khi chúng đã chín, các tế
bào T này cần phải nhận diện chính các phân tử MHC để được hoạt hoá. Về căn
bản quá trình chọn lọc dương tính là các thụ thể dành cho kháng nguyên trên các
tế bào lympho đang trong giai đoạn phát triển nhận diện các phân tử MHC trong
tuyến ức và truyền đạt tín hiệu để cho tế bào tồn tại và tăng sinh. Điều này bảo
đảm cho chỉ có các tế bào có các thụ thể dành cho kháng nguyên (các phân tử
MHC của bản thân) chính xác mới hoàn thành được quá trình chín của chúng. Các
tế bào lympho B và T chưa chín cũng được chọn lọc dựa trên khả năng nhận diện
với ái lực cao các kháng nguyên của chính cơ thể tương ứng có mặt trong tuỷ
xương và tuyến ức. Quá trình này được gọi là chọn lọc âm tính (negative
selection). Mục đích của quá trình này là nhằm loại bỏ các tế bào lympho có tiềm
năng gây nguy hiểm cho cơ thể vì các tế bào này có thể phản ứng chống lại chính
các kháng nguyên của bản thân cơ thể mà các kháng nguyên này thì lại có ở khắp
mọi nơi trong cơ thể kể cả trong các cơ quan lympho trung ương.
Sẽ dễ hiểu hơn các quá trình chín chọn lọc của các tế bào lympho B và T
nếu chúng ta nghiên cứu riêng rẽ từng loại tế bào. Tuy nhiên trước tiên chúng ta
hãy xem xét đến sự kiện trung tâm của quá trình và sự kiện này diễn ra giống nhau
đối với cả hai dòng tế bào đó là sự tái tổ hợp và biểu hiện của các gene mã hoá các
thụ thể dành cho kháng nguyên.
Sự tạo thành tính đa dạng của các thụ thể dành cho kháng nguyên
Sự biểu lộ của các thụ thể của các tế bào T và B dành cho kháng nguyên
được bắt đầu bằng việc tái tổ hợp thân của các mảnh gene mã hoá cho các vùng
biến đổi của các thụ thể, và tính đa dạng của các thụ thể được tạo ra ngay chính
trong quá trình này. Các tế bào gốc tạo máu ở tuỷ xương và các tế bào tiền thân
dòng lympho ở giai đoạn sớm có chứa các gene mã hoá kháng thể và thụ thể của tế
bào T dành cho kháng nguyên ở trong các cấu hình di truyền hay dòng gốc
(germline). Trong dạng cấu hình này thì ở mỗi locus trong số các locus mã hoá
cho các chuỗi nặng và chuỗi nhẹ của kháng thể và các locus mã hoá cho các chuỗi
a và chuỗi b của thụ thể của tế bào T dành cho kháng nguyên đều có chứa nhiều
gene mã hoá cho vùng biến đổi (vùng V) (có thể tới hàng trăn gene) và một hoặc
vài gene mã hoá cho vùng hằng định (vùng C) (Hình 9.9). Xen giữa các gene vùng
V và gene vùng C là một vài mảnh nhỏ các nucleotide được gọi là các mảnh gene
J (joining) và D (diversity). (Tất cả các locus gene mã hoá thụ thể dành cho kháng
nguyên đều có chứa các gene V, J và C nhưng chỉ có các locus mã hoá chuỗi nặng
của kháng thể và chuỗi b của thụ thể của tế bào T dành cho kháng nguyên là có
chứa thêm các mảnh của gene D). Khi một tế bào tiền thân dòng lympho hướng
phát triển thành một tế bào lympho B thì sẽ xẩy ra hiện tượng tái tổ hợp một mảnh
gene VH của kháng thể với một mảnh gene D và một mảnh gene J. Các mảnh này
được tổ hợp lại với nhau một cách ngẫu nhiên (Hình 9.10). Vì thế tế bào đã hướng
phát triển thành tế bào B nhưng hãy còn là tế bào B non lúc này sẽ có một gene tái
tổ hợp V-D-J nằm trong locus mã hoá chuỗi nặng của kháng thể. Gene này được
phiên mã; và ở trong ARN sơ cấp, phức hợp V-D-J được dịch chuyển và nối vào
ARN thứ nhất của vùng C chịu trách nhiệm mã hoá chuỗi m để tạo thành ARN
thông tin mã hoá cho toàn bộ chuỗi m. ARN thông tin mã hoá cho chuỗi m này
được dịch mã để tạo ra chuỗi nặng m, đây là protein kháng thể đầu tiên được tổng
hợp trong quá trình chín của tế bào B. Một quá trình tái tổ hợp ADN và chuyển
dịch đoạn ARN cũng diễn ra với cách thức tương tự để tạo ra một chuỗi nhẹ ở
trong các tế bào lympho B và các chuỗi a và b của thụ thể của tế bào T dành cho
kháng nguyên ở trong các tế bào lympho T.
Hình 9.9: Các locus gene mã hoá thụ thể dành cho kháng nguyên ở dòng
gốc