B细胞是适应性免疫系统中的一类关键细胞，其主要起源于骨髓，并在外周淋巴组织中成熟和分化。人和小鼠的B细胞成熟过程分阶段进行，首先，在骨髓中的造血祖细胞首先分化为未成熟/过渡期B细胞，然后在外周淋巴组织中，过渡期B细胞进一步发育为完全成熟的B细胞。每个发育阶段都受到B细胞受体（BCR）表达及其与微环境相互作用的严格调控。

      成熟的B细胞与T细胞具有协同作用，共同参与适应性免疫反应，从而产生高亲和力抗体。然而，当病原体入侵时，小鼠B-1a B细胞和人IgM记忆B细胞将立即产生低亲和力的天然抗体，增强先天免疫反应，为感染提供第一道防线。B-1a和IgM记忆B细胞可能作为先天免疫和适应性免疫之间的纽带，从而发挥B细胞功能。

B细胞的发育

       B细胞的发育依赖于骨髓中的非淋巴基质细胞。通常来讲，在体外培养从骨髓中分离的干细胞时，若不添加骨髓基质细胞则无法分化成B细胞。基质细胞可通过细胞粘附分子与其配体之间的相互作用与正在发育的B系细胞形成特定的粘附接触，并且基质细胞可提供控制淋巴细胞分化和增殖的可溶性因子（如干细胞因子SCF）。

       原代B细胞的发育过程可由重链和轻链免疫球蛋白基因的连续重排和表达来界定。最早的B谱系细胞被称为pro-B细胞，其由多能造血干细胞分化而来，是B细胞谱系祖细胞。在pro-B细胞阶段，首先进行免疫球蛋白重链基因的重排，而轻链基因的重排发生pre-B细胞阶段。当重链和轻链基因组装完成，并在细胞表面表达完整的IgM时，此时的B细胞则成为未成熟B细胞。接着，未成熟B细胞经历自身耐受性选择以及生存能力选择，筛选出不会对自身抗原产生过度反应和能够在外周淋巴组织中存活的B细胞。筛选后的未成熟B细胞将进一步分化为成熟的naïve B细胞，其可表达IgM和IgD，并于外周淋巴组织中进行循环。

图1 B细胞的发育过程

B细胞的激活

      一般而言，适应性免疫naïve抗原特异性淋巴细胞需要其他细胞的辅助信号才能完全激活。对于naïve T细胞来讲，其需要从专有的抗原递呈细胞获得共刺激信号，而naïve B细胞需要获得来自被激活的辅助性T细胞或直接来自微生物成分的辅助信号，才能得到充分激活。
       对于蛋白抗原，产生有效的抗体应答需要抗原特异性T细胞的帮助。活化的辅助性T细胞可识别MHC II复合物，从而向B细胞提供激活信号。与B细胞抗原受体结合的蛋白抗原既可向B细胞提供特异性的信号，还能让B细胞吸引抗原特异性T细胞的帮助。这种在缺乏T细胞帮助时无法诱导抗体应答的抗原被称为T细胞依赖性抗原。

      然而，许多微生物成分，如细菌多糖，可以在没有T细胞帮助的情况下诱导抗体产生。激活和产生抗体所需的第二信号可以通过识别常见的微生物成分直接提供，也可以通过细菌细胞表面的重复表位与B细胞受体大量交联来提供。这些抗原和激活相互作用被称为T细胞非依赖性反应。T细胞非依赖性B细胞的激活可以产生IgM浆细胞，但不会诱导形成记忆B细胞。

B细胞的初级和次级免疫应答

       B细胞初级免疫应答的第一阶段为延迟期或潜伏期，大约持续10天，在这期间血清中无法检测到抗体。延迟期是初级免疫应答所有步骤所需的时间，包括naïve成熟B细胞与抗原BCRs结合、抗原加工和递呈、辅助性T细胞激活、B细胞激活和克隆增殖。延迟期结束时，B细胞在T细胞的帮助下分化成浆细胞，因此血清中的IgM含量提高。在14天左右时，IgM水平达到峰值；与此同时，在T细胞的作用下抗体类别开始转换，血清中的IgM开始下降，而IgG含量不断提高，并于初级免疫应答约3周后达到峰值。
       在初级免疫应答期间，部分克隆的B细胞将分化为记忆B细胞，从而能够在之后遇到同样的抗原时做出次级免疫应答，且比初级免疫应答更快、更强烈。次级免疫应答的延迟期大大缩短，仅需几天，且IgG的产生量要显著高于初级免疫应答。此外，此过程产生的抗体更加有效，与目标表位的结合亲和力更高。次级免疫应答期间所产生的浆细胞具有更长的存活时间，因此特异性抗体能够在更长时间内保持较高的水平。

B细胞的标志物

       CD19是一种重要的B细胞标志物，其在B细胞发育的整个过程中均有表达，而当B细胞分化成浆细胞时CD19的表达则会丢失。另一种常见的B细胞标志物是CD20，其常常可以与CD19互换使用（常以CD19作为人来源的B细胞标志物）。对于成熟的B细胞，除了CD19和CD20这两种特征标志物之外（不表达于浆细胞），还表达CD5、CD21、CD22、CD23和CD24。
       对于人naïve和记忆B细胞，可通过CD27标志物的表达进行区分。naïve B细胞表型为CD27-，约占B细胞的60%；而记忆B细胞为CD27+，约占B细胞的40%。在小鼠中，常用CD19、CD80、CD73和PD-L2/CD273识别记忆B细胞。

B细胞的获取与培养

       在体外高效稳定地培养和扩增B细胞是研究人体免疫和获得用于临床应用的治疗性抗体的重要环节，然而，B细胞的持续扩增和分化往往具备一定的挑战性。在继StemSpan™ NK细胞生成试剂盒和StemSpan™ T细胞生成试剂盒之后，STEMCELL重磅推出StemSpan™ B细胞生成试剂盒，您只需3个步骤即可获得高纯度和高得率的B细胞，且无需包板基质、饲养层或血清，即可高效地将脐带血来源的CD34+造血干细胞和祖细胞（HSPCs）分化为CD19+ B细胞、CD19+IgM+ B细胞以及抗体分泌细胞（ASCs）。

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       第0天，将脐带血来源的CD34+ HSPCs接种于含有StemSpan™ B细胞分化添加物1（产品号 #100-1251）的StemSpan™ SFEM II培养基（产品号 #09605）中并培养14天，随后在含有StemSpan™ B细胞分化添加物2（产品号 #100-1252）的StemSpan™ SFEM II中再培养14天。在培养3 - 4天后应补充培养基，然后每3 - 4天进行两次半培养基更换。第28天，收集细胞并重新接种于含有StemSpan™ B细胞分化添加物3（产品号 #100-1253）的StemSpan™ SFEM II中，3天后添加StemSpan™ B细胞分化添加物4（产品号 #100-1254）至StemSpan™ SFEM II中，以进一步分化为B细胞。

       第28天，通过在含有StemSpan™ B细胞分化添加物3（产品号 #100-1253）的StemSpan™ SFEM II（产品号 #09605）中额外培养7天，然后在含有StemSpan™ B细胞分化添加物4（产品号 #100-1254）的StemSpan™ SFEM II中培养，CD19+ B细胞进一步分化为表达CD19+IgM+的B细胞和抗体分泌细胞（ASCs）。（A-D）第35天，通过流式细胞术分析细胞中CD19、CD20、CD24、CD27、CD38和IgM的表达。（E）CD19+（pan-B细胞）、CD19+IgM+（IgM+ B细胞）和CD19+CD27+CD38++ B细胞（记忆样B细胞和ASCs）的含量和得率。平均而言，每个CD34+细胞生成的B细胞含量和得率分别为54.0 ± 2.7%和140.7 ± 19.1、27.3% ± 1.3%和65.3 ± 9.9以及14.2% ± 1.3%和36.5 ± 5.3（平均值±标准误差，n = 36）。

      在第35天，通过ELISpot分析法确定分泌免疫球蛋白的B细胞含量。（A）双ELISpot分析法（CTL ImmunoSpot®、IgM/IgG 和 IgA/IgE）检测IgM（红色）和IgG（蓝色）或IgA（红色）和IgE（蓝色）抗体分泌B细胞（含StemSpan™ B细胞分化添加物3和4的StemSpan™ SFEM II，右）的图像与阴性对照（不含StemSpan™ B细胞分化添加物3和4的StemSpan™ SFEM II，左）；每孔使用10,000个培养第35天的细胞。未检测到IgE ASCs。（B）ASCs的含量和得率。平均每10,000个第35天细胞中分别有610 ± 67、5 ± 1和317 ± 47个细胞分泌IgM、IgG和IgA抗体，每个CD34+细胞生成的ASCs得率分别为16.2 ± 2.4、0.1 ± 0.04和5.2 ± 1.7（平均值±标准误差，n = 8 - 33）。