5 GC反応
免疫グロブリン重鎖のクラススイッチ組み換えはGC B細胞内で起こり、IgM産生B細胞からIgG産生B細胞へと変化し、抗体分子のエフェクター機能を変化させる。 これは自己免疫にも関連しており、アポトーシスの残骸やその他のTLRの内因性リガンドと結合したIgM抗体は、免疫抑制効果を媒介する免疫複合体を形成するが、これはC1qが単球やDCの抑制性受容体であるLAIR-1と結合することが一因となっている（Gronwall, Vas, & Silverman, 2012; Peng, Kowalewski, Kim, & Elkon, 2005; Roos et al., 2004; Son, Santiago-Schwarz, Al-Abed, & Diamond, 2012）。) 一方、IgM抗体と重鎖アイソタイプのみが異なるIgG抗体は免疫複合体を形成し、骨髄系細胞の活性化Fc受容体と結合することで、自己抗原が免疫原性をもって提示されるような炎症性の環境を構築することができる。 B細胞は抑制性のFc受容体であるFcγRllBのみを発現しているが、IgM免疫複合体ではなくIgG免疫複合体が関与することで、TLRリガンドをB細胞に運び込み、耐性を持つか静止している可能性のある細胞の生存・活性化プログラムを開始させることができる（Green & Marshak-Rothstein, 2011; Herlands, Christensen, Sweet, Hershberg, & Shlomchik, 2008; Pasare & Medzhitov, 2005）。) このように、IgG自己抗体は、いったん作られると自己反応性を高める増幅ループを設定することができる。 重鎖クラススイッチの組み換えは、例えばBAFF、IFNγ、1型IFN、IL-21などによって、同族のT細胞の相互作用がない場合にGCの外で誘導されることがあるが、重鎖スイッチの組み換えはGC反応の重要な側面の一つである。
GC反応における免疫グロブリン可変領域遺伝子（軽鎖よりも重鎖の方が多い）の点変異は、抗体レパートリーの多様化の第2の波を引き起こし、それに伴って誘発抗原に高い親和性を持つB細胞が選択されます。 GCで積極的に選択されたB細胞は、骨髄で長寿命の形質細胞やメモリーB細胞になる可能性があります（Berek, Berger, & Apel, 1991; Review in Chan & Brink, 2012）。 GC B細胞内のタンパク質発現の変化は、クラススイッチされた高親和性の抗体を発現する記憶B細胞や長寿命の形質細胞の生成を促進する。 AIDは、GC反応の重要なプロセスであるクラススイッチの組み換えと体細胞超変異の両方に不可欠である（Haseら、2008年、Muramatsuら、2000年、Zaheenら、2009年、Zaheen & Martin、2011年）。 保護免疫には、GC成熟B細胞の生成が不可欠である。 AIDを持たない患者は、低親和性のIgM反応はそのままだが、B細胞メモリーや高親和性の重鎖クラススイッチ抗体を発達させることができない(Revy et al., 2000)。 AIDはGC以外のB細胞でも発現し、重鎖クラススイッチの組み換えや体細胞超変異はGC以外の環境でも起こりますが、AIDの発現と機能のレベルはGC内で最も高くなります（Zaheen & Martin, 2011）。 逆に、マウスやヒトにおけるAIDの欠損は、しばしば自己免疫と関連している。マウスでこれが起こるかどうかは、遺伝的背景によると思われる（Haseら、2008; Quartierら、2004）。 AID欠損マウスではGCが形成されるが、これらのマウスのGC B細胞はアポトーシスを起こすことができない(Zaheen et al., 2009)。
GC B細胞ではBCRの発現が減少し、Fasの発現が増加しています（Bras, Martinez, & Baixeras, 1997; Koncz & Hueber, 2012）。 このような一連の変化は、抗体反応の親和性成熟に重要である。 BCRは、BCRシグナルを開始するというよりも、B細胞と他の細胞との接着を促進し、生存と増殖の細胞を強化するために機能しているようです（Khalil, Cambier, & Shlomchik, 2012）。 実際、GCのB細胞におけるBCRは、リン酸化酵素SHP-1およびSHIP-1の増加と共起している(Khalil et al., 2012)。 BCRの結合時にホスファターゼが活性化されると、BCRの強いシグナル伝達が妨げられる。 さらに、GCのB細胞内でBCRの発現が低下すると、抗原に対する競争が激化する。 高レベルのFasの発現は、BCRとの結合を経験していないB細胞がアポトーシス経路を介して破壊されることを確実にする（Peperzak, Vikstrom, & Tarlinton, 2012でレビュー）。
免疫グロブリンV遺伝子セグメントに点変異が蓄積されると、誘発抗原に対してより高い親和性を持つ抗体が生成されます。
抗原とTFHおよびFDCの両方から十分な初期刺激を受けたB細胞は、増殖して体細胞超変異を起こします。 体細胞突然変異を起こしたB細胞は、抗原と同種のT細胞の助けを求めて互いに競争します（Batista & Neuberger, 2000）。 このようにして、親和性の高い抗体のポジティブセレクションが起こります（レビューはZotos & Tarlinton, 2012）。 抗原との親和性が高いB細胞は、記憶細胞ではなく形質細胞になる可能性が高いとされています（Smith, Light, Nossal, & Tarlinton, 1997; Smith et al. BCRとの強い結合によりBcl-6が分解され、その結果Blimp-1の抑制が解除され、形質細胞の分化につながると推測されている（Shapiro-Shelef et al., 2003; Shapiro-Shelef, Lin, Savitsky, Liao, & Calame, 2005）。
体細胞変異が自己特異性の獲得につながる可能性があることは、私たちがマウス骨髄腫細胞株の研究で初めて示しました。 S107細胞株は、肺炎球菌の細胞壁ポリサッカライドのドミナントエピトープであるホスホリルコリンに対するカノニカル抗体を産生し、致死的な肺炎球菌感染からマウスを保護する。 この抗体の重鎖可変領域の塩基を1つ置換すると、ホスホリルコリンに対する結合力は著しく低下するが、DNAに対しては新たな反応性を示す抗体が得られた（Diamond & Scharff, 1984）。
この観察は、体細胞変異が自己反応性を除去するメカニズムであるという従来の見解とは対照的に、自己反応性が体細胞変異から生じる可能性を初めて示唆するものでした。
この観察に続いて、マウスを使ったin vivoの研究が行われ、B細胞が体細胞変異の過程で自己反応性を獲得することが確認されました。 私たちは、GC反応で自己反応性を獲得したB細胞は、病的な自己反応性の発現を防ぐために、日常的にアポトーシスを受けているのではないかと考えました。 そこで、Bcl-2を過剰発現させ、生体内でアポトーシスを起こさせたB細胞で形成されたハイブリドーマのアポトーシスを防ぐように設計された融合パートナーを用いて、BALB/cマウスにプロテインキャリアーと結合したホスホリルコリンを免疫した後、脾臓B細胞の融合を行った（Ray, Putterman, & Diamond, 1996）。 ホスホリルコリンを結合したハイブリドーマの約40％がDNAとの交差反応性を示した。 この研究により、GC反応の中に高い頻度で自己反応性があることが示された。
これらの観察結果から、自己反応性が生殖細胞系列にコードされているのか、それとも体細胞の突然変異によって獲得されたものなのかを調べるために、自己免疫疾患の患者が作る自己抗体の研究が始まりました。 私たちや他の研究者は、抗DNA抗体が高い頻度で体細胞変異を起こし、その変異が自己特異性の獲得に関与していることを明らかにした（Detanico et al, 2012; Jacobi, Hansen, Burmester, Dorner, & Lipsky, 2000; Manheimer-Lory, Zandman-Goddard, Davidson, Aranow, & Diamond, 1997; Mietzner et al, 2008; Schroeder, Herrmann, & Winkler, 2013）。) 実際、健常者の血液中のメモリーB細胞に関する最近の研究によると、約15％が自己反応性B細胞であり、ナイーブB細胞のレパートリーよりも多いことが分かっています（Mietzner et al.、2008）。 自己反応性サブセットの正の選択は、ナイーブとメモリーの間の自己反応性の増加を説明するものではないようです。メモリーの自己反応性B細胞の少なくとも半分は、GC内の体細胞超変異の過程で反応性を獲得します。
最近の別の研究では、骨髄の形質細胞のプールに含まれる自己反応性B細胞の頻度は、血中のメモリー細胞のプールよりも低いことが示されています（Scheid et al.、2011年）。 この研究では、B細胞のサブセットが同じ患者から得られたものではありませんが、このデータの意味するところは、長寿命の形質細胞になる前に耐性チェックポイントが存在するのではないかということです。 あるいは、形質細胞集団の中で、自己反応性のB細胞が特異的に失われている可能性もある。 自己抗原を含む免疫複合体がFc受容体に結合することで、自己反応性の形質細胞が選択的に死滅する可能性がある（Fukuyama, Nimmerjahn, & Ravetch, 2005; Tzeng, Bolland, Inabe, Kurosaki, & Pierce, 2005）。