3.2.2. Сигнал индукции синтеза IgE,

обеспечиваемый интерлейкином-4 (и интерлейкином-13)

Взаимодействие IL-4 со своим рецептором (IL-4R) на по­верхности В-клетки — один из двух необходимых сигналов для переключения на синтез IgE. В пользу того, что IL-4 яв­ляется важнейшим и обязательным фактором для индук­ции IgE, получены многочисленные и разнообразные доказа­тельства в условиях как in vitro, так и in vivo. В условиях in vitro IL-4 оказался единственным из использованных цито­кинов (добавленным в рекомбинантной форме), способ­ным индуцировать синтез IgE. Инактивация IL-4 в услови­ях in vivo тормозила развитие IgE-ответа. Так, инъекция мышам моноклональных анти-1Ь-4-антител резко угнетала образование у них аллергенспецифических IgE в ответ на ал­лергенную стимуляцию (инфицирование личинками гель­минта).

Влияние предупреждения взаимодействия IL-4 с IL-4R на образование IgE было проверено и другими способами. Один из них состоял в связывании IL-4R. В качестве такого специ­фического для этого рецептора агента использована мутантная форма IL-4. Такой мутант (аминокислота тирозин замещена у него в положении 124 аспартатом) связывается с IL-4R, но при этом не способен передавать сигнал. Использование такой мутантной формы IL-4 делало невозможным развитие IgE-ответа.

Другой способ заключался в том, что достигалось предуп­реждение действия IL-4 (за счет блокады взаимодействия IL-4 с IL-4R) связыванием его фрагментом IL-4R. Добавление к системе отвечающих В- и Т-клеток растворимой формы вне­клеточного домена рецептора блокировало переключение на синтез IgE после внесения в систему IL-4.

Таким образом, очевидно, что блокада сигнала, осущест­вляемого IL-4, приводит к блокаде переключения на синтез IgE.

Наконец, опыты с «выбиванием» гена наглядно продемон­стрировали, что при невозможности продуцировать IL-4 тор­мозится способность синтезировать и IgE. Мыши, дефицит­ные по гену для IL-4, утрачивают свойство образовывать ал-лергенспецифические противопаразитарные IgE. В меньшей степени, но все же подавлялся и IgGl-ответ. Продукция же других изотипов у таких мышей не нарушалась.

Генетический анализ сцепления признаков показал, что ген IL-4 или, по другим данным, участок, близко расположен­ный к этому гену в регионе 5q 31.1 (для IL-13, IL-5, IL-9), от­ветствен за регуляцию продукции общего IgE. Отсюда сделано допущение, что полиморфизм регуляторного региона этого гена может привести к предрасположению к аллергии за счет того, что при антигенной стимуляции будет возникать избы­точная секреция цитокинов, индуцирующих синтез IgE. Прав­да, исследования, выполненные в самое последнее время одной из авторитетных групп, изучающих генетику аллергии, не подтвердили данных о таком расположении гена, ответст­венного за регуляцию синтеза IgE.

Надежность функционирования биологических систем обеспечивается, в частности, существованием альтернатив­ных механизмов. Поэтому можно было предполагать, что ключевые звенья регуляции запуска синтеза IgE могут нахо­диться под контролем альтернативных молекул. Видимо, это действительно так. Сравнительно недавно показано, что IL-13 имеет многие свойства, сходные с IL-4, в частности, обла­дает активностью, запускающей синтез IgE. Гомология IL-4 и IL-13 в целом не очень высокая. Она соответствует всего лишь 30 %. Однако участки, ответственные за связывание с рецептором, оказываются сходными. Это находит отражение в том, что мутантная форма IL-4 конкурентно блокирует свя­зывание с рецептором как IL-4, так и IL-13. При этом соот­ветственно блокируется индукция синтеза IgE, вызванная и IL-4, и IL-13. Вместе с тем идентичности нет ни между сами­ми интерлейкинами, ни между их рецепторами. Об отсутст­вии идентичности IL-4 и IL-13 свидетельствует, например, то, что некоторые лиганды, специфически связывающиеся с IL-4, не связываются с IL-13. На различие рецепторов для IL-4 и IL-13 указывает отсутствие действия IL-13 на Т-клет­ки человека, на которых есть IL-4R (рецептор для IL-4), но, видимо, нет рецептора для IL-13. Показано также, что IL-13R (рецептор для IL-13) не имеет субъединицы у-цепи, общей для рецепторов IL-2, IL-4, IL-7, IL-9 и IL-15. Сравнительная характеристика биологической активности IL-4 и IL-13 при­ведена в табл. 3.1.

3.2.3. Сигнал индукции синтеза fgE,

Примечание, t усиление, 4- угнетение, + индукция, — отсутст­вие действия.

Таблица 3.1. Биологическая активность IL-4 и IL-13

Тип клеток, продукция и секреция продуктов, функция	IL-4	IL-13
Моноциты/макрофаги:
МНС II класса	t	t
Fcy-рецепторы
CD23	t	t
провоспалительные цитокины	I	4-
хемокины	I	4-
IL-lra	t	t
антигенпредставляющая функция	t	t
В-клетки:
CD23, CD71, CD72, МНС II класса	t	t
пролиферация	+	+
дифференцировка (Ig-переключение)	t	t
Т-клетки:
пролиферация	+	—
CD8ct	+	—
Th2	+	—

обеспечиваемый взаимодействием CD40 с CD154

Связывание CD40 на В-клетках лигандом CD154, пред­ставленным на активированных Т-клетках, обеспечивает вто­рой сигнал, необходимый для переключения на синтез IgE.

Действие CD 154 может быть замещено in vitro монокло-нальными анти-СО40-антителами. Демонстрация этого фе­номена явилась первой иллюстрацией возможности актива­ции В-клетки для синтеза IgE вызванным антителами связы­ванием поверхностного антигена В-клетки. Эти же материа­лы позволяют предположить, что соответствующие антитела (например, аутоантитела) или иные лиганды в растворимой форме в естественных условиях могут облегчать запуск син­теза IgE, если присутствует IL-4- (или IL-13-) опосредован­ный стимул.

CD40 является поверхностным гликопротеином с мол. массой 50 кДа, представленным на В-лимфоцитах человека, на активированных цитокинами моноцитах, фолликулярных дендритных клетках, эпителиальных клетках (включая эпите­

лий вилочковой железы) и на клетках некоторых типов карци­ном и меланом, но не на Т-клетках. CD40 принадлежит к су­персемейству рецепторов фактора некротизации опухоли (TNFR), которое включает TNFRI и TNFRII, рецептор факто­ра роста нервной ткани (NGFR), CD30, CD27 и Fas(CD95). Члены этого семейства имеют идентичную последователь­ность аминокислотных остатков в экстраклеточных регионах, которые содержат множественные повторения, богатые цисте-ином. Общая структурная основа экстраклеточного домена находит свое выражение в способности членов суперсемейства TNFR взаимодействовать с семейством молекул, родственных TNF. Однако сходство CD40 с указанными рецепторами, представленными на В-клетке, не означает, что их связывание с соответствующими лигандами приводит к тому же действию, что и связывание CD40. Так, NGF и анти-СО40-антитела ока­зывают противоположное действие на IL-4-опосредованную индукцию синтеза IgE мононуклеарными клетками перифери­ческой крови человека. В отличие от стимулирующего дейст­вия анти-СО40-антител NGF тормозит индукцию синтеза IgE, вызываемую интерлейкином-4, причем это торможение не связано с угнетением функции рецептора для IL-4. Кроме того, добавление анти-СГ)40-антител и IL-4 обеспечивает сиг­нал, устойчивый к тормозящему действию NGF. Антагонисти­ческий эффект NGF и IL-4 проявляется и в действии на син­тез других изотипов иммуноглобулинов: IL-4 предупреждает усиление продукции IgA и IgM, вызванное NGF. Таким обра­зом, хотя NGFR и CD40 принадлежат к одному суперсемейст­ву рецепторов и обладают пролиферативными эффектами на В-лимфоциты, они по-разному взаимодействуют с IL-4-зави-симой регуляцией продукции IgE.

CD40 играет важную роль в выживаемости, росте и диффе-ренцировке В-клеток. Передача сигнала через CD40 спасает В-клетку от индуцированного апоптоза. Отдельные виды анти-СГ)40 моноклональных антител запускают выраженную пролиферацию высокоочищенных покоящихся В-клеток в от­сутствие других костимулов.

Лиганд для CD40—CD154 представляет собой мембранный гликопротеин, который транзиторно появляется на поверх­ности активированных ТЫ- и ТЪ2-клеток. Клетки, трансфе-цированные CD 154, вызывают синтезирование IgE и мыши­ными, и человеческими В-клетками в присутствии IL-4, в то время как растворимый белок — продукт слияния CD40-Ig — тормозит IL-4-зависимый синтез IgE клетками периферичес­кой крови человека. Эти данные показывают, что взаимодей­ствие CD40 и CD 154 выступает в качестве необходимого сиг­нала продукции IgE.

Центральная роль взаимодействия CD40 и CD 154 в запус­ке синтеза IgE (или вообще в изотипическом переключении)

подтверждена обнаружением дефекта переключения у боль­ных с rHnep-IgM-синдромом, связанным с Х-хромосомой (HIGM), который возникает вследствие мутации CD154. Такая мутация приводит к нарушению взаимодействия CD40 и CD154. Исключение этого взаимодействия у мышей, у кото­рых отсутствует ген CD40 или ген CD154, приводит к тому, что у таких животных не развивается IgG-, IgA- или IgE-ответ на тимусзависимые антигены и в лимфоидных органах таких животных (CD40 или CD 154 КО мыши) не удается обнару­жить соответствующие зародышевые центры. Ответ на тимус-независимые антигены у них сохраняется.

Неспособность В-клеток новорожденных человека вклю­чаться в синтез иммуноглобулинов также связана с неполно­ценностью взаимодействия молекул CD40 и CD 154, поскольку у новорожденных снижены как способность образования CD 154 на Т-клетках, так и чувствительность В-клеток к дейст­вию агонистов CD40.

Таким образом, все эти наблюдения, выполненные в усло­виях in vitro и in vivo, позволили убедиться в том, что взаимо­действию CD40 и CD154 принадлежит решающая роль в обра­зовании зародышевых центров, активации В-клеток, изотопи­ческом переключении и продукции антител.

Взаимодействие CD40 и CD 154 находится под довольно жестким контролем. Т-клетки приобретают через CD40 ком­петентность в активации В-клеток только после представле­ния на них (Т-клетках) CD 154. Это требует в свою очередь TCR-зависимой активации Т-клеток. Этот процесс, по-види­мому, может происходить только на ограниченных анатоми­ческих участках: во вторичных лимфоидных органах в зонах, где происходят родственные Т- и В-клеточные взаимодей­ствия.

Субпопуляция CD4⁺ Т-клеток памяти, находящаяся в за­родышевых центрах, содержит преформированный CD 154, который быстро и транзиторно появляется на клеточной по­верхности после TCR-опосредованной активации. Скорость, с которой Т-клетки могут представить CD 154 на своей по­верхности, может быть фактором, определяющим судьбу кле­ток зародышевых центров. Дело в том, что центроциты либо покидают светлую зону в течение нескольких ближайших часов после активации, либо погибают in situ вследствие апоптоза. Функция CD 154 очень ограничена во времени. Такое ограничение связано в известной степени с тем, что взаимодействие этой молекулы с CD40 вызывает быстрый эндоцитоз поверхностного CD 154, с одной стороны, и вы­свобождение В-клетками растворимого CD40 — с другой. Эта растворимая форма ингибирует синтез мРНК лиганда — CD154.

3.2.4. Т-клетки у/В и регуляция синтеза IgE

Т-лимфоциты распознают процессированный антиген (пептид) своими специфическими поверхностными рецепто­рами, состоящими из пары полипептидных цепей (сс/р или у/5). В отличие от антител, которые специфически распознают пространственную структуру (форму) антигена, Т-клеточные рецепторы специфически распознают последовательность не­больших пептидных фрагментов (эпитопов), являющихся про­дуктом процессирования интактной молекулы антигена в антигенпредставляющей клетке.

CD 154 представляется как на активированных сс/рТ-клет­ках, так и на у/5Т-клетках. Первые клетки представлены в пе­риферических лимфоидных органах и ТСК⁺-тимоцитами, а вторые находятся в эпителиальных тканях (в кишечном эпите­лии, матке, языке, у мышей — в эпидермисе), но не в перифе­рических лимфоидных органах. Поскольку представление CD 154 менее выражено на у/5Т-клетках, чем на сс/рТ-клетках, то первые менее эффективны в индукции синтеза IgE, однако они проявляют компетентность в индукции изотипического переключения на IgE в условиях in vitro в присутствии экзо­генного IL-4. Мыши, дефицитные по сс/рТ-клеткам, продуци­руют иммуноглобулины всех изотипов с достаточно высоким уровнем IgE и IgGl, что указывает на вполне ощутимую роль у/5Т-клеток в изотипическом переключении и в условиях in vivo. Потенциальная роль у/оТ-клеток в индукции IgE-ответа подкрепляется и тем, что у/5Т-клетки способны различать на разных стадиях инфекции ТЫ- и ТЬ2-индуцирующие патоге­ны и продуцировать наборы цитокинов соответствующего (ТЫ- или Th2-) профиля (особенности функционального про­филя ThO-, ТЫ- и Тп2-клеток — табл. 3.2). Таким образом, цитокины, продуцируемые у/5Т-клетками, не только осущест­вляют элиминацию патогенов, но могут принимать участие в формировании того цитокинового окружения, которое влияет на дифференцировку CD4+ Т-клеток в ТЫ- или Тп2-клетки.

Таблица 3.2. ThO-, ТЫ- и Тп2-функциональиый профиль

Функция	ты	ThO	Th2
Секреция цитокинов
IL-2	+ + +	+ + +	—
IFN-y	+ + +	+ + +	—
TNF-p	+ + +	+	—
TNFa	+ + +	+ +	+
GM - CSF	+	+ +	+ +
IL-3	+	+	+ +

Функция	ТЫ	ThO	Th2
IL-4		+	+ + +
IL-5	—	+	+ + +
IL-6	+	+	+ +
IL-9	—		+ +
IL-10	±	+	+ +
IL-13	+	+	+ + +
Цитолитическая активность	+ + +	+ +	+
Синтез IgE	—	±	+ + +
Синтез IgM, IgA, IgG:
низкое отношение Т- и В-клеток	+ +	+ +	+ +
высокое отношение Т- и В-клеток	+	+ +	+ +

Представляет интерес то, что адоптивный перенос неболь­шого числа у/оТ-клеток от толерантных к овальбумину мышей избирательно подавляет Тп2-зависимый синтез IgE (без влия­ния на IgG-ответ). Этот тип клеток принадлежал к С08⁺-клет-кам и продуцировал большие количества интерферона-у (IFN-y).

Таким образом, эти материалы свидетельствуют о том, что у/5Т-клетки могут не только принимать участие в регуляции IgE-ответа, но и оказывать разное по направлению действие на этот процесс в зависимости от условий.