Immunology / Gankovskaia_L._Основы общен иммунологии

После завершения процессов селекции и формирования популяций T-клеток они эмигрируют в периферические органы иммунной системы. Здесь они будут взаимодействовать с антигеном, подвергаться дальнейшей дифференцировке и осуществлять иммунную защиту.

Основные популяции T-лимфоцитов, формируемые в тимусе, представлены на рис. 6.4. Кратко перечислим особенности каждой субпопуляции T-лимфоцитов.

Большинство T-лимфоцитов (85−90%) несут на своей поверхности TCR, имеющий

всвоем составе α- и β-цепи. Эти клетки, как уже было рассмотрено ранее, делятся на CD8+, имеющие цитотоксическую направленность против измененных клеток собственного организма (ЦТЛ), и CD4+. CD4+-лимфоциты можно разделить еще на две популяции в зависимости от наличия на их мембране молекулы CD25: CD25– — T-хелперы, продуцирующие цитокины, необходимые для развития полноценного иммунного ответа и определяющие направленность его реакций по клеточному или гуморальному типу, и CD25+ — T-регуля- торные клетки, контролирующие интенсивность иммунных реакций и участвующие

вподдержании периферической аутотолерантности.

γδT-КлеткивсоставеTCRнесутγ-иδ-цепи вместо α- и β-цепей. Образование таких T-клеток характерно для более ранних этапов развития организма, они предшествуют αβT-лимфоцитам. Однако с возрастом их образование становится менее интенсивным (различные источники указывают цифры от 1 до 15%). Локализуются γδT-клетки преимущественно в коже

и слизистой оболочке ЖКТ. Данная популяция может выполнять цитотоксическую или цитокинпродуцирующую функцию. От классических T-лимфоцитов они также отличаются по наличию корецепторов CD4 и CD8: для них не показана экспрессия CD4, а CD8 присутствует лишь у части γδT-лимфоцитов в виде гомодимера CD8αα (вместо гетеродимерного варианта CD8αβ). Еще одним существенным отличием этой популяции T-лимфоцитов является необязательность предварительного процессинга и презентации антигена, они могут распознавать нативные антигенные структуры и не только пептидной природы.

Особое место занимает популяция NKT-клеток. Они несут на своей поверхности как молекулы, характерные для NK-кле- ток (CD56, KIR, CD161), так и рецепторный комплекс TCR–CD3. Эти клетки выполняют цитотоксическую и регуляторную функцию, а также являются продуцентами ИФН-γ.

Таким образом, основные этапы развития (антигеннезависимую дифференцировку) T-лимфоциты проходят в тимусе. Формирование антигенной специфичности T-клеточного рецептора происходит во время антигеннезависимой дифференцировки в тимусе. Специфичность T-кле- точного рецептора определяется в процессе перегруппировки генов. Корецепторы обеспечивают проведение дополнительных активационных сигналов и усиливают взаимодействие с комплексом MHC– АГ. Селекция T-лимфоцитов обеспечивает поддержание жизнеспособности клеток, распознающих аутологичный комплекс

MHC–пептид со средним сродством, что обеспечивает отбор клеток, способных к распознаванию, но не опасных для собственного организма. В тимусе T-лимфоци- ты подразделяются на функциональные субпопуляции: T-хелперы (CD4+), T-регу- ляторные клетки (CD4+CD25+) и T-килле- ры (CD8+).

Для выявления T-лимфоцитов и их субпопуляций в клеточных суспензиях приме-

няют метод проточной цитофлуориметрии с использованием меченных флюорохромными красителями моноклональных антител к специфическим поверхностным маркерам этих клеток и показателей светорассеяния.

На гистограммах (рис. 6.5 А−Г), полученных при анализе клеток периферической крови человека методом проточной цитофлуориметрии, отметьте основные популяции T-лимфоцитов. Охарактеризуйте роль этих клеток в иммунной системе.

5)α- и β-цепей, имеющих по 3 и 1 внеклеточных домена, соответственно.

7.НЕОБХОДИМОСТЬ ПОЗИТИВНОЙ И НЕГАТИВНОЙ СЕЛЕКЦИИ T-ЛИМФОЦИТОВ В ТИМУСЕ ВЫЗВАНА

1)Отсутствием корецепторных молекул у некоторых тимоцитов.

2)Случайностью процесса перегруппировки генов TCR.

3)Наличием у некоторых тимоцитов BCR.

4)Позитивная и негативная селекция характерна только для B-клеток.

5)Снижением выработки тимических гормонов при старении.

8.ПЕРЕГРУППИРОВКА ГЕНОВ TCR ПРОИСХОДИТ НА СТАДИИ

1)Двойной негативной клетки.

2)Двойной позитивной клетки.

3)Одинарной позитивной клетки (CD4+).

4)Одинарной позитивной клетки (CD8+).

5)Постоянно в течение жизни T-лимфоцита.

9.ДЛЯ T-ХЕЛПЕРОВ ХАРАКТЕРНЫ МАРКЕРЫ

1)CD3, CD4.

2)CD3, CD8.

3)CD4, CD8.

4)CD16, CD56.

5)CD34, CD117.

10.ПРИ СОЗРЕВАНИИ Т-ЛИМФОЦИТОВ В ТИМУСЕ ПРОИСХОДИТ

1)Позитивная селекция.

2)Формирование антигенраспознающего репертуара TCR.

3)Антигензависимая активация.

4)Элиминация аутореактивных клонов.

5)Синтез антител.

ОТВЕТЫ К‚ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ

1 – 5.

2 – 4.

3 – 1.

4 – 3.

5 – 1.

6 – 4.

7 – 2.

8 – 1.

9 – 1.

10 – 1, 2, 4.

• BCR

По структуре BCR представляет собой молекулу иммуноглобулина, встроенную в мембрану В-лимфоцита. Как и любая мономерная молекула иммуноглобулина, BCR состоит из 4 полипептидных цепей: двух легких L-цепей и двух тяжелых H-цепей (рис. 6.6).

Третичная структура L-цепей образована двумя доменами, причем один из них является вариабельным (VL), а другой — константным (СL). Н-цепи образованы 4−5 доменами, причем один из них также является вариабельным (VН), а остальные — константными (СН1−СН4). Вариабельные домены L- и H-цепей формируют два активных центра — анигенсвязывающие участки BCR. Вариабельные домены отличаются высоким разнообразием внутри каждого организма, позволяя создавать огромное множество

Рис. 6.6. Структура В-клеточного рецептора.

Рис. 6.7. Рецепторный комплекс BCR.

BCR с различной антигенной специфичностью. У зрелого В-лимфоцита антигенраспознающие рецепторы обычно относятся

кклассам IgM и IgD, т.е. образованы μ- или δ-тяжелыми цепями.

Помимо молекулы иммуноглобулина

всостав антигенраспознающего рецепторного комплекса BCR входят две молекулы Igα и Igβ (CD79a и CD79b), эти корецепторные молекулы не способны связывать и распознавать антиген, но они участвуют в трансдукции, т.е. передаче активационного сигнала

кядру клетки.

Маркеры В-лимфоцитов

Активация В-лимфоцитов усиливается при участии дополнительных корецепторных молекул: CD21 (CR2-рецептор комплемента 2-го типа), CD19 и CD81. Антиген может дополнительно взаимодействовать с CD21 через фрагмент комплемента С3b, что в свою очередь приводит к фосфорилированию цитоплазматической части СD19, Igα и Igβ и активации В-лимфоцита (рис. 6.7). Часть В-лимфоцитов в составе корецепторных комплексов имеет молекулы CD22.

Перечисленные корецепторные молекулы являются одновременно и маркерами В-лимфоцитов. Наиболее важный среди них CD19, т.к. он является самым ранним панклеточным (т.е. присущий всем В-лимфоцитам) маркером. Именно его используют в лабораторной практике для идентификации и определения количества В-лимфоцитов.

6.2.2. • •

•-

• BCR

Развитие В-лимфоцитов в эмбриональном периоде проходит в печени (у человека с 8−9-й недели развития), в постнатальном периоде — в красном костном мозге. Основным процессом дифференцировки В-лимфо- цитов является формирование полноценного антигенраспознающего BCR. Главная задача дифференцировки — создание многообразия BCR, имеющих различную антигенную специфичность, т.е. различные антигенсвязывающие участки, комплементарные множеству антигенов, существующих в природе. Популяция В-лимфоцитов имеет клональную структуру: антигенраспознающие рецепторы формируются таким образом, что на каждой клетке формируется уникальный по специфичности рецептор, предающийся дочерним клеткам. В результате пролиферации такой клетки формируется клон лимфоцитов, способный распознавать единственный антиген, а вся совокупность клонов способна распознавать все возможные антигены. Таким образом, клоны лимфоцитов отличаются по специфичности антигенраспознающих рецепторов. В процессе антигеннезависимой дифференцировки формируется множество клонов В-лимфоци- тов, образующих антигенный репертуар.

Основой формирования многообразия BCR является реаранжировка (перестройка) генов, кодирующих строение BCR. В геноме предшественников В-лимфоцитов отсутствуютвготовомвидегены,кодирующиевариабельные домены иммуноглобулинов. Имеются несколько групп зародышевых генов, кодирующих структуру легких и тяжелых цепей. Легкие и тяжелые цепи иммуноглобулинов кодируются генами, расположенными на разных хромосомах. Гены, кодирующие тяжелую цепь, находятся на 14-й хромосоме и включают большую группу V-генов (с V-, D- и J-сегментами) и С-генов (кодируют константные домены молекулы иммуноглобулина). Гены, кодирующие легкую цепь κ, картированы на 2-й хромосоме, гены легкой цепи λ — на 22-й хромосоме. Сегменты V (вариабельный), D (разнообразия) и J (соединительный) исходно разделены большими генетическими расстояниями, в процессе реаранжировки генов происходит удаление части генетического материала, разделяющего эти фрагменты. При этом из серии зародышевых V-генов в перестройку случайным образом вовлекается только один ген, что в основном и определяет специфичность рецептора данной клетки. С-гены, кодирующие константные домены, перестройке не подвергаются. Принципиальная схема реаранжировки генов антигенраспознающего рецептора представлена на рис. 6.8.

Можно подсчитать, как показано в табл. 6.2.1, что в результате реаранжировки генов BCR образуется более 2,5 млн вариантов антигенраспознающих рецепторов. Существуют и другие дополнительные механизмы формирования разнообразия рецепторов, еще больше увеличивающие количество ва-

Последовательность экспрессии и сборки BCR определяет различные стадии развития В-клеток. В отсутствие экспрессии пре-BCR невозможен переход про-В-клеток в пре-В-клет- ки. Такие клетки подвергаются апоптозу. Появление пре-ВCR на мембране клетки сопровождается инактивацией генов RAG и интенсивной клеточной пролиферацией.

При переходе про-В-клеток в пре-В-клет- ки CD79 участвует в запуске перегруппировки генов легкой цепи. В стадии пре-В-клетки вновь экспрессируются гены RAG1 и RAG2, что необходимо для перестройки генов легкой цепи и окончательного формирования BCR.

После перестройки генов легкой цепи на В-клетке экспрессируется полноценный BCR, содержащий легкую (κ- или λ-) цепь, μ-цепь и Igα–Igβ (CD79) гетеродимер. Эту стадию развития называют незрелым

В-лимфоцитом. IgM+ В-клетки наиболее чувствительны к развитию толерантности.

В последней стадии развития зрелого В-лимфоцита появляется дополнительная экспрессия IgD (табл. 6.2.2).

• --

Поскольку формирование специфичности BCR происходит случайным образом за счет перестройки генов иммуноглобулинов, среди многообразия клонов В-лим- фоцитов имеются и такие, которые могут распознавать аутоантигены. Подобные аутореактивные клоны представляют угрозу для организма, поскольку потенциально способны реализовывать аутоиммунные реакции. Поэтому перед экспрессией IgD, т.е. до окончательного созревания, происходит выбраковка аутоагрессивных клонов В-лим-