Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Иммунология. Ярилин

.pdf
Скачиваний:
2398
Добавлен:
14.02.2015
Размер:
19.31 Mб
Скачать

3.3. Лимфоидные клетки

313

 

 

в серозные полости, где они существуют в течение всей жизни организма. В1-клетки способны к самоподдержанию путем очень медленной пролиферации, восполняющей убыль клеток, погибающих по механизму апоптоза. В1b-клетки также развиваются в печени эмбрионов, а после рождения —

вкостном мозгу из других клеток-предшественников. B1b-лимфоциты расселяются на периферии несколько позже В1а-клеток — непосредственно перед рождением и сразу после него. При перестройке V-генов в B1b-клетках формируется некоторое количество N-вставок. B1b-клетки также мигрируют

всерозные полости и сохраняются там путем самоподдержания.

Обе разновидности В1-клеток могут дифференцироваться в антителообразующие клетки без стимуляции антигеном. При этом они секретируют преимущественно IgM-антитела (в кишечнике — также IgA). Большинство этих антител специфично к собственным белкам организма (ДНК, гистонам, коллагену, компонентам цитоскелета, антигенам групп крови и т.д.); многие из них полиспецифичны, т.е. способны взаимодействовать с несколькими антигенами, в том числе аутологичными. Эти антитела имеют низкое сродство (аффинность) к антигенам, включая аутоантигены, и не способны вызвать повреждение тканей. Примерно половина сывороточного IgM секретируется В1-клетками. Естественные антитела, продуцируемые В1а-лимфоцитами, часто специфичны к микробным антигенам и опсонизируют патогены, играя важную роль в реакциях врожденного иммунитета. Эти клетки могут принимать участие в адаптивном иммунном ответе, что в большей степени свойственно В1b-клеткам. Ответ В1-клеток преимущественно тимуснезависимый (см. раздел 3.6.4.2). В1-клетки постоянно циркулируют между селезенкой и брюшной полостью, но не поступают в фолликулы, поскольку не экспрессируют CXCR5 — рецептор хемокина BLC (CXCL13). С этим связано то обстоятельство, что процессы «усовершенствования» гуморального иммунного ответа в виде переключения изотипов и повышения сродства к антигенам, не затрагивают или минимально затрагивают В1-клетки.

ВV-генах антител, продуцируемых B1b-клетками, выявляют следы мутационного процесса, значительно более слабого, чем в «классических» фолликулярных В2-клетках. Это также свидетельствует о том, что развитие B1b-антителопродуцентов происходит вне зародышевых центров.

Еще одна разновидность В-лимфоцитов — B-клетки маргинальной зоны (MZB). Они локализуются почти исключительно в маргинальной зоне селезенки, отделяющей белую пульпу от красной. Фенотипически эти клетки более сходны с В2-, чем с В1-клетками. Они происходят от тех же костномозговых клеток-предшественников. Основной мембранный иммуноглобулин MZB-клеток — IgM, экспрессируемый сильнее, чем на В2-клетках.

Вто же время IgD присутствует на мембране в очень малом количестве. Эти клетки сходны по своему фенотипу с активированными В-лимфоцитами. На них присутcтвуют молекулы CD69, CD25, CD38, в малом количестве CD23. Обращает на себя внимание наличие молекулы CD1d, участвующей в презентации липидных антигенов.

Отделение линии MZB-клеток от общей линии В2-клеток происходит на переходной стадии транзиторных клеток (Т3), когда будущие MZB-клетки ослабляют экспрессию не IgM (как В2-клетки), а IgD и утрачивают молекулу CD23. На MZB-лимфоцитах не экспрессируется хемокиновый рецептор

314

Глава 3. Адаптивный иммунитет

 

 

CXCR5, позволяющий клеткам мигрировать в фолликулы. Ключевой фактор дифференцировки MZB-клеток — Notсh-2. Под влиянием сфингозин-1- фосфата и при участии молекул адгезии LFA-1 и VLA-4 они мигрируют в маргинальные зоны селезенки. MZB-клетки не участвуют в рециркуляции, но осуществляют «челночные» миграции до лимфоидных фолликулов и обратно, получая информацию об антигенах, поступающих в селезенку с кровью. Срок жизни MZB-лимфоцитов сопоставим со сроком жизни организма. Снижение численности MZB-клеток, вызываемое повреждающими факторами, достаточно быстро устраняется.

MZB-клетки участвуют в гуморальном иммунном ответе на возбудители, поступающие в кровоток. Они осуществляют тимуснезависимый иммунный ответ на инкапсулированные патогены. Благодаря сильной экспрессии молекул MHC-II и костимулирующих молекул MZB-клетки обладают выраженной способностью к взаимодействию с Т-хелперами, однако их участие в тимусзависимом иммунном ответе изучено плохо. При ответе на антигены MZB-клетки дифференцируются в короткоживущие антителообразующие клетки. V-гены MZB-клеток редко затрагиваются мутациями, что характерно для развития плазматических клеток вне зародышевых центров. В этих клетках не происходит переключения классов иммуноглобулинов и даже MZB-клетки памяти несут на своей поверхности IgM, а не IgG. IgM+ клетки памяти преобладают в маргинальной зоне селезенки человека.

3.3.2. Т-лимфоциты

Т-клетки — разновидность лимфоцитов, основные этапы развития которых проходят в тимусе, что и определило их название (тимусзависимые, или Т-лимфоциты). Для них характерен определенный способ распознавания антигенов (большинство Т-клеток распознает комплекс антигенов с молекулами MHC) и участие в реализации иммунного ответа в качестве исполнительных и регуляторных клеток.

Т-лимфоциты морфологически неотличимы от В-лимфоцитов. Эти клетки дифференцируют по экспрессии на их поверхности маркерных молекул. Общий маркер для всех разновидностей этих Т-лимфоцитов, отсутствующий у других клеток, — молекулярный комплекс TCR–CD3. Как уже упоминалось, этот комплекс включает антигенраспознающий димер TCR и вспомогательный молекулярный комплекс CD3. Выявление CD3 — константных молекул, общих для всех разновидностей Т-лимфоцитов — применяют для идентификации Т-клеток (моноклональные анти-CD3-антитела обычно распознают ε-цепь этого комплекса).

3.3.2.1. Субпопуляции Т-клеток

Субпопуляции Т-клеток различаются по мембранным маркерам, а также способу распознавания антигена и функциям. Наивные Т-лимфоциты включают 2 основных варианта клеток, отличающихся по структуре TCR: γδT-клетки (TCR образован цепями γ и δ) и αβT-клетки (TCR образован цепями α и β). Т-клетка может нести только один вариант рецептора. Разделение на γδТ- и αβТ-клетки — наиболее фундаментальное проявление разнообразия Т-лимфоцитов. Однако этим гетерогенность Т-лимфоцитов не ограничивается. Выделяют еще несколько субпопуляций Т-клеток, обоз-

3.3. Лимфоидные клетки

 

315

 

 

DN3

 

 

 

αβТ:клетки

γδТ:клетки

85–90%

 

 

 

 

10–15%

 

 

CD8αα

 

CD4+

CD8+

Т:клетки

 

Т:клетки

Т:клетки

NKT:клетки

35–40%

8–10%

40–45%

3–5%

 

 

 

 

 

CD4+25:

CD4+

CD8αβ

 

Т:хелперы

CD25hi

ЦТЛ

 

35–40%

Трег

25–30%

 

 

5–7%

 

Рис. 3.42. Развитие естественных субпопуляций Т-лимфоцитов. Схематично представлена дифференцировка основных естественных субпопуляций Т-лимфоцитов, начиная от стадии DN3

начаемых как естественные, т.е. формирующиеся в процессе нормального развития, независимо от поступления в организм чужеродных антигенов (рис. 3.42). Это важно для отличия этой формы гетерогенности клеток от адаптивного разнообразия Т-клеток — их субпопуляций, формирующихся

входе иммунного ответа (см. раздел 3.5.3).

Всоставе αβТ-клеток выявляют 4 субпопуляции. Две основные субпопуляции αβТ-лимфоцитов различают по экспрессии корецепторов CD8 или CD4 и, соответственно, по способу распознавания антигена — в составе молекул MHC-I или MHC-II (см. раздел 3.2.2). CD8+ Т-лимфоциты выполняют функции цитотоксических клеток, что и определило их название — цитотоксические Т-лимфоциты, или Т-киллеры. Большинство CD4+ Т-кле- ток относят к Т-хелперам (от англ. helper — помощник), поскольку Т-хелпе- ры поставляют вспомогательные сигналы при активации В-лимфоцитов и макрофагов. Взаимодействие Т-хелперов с дендритными клетками служит пусковым событием Т-зависимого иммунного ответа.

Некоторые CD4+ Т-клетки, экспрессирующие внутриклеточный фактор FOXP3 и мембранные молекулы CD25 и CTLA-4 (CD152), образуют само-

стоятельную субпопуляцию естественных регуляторных Т-клеток (Трег). Их основная функция — предотвращение реакции других Т-клеток на аутоантигены, а также ограничение (супрессия) любых форм иммунного ответа.

Особую субпопуляцию Т-лимфоцитов (а не NK-клеток!) образуют NKT-клетки, формирующиеся в процессе Т-лимфопоэза, но на поздних этапах развития приобретающие признаки NK-клеток. В результате они коэкспрессируют ключевые маркеры Т- и NK-клеток: на их поверхности представ-

316

Глава 3. Адаптивный иммунитет

 

 

лены комплекс TCR–CD3 и типичные молекулы NK-клеток CD56 и CD16, а также ингибирующие (KIR, NKRG2) и активирующие (NKG2D) рецепторы.

Вариабельность γδТCR ограничена и спектр антигенов, распознаваемых γδТ-клетками, узок. γδТ-клетки распознают антиген независимо от молекул MHC. Поэтому корецепторы CD4 и CD8 не обязательно присутствуют на их поверхности. Эти клетки, слабо представленные во вторичных лимфоидных органах, сосредоточены преимущественно в барьерных тканях. Среди γδТ-лим- фоцитов выделяют субпопуляцию клеток, экспрессирующих гомодимерный вариант молекулы CD8 — CD8αα (СD8αα+ γδТ-клетки). Такие Т-лимфоциты локализованы почти исключительно в лимфоидной ткани слизистых оболочек. У мышей CD8αα+ Т-клетки выявляют среди как γδТ-, так и αβТ-клеток, тогда как у человека они принадлежат исключительно γδТ-субпопуляции.

Возможно, существуют и другие субпопуляции Т-клеток. Так, в печени и костном мозгу (в значительно меньшей степени — в крови и вторичных лимфоидных органах) выявляют Т-клетки, лишенные корецепторов (CD3+CD4-CD8-). На периферии обнаруживают очень немногочисленные CD3+CD4+CD8+ лимфоциты, по ряду свойств отличающиеся от незрелых кортикальных тимоцитов того же мембранного фенотипа. Функции тех и других клеток не установлены.

Среди большого числа субпопуляций Т-клеток только две можно безусловно отнести к системе адаптивного иммунитета. Это CD4+ и CD8+ αβТ-клетки. Все остальные субпопуляции в настоящее время обычно относят к клеткам врожденного иммунитета. Однако более справедливо присвоить им статус клеток «промежуточного типа» (Innate-like) (рис. 3.43).

CLP

DN1

DN2

DN3 DN4/iSP

DP

CD4+

CD8+

SP

SP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TdT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RAG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VpreТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Notch

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зар.

Зар.

DJ

 

VDJ

 

VDJ

VDJ

VDJ

VDJ

Гены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β:цепей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зар.

Зар.

Зар.

 

Зар.

 

Зар.

VJ

VJ

VJ

Гены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α:цепей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.43. Динамика перестройки V-генов Т-клеточного рецептора и экспрессии генов, продукты которых участвуют в реализации этого процесса. Прямоугольники обозначают стадии, на которых экспрессируются указанные гены. Внизу — состояние перестроки V-генов H- и L-цепей. Зар. — зародышевая конфигурация гена

3.3. Лимфоидные клетки

317

 

 

В связи с тем, что их гистогенез неразрывно связан с развитием «классических» адаптивных Т-лимфоцитов, а также с наличием у всех субпопуляций Т-клеток клональной структуры и способности к антигенспецифическому распознаванию, рассматриваем все эти клетки в едином контексте.

3.3.2.2. «Классические» αβТ-клетки

Подобно тому, как представление о В-клетках связано в первую очередь

с«обычными» В2-лимфоцитами, так понятие о Т-клетках ассоциируется преимущественно с αβТ-лимфоцитами, циркулирующими в крови и локализующимися во вторичных лимфоидных органах. Относительное содер-

жание Т-лимфоцитов в крови составляет в среднем около 73% (55–85%) от общего числа лимфоцитов; абсолютное — (950–2100)×109 клеток в литре. В большинстве лимфоидных структур Т-лимфоцитов содержится больше, чем

В-клеток.

На поверхности αβТ-клеток экспрессируется примерно в 5 раз меньше молекул TCR, чем BCR на поверхности В-лимфоцитов (30 000–40 000 TCR на клетку). Содержание комплексов CD3 примерно в 10 раз больше, чем TCR — около 300 000 молекул на клетку, что свидетельствует о присутствии на мембране молекул CD3, не связанных с ТСR. Помимо TCR–CD3 зрелые Т-клетки экспрессируют молекулы CD2, CD5, CD7 (рис. 3.44). Иногда их используют в качестве маркеров для определения Т-лимфоцитов, однако это не вполне корректно, поскольку эти молекулы содержатся на некоторых других клетках (CD2 и CD7– на NK-клетках, CD5 — на В1-лимфоцитах). Наиболее важные в функциональном отношении мембранные молекулы

Т-клеток — корецепторы CD4 и CD8, служащие маркерами основных субпопуляций αβТ-клеток (см. далее), а также костимулирующая молекула CD28, экспрессируемая на большинстве (около 80%) Т-клеток. Эти молекулы были

охарактеризованы ранее (см. раздел 3.1.3.3).

Для наивных (не контактировавших с антигеном) αβТ-клеток характерен высокий уровень экспрессии селектина L (CD62L) и хемокинового

рецептора CCR7 (см. рис. 3.36). Эти молекулы определяют пути миграции Т-клеток (см. раздел 3.4.2.5). На Т-клетках содержатся также β1- и β2-интег- рины (особенно LFA-1 и VLA-4) и рецепторы для цитокинов (для IL-7, IL-1, IL-2, IL-4, IL-15 и др.). Маркером наивных Т-клеток, отличающим их от клеток памяти, служит полноразмерная форма молекулы CD45 — CD45RA.

Т-лимфоциты — активно рециркулирующие клетки, о чем свидетельствует их высокое содержание в крови (см. выше). Основное место локализации Т-лимфоцитов в лимфоидных органах — тимусзависимые зоны. К ним относят паракортикальные зоны лимфатических узлов и параартериальные муфты селезенки. Вне Т-зон Т-лимфоциты непосредственно соседствуют

сВ-клетками. αβТ-клетки локализованы также в барьерных тканях, где они численно преобладают над γδТ-клетками. αβТ-лимфоциты диффузно распределены в эпителиальных пластах барьерных тканей — слизистых оболочках и эпидермисе. Их выявляют также в соединительнотканных отделах барьерных тканей — субмукозе и дерме.

Т-лимфоциты относят к долгоживущим клеткам. Срок жизни различных субпопуляций наивных αβТ-лимфоцитов составляет месяцы и годы. Для

318

 

 

 

Глава 3. Адаптивный иммунитет

 

 

 

 

 

 

 

CLP

DN1

DN2

DN3 DN4/iSP

DP

CD4+

CD8+

SP

SP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CD34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IL:7R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CD44+

 

CD44+

 

CD44:

 

CD44:

 

CD44:

 

CD44+ CD25:

 

CD44/

 

CD25:

 

CD25+

 

CD25+

 

CD25:

 

CD25:

 

Treg : CD25+

 

CD25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CD4+

 

CD4+CD8: и

 

 

 

 

 

CD4:CD8:

 

CD4+

 

 

CD4/

 

 

 

 

CD8:

 

CD8+

 

CD4:CD8+

 

CD8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CD2

CD5

pTCR

CD3:TСR

CD28

Рис. 3.44. Экспрессия мембранных маркерных молекул при созревании Т-лимфоци- тов. Прямоугольники обозначают стадии дифференцировки В-клеток, на которых представлены соответствующие молекулы. Отражена коэкспрессия молекул CD44 и CD25, а также CD4 и CD8 на Т-клетками на разных стадиях развития

выживания Т-лимфоцитов необходим IL-7, а также сигналы от TCR, при распознавании ими молекул MHC и аутологичных пептидов (см. раздел 3.4.3).

3.3.2.3. Развитие αβТ-лимфоцитов

При значительном сходстве путей развития В- и Т-лимфоцитов дифференцировка Т-клеток более продолжительна (табл. 3.13). Это объясняется главным образом особенностями распознающего аппарата Т-клеток, требующего сложной «настройки». Т-лимфоциты — единственные клетки крови, развитие которых не может осуществляться в микроокружении костного мозга — основные этапы дифференцировки они проходят в специальном органе — вилочковой железе, или тимусе. Тимус содержит эпителиальные клетки, отсутствующие в костном мозгу. Они и являются тем уникальным и ключевым фактором микроокружения, который способен обеспечить развитие Т-лимфоцитов. Структура тимуса и его роль в развитии Т-клеток будут рассмотрены далее (см. раздел 3.4.1.2).

3.3. Лимфоидные клетки

 

 

 

319

 

 

 

 

 

Таблица 3.13. Стадии развития и субпопуляции тимоцитов человека

 

 

 

 

 

Стадия

Фенотип

Содер-

Локализация

Функция,

развития

 

 

 

 

жание,%

 

процессы

 

 

 

 

 

Дважды отри-

Стадия DN1:

4–5

Кортикомедул-

Полипотентные пред-

цательные

CD4- CD8- CD3-;

 

лярная и пери-

шественники

(DN)

CD44+ CD25-

 

медуллярная

 

 

 

 

 

 

 

зона

 

 

 

 

 

 

 

Стадия DN2

 

Субкапсуляр-

Подготовка перестрой-

 

(про-Т-клетки):

 

ная зона

ки генов

 

CD4- CD8- CD3-;

 

 

 

 

CD44+ CD25+

 

 

 

 

Стадия DN3

 

То же

Перестройка Vβ-гена

 

(пре-Т-клетки):

 

 

 

 

CD4- CD8- CD3-

 

 

 

 

CD44- CD25+

 

 

 

Незрелые

CD4+ CD8-

0,5–0,7

Наружные слои

Нет данных

моноположи-

CD3-

 

 

 

 

коры

 

тельные (iSP)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дважды поло-

CD4+ CD8+

70–75

Кора

Перестройка Vα-гена.

жительные

CD3-TCRαβlo

 

 

Незрелые Т-клетки;

(DP) TCRαβ+

CD69- CD5lo

 

 

положительная селекция

 

CD4+ CD8+

 

Глубокие слои

Отрицательная селек-

 

CD3-TCRαβhi

 

коры

ция. Дифференцировка

 

CD69

-

CD5

+

 

 

CD4/CD8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Моно-положи-

CD4+ CD8-

6–7

Мозговой и

Предшественники

тельные (SP)

CD3- TCRαβhi

 

кортикомедул-

Т-хелперов

TCRαβ+

CD25-

 

 

 

лярный слои

 

 

CD4- CD8+

4–5

То же

Предшественники

 

CD3- TCRαβhi

 

 

цитотоксических

 

 

 

 

 

 

 

Т-лимфоцитов

 

 

 

 

 

 

CD4+ CD8-

2–3

— << —

Естественные регуля-

 

CD3- TCRαβhi

 

 

торные Т-клетки

 

CD25hi

 

 

 

 

Дважды отри-

CD4- CD8-

 

1

Наружные слои

Предшественники

цательные

CD3- TCRγδ+

 

коры

Т-клеток барьерных

(DN) TCRγδ+

 

 

 

 

 

 

тканей

Миграция в тимус клеток-предшественников

Из кроветворных органов в тимус мигрируют ранние лимфоидные предшественники ELP (от Еarly lymphoid progenitоrs) — клетки с широким потенциалом дифференцировки, включая миелоидный путь. Фенотипически эти клетки можно охарактеризовать как СD34+ SCA-1+ CD117 (c-Kit)+ Flt-3+ CCR9+ СD4lo. Эта стадия развития предшествует стадии CLP. ELP отличаются от CLP отсутствием α-цепи рецептора для IL-7 и слабой экспрессией CD4. У человека фенотип этих клеток — CD34+ СD38lo CD45RA+ CD7+ (главное отличие от предшественников В-клеток состоит в экспрессии CD7 вместо CD10).

320

Глава 3. Адаптивный иммунитет

 

 

ELР попадают в тимус через венулы кортикомедуллярного сочленения тимуса (см. раздел 3.4.1.2), откуда они мигрируют в наружные слои коры. Затем начинается их возвратное движение в сторону кортикомедуллярного сочленения. В ходе этих перемещений происходит созревание Т-клеток. Уже на 1-м этапе (движение в сторону коры) клетки последовательно утрачивают способность дифференцироваться в В-лимфоциты, миелоидные клетки, естественные киллеры и дендритные клетки. Вероятно, на этом этапе внутри тимуса от клеток-предшественнков Т-линии ответвляются предшественники перечисленных «не-Т-клеток» (например, дендритных для обеспечения потребности в этих клетках внутри тимуса). На этом отрезке миграции проходят первые этапы развития самих Т-лимфоцитов.

Для маркирования стадий развития Т-лимфоцитов чаще используют экспрессию на их поверхности корецепторов CD4 и CD8, а также рецепторного комплекса CD3–TCR (см. рис. 3.44). Наиболее ранние представители Т-клеточного ряда имеют фенотип CD4-CD8-, в связи с чем их называют дважды отрицательными или дважды негативными (DN — от Doublenegative) клетками. Поскольку они лишены также CD3, эти клетки иногда называют трижды негативными клетками. Более зрелая популяция αβ-тимоцитов экспрессирует оба корецептора и обозначается как дважды положительные клетки — CD4+CD8+ (дважды позитивные, DP — от Doublepositive). Они уже экспрессируют на своей поверхности (как правило, слабо) CD3. Наконец, зрелые тимоциты, как и периферические Т-клетки, экспрессируют один из корецепторов и поэтому их называют моноположительными клетками (SP — от Single-positive). Как уже упоминалось выше, фенотип CD4+CD8- характерен для Т-хелперов и регуляторных Т-клеток, а CD4-CD8+ — для цитотоксических Т-лимфоцитов.

Развитие Т-клеток сходно, но не идентично развитию В-лимфоци- тов. Как и в случае В-клеток, основные события при Т-лимфопоэзе — перестройка рецепторных V-генов и формирование TCR с последующей селекцией клонов Т-лимфоцитов, обеспечивающей формирование антигенраспознающего репертуара. Перестройка V-генов TCR и другие события, приводящие к экспрессии рецептора, происходят на стадии дважды отрицательных тимоцитов в поверхностных слоях коры тимуса (субкапсулярной зоне). Для удобства рассмотрения этого процесса в стадии дважды отрицательных DN (тимоцитов) выделяют подстадии по экспрессии двух мембранных молекул — CD44 (рецептор, распознающий гиалуронат и ответственный за миграцию клеток-предшественников в тимус) и CD25 (α-цепь рецептора для IL-2). DN1-клетки, мигрирующие в тимус, имеют фенотип CD44+ CD25-, DN2 — CD44+ CD25+, DN3 — CD44- CD25+.

Развитие дважды отрицательных тимоцитов и перестройка генов T-клеточного рецептора (см. табл. 3.13)

Самые ранние CD44+ CD25- тимоциты локализуются в перимедуллярной зоне коры тимуса. Они представляют собой полипотентные кроветворные предшественники, их V-гены имеют зародышевую, т.е. неперестроенную конфигурацию. Только в некоторых клетках на этой стадии проходит начальный, малоспецифичный этап перестройки генов — сближение сегментов D и J в генах β- и δ-цепей (см. рис. 3.43). На стадии DN1 клетки

3.3. Лимфоидные клетки

 

 

321

Мф

В:клетки

Дендрит:

NK:клетки

γδT:клетки

 

ные клет:

 

 

 

 

ки

 

 

 

 

Pax5

 

Spi:B

 

ICER

 

PU1

E2A

 

Id2

Id2

 

 

Nurr1

 

 

EBF

 

PU1

 

 

 

 

 

 

 

DN1

 

 

DN2

DN3

DN4

αβDP

(CD44+

 

(CD44+

(CD44:

(CD44:

(CD4+

CD25:)

 

CD25+)

CD25+)

CD25+)

CD8+)

GATA:3

 

Notch/Delta

 

Notch/Delta

Runx

 

GATA:3, E2A

 

Runx, HEB

В коммиттировании и развитии Тαβ:линии участвуют факторы Gfil, c:Myb, PU.1, TCF:1

Notch/Delta

GATA:3,

Runx

Рис. 3.45. Полипотентность ранних тимических предшественников и роль дифференцировочных факторов в выборе пути их развития. Клетки-предшественники, поступающие в тимус, обладают широким дифференцировочным потенциалом, который они в процессе развития постепенно утрачивают. В конце стадии дважды отрицательных клеток тимоциты сохраняют способность дифференцироваться только в αβТ-клетки

интенсивно пролиферируют (до 10 делений), что приводит к 1000-кратно- му увеличению их числа. Это наиболее продолжительный этап развития Т-клеток (10 сут — 50% времени развития Т-клеток в тимусе). Основной ростовой фактор на этом этапе — SСF (С-Kit лиганд). В это время рецептор для IL-7 экспрессирован слабо или вообще не экспрессирован. Факторами дифференцировки на этом этапе развития служат Wnt и Hedgehog, а также Notch, коммиттирующий клетки-предшественники к дифференцировке в Т-лимфоциты. Дальнейшие стадии дифференцировки Т-клеток представлены на рис. 3.45.

На стадии DN2 тимоциты перемещаются в сторону наружных слоев коры по градиенту CXCL12, секретируемого эпителиальными клетками наружной коры. Длительность стадии — 2 сут. Клетки продолжают пролиферировать уже преимущественно под действием IL-7 и в меньшей степени — SCF. На этой стадии сигналы от Notch коммиттируют Т-клетки к дифференцировке в различные линии (γδ или αβ) и экспрессируется ген, кодирующий pTCRα, — знак выбора αβ-направления развития. Это коммиттирование становится необратимым только после реаранжировки генов TCR на стадии DN3. Тогда же экспрессируются гены рекомбинационного комплекса.

При переходе на стадию DN3 запускается основное событие дифференцировки Т-лимфоцитов — перестройка V-генов TCR. Включение этого процесса является следствием экспрессии в тимоцитах группы дифференцировочных факторов под влиянием эпителиального микроокружения. Для раннего развития Т-клеток необходима экспрессия генов Notch, Runx-1,

322

 

 

Глава 3. Адаптивный иммунитет

B

NK

γδT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CD8+

Notch

Notch

 

Notch

 

 

 

DN1

DN2

DN3

DN4

DP

?

Notch

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

?

CD4+

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.46. Роль Notch-рецепторов в развитии Т-клеток в тимусе. Показано стимулирующее влияние Notch на разные стадии развития αβТ-клеток в тимусе и ингибирующее — на альтернативные пути дифференцировки

GATA-3, Ikaros, Gfi1, c-Myb, PU.1, E2A/HEB, TCF-1. Особенно важную роль играют факторы семейства Notch (особенно Notch-1 и Notch-3), действующие почти на всех этапах раннего развития тимоцитов и блокирующие другие пути дифференцировки клеток-предшественников (в направлении В-, NK-, дендритных клеток) (рис. 3.46). Механизм действия этого основного дифференцировочного фактора Т-клеток представлен на рис. 3.47. Для запуска перестройки V-генов TCR наиболее важна передача сигнала, осуществляемая Notch-1 на стадиях DN2 и DN3. Рецептор для этого фактора экспрессируется тимоцитами на указанных стадиях развития. Лиганды Notch-рецептора — молекулы Delta и Jagged — находятся на поверхности

Лиганды CR EGF

DSL

EGF

LIN ANK TAD Рецепторы

Jagged 1/2

 

 

Notch1,2

Delta:like 1/4

 

 

Notch3

Jagged 1/2

 

 

Notch4

 

 

Тимоцит

 

 

Maml

 

Тимусная

 

Протеолиз

Экспрессия

эпителиальная

 

 

 

гена

клетка

 

 

 

 

 

Maml

Промотор

 

 

 

Рис. 3.47. Notch-рецепторы, их лиганды и Notch-опосредованная передача сигнала. Схема иллюстрирует строение Notch-рецепторов и Notch-лигандов (основные компоненты их внеклеточной части — EGF-подобные повторы). Показано гомотипическое взаимодействие лиганда и рецептора, освобождение внутриклеточной части рецептора вследствие протеолиза и ее функционирование в качестве ядерного транскрипицонного фактора

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]