Положительная и отрицательная селекция в тимусе.

В процессе развития тимоцитов происходит увеличение популяции клеток, экспрессирующих Т-клеточные рецепторы, распознающие чужеродные антигены (положительная селекция), а также удаление популяций тимоцитов, реагирующих с аутодетерминантами (отрицательная селекция). В результате только 5% клеток в тимусе созревают и покидают этот орган (табл. 4.2.3).

Ключевым моментом для понимания позитивной селекции является то, что T-клетки CD4⁺ распознают антиген в комплексе с молекулой ГКГ II класса, а T-клетки CD8⁺ распознают антиген в ассоциации с молекулами ГКГ I класса. Тимоциты, которые распознают аутологичные детерминанты ГКГ классов I и II, представленные на эпителиальных клетках тимуса, ускользают от апоптоза. Стромальные клетки обеспечивают тимическое “обучение” Т-лимфоцитов посредством селекции.

При негативной селекции T-клетки, которые экспрессируют T-клеточные рецепторы, связывающиеся с аутологичными протеинами, удаляются. Негативная селекция, по-видимому, осуществляется в медуллярном веществе тимуса стромальными элементами, происходящими из костного мозга. Дендритные клетки и макрофаги представляют аутоантигены тимоцитам в мозговом веществе, и тимоциты, которые распознают аутоантигены, подвергаются клональной делеции. Остается невыясненным, сталкиваются ли тимоциты со всеми возможными аутоантигенами в течение интратимического развития, или контакты с аутоантигенами на периферии также играют роль в запуске клональной делеции.

Клетки и цитокины, регулирующие развитие t-клеток.

Тимус состоит из корковой и медуллярной областей, различающихся по количеству тимоцитов и составу стромальных клеток. Стромальные клетки формируют трехмерную сеть, которая обеспечивает структуру для развития тимоцитов. Эпителиальные клетки корковой области являются дериватами эпителия третьего глоточного кармана, а дендритные клетки и макрофаги, являющиеся основными стромальными элементами в медуллярной области, имеют костномозговое происхождение. Стромальные клетки тимуса влияют на развитие тимоцитов как посредством прямых межклеточных взаимодействий, так и секрецией растворимых медиаторов.

Тимоциты и клетки тимического эпителия экспрессируют ряд поверхностных клеточных детерминант, некоторые из них вовлечены в клеточную адгезию. Рецептор CD2 на тимоцитах определяет связывание с детерминантой CD58 (LFA-3) и молекулой межклеточной адгезии ICAM-1 (intercellular adhesion molecule 1), представленных на клетках тимического эпителия. Взаимодействие между развивающимися лимфоцитами и стромой может активировать обе популяции. Например, связывание тимоцитов со стромой может стимулировать продукцию ИЛ-1 стромальными клетками и повышать экспрессию рецептора ИЛ-2 на тимоцитах. ИЛ-7 стимулирует пролиферацию тимоцитов, и фактор стволовых клеток увеличивает этот эффект. Эпителиальные клетки тимуса у человека являются источником цитокинов ИЛ-1a и b, ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-8, колониестимулирующих факторов, лейкозингибирующего фактора и TGF-a, а также гормонов тимозина и тимопоэтина, оказывающих влияние на пролиферацию и дифференцировку тимоцитов.

Дополнительные цитокины, необходимые для развития T-клеток, могут продуцироваться самими T-клетками. Тимоциты производят IFN-g, TNF-a, ИЛ-2 , ИЛ-3, и ИЛ-4.

Естественные киллерные клетки.

Естественные киллеры (NK) обладают способностью спонтанно лизировать некоторые опухолевые клетки-мишени. Человеческие NK-клетки экспрессируют антигены CD16 и CD56, но не имеют TCR или CD3. По морфологическим характеристикам эти клетки представляют собой большие гранулярные лимфоциты, так как в них присутствуют крупные цитоплазматические гранулы.

Дальнейшее развитие лимфоцитов в зародышевых центрах.

Т- и В-лимфоциты, которые покидают соответственно тимус и костный мозг, находятся на ранней стадии иммунологического созревания. Когда антигенпрезентирующие клетки представляют антиген этим Т- и В-клеткам в первый раз, например, в лимфатическом узле или селезенке, они трансформируются в Т- или В- иммунобласт.

Иммунобласты являются самыми крупными лимфоидными клетками. Они имеют светлое ядро с тонкоструктурированным хроматином и крупными одиночными ядрышками. Цитоплазма иммунобластов выглядит как широкий базофильный ободок. Т-иммунобласты либо выполняют свою первичную Т-клеточную функцию и погибают, либо становятся Т-клетками памяти. Клетки последнего типа более интенсивно отвечают на стимуляцию при контакте с тем же самым антигеном. В-иммунобласты превращаются в плазматические клетки, проходя перед этим стадию плазмацитоидных клеток. Первоначально плазмацитоидные клетки имеют морфологические признаки, промежуточные между малыми лимфоцитами и зрелыми плазматическими клетками, на этой стадии они секретируют преимущественно IgМ. При дальнейшем развитии размер клеток увеличивается, и они приобретают черты типичных плазматических клеток, продуцирующих иммуноглобулины различных классов.

Плазматические клетки крупнее, чем лимфоциты. Они имеют эксцентрично расположенное круглое ядро. Цитоплазма плазматических клеток базофильна, за исключением светлой перинуклеарной зоны, занятой комплексом Гольджи. При первичном иммунном ответе плазмацитоидные лимфоциты преобладают, а ассоциированная с ними продукция иммуноглобулинов невелика.

В лимфатических узлах и других лимфоидных органах в ответ на антигенную стимуляцию Т-зависимыми антигенами образуются зародышевые центры. В-клетки, из которых формируется зародышевый центр, первоначально получают активизирующий сигнал вне фолликулов, в T-клеточных зонах, при их ассоциации с интердигитальными клетками и T-хелперами. Каждый фолликул колонизируют в среднем три В-клеточных бласта. Эти бласты подвергаются массивной клональной экспансии, и в них активизируется гипермутационный механизм, который действует на вариабельные области генов иммуноглобулинов. Зрелые зародышевые центры разделены на темную и светлую зоны. Пролиферирующие бласты, центробласты, занимают темную зону, из них формируются утратившие способность к делению центроциты, которые ытесняются в светлую зону. Два типа этих лимфоидных клеток известны как клетки фолликулярных центров (рис. 4.2.2). Центробласты – крупные клетки, но обычно мельче иммунобластов. Светлая зона содержит сеть фолликулярных дендритных клеток, которые имеют способность поглощать и процессировать (обрабатывать) антиген. Антигенные детерминанты могут удерживаться на поверхности дендритных клеток более года или в форме иммунного комплекса, или в нативном необработанном виде. Антиген может также поглощаться В-клеткой, которая процессирует его и представляет T-клеткам. Центроциты селектируются по их способности взаимодействовать с антигеном, удерживаемым дендритными клетками. Для центроцитов характерна высокая смертность путем апоптоза. Перекрестное связывание иммуноглобулиновых рецепторов со специфическим антигеном при одновременном проведении сигнала через рецептор CD40 отменяет апоптоз центроцитов. После получения сигналов через перечисленные рецепторы на центроцитах увеличивается экспрессия поверхностных иммуноглобулинов, и они приобретают характеристики В-клеток памяти. Зародышевые центры сохраняются около трех недель после иммунизации, а после этого В-бласты памяти продолжают пролиферировать в фолликулах в течение месяцев, пока длится T-зависимый иммуноглобулиновый ответ. Эти клетки, вероятно, являются источником и плазматических клеток, и клеток памяти, необходимых для поддержания долгосрочной продукции антител и иммунологической памяти после первых трех недель T-зависимого антительного ответа.

Описанные в данном разделе реактивные лимфоидные клетки встречаются главным образом в лимфоидных тканях, их также можно увидеть в крови при инфекционном мононуклеозе и других вирусных инфекциях, а также у больных неходжкинскими лимфомами (в случае лейкемизации).