А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 103
Текст из файла (страница 103)
Транскрипционный факторNF-κB активируется путем отщепления от комплекса IκB–NF-κB ингибирующей субъединицы IκB. Как уже говорилось выше, это происходитпри фосфорилировании IκB киназой IKK, активируемой с участием РКСθ.Фосфорилированная субъединица становится доступной для деградации4133.5. Активация лимфоцитов и запуск иммунного ответаNF:AT АР:1GATA:3NFкВOctNF:кВ CD28RE NF:AT АР:1АР:1 NFATSTAT4NFATNFATАР:2 GATA:3 АР:1NF:ATАР:1АР:1 NFAT NFATGATA:3 АР:1OctNF:AT АР:1Ген IL2Ген IL4 GATA:3ATF2 ATF2Ген IFNgРис.
3.97. Схема расположения связывающих участков для ядерных факторов в промоторах генов IL2, IL4 и IFNgпо убиквитиновому пути. Фактор АР-1 — димер белковых продуктов двухиндуцибельных протоонкогенов — c-fos и c-jun. Для экспрессии этих генови синтеза белков необходимы соответствующие транскрипционные факторы, а именно Elk-1 (для c-fos) и JNK (для c-jun). Как уже было указановыше, Elk-1 и JNK — конечные продукты деятельности различных ветвейMAP-каскада.
Синтезируемые de novo белки c-fos и c-jun образуют гомо- игетеродимеры, формирующие транскрипционный фактор АР-1.Рассмотренные три фактора (NF-AT, NF-κB и AP-1) нужны для индукции генов активации Т-клеток — в первую очередь IL2 и IL2R. Промоторныйучасток гена IL2 содержит 9 сайтов связывания транскрипционных факторов (рис. 3.97). Среди них есть 2 участка связывания октомера Oct, нелимитирующего процесс индукции гена. Из трех ключевых транскрипционных факторов NF-κB взаимодействует с промотором в одном сайте,не зависимом от других транскрипционных факторов. Два других фактора —NF-AT и AP-1 — взаимодействуют с промотором как отдельно друг от друга(по 1 сайту связывания), так и в комплексе (3 сайта связывания).
Заполнениевсех сайтов соответствующими транскрипционными факторами, приводящее к индукции гена, служит конечным результатом передачи сигнала приактивации Т-клеток.Выше были подробно рассмотрены сигнальные пути, участвующие вактивации Т-хелперов. Активация цитотоксических Т-клеток осуществляется по сходным механизмам.3.5.2.2. Проявления активации Т-клетокАктивация CD4+ Т-клеток (как и любых Т-лимфоцитов) приводит к экспрессии большого числа генов, среди которых наибольшую роль в реализации основных эффекторных событий играют гены IL2 и IL2R, кодирующиесоответственно цитокин IL-2 и α-цепь его рецептора.
Экспрессия гена IL2происходит примерно через 1 ч после получения стимулирующего сигнала.Секрецию белка IL-2 стимулированными Т-клетками in vitro выявляютчерез 3–4 ч; она достигает пика через 8–12 ч и прекращается через 24 ч.In vivo секреция IL-2 начинается через 1–3 сут после введения антигена414Глава 3. Адаптивный иммунитетc:mycc:fos NFAT NFкBIL:6IL:4IL:5IL:2 TGFIFN IL:3GM:CSFRANTESCD71HLA:DRТранскрипционныефакторыЦитокиныCD25CD69 (IL:2Ra)МембранныемолекулыVLA:4VLA:1Стимуляция15 20 30минМолекулыадгезии123458часы1458суткиРис. 3.98.
Временнa я динамика экспрессии молекул активации Т-клеток. На графике представлены сроки экспрессии ключевых молекул активации после стимуляцииТ-клеток(иммунизации) и сохраняется в течение 7–12 сут. Экспрессия α-цепи рецептора IL-2 происходит несколько позже и продолжается дольше — in vitroее выявляют через 4 ч после стимуляции; максимума она достигает через2–3 сут и прекращается через 5 сут (рис. 3.98).Одновременно с геном IL2 в кратчайшие сроки после действия стимулятора (в физиологических условиях — антигенного комплекса пептид–MHC)экспрессируются гены с-Myc и N-Myc, называемые ранними активационными генами. Они участвуют в подготовке клеток к митозу.
Через 2–3 ч наповерхности Т-клетки появляется CD69 — самый ранний активационныйантиген, частично мобилизуемый из внутриклеточных депо, а частичноэкспрессируемый de novo. Его экспрессия продолжается немногим болеесуток. Вскоре после CD69 на поверхности клетки появляется другой ранний маркер активации — CD25, представляющий уже упомянутую α-цепьрецептора для IL-2.
Несколько раньше выявляют экспрессию ряда цитокиновых генов и синтез ограниченных количеств соответствующих цитокинов(IFNγ, IL-4, IL-5, IL-6).Следующие проявления активации наблюдают через сутки после действия стимулятора, когда экспрессируется молекула рецептора для трансферрина (CD71). Этот фактор играет важную роль в пролиферации, поскольку для ее осуществления необходимы ионы железа.
В последующиедни (3–6 сут) экспрессируются молекулы MHC-II, относимые к поздниммаркерам активации Т-клеток, а затем — β1-интегрины, обозначаемые какочень поздние активационные антигены — VLA (Very late activation antigens),и секретируются хемокины. Эти поздние проявления активации клетоксовмещаются с пролиферативным процессом.3.5.2.3. Пролиферативная экспансия клонов Т-хелперовКак уже неоднократно подчеркивалось, исходная численность клеток вкаждом клоне Т-лимфоцитов мала и недостаточна для защиты организмаот патогенов и других источников биологической агрессии. Именно поэтому первый процесс, в который вовлекаются активированные Т-клетки, —3.5. Активация лимфоцитов и запуск иммунного ответа415пролиферация.
Связывание антигенного лиганда с TCR само по себе выводитклетку из фазы покоя (G0) и переводит в фазу G1. Однако продвижение поциклу приостанавливается в середине этой фазы (между ее этапами G1a и G1b).В преодолении этой задержки участвуют цитокины, в первую очередь IL-2.Вступление клетки в цикл контролируют циклины, связывающиеся сциклинзависимыми киназами (Cdk) серин/треонинового типа. При этомпроисходит активация Cdk. Известно 6 циклинов (их обозначают буквамиот А до Е; существует несколько вариантов циклина D) и столько же Cdk(Cdk1-Cdk6). Выделяют 3 группы циклинов, обозначаемые фазами клеточного цикла, которые они «обслуживают» — G1/S, S и M. Циклины группыG1/S, к которым относят циклины D и E, отвечают за подготовку клеток крепликации ДНК, S-циклин (циклин А) инициирует репликацию ДНК, аМ-циклин (циклин В) участвует в запуске митоза. Партнерами упомянутыхциклинов служат киназы Cdk4 и Cdk6 (для циклина D), Cdk2 (для циклинов Е и А) и Cdk1 (для циклина В).
При связывании Cdk с циклинамипроисходит фосфорилирование киназ и их активация. После завершенияконтролируемой ими фазы клеточного цикла циклины деградируют.Выход клетки в цикл связан с формированием комплекса циклинЕ–Cdk2, а для преодоления точки рестрикции между G1a и G1b, помимоуказанного комплекса, необходимы циклины (D1, D2 и D3), связанныес киназами Cdk4 и Cdk6. Под влиянием комплекса циклина Е с Cdk2 вфазе G1b происходит фосфорилирование фактора рабдомиосаркомы (Rb), атакже освобождение из комплекса с ним и активация фактора E2F.
ФакторE2F индуцирует экспрессию генов циклинов А и В. Как уже было отмеченовыше, циклин А в комплексе с Cdk2 запускает фазу S клеточного цикла, ациклин В в комплексе с Cdk1 — обусловливает переход клетки к митозу.Разрушение циклинов, свидетельствующее о завершении очередной фазыцикла, происходит после их убиквитинирования, катализируемого различными для разных циклинов ферментами — убиквитинлигазами.IL-2, синтезируемый и секретируемый активированными Т-лимфоцитами, служит основным ростовым фактором этих клеток; встраиваниеα-цепи в состав рецептора для IL-2 значительно повышает его сродство кIL-2 (см.
раздел 3.4.3.3), что обеспечивает запуск пролиферации Т-клеток(рис. 3.99). IL-2 служит сигналом, позволяющим преодолеть точку рестрикции между фазами G1a и G1b клеточного цикла. Действие IL-2 обеспечиваетпродвижение по циклу и достижение митоза. После завершения митозаклетка сохраняет на своей поверхности высокоаффинный рецептор дляIL-2, что служит условием продолжения пролиферации.IL-2-зависимая пролиферация CD4 + Т-лимфоцитов продолжается3–5 сут после активации. Она обеспечивает умножение численности клетокв клонах, вовлекаемых в иммунный ответ — пролиферативную экспансиюклонов. Т-клетки проходят 6–8 делений, что обеспечивает увеличение их числапримерно в 100–200 раз.
Так, если исходную численность Т-клеток в клонеможно оценить у человека примерно в 2×103 (исходя из оценки общего числаТ-хелперов — в 7×1010 и возможного числа клонов — в 3×107), то после пролиферации их число может превысить 106. Это обеспечивает должную эффективность иммунного ответа, поскольку формирование активных Т-хелперовнеобходимо для успешной реализации практически всех его ветвей.416Глава 3. Адаптивный иммунитетIFNγCD4+Th1IL:2CD8+CTLDCIL:2R+CD8 TАктивир.CD8+TIL:2RCD8+CTLАктивация CD8+ T:клеткиIL:2Пролиферация клонаРис.
3.99. IL-2-зависимая пролиферация СD8+ Т-клеток клона, вовлекаемого виммунный ответ. На примере CD8+ Т-клеток проиллюстрированы механизмы пролиферативной экспансии антигенспецифического клона. Презентация приводит кактивации распознавших антиген CD4+ и CD8+ Т-клеток. Основной продукт активации (IL-2) в большем количестве выделяют CD4+ Т-клетки. CD8+ Т-лимфоцитыиспользуют его для размножения до численности, необходимой для обеспеченияэффективного иммунного ответа3.5.3.
Дифференцировка Т-хелперовПод влиянием активации в результате изменений структуры хроматинагены цитокинов становятся доступными для регулирующих сигналов, подвлиянием которых выявляют минимальный уровень экспрессии многих изэтих генов. На этом этапе CD4+ Т-клетки обозначаются как Th0-клетки.Помимо IL-2, обеспечивающего пролиферативную экспансию, в этих клетках слабо экспрессируются IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-13, GM-CSF,IFNγ, TNFα и некотрые другие факторы, что на данном этапе, по-видимому,не играет существенной функциональной роли.
Но уже в процессе деленияCD4+ Т-клеток запускается процесс их дифференцировки на субпопуляции.Такие субпопуляции называют адаптивными, поскольку они образуются входе адаптивного иммунного ответа на антигены, в отличие от естественных субпопуляций (см. раздел 3.3.2.1), формирующихся в ходе антигеннезависимой дифференцировки Т-клеток (табл. 3.25). Ранее других образуются2 субпопуляции Т-хелперов — Th1 и Th2 (Th — от T-helper).3.5.3.1. Th1- и Th2-клеткиДихотомию Т-хелперного звена системы адаптивного иммунитета впервые описали в 1986 г.
Т. Мосманн (T.R. Mosmann) и соавт. Они обнаружили,что панель Т-хелперных клонов мышей по способности секретироватьцитокины можно разделить на 2 группы, и обозначили их как Th1 и Th2.4173.5. Активация лимфоцитов и запуск иммунного ответаТаблица 3.25. Адаптивные субпопуляции Т-хелперовПоказательTh1Th2Th17ТипичныеиндукторыВнутриклеточныеПаразиты, аллергеныпатогены (например, микобактерии)ВнеклеточныепатогеныФакторы,благоприятствующие развитиюВысокие и низкиедозы антигены,релаксан,<b>Текст обрезан, так как является слишком большим</b>.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
