А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Помимо TCR–CD3 зрелыеТ-клетки экспрессируют молекулы CD2, CD5, CD7 (рис. 3.44). Иногда ихиспользуют в качестве маркеров для определения Т-лимфоцитов, однакоэто не вполне корректно, поскольку эти молекулы содержатся на некоторыхдругих клетках (CD2 и CD7– на NK-клетках, CD5 — на В1-лимфоцитах).Наиболее важные в функциональном отношении мембранные молекулыТ-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 былиохарактеризованы ранее (см.
раздел 3.1.3.3).Для наивных (не контактировавших с антигеном) αβТ-клеток характерен высокий уровень экспрессии селектина L (CD62L) и хемокиновогорецептора CCR7 (см. рис. 3.36). Эти молекулы определяют пути миграцииТ-клеток (см. раздел 3.4.2.5). На Т-клетках содержатся также β1- и β2 -интегрины (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, отличающимих 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 нимотносят паракортикальные зоны лимфатических узлов и параартериальныемуфты селезенки. Вне Т-зон Т-лимфоциты непосредственно соседствуютс В-клетками. αβТ-клетки локализованы также в барьерных тканях, гдеони численно преобладают над γδТ-клетками. αβТ-лимфоциты диффузнораспределены в эпителиальных пластах барьерных тканей — слизистых оболочках и эпидермисе. Их выявляют также в соединительнотканных отделахбарьерных тканей — субмукозе и дерме.Т-лимфоциты относят к долгоживущим клеткам.
Срок жизни различныхсубпопуляций наивных αβТ-лимфоцитов составляет месяцы и годы. Для318Глава 3. Адаптивный иммунитетCLPDN1DN2DN3DN4/iSPDPCD4+SPCD8+SPCD34IL:7RCD44+ CD44+ CD44:CD25: CD25+ CD25+CD4:CD8:CD44:CD25:CD4+CD8:CD44:CD25:CD4+CD8+CD44+ CD25:Treg : CD25+CD44/CD25CD4+CD8: иCD4:CD8+CD4/CD8CD2CD5pTCRCD3:TСRCD28Рис. 3.44. Экспрессия мембранных маркерных молекул при созревании Т-лимфоцитов. Прямоугольники обозначают стадии дифференцировки В-клеток, на которыхпредставлены соответствующие молекулы. Отражена коэкспрессия молекул CD44 иCD25, а также CD4 и CD8 на Т-клетками на разных стадиях развитиявыживания 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 αβαβТ-лимфоцитовПри значительном сходстве путей развития В- и Т-лимфоцитов дифференцировка Т-клеток более продолжительна (табл. 3.13). Это объясняетсяглавным образом особенностями распознающего аппарата Т-клеток, требующего сложной «настройки». Т-лимфоциты — единственные клетки крови,развитие которых не может осуществляться в микроокружении костногомозга — основные этапы дифференцировки они проходят в специальноморгане — вилочковой железе, или тимусе.
Тимус содержит эпителиальныеклетки, отсутствующие в костном мозгу. Они и являются тем уникальными ключевым фактором микроокружения, который способен обеспечитьразвитие Т-лимфоцитов. Структура тимуса и его роль в развитии Т-клетокбудут рассмотрены далее (см. раздел 3.4.1.2).3193.3. Лимфоидные клеткиТаблица 3.13.
Стадии развития и субпопуляции тимоцитов человекаСтадияразвитияДважды отрицательные(DN)ФенотипСодержание,%Стадия DN1:CD4- CD8- CD3-;CD44+ CD25-4–5ЛокализацияФункция,процессыКортикомедул- Полипотентные предлярная и пери- шественникимедуллярнаязонаСтадия DN2(про-Т-клетки):CD4- CD8- CD3-;CD44+ CD25+Субкапсулярная зонаПодготовка перестройки геновСтадия DN3(пре-Т-клетки):CD4 - CD8 - CD3CD44 - CD25+То жеПерестройка Vβ-генаНезрелыемоноположительные (iSP)CD4+ CD8 CD3-Дважды положительные(DP) TCRαβ+CD4+ CD8+CD3-TCRαβloCD69- CD5lo0,5–0,7 Наружные слои Нет данныхкоры70–75CD4+ CD8+CD3-TCRαβhiCD69- CD5+КораПерестройка Vα-гена.Незрелые Т-клетки;положительная селекцияГлубокие слоикорыОтрицательная селекция.
ДифференцировкаCD4/CD8Моно-положи- CD4+ CD8 тельные (SP)CD3- TCRαβhiTCRαβ+CD25-6–7Мозговой иПредшественникикортикомедул- Т-хелперовлярный слоиCD4 - CD8+CD3- TCRαβhi4–5То жеCD4+ CD8 CD3- TCRαβhiCD25hi2–3CD4 - CD8 CD3- TCRγδ+1Дважды отрицательные(DN) TCRγδ+— << —ПредшественникицитотоксическихТ-лимфоцитовЕстественные регуляторные Т-клеткиНаружные слои ПредшественникикорыТ-клеток барьерныхтканейМиграция в тимус клеток-предшественниковИз кроветворных органов в тимус мигрируют ранние лимфоидные предшественники ELP (от Еarly lymphoid progenitоrs) — клетки с широким потенциалом дифференцировки, включая миелоидный путь. Фенотипическиэти 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).320Глава 3.
Адаптивный иммунитетELР попадают в тимус через венулы кортикомедуллярного сочленениятимуса (см. раздел 3.4.1.2), откуда они мигрируют в наружные слои коры.Затем начинается их возвратное движение в сторону кортикомедуллярногосочленения. В ходе этих перемещений происходит созревание Т-клеток. Ужена 1-м этапе (движение в сторону коры) клетки последовательно утрачиваютспособность дифференцироваться в В-лимфоциты, миелоидные клетки,естественные киллеры и дендритные клетки. Вероятно, на этом этапевнутри тимуса от клеток-предшественнков Т-линии ответвляются предшественники перечисленных «не-Т-клеток» (например, дендритных дляобеспечения потребности в этих клетках внутри тимуса).
На этом отрезкемиграции проходят первые этапы развития самих Т-лимфоцитов.Для маркирования стадий развития Т-лимфоцитов чаще используютэкспрессию на их поверхности корецепторов CD4 и CD8, а также рецепторного комплекса CD3–TCR (см. рис. 3.44). Наиболее ранние представителиТ-клеточного ряда имеют фенотип CD4 -CD8-, в связи с чем их называютдважды отрицательными или дважды негативными (DN — от Doublenegative) клетками. Поскольку они лишены также CD3, эти клетки иногда называют трижды негативными клетками. Более зрелая популяцияαβ-тимоцитов экспрессирует оба корецептора и обозначается как дваждыположительные 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 моноположительнымиклетками (SP — от Single-positive). Как уже упоминалось выше, фенотипCD4+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-лимфоцитов. Как и в случае В-клеток, основные события при Т-лимфопоэзе —перестройка рецепторных V-генов и формирование TCR с последующейселекцией клонов Т-лимфоцитов, обеспечивающей формирование антигенраспознающего репертуара.
Перестройка V-генов TCR и другие события, приводящие к экспрессии рецептора, происходят на стадии дваждыотрицательных тимоцитов в поверхностных слоях коры тимуса (субкапсулярной зоне). Для удобства рассмотрения этого процесса в стадии дваждыотрицательных DN (тимоцитов) выделяют подстадии по экспрессии двухмембранных молекул — CD44 (рецептор, распознающий гиалуронат иответственный за миграцию клеток-предшественников в тимус) и CD25(α-цепь рецептора для IL-2).
DN1-клетки, мигрирующие в тимус, имеютфенотип CD44 + CD25 -, DN2 — CD44 + CD25+, DN3 — CD44 - CD25+.Развитие дважды отрицательных тимоцитов и перестройка генов T-клеточногорецептора (см. табл. 3.13)Самые ранние CD44+ CD25- тимоциты локализуются в перимедуллярнойзоне коры тимуса. Они представляют собой полипотентные кроветворныепредшественники, их V-гены имеют зародышевую, т.е. неперестроеннуюконфигурацию. Только в некоторых клетках на этой стадии проходитначальный, малоспецифичный этап перестройки генов — сближение сегментов D и J в генах β- и δ-цепей (см.
рис. 3.43). На стадии DN1 клетки3213.3. Лимфоидные клеткиВ:клеткиМфPU1Pax5E2AEBFDN1(CD44+CD25:)GATA:3RunxДендрит:ные клет:киSpi:BId2PU1γδT:клеткиNK:клеткиICERNurr1Id2DN2(CD44+CD25+)DN3(CD44:CD25+)Notch/DeltaGATA:3, E2ANotch/DeltaRunx, HEBВ коммиттировании и развитии Тαβ:линииучаствуют факторы Gfil, c:Myb, PU.1,TCF:1DN4(CD44:CD25+)αβDP(CD4+CD8+)Notch/DeltaGATA:3,RunxРис.
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 дваждыотрицательных клеток тимоциты сохраняют способность дифференцироватьсятолько в αβТ-клеткиинтенсивно пролиферируют (до 10 делений), что приводит к 1000-кратному увеличению их числа. Это наиболее продолжительный этап развитияТ-клеток (10 сут — 50% времени развития Т-клеток в тимусе).
Основнойростовой фактор на этом этапе — SСF (С-Kit лиганд). В это время рецептордля IL-7 экспрессирован слабо или вообще не экспрессирован. Факторамидифференцировки на этом этапе развития служат Wnt и Hedgehog, а такжеNotch, коммиттирующий клетки-предшественники к дифференцировке вТ-лимфоциты. Дальнейшие стадии дифференцировки Т-клеток представлены на рис. 3.45.На стадии DN2 тимоциты перемещаются в сторону наружных слоев корыпо 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, кодирующийpTCRα, — знак выбора αβ-направления развития. Это коммиттированиестановится необратимым только после реаранжировки генов TCR на стадииDN3. Тогда же экспрессируются гены рекомбинационного комплекса.При переходе на стадию DN3 запускается основное событие дифференцировки Т-лимфоцитов — перестройка V-генов TCR.
Включение этогопроцесса является следствием экспрессии в тимоцитах группы дифференцировочных факторов под влиянием эпителиального микроокружения. Дляраннего развития Т-клеток необходима экспрессия генов Notch, Runx-1,322Глава 3. Адаптивный иммунитетγδTNKBCD8+NotchNotchDN1DN2NotchDN3?DPDN4?NotchCD4+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 дифференцировкиGATA-3, Ikaros, Gfi1, c-Myb, PU.1, E2A/HEB, TCF-1. Особенно важную рольиграют факторы семейства Notch (особенно Notch-1 и Notch-3), действующие почти на всех этапах раннего развития тимоцитов и блокирующиедругие пути дифференцировки клеток-предшественников (в направленииВ-, NK-, дендритных клеток) (рис. 3.46). Механизм действия этого основного дифференцировочного фактора Т-клеток представлен на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
