А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 82
Текст из файла (страница 82)
3.49. Селекция клонов тимоцитов. Связь с особенностями распознаваниякомплекса «аутологичный пептид–MHC»3.3. Лимфоидные клетки327кератин СК8 и молекулы MHC обоих классов, но лишенные костимулирующих молекул. Тимоциты, перемещаясь от периферии коры к кортикомедуллярной зоне, тесно контактируют с эпителиальным ретикулумом,образующим трехмерный каркас тимуса. При этих механических контактахTCR тимоцитов взаимодействуют с экспрессированными на поверхностиэпителиальных клеток молекулами MHC как I, так и II классов, содержащими фрагменты различных эндогенных молекул (чужеродные молекулы втимусе отсутствуют).
Если TCR обладает сродством к молекуле MHC, тимоцит получает поддерживающий сигнал, основными результатами которогослужат повышение экспрессии антиапоптотического фактора Bсl-2 и продвижение тимоцита по клеточному циклу. Внешний признак успешногопрохождения тимоцитом положительной селекции — экспрессия маркераактивации клетки CD69, а также молекул CD5, CD27 и костимулирующеймолекулы CD28, сопровождающаяся повышением плотности экспрессиирецепторного комплекса TCR–CD3 на поверхности клетки.
Т-лимфоциты,рецепторы которых лишены сродства к МНС, подвергаются апоптозу «поумолчанию», т.е. не в силу сигнала извне, передаваемого через мембранныерецепторы, а вследствие срабатывания внутренних (митохондриальных)механизмов. Поскольку сродством к молекулам MHC обладают TCR лишьнезначительной части клонов образующихся тимоцитов, на этапе положительной селекции погибает 90% CD4+ CD8+ тимоцитов.Отрицательная селекцияТимоциты, прошедшие положительную селекцию, мигрируют в кортикомедуллярное сочленение и в мозговой слой тимуса, где они проходят следующий этап отбора — отрицательную селекцию.
На этом этапе тимоцитыпредставлены дважды положительными клетками или «полузрелыми» моноположительными клетками фенотипа СD4+/CD8+ CD24hi. Отрицательнуюселекцию осуществляют медуллярные дендритные и эпителиальные клетки. Те и другие клетки экспрессируют молекулы MHC обоих классов икостимулирующие молекулы (СD80, CD86, CD40). Маркеры медуллярныхэпителиальных клеток — цитокератин 5 и лектин улитки UEA1.На этом этапе происходит дискриминация тимоцитов по степени сродства к комплексу MHC–пептид. Клетки, обладающие высоким сродством,подвергаются апоптозу как потенциально опасные (поскольку они хорошораспознают пептидные фрагменты аутологичных белков в составе аутологичных молекул MHC, они могут индуцировать аутоиммунные реакции).Сигналом к реализации апоптоза служит экспрессия ядерного фактораNur77, который, таким образом, служит маркером клеток, подлежащихэлиминации.
В результате жизнеспособность сохраняют только тимоциты,рецепторы которых обладают умеренным (промежуточным) сродством каутологичным комплексам MHC–пептид. Именно такие клетки мигрируютв периферический отдел иммунной системы и участвуют в развитии иммунного ответа и реализации антигенспецифической иммунной защиты.Постоянно возникает вопрос, почему сигнал, поступающий в тимоциты через TCR, в одном случае (положительная селекция) обеспечиваетподдержание жизнеспособности клеток, а в другом (отрицательная селекция) вызывает их гибель. Основой этих различий являются особенности328Глава 3.
Адаптивный иммунитетклеток, вступающих в соответствующую фазу селекции. В силу различноймолекулярной конститутции внутриклеточная сигнализация при аналогичных внешних сигналах и использовании практически одних и тех жесигнальных путей приводит к доминированию различных факторов ивключению различных результирующих механизмов, приводящих в одномслучае к поддержанию жизнеспособности, в другом — к развитию апоптоза. Полностью детали внутриклеточной сигнализации при положительнойи отрицательной селекции тимоцитов не выяснены. Однако известно,например, что при положительной селекции в передачу сигнала в большейстепени вовлекаются ферменты MAP-каскада, приводящие к образованиютранскрипционного фактора c-Fos, а также Са2+-зависимый сигнальныйпуть, обеспечивающий формировнаие фактора NF-AT.
В то же время приотрицательной селекции доминируют JNK- и p38-ветви MAP-каскада,приводящие к образованию транскрипционного фаткора с-Jun. Маркеромотрицательной селекции является киназа MINK.Из сказанного выше следует, что Т-клетки как бы «натаскиваются» нараспознавание собственных антигенов, а не чужеродных молекул, но степень агрессивности Т-клеток в отношении собственных молекул ограничивается отрицательной селекцией.
Этим клеткам предстоит распознаватькомплексы аутологичных молекул МНС с пептидными фрагментами чужеродных белков, что осуществляется в силу высокой перекрестной реактивности TCR. Тем не менее, риск аутоагрессивности сохраняется и для егоограничения требуются дополнительные механизмы, такие как контроль состороны регуляторных Т-клеток (см. 3.6.6.4).При отрицательной селекции удаляются клоны, распознающие с высоким сродством антигены, представленные в тимусе.
В связи с этим возникает вопрос, насколько набор антигенов, экспрессируемых в тимусе, являетсяпредставительным для всего организма. Общеизвестно, что существуюторганоспецифические антигены — белки, характерные для того или иногооргана и выполняющие специфические функции. Из этого следует, чтов популяции тимоцитов, прошедших отрицательную селекцию, должнысохраняться клоны, способные распознавать органоспецифические антигены других органов (не тимуса).Однако такие клетки элиминируются при отрицательной селекции (еслине полностью, то в значительной степени) благодаря эктопической экспрессии в тимусе небольших количеств органоспецифических антигенов.Этот процесс контролирует продукты гена AIRE (от Autoimmunity regulator).Белок, кодируемый геном AIRE, содержит домены, предназначенные длявзаимодействия с ДНК (т.е. он является транскрипционным фактором),домены, ответственные за взаимодействие с ядерными рецепторами, атакже 2 домена со структурой «цинковых пальцев» (zink finger).
Механизмыдействия белка AIRE неизвестны. Результат его активности — экспрессиягенов органоспецифических антигенов различных органов (прежде всегоэндокринных) в клетках мозговой зоны тимуса — эпителиальных, в меньшей степени — дендритных и В-лимфоцитах (редких, но тем не менеевыявляемых в тимусе). Всего в тимусе экспрессируется 2000–3000 геноввнетимусных белков, для экспрессии 500 из них доказана роль AIRE.
Этаэкспрессия мозаична: обычно в каждой клетке может экспрессироваться3.3. Лимфоидные клетки329один из белков, причем каждый белок экспрессируется всего примерно в 100клетках. В связи этим возникает вопрос, как столь незначительное количество антигена может обеспечить элиминацию аутореактивных клонов.Считают, что в этом принимают участие дендритные клетки, утилизировавшие продукты распада эпителиальных клеток или получившие антигенпутем «откусывания» фрагментов эпителиальных клеток. О результативности такого механизма отрицательной селекции свидетельствует резкоевозрастание аутоиммунных патологий при мутациях гена AIRE, ведущихк развитию синдрома APECED (Autoimmune polyendocrinopathy, candidiasis,endodermal dystrophy — аутоиммунная полиэндокринопатия, кандидоз, энтодермальная дистрофия).На этапе отрицательной селекции гибнет почти 50% тимоцитов, прошедших положительную селекцию (около 5% от числа незрелых дваждыположительных тимоцитов).
Однако в действительности достаточно многоаутоспецифических Т-клеток не элиминируется в процессе отрицательнойселекции и пополняет пул зрелых Т-лимфоцитов, создавая угрозу аутоагрессии. Для предотвращения этой угрозы необходимы дополнительныемеханизмы защиты в виде редактирования генов α-цепей TCR, индукциианергии и контроля иммунного ответа регуляторными Т-лимфоцитами(вопросы формирования и нарушения аутотолерантности будут специальнорассмотрены в разделах 4.3.2.1 и 4.4.1.1).Дифференцировка CD4+ и CD8+ тимоцитовОдновременно с селекцией тимоцитов происходит разделение их насубпопуляции, основанное на избирательной экспрессии корецепторовCD4 или CD8. Поскольку зрелые моноположительные тимоциты локализуются в мозговом слое тимуса, можно предположить, что разделение насубпопуляции происходит на этапе отрицательной селекции, однако неисключено, что этот процесс может быть связан с положительной селекцией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
