А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 99
Текст из файла (страница 99)
В этом процессе участвуютфактор Vav и белок WASP, образующий комплекс с белком ARP2/3. В основеполяризации и направленного движения Т-хелперов и дендритных клетоклежат те же механизмы, что и при хемотаксисе фагоцитов.Для формирования первичного контакта между клетками необходимаостановка движения Т-лимфоцитов, зависимая от сигналов, исходящих отTCR и корецептора CD4. Остановка происходит уже через 30 с после началаформирования контакта. Другое условие сближения клеток состоит в особом перераспределении мембранных молекул, которое достигается как врезультате поляризации клеток, так и под влиянием событий, связанных ссамим контактом.
Прежде всего происходит сортировка молекул по размеру.Крупные молекулы, такие как CD43 и CD45, мешают сближению клетокиз-за своих размеров: протяженность (длина) этих молекул составляетоколо 40 нм, тогда как для передачи сигнала клетки должны сблизитьсяна расстояние 5–15 нм. Кроме того, с этими молекулами связана большая396Глава 3. Адаптивный иммунитетчасть отрицательного заряда клеток, определяющего их взаимное отталкивание. Благодаря перераспределению молекул гликопротеин CD43 сосредотачивается в хвостовом отделе клетки.
Молекула CD45 также выводитсяиз лидирующего участка, но лишь временно, поскольку она участвует впередаче сигнала.В лидирующем участке сосредоточиваются молекулы адгезии: на Т-хелпере — β2 -интегрин LFA-1, на дендритной клетке — его рецептор ICAM-1.Формирование комплексов между этими молекулами составляет основу первичного контакта между клетками.
Дополнительный вклад в этот процессвносит взаимодействие молекул CD2 Т-хелпера и CD58 (LFA-3) дендритнойклетки. Зона адгезивного взаимодействия LFA-1–ICAM-1 окружена молекулами, которым предстоит сыграть основную роль в презентации антигена:на дендритной клетке — MHC-II, содержащими распознаваемый пептид, ана Т-хелпере — αβTCR (в начале взаимодействия он находится в хвостовойчасти клетки, но быстро перемещается в зону контакта).Цель формирования зрелого синапса состоит в том, что молекулы центрального и периферического участков зоны контакта меняются местами:на Т-хелпере молекулы TCR перемещаются в центр, вытесняя молекулыLFA-1 на периферию синапса, а на дендритной клетке аналогичным образом комплексы MHC-II–пептид меняются местами с молекулами ICAM-1.При моделировании иммунного синапса с использованием вместо АПКискусственных мембран, содержащих молекулы, меченные флуоресцентными красителями, удается визуализировать структуру иммунного синапса,поскольку его центральная и периферическая зоны окрашиваются разнымифлуорохромами.
Наблюдаемую при этом характерную структуру обозначают как «бычий глаз» (рис. 3.86).Исходное состояниеТ:клеткиНачальная фазаформированияиммунного синапсаЗрелый иммунныйсинапс («бычийглаз»)Рис. 3.86. Схема формирования иммунологического синапса. При распознаванииТ-клеточным рецептором комплекса молекула MHC–пептид происходит перераспределение мембранных молекул: диффузное распределение сменяется иммуннымсинапсом, центр которого вначале занят молекулами адгезии, а затем — специфическими комплексами TCR–(MHC–пептид).
Красным цветом обозначена экспрессиярецепторного комплекса TCR–CD3, синим — интегрина LFA-13973.5. Активация лимфоцитов и запуск иммунного ответаПомимо указанных перемещений созревание синапса подразумеваетпривлечение в центральную его часть полного набора молекул, участвующих в восприятии и передаче антигенного сигнала — корецепторов,костимулирующих молекул, связанных с мембранами киназ и адапторныхбелков.
Важная роль в перераспределении молекул в зоне формирования иммунного синапса принадлежит рафтам. Рафтами (от англ. raft —плот) называют нерастворимые в детергентах субъединицы (микродомены) мембраны, обогащенные холестерином и сфинголипидами. Тольконекоторые мембранные белки включены в состав рафтов и перемещаютсяпо мембране вместе с ними. К этим белкам на поверхности Т-хелперовпринадлежат корецепторы CD4 и CD8, тирозинкиназа Lck (ассоциированас CD4 и CD8), костимулирующие молекулы (включая CD28), адапаторныйбелок LAT, тирозинкиназа ZAP-70, PLCγ, PI3K, а также тирозинфосфатазаCD45, возвращающаяся в зону контакта после предварительного удаленияиз нее.
В дендритных клетках в состав рафтов входят молекулы MHC-II икостимулирующие молекулы CD80/86.В то же время молекулярный комплекс, который является ключевым врассматриваемом процессе — TCR — в покоящихся Т-клетках с рафтами несвязан. Его вовлечение в иммунный синапс обусловлено формированиемнековалентной связи между TCR и CD4, вследствие чего CD4 как бы втягивает рецептор в рафт и тем самым обеспечивает его включение в составиммунного синапса. В состав рафтов входят также изоформа θ протеинкиназы С, вовлекаемая в рафты благодаря установлению связей с другими звеньями сигнального пути. Накопление этой молекулы в иммунном синапсерассматривают как проявление его «зрелости».В конечном счете на малых участках поверхности Т-хелпера и дендритной клетки, обращенных друг к другу, концентрируются практически всекомплексы MHC-II–пептид, а также значительная часть молекул TCR,CD4, костимулирующих и сигнальных молекул, необходимых для активации Т-хелпера (рис.
3.87). Признаки зрелости синапса можно зарегистрировать уже через 5 мин, но максимальная плотность молекул, участвующих впрезентации антигена, достигается через 10–20 мин.Сродство TCR к комплексу MHC-II–пептид очень невелико: К d взаимодействия этих молекул составляет 10 -4 –10-6 М. Вовлечение в распознаваниеDC:SIGNLFA:1ICAM:1,2,3CD58CD2ICAM:1,2,3МНС:пептид CD80/86TCR:CD4/8CD28LFA:1ICAM:1,2,3LckPKCθРис. 3.87.
Структура иммунного синапса: детализированное изображение зрелогоиммунного синапса398Глава 3. Адаптивный иммунитеткорецептора CD4 повышает эту величину на 2 порядка (т.е. до 10 -6 –10-8 М),что все равно не делает ее достаточно высокой. Как уже упоминалось, дляиндукции активации необходимо вовлечение 200–500 пар молекул, в товремя как число молекул MHC, несущих «нужный» (т.е. распознаваемыйданным TCR) пептид, составляет менее 100.
Благодаря концентрации молекул MHC, несущих специфических пептид, в зоне синапса на площадиоколо 0,45 мкм 2 (при объеме 10-18 л), плотность комплексов TCR–(MHC–пептид) составляет 100–350 на 1 мкм 2 . Аккумуляция комплексов в иммунном синапсе тем больше, чем выше сродство пептида к TCR. Высокая плотность комплексов способствует повышению эффективности распознавания.Другая важная характеристика синапса — время полужизни комплексовTCR–(MHC–пептид), зависящее от сродства пептида к молекуле MНС-II.Если пептид, связанный с МНС, является сильным агонистом, время полужизни комплекса составляет 10 с и больше, тогда как аналогичное время длякомплексов, содержащих слабый агонист, составляет меньше 10 с.Однако наиболее важно для повышения эффективности презентациито, что каждый комплекс MHC-II–пептид (т.е. лимитирующий компонентпрезентации) может распознаваться молекулами TCR повторно.
Последовольно продолжительного взаимодействия TCR и комплекса MHC–пептид, необходимого для завершения фосфорилирования ζ-цепи рецептора ипередачи сигнала в клетку, молекула TCR интернализуется (поглощаетсяклеткой), а на ее место поступает другая молекула TCR, и все событияповторяются. Показана возможность взаимодействия одного комплексаMHC-II–пептид с 200 молекулами TCR за 1 ч. Одна из функций иммунногосинапса состоит как раз в обеспечении серийного распознавания комплексов MHC–пептид и продолжительной (до 20 ч при активации наивныхТ-клеток и только 1 ч — при активации Т-клеток памяти) передачи сигнала,необходимой для активации Т-хелперов.Так, запуск комплекса механизмов, реализуемых на уровне целого организма (улавливание клонов Т-клеток в региональном лимфоузле) и науровне клетки (перераспределение мембранных молекул взаимодействующих клеток с формированием иммунного синапса), позволяет преодолетьтрудности, возникающие на пути эффективной презентации антигенаТ-клеткам.Описанный выше процесс презентации антигена дендритными клетками Т-хелперам можно рассматривать как прототип разнообразных аналогичных процессов, реализуемых на разных этапах иммунного ответа.Те же закономерности лежат в основе презентации антигена дендритнымиклетками цитотоксическим Т-лимфоцитам с той разницей, что презентируемый антигенный пептид образует комплекс не с MHC-II, а с MHC-I ив качестве корецептора выступает не CD4, а CD8.
Аналогичным образомосуществляется презентация антигенных пептидов Т-клеткам макрофагами и В-лимфоцитами в ходе иммунного ответа. Но в этом взаимодействии принимают участие не наивные, а преактивированные Т-клетки, чтонесколько упрощает процедуру формирования иммунного синапса и генерации активационных сигналов. Наконец, определенные события презентации реализуются при взаимодействии цитотоксических лимфоцитов склетками-мишенями.
Тем не менее, в наиболее полной, классической форме3993.5. Активация лимфоцитов и запуск иммунного ответамежклеточное взаимодействие рассматриваемого типа проявляется именнопри презентации антигена дендритными клетками наивным CD4+ Т-лимфоцитам.3.5.1.3. КостимуляцияПомимо антигенраспознающего рецептора и корецепторов на поверхности Т-лимфоцита присутствуют костимулирующие молекулы. Если корецептор служит как бы дополнением рецептора и действует с ним какединой целое, запуская определенные сигнальные пути, то костимулирующие молекулы действуют независимо, хотя их действие в конечном счетенаправлено на усиление сигнала, поставляемого рецептором/корецептором.На поверхности АПК также представлены костимулирующие молекулы,которые взаимодействуют с костимулирующими молекулами Т-клеток.Костимуляция Т-клеток — обязательный компонент презентации антигенаи условие их эффективной активации (рис.
3.88). Презентация антигена безкостимуляции приводит к развитию анергии Т-клеток.Известно несколько пар костимулирующих молекул, участвующих впрезентации антигена (табл. 3.24, рис. 3.89). Одна из молекул каждой парыпредставлена на поверхности Т-лимфоцита, а другая экспрессируется АПК.Взаимное распознавание этих молекул служит источником вспомогательных сигналов, имеющих определенную направленность — чаще от дендритной клетки к Т-хелперу (для усиления сигнала, поступающего от TCR),но иногда — от Т-лимфоцита к АПК. Система костимулирующих молекулстрого организована и имеет ряд характерных особенностей. Так, в каждойпаре взаимодействующих молекул одна является конститутивной, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
