АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Стадии лимфопоэза B–лимфоцитов

Введение в зародышевые клетки искусственного перестроенного трансгена тяжёлой цепи полностью подавляет перестройку одноимённых собственных генов клетки. Но если трансген не содержит кода для трансмембранного участка тяжёлой цепи, то трансген не мешает перестройке собственного одноимённого гена. Следовательно, для того чтобы в конечном счёте дифференцированный B–лимфоцит имел строго один вариант тяжёлой цепи и один вариант лёгкой, ещё в процессе дифференцировки необходима экспрессия тяжёлой цепи на мембране. Так оно и есть. Как только в клетке произошла трансляция полипептида тяжёлой цепи, он экспрессируется на мембране в составе так называемого пре–B–Рц. Чтобы это могло случиться, в про–B–клетке синтезируются два специальных полипептида, которые нековалентно соединяются друг с другом, образуя суррогатную лёгкую цепь. Один из этих полипептидов — d5, второй — VpreB. Таким образом, пре–B–клеточный Рц состоит из d5 + VpreB + m–цепь + Iga + Igb. Его экспрессия транзиторна, но абсолютно необходима для правильной дифференцировки B–лимфоцитов. После экспрессии пре–B–Рц временно инактивируются белки RAG, и клетки вступают в процесс интенсивной пролиферации, которая прекращается с исчезновением этого Рц. После завершения этой волны пролиферации вновь экспрессируются гены RAG1 и RAG2 и начинается перестройка генов лёгкой цепи. Как только это произойдет, на развивающемся B–лимфоците будет экспрессироваться дефинитивный BCRсостава: L–цепь + m–цепь + Iga + Igb. Эту стадию развития называют незрелым B–лимфоцитом.

Маркёром завершения B–лимфопоэза — образования зрелого неиммунного B–лимфоцита, готового к выходу из костного мозга в периферическую лимфоидную ткань, — является одновременная экспрессия (коэкспрессия) на мембране 2 типов BCR — с IgM и IgD (задействуется альтернативный сплайсинг РНК–транскрипта с md–гена тяжёлой цепи), причём IgD больше, чемIgM.

Прежде чем произойдет экспрессия на мембране IgD, но после того как произошла экспрессия BCR с полноценным IgM, в развитии B–лимфоцитов «предусмотрен» существенный и обязательный этап дифференцировки — селекция (апоптоз) аутореактивных клоновв местах прохождения лимфопоэза, т.е. на территории костного мозга. В природе устроено так, что связывание Аг незрелойB–клеткой, на которой есть антигенраспознающий Рц с IgM, но ещё нет Рц с IgD, является сигналом для апоптоза, т.е. запрограммированной гибели клетки. Таким образом, из случайного репертуара по Аг–связывающим Рц на исходе лимфопоэза убираются B–лимфоциты, несущие Рц, способные с высокой аффинностью связывать белки собственных клеток и растворимые белки, присутствующие в достаточных количествах на территории костного мозга. Такой механизм толерантности к своему называют делецией клона.

Толерантностью в иммунологии называют отсутствие иммунного ответа конкретной особи на тот или иной (те или иные) Аг, на который(ые) другие особи либо та же особь, но при иных конкретных условиях онтогенеза, потенциально способны развивать иммунный ответ. Делеция клона — не единственный механизм установления толерантности к конкретному Аг со стороны B–лимфоцитов. Известно ещё два механизма: развитие состояния ареактивности (или анергии ) и «редакция» Рц по антигенной специфичности. Эти два механизма действуют в периферических лимфоидных тканях.

Реальность механизма делеции клона, специфичного к мультивалентному Аг, который экспрессирован на мембранах собственных клеток, показана в экспериментах с трансгенными мышами. Например, в таком эксперименте, в котором трансгены — гены лёгкой и тяжёлой цепи молекулы иммуноглобулина, специфичного к молекулам Н–2К^b MHC–I. У таких мышей благодаря описанным выше закономерностям все B–лимфоциты имеют один и тот же BCR с иммуноглобулином, кодируемым трансгеном. Если мыши–реципиенты такого трансгена в собственном организме не имеют Аг–мишени (т.е. Н–2К^b), у них нормальное количество B–лимфоцитов в периферических лимфоидных тканях, только все они с одним и тем же Рц. Но если мыши-реципиенты сами имеют ген/Аг Н–2К^b, то у них находят нормальное количество пре–B–клеток, которые, однако, все погибают на территории костного мозга апоптозом и в периферических лимфоидных тканях B–лимфоцитов совсем нет. По тому же механизму клональной делеции погибают и B–лимфоциты на периферии, если они несут Рц, способный связывать молекулы мембран клеток, которые представлены в большом количестве в тех или иных тканях (например, в печени).

Если незрелый B–лимфоцит (с IgM, но без IgD) связывает растворимый Аг (например, в организме дважды трансгенных мышей: один трансген кодирует синтез растворимого белка, второй — АТ к нему), то лимфоцит не элиминируется апоптозом, а остаётся в организме, но приобретает состояние анергии: в результате связывания Аг с Рц не наступает активации лимфоцита к иммунному ответу, наоборот, развивается блок проведения сигнала.

У зрелых B–лимфоцитов в периферических лимфоидных тканях на большие дозы растворимых Аг и особенно при отсутствии адекватного взаимодействия с T–хелперами так же развивается состояние анергии. Такие клетки долго не живут и в течение нескольких дней все равно погибают.

Для полноценной реакции на Аг лимфоциту мало только Рц для Аг. У лимфоцитов есть ещё такой обязательный фактор, как корецепторный комплекс мембранных молекул, связанных с внутриклеточными системами проведения сигналов. Не на каждом Аг есть повторяющиеся эпитопы, следовательно, не каждый Аг способен вызвать перекрестную сшивку (или агрегацию) BCR. Вот в этих случаях и нужны дополнительные сигналы. В корецепторный комплекс B–лимфоцитов входят по крайней мере такие мембранные молекулы, как CD19/CR2 (CD21)/TAPA–1.

Молекула CD19 экспрессирована на всех B–клетках, начиная с ранних стадий лимфопоэза. Генетический нокаут мышей пo CD19 приводит к выраженному дефициту B–клеточного иммунного ответа на любой Аг. Точные механизмы участия CD19 в активации B–лимфоцита Аг неизвестны. В мембране CD19 физически ассоциирована с Рц 2–го типа для компонентов комплемента — CR2 (CD21). Связывание CR2 с компонентами комплемента имеет следствием фосфорилирование молекулы CD19 ассоциированными с BCR киназами. Фосфорилированная молекула CD19 связывает фосфатидилинозитол–3–киназу и молекулу vav (многофункциональная молекула проведения внутриклеточных сигналов), которые усиливают активационные реакции, инициированные с BCR. Физически в мембране к CD19 и CR2 примыкает TAPA–1 (CD81), но роль этой молекулы неизвестна.

В результате только совместной работы BCR и корецепторного комплекса возможен запуск в клетке таких процессов, как пролиферация, экспрессия на мембране молекул, необходимых для взаимодействия с T–лимфоцитами, экспрессия на B–лимфоцитах молекул MHC–II, необходимых для представления B–лимфоцитом Аг T–лимфоциту для распознавания.

Приведём краткие суммированные сведения о динамике приобретения признаков дифференцировки во время развития B–лимфоцитов (лимфопоэза) (табл. 4.3).

Таблица 4. 3. Стадии (признаки) дифференцировки B–лимфоцитов в лимфопоэзе

После распознавания Аг и вступления в иммунный ответ в периферических лимфоидных органах и тканях B–лимфоцит пройдет ещё две стадии додифференцировки, которые называют иммуногенезом. На второй из этих стадий произойдет дихотомия: B–лимфоцит станет либо B–лимфоцитом памяти (уйдет в дифференцированный резерв на случай, если тот же Аг попадёт во внутреннюю среду организма повторно), либо плазматической клеткой — терминальным продуцентом больших количеств секретируемого иммуноглобулина заданной специфичности. Собственно иммуногенез будет описан ниже, здесь, забегая вперед, приведём признаки дифференцировки B–лимфоцитов на разных стадиях иммуногенеза в B–лимфоциты памяти и плазматические клетки (табл. 4.4).

Таблица 4. 4. Признаки дифференцировки B–лимфоцитов в процессе развития иммунного ответа (иммуногенеза)

Третий механизм избегания аутореактивности B–лимфоцитов, «редакция» Рц, используется, по-видимому, в небольшом проценте незрелых B–клеток, в которых ещё активны гены перестройкиRAG1 и RAG2. В этих клетках связывание IgM в составе BCR на поверхности незрелого B–лимфоцита с Аг является сигналом для запуска нового процесса рекомбинации VDJ/VJ на второй из двух гомологичных хромосом: если «повезет», то для второго варианта VDJ/VJ на территории костного мозга не найдется Аг и B–лимфоцит выживет и будет иметь шанс быть использованным на периферии.

В костном мозге молодых здоровых мышей ежедневно вступают в митоз 30–40´10⁶ клеток. Из них только 10–15´10⁶ клеток (меньше половины) выходит на периферию. Столько же периферических B–лимфоцитов ежедневно отмирает. Это ежедневное обновление пула составляет 5–10% общего числа периферических B–лимфоцитов. Если «новый» B–лимфоцит по каким-то причинам не попал в лимфоидный фолликул периферических лимфоидных тканей, то его время полужизни не превысит 3 дней. В лимфоидных фолликулах неиммунные B–лимфоциты имеют время полужизни от 3 до 8 нед: все это время они готовы встретить «свой» Аг и вступить в процесс иммуногенеза, т.е. развития иммунного ответа, и стать либо плазмоцитом, либо B–лимфоцитом памяти.

Специализированное анатомическое место пребывания B–лимфоцитов в периферической лимфоидной ткани — фолликулы. В фолликулах B–лимфоциты удерживаются связями со специальными клетками стромы — дендритными клетками фолликулов. ФДК — это не те же самые дендритные клетки, которые присутствуют в покровных тканях [под названием клеток Лангерганса (белых отростчатых эпидермоцитов)], в тимусе (интердигитирующие) и циркулируют в крови. Это другие по гистогенетическому происхождению клетки, скорее всего, ФДК не имеют костномозговое происхождение.

На ФДК экспрессированы Рц для иммуноглобулинов — Fc–Рц (FcR), отличающиеся двумя особенными свойствами. Первое, самое необычное, заключается в том, что, связав однажды комплекс Аг–АТ через FcR, ФДК способны нести его на себе продолжительное время (дни, месяцы, возможно, годы). Второе свойство FcR ФДК — комплекс Аг–АТ не поглощается внутрь клетки.

Именно в фолликулах в связи с ФДК B–лимфоцит, распознавший свой Аг и вступивший ещё при прохождении через T–зависимую парафолликулярную зону лимфатического узла (или другого периферического лимфоидного органа) в адекватное взаимодействие с также распознавшим Аг T–лимфоцитом, интенсивно пролиферирует. На этой стадии развития B–лимфоциты называют центробластами.

В центробластах происходит уникальное даже среди лимфоцитов явление — возрастание аффинности АТ в отношении своего Аг. В дифференцировке T–лимфоцитов аналогичного процесса нет.

Феномен возрастания аффинности АТ по мере прогрессивного развития иммунного ответа — пример классического дарвиновского процесса на клеточном уровне. Уникальной особенностью молекулярной генетики B–лимфоцитов является запрограммированность на повышенную частоту соматических мутаций в уже перестроенных V–генах иммуноглобулинов: в центробластах происходит замена одной пары нуклеотидов (п.н.) на каждые 10³ п.н. на 1 митоз. Во всяком другом участке ДНК такое событие случается с вероятностью 10^–12, т.е. на 9 порядков реже. Получается, что каждый второй центробласт несет мутацию в V–области молекулы иммуноглобулина. Чем выше оказывается сила связи иммуноглобулина в составе BCR (больше аффинность) с Аг, присутствующим в фолликуле на поверхности ФДК, тем больше вероятность выживания данного B–лимфоцита, ибо на этом этапе дифференцировки связь с Аг является антиапоптозным сигналом на выживание — происходит индукция экспрессии антиапоптозного гена bcl–2. Если в результате генетической или эпигенетической аномалии имеет место повышенная экспрессия антиапоптозных генов, то развивается процесс, который называют лимфопролиферативным, т.е. возникают опухоли из центробластов.

В терминальной стадии дифференцировки B–лимфоцита, в плазмоците, сильно развит эндоплазматический ретикулум. Более 20% всего белкового синтеза плазмоцита составляют секретируемые иммуноглобулины. На мембране плазмоцита иммуноглобулинов уже нет. На плазмоцитах нет и MHC–II; в них невозможно уже переключение классов иммуноглобулинов, невозможно соматическое гипермутирование иммуноглобулиновых генов. Продукция АТ плазматической клеткой уже не зависит от контакта с Аг, не зависит и от взаимодействий с T–лимфоцитами. Первые плазматические клетки локализуются на территории лимфатического узла, в котором инициирован иммунный ответ, а именно в мозговых тяжах; эти клетки вырабатывают АТ для «внутреннего пользования»: данные АТ связывают Аг в комплекс и фиксируются на FcR фолликулярных дендритных клеток. По мере прогрессивного иммунного ответа прошедшие аффинное созревание B–лимфоциты превращаются в плазмоциты, которые мигрируют из лимфатического узла в костный мозг или в собственную пластинку слизистой оболочки, где живут и работают в течение почти 4 нед. Этим сроком и ограничена продолжительность продуктивного гуморального иммунного ответа.

Для всех описанных стадий развития B–лимфоцитов описаны и соответствующие опухоли, сохраняющие и локализацию, и фенотипические признаки исходной нормальной клетки. Опухоли из лимфоцитов всегда клональны, судя по перестроенным генам иммуноглобулинов, т.е. происходят из одной клетки. Именно на опухолях из B–лимфоцитов была изучена молекулярная генетика иммуноглобулинов. Плазмоцитомы (син. миеломы) локализуются в костном мозге. Хотя они являются опухолями из зрелых клеток, но растут, как правило, агрессивно, так как микроокружение изобилует факторами роста.

В типичных случаях нозологический диагноз лейкоза соответствует той или иной нормальной субпопуляции или стадии развития B–лимфоцитов (табл. 4.5).

В опухолевых лимфоидных клетках часто обнаруживают транслокации, при которых локусы генов иммуноглобулинов оказываются физически приближёнными к генам регуляции пролиферации.

Таблица 4. 5. B–клеточные лейкозы

Нормальные клеточные гены, контролирующие пролиферацию, называют протоонкогенами. Онкогенами в своё время были названы открытые гены РНК–содержащих вирусов, ответственные за опухолевое перерождение инфицированных вирусом клеток.

Позже выяснили, что эти гены вирусы «списывают» с клеточных генов, которые и назвали протоонкогенами. Протоонкогеном является антиапоптозный ген bcl–2.

Дата добавления: 2014-12-12 | Просмотры: 1710 | Нарушение авторских прав