АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

МОЛЕКУЛЫ МЕЖКЛЕТОЧНОЙ АДГЕЗИИ

Номенклатура молекул межклеточной адгезии, используемая в настоящее время, не рациональная: для одной и той же молекулы существует более чем одно обозначение. Названия, как правило, отражают экспериментальную систему, в которой молекула была впервые идентифицирована. Тем не менее по структурному принципу выделяют 4 семейства молекул межклеточной адгезии (табл. 7.3):

1) селектины;

2) муциноподобные сосудистые адрессины;

3) интегрины;

4) молекулы из надсемейства иммуноглобулинов (IgSF — immunoglobuline superfamily).

Таблица 7. 3. Молекулы адгезии клеток

Селектины — молекулы на поверхности лимфоцитов и лейкоцитов, а также эндотелия, которые обеспечивают избирательный (селективный) хоминг определённой клетки через стенку сосуда в определённой ткани. Общим в молекулярной структуре селектинов, которые содержат лишь одну трансмембранную полипептидную цепь, является наличие во внеклеточной части лектиноподобного домена. Лектины — белки, способные комплементарно связывать сахара.

Лигандами для селектинов являются так называемые адрессины — муциноподобные молекулы на поверхности эндотелия. Адрессины CD34 и GlyCAM–1 экспрессированы на клетках высокого эндотелия посткапиллярных венул в лимфатических узлах. САМ — Cell Adhesion Molecules (молекулы клеточной адгезии). Адрессин MAdCAM–1 (Mucosal Adressin Cell Adhesion Molecule–1) экспрессирован на эндотелии сосудов в слизистых оболочках и «ловит» лимфоциты, предназначенные для функционирования в слизистых оболочках. Селектины и адрессины обеспечивают относительно слабую адгезию клеток, достаточную для селективной остановки клетки в нужном органе, но недостаточную для проникновения сквозь стенку сосуда и миграции по межклеточному матриксу (рис. 7.4). Для более сильных взаимодействий нужны интегрины и молекулы адгезии надсемейства иммуноглобулинов. Молекулы этих же семейств обеспечивают взаимосвязи лимфоцитов с АПК и в дальнейшем лимфоцитов–эффекторов с их клетками–мишенями или клетками–партнёрами.

Рис. 7. 4. Этапы процесса экстравазации лимфоцитов и лейкоцитов из крови в ткани. A. Стадия «роллинга». Лейкоцит «причаливает» к эндотелию в результате взаимодействий молекул Е–селектина на эндотелии с молекулами S-Le^X на лейкоците и «катится» вдоль стенки сосуда (rolling). Б. Стадия прилипания. Между лейкоцитом и клетками эндотелия устанавливаются дополнительные, более сильные взаимосвязи через молекулы ИЛ–8R—ИЛ–8 и LFA–1—ICAM–1. B. Стадия диапедеза. На лейкоците экспрессируются молекулы CD31 (те же, что обеспечивают контакт между клетками эндотелия), и лейкоцит с их помощью внедряется в межэндотелиальную связь и проникает сквозь стенку сосуда в ткань (диапедез).

Все интегрины — гетеродимеры, состоящие из более крупной a–цепи и меньшей по размеру b–цепи. Интегрины группируются в подсемейства на основании общей b–цепи. Их два варианта — b₁ иb₂. К интегринам принадлежат молекулы LFA–1,2,3. LFA–1 — наиболее важный интегрин для активации любого T–лимфоцита, так как АТ к LFA–1 способны блокировать активацию как неиммунных, так и иммунных T–лимфоцитов. Однако анализ врождённых генетических дефектов молекул адгезии у человека показывает, что другие интегрины, например CD2 из подсемейства b₁, способны компенсировать отсутствие LFA–1. VLA (very late activation antigens) — поздние Аг активации. Эти интегрины экспрессируются на T–лимфоцитах на 2–4-е сутки от начала активации и имеют наибольшее функциональное значение для проникновения уже иммунного T–лимфоцита в очаг воспаления, где ему надлежит организовать санацию от Аг.

Надсемейство иммуноглобулинов включает в себя собственно иммуноглобулины, Рц T–лимфоцитов для Аг (TCR), корецепторные молекулы T–лимфоцитов CD4, CD8 и B–лимфоцитов CD19, инвариантные домены молекул MHC, а также ряд молекул межклеточной адгезии — ICAM (Intercellular Adhesion Molecules — ICAM–1, 2 и 3). ICAM–1 и ICAM–2 экспрессированы на эндотелии и АПК. ICAM–3 экспрессирована только на лейкоцитах и играет существенную роль при взаимодействии T–лимфоцитов с АПК.

Неиммунные T–лимфоциты, попав в T–зависимую зону лимфатического узла (и любого другого периферического лимфоидного органа), активно, но обратимо «прилипают» ко всем доступным АПК благодаря взаимодействиям LFA–1, CD2 и ICAM–3 на T–лимфоците с ICAM–1, ICAM–2, LFA–1 и LFA–3 на АПК. Во время этого «прилипания» TCR пытается узнать свой комплекс «пептид–MHC». Если узнавание произошло, то сигнал с агрегированных TCR и корецепторов (CD4 или CD8) идёт в клетку, и среди прочих последствий этого сигнала ранним является изменение конформации молекулы LFA–1, усиливающее её связь с ICAM–1 и ICAM–2. Связь между T–лимфоцитом, узнавшим свой Аг, и АПК поддерживается несколько дней, во время которых происходит пролиферация клона T–лимфоцитов. Дочерние клетки клона также прилипают к АПК на все время, пока идёт их дифференцировка в лимфоциты–эффекторы.

Существенная закономерность развития иммунного ответа состоит в том, что одного только факта связывания Рц для Аг с Аг недостаточно для того, чтобы лимфоцит активировался к иммунному ответу (т.е. начал пролиферировать и дифференцироваться). Недостаточно для активации и описанных выше адгезивных взаимодействий, недостаточно и корецепторных связей CD4 илиCD8 с MHC. Все перечисленное необходимо. Но для того чтобы начался процесс пролиферации лимфоцита, необходимо ещё одно взаимодействие T–лимфоцита с той же АПК: это взаимодействие молекулы B–7 на АПК с молекулой CD28 на T–лимфоците. Известно две разновидности молекулы B–7: B–7.1 (CD80) и B–7.2 (CD86). Структурно они подобны — это гликопротеины гомодимеры, принадлежат к надсемуйству иммуноглобулинов (IgSF). CD28 тоже гомодимер и принадлежит к IgSF. Таким образом, экспрессия молекул B–7 — важнейший признак профессиональных АПК.

Активация уже иммунных лимфоцитов не зависит от CD28. Предположительно корецептором активации иммунных T–лимфоцитов является индуцибельная мембранная молекула, названная ICOS. Молекула ICOS имеет 19% гомологии с молекулой CD28. Возможно, что ICOS работает и при реактивации иммунных лимфоцитов памяти, и на эффекторном этапе работы иммунного лимфоцита в очаге деструкции повреждённой ткани.

Активация T–лимфоцита Аг происходит при сочетанном взаимодействии некоторых молекул на поверхности T–лимфоцита с рядом комплементарных молекул на поверхности АПК. Это взаимодействие принимает форму, получившую название иммунологического синапса (см. рис. 7.1). В экспериментах на лимфоцитах от трансгенных по генам TCR мышей (у которых все T–лимфоциты имеют одинаковый TCR, Аг для которого точно известен) можно прямо наблюдать эти структуры под флюоресцентным микроскопом высокого разрешения.

Иммунологический синапс имеет нечто материально общее с нервными синапсами, а именно в синаптической щели и нервного и иммунологического синапса присутствует протеогликан — агрин. В нейромышечном синапсе агрин обеспечивает кластеризацию Рц со стороны мышечной клетки. В иммунологическом синапсе T–лимфоцит синтезирует агрин, секретирует его в синаптическую щель, и там этот протеогликан обеспечивает кластеризацию TCR и корецепторов. Взаимодействующие молекулы мембран между двумя клетками иногда называют ещё межклеточным интерфейсом. Интерфейс между T–лимфоцитом и АПК состоит из молекул: со стороны T–лимфоцита — TCR/CD3/CD45, CD4 или CD8, CD28, CD40L; со стороны АПК комплементарные молекулы–лиганды соответственно пептид— MHC–I или II, MHC–II или MHC–I, B–7, CD40.

Известные пары «Рц–лиганд», вовлекаемые в процессы костимуляции лимфоцитов со стороны АПК, представлены в табл. 7.4.

Таблица 7. 4. Пары «рецептор–лиганд», участвующие в костимуляции при взаимодействии T–лимфоцитов с АПК

Примечания. CD99 находится в процессе изучения. Поликлональная стимуляция T–лимфоцитов in vitro АТ к CD3 плюс АТ к CD99 индуцирует повышение внутри клеток уровня свободного Ca²⁺, а также биосинтез TNF–a и ИФН–g что характерно для Тh1. Воздействия на Th2 при этом не выявлено. Результаты стимуляции T–лимфоцитов через молекулу Fasзависят от стадии развития T–лимфоцита: если АТ к CD3 плюс АТ к молекуле Fas воздействовать на неиммунный T–лимфоцит, то произойдет индукция апоптоза. Если той же парой АТ воздействовать на иммунный T–лимфоцит памяти, то сначала будет индуцирована пролиферация лимфоцита, затем лимфоцит претерпит индуцированную активацией клеточную смерть (AICD). Если на неиммунные Т4–лимфоциты воздействовать указанной парой АТ, но в присутствии ИЛ–4, то эти лимфоциты также сначала пролиферируют наподобие лимфоцитов памяти.

АНТИГЕНПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ КЛЕТКИ. ДЕНДРИТНЫЕ КЛЕТКИ

Существенное различие между антигенраспознающими молекулами-иммуноглобулинами и антигенраспознающими молекулами–Рц T–лимфоцитов состоит в том, что иммуноглобулины (АТ) связывают нативные молекулы Аг, тогда как TCRab не связывают нативные Аг, но способны «увидеть» и связать только определённые структуры на поверхности клеток своего организма, а именно комплексы молекул MHC с пептидами, т.е. до T–лимфоцита и для T–лимфоцита Аг поглощают, перерабатывают и экспрессируют на своей поверхности другие клетки. Это и объясняет облигатную зависимость развития иммунного ответа от доиммунного воспаления. Доиммунное воспаление заключается в непосредственном связывании патогена (распознавании патогена) и поглощения его некими клетками в месте внедрения патогена — в естественных условиях это покровные ткани. Существует понятие профессиональных АПК. Таких клеток у человека и млекопитающих 3 типа:

Ú дендритные клетки костномозгового происхождения;

Ú B–лимфоциты;

Ú макрофаги.

Если лимфоцит свяжет Рц специфический Аг, но не получит одновременно и от той же АПК костимуляторный сигнал « B–7–CD28», то не просто не начнется активация лимфоцита, а произойдет такое изменение состояния лимфоцита, которое называют анергией. Лимфоцит в состоянии анергии рефрактерен к возможной стимуляции. Эта закономерность лежит в основе так называемой периферической толератности T–лимфоцитов к тканям собственного организма.

Характеристика АПК представлена в табл. 7.5.

Таблица 7. 5. Свойства профессиональных АПК

Если у B–лимфоцитов и макрофагов есть и иные, причём главные для этих клеток, функции — продукция иммуноглобулинов у B–лимфоцитов, фагоцитоз и экспансивное «переваривание» у макрофагов, — то у дендритных клеток, насколько это известно в настоящее время, нет иных функций в организме, кроме как представлять Аг и костимулирующие сигналы лимфоцитам.

Известно, что первичный иммунный ответ возможен только с участием дендритных клеток — ДК (не макрофагов и не B–лимфоцитов). Какой именно конкретный характер примет иммунное воспаление или разовьется иммунологическая толерантность, вероятно, тоже определяется на уровне именно дендритных клеток (ДК).

Термин «дендритные» отражает внешний облик клеток под микроскопом — клетки с отростками. В развитии иммунных процессов участвуют 3 разных типа клеток, в названии которых присутствует определение «дендритные». 2 типа — костномозгового происхождения: лимфоидные дендритные клетки — ДК₂ и миелоидные дендритные клетки — ДК₁. Именно эти клетки — профессиональные АПК. Третий тип — фолликулярные дендритные клетки (ФДК) — уникальные клетки стромы лимфоидных фолликулов. Они, скорее всего, не костномозгового происхождения, и функции у них особые (обеспечение возрастания аффинности иммуноглобулинов со временем по мере развития иммунного ответа), они не профессиональные АПК.

Значительная часть фактической информации о дендритных клетках получена в экспериментах с их культивированием и изучением in vitro. Эта методология не позволяет надежно отличать природные закономерности от культуральных артефактов. Поэтому приводимая характеристика ДК не является «прописной истиной». Но есть и данные исследований in vivo. У человека эти клетки происходят из общей лимфоидной клетки–предшественницы, из которой развиваются T– и B–лимфоциты, NK. На ДК есть маркёры лимфоцитов (CD2, CD5, CD7 и мРНК a–цепи пре-T–Рц для Аг) и не определяются маркёры, характерные для миелоидных ростков клеток (CD11c, CD13, CD33, Рц для маннозы). Маркёрами предшественников лимфоидных ДК человека являются вариант молекулы Рц для ИЛ–3 — ИЛ–3Ra и экспрессия одного из двух иммуноглобулиноподобных Рц (ILT3⁺ или ILN1^–).

Большинство иммунологов полагают, однако, что есть две разновидности дендритных АПК: лимфоидные (их обозначали ДК₂) и миелоидные, происходящие из моноцитов (их обозначали ДК₁). Если принять такую дуалистическую точку зрения, то ДК₁, вероятно, можно рассматривать как разновидность макрофагов, специализирующихся на представлении Аг T–лимфоцитам.

Дендритные клетки широко распространены в организме. Их много в покровных тканях (клетки Лангерганса в коже), лимфоидных органах.

Первая особенность ДК состоит в том, что в покое они активно и непрерывно поглощают вещества из окружающей среды эндоцитозом и макропиноцитозом. Если в организм не проникают патогены, ДК поглощают вещества собственных тканей и представляют этот материал T–лимфоцитам, но без корецепторного стимула. В результате иммунное воспаление в отношении собственных тканей не развивается и поддерживается активное состояние иммунологической толерантности.

Вторая особенность ДК заключается в том, что на них есть Рц «эволюционной памяти» для продуктов микроорганизмов (патогенов), так называемые «Рц, распознающие рисунок» — PRR. На макрофагах и/или ДК₁ это Рц для маннозы, Рц для ЛПС, TOLL–подобные Рц TLR2 и TLR4, способные обеспечивать реакцию активации этих клеток на продукты грамотрицательных и грамположительных бактерий. На лимфоидных ДК (ДК₂) есть PRR для вирусов и бактериальной ДНК, содержащей неметилированные последовательности нуклеозидов CpG — TLR7 и TLR9. Кроме того, на лимфоидных дендритных клетках есть свой особый лектиновый Рц (идентифицируется АТ BДКA2), связывающий, например, вирус гриппа.

Третья особенность ДК состоит в том, что в отличие от макрофагов эти клетки не оседлые. Если в покровных тканях они распознают патоген, то они активируются и начинают мигрировать по путям лимфодренажа в регионарные лимфоидные органы. Если это лимфатический узел, то ДК войдут в него по афферентным лимфатическим сосудам и пройдут к периваскулярному пространству венул с высоким эндотелием в паракортикальной зоне. Именно здесь они встретят T– и B–лимфоциты и представят Аг T–лимфоцитам. В лимфатическом узле названное место — исключительное: там может произойти инициация (начало развития) иммунного ответа. Активированные патогеном ДК, кроме комплексов пептидов–Аг с молекулами MHC, экспрессируют корецепторные молекулы для взаимодействия с T–лимфоцитом: B7.1, B7.2 и CD40. Выстраивание такого межклеточного синапса — обязательное условие начала развития иммунного ответа.

Контакт между ДК и T–лимфоцитом не однонаправлен, а взаимоактивирующий. Через сигнал от CD40L от T–лимфоцита дендритная клетка получает команду к продукции своих особенных цитокинов. Миелоидные ДК продуцируют ИЛ–12 (быстро, в большом количестве, но непродолжительное время — сутки) и TNFa. Такие ДК₁ стимулируют T–лимфоцит к продукции ИФН–gЛимфоидные ДК₂ ещё до попадания в лимфатический узел сразу после распознавания патогена начинают активно продуцировать ИФН типа I — ИФН–a и b. Как считают в настоящее время, именно лимфоидные дендритные клетки являются главным, если не единственным типом клеток, продуцирующих интерфероны типа I. ИФН–a и b аутокринно стимулируют созревание вирусактивированных ДК. Вступив во взаимодействие с T–лимфоцитом, такие ДК₂ индуцируют T–лимфоцит к продукции ИФН–g и одновременно ИЛ–10 (такая сумма отличает эту индукцию от индукции синтеза T–лимфоцитом одного только ИФН–g под влиянием ИЛ–12 из ДК₁). Лимфоидные ДК₂ тоже продуцируют ИЛ–12, но в 100–1000 раз в меньших количествах, чем миелоидные ДК₁(или макрофаги), зато более продолжительное время (несколько суток).

Таким образом, дендритные клетки в качестве АПК не только обеспечивают саму возможность начала развития лимфоцитарного иммунного ответа (или толерантность), но и программируют направление эффекторной дифференцировки будущих иммунных T–лимфоцитов.

После того как T–лимфоцит пройдет несколько циклов пролиферации, на его мембране происходит экспрессия ещё одного лиганда для тех же молекул B–7. Это молекула CTLA–4. CTLA–4 связывает B–7 с существенно большей (примерно в 20 раз) аффинностью, чем молекула CD28, но CTLA–4 посылает в клетку негативный сигнал и тем самым останавливает пролиферацию антигенспецифичного клона. Мыши с нокаутом (knock–out) по гену CTLA–4 погибают от лимфопролиферативных процессов.

Дата добавления: 2014-12-12 | Просмотры: 1714 | Нарушение авторских прав