■ Многие виды клеток различного происхождения предназначены для выполнения специализированных функций в иммунном ответе.
■ В - и Т - лимфоциты экспрессируют на своей поверхности антигенсвязывающие рецепторы и другие молекулы (маркеры), необходимые для осуществления разнообразных функций.
■ Для Т-клеточного ответа требуется представление антигенов антигенпрезентирующими клетками . В-клетки способны распознавать нативные антигены, не процессированные и не представленные другими клетками.
■ Различные функциональные субпопуляции Т - лимфоцитов проявляют хелперную, супрессивную или цитотоксическую активность.
■ Фагоцитарные клетки , несущие специфические поверхностные маркеры , циркулируют с кровотоком (моноциты и гранулоциты) и присутствуют в тканях (например, клетки Купфера впечени).
■ Эозинофилы , базофилы , тучные клетки и тромбоциты принимают участие в воспалительной реакции.
Предшественниками клеток иммунной системы служат плюрипотентные стволовые клетки, которые проходят два основных пути дифференцировки (рис. 2. 1):
Лимфопоэз — образование лимфоцитов;
Миелопоэз - образование фагоцитов (моноцитов, макрофагов и гранулоцитов), а также других клеток.
Рис. 2.1. Все клетки гемопоэтического происхождения образуются из плюрипотентных стволовых клеток, дающих начало клеткам двух основных направлений кроветворения: лимфоидного и миелоидного. В зависимости от микроокружения клетка-предшественник лимфоидного ряда может дифференцироваться либо в Т-, либо в В-клетку. У млекопитающих Т-клетки созревают в тимусе, тогда как В-клетки развиваются сначала в печени плода, а после рождения - в костном мозге. Точное происхождение отдельных видов антигенпрезентирую- щих клеток (АПК) остается пока неизвестным, хотя в общем все они образуются из гемопоэтических стволовых клеток. Нормальные клетки-киллеры (НК) происходят, вероятно, из общих предшественников лимфоидных клеток, созревающих в печени плода, а после рождения в костном мозге. Предшественники клеток миелоидного ряда дифференцируются в зрелые (коммитированные) клетки, изображенные слева. Эозинофилы, нейтрофилы и базофилы объединены под групповым названием гранулоциты.
Лимфоциты могут относиться кТ-, В-и НК-клеткам . Две главные популяции лимфоцитов названы Т-клетками и В-клетками. Т-клетки развиваются из своих предшественников в тимусе, тогда как В-клстки у млекопитающих сначала дифференцируются в печени плода, а после рождения — в красном костном мозге. У птиц дифференцировка В-клеток происходит в уникальном для этого класса позвоночных органе - фабрициевой сумке. Органы, где происходит дифференцировка лимфоцитов, относятся к центральным, или первичным, лимфоидным органам. Именно в них предшественники В- и Т-лимфюцитов приобретают способность распознавать антигены благодаря экспрессии антигенспецифичных поверхностных рецепторов.
Лимфоциты третьей популяции, не экспрессирующие антигенсвязывающих рецепторов, названы нормальными (естественными) клетками-киллерами (НК). Они происходят из предшественников лимфоидных клеток в костном мозге и функционально отличаются от Т- и В-клеток своей способностью лизировать in vitro клетки определенных опухолевых линий (но не свежеудаленных опухолей) без предварительной иммунизации. Морфологически это большие зернистые (гранулярные) лимфоциты (БГЛ) (см. ниже).
В качестве фагоцитов могут функционировать моноциты/макрофаги или полиморфноядерные гранулоциты . Подобно лимфоцитам, фагоциты также представлены двумя популяциями: моноцитами/макрофагами и полиморфноядерными гранулоцитами. У последних ядро неправильной формы, сегментированное (полиморфное). В зависимости от характера окрашивания цитоплазматических гранул кислыми и основными красителями гранулоциты относят к нейтрофилам, базофилам или эозинофилам. Эффекторныс функции этих трех типов клеток различны. Наиболее многочисленны нейтрофилы, называемые также полиморфноядерными нейтрофилами (ПМН) и составляющие большинство лейкоцитов (белых кровяных телец) в циркулирующей крови (примерно 60—70% у взрослого человека).
Вспомогательные клетки (А-клетки). Кроме лимфоцитов и фагоцитов, к компонентам иммунной системы относится ряд вспомогательных клеток.
Антигенпрезентирующие клетки (АПК) — представляют антигены Т- и В-клеткам.
Тромбоциты — участвуют в свертывании крови и в воспалительных реакциях.
Тучные клетки, структурно и функционально сходные с базофильными полиморфноядерными гранулоцитами, — принимают участие в определенных типах воспаления (см. гл. 23).
Эндотелиальные клетки — экспрессируют молекулы, способные узнавать циркулирующие с кровотоком лейкоциты, обеспечивая таким образом их адгезию — прилипание, а также распределение в сосудистом ложе.
Ежесуточно в первичных (центральных) лимфоидных органах — тимусе и постнатальном костном мозге — образуется значительное количество лимфоцитов. Часть этих клеток мигрирует из кровотока во вторичные лимфоидные ткани — селезенку, лимфатические узлы и лимфоидные образования слизистых оболочек. В организме взрослого человека содержится примерно 10 12 лимфоидных клеток и лимфоидная ткань в целом составляет приблизительно 2% общей массы тела. При этом на лимфоидные клетки приходится примерно 20% циркулирующих с кровотоком лейкоцитов. Многие зрелые лимфоидные клетки относятся к долгоживущим и могут многие годы существовать в качестве клеток иммунологической памяти.
Лимфоциты морфологически разнообразны . В обычном мазке крови лимфоциты различаются как по размерам (диаметр 6—10 мкм), так и по морфологии. Варьирует соотношение величина ядра: величина цитоплазмы (Я:Ц), а также форма самого ядра. В цитоплазме некоторых лимфоцитов могут содержаться азурофильные гранулы (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Морфологическое разнообразие лимфоцитов . 1. Малый лимфоцит имеет округлое ядро, высокое ядерноцитоплазматическое (Я:Ц) соотношение и не содержит гранул в цитоплазме. 2. Большой гранулярный лимфоцит имеет меньшее соотношение Я:Ц, вогнутое ядро и азурофильные гранулы в цитоплазме. Окраска по Гимзе. (Фото любезно предоставлено д-ром A. Stevens и проф. J. Lowe.)
При световой микроскопии мазков крови, окрашенных, например, гематологическим красителем Гимза, можно обнаружить два морфологически различных типа циркулирующих лимфоцитов: первый — относительно мелкие клетки, в типичном случае лишенные гранул, с высоким соотношением Я:Ц — и второй - более крупные клетки с меньшим соотношением Я:Ц, содержащие в цитоплазме гранулы и известные как большие гранулярные лимфоциты. (Не следует путать БГЛ с гранулоцитами, моноцитами или их предшественниками, также содержащими азурофильные гранулы.)
Покоящиеся Т-клетки крови . Большая часть их экспрессирует αβ-Т-клеточные рецепторы (αβ-Т-клетки; см. ниже) и может иметь один из двух описанных выше типов морфологии. Большинство (95%) хслперныхТ-клсток (Тх) и часть (50%) цитотоксических Т-лимфоцитов (Тц) относятся к малым лимфоцитам, лишенным гранул и имеющим высокое соотношение Я:Ц. Кроме того, в их цитоплазме присутствуют особая структура, названная тельцем Голла, — скопление первичных лизосом возле липидной капли. Тельце Голла легко выявить при электронной микроскопии (рас. 2.3) или цитохимически, методом определения лизосомных ферментов. Менее 5% Тх-клеток и примерно половина Тц имеют другой тип морфологии, характерный для БГЛ, с рассеянными по цитоплазме первичными лизосомами и хорошо развитым комплексом Гольджи (рас. 2.4). Интересно, что у мыши нет цитотоксических Т-клеток, сходных по морфологии с БГЛ.
Рис. 2.3. Ультраструктура негранулярных Т-клеток . На электронной микрофотографии видно характерное для морфологии большинства покоящихся Т-клеток тельце Голла (ТГ). Оно состоит из первичных лизосом и липидной капли (показана стрелкой), х 10 500. Врезка: В световом микроскопе при окраске на неспецифические эстеразы тельце Голла выглядит как гомогенное пятно, х 400. По Zucker-Franklin D., Greaves M.F., Grossi C.E. et at. 1988. Atlas of Blood Cells. Function and Pathology. Vol. II. 2nd edn. Milan. E.E. Ermes, Philadelphia: Lea and Febiger.
Рис. 2.4. Ультраструктура гранулярных Т-клеток . Для этих клеток характерно наличие рассеянных по цитоплазме и частично сосредоточенных вблизи хорошо развитого комплекса Гольджи (КГ) электроноллотных, не содержащих пероксидазу гранул (первичных лизосом, ПЛ) и большое количество митохондий (М). х 10 000. Врезка: Для световой микроскопии гранулы в Т-клетках можно выявить цитохимически с помощью метода выявления кислой фосфатазы, х 400. По Zucker-Franklin D., Greaves M.F., Grossi С.Е. et at.
1988. Atlas of Blood Cells: Function and Pathology. Vol. II 2nd edn. Milan: E.E. Ermes, Philadelphia: Lea and Febiger.
Признаки больших гранулярных лимфоцитов свойственны также еще одной субпопуляции Т-лимфоцитов, а именно Т-клеткам с γδ-рецепторами (γδ-Т-клетки). В лимфоидных тканях эти
клетки имеют дендритную (ветвистую) морфологию (рис. 2.5); при культивировании in vitro они способны прикрепляться к подложке, принимая в результате разнообразную форму (рис. 2.6).
Рис. 2.5. Дендритная морфология γδ-Т-клеток в ткани миндалин. Эти γδ-Т-клетки расположены преимущественно в межфолликулярных Т-зависимых зонах. Заметна их разветвленная форма. Окраска с применением γδ-Т-слецифичных моноклональных антител, конъюгированных с флуорохромом и пероксидазой. х 900. (Еиг. J. Immunol. 1991. 21: 173. Фото любезно предоставлено д-ром A. Favre.)
Рис. 2.6. Морфологические изменения клонированных γδ-Т-клеток при культивировании in vitro. 1. Клетки прилипают к подложке таким же образом, как макрофаги. х 6000. 2. Клетки вытягиваются, образуя уропо- ды с выступающими на полюсах филоподиями. х 2000. 3. На концах филоподий формируются участки адгезивного контакта. х20 000. Еur. J. Immunol. 1991.21: 173. Фото любезно предоставлено д-ром G. Aranda и д-ром W. Maiorni.
Неактивированные В-клетки крови . Эти клетки не содержат тельца Голла и морфологически нс сходны с большими гранулярными лимфоцитами; их цитоплазма в основном заполнена рассеянными монорибосомами (рис. 2.7). В кровотоке иногда можно наблюдать активированные В-клетки с развитым шероховатым эндоплазматическим ретикулумом (рис. 2.8).
Рис. 2.7. Ультраструктура покоящихся В-клеток . В цитоплазме таких клеток отсутствуют тельца Голла и гранулы, но имеются рассеянные рибосомы (Р) и канальцы шероховатого эндоплазматического ретикулума (ЭР). После активации в В-клетках происходит ассоциация комплекса Гольджи с лизосомами. х 11 500.
Рис. 2.8. Ультраструктура В-лимфобластов . Главный при знак активации В-клеток - развитие структур для синтеза иммуноглобулинов: шероховатого эндоплазматического ретикулума (ЭР), свободных полирибосом и комплекса Гольджи (КГ), который принимает участие в гликозилировании иммуноглобулинов, х 7500.
НК-клетки . Нормальные киллерные клетки, подобно γδ-Т-клеткам и одной из субпогтуляиий Тц, имеют морфологию БГЛ. Однако при этом в их цитоплазме больше азурофильных гранул, чем у гранулярных Т-клеток.
Лимфоциты экспрессируют особые у каждой субпопуляции поверхностные маркеры . На поверхности лимфоцитов (как и других лейкоцитов) присутствует множество разнообразных молекул, которые могут служить метками (маркерами) рахличных субпопуляций. Значительная часть этих клеточных маркеров в настоящее время легко идентифицируется с помощью специфических моноклональных антител. Разработана систематизированная номенклатура маркерных молекул; в ней группы моноклональных антител, каждая из которых специфически связывается с определенной маркерной молекулой, обозначены символом CD (Cluster Designation — групповая метка). За основу CD-номенклатуры принята специфичность прежде всего мышиных моноклональных антител к лейкоцитарным антигенам человека. В создании этой классификации участвуют многие специализированные лаборатории разных стран. Для ее обсуждения проведена серия международных рабочих встреч, на которых удалось определить характерные наборы образцов моноклональных антител, связывающихся с различными популяциями лейкоцитов, а также молекулярные массы выявляемых при этом маркеров. Моноклональные антитела совпадающей специфичности связывания объединяют в одну группу, присваивая ей номер в системе CD. Однако в последнее время принято таким образом обозначать не группы антител, а маркерные молекулы, распознаваемые данными антителами (Перечень CD-маркеров приведен в приложении.)
В дальнейшем молекулярные маркеры стали классифицировать в соответствии с информацией, которую они несут об экспрессирующих их клетках, например:
Популяционные маркеры, которые служат характерным признаком данного иитопоэтического ряда, или линии; пример — маркер CD3. выявляемый только на Т-клетках;
Дифференцировочные маркеры, экспрессируемые временно, в процессе созревания; пример — маркер CDI, который присутствует на развивающихся тимоцитах, но не на зрелых Т-клетках;
Маркеры активации, такие как CD25 - низкоаффинный Т-клеточный рецептор для фактора роста (ИЛ-2), экспрессируемый только на Т-клетках, активированных антигеном.
Иногда такой подход к классификации маркеров весьма полезен, однако не всегда он возможен. У некоторых популяций клеток маркер активации и маркер дифференцировки — это одна и та же молекула. Например, CD 10. присутствующий на незрелых В-клетках, исчезает при созревании, но появляется вновь при активации (см. рис. 12.14). Кроме того, маркеры активации могут постоянно присутствовать на клетках в низкой концентрации, но в более высокой — после активации Так, под действием ИФγ возрастает экспрессия молекул главного комплекса гистосовместимости (МНС) класса II на моноцитах.
Клеточные маркеры образуют несколько семейств . Компоненты клеточной поверхности относятся к различным семействам, гены которых произошли, вероятно, от нескольких предковых. Маркерные молекулы и з разных семейств различаются по структуре и образуют следующие основные группы:
Суперсемейство иммуноглобулинов, включающее молекулы, близкие по строению к антителам; к нему относятся CD2, СD3, CD4, CD8, CD28, молекулы МНС классов I и II, а также многие другие;
Семейство интегринов — гетеродимерных молекул, образованных α- и β-цепями; существует несколько подсемейств интегринов; все члены одного подсемейства имеют общую β-цепь, но разные, уникальные в каждом случае, α-цепи; в одном из подсемейств (β 2 -интегрины) β-цепь представляет собой маркер CD18. В комбинации с CD11a, CD11b, CD11с или αD он образует соответственно лимфоцитарные функциональные антигены LFA-1, Mac-1 (CR3) и р 150, 95 (CR4) и молекулы клеточной поверхности αDβ 2 , часто выявляемые на лейкоцитах. У второго подсемейства (β 1 - интегрины) β-цепь представляет собой маркер CD29; в сочетании с различными α-цепями он образует маркеры поздней стадии активации (VLAs, от very late antigens);
Селектины (Е, L и Р), экспрессируемые на лейкоцитах (L) или на активированных клетках эндотелия (Е и Р). Они обладают лектиноподобной специфичностью в отношении сахаров в составе высокогликозилированных мембранных гликопротеинов; к селектинам относится, например, CD43;
Прогеогликаны (типичный маркер — CD44), имеющие ряд глкжозаминогликановых участков связывания; пример — хоидроитинсульфат.
Другие семейства клеточных маркеров — это суперсемейство рецепторов для фактора некроза опухолей (ФНО) и фактора роста нервов (ФРН), суперсемейство лектинов С-типа, включающее, например, CD23, а также суперсемейство многодоменных трансмембранных рецепторных белков, в которое входит рецептор для ИЛ-6.
Следует подчеркнуть, что маркеры, экспрессируемые лимфоцитами, можно обнаружить и на клетках иных линий. Так, CD44 часто выявляется на клетках эпителия. Молекулы клеточной поверхности можно выявить с помощью флуоресцирующих антител, используемых в качестве зондов (рис. 2.9). На этом подходе основан метод проточной иммунофлуоресцентной цитометрии, позволяющей сортировать и подсчитывать клетки в зависимости от их размеров и параметров флуоресценции (см. гл. 29). С помощью этого метода удается проводить детальную сортировку популяций лимфоидных клеток.
Рис. 2.9. Мышиные моноклональные антитела к специфическому антигену цитотоксических Т-лимфоцитов (Тц) (например, к CD8) связываются именно с Тц, а не с хелперными Т-клетками (Тх). Связавшиеся антитела легко выявить с помощью конъюгированных с флуорохромом антител к иммуноглобулинам мыши. Этот метод позволяет идентифицировать и определять количество Т-клеток, относящихся к разным субпопулициям.
Т-клетки
Т-клетки различаются по своим антигенраспознающим рецепторам . Маркером, характеризующим линию Т-клеток, служит Т-клеточный рецептор для антигена (ТкР). Имеется два различных типа ТкР, и тот и другой — гетеродимеры из двух соединенных дисульфидными связями полипептидных цепей. ТкР первого типа образован цепями α и β, второго типа, сходный по структуре — цепями γ и δ. Оба рецептора ассоциированы на клеточной поверхности с пятью полипептидами СD3-комплекса, образуя вместе с ним рецепторный комплекс Т-клетки (ТкР—СD3-комплекс, см. гл. 7). Примерно 90—95% Т-клеток в крови представляют собой αβ-Т-клетки, остальные 5—10% — γδ-Т-клетки.
αβ-Т-клетки различаются в свою очередь по экспрессии CD 4 или CD 8 . αβ-Т-клетки подразделяются на две различные, неперекрывающиеся субпопуляции: клетки одной из них несут маркер CD4 и в основном «помогают» в осуществлении иммунного ответа или «индуцируют» его (Тх), клетки другой несут маркер CD8 и обладают преимущественно цитотоксической активностью (Тц). Т-клетки CD4 + распознают антигены, к которым они специфичны, в ассоциации с молекулами МНС класса II, тогда как Т-клетки CD8 + способны узнавать антигены в ассоциации с молекулами МНС класса I (см. гл. 7). Таким образом, возможность взаимодействия Т-клетки с клеткой другого типа зависит (ограничена, или рестриктирована) от присутствия на первой маркера CD4 или CD8 (рис. 2.10). Небольшая часть αβ-Т-клеток не экспрессирует ни CD4, ни CD8. Подобным же обра зом «дважды отрицательны» большинство циркулирующих γδ-Т-клеток, хотя некоторые из них все же несут CD8. Напротив, большая часть γδ-Т-клеток в тканях экспрессирует этот маркер.
Рис. 2.10. Т-клетки экспрессируют либо γδ-, либо αβ-ТкР, и подразделяются на субпопуляции CD4 + и CD8 + , распознающие пептиды антигена в ассоциации с молекулами МНС класса I или И соответственно. Т-клетки CD4 + можно далее разделить на субпопуляции Тх1 и Тх2 по набору образуемых ими цитокинов. Четких данных о различии цитокиновых профилей у γδ-Т-клеток и у αβ-Т-клеток CD8 + не получено.
αβ- T -клетки CD 4 + и CD 8 + подразделяются на функционально различные субпопуляции . Как отмечено выше, примерно 95% Т-клеток CD4 + и 50% Т-клеток CD8 + морфологически представляют собой малые нефанулярные лимфоциты. Эти популяции можно дифференцировать дальше по фенотипической экспрессии CD28 и CTLA-4 на функционально различные субпопуляции. Экспрессируемый Т-клетками CD4 + маркер CD28 обеспечивает передачу костимулирующего сигнала активации при распознавании антигена. (В отсутствие такого сигнала контакт ТкР с антигеном может вызывать анергию».) Лигандами CD28 служат молекулы B7-1 (CD80) и В7-2 (CD86) на АПК. Гомологичную CD28 молекулу CTLA-4 Т-клетки CD4 + начинают экспрессировать после активации. CTLA-4 связывается с теми же лигандами, что и CD28, тем самым ограничивая активацию (см. гл. 11). Кроме того, αβ-Т-клетки экспрессируют различные изоформы общего лейкоцитарного антигена, CD45. Считается, что CD45RO, а не CD45RA, связан с клеточной активацией. Для выделения функционально различных субпопуляций αβ-Т-клеток используют также другие критерии, в частности экспрессию клеточных маркеров нормальных киллерных клеток (CD56, CD57 и CDllb/CD18), выявляемых на 5—10% циркулирующих Т-клеток. Эти клетки образуют ИД-4, но не ИЛ-2, и дают слабый пролиферативный ответ на антигены и митогены.
Перечень основных маркеров αβ-Т-клеток человека и мыши представлен на рис. 2.11.
Рис. 2.11. К настоящему времени молекулярный маркер CD7 выявлен только у человека, тогда как Thy-1 - только у мыши. Другие маркеры, указанные в квадратных скобках, - это мышиные эквиваленты маркеров человека. Большинство маркеров относится к иммуноглобулиновому суперсемейству молекул межклеточной адгезии.
γδ- T -клетки - обычный компонент слизистых оболочек и эпидермиса у мыши . γδ-Т-клетки относительно часто встречаются в эпителии слизистых оболочек, но представляют лишь минорную субпопуляцию среди циркулирующих Т-клеток. У мыши почти все внутриэпителиальные лимфоциты относятся к γδ-Т-клеткам, экспрессирующим CD8 — маркер, который отсутствует на большинстве циркулирующих γδ-Т-клеток. Как установлено, γδ-Т-клетки CD8 + обладают особым репертуаром Т-клеточных рецепторов, специфичных к определенным бактериальным и вирусным антигенам (суперантигенам), Согласно современной точке зрения, эти клетки могут играть важную роль в защите слизистых оболочек организма от инфекции.
Т-клетки обладают рядом общих маркеров с клетками других линий . До сих пор мы описывали клеточные маркеры и антигенспецифичные рецепторы, характерные для отдельных субпопуляций Т-лимфоцитов. Однако ряд молекул экспрессируется на поверхности всех Т-клеток («пан-Т-клеточные маркеры»), а также на клетках других линий. Хороший пример — рецепторы для эритроцитов барана (CD2). В норме молекула CD2, связываясь с соответствующими лигандами, принимает участие в процессе активации Т-клеток вместе с ТкР — CD3- комплексом и другими гликопротсинами в составе мембран. Вместе с тем CD2 выявляется также у 75% НК-клеток CD3 - . Другая участвующая в Т-клеточной активации молекула это маркер CD5, экспрессируемый на всех Т-клетках и на одной из субпопуляций В-клеток. Молекула CD5 может связываться с CD72, но вопрос о ее роли в качестве физиологического лиганда В-клеток остается открытым. Маркер CD7 присутствует почти на всех НК- и Т-клетках. Полный перечень Т-клеточных CD-маркеров, часть которых экспрессируется и на других клетках гемопоэтического происхождения, приведен в приложении. Т-клетки мыши экспрессируют маркеры, сходные с обнаруженными на Т-клетках человека.
Супрессорные Т-клетки . Получены очевидные функциональные доказательства существования антигенспецифичных супрессорных Т-клеток (Тс), однако эти клетки, по-видимому, не составляют отдельной субпопуляции Т-клеток с исключительно супрессивной функцией. Доказано также, что Т-клетки, как CD4 + , так и CD8 + , способны подавлять иммунный ответ либо путем прямою цитотоксическою действия на антигенпрезентируюшие клетки, либо путем выделения «супрессивных» цитокинов (см. гл. 11), либо путем передачи сигнала отрицательной регуляции (при связывании CTLA-4 с его лигандами; см. выше), либо посредством идиотип-антиидиотипических сетевых взаимодействий (см. гл. 13).
В-клетки
От 5 до 15% циркулирующих с кровью лимфоидных клеток — это В-лимфоциты, выявляемые по наличию поверхностных иммуноглобулинов (Ig). Молекулы Ig синтезируются конститутивно; они встроены в цитоплазматическую мембрану клетки и функционируют как антигенспецифичные рецепторы. Такие рецепторы можно определить на клеточной поверхности, используя меченные флуорохромом антитела к иммуноглобулину. Иммунофлуоресцентная окраска кольцеобразно охватывает В-клетку (рис. 2.12). Бивалентные антитела к иммуноглобулину, взаимодействуя с рецепторами, вызывают их перекрестное связывание с образованием иммуноглобулиновых «пятен» неправильной формы на клеточной поверхности. При повышении температуры болынинст во этих пятен активно перемещается по поверхности клетки и собирается на одном из ее полюсов в виде «колпачка» (рис. 2.12, врезка). За этим процессом, названным кэппинюм, следует погружение (интернализация) молекул иммуноглобулина внутрь клетки, где они подвергаются расщеплению. Кэппинг можно также наблюдать с другими поверхностными гликопротеинами и не только на В-клетках.
Рис. 2.12. В-клетки, окрашенные для выявления поверхностного иммуноглобулина. Окрашенные флуоресцирующими антителами к IgM на холоде В-клетки дают кольцеобразную флуоресценцию в ультрафиолетовом свете. Инкубация при 37 °С с этими антителами приводит к перераспределению (кэппингу) флуоресцентной метки на один из полюсов клетки (см. врезку). х300. По Zucker-Franklin D., Greaves M.F., Grossi С Е. et at. 1988. Atlas of Blood Cells: Function and Pathology. Vol. II. 2nd edn. Milan: E.E. Ermes, Philadelphia: Lea and Febiger.
«Рецепторный комплекс» В-клеток. Большинство В-клеток периферической крови человека экспрессирует на своей поверхности иммуноглобулины двух изотипов - IgM и IgD (см. гл. 6). На каждой отдельной В-клетке антигенсвязываюшие центры у этих изотипов идентичны Менее 10% В-клеток циркулирующей крови экспрессируют IgG, IgA и IgE, но в определенных областях тела такие клетки встречаются с большей частотой; например, В-клеток, несущих IgA, мною в слизистой оболочке кишечника. Ассоциируя с другими молекулами на поверхности В-клеток, иммуноглобулин образует антигенраспознаюший рецепторный комплекс В-клетки. К этим другим, «вспомогательным» молекулам относятся соединенные дисульфидными связями гетеродимеры, состоящие из Igα (CD79a) и Igβ (CD79b). Эти гетеродимеры, взаимодействуя (подобно составным частим ТкР-СD3-комплскса Т клеток) с трансмембранными сегментами иммуноглобулинового рецептора, участвуют в процессе активации В-клеток.
Другие В-клеточные маркеры и субпопуляции . Ряд других молекулярных маркеров экспрессируется на В-клетках и мыши, и человека (рис. 2.13). Большая часть В-клеток несет на поверхности антигены МНС класса II, которые важны для кооперативных (контактных) взаимодействий с Т-клетками. У мыши это антигены 1-А или 1-Е, у человека — HLA-DP, HLA-DQ и HLA-DR. Выявляемые почти на всех В-клетках рецепторы для компонентов комплемента С3b (CR1, CD35) и C3d (CR2, CD21) вовлечены в процессы клеточной активации и, вероятно, «хоминга». Взаимодействие CD19/CD21 с комплексом комплемент + антиген играет роль в активации В-клеток при участии антигенсвязывающего рецептора антител. На В-клетках имеются также Fc-рецепторы для экзогенного IgG (FcγRII, CD32), передающие сигналы отрицательной регуляции для В-клеток.
Основные маркеры, используемые в настоящее время для идентификации В-клеток человека, — это CD19, CD20 и CD22. Известны также другие В-клеточные маркеры человека — CD72 и CD78. Маркер CD72 обнаружен и на В-клетках мыши (Lyb-2) вместе с В220, представляющим собой высокомолекулярную (220 кДа) изоформу маркера CD45 (Lyb-5). Существенная роль в контактных взаимодействиях между Т- и В-клетками принадлежит маркеру CD40 (см. рис. 11.5).
Рис. 2.13. Среди В-клеточных маркеров человека и мыши много гомологичных; они показаны одним цветом. Маркеры человека, эквивалентные мышиным, указаны в квадратных скобках. Маркер В220 ранее обозначали Lyb-5. Цепи Igα и Igβ, взаимодействуя с поверхностным иммуноглобулином (slg), образуют рецепторный комплекс В-клетки. Номера по классификации СD приведены в скобках после функционального названия.
В-клетки можно разделить на две субпопуляции: В-1 (Мас-1 + , CD23 -) и В-2 (Мас-1 - , СD23 +). Большинство В-1-клеток экспрессирует маркер CD5 (Lyl), первоначально обнаруженный только на Т-клетках. Функция CD5 для В-клеток человека пока неизвестна; этот маркер ассоциирован с В-клеточным рецептором и может участвовать в регуляции процесса активации В-клеток. B-1-клетки спонтанно синтезируют так называемые нормальные антитела к определенным бактериальным антигенам, а также к аутоантигенам, таким как ДНК, Fc-фрагмент IgG, фосфолипиды и белки цитоскелета. У человека В-1-клетки особенно часто выявляются в крови новорожденных, у мыши — преимущественно в перитонеальной полости. По некоторым данным, они проходят особый путь дифференцировки, отличающийся от созревания «обычных» В-клеток, которые относятся к субпопуляции В-2.
Кроме общего с Т-клетками маркера CD5, В- клетки имеют общие маркеры с друг ими клетками, например маркер CD40, который присутствует на некоторых дендритных клетках.
Нормальные (естественные) клетки-киллеры
Клетки, названные нормальными киллерами (НК), составляют до 15% лимфоцитов крови; они не экспрессируют ни Т-клеточных, ни В-клеточных антигеневязываюгцих рецепторов.
Фенотипические маркеры НК-клеток . Большинство антигенов, выявляемых на поверхности НК с помощью моноклональных антител, присутствует также на Т-клетках и на моноцитах/макрофагах. Основные маркеры НК-клеток человека с указанием их перекрестной специфичности перечислены на рис. 2.14. В очищенных лимфоцитарных популяциях НК-клетки чаще всего выявляют с использованием моноклональных антител к CD16 (FcγRIII). Маркер CD16 участвует в одном из механизмов активации НК и экспрессируется также нейтрофилами, некоторыми разновидностями макрофагов и γδ-Т-клеток.
Рис. 2.14. Ни один из этих маркеров не специфичен только для НК. (РИК - рецепторы для ингибиторов киллерных клеток; РАК - рецепторы для активаторов киллерных клеток.)
У гранулоцитов маркер CD16 связан с цитоплазматической мембраной посредством фосфатидилинозитолгликана, тогда как НК, макрофаги и γδ-Т-клетки экспрессируют трансмембранную форму этой маркерной молекулы. Другой важный для идентификации маркер НК — это CD56, представляющий собой гомофильную молекулу межклеточной адгезии (N-CAM) из суперсемейства иммуноглобулинов. У человека лимфоциты, лишенные CD3, но экспрессирующие по одному или оба маркера CD56 и CD16, вероятнее всего относятся к НК, хотя и тот, и другой маркеры присутствуют и у небольшой части Т-клеток. Неактивированные НК репрессируют, кроме того, β-цепь рецептора к ИЛ-2 (рецептор средней аффинности с мол. массой 70 кДа) и передающую сигнал у-цепь, общую для рецепторов, связывающих ИЛ-2 и другие цитокины. Разумеется, прямая стимуляция интерлейкином-2 вызывает активацию НК. Представляет интерес тот факт, что рецептор с мол. массой 70 кДа экспрессируется также на всех Т-клетках. имеющих морфологию БГЛ, а именно на γδ-Т-клетках и на части αβ-Т-клеток CD8 + . Под влиянием ИЛ-2 все эти клетки, включая НК, приобретают неспецифическую цитотоксическую активность, превращаясь в клетки, известные под общим названием активированные лимфокином киллерные клетки (ЛАК). ЛАК-клетки проявляют цитотоксическое действие на свежевыделенные клетки опухолей, причем спектр их мишеней гораздо шире, чем у неактивированных НК.
По сравнению с НК человека НК мыши содержат в цитоплазме меньше азурофильных гранул, которые, однако, у них гораздо крупнее. Перечень фенотипических маркеров НК мыши представлен на рис. 2.15.
Рис. 2.15. Почти все молекулярные маркеры НК-клеток мыши экспрессируются и на других клетках, однако выявлены и НК-специфичные маркеры.
Функции нормальных клеток-киллеров . Функция НК - распознавание и уничтожение клеток некоторых опухолей (рис. 2.16), а также клеток, инфицированных вирусами. Механизм распознавания полностью пока неясен. Субпопуляции НК экспрессируют молекулы суперсемейства иммуноглобулинов, регулирующие их цитотоксическую активность. Продукты некоторых аллелей НLA класса I могут защищать клетки-мишени от НК, продукты других же, напротив, усиливают их ннтолитическое действие. Так, например, некоторые экспрессируемые клеткой-мишенью молекулы HLA класса I (А, В и С), связавшись с «рецепторами для ингибиторов киллерных клеток» (РИК; например, р58 или р70) на НК, предотвращают цитолиз. Экспрессируемые НК «рецепторы для активаторов киллерных клеток» (например, р50.1. 50.2, 50.3) также могут связываться с продуктами различных аллелей HLA на клетках-мишенях. Эти взаимодействия сами по себе или вместе с другими, в частности со связыванием CD2/LFA-1, вызывают активацию НК. Например, клетки К562, используемые обычно для изучения функции НК, не экспрессируют молекулы HLA и, следовательно, не имеют лигандов для РИК. Однако они обладают LFA-1, что достаточно для осуществления НК-клетками, несущими CD2, своего действия. Каждая нормальная киллерная клетка несет по крайней мере один РИК, специфичный к собственным антигенам МНС, поэтому аутологичные НК не поражают собственные нормальные клетки. Уничтожение этих клеток нормальными киллерами возможно при модификации РИК-специфичных HLA-лигандов в случае спонтанной малигнизации или вирусной инфекции.
Рис. 2.16. Нормальная клетка-киллер (НК) атакует клетку- мишень (М). х 4500. (Фото любезно предоставлено д-ром G. Aranda и Malorni, Рим.)
Нормальные клетки-киллеры способны также поражать клетки-мишени, нагруженные антителами IgG, при участии своих рецепторов для IgG (FcγRIII, или CD16). Эта активность названа антителозависимой клеточноопосредованной цитотоксичностью (АЗКЦ). Активированные НК выделяют у-интерферон (ИФγ) и другие цитокины (в частности, ИЛ-1 и ГМ-КСФ), которые могут играть важную роль в регуляции гемопоэза и иммунного ответа.
Активация В- и Т-клеток
В- и Т-клетки активируются, связываясь со специфическими антигенами. Т-клеткам для этого требуется «увидеть» антиген связанным с молекулами МНС на антигенпрезентируюших клетках, тогда как В-клетки могут связываться с нативными антигенами, но для активации им необходима помощь Т-клеток (в случае некоторых полимерных антигенов дли митогенных по своей природе молекул эта помощь В-клеткам не требуется).
Помимо специфичного связывания антигена рецепторами, для эффективной активации Т- и В-клеток необходимо межклеточное взаимодействие с участием других компонентов поверхности, например, в случае Т-клеток, CD28 (см. гл. 11). Индуцированная антигеном активация и дифференцировка Т- и В-клеток обычно происходит в лимфоидных тканях и может быть воспроизведена in vitro при культивировании лимфоцитов в присутствии активирующего агента. Такими агентами могут служить:
Антиген, распознаваемый поверхностным антигенсвязывающим рецептором клетки;
Моноклональные антитела к ТкР — СD3-комплексу и
Лектины [например, фитогемагглютинин (ФГА), конканавалин А (КонА) и митоген лаконоса].
Лектины — это белки растительного и бактериального происхождения, связывающие углеводы. Некоторые из них способны активировать лимфоциты, перекрестно взаимодействуя с ВкР или ТкР, и служить митогенами (индукторами пролиферации). Считается, что митогенная стимуляция лимфоцитов in vitro довольно близко воспроизводит активацию специфическими антигенами. Лектины ФГА и КонА стимулируют Т-лимфоциты мыши и человека. Бактериальный липополисахарид (ЛПС) стимулирует В-клетки мыши, а митоген лаконоса вызывает пролиферацию и В-, и Т-клеток человека (рис. 2.17).
Рис. 2.17. Бласттрансформация лимфоцитов, индуцированная митогеном или антигеном . Представленные на фотографии Т- и В-клетки человека активированы митогеном лаконоса. 1. Усиление базофилии цитоплазмы и увеличение объема клеток. 2. При клеточном делении происходит конденсация хромосом, и они становятся хорошо видны. Окраска по Гимза. х 1500. По Zucker-Franklin D., Greaves M.F., Grossi С.Е. et al. 1988. Atlas of Blood Cells: Function and Pathology. Vol. II. 2nd edn. Milan: E.E. Ermes, Philadelphia: Lea and Febiger.
Исследования in vitro с применением этих агентов показали, что активация Т- и В-клеток вызывает синтез цитокинов и рецепторов для них. Взаимодействие цитокинов с рецепторами индуцирует вступление клеток в цикл деления (пролиферация) и их последующее созревание с образованием эффекторных клеток или клеток иммунологической памяти. В условиях in vitroклетки памяти рециркулируют и в итоге расселяются по Т- и В-зависимым областям лимфоидных тканей, где они в дальнейшем остаются, сохраняя готовность к ответу при новой встрече с тем же антигеном.
Сигнал активации передают «вторые посредники». В результате взаимодействия покоящихся лимфоцитов с антигеном индуцируется цепь биохимических процессов, приводящих к образованию внутри В- или Т-клетки «вторых посредников». Эти посредники ответственны за последующие изменения на уровне генов. Существует несколько основных механизмов активации лимфоцитов, но до конца они пока не ясны. Как в Т-, так и в В-клетках в передаче сигнала активации участвует гуанозинтрифосфат-связывающий (ГТФ-зависимый) белок (G-белок), который стимулирует метаболизм фосфатидилинозитола. В результате образуются два вторых посредника — инозйтол-1,4,5-трифосфат (IP3) и диацилглицерол (ДАГ). Посредник IP3 индуцирует выход ионов Са 2+ из внутриклеточных депо, а ДАГ активирует протеинкиназу С, которая вместе с другими киназами фосфолирует ряд компонентов плазматической мембраны, что приводит к появлению факторов транскрипции и последующей экспрессии определенных генов. Таким образом, сразу после контакта Т-лимфоцитов с антигеном на их поверхности экспрессируется ряд молекул, в том числе gp39 и рецептор для ИЛ-2. Дальнейшие межклеточные взаимодействия с участием этих молекул вызывают пролиферацию и дифференцировку лимфоцитов.
Дифференцировка В-клеток приводит к образованию плазматических клеток и клеток иммунологической памяти . После активации митогеном или антигеном Т- и В-клетки претерпевают характерные ультраструктурные изменения, превращаясь в лимфобласты (рис. 2.8 и 2.18). Впоследствии многие В-лимфобласты созревают в антителообразующие клетки (АОК), которые in vivoразвиваются затем в окончательно дифференцированные плазматические клетки. В некоторых В-лимфобластах не образуется цистерн шероховатого эндоплазматического ретикулума (ЭР). Такие клетки присутствуют в центрах размножения внутри лимфоидных фолликулов; они названы иентральными клетками фолликула, или центроцитами (рис. 2.19).
Рис. 2.18. Ультраструктура Т-лимфобластов. Т-лимфобласты, возникающие из Т-лимфоцитов после стимуляции антигеном или митогеном, - это крупные клетки с развитой цитоплазмой, содержащие разнообразные органеллы, в том числе митохондрии (М) и свободные полирибосомы. Лимфобласты могут быть «негранулярными» (1) или гранулярными (2) в зависимости от присутствия или отсутствия электроноплотных гранул (Г). В цитоплазме гранулярного лимфобласта видны также липидные капли (ЛК), х 3200.
Рис. 2.19. Центральная клетка лимфоидного фолликула . Видна развитая цитоплазма, содержащая полирибосомы (Р) и несколько канальцев шероховатого эндоплазматического ретикулума (ЭР), однако стопки цистерн (параллельные ряды ЭР) отсутствуют. Заметно крупное эксцентрично расположенное ядрышко (Я), прилегающее к оболочке ядра. Возможно, такие клетки представляют собой В-клетки иммунологической памяти Сходную морфологию имеют клетки некоторых лимфом, называемых центробластными или центроцитарными. х 8500.
Как показывает световая микроскопия, цитоплазма плазматических клеток базофильна, т. е. обладает сродством к основным красителям. Это свойство цитоплазмы объясняется присутствием в ней больших количеств РНК, обеспечивающей синтез антител на рибосомах шероховатого ЭР (рис. 2.20). С помощью электронного микроскопа в плазматических клетках можно наблюдать параллельные ряды шероховатого ЭР (рис. 2.21). Эти клетки редко появляются в кровотоке, составляя не больше 0,1% циркулирующих лимфоцитов. В норме плазматические клетки встречаются только во вторичных лимфоидных органах и тканях, и, кроме того, их довольно много в красном костном мозге. Антитела, образуемые одной плазматической клеткой, обладают одной антигенной специфичностью и принадлежат к одному изотипу иммуноглобулинов. Их можно выявить в цитоплазме этих клеток с помощью меченных флуорохромом антиглобулиновых антител (рис. 2.22). Плазматические клетки имеют короткую продолжительность жизни; просуществовав лишь несколько дней, они погибают в процессе апоптоза (рис. 2.23).
Рис. 2.20. Морфология плазматических клеток . Для зрелой плазматической клетки характерны эксцентричное расположение ядра и развитая базофильная цитоплазма (базофилия обусловлена высоким содержанием РНК, необходимой для синтеза белка). В несколько более светлой околоядерной области расположен комплекс Гольджи. Окрашивание по Маю-Грюнвальду Гимзе. х 1000. rioZucker-Franklin D., Greaves M.F., Grossi С.Е. et al. 1988. Atlas of Blood Cells: Function and Pathology. Vol. II. 2nd end. Milan: E.E. Ermes, Philadelphia: Lea and Febiger.
Рис. 2.22. Иммунофлуоресцентное окрашивание иммуноглобулина в цитоплазме плазматических клеток . Фиксированные плазматические клетки человека окрашены меченными флуоресцеином антителами к IgMчеловека (зеленое свечение) и меченными родамином антителами к IgG человека (красное свечение). Видна интенсивная внутрицитоплазматическая флуоресценция. Разный характер окраски двух плазматических клеток свидетельствует о том, что в норме каждая из них образует антитела только одного класса или подкласса (изотипа), х 1500. Пo Zucker-Franklin D., Greaves M.F., Grossi С.Е. et al. 1988. Atlas of Blood Cells: Function and Pathology. Vol. II. 2nd edn. Milan: E.E. Ermes, Philadelphia: Lea and Febiger.
Рис. 2.21. Ультраструктура плазматической клетки . Видны характерные параллельные ряды шероховатого эндоплазматического ретикулума (ЭР). В зрелых клетках цистерны ЭР заполнены иммуноглобулинами. Видны также митохондрии (М). х 5000. По Zucker-Franklin D., Greaves M F., Grossi С.Е. et al. 1988. Atlas of Blood Cells: Function and Pathology. Vol. II. 2nd edn. Milan:
E.E. Ermes, Philadelphia: Lea and Febiger.
Рис. 2.23. Апоптотическая гибель плазматической клетки . Плазматические клетки живут недолго и погибают в результате апоптоза (запрограммированного самоуничтожения). Видны характерные для апоптоза изменения ядерного хроматина, х 5000.
Маркеры активации на лимфоцитах . Активация Т- и В-клеток вызывает синтез de novo ряда поверхностных маркеров и увеличение экспрессии других.
К этим маркерам активации относятся молекулы межклеточной адгезии, обеспечивающие более эффективное взаимодействие активированных клеток с другими, а также рецепторы факторов роста и дифференцировки, необходимые для постоянной пролиферации и созревания клеток. Один из них — рецептор для ИЛ-2 (ИЛ-2Р), экспрессируемый Т-клетками после активации; он состоит из трех субъединиц. В состоянии покоя Т-клетки постоянно экспрессируют γ-цепь (CD134) этого рецептора, а некоторые из них (БГЛ) образуют также его β-цепь (CD122). Активация вызывает синтез α-субъединицы ИЛ-2Р (CD25) и образование гетеротримерного высокоаффинного ИЛ-2Р. Временно активация Т-клеток вызывает также экспрессию gp39 (CD40L) и рецепторов трансферрина (CD71, важен для пролиферации), CD38 и CD69. Эти маркеры появляются в ранней фазе онтогенеза Т-клеток, но исчезают в ходе внутритимусного развития (см. гл. 12). Поздними маркерами активации Т-клеток человека служат молекулы МНС класса II (на Т-клетках мыши не выявляются). На Т-клетках, в частности Т-клетках иммунологической памяти, экспрессируется как поздний маркер активации CD29 (β1-цепь VLA). Поэтому функцию «памяти» субпопуляции Т-клеток CD4 + CD29 + можно интерпретировать как индуцированное активацией увеличение числа различных молекул межклеточной адгезии, которые облегчают взаимодействие этих Т-клеток с другими, если организм встречается сданным антигеном вновь.
К маркерам активации В-клеток относятся высокоаффинный ИЛ-2Р и другие рецепторы для факторов роста и дифферецировки, таких как ИЛ 3, ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-6 (см. гл. 10). Все эти рецепторы изучены методами молекулярного клонирования и секвенирования. Кроме того, на активированных В-клетках экспрессируются рецепторы трансферрина (CD71) и в повышенной концентрации мембранные антигены МНС класса II. Экспрессируемый на активированных В-клетках человека и мыши маркер CD23 (FcεRII, низкоаффинный рецептор для IgE) участвует в индукции клеточного деления. Маркер CD38 отсутствует па зрелых В-клетках человека, но обнаруживается на конечной сталии дифференцировки плазматических клеток и клеток центров размножения, а также на В-клетках очень ранних стадий созревания. Молекулы специфического плазмоцитарного антигена-1 найдены на В-клетках человека только в плазмоцитарной стадии их дифференцировки. Клетки иммунологической памяти, выявляемые в центрах размножения внутри вторичных лимфоидных фоликулов (см. гл. 12), не экспрессируют ни IgD, ни CD22.
К маркерам активации НК-клеток относятся молекулы МНС класса II.
по биологии
«Лимфоидные клетки»
Ежесуточно в первичных лимфоидных органах - тимусе и постнатальном костном мозге - образуется значительное количество лимфоцитов. Часть этих клеток мигрирует из кровотока во вторичные лимфоидные ткани - селезенку, лимфатические узлы и лимфоидные образования слизистых оболочек. В организме взрослого человека содержится примерно 10 12 лимфоидных клеток и лимфоидная ткань в целом составляет приблизительно 2% обшей массы тела. При этом на лимфоидные клетки приходится примерно 20% циркулирующих с кровотоком лейкоцитов. Многие зрелые лимфоидные клетки относятся к долгоживущим и могут многие годы существовать в качестве клеток иммунологической памяти.
Лимфоциты морфологически разнообразны
В обычном мазке крови лимфоциты различаются как по размерам, так и по морфологии. Варьирует соотношение величина ядра: величина цитоплазмы, а также форма самого ядра. В цитоплазме некоторых лимфоцитов могут содержаться азурофильные гранулы.
При световой микроскопии мазков крови, окрашенных, например, гематологическим красителем Гимза, можно обнаружить два морфологически различных типа циркулирующих лимфоцитов: первый - относительно мелкие клетки, в типичном случае лишенные гранул, с высоким соотношением Я:Ц - и второй - более крупные клетки с меньшим соотношением Я.Ц, содержащие в цитоплазме гранулы и известные как большие гранулярные лимфоциты.
Покоящиеся Т-клетки крови
Большая часть их экспрессирует бв-Ф-клеточные рецепторы и может иметь один из двух описанных выше типов морфологии. Большинство хелперных Т-клеток и часть цитотоксических Т-лимфоцитов относятся к малым лимфоцитам, лишенным гранул и имеющим высокое соотношение Я:Ц. Кроме того, в их цитоплазме присутствуют особая структура, названная тельцем Голла, - скопление первичных лизосом возле липидной капли. Тельце Голла легко выявить при электронной микроскопии или цитохимически, методом определения лизосомных ферментов. Менее 5% Тх-клеток и примерно половина Тц имеют другой тип морфологии, характерный для БГЛ, с рассеянными по цитоплазме первичными лизосомами и хорошо развитым комплексом Гольджи. Интересно, что у мыши нет цитотоксических Т-клеток, сходных по морфологии с БГЛ.
Признаки больших гранулярных лимфоцитов свойственны также еще одной субпопуляции Т-лимфоцитов, а именно Т-клеткам с гд-рецепторами. В лимфоидных тканях эти клетки имеют дендритную морфологию; при культивировании in vitro они способны прикрепляться к подложке, принимая в результате разнообразную форму.
Неактивированные В-клетки крови. Эти клетки не содержат тельца Голла и морфологически не сходны с большими гранулярными лимфоцитами; их цитоплазма в основном заполнена рассеянными монорибосомами. В кровотоке иногда можно наблюдать активированные В-клетки с развитым шероховатым эндоплазматиче-ским ретикулумом.
НК-клетки Нормальные киллерные клетки, подобно гд-Ф-клеткам и одной из субпопуляций Тц, имеют морфологию БГЛ. Однако при этом в их цитоплазме больше азурофильных гранул, чем у гранулярных Т-клеток.
Лимфоциты экспрессируют особые у каждой субпопуляции поверхностные маркеры
На поверхности лимфоцитов присутствует множество разнообразных молекул, которые могут служить метками различных субпопуляций. Значительная часть этих клеточных маркеров в настоящее время легко идентифицируется с помощью специфических моноклональных антител. Разработана систематизированная номенклатура маркерных молекул; в ней группы моноклональных антител, каждая из которых специфически связывается с определенной маркерной молекулой, обозначены символом CD. За основу CD-номенклатуры принята специфичность прежде всего мышиных моноклональных антител к лейкоцитарным антигенам человека. В создании этой классификации участвуют многие специализированные лаборатории разных стран. Для ее обсуждения проведена серия международных рабочих встреч, на которых удалось определить характерные наборы образцов моноклональных антител, связывающихся с различными популяциями лейкоцитов, а также молекулярные массы выявляемых при этом маркеров. Моноклональные антитела совпадающей специфичности связывания объединяют в одну группу, присваивая ей номер в системе CD. Однако в последнее время принято таким образом обозначать не группы антител, а маркерные молекулы, распознаваемые данными антителами
В дальнейшем молекулярные маркеры стали классифицировать в соответствии с информацией, которую они несут об экспрессируюших их клетках, например:
Популяционные маркеры, которые служат характерным признаком данного цитопоэтического ряда, или линии; пример - маркер CD3, выявляемый только на Т-клетках;
Дифференцировочные маркеры, экспрессируемые временно, в процессе созревания; пример - маркер CD1, который присутствует на развивающихся тимоцитах, но не на зрелых Т-клетках;
Маркеры активации, такие как CD25 - низкоаффинный Т-клеточный рецептор для фактора роста, экспрессируемый только на Т-клетках, активированных антигеном.
Иногда такой подход к классификации маркеров весьма полезен, однако не всегда он возможен. У некоторых популяций клеток маркер активации и маркер дифференцировки - это одна и та же молекула. Например, CD 10, присутствующий на незрелых В-клетках, исчезает при созревании, но появляется вновь при активации.
Кроме того, маркеры активации могут постоянно присутствовать на клетках в низкой концентрации, но в более высокой - после активации. Так, под действием ИФу возрастает экспрессия молекул главного комплекса гистосовместимости класса II на моноцитах.
Клеточные маркеры образуют несколько семейств
Компоненты клеточной поверхности относятся к различным семействам, гены которых произошли, вероятно, от нескольких предковых. Маркерные молекулы из разных семейств различаются по структуре и образуют следующие основные группы:
Суперсемейство иммуноглобулинов, включающее молекулы, близкие по строению к антителам; к нему относятся CD2, CD3, CD4, CD8, CD28, молекулы МНС классов I и II, а также многие другие;
Семейство интегринов - гетеродимерных молекул, образованных а- и в-цепями; существует несколько подсемейств интегринов; все члены одного подсемейства имеют общую в-цепь, но разные, уникальные в каждом случае, б-цепи; в одном из подсемейств ф 2 -ин-тегрины) в-цепь представляет собой маркер CDI8. В комбинации с CDI la, CDI lb, CDI Ic или aD он образует соответственно лимфоци-тарные функциональные антигены LFA-1, Мас-1 и с 150, 95 и молекулы клеточной поверхности быв 9 , часто выявляемые на лейкоцитах. У второго подсемейства в-цепь представляет собой маркер CD29; в сочетании с различными б-цепями он образует маркеры поздней стадии активации;
Селектины, экспрессируемые на лейкоцитах или на активированных клетках эндотелия. Они обладают лектиноподобной специфичностью в отношении Сахаров в составе высокогликозилированных мембранных гликопротеинов; к селектинам относится, например, CD43;
Протеогликаны, имеющие ряд глюкозаминогликановых участков связывания; пример - хондроитинсульфат.
Другие семейства клеточных маркеров - это суперсемейство рецепторов для фактора некроза опухолей и фактора роста нервов, суперсемейство лектинов С-типа, включающее, например, CD23, а также суперсемейство многодоменных трансмембранных рецепторных белков, в которое входит рецептор для ИЛ-6.
Следует подчеркнуть, что маркеры, экспрессируемые лимфоцитами, можно обнаружить и на клетках иных линий. Так, CD44 часто выявляется на клетках эпителия. Молекулы клеточной поверхности можно выявить с помощью флуоресцирующих антител, используемых в качестве зондов. На этом подходе основан метод проточной иммунофлуоресцентной цитометрии, позволяющей сортировать и подсчитывать клетки в зависимости от их размеров и параметров флуоресценции. С помощью этого метода удается проводить детальную сортировку популяций лимфоидных клеток.
Т-клетки различаются по своим антигенраспознающим рецепторам
Маркером, характеризующим линию Т-клеток, служит Т-клеточный рецептор для антигена. Имеется два различных типа ТкР, и тот и другой - гетеродимеры из двух соединенных ди-сульфидными связями полипептидных цепей. ТкР первого типа образован цепями б и в, второго типа, сходный по структуре - цепями г и д. Оба рецептора ассоциированы на клеточной поверхности с пятью полипептидами СОЗ-комплекса, образуя вместе с ним рецепторный комплекс Т-клетки. Примерно 90-95% Т-клеток в крови представляют собой бв-Ф-клетки, остальные 5-10% - гд-Ф-клетки.
бв-Ф-клетки различаются в свою очередь по экспрессии CD4 или CD8
бв-Ф-клетки подразделяются на две различные, неперекрывающиеся субпопуляции: клетки одной из них несут маркер CD4 и в основном «помогают» в осуществлении иммунного ответа или «индуцируют» его, клетки другой несут маркер CD8 и обладают преимущественно цитотоксической активностью. Т-клетки CD4 + распознают антигены, к которым они специфичны, в ассоциации с молекулами МНС класса II, тогда как Т-клетки CD8 + способны узнавать антигены в ассоциации с молекулами МНС класса 1. Таким образом, возможность взаимодействия Т-клетки с клеткой другого типа зависит от присутствия на первой маркера CD4 или CD8. Небольшая часть бв-Ф-клеток не экс-прессирует ни CD4, ни CD8. Подобным же образом «дважды отрицательны» большинство циркулирующих гд-Ф-клеток, хотя некоторые из них все же несут CD8. Напротив, большая часть гд-Ф-клеток в тканях экспрессирует этот маркер.
бв-Ф-клетки CD4 + и CD8 + подразделяются на функционально различные субпопуляции
Как отмечено выше, примерно 95% Т-клеток CD4 + и 50% Т-клеток CD8 + морфологически представляют собой малые негранулярные лимфоциты. Эти популяции можно дифференцировать дальше по фенотипической экспрессии CD28 и CTLA-4 на функционально различные субпопуляции. Экспрессируемый Т-клетками CD4 + маркер CD28 обеспечивает передачу кос-тимулирующего сигнала активации при распознавании антигена. Лигандами CD28 служат молекулы В7-1 и В7-2 на АПК. Гомологичную CD28 молекулу CTLA-4 Т-клетки CD4 + начинают экспрессировать после активации. CTLA-4 связывается с теми же лигандами, что и CD28, тем самым ограничивая активацию. Кроме того, бв-Ф-клетки экспрессируют различные изоформы общего лейкоцитарного антигена, CD45. Считается, что CD45RO, а не CD45RA, связан с клеточной активацией. Для выделения функционально различных субпопуляций бв-Ф-клеток используют также другие критерии, в частности экспрессию клеточных маркеров нормальных киллерных клеток, выявляемых на 5-10% циркулирующих Т-клеток. Эти клетки образуют ИЛ-4, но не ИЛ-2, и дают слабый пролиферативный ответ на антигены и митогены.
Врождённые лимфоидные клетки (ВЛК) это группа лимфоцитов которые вовлечены в быстрое цитокин-зависимое реагирование организма во время воспалительного процесса.
Они играют важную роль в гомеостазе органов тканей и в иммунном ответе организма на внешние раздражители а также регулируют процессы развития клеток приобретённого иммунитета.
В отличии от "обычных" лимфоцитов приобретённого иммунитета у ВЛК отсутствуют антиген-специфичные рецепторы, они могут реагировать на широкий спектрум воспалительных стимулов.
Как и Т-хелперы, ВЛК имеют общего предшественника охарактеризованного как клетка экспрессирующая транскрипторный фактор inhibitor of DNA binding 2 (ID2) .
На сегодняшний день выделяют три группы ВЛК в зависимости от их функции и экспрессии воспалительных медиаторов (Рисунок 1).
1-ая группа ВЛК делят множество характеристик с естественным киллерам (ЕК) (Natural killer, NK cells). Также как и ЕК, 1-тип ВЛК экспрессируют интерферон-γ и нуждаются в транскрипторном факторе Т-bet для своего развития, но в отличие от ЕК, они нe экспрессируют перфорин, гранзим В (granzyme B) и рецептор киллерных клеток (Killer-cell Ig-like receptor) и также активизируются в основном на интерлейкин-7 (ИЛ-7) чем ИЛ-15. Высокое содержание 1-го типа ВЛК были обнаружены в кишечнике пациентов страдающие болезнью Крона.
2-ая группа ВЛК имеют способность продуцировать ИЛ -13 , -5 и -9 . Впервые эта популяция клеток была описана в контексте анти-гельминтной реакции организма . Исследователи показали что 2-ой тип ВЛК стимулирует эозинофилию и гиперплазию бокаловидных клеток , два важных процесса в анти-глистном ответе организма. Также недавно, 2-ой тип ВЛК был обнаружен в лёгких и играет важную роль в патофизиологии астмы . Для дифференциации во 2-ой тип ВЛК необходима активация таких транскрипторных факторов как retinoic acid receptor–related orphan receptor (ROR ) α и Gata3 .
3-я группа ВЛК для своего развития также нуждаться в Gata3 и ROR-γt . Эта группа делится на 3 под-группы. 1) Клетки индуцирующие лимфоидную ткань (Lymphoid tissue inducer, LTi ) , они необходимы для лимфоидного органогенеза и продуцируют ИЛ -17 и -22 . 2) ИЛ-22 продуцирующие ВЛК (natural cytotoxicity receptor, NCR позитивные ) учавствуют в защите организма от внешних патогенов . 3) ИЛ-17 продуцирующие ВЛК (NCR негативные ) были обнаружены у пациентов страдающие язвенным колитом, также существуют исследования показывающие вовлечение этой группы клеток в прогрессии астмы и других аллергически-воспалительных процессах.
| Рисунок 1 |
ВЛК может продуцировать широкий спектрум цитокинов.
ВЛК реагирует в НЕ антиген зависимой манере.
ВЛК функционируют независимо от клеток приобретённого иммунитета но в тоже время влияют на приобретённый иммунитет.
Что не знаем.....
Как ВЛК взаимодействуют с клетками приобретённого иммунитета т.к. Т-хелперы.
Изначально ВЛК это очень малочисленная популяция клеток но в критических ситуациях (воспаление, защита от инфекционных патогенов),эта популяция клеток резко увеличивается. И остаётся неизвестным механизмы запускающие экспансию ВЛК.
Существуют ли дополнительные саб-группы ВЛК?
Литература:
Nature Reviews Immunology
(2013)
13
, 75-87
Immunology and Cell Biology (2013) 91, 215–224
Curr Opin Immunol (2014) 27, 75–82
Несколько в стороне стоят NK-клетки (нормальные киллерные клетки) - большие бластные, гранулярные лимфоциты. Функционально они не относятся к клеточным элементам специфического иммунитета, поскольку не имеют основного инструмента, который позволил бы им войти в категорию специфических клеточных факторов иммунитета, - антигенраспознающих рецепторов. Их участие в иммунном процессе - неспецифическое разрушение чужеродных клеток (некоторых опухолевых клеток, вирусинфицированных клеток, неродственных трансплантатов).
Основная помощь в делении лимфоцитов на отдельные типы (популяции) и субпопуляции пришла из анализа их поверхностных молекулярных структур (рецепторов, маркеров), определяемых с помощью моноклональных антител.
Поскольку в отдельно взятой молекуле образуется несколько таких антител, выявляющих отличающиеся антигенные детерминанты одной и той же молекулы, и, более того, в разных лабораториях идентичные антитела получили различные обозначения, решено было все обнаруженные антигенные специфичности одной молекулы объединить под общим названием CD-антигены с определенным порядковым номером. Свое обозначение они получили от английского словосочетания «cluster designation». К настоящему времени известно более 150 таких кластеров. Изучая динамику появления CD-антигенов, удалось не только четко разделить все лимфоциты на определенные популяции и субпопуляции, но и проследить процессы дифференцировки лимфоцитов, изменение поверхностных клеточных структур в результате выполнения той или иной функции и выявить предназначение самих CD-антигенов в процессах становления и развития клеточных участников иммунного ответа.
В-клетки
Как уже отмечалось, В-клетки - малые лимфоциты, проходят практически полностью весь путь своего развития в костном мозге.
После прошедших дифференцировок они покидают место основного развития и перемещаются в периферические лимфоидные органы, где заселяют так называемые В-зоны или Т-независимые зоны этих органов. Периферические В-лимфоциты, потенциально способные к выполнению своей защитной функции - синтезу антител, представляют собой сферические клетки диаметром 7 - 9 мкм, с узкой каймой цитоплазмы, гетерохроматиновым бобовидным или округлым ядром, заполняющим практически весь объем клетки. Цитоплазматическая мембрана характеризуется наличием небольших выростов - микроворсинок.
Созревание и функция В-клеток неразрывно связаны с экспрессией на их поверхности самых разнообразных поверхностных молекул, которые обеспечивают им взаимодействие как с другими клетками, так и с лигандами, что и лежит в основе «жизненного обеспечения» этого типа клеток. Особое внимание следует обратить на те поверхностные структуры, которые экспрессируются только на В-клетках. Это в первую очередь поверхностный, или мембранный, иммуноглобулин (slg, или mlg).
При наличии меченых антител к иммуноглобулину легко вычленить В-клетки из общей популяции лимфоцитов. На мембране клетки slg связан с другими молекулярными структурами, образуя В-клеточный антигенраспознающий рецепторный комплекс BCR (от англ. - В cell receptor). Среди них необходимо отметить CD79-a и -Ь, а также CD 19, CD20, CD21, CD81, Leul3. Другая группа антигенов CD характеризуется более широкой клеточной экспрессией. Эти молекулярные структуры встречаются не только на В-клетках и участвуют в таких общих с другими клетками лимфомиелоидного комплекса процессах, как обеспечение дифференцировки, миграции и рециркуляции, костимуляции, клеточного взаимодействия и др.
Т-клетки
Т-клетки практически неотличимы по своей морфологии от В-лимфоцитов. Единственное, подчас трудно уловимое различие касается микроворсинок плазматической мембраны, которые у данного типа клеток выражены несколько слабее по сравнению с В-клетками и напоминают скорее небольшие вздутия цитоплазмы, чем собственно ворсинки.
Как и в случае с В-клетками, единственный достоверный способ отличить Т-клетки от остальных лимфоцитов состоит в регистрации на их поверхности маркеров и в первую очередь тех, которые специфичны только для данного типа лимфоцитов. Среди них главным является Т-клеточный антигенраспознающий рецептор - TCR (от англ. - Т cell receptor), который совместно с дополнительными молекулярными структурами-корецепторами (CD3, CD4, CD8, CD45) образуют Т-клеточный антигенраспознающий комплекс.
Самые первые этапы дифференцировки Т-клеток совершаются в костном мозге. Здесь от общего лимфоидного предшественника происходит дивергенция развития по двум самостоятельным путям: В- и Т-клеточным направлениям. Однако если В-клетки для своего формирования почти полностью довольствуются микроокружением костномозговой ткани, то основным местом развития Т-клеток является тимус. На этом этапе дифференцировки в костном мозге ранние предшественники Т-клеток несут общие антигены с тканью головного мозга: Sca-1 и Sca-2, а также в малом количестве наиболее характерный антиген Т-клеток - CD90 (Thy-1).
Основным антигеном, позволяющим обнаружить ранние предшественники Т-клеток, является Sca-1. Экспрессия антигена Thy-1 слишком слаба, чтобы быть надежным маркером при изучении процессов развития. В тимусе как основном органе формирования фенотипически (но не функционально) зрелых Т-клеток осуществляются главные события, связанные с экспрессией на поверхности тимоцитов основного маркера - рецептора TCR и сопутствующих ему белков, маркеров-корецепторов CD4 и CD8 (молекул, определяющих деление Т-клеток на субпопуляции Т-хелперов и Т-киллеров соответственно). Здесь же происходит усиление экспрессии маркера всех Т-клеток - антигена Thy-1. В тимусе в результате положительной и отрицательной селекции Т-клетки приобретают два существенных свойства: клональность - экспрессию отдельно взятой клеткой и ее потомством TCR только одной определенной специфичности и неспособность реагировать на собственные антигены за счет элиминации клеток, несущих TCR к таким антигенам.
NK-клетки
Среди лимфоцитов периферии имеется популяция, получившая название натуральных киллерных клеток (NK). Характерной особенностью этих лимфоцитоподобных клеток является отсутствие у них структур, способных к специфическому распознаванию антигена, подобных тем, которыми обладают Т- и В-клетки. В то же время они, как и Т-киллеры, разрушают определенную категорию чужеродных клеток, но в отличие от последних неспецифическим образом. Способность к такому лизису объединяет их с активированными макрофагами. В организме NK-клетки составляют около 15 % от всех лимфоцитов.
Наиболее характерными, функционально значимыми молекулами клеточной поверхности NK, обеспечивающими их контакт с чужеродными клетками и последующий лизис этих клеток-мишеней, являются CD56 (NKH1) - изоформа адгезивного белка N-CAM, CD 161 (NKR.P-1), и KAR (от англ. - killer activation receptor). Кроме этих рецепторов как специфических молекулярных структур NK имеются и такие, которые являются общими с другими клетками. Не обладая эффектом киллинга, они способствуют взаимодействию NK с клеткой-мишенью. К ним относится CD 16 (FcyRIII) - низко аффинный рецептор К-клеток (субпопуляции NK), связывающий агрегированный IgGl и IgG3. В реализации цитолиза в качестве вспомогательных структур участвуют также молекулы адгезии: CD11/CD18 (LFA-1, Мас-1, CR4), CD44, CD2 (LFA-2) и др.
Уникальным свойством NK является их способность быть инертными к собственным (аутологичным) клеточным антигенам гистосовместимости при сохранении агрессивности по отношению к клеткам, несущим гомологичные аллоантигены. В иммунологии это явление получило название «метка своего». Значение подобной дискриминационной функции состоит в контроле за возможными мутационными изменениями собственных антигенов. В таком контроле за неизменностью собственных антигенов, по крайней мере тех, которые относятся к молекулам I класса МНС, принимают участие структуры, относящиеся к суперсемейству иммуноглобулинов (см. гл. 5). Среди них: NKB. 1 (распознавание молекулы I класса HLA-B у человека), группа белков KIR (от англ. - killer inhibitory receptor), которые распознают молекулы HLA-C. Белки группы KIR представлены несколькими изоформами, т. е. гены, контролирующие их, образуют целые полигенные семейства. В каждой конкретной клетке экспрессируется только одна из возможных изоформ, что позволяет говорить об определенной клональной организации NK.
Гистогенез NK связан с развитием лимфоцитов вообще и Т-клток в частности. Предполагается, что NK являются ответвлением от самых ранних этапов Т-клеточного пути дифференцировки вкостном мозге. О близости между NK- и Т-клетками говорит ряд фактов: наличие общих маркеров и ростстимулирующих факторов, присутствие предшественников NK в тимусе, функциональная идентичность по конечному результату - разрушение чужеродных клеток, наличие (3-цепи Т-клеточного антигенраспознающего рецептора (TCR) у NK. Незрелые, еще не начавшие экспрессию основных дифференцировочных маркеров-корецепторов CD4- и СБ8-тимоциты (CD4-CD8-) эмбрионального тимуса, попадая в микроокружение селезенки, развиваются в NK-клетки. Из 24 маркеров CD у NK-клеток 5 являются общими только с Т-клетками. В категорию общих маркеров входят, с одной стороны, такой мажорный антиген NK, как CD56, а с другой - специфический антиген Т-киллеров CD8, представленный у NK в формеции этих эволюциоино наиболее древних клеток крайне разнообразны: участие в неспецифическом иммунном ответе, удаление отживших и разрушенных клеток собственного организма (функция мусорщика), специфический иммунный ответ в качестве презентирующей антиген клетки, выполнение функции цитотоксической клетки, продукция большого арсенала цитокинов и иных эндогенных соединений, регулирующих иммунный процесс.
Морфологически макрофаги детально охарактеризованы. Они представляют собой крупные полиморфные клетки диаметром 15 - 25 мкм, с ядром неправильной формы, имеющим тонко структурированный хроматин. Зрелые макрофаги подразделяются на подвижные, мигрирующие в очаги воспаления, места тканевой деструкции, и резидентные, локализованные в отдельных органах и тканях. К резидентным макрофагам относятся гистиоциты соединительной ткани, звездчатые ретикулоэндотелиоциты печени (купферовские клетки), альвеолярные макрофаги легких, макрофаги костного мозга, макрофаги селезенки и лимфатических узлов, клетки микроглии нервной системы.
Гистогенез макрофагов, как и других клеток лимфомиелоидного комплекса, начинается от стволовой кроветворной клетки костного мозга. Весь путь развития макрофагов проходит под влиянием клеточных и гуморальных факторов микроокружения. Первый этап дифференцировки приводит к образованию клетки-предшественницы для всех ростков миелоидного пути развития. На этом этапе действуют в первую очередь интерлей-кин-3 (ИЛ-3) и гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ). Эти же факторы оказывают влияние и на последующие этапы дифференцировки, приводящие к образованию общего предшественника макрофагов и гранулоцитов, монобластов, промоноцитов. При образовании моноцитов определенная роль принадлежит ИЛ-6. Костномозговой путь развития завершается образованием промоноцита, который, мигрируя в кровь, трансформируется в моноцит. В крови моноцит в качестве самостоятельной клетки существует около 2 -6 ч, после чего мигрирует в периферические органы, где через стадию незрелого макрофага завершает свой путь развития, превращаясь в зрелую, не способную к пролиферации форму.
Среди мембранных белков макрофаги в отличие от других клеток имеют рецепторы ко всем классам иммуноглобулинов (CD 16, CD23, CD32, CD64). Важными для макрофагов как антигенпрезентирующих клеток являются корецепторы CD80 и CD86, хотя их полноценная экспрессия начинается только после стимуляции клеток. Два рецептора - CD1 lb/CD18 и CDllc/CD18 - существенны не только для связи с компонентами комплемента, но и для распознавания опсонизированных микробных и иных клеток, что приводит к эффективному их поглощению макрофагами. Для полноценной реализации своей основной функции - поглощения микробных тел, важен также рецептор CD 14, взаимодействующий с липополисахаридами бактерий. При взаимодействии с межклеточным матриксом и другими клетками макрофаги используют рецепторы, относящиеся к группе интегринов, например CD1 la/CD18, CD1 lb/ CD18, CD49 и др. Являясь активными эффекторными и регуляторными клетками в проявлении как неспецифического, так и специфического иммунного ответа, макрофаги обладают также набором рецепторов к цитокинам и другим биологически активным соединениям.
Дендритные клетки
Значительная роль на начальных этапах формирования специфического иммунного ответа принадлежит дендритным клеткам (ДК), способным представлять антиген в иммуногенной форме и сохранять его для ускоренного развития вторичного иммунного ответа, т.е. поддерживать иммунологическую память. Различают несколько типов дендритных клеток. Основными являются дендритные клетки тимуса, лимфатических узлов, слизистых оболочек, а также зародышевых центров - мест концентрации В-лимфоцитов в лимфоидной ткани. Предполагается, что клетки Лангерганса (белые отростчатые эпидермоциты) и вуалевые клетки лимфы представляют собой предшествующие, этапные формы дендритных клеток тимуса и лимфатических узлов. В то же время дендритные клетки зародышевых центров рассматриваются как самостоятельная субпопуляция локального происхождения.
Основной морфологической характеристикой всех дендритных клеток является наличие длинных выростов цитоплазмы (отсюда и название клеток - древовидный, ветвящийся). В строме лимфоидных органов эти клетки прочно фиксированы и окружены контактирующими с ними лимфоцитами. Гистогенез дендритных клеток точно не охарактеризован. Ясно только то, что они, за возможным исключением фолликулярных дендритных клеток, имеют костномозговое происхождение. При этом требуется дальнейшее внимательное изучение их полного пути развития. Клетки, ткани и органы иммунной системы входят в состав лимфомиелоидного комплекса. Комплекс включает костный мозг, тимус, селезенку, лимфатические узлы, лимфоидную ткань, ассоциированную с кишечником, соединительную ткань. Одна из определяющих функций комплекса состоит в обеспечении кроветворения (миелопоэза) и образовании клеток иммунной системы (лимфопоэза). Клетки крови (эритроциты, мегакариоциты, гра нулоциты, моноциты) и лимфоциты имеют общего родоначального предшественника - стволовую кроветворную клетку, локализованную в костном мозге. Однако на самом раннем этапе костномозговой дифференцировки происходит дивергенция общего стволового элемента на стволовую клетку для миелопоэза и стволовую клетку для лимфопоэза. Именно с данного момента лимфоидная (иммунная) система вступает в самостоятельный ранг, при этом ее автономия не означает полного разрыва с другими функциональными системами организма. Объединяющим моментом является в первую очередь набор общих регуляторных молекул (цитокинов, гормонов, медиаторов нервной системы и т.д.).
Широкое распространение по организму клеток лимфоидной системы роднит ее с кровеносной системой. «Оккупация» организма лимфоцитами проявляется в формах организации лимфоидной ткани: наличии диффузной инфильтрации лимфоцитами различных тканевых образований, скопления лимфоцитов в слизистых покровах, разветвленной сети лимфатических узлов и соединяющих их сосудов. Основные клетки иммунной системы - это Т- и В-лимфоциты, NK-клетки, макрофаги, дендритные клетки. Каждый из этих клеточных типов имеет свое, свойственное лишь ему сочетаниеповерхностных рецепторов и маркеров, что позволяет дифференцировать их не только морфологически, но и по особенностям экспрессии поверхностных молекул.
В пределах собственной пластинки слизистой оболочки расположены, главным образом, плазматические клетки . Большинство этих клеток, обнаруживаемых при рождении, содержат IgM с небольшим количеством IgG или IgA. После того, как индивидуум становится способным отвечать на антигены окружающей среды (это происходит приблизительно к двухлетнему возрасту), в lamina propria в основном обнаруживаются плазматические клетки, содержащие IgA. Такая же картина наблюдается и у взрослых. Известно, что кишечная флора является очень важным фактором, стимулирующим продукцию плазматическими клетками IgA. Это подтверждается пониженным содержанием плазматических клеток в lamina propria у животных, которых выращивали в безмикробной среде.
Лимфоциты в слизистой оболочке имеют специализированные функции и локализуются в специфических участках. В пределах эпителиального слоя они находятся между эпителиальными клетками и получили название интраэпителиальных лимфоцитов (ИЭЛ; по некоторым авторам -интерэпителиальные).
Интраэпителиальные Т-лимфоциты фенотипически и функционально отличаются от Т-лимфоцитов периферической крови. Почти все ИЭЛ имеют на своей поверхности антиген 1 лимфоцитов слизистых оболочек человека (HML-1 -human mucosal lymphocyte antigen 1), которого нет на Т-лимфоцитах периферической крови. Среди интраэпителиальных Т-лимфоцитов большинство клеток имеет CD8 маркер (75%) и только 6% - CD4 маркер. Часть интраэпителиальных Т-лимфоцитов относится к гамма-, дельта- Т-лимфоцитам (подробней о γδ Т-лимфоцитах сказано в конце главы).
В собственной пластинке слизистой оболочки помимо плазматических клеток и Т-лимфоцитов обнаружены также В-лимфоциты, ЕК-клетки, тканевые базофилы и макрофаги. Количество Т-клеток в 4 раза больше, чем В-клеток. Среди Т-клеток lamina propria, в противоположность интраэпителиальным, 80% имеют фенотип Т-хелперов (CD4) и только 20% фенотип Т-киллеров (CD8). Следует отметить, что роли интраэпителиальных Т-лимфоцитов, несущих гамма-, дельта- Т-клеточный распознающий рецептор, как "сторожевых" клеток, расположенных на территории слизистых оболочек, сегодня уделяется большое внимание. Кроме интраэпителиальных гамма-, дельта-Т-лимфоцитов CD8+ в слизистых оболочках имеются также интраэпителиальные В-лимфоциты, но они располагаются, в основном, в пределах тех участков, где больше всего присутствуют М-клетки.
Лимфоциты, расположенные в собственной пластинке слизистых оболочек, по функциональным особенностям сходны с лимфоцитами периферической крови. 1. И те, и другие выполняют как стимулирующую, так и супрессивную функцию при синтезе иммуноглобулинов. 2. Лимфоциты и той, и другой локализации, могут реализовывать цитотоксическую активность. 3. На поверхности лимфоцитов, расположенных в lamina propria и в периферической крови, имеются одинаковые структуры и почти в тех же пропорциях. Так, соотношение CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов для клеток обоих типов составляет 2:1. Однако, нельзя сказать, что это одни и те же клетки, поскольку лимфоциты периферической крови имеют несколько фенотипических поверхностных признаков, отличающих их от лимфоцитов lamina propria. Например, функциональное отличие Т-лимфоцитов-хелперов lamina propria и Т-лимфоцитов-хелперов периферической крови состоит в том, что только первые могут оказывать помощь В-лимфоцитам слизистых оболочек в их продукции секреторного IgA; Т-лимфоциты-хелперы периферической крови такой способностью не обладают.
Слизистая оболочка кишок в норме содержит активированные макрофаги, которые отличаются от моноцитов сыворотки крови, прежде всего тем, что находятся в состоянии высокой степени активации фагоцитоза и киллинговой способности. До сих пор не установлено, отчего это происходит: от большого количества инфекционных агентов в кишках либо от лимфокинов, вырабатываемых лимфоидной популяцией в пределах lamina propria. Действительно, присутствие микроорганизмов и их продуктов может усиливать высвобождение лимфокинов лимфоидными клетками слизистой оболочки. Важнейшими функциями макрофагов lamina propria является презентация антигенов и продукция цитокинов в этом участке.
