Главная страница
qrcode

4 занятие. 2 Основные этапы дифференцировки т-лимфоцитов в тимусе. Рецепторный аппарат. Виды т-лимфоцитов. Позитивная и негативная селекция. Миграция и расселение т-лимфоцитов в организме


Название2 Основные этапы дифференцировки т-лимфоцитов в тимусе. Рецепторный аппарат. Виды т-лимфоцитов. Позитивная и негативная селекция. Миграция и расселение т-лимфоцитов в организме
Дата03.12.2020
Размер0.68 Mb.
Формат файлаdocx
Имя файла4 занятие.docx
ТипЛекция
#44284
Каталог

2.1. Основные этапы дифференцировки Т-лимфоцитов в тимусе. Рецепторный аппарат. Виды Т-лимфоцитов. Позитивная и негативная селекция. Миграция и расселение Т-лимфоцитов в организме.

Тимус играет главную роль в этих процессах, поскольку является тем органом, где происходит антигеннезависимая дифференцировка Т-клеток и создание (генерирование) чрезвычайно разнообразного набора (репертуара) антигенраспознающих Т-клеточных рецепторов.

Вначале стволовая гемопоэтическая клетка попадает в корковую зону тимуса и превращается в ранний предшественник Т-лимфоцита. Фенотип этой клетки, следующий: ТАГРР-альфа, бета +, CD3+ CD4-, CD8-, т. е. характеризуется наличием Т-клеточного распознающего рецептора, в составе которого имеются альфа- и бета-цепи, CD3 структура, но отсутствуют молекулы CD4 и CD8.

Далее, здесь же в корковой зоне тимуса, под влиянием тимического микроокружения, гормонов тимуса и, особенно, ИЛ-7 ранний предшественник Т-лимфоцита превращается в незрелый Т-лимфоцит, фенотип которого следующий: ТАГРР-альфа(Т-клеточный антигенраспознающий рецептор), бета +, CD3+, CD4+, CD8+. Набор таких мембранных структур говорит о том, что данная клетка способна: распознать любой антиген с помощью ТАГРР-альфа, бета; после распознавания передать сигнал внутрь клетки для ее активации с помощью CD3 структуры: превратиться как в CD4+ (хелпер), так и в CD8+ (киллер) клетки при развитии эффекторного звена иммунного ответа.

На следующем этапе дифференцировки незрелый предшественник Т-лимфоцита переходит в мозговое вещество тимуса, где завершается тимический этап созревания. При этом происходят два важнейших события:

- индуцируется толерантность к аутоантигенам; таким образом, минимизируется возможность развития аутоиммунного заболевания;

- происходит разделение Т-лимфоцитов на две субпопуляции: CD4+CD8- (хелперы) и CD4-CD8+ (киллеры) (не нужно забывать, что на их мембране сохраняются молекулы ТАГРР-альфа, бета и CD3).

Этот этап также реализуется при важном участии ИЛ-7.

Покидая тимус, зрелые покоящиеся Т-лимфоциты, которые находятся в G(O) стадии клеточного цикла, расселяются в Т-зоны периферических лимфоидных органов. Такие Т-лимфоциты характеризуется следующими свойствами:  способностью распознавать чужеродные антигены, которые презентируются ему в виде пептида с помощью молекул ГКГ класса I и класса II, и развивать эфферентную часть иммунного ответа; неспособностью распознавать большинство аутологичных антигенов, как в растворимой форме, так и в виде молекул на мембране клеток. Это главное препятствие на пути к развитию аутоиммунного ответа. Часть Т-лимфоцитов, покидающих тимус, все же способна распознавать аутоантигены, однако такие Т-лимфоциты (и В-лимфоциты) либо подвергаются делении (разрушению) в периферических органах, либо находятся в состоянии анергии (неспособности к активации и реализации эфферентной части иммунного ответа). Т-лимфоциты-хелперы (CD4+ клетки) представлены тремя субпопуляциями: т. н. нулевыми Т-хелперами (Тх0), которые дифференцируются в Т-хелперы 1-го типа (Tx1) и 2-го типа (Тх2). В этой дифференцировке основную роль играют ИЛ-12, ИЛ-2, гамма-интерферон, ИЛ-10, ИЛ-4, ИЛ-5.

Т-киллеры (СD 8) – расщепляют и ликвидируют ткани, поражённые вирусом, бактерией или опухолью, тем самым уничтожая поврежденные клетки собственного организма.

Т-хелперы (CD 4) – усиливают ответ иммунитета на вторжение чужеродных веществ и активируют Т-киллеров.

Т-супрессоры – контролируют интенсивность ответа иммунной системы и не дают уничтожать здоровые клетки организма.

Амплификаторы или эффекторы – клетки, способные предоставлять поддержку в размножении Т-лимфоцитов, поддерживая связь.

Клетки памяти – они возникают, уничтожив очередную угрозу, образуя дубликаты, которые запоминают информацию об угрозе. Этот клон может быстро размножаться для повторного отражения атаки.
В процессе развития тимоцитов происходит увеличение популяции клеток, экспрессирующих Т-клеточные рецепторы, распознающие чужеродные антигены (положительная селекция), а также удаление популяций тимоцитов, реагирующих с аутодетерминантами (отрицательная селекция). В результате только 5% клеток в тимусе созревают и покидают этот орган (табл. 4.2.3).

Ключевым моментом для понимания позитивной селекции является то, что T-клетки CD4+ распознают антиген в комплексе с молекулой ГКГ II класса, а T-клетки CD8+ распознают антиген в ассоциации с молекулами ГКГ I класса. Тимоциты, которые распознают аутологичные детерминанты ГКГ классов I и II, представленные на эпителиальных клетках тимуса, ускользают от апоптоза. Стромальные клетки обеспечивают тимическое “обучение” Т-лимфоцитов посредством селекции.

При негативной селекции T-клетки, которые экспрессируют T-клеточные рецепторы, связывающиеся с аутологичными протеинами, удаляются. Негативная селекция, по-видимому, осуществляется в медуллярном веществе тимуса стромальными элементами, происходящими из костного мозга. Дендритные клетки и макрофаги представляют аутоантигены тимоцитам в мозговом веществе, и тимоциты, которые распознают аутоантигены, подвергаются клональной делеции. Остается невыясненным, сталкиваются ли тимоциты со всеми возможными аутоантигенами в течение интратимического развития, или контакты с аутоантигенами на периферии также играют роль в запуске клональной делеции.

Процесс миграции тимуспроизводных клеток в периферические лимфоидные органы контролируется адгезивными молекулами, которые находятся на поверхности как Т-лимфоцитов, так и на клетках тех органов, которые они заселяют.

Кластер дифференцировки (англ. cluster of differentiation, cluster designation; сокращённо CD) — номенклатура дифференцировочных антигенов лейкоцитов человека. CD-антигенами (или иначе CD-маркёрами) могут быть белки, которые служат рецепторами или лигандами, участвующими во взаимодействии клеток между собой и являющимися компонентами каскада определённых сигнальных путей. Однако, они могут быть и белками, выполняющими другие функции (например, белки клеточной адгезии). Система кластеров дифференцировки применяется в иммунофенотипировании для отнесения клеток к тому или иному типу по представленным на клеточных мембранах молекулам-маркёрам. Наличие определённых молекул может быть ассоциировано с соответствующими иммунными функциями.

Среди Т-лимфоцитов различают две фенотипические субпопуляции клеток – CD4+-клeтки и СD8+-клетки. По функциональным характеристикам в популяции Т-лимфоцитов выделяют Т-хелперы гуморального иммунитета, Т-хелперы клеточного иммунитета, Т-супрессоры, Т-цитотоксические клетки. Т-хелперы гуморального и клеточного иммунитета имеют единого предшественника – ТH0-клетки, из которых они генерируются в ходе иммунного ответа.

Т-лимфоциты хелперы гуморального иммунитета (Т H2,CD4+). Клетки несут фенотипический маркер CD4, характеризуются способностью продуцировать интерлейкины 4, 5, 6. Т-хелперы участвуют в качестве вспомогательных клеток в индукции гуморального иммунитета, развитии аллергических реакций, в контроле и регуляции дифференцировки гемопоэтических стволовых клеток.

Т-лимфоциты хелперы клеточного иммунитета (Тн1, CD4+, ).Клетки характеризуются поверхностным маркером CD4 и способностью продуцировать интерлейкин-2, ИНФγ, ФНОβ и ГМ-КСФ. Участвуют в качестве вспомогательных клеток в развитии клеточного иммунитета. Клетки участвуют в индукции воспаления, активации антибактериальных свойств макрофагов, реакции ГЗТ, активации фибробластов соединительной ткани и синтезе в них коллагена.

Т-лимфоциты супрессоры. Т-лимфоциты супрессоры принимают участие в контроле и ограничении развития гуморальных и клеточных иммунных реакций, способствуют их окончанию, поддерживают толерантность к собственным антигенам, блокируют развитие аутоиммунных реакций.

Среди Т-лимфоцитов супрессоров различают:

1) антигенспецифические Т-супрессоры;

2) неспецифические Т-супрессоры.

Следует заметить, что в настоящее время имеются серьезные сомнения в существовании отдельной линии Т-клеток, обладающей только супрессорными свойствами. В ряде работ показано, что супрессивное действие на развитие реакций как гуморального, так и клеточного типов способны оказывать как CD4+, так и CD8+, – клетки.

Т-цитотоксические лимфоциты (ЦТЛ) (CD8+). Клетки несут фенотипический маркер CD8. Из наивных ТЦЛ в ходе развития клеточной иммунной реакции генерируются Т-киллеры, способные оказывать прямое цитотоксическое действие на чужеродные клетки, измененные свои клетки и клетки, инфицированные вирусами.

2.2. Структура и функционирование Т-клеточного рецептора (TCR). Корецепторные молекулы.

Т-клеточные рецепторы (англ. TCR) — поверхностные белковые комплексы Т-лимфоцитов, ответственные за распознавание процессированных антигенов, связанных с молекулами главного комплекса гистосовместимости (англ. MHC) на поверхности антиген-представляющих клеток. TCR состоит из двух субъединиц, заякоренных в клеточной мембране и ассоциирован с многосубъединичным комплексом CD3. Взаимодействие TCR с MHC и связанным с ним антигеном ведет к активации Т-лимфоцитов и является ключевой точкой в запуске иммунного ответа.

TCR представляет собой гетеродимерный белок, состоящий из двух субъединиц — α и β либо γ и δ, представленных на поверхности клетки. Субъединицы закреплены в мембране и связаны друг с другом дисульфидной связью.

По своей структуре субъединицы TCR относятся к суперсемейству иммуноглобулинов. Каждая из субъединиц образована двумя доменами с характерной иммуноглобулиновой укладкой, трансмембранным сегментом и коротким цитоплазматическим участком.

N-концевые домены являются вариабельными (V) и отвечают за связывание антигена, презентируемого молекулами главного комплекса гистосовместимости. В составе вариабельного домена содержится характерный для иммуноглобулинов гипервариабельный участок (CDR). За счет необычайного разнообразия данных участков, различные Т-клетки способны распознавать широчайший спектр различных антигенов.

Второй домен — константный (C) и его структура одинакова у всех субъединиц данного типа у конкретной особи (за исключением соматических мутаций на уровне генов любых других белков). На участке между С-доменом и трансмембранным сегментом имеется остаток цистеина, с помощью которого между двумя цепями TCR образуется дисульфидная связь.

Субъединицы TCR агрегированы с мембранным полипептидным комплексом CD3. CD3 образован четырьмя типами полипептидов — γ, δ, ε и ζ. Субъединицы γ, δ и ε кодируются тесно сцепленными генами и имеют близкую структуру. Каждая из них образована одним константным иммуноглобулиновым доменом, трансмембранным сегментом и длинной (до 40 аминокислотных остатков) цитоплазматической частью. Цепь ζ имеет маленький внеклеточный домен, трансмембранный сегмент, и большой цитоплазматический домен. 

структура белков комплекса CD3 инвариантна (не имеет вариабельных участков), они не способны определять специфичность рецептора к антигену. Распознавание является исключительно функцией TCR, а CD3 обеспечивает передачу сигнала в клетку.

Трансмембранный сегмент каждой из субъединиц CD3 содержит отрицательно заряженный аминокислотный остаток, а TCR – положительно заряженный. За счет электростатических взаимодействий они объединяются в общий функциональный комплекс Т-клеточного рецептора.

Распознавание Т-клеточным рецептором представляемого антигена происходит следующим образом. Молекулы МНС классаП, как и рецепторы Т-лимфоцитов, состоят из двух полипептидных цепей — а и р. Их активный центр для связывания представляемых антигенных пептидов имеет форму «щели». Она формируется спиральными участками а- и р-цепей, соединенными на дне «щели» между собой неспиральной областью, образованной сегментами той и другой цепи. В этом центре (щели) молекула МНС присоединяет процессированный антиген и таким образом представляет его Т-клеткам (рис. 63). Активный центр Т-клеточного рецептора образуется гипервариабельными участ­ками а- и р-цепей. Каждый Т-лимфоцит несет рецепторы только для одного какого-то пептида, то есть специфичен в отношении конкретного антигена и связывает процес­сированный пептид только одного типа. Присоединение представляемого антигена к Т-клеточному рецептору индуцирует передачу сигнала от него на геном клетки.

Для функционирования любого ТКР необходим его контакт с молекулой CD3. Она состоит из 5субъединиц, каждая из которых кодируется своим геном. Молекулы CD3 имеют все субклассы Т-лимфоцитов. Благодаря взаимодействию Т-клеточного рецептора с молекулой CD3 обеспечиваются следующие процессы: а)вынос ТКР на поверхность мембраны Т-лимфоцита; б)придание соответствую­щей пространственной структуры молекуле Т-клеточного рецептора; в)прием и передача сигнала Т-клеточным рецептором после его контакта с антигеном в цитоплазму, а затем в геном Т-лимфоцита через фосфатидилинозитольный каскад с участием посредников.

В связывании антигена участвуют ионные, водородные, ван-дерваальсовы и гидрофобные силы; конформация рецептора при этом существенно изменяется. Теоретически каждый TCR способен связывать порядка 105 разных антигенов, причём не только родственных по строению (перекрёстно реагирующих), но и не гомологичных по структуре. Однако в реальности полиспецифичность TCR ограничивается распознаванием всего лишь нескольких структурно схожих антигенных пептидов. Структурной основой этого феномена является особенность одновременного распознавания TCR комплекса «МНС-пептид».

- Внеклеточные части CD4 и CD8 связываются с молекулами МНС на поверхности клетки, представляющей антиген для Т-лимфоцита — АПК. Молекула CD4 избирательно связывается с МНС II класса, a CD8 — с МНС I класса. На рис. 8.3 показано, что С


2.3. Распознавание антигена, выбор CD4- или CD8-пути Т-клеточного ответа.




2.4. Механизм специфической цитотоксичности.



2.5. Физиологическое и патологическое значение Т-клеточной цитотоксичности.

2.7. Методы изучения клеточной цитотоксичности.


2.6. Методы изучения Т-клеточного звена.



перейти в каталог файлов


связь с админом