Стволовая гемопоэтическая клетка, мигрирующая в тдемус, превращается (дифференцируется) под влиянием тимического микроокружения в Т-лимфоцит. Цель дифференцировки: 1) обучить распознаванию чужеродного материала, попавшего в организм, и его разрушению (т. е. осуществлению киллинг-эффекта); 2) создать толерантность по отношению к собственным (self) антигенам. Тимус играет главную роль в этих процессах, поскольку является тем органом, где происходит ан- тигеннезависимая дифференцировка Т-клеток и создание (генерирование) чрезвычайно разнообразного набора (репертуара) антиген-рас - познающих Т-клеточных рецепторов.
Вначале стволовая гемопоэтическая клетка попадает в корковую зону тимуса и превращается в ранний предшественник Т-лимфоцити. 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, бета +, CD3 + , CD4+, CD8 + . Набор таких мембранных структур говорит о том, что данная клетка способна: 1) распознать любой антиген с помощью ТАГРР-альфа, бета; 2) после распознавания передать сигнал внутрь клетки для ее активации с помощью CD3 структуры; 3) 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: 1) индуцируется толерантность к аутоантигенам; таким образом минимизируется возможность развития аутоиммунного заболевания; 2) 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: 1) 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; 2) 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 делеции (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 (ТхО), которые дифференцируются в Т-хелперы 1-го типа (Тх1) и 2-го типа (Тх2). В этой дифференцировке основную роль играют ИЛ-12, ИЛ-2, гамма-интерферон, ИЛ-10, ИЛ-4, ИЛ-5.
Т-Лимфоцит-хелпер (CD4+ клетка) участвует в распознавании антигенного пептида, который презентируется с помощью молекул ГКГ класса II. В этом случае для активации Т-лимфоцита необходим дополнительный, костимуляционный, сигнал. Он. воспринимается специальной молекулой - CD28-, имеющейся на поверхности Т-хелпе- ра. Для передачи костимуляционного сигнала также есть специальная молекула - CD80, расположенная на мембране АПК. Если GD4+ Т- лимфоцит не получает костимуляционного сигнала, то наступает либо анергия Т-клетки, либо ее апоптоз (программированная смерть). Следует учитывать, что некоторые цитотоксические Т-лимфоциты также имеют на мембране молекулу CD4.
Т-Лимфоциты-киллеры (CD8+ клетки) участвуют в распознавании антигенного пептида, который презентируется с помощью молекул ГКГ класса I. В альфа-3-домене ГКГ класса I имеется специальное место (сайт) для связывания с молекулой CD8. Цитоплазматическая часть молекулы CD8 связана с тирозинкиназой (р56 (lck)). Связывание молекулы CD8, имеющейся на распознающей CD8+ клетке, является дополнительным, костимуляционным, сигналом, приводящим к активации CD8+ Т-клеток и превращению (дифференцировке) в цитотоксический Т-лимфоцит. Следует помнить, что основным активационным сигналом в любом Т-клеточном распознавании является контакт между ТАГРР и пептидом.
Как уже упоминалось, при взаимодействии CD4+ клетки и молекул ГКГ класса II АПК необходим дополнительный, костимуляционный, сигнал, который реализуется взаимодействием молекул CD28 (Т-клетка) и CD80 (АПК). При этом происходит взаимодействие еще нескольких адгезивных молекул, которые усиливают активацию клеток: 1) ICAM-1 (АПК) и LFA-1 (Т-клетка), в результате чего усиливается продукция ИЛ-1, гамма-интерферона и ОНФ; 2) LFA-3 (АПК) и CD2 (Т-клетка). CD2 известен как рецептор к эритроцитам барана, наличие которого на мембране Т-лимфоцита используется для постановки метода розеткообразования и подсчета, таким образом, количества Т-лимфоцитов. Его связывание с LFA-3 играет вспомогательную роль для реализации функций при связывании пары молекул LFA-1/ICAM-1.

На их долю приходится до 40% всех лейкоцитов и их подразделяют на 3 размерные группы – малые (5-6 мкм), средние и большие (> 10 мкм). Размеры зависят от функционального состояния и зрелости клеток. По функциям лимфоциты также неоднородны и подразделяются на Т-лимфоциты (70-80%), В-лимфоциты (10-20%) и большие гранулярные лимфоциты (NK, 5-10%). Они различаются совокупностью своих поверхностных рецепторов, что определяет и их разные функции в иммунных реакциях.

Вопрос 3.

Лимфоцитопоэз начинается в красном костном мозге. СКК образует полипотентную КП-лимфопоэза, которая дает начало трем унипотентным предшественникам: КП - В лимфоцитов, КП – Т лимфоцитов и КП-NK-клеток. Для Т- и В-лимфоцитов дальнейшая дифференцировка протекает очень сложно и подразделяется на два этапа : антигеннезависимую и антигензависимую.

I. Антигеннезависимая дифференцировка протекает независимо от присутствия антигенов, в центральных органах иммунных реакций. Для В-лимфоцитов это красный костный мозг , для Т-лимфоцитов – тимус (поэтому Т-лимфоциты на этой стадии развития называют еще тимоцитами) Унипотентные предшественники (пре-В-клетки или пре-Т-клетки) проходят здесь стадии:

Лимфобласт (соответствует большому лимфоциту)

незрелый-лимфоцит (средний)

зрелый лимфоцит (малый).

Главные события антигензависимой дифференцировки – приобретение лимфоцитами специфических поверхностных рецепторов.

Вопрос 4.

Мембранных рецепторов у лимфоцитов очень много и их можно разделить на 2 группы.

А) специфические рецепторы , способные распознавать свои конкретные антигены и связываться с ними.

Поскольку антигенов бесконечное множество, то и эти рецепторы бесконечно разнообразны. Согласно клонально-селекционной теории для каждого антигена образуется своя группа (клон) лимфоцитов со строго специфичным рецептором. У Т-лимфоцитов это семейство ТКР (Т-клеточные рецепторы ), у В-лимфоцитов – это молекулы иммуноглобулинов (антител), встроенные в плазмолемму. В составе всех этих рецепторов есть вариабельная область, которая позволяет создавать их бесконечное разнообразие. Это требует определенной перестройки генома в созревающих клетках, что называют реаранжировкой)

Б) добавочные рецепторы , характерные для групп (субпопуляций) лимфоцитов, выполняющих разные функции. Эти рецепторы называют также поверхностными функциональными маркерами. Они необходимы для взаимодействия между клетками, участвующими в иммунном ответе. Самые важные среди них - CD молекулы , представляющие собой мембранные гликопротеиды. На сегодняшний день их известно более 40 разновидностей и они обозначаются цифровыми символами (CD 4, CD 32 и т.д.).

В ходе антигеннезависимой дифференцировки Т-лимфоцитов на их поверхности появляются специфические Т-клеточные рецепторы, и набор CD-рецепторов, который закономерно изменяется. Зрелые Т-клетки, поступающие из тимуса относятся к 3 функционально разным видам и имеют разные СD-рецепторы.

Т х (хелперы) несут рецептор СD 4,

Т к (киллеры) и Т с (супрессоры) несут рецепторы CD 8 + .

Антигеннезависимая дифференцировка В-лимфоцитов включает экспрессию на поверхности сначала IgM (незрелый В-лимфоцит), а затем к нему добавляется IgD (зрелая клетка). В ходе созревания В-клетка также приобретает CD –рецепторы (19-23, 40).

Вопрос 5 .

Процессы антигеннезависимой дифференцировки очень сложны. Кроме деления клеток и приобретения рецепторов она включает процесс отбора лимфоцитов (селекцию ), в ходе которого значительная часть клеток до (90%) погибает. Запрограммированной гибели подвергаются те клетки, которые имеют специфические рецепторы к белкам собственного организма. Такая селекция предотвращает развитие аутоиммуных реакций.

Все процессы на этой стадии лимфопоэза регулируются клетками тимуса и красного костного мозга, которые создают необходимые для созревания лимфоцитов условия (микроокружение ). Основными факторами микроокружения являются различные цитокины (колониестимулирующий фактор КСФ, интерлейкины, тимозин, тимопоэтин и другие).

Зрелые лимфоциты, завершившие антигеннезависимую дифференцировку, готовы к встрече с антигеном, но еще не встречались с ним. Поэтому их называют наивными или девственными. Наивные лимфоциты выселяются через стенку сосудов в кровоток и таким образом мигрируют из центральных органов кроветворения в периферические органы иммунной системы (селезенку, лимфатические узлы, миндалины, аппендикс и др.). Здесь должна произойти встреча с антигеном и тогда начнется вторая стадия лимфопоэза – антигензависимая дифференцировка. Наивные лимфоциты – короткоживущие клетки, не встретив свой антиген, они погибают. Миграция лимфоцитов происходит строго направлено – не просто в перечисленные органы, но и в определенные зоны внутри этих органов (Тл – в Т-зависимые зоны, Вл – в В-зависимые). Это возможно благодаря опять-таки рецепторам. Наивные лимфоциты имеют специальные хоминг-рецепторы, которые связываются с рецепторами (адрессинами) капилляров в соответствующих зонах нужных органов.

Вопрос 6 .

Чтобы началась антигензависимая дифференцировка, лимфоциту необходима информация о структуре антигена, который необходимо уничтожить. Эта информация предоставляется специальными клетками, которые объединяют под названием антиген-представляющих клеток (АПК). К ним относят моноциты, макрофаги и дендритные АПК . Дендритные АПК это отростчатые клетки, которые встречаются в рвст и в некоторых эпителиях. Это потомки моноцитов крови. По сравнению с макрофагами активность их лизосомальных ферментов более низкая, но фагоцитарная и антигенпредставляющая способности очень высоки. Антигенпредставляющая функция свойственна также и самим В-лимфоцитам . АПК функционируют по единой схеме.

1. Они фагоцитируют антиген и разрушают (процессинг) его настолько, чтобы освободился эпитоп – короткая пептидная цепочка из 8-10 аминокислот, входящая в структуру антигена. Каждый антиген имеет свой специфичный эпитоп (или антигенную детерминанту), который распознается клетками иммунной системы как его визитная карточка.

2. АПК на своей грЭПС синтезируют МНС- молекулы главного комплекса гистосовместимости. Клетки всех высших позвоночных синтезируют набор таких молекул, которые затем включаются в плазмолемму. По ним лимфоциты определяют, своя или чужая клетка. Таков, например, механизм отторжения чужих трансплантатов. У человека они носят название HLA-рецепторы.

3. В цитоплазме АПК МНС-молекулы образуют комплекс с эпитопом, который транспортируется на поверхность клетки, где эпитоп и представляется соответствующему лимфоциту.

МНС-молекулы делят на 2 класса. Молекулы МНС I класса связываются с эпитопами тех антигенов, которые синтезированы внутри клетки (эндогенные антигены). Это, например, вирусные белки в инфицированной клетке или белки опухолевых клеток. Такие комплексы появляются на поверхности любых клеток и даже тромбоцитов и благодаря этому лимфоциты могут уничтожить любую клетку, которая заражена или подвержена опухолевому перерождению. Молекулы МНС II класса образуют комплекс с эпитопом экзогенных антигенов. Ясно, что в этом случае чужеродные частицы сначала должны быть фагоцитированы и подвержены процессингу. Такие комплексы выявляются на поверхности только АПК.

Вопрос 7.

II. Антигензависимая дифференцировка .

Взаимодействие АПК с лимфоцитом инициирует антигензависимую дифференцировку. Она начинается с того, что зрелые лимфоциты возвращаются в стадию активно делящегося бласта – иммунобласта . Этот процесс получил название вторичной бласттрансформации и он обеспечивает резкое увеличение числа именно тех лимфоцитов, которые имеют рецепторы к данному антигену.

Ход дальнейших событий зависит от природы антигена. Клеточные антигены (вирусы, бактерии, грибы, опухолевые или мутантные клетки, чужие пересаженные ткани и т.д.) вызывают реакции клеточного иммунитета. Чужеродные макромолекулы приводят к реакциям гуморального иммунитета.

Вопрос 8 .

Клеточный иммунный ответ обеспечивается Т-лимфоцитами. Для этого комплекс МНС I кл./эпитоп антигена (на поверхности АПК) должен присоединиться к специфическому ТКР и к СD 8-рецептору на поверхности наивного Т-лимфоцита. Это рецепторное взаимодействие двух клеток активирует превращение лимфоцита в Т-иммунобласт, а затем – созревание в эффекторную клетку – Т-киллер .

Т-киллеры или Т-цитотоксические лимфоциты морфологически относятся к малым лимфоцитам. В их цитоплазме содержится 30-50 крупных мембранных гранул с цитотоксическими веществами (гранзимы и перфорин) . Т-киллеры обследуют поверхность клеток в поисках нужного эпитопа, связываются с клеткой-мишенью и оказывают на нее летальное действие, образно называемое «смертельным поцелуем». Т-киллеры используют 2 механизма. 1) выбрасывают из своих гранул белки перфорины. Эти молекулы встраиваются в чужую плазмолемму и формируют в ней сквозные поры, которые постепенно увеличиваются в диаметре. Это нарушает осмотическое равновесие, клетка набухает и гибнет. 2) Через перфориновые поры Т-киллеры также впрыскивают в чужую клетку гранзимы – ферменты, которые запускают апоптоз – программируемую клеточную гибель (самоубийство).

В ходе антигензависимой дифференцировки в случае клеточного иммунитета помимо Т-киллеров образуются также Т-клетки памяти . Они имеют ТКР к тому антигену, который вызвал иммунный ответ. Они соответствуют наивным лимфоцитам, но живут гораздо дольше и их гораздо больше. Годами рециркулируя в организме, они дожидаются, когда антиген попадет в организм повторно – тогда они быстро активируются в эффекторные Т-киллеры и обеспечивают вторичный иммунный ответ.

Вопрос 9.

Антигензависимая дифференцировка В-лимфоцитов происходит в ходе гуморального иммунитета , т.е. при поступлении чужеродных макромолекул – белков, гликопротеидов и т.д. Она проходит с участием регуляторных клеток – Т-хелперов и Т-супрессоров.

Для активации В-лимфоцитов необходимо несколько условий:

1. Контакт с антигеном.

Наивные В-лимфоциты, поступающие из красного костного мозга, несут на своей поверхности молекулы Ig М, представляющие собой специфические антиген-распознающие рецепторы. Благодаря предыдущей реанжировке генома, В-лимфоциты одного организма имеют огромный репертуар этих рецепторов (10 9 вариантов). Кроме того, В-клетки несут маркеры CD 19-23, молекулы МНС I и II классов, Fc- и С3-рецепторы.

В результате дальнейшего фагоцитоза и процессинга на поверхности В-лимфоцита появляется комплекс молекулы МНС II класса/эпитоп антигена.

2. Активация Т-хелпера.

Фагоцитоз антигенов антигенпрезентирующими клетками приводит к экспрессии на их мембране комплексов МНС II класса/ антиген. Этот комплекс на поверхности АПК распознается наивными Т-хелперами посредством ТКР и CD4. При этом АПК выделяет ИЛ-1, активизирующий Т- хелпер.

3. Контакт В-лимфоцита с активированным Т-хелпером.

При контакте с комплексом МНС II класса /антиген на поверхности В-лимфоцита такой активированый Т-хелпер начинает выделять широкий набор интерлейкинов, активируя В-лимфоцит. Активации В-лимфоцитов способствует также контакт их СD 40-рецепторов с лигандом (СD 40L) на поверхности Т-хелпера.

Кроме активации В-лимфоцитов, Т-хелперы оказывают регуляторное воздействие и на другие лейкоциты. На их долю приходится 2/3 всех лимфоцитов. Снижение их числа приводит к состояниям иммунного дефицита. При СПИДе вирус поражает именно Т-хелперы.

Активированные В-лимфоциты претерпевает вторичную бласттрансформацию, пролиферацию и дифференцировку в плазматические клетки.

Вопрос 10.

Плазматическая клетка (плазмоцит) – эффекторная клетка гуморального иммунитета. Главная ее функция – выработка антител . Это неподвижная короткоживущая клетка утрачивает многие рецепторы В-лимфоцита. Ядро округлое, расположено эксцентрично, гетерохроматин распределен радиальными тяжами («спицы в колесе»). Цитоплазма заполнена грЭПС и потому базофильна, за исключением «светлого дворика» вблизи ядра, где расположен комплекс Гольджи. Секреторных гранул нет, поскольку продуцируемые антитела сразу же экзоцитируются при помощи мелких пузырьков. Каждую секунду клетка производит тысячи молекул антител. Молекулы имеет участки, которые специфически связываются с конкретным антигеном. Гены, которые кодируют этот участок, способны перестраиваться (реанжировка) и благодаря этому достигается огромное разнообразие антител. Поэтому каждый плазмоцит начинает вырабатывать иммуноглобулины, строго специфичные для того антигена, который вызвал дифференцировку. Антитела связываются с антигенами и включают разнообразные механизмы их уничтожения (опсонизация, запуск комплемента и т.д.).

Плазмоциты не циркулируют в кровотоке. Они распределяются в тканях периферических лимфоидных органов и рыхлой соединительной ткани, особенно много их в слизистых оболочках и строме экзокринных желез.

Кроме плазматических клеток образуются также долгоживущие В-клетки памяти.

Т-супрессоры угнетают активность иммунных реакций. Это происходит либо при контактном воздействии на клетки-мишени (В-лимфоциты, Т-хелперы и Т-киллеры) либо путем выработки супрессорных факторов.

Итак, все иммунокомпетентные клетки можно разделить на:

1. АПК (дендритные АПК, макрофаги и моноциты, В-лимфоциты)

2. Эффекторные клетки (Т-киллеры клеточного иммунитета, плазматические клетки гуморального иммунитета)

3. Регуляторные клетки (Т-хелперы и Т-супрессоры)

4. Клетки памяти.

Вопрос 11 .

Нулевые лимфоциты .

Это популяция лимфоцитов, которые не имеют ни Т-клеточных, ни В-клеточных рецепторов. Их маркерами служат CD16, CD56 и CD57. Большинство этих клеток относят к так называемым натуральным киллерам – NK-клеткам . Морфологически это большие лимфоциты с бобовидным смещенным ядром и азурофильными гранулами, которые по виду и составу близки гранулам Т-киллеров. Эти клетки также называют большие гранулярные лимфоциты. Клетками-мишенями для них являются опухолевые клетки, клетки, зараженные вирусами, бактериями или простейшими, а также стареющие и поврежденные клетки. Механизм уничтожения сходный с Т-киллерами, но более активный, поскольку не требует распознавания молекул МНС. NK-клетки не обладают антигенной специфичностью и не приобретают иммунологическую память. Они обеспечивают неспецифический противоинфекционный иммунитет, а также являются главным звеном противоопухолевой защиты. Повышение их числа и активности – перспективное направление онкологии.

Происхождение и дифференцировка В-лимфоцитов

Дифференцировка и созревание В-лимфоцитов происходят сначала в кос­тном мозге, а затем в периферических орга­нах иммунной системы, куда они отселяют­ся на стадии предшественников. Потомками В-лимфоцитов являются клетки иммуноло­гической памяти и плазматические клетки. Основные морфологические признаки пос­ледних - обширная цитоплазма, развитый эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи с большим количеством рибосом. Активно синтезирующий плазмоцит живет недолго, не более 2-3 суток.

Функциональной активностью В-лимфоцитов управляют растворимые антигены и иммуноцитокины Т2-хелпера, макрофага и других клеток, например ИЛ-4, 5, 6.

Основные этапы дифференцировки В-лимфоцитов:

· ППСК костного мозга (полипотентная стволовая клетка)

· ЛСК – лимфоидно-стволовая клетка (общий рпедш лимфопоэза)

· Предш-к В-лимфоцитов

· В0-лимфоциты

· В1-лимфоциты

· В2-лимфоциты

Этапы антигеннезависимой (в которую происходит перестройка генов иммуноглобулинов и их экспрессия) дифференцировки в костном мозге: ППСК – ЛСК – предш-и В-лимфоцитов – В0.

Этапы антигензависимой дифференцировки (при которой происходит активация, пролиферация и дифференцировка в плазматические клетки) в тимуснезависимых зонах периферических органах иммунитета: В1-лимфоциты – В2-лимфоциты.

Родоначальником В-лимфоцитов, как и других клеток крови яв-ся ППСК костного мозга. Через стадию ЛСК – общего предшественника всех Т и В-лимфоцитов – происходит формирование предшественников В-лимфоцитов (пВ), кот затем превращаются в незрелые В0-лимфоциты. Эта диференцировка происходит в костном мозге.

В0-лимфоциты мигрируют затем через кровоток и заселяют затем тимуснезависимые зоны периф лимфоидных органов. Там происходит дальнейшее созревание и дифференцировка В-лимфоцитов. На их поверхности имеются только антигенраспознающие рецепторы, относящиеся к классу IgM.

В1-лимфоциты – это след, более зрелая стадия дифференцировки периферических В-лимфоцитов. На их поверхности также содержится рецепторный IgM, но его плотность на ед поверх клеток выше, чем на стадии В0. На их поверхности мембранный маркер CD5, который не характерен для В2-лимфоцитов.

В2-лимфоциты – это большая по численности популяция, состоящая из зрелых иммунокомпетентных клеток. На поверхности В2-л появляется иммуноглобулин D (дифференцировочный), что является признаком их зрелости. Кроме того на их поверх имеются антигенраспознающие рецепторы, относящиеся ко всем классам иммунолобулинов. Они дифферен не только в плазматические клетки, синтез-ие иммуноглобулины, но из них образуются и В-лимфоциты памяти. На их поверхности содержатся IgM, IgG, IgE, IgA.

Таким образом, при поступлени в организм любого антигена (Тзавис или Тнезавис) первым против данного антигена в процессе гуморального иммунного ответа синтез-ся IgM, а затем идет синтез всех остальных классов иммуногл - IgG, IgE, IgA, что обеспечивает эффективную защиту всех органов и тканей организма.

Основные рецепторы:

На поверхности В-лимфоцитов имеются след рецепторы:

· Иммуноглобулиновые антигенраспознающие рецепторы;

· Рецептор к эритроцитам мышей;

· C3b-рецептор (к третьему компоненту системы комплемента)

· Fc-рецепторы (к Fc-фрагментам иммуноглобулинов);

· Рецепторы к В-митогенам;

· Рецептор к вирусу Энштейна-Барра (возбудитель инфекционного мононуклеоза).

3. Методы оценки Т-системы.
А. Количественная оценка.

Определение количества Т-лимфоцитов. Метод Е-розетко-образования (Е-РОК).
Принцип метода: на первом этапе методом центрифугирования в градиенте плотности из крови выделяют лимфоциты. На втором этапе с помощью реакции розеткообразоаания с эритроцитами барана определяют процент Т-лимфоцитов от общего числа. Реакция розеткообразования основана на наличии на поверхности Т-лимфоцитов рецепторов, способных фиксировать эритроциты барана. Поэтому при добавлении к суспензии лимфоцитов эритроцитов барана последние адсорбируются Т-лимфоцитами. Образующиеся при этом структуры называются розетками. Розеткообразующей считается клетка, окруженная тремя и более эритроцитами. Общее количество лимфоцитов и количество розеток подсчитывают под микроскопом.

Полипотентная гемопоэтическая стволовая клетка (ГСК) малодифференцированный клеточный элемент, способный к самоподдержанию, пролиферации и дифференцировке во все клетки крови.

ГСК локализуются в красном костном мозге (концентрация до 1% среди мононуклеарных клеток), печени эмбриона (до 1%), ГСК циркулируют в пуповинной крови (до 1%), периферической крови (около 0, 1% от всех ядерных клеток)

Этапы развития ГСК Полипотентная стволовая кроветворная клетка (stem cell). Родоначальная стволовая кроветворная клетка (progenitor cell) – ограничена в самоподдержании, но интенсивно пролиферирует. Имеет ограниченное число делений и ограниченный потенциал, коммитированы к дифференцировке, по крайней мере, в двух направлениях (лимфоидном и миелоидном). Клетка предшественник (precursor cell) – коммитирована только в один тип клеток крови (лимфоциты, гранулоциты, моноциты и т. д.). Зрелые клетки (Т-, В-лимфоциты, эритроциты, моноциты и т. п.).

Лимфоидная родоначальная клетка ГСК самоподдержание В-лимфоцит Предшественник В-лимфоцитов Т-лимфоцит NK Предшественник Т-лимфоцитов Миелоидная родоначальная клетка

Клональный принцип организации лимфоцитов Клон лимфоцитов – группа лимфоцитов, имеющих антигенраспознающие рецепторы одной специфичности, т. е. способные распознавать одну АГ детерминанту. 1 КЛОН = 1 АГ-распознающий РЕЦЕПТОР! В иммунной системе формируется множество клонов лимфоцитов способных распознавать огромное количество вариантов антигенных молекул, составляющих антигенный репертуар.

Молекула BCR имеет слишком короткий цитоплазматический хвост, поэтому для трансдукции (передачи) сигнала от BCR к ядру клетки используются вспомогательные молекулы, такие как CD 79 и другие (CD 19, CD 20, CD 21).

Легкие цепи, входящие в состав BCR, могут быть двух видов: κиλ Их строение кодируется генетическими локусами, расположенными во 2 и 22 хромосомах Тяжелые цепи (5 видов, соответствующие классам иммуноглобулинов: μ, γ, δ, ε, α) кодируются в едином локусе 14 хромосомы. Это - зародышевые гены иммуноглобулинов.

В общем виде каждая группа зародышевых генов состоит из 4 -х генных сегментов: ВАРИАБЕЛЬНЫЙ (V), РАЗНООБРАЗНЫЙ (D), СОЕДНИТЕЛЬНЫЙ (J) КОНСТАНТНЫЙ (С)

Для формирования многообразия вариабельных доменов (V-домены) комплементарных различным видам АГ, во время дифференцировки происходит перестройка (реаранжировка) зародышевых генов, в результате которой формируется окончательный вид генов, кодирующих белковую структуру BCR и иммуноглобулинов.

Для перегруппировки генов H- и L-цепей требуются ферменты рекомбиназы RAG-1 и RAG-2 (recombinationactivating genes). Перегруппировка представляет собой вырезание отдельных фрагментов ДНК и сшивку оставшихся частей по принципу образования петель ДНК.

Отрицательная селекция В-лимфоцитов в костном мозгу: реакции незрелых клеток на распознавание аутоантигена – индукция анергии, редактирование V-генов и апоптоз

Дифференцировка В-лимфоцита в плазматическую клетку Плазматическая клетка B-лимфоцит Утрата экспрессии генов В-клетки Блокада клеточного цикла после плазмобласта Увеличение размера, расширение цитоплазмы, развитие шероховатого ЭПР

TCR – гетеродимеры, и или и цепей (Т-клетки и Т-клетки) TCR тесно соединяется с CD 3 – комплексом полипептидных цепей, необходимых для трансдукции сигнала

Схематическая структура CD 4 (4 подобных Ig домена) и CD 8 (αβ – гетеродимер и αα- гомодимер)

В отличие от BCR, распознающего АГ в нативном виде, TCR связывает и распознает АГ только в составе молекул MHC. CD 4 и CD 8 классические корецепторы, распознающие комплекс «пептид-МНС» и участвующие в сигнальной трансдукции. Внеклеточные домены CD 4 и CD 8 связываются с консервативными МНС молекулами на АПК. CD 4 связывается с МНС класса II, а CD 8 – с МНС класса I

Т-хелперы (Th) (CD 4+) Функциональная субпопуляция Т клеток, которые способствуют генерации цитотоксических Т лимфоцитов и участвуют в межклеточной кооперации с В-клетками, активируя их в направлении синтеза антител. Th распознают антиген в ассоциации с молекулами MHC класса II (феномен двойного распознавания)

В-клеточная активация

Рис. 3-20. В-клеточный рецепторный комплекс.

В эмбриогенезе человека первые В-лимфоциты появляются в печени и затем в костном мозге. После рождения В-клеточный иммунопоэз проис­ходит в основном в костном мозге, где В2-лимфоциты проходят несколько последовательных стадий: лимфоидная клетка-предшественник -> ранняя про-В-клетка -> поздняя про-В-клетка большая пре-В-клетка -> малая

пре-В-клетка -» незрелая В-клетка зрелая В-клетка.

Подсчитано, что в итоге 1012 В-лимфоцитов и происходящих из них плазматических клеток у человека синтезируют около 102() молекул имму­ноглобулинов (антител) в свободной и мембанной форме и большинство из них находится в сыворотке.

В становлении В-клеток в костном мозге главную роль играет форми­рование полноценного ВСК. В процессе развития, дифференцировки и функционирования судьба В-клетки определяется количеством и каче­ством сигналов, получаемых через ВСК. Так же, как в тимусе, в отношении Т-лимфоцитов в костном мозге после стадии общего лимфоидного пред­шественника запускается процесс перегруппировки генов иммуноглобу­линов.

Легкие и тяжелые цепи иммуноглобулинов кодируются генами, рас­положенными па разных хромосомах (см. рис. 3-23). Гены, кодирующие тяжелую цепь, находятся на хромосоме 14 и включают большую группу У-генов (с V-, В- и ]-сегментами) и С-гены (кодируют константые домены молекулы иммуноглобулина). Гены, кодирующие легкую цепь к, картиро­ваны на хромосоме 2, гены легкой цепи X картированы на хромосоме 22. Перестройка генов иммуноглобулинов происходит аналогично перестройке генов ТСК (рис. 3-22).

В стадии ранней про-В-клетки экспрессируются гены, активирующие рекомбинацию (КАС1 и КАС2), и происходит перегруппировка генов тяже­лых цепей ВСК. Эта стадия характеризуется синтезом ц-цепей и их перво­начальным появлением в цитоплазме клетки (цитоплазматическая ц-цепь), а затем на ее мембране (мембранная |х-цепь) в форме пре-В-клеточного рецептора, состоящего из полноценной р-цепи и суррогатной легкой цепи, лишенной У-региона. Суррогатная цепь состоит из двух полипепитдов, обо­значаемых как А5 (С0179Ь) и У-пре-В (С0179а). Подобного рода пре-ТСК формируется при развитии Т-лимфоцитов.

У человека выявлена мутация гена СБ179Ь, приводящая к нарушению развития В-клеток и развитию синдрома агаммаглобулинемии. При отсут­ствии Х5-цепи нарушается дифференцировка про-В-клеток до стадии пре- В-лимфоцитов. По мере созревания В-клеток экспрессия генов СБ179а и СВ179Ь заканчивается.

Рис. 3-22. Схема перегруппировки генов тяжелой и легких цепей В-клеточного рецептора [СМаре! Н„ 2006].

Важную роль в развитии и функционировании ВСК играют субъединицы 1§а (СБ79а) и 1§(3 (С079Ь). Обе субъединицы появляются на поверхности клетки до экспрессии тяжелой р-цепи.

1§а и 1§р, помимо внеклеточного и трансмембранного домена, имеют цитоплазматический домен с консерва­тивным мотивом 1ТАМ. Эти субъединицы связаны между собой дисуль- фидной связью (между цистеинами, расположенными во внеклеточных доменах) в гетеродимеры. Два таких гетеродимера осуществляют транс- дукцию сигнала.

Известны иммунодефициты, в патогенезе которых важную роль играет дефект генов, кодирующих данные субъединицы. Нулевая мутация 1§а приводит к полной блокаде дифференцировки В-лимфоцитов со стадии про-В-клеток до стадии пре-В-лимфоцитов. Важно, что последователь­ность экспрессии и сборки ВСК определяет различные стадии развития В-клеток. В отсутствие экспрессии пре-ВСК невозможен переход про-В- клеток в пре-В-клетки. Такие клетки подвергаются апоптозу. Появление пре-В-рецептора на мембране клетки сопровождается инактивацией генов ВАС и интенсивной клеточной пролиферацией.

При переходе про-В-клеток в пре-В-клетки 1§а-1§р-гетеродимер уча­ствует в запуске аллельного исключения, клонального расширения и пере­группировки генов легкой цепи. В стадии пре-В-клетки вновь экспресси­руются гены КАС1 и КАС2Ч что необходимо для перестройки генов легкой цепи и окончательного формирования ВСК.

После перестройки генов легкой цепи на В-клетке экспрессируется полноценный ВСК, содержащий легкую (к- или Х-) цепь, р-цепь и 1§а-1^р- гетеродимер. Эту стадию развития называют незрелым Б-лимфоцитом. 1§М+ В-клетки наиболее чувствительны к развитию толерантности.

В последней стадии развития В-лимфоцита появляется дополнительная экспрессия 1§Б. Перед экспрессией 1§Ю происходит выбраковка ауто­агрессивных клонов В-лимфоцитов, взаимодействующих с высоким аффиннитетом с аутоантигенами. Этот механизм называется делецией аутоагрессивных клонов. Зрелые В-лимфоциты с полноценным анти- генраспознающим ВСК покидают костный мозг и мигрируют в перифери­ческие органы иммунной системы, где распознают родственный антиген и вступают в стадию В-клеточного иммуногенеза, заканчивающегося син­тезом антител. Как таковые В-лимфоциты (подавляющее большинство) не вырабатывают антител, но они служат предшественниками плазматических клеток, выполняющих эту функцию.

Кроме ВСК, в процессе дифференцировки В-клетки экспрессируются другие молекулы, необходимые для полноценного распознавания антигена и взаимодействия с другими клетками (см. рис. 3-22).

Зрелые В-лимфоциты мигрируют в периферические лимфоидные органы (лимфатические узлы, селезенку), где формируют первичные фолликулы. В этих структурах В-лимфоциты взаимодействуют с ФДК, представляющими длительное время на своей поверхности через Рс-рецепторы комплексы «антиген-антитело», обычно содержащие также компоненты комплемента. В-лимфоциты непосредственно контактируют с ФДК и распознают анти­ген через специфический ВСК. ВСК с антигенной молекулой перемещается внутрь В-лимфоцита, подвергается процессингу, и антигенная детерминан­та, встроенная в молекулу НЬА класса II, транспортируется на клеточную мембрану. Для дальнейшей дифференцировки В-клеток необходимо взаи­модействие с Т-хелперами.

В пролиферирующих центробластах происходит дополнительный про­цесс формирования разнообразия антител в результате соматической гипермутации в уже перестроенных У-генах иммуноглобулинов. Суть соматической гипермутации заключается в возникновении точечных мута­ций в У-областях генов иммуноглобулинов. В гипермутации участвует фермент - индуцированная активацией цитидиндезаминаза, (АГО; англ. Ас1:1уа&оп-1пс1исес1 суШте Веат1пазё) - заменяющая основание цитидин на урацил в молекуле ДНК. Этот фермент экспрессируется при взаимодей­ствии СЮ40 и СЭ40Ь. При дефиците АГО нарушено переключение класса иммуноглобулинов с развитием тяжелого иммунодефицита (см. табл. 3-3, раздел 11.2). Затем центробласты мигрируют в светлую зону гермина­тивного центра, где они взаимодействуют с ФДК. Лучше выживают те В-лимфоциты, чей ВСК связывается с презентируемым ФДК антигеном с большей аффинностью. Таким образом происходит антигензависимая позитивная селекция В-лимфоцитов.

Взаимодействие В-клеток с Т-хелперами индуцирует Т-зависимое пере­ключение изотипа иммуноглобулинов (рис. 3-23). Переключение изотипов антител в наивных 1§М+1§Э~ В-клетках происходит за счет рекомбинации,

Герминативный центр

при которой УЩ-гены соединяются с другим Сн-геном. Затем проис­ходит делеция ДНК между точками рекомбинации внутри повторяющихся последовательностей, известных как $мИск (5)-регионы и вырезаемых как циркулярные ДНК. В результате этих перестроек происходит переключение выработки с 1§М-антител на 1§С-, 1§Е- или 1§А-антитела той же специфич­ности.

При мутации гена, кодирующего лиганд СБ40, переключения изотипов иммуноглобулинов в В-лимфоцитах не происходит и развивается иммуно­дефицит с повышением уровня 1§М (гипер-1§М-синдром) и отсутствием других классов иммуноглобулинов. Такие больные чувствительны к пио- генным инфекциям и требуют введения иммуноглобулинов других классов (см. раздел 11.2). Цитокины участвуют во всех этапах дифференцировки В-лимфоцитов, в том числе в переключении изотипов иммуноглобулинов (рис. 3-24).

Конечная стадия дифференцировки В-лимфоцита - плазматическая клетка. На мембране плазматической клетки не экспрессируются иммуно­глобулиновые рецепторы, НЬА класса II и другие молекулы, характерные для В-лимфоцитов. Плазмоциты активно синтезируют и секретируют

Плазматические клетки