Селекция в лимфоцитов в
Описанный выше этап дифференцировки клеток характеризуется
тем, что в организме появляется большое количество Т- и В-лимфоцитов, которые с
помощью своих антигенраспознающих рецепторов (ТАГРР и ВАГРР) обладают
способностью распознавать как собственные (self, ауто), так и чужие (non-self,
алло) антигены. Это потенциально опасно, поскольку ауто-реактивные Т- и
В-лимфоциты при определенных обстоятельствах могут стать причиной срыва
толерантности и развития аутоиммунных заболеваний. Поэтому очередной этап
развития иммунной системы со¬стоит в том, чтобы среди большого пула Т- и
В-лимфоцитов отобрать (селекционировать) такие, которые бы не реагировали с
собственными антигенами, но при этом сохраняли способность различать чужеродные
антигены. Итак, третий этап антигеннезависимой дифференцировки лимфоидных
клеток – развитие (индукция) толерантности (ареактивности, терпимости) по
отношению к аутоантигенам.
Первичная функция ТАГРР на тимоцитах и ВАГРР на предшественниках
В-лимфоцитов заключается в том, что с их помощью передается сигнал, который
приводит к отбору (селекции) лимфоидных клеток, реагирующих на ауто-АГ.
Вторичная функция ТАГРР и ВАГРР – участие в иммунном ответе
на этапе распознавания чужеродных антигенов.
Различают три пути отбора (селекции) лимфоидных клеток.
1.Разрушение
(делеция) аутореактивных Т- и В-лимфоцитов, обладающих высокой авидно-стью
(сродством) к ауто-АГ, – негативная селекция; происходит в центральных органах
им¬мунитета.
2.Индукция
(установление) анергии аутореактивных лимфоидных клеток. Этот путь селекции
реализуется на периферии, лимфоциты при этом не погибают вследствие их невысокой
авидности по отношению к ауто-АГ. Такая форма негативной селекции резервирует
Т- и В-клетки в состоянии иммунологической толерантности (неотвечаемости), но
при этом очень часто они сохраняют на своей поверхности аутореагирующие
рецепторы.
Поскольку эмбриональный период является периодом
формирования толерантности иммунной системы, то можно достичь толерантности к
чужеродным антигенам, если в этот период искусственно ввести их в организм.
3.Позитивная
селекция; состоит в том, что в тимусе и костном мозге контакт незрелых лимфоцитов и пре-В-лимфоцитов с ауто-АГ индуцирует созревание
Т- и В-лимфоцитов, но поскольку сигнал клеток получается недостаточным из-за
низкой авидности, то пролиферация клеток не наступает, а значит не происходит и
развитие иммунного ответа.
Рассматривается также еще один – четвертый механизм толерантности
за счет формирования на периферии активной супрессии в результате функции
Т-регуляторных клеток либо дис-баланса Т-хелперов 1-го и 2-го типов, о чем речь
будет идти ниже.
Как уже упоминалось, сохранившиеся в организме
аутореактивные Т- и В-лимфоциты при определенных обстоятельствах могут стать
причиной срыва толерантности и развития аутоиммунного заболевания.
На этапе индукции толерантности в вилочковой железе из тимоцитов,
которые несут два дифференцировочных антигена CD4 и CD8 и являются так
называемыми CD4+CD8+ клетками, образуются субпопуляции Т-лимфоцитов: Т-хелперы
(CD4+CD8- клетки) и Т-киллеры/супрессоры (CD4-CD8+ клетки).
На этом заканчивается период антигеннезависимой
дифференцировки Т- и В-лимфоцитов, они покидают вилочковую железу и костный
мозг и расселяются в Т- и В-зонах (соответственно) периферических органов
иммунной системы. Расселяющиеся лимфоциты называются зрелыми покоящимися
клетками, готовыми к иммунному ответу. Все они находятся в G(0) фазе
клеточ-ного цикла.
Следует помнить, что Т- и В-клетки на своей поверхности
экспрессируют антигенраспознающие рецепторы, которые способны распознать только
один антиген (точнее, одну детерминанту (эпитоп)).
Таким образом, специальными органами, где происходит
дифференцировка гемопоэтиче-ских стволовых клеток, служат: для Т-лимфоцитов –
тимус, для В-лимфоцитов – в эмбриональном периоде – печень, во взрослом
организме – костный мозг.
Различают следующиеосновные этапы развития и
дифференцировки Т- и В-лимфоцитов.
Первый этап – продуцирование большого числа Т- и В-лимфоцитов,
обладающих специфичностью к различным антигенам (в том числе и к антигенам
собственного организма). Этот этап имеет две важные стадии:
1.Стадию
раннего предшественника, когда на поверхности будущего В-лимфоцита появляется
суррогатная L-цепь иммуноглобулина. а на поверхности будущего Т-лимфоцита—
ГП-33 (один из элементов ТАГРР);
2.Стадию
незрелого предшественника, когда на В-лимфоцитах появляется молекула иммуноглобулина
или ВГРАР, а на поверхности Т-лимфоцита – ТАГРР с альфа-, бета- или гамма-,
дельта-цепями.
Второй этап – элиминация из громадного количества зрелых
предшественников тех клеток, которые являются реактивными по отношению к
собственным антигенам. В результате такого “обучения” иммунной системы
развивается состояние толерантности.
Третий этап – дозревание оставшихся лимфоидных клеток и
превращение их в зрелые покоящиеся Т- и В-лимфоциты, способные реагировать на
чужеродные антигены.
Далее более подробно рассматриваются морфологические и
функциональные свойства двух основных популяций лимфоцитов, реализующих
приобретенный (специфический) иммунитет.
Источник
Суть клонально-селекционной теории
Ф.Бернета заключается в том, что в
процессе созревания лимфоцитов происходит
строгая выбраковка клеток по следующим
признакам:
Неспособность к распознаванию рецепторов
МНС 1 и МНС 2 клеток собственного
организма;Способность к распознаванию собственных
антигенов, презентируемых на МНС 1 и
МНС 2.
Клетки, имеющие вышеперечисленные
признаки, подлежат уничтожению. Остальные
лимфоциты продолжают дифференцировку
и становятся родоночальниками клонов
– групп лимфоцитов, имеющих
антигенраспознающий рецептор одинаковой
специфичности.
Селекция т-лимфоцитов
Незрелые T-лимфоциты мигрируют из
костного мозга в кору тимуса и начинают
интенсивно делиться. В коре тимуса в
процессе контакта с эпителиальными
клетками тимуса, которые экспрессируют
и MHC I и MHC II молекулы осуществляется
позитивная селекция. Лимфоциты, способные
взаимодействовать с молекулами МНС,
получают позитивный стимул – сигнал к
размножению, а клетки неспособные
взаимодействовать с МНС получают
негативный сигнал к самоликвидации
(апоптозу).
Далее прошедшие позитивную селекцию
лимфоциты мигрируют в мозговое вещество
тимуса и на границе коры и мозгового
вещества происходит негативная селекция
Т-лимфоцитов. Негативная селекция
осуществляется в процессе их взаимодействия
с дендритными клетками и макрофагами,
которые презентируют собственные
антигены организма.
Аутоагрессивные Т-лимфоциты получают
сигнал к самоликвидации (негативная
селекция), аутотолерантные – продолжают
размножаться и покидают мозговое
вещество тимуса, расселяются по
периферическим органам иммунной системы.
Было показано, что в процессе селекции
не проходит отбор и погибает около 95%
Т-лимфоцитов.
Лимфоциты, располагающиеся в корковом
слое тимуса вначале имеют на мембране
как CD4, так и CD8 – рецепторы. Далее клетки,
распознающие MHC I теряют CD4 и становятся
CD8+ , т.е. превращаются в ЦТЛ, а клетки,
распознающие MHC II – наоборот, теряют
CD8 и превращаются в CD4+, т.е. в Т-хелперы.
Т-лимфоциты, прошедшие дифференцировку
и отбор в тимусе называются «наивные»
Т-лимфоциты. После встречи с соответствующим
антигеном они превращаются в примированные
или эффекторные Т-лимфоцитами, готовые
воспринимать цитокиновые сигналы к
активации.
Селекция в-лимфоцитов
В костном мозге незрелые B-лимфоциты,
проходят негативную селекцию. Лимфоциты,
способные связывать собственные антигены
своим поверхностным антигенраспознающим
рецептором IgM, получают сигнал к
самоликвидации (апоптозу) и погибают.
Прошедшие негативный отбор В-лимфоциты
делятся, причем, каждый из них образует
группу потомков, клон, обладающих
одинаковой специфичностью. Зрелые
В-лимфоциты выходят из костного мозга
в кровоток и заселяют лимфоидные органы.
Лекция 6. Нарушения иммунитета
К нарушениям иммунитета относятся:
Реакции гиперчувствительности;
Аутоиммунные реакции;
Иммунодефицитные состояния.
Реакции гиперчувствительности.
Классификация Джелла и Кумбса – 4 типа
реакций гиперчувствительности.
РГЧ 1-го типа.
Астма, сенная лихорадка, экзема,
крапивница, пищевая аллергия.
Аллергены: лекарственные вещества,
гетерологичная сыворотка, пыльца
растений, фекалии микроклещей пыли,
пищевые продукты (яйца, молоко, крабы,
рыба и др).
Факторы, способствующие проникновению
аллергенов в слизистую оболочку являются
частицы дизельных выхлопов (ЧДВ),
содержащиеся в городской атмосфере.
Наследственная предрасположенность
к аллергическим реакциям 1-го типа
связана с аллелями HLA-B8
иDR3.
Диагностика: постановка кожных проб.
Лечение: гипосенсибилизация –
подкожное введение возрастающих доз
аллергена, в результате происходит
переключение на преимущественный синтез
IgG.
Профилактика: исключение контакта с
аллергеном; при необходимости введения
гетерологичной лечебной сыворотки –
дробное введение по Безредке. Назначение
антигистаминных препаратов.
РГЧ 2-го типа – цитотоксические реакции
с участием IgGи комплемента.
Наблюдаются в случае, если антитела
реагируют с антигеном, находящимся на
клеточной мембране. При этом к
образовавшемуся комплексу присоединяется
комплемент, последние фракции которого
(С5-С9) называются перфоринами. Белковые
молекулы этих фракций встраиваются в
клеточную мембрану, образуя крупную
пору, через которую в клетку поступает
вода. В результате происходит лизис
клетки. Этот тип гиперчувствительности
может развиться при длительном применении
лекарственных преператов, способных
адсорбироваться на эритроцитах;
пример-антиаритмический препарат
квинидин. Примером РГЧ 2-го типа является
гемолитическая болезнь новорожденных
при резус-конфликте (ретикулоцитоз).
Другой пример- тромбоцитопеническая
пурпура.
РГЧ 3-го типа связаны с образованием
большого количества иммунных комплексов
при поступлении в организм большого
количества чужеродного белка без
предварительной сенсибилизации, например
при введении лечебных или профилактических
гетерологичных антисывороток. В
результате временного дефицита
комплемента происходит отложение малых
иммунных комплексов в стенках сосудов,
суставах, почечных клубочках. После
восполнения дефицита комплемента он
фиксируется на малых иммунных комплексах
(МИК), находящихся в тканях. К образовавшимся
большим иммунным комплексам (БИК)
мигрируют макрофаги, которые поглощают
БИК и выделяют цитокины, вызывающие
воспалительную реакцию. Результатом
РГЧ 3-го типа является развитие сывороточной
болезнм, проявлениями которой являются
васкулит, артрит и гломерулонефрит.
РГЧ 3-го типа может проявляться в
форме так называемого феномена Артюса.
В отличие от сывороточной болезни,
феномен Артюса – это бурная местная
воспалительная реакция, которая
сопровождается некрозом тканей в месте
введения антигена. Обязательным условием
для развития реакции Артюса является
предварительная сенсибилизация организма
данным антигеном (чужеродным белком) и
наличие в сыворотке крови высокой
концентрации антител к этому антигену.
РГЧ 4-го типа происходят с участием
цитотоксических лимфоцитов.
Существуют 3 вида РГЧ 3-го типа: контактная,
туберкулиновая и гранулематозная.
Контактная гиперчувствительность
характеризуется экзематозной реакцией
в месте воздействия антигена.
Сенсибилизация организма происходит,
как правило соединениями никеля, хрома,
веществами, входящими в состав моющих
средств, т.е гаптенами. Основными АПК
при контактной гиперчувствительности
являются дендритные клетки кожи –
клетки Лангерганса. Реакция контактной
гиперчувствительности протекает в 2
стадии: сенсибилизации и проявления.
Период сенсибилизации длится около
2-х недель. Гаптен, проникнув в кожу,
соединяется с белком. Этот комплекс
поглощают дендритные клетки, которые
впоследствии презентируют гаптен-белковый
комплекс Т-лимфоцитам. В сенсибилизированном
организме после повторного контакта
с антигеном в течение 48-72 часов происходит
миграция Т-лимфоцитов к месту контакта
с антигеном и развивается местная
воспалительная реакция.Гиперчувствительность туберкулинового
типа. Туберкулин – это фильтрат убитой
культуры туберкулезной палочки,
содержащий бактериальные антигены.
Впервые был получен Р.Кохом.
Реакция гиперчувствительности на
туберкулин возникает только у лиц, в
организме которых присутствуют живые
возбудители туберкулеза. После
внутрикожного введения туберкулина к
месту введения мигрируют моноциты и
сенсибилизированные Т-лимфоциты, которые
выделяют цитокины (ФНО-альфа и бета).
Цитокины повышают проницаемость
сосудистой стенки и в месте введения
туберкулина образуется воспалительный
инфильтрат, который достигает максимальных
размеров через 48 часов.
Гранулематозная гиперчувствительность.
Гранулематозные реакции развиваются
в тех случаях, когда инфекционный
агент остается жизнеспособным в
макрофагах, например, при туберкулезе
и проказе. Активированный макрофаг,
внутри которого находятся живые
возбудители, трансформируется в
эпителиоидную клетку, которая активно
продуцирует цитокины – ФНО. Эпителиоидные
клетки сливаются друг с другом, образуя
гигантские клетки Лангганса. В центре
гранулемы располагаются эпителиоидные
клетки, клетки Лангганса и макрофаги.
Центр гранулемы окружают Т-лимфоциты.
Кнаружи от Т-лимфоцитов находится зона
пролиферирующих фибробластов, которые
отграничивают зону воспаления от
здоровых тканей.
Соседние файлы в предмете Микробиология
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник
У взрослого человека и большинства млекопитающих, включая грызунов, В-лимфоциты развиваются в костном мозгу, а в период эмбрионального развития — в фетальной печени. У птиц В-клетки развиваются в бурсе Фабриция, у жвачных млекопитающих — в кишечнике (см. раздел 3.4.1.3).
Заключительные этапы развития В-клетки проходят вне костного мозга во вторичных лимфоидных органах.
Общий лимфоидный предшественник
В-клетки, как и другие популяции лимфоцитов, развиваются из общего лимфоидного предшественника — CLP (от англ. common lymphoid progenitor), который, в свою очередь, происходит от полипотентной кроветворной стволовой клетки (см. раздел 2.1.1). Наиболее ранним признаком обособления лимфоидного предшественника от общего ствола считают экспрессию транскрипционного фактора Icaros, обеспечивающего ремоделирование хроматина, что делает доступными для действия ядерных дифференциро- вочных факторов гены, важные для развития лимфоцитов.
Как и более ранние родоначальные клетки, а также общий миелоидный предшественник, CLP лишен маркеров, свойственных основным линиям кроветворных клеток (линейных маркеров) . Подобно стволовым клеткам, CLP экспрессируют молекулу CD34, но помимо нее несут мембранную молекулу CD45RA. Обычно CLP имеют также рецепторы для гемопоэтических факторов — c-Kit (для SCF) и Flt-3 (для лимфопоэтического фактора Flt-3L). Все это отличает CLP от общих миелоидных предшественников. Одна часть CLP несет на своей поверхности молекулу CD7, другая — CD10.
CD10+ CLP со временем дополнительно экспрессирует рецептор для IL-7 (CD127) — фактора роста для всех незрелых форм лимфоидных клеток. Они дают начало В-лимфоцитам и, частично, плазмоцитоидным дендритным клеткам.
Дифференцировка В-лимфоцитов
Основное событие дифференцировки В-клеток — формирование BCR, а точнее, лежащая в его основе перестройка V-генов иммуноглобулинов. Выделяют несколько стадий развития В-лимфоцитов: про-В (от англ. progenitor — предок), пре-В (от англ. precursor — предшественник), незрелые В и зрелые наивные В-клетки. Стадии про-В- и пре-В-клеток в свою очередь подразделяют на подстадии I и II (соответственно, ранние и поздние) На стадии про-В-II перестраиваются гены Н-цепей. На стадии пре-В «проверяется» правильность прошедшей реаранжировки и перестраиваются гены L-цепей. На стадии незрелой В-клетки белковый продукт перестроенных генов иммуноглобулинов экспрессируется на мембране клетки в виде мембранного IgM, на стадии зрелой В-клетки к нему присоединяется IgD.
Реаранжировка V-генов иммуноглобулина описана выше (см. раздел 3.1.4.1). В этом разделе рассмотрим осуществление этого процесса в связи со стадиями дифференцировки В-лимфоцитов. Перестройку V-генов в В-клетках контролирует микроокружение, индуцирующее экспрессию в них вышеупомянутых дифференцировочных факторов. Развитие лимфоцитов в направлении В-клеток направляют факторы E2A, EBF и Pax5 (см. рис. 3.35). Экспрессию Рах5 (Paired box protein 5) рассматривают как ключевой маркер обособления В-линии. Рах5 имеет прямое отношение к включению реаранжировки V-генов в В-клетках и экспрессии молекулы CD19. Фактор EBF отвечает за экспрессию гена корецептора Iga — наиболее раннего белкового маркера В-лимфоцитов, появляющегося (вначале внутриклеточно) уже на стадии про-В-I. Затем (на стадии про-В-II) на поверхности В-клетки экспрессируется молекула CD19.
Периоды экспрессии генов, участвующих в формировании зрелого BCR в процессе развития В-лимфоцитов, представлены на рис. 3.37. На стадии про-В-II экспрессируются гены RAG1 и RAG2, продукты которых (эндонуклеазы) отвечают за включение процесса реаранжировки V-генов, а также ген, кодирующий фермент терминальную дезоксинуклеотидилтрансфе- разу (TdT), обеспечивающий нематричное добавление нуклеотидов при D-J рекомбинации. Первыми перестраиваются V-гены Н-цепей (Vj-гены). Этот процесс осуществляется на стадии про-В-II. Сначала перестраиваются случайно выбранные D- и J-сегменты, в результате чего формируется объединенный участок D^fe. Этот процесс может происходить одновременно на обоих хромосомах. Неудачи при такой перестройке редки, поскольку обычная их причина — сдвиг рамки считывания последовательности ДНК — не влияет на копирование D-сегментов (они могут считыватья без ограничения конкретной рамкой). Второй наиболее ответственный этап состоит в соединении случайного зародышевого V-сегмента и перестроенного DJ-сегмента и формировании «зрелого» гена VDJ. Этот процесс проходит на стадии про-В-II клеток сначала только в одной из двух хромосом. Вероятность успешной перестройки на этом этапе (соответствия допустимой рамке считывания) составляет 1/3, поскольку кодон включает 3 нуклеотида. При успешном завершении этого процесса экспрессируется готовый продукт — перестроенная Н-цепь, а перестройка гомологичного гена на другой хромосоме блокируется. Если реаранжировка прошла неудачно, перестраивается Vj-ген на другой хромосоме. Частота успешных
Рис. 3.37. Динамика перестройки V-генов иммуноглобулинов и экспрессии генов, продукты которых участвуют в реализации этого процесса. Прямоугольники обозначают стадии, на которых экспрессируются указанные гены. Внизу указано состояние перестройки V-генов H- и L-цепей: Зар. — зародышевая конфигурация гена
Рис. 3.38. Структура пре-В-клеточного и пре-Т-клеточного рецепторов. Обращает на себя внимание присутствие необычных доменов в суррогатных L-цепях и продукте гена PТa
перестроек генов на обеих хромосомах составляет около 55% в соответствии с расчетом: 0,33+(0,33х0,67)=0,55, т.е. 55%. Неудачная реаранжировка гена на второй хромосоме приводит к гибели клетки по механизму апоптоза.
Успешная перестройка Vj-гена приводит к экспрессии p-цепи, что знаменует переход клетки-предшественника на стадию пре-В-I клеток. p-Цепь появляется в цитоплазме пре-В-клетки, а также в составе мембранного продукта, называемого pre-BCR (рис. 3.38). Экспрессия pre-BCR сигнализирует об успешном завершении перестройки ^-генов. Помимо p-цепи, пре-BCR содержит так называемую суррогатную L-цепь. Она состоит из продуктов двух генов — VpreB и А.5. Эти молекулы уже присутствуют в клетке на момент окончания перестройки гена p-цепи. Как и при построении нормального зрелого BCR, к пре^-рецептору присоединяются сигнальные корецепторные молекулы Iga и Igp. Полагают, что в данном случае сигнал от пре^-рецеп- тора возникает не вследствие связывания какого-то лиганда, а как результат правильной сборки и встраивания данной молекулы в мембрану клетки. Это событие представляет первую контрольную точку в процессе развития В-клетки. Сигнал от pre-BCR необходим для выживания пре-В-клеток (при этом усиливается экспрессия антиапоптотического фактора Bcl-2), их пролиферации (на стадиях пре-В-I и пре-В-II) и перехода к очередному этапу перестройки V-генов. В результате пролиферации число пре^-клеток увеличивается в 20 раз. Выполнив свою функцию, пре-B-рецептор исчезает с поверхности В-клетки и больше не экспрессируется.
Перестройка VL-reHOB происходит на стадии пре-В-II. Ей предшествует возобновление временно прекращавшейся экспрессии генов RAG1 и RAG2. Последовательность перестройки в принципе такая же, как и для Yj-гена, однако имеется 2 основных отличия. Во-первых, в комплексе зародышевого ^-гена отсутствует D-сегмент, поэтому соединяются сразу V- и J-сегменты зародышевого гена. Во-вторых, существует 2 гена L-цепей, кодирующие взаимозаменяемые к- и L-цепи. Они подвергаются перестройке в определенной последовательности. Сначала перестаивается V-ген к-цепи на одной их хромосом. При неудаче перестраивается ген к-цепи на другой хромосоме. Только при неудачной перестройке обоих ^-генов в процесс вовлекаются поочередно V^-гены сначала одной, затем другой хромосомы. В результате вероятность успешной перестройки ^-генов увеличивается в 2 раза. Кроме того, при неудачной перестройке ^-генов процесс повторяется с вовлечением «дистальных» (т.е. удаленных о J-сегмента) V-сегментов, редко вовлекаемых в перестройку при «первой попытке». То обстоятельство, что в перестройку сначала вовлекаются гены к- и лишь затем L-цепи, обусловливает более частое использование для построения молекулы иммуноглобулина к-, чем L-цепей. При перестройке генов L-цепей TdT не экспрессируется, а следовательно нематричной достройки олигонуклеотидов не происходит, т.е. N-вставки в V-генах L-цепей отсутствуют.
Успешная перестройка ^-генов завершается экспрессией L-цепей, которые, соединяясь с Н-цепями, формируют полноценную молекулу иммуноглобулина. «Зрелая» молекула иммуноглобулина, встроенная в мембрану эндоплазматического ретикулума, доставляется на поверхность В-клетки. При этом на поверхности лимфоцита уже присутствуют все остальные компоненты BCR. При успешной сборке и экспрессии зрелого рецептора, В-клетка получает второй контрольный сигнал, приводящий к прекращению экспрессии генов RAG1 и RAG2.
Первым типом Н-цепей, который синтезируется в созревающей клетке и появляется на ее поверхности, является IgM. Стадию, на которой на поверхности В-клетки присутствуют иммуноглоублины только этого изотипа, называют стадией незрелой В-клетки. Завершающее событие в созревании В-лимфоцита — экспрессия на его поверхности IgD (вместе с IgM, а не вместо него). Хотя суммарная экспрессия мембранных иммуноглобулинов и, в целом, BCR при этом возрастает, экспрессия IgM несколько снижается. Кроме того, при созревании В2-лимфоциты экспрессируют мембранные молекулы СD21 и СD23. Изменение экспрессии наиболее значимых мембранных молекул В-лимфоцитов в процессе их развития отражено на рис. 3.39.
Поскольку успешная перестройка каждого V-гена блокирует перестройку аллельных генов (т.е. осуществляется «аллельное исключение»), все молекулы иммуноглобулина, присутствующие на поверхности В-клетки, идентичны по изотипу L-цепей и по структуре V-генов. Это обусловливает одинаковую специфичность рецепторных иммуноглобулинов В-клетки, т.е. все рецепторы конкретного В-лимфоцита имеют одинаковое сродство к антигену. Поскольку перестройка V-генов происходит в каждой клетке автономно, все созревающие В-лимфоциты уникальны по специфичности их рецепторов. Последующая пролиферация В-клеток приводит к образованию клонов, в пределах каждого из которых В-клетки несут идентичные по специфичности
Рис. 3.39. Экспрессия мембранных маркерных молекул при созревании В-лимфоци- тов. Указаны стадии дифференцировки В-клеток, на которых они экспрессируют соответствующие молекулы
BCR, отличающиеся от таковой В-клеток других клонов. Таким образом формируется клональная структура — популяция В-лимфоцитов.
В процессе созревания В-лимфоциты подвергаются действию факторов, обеспечивающих их жизнеспособность и пролиферацию. В отсутствие таких факторов созревающие В-клетки погибают. Основной ростовый фактор В-лимфоцитов на ранних этапах их развития — IL-7 (у мышей), вырабатываемый клетками стромы костного мозга и лимфоидных органов. IL-7 поддерживает жизнеспособность и обеспечивает пролиферацию CLP, а также предшественников Т- и В-лимфоцитов. Все эти клетки несут на мембране рецепторы для IL-7, состоящие из а- и у-цепей (у-цепь — общая для рецепторов нескольких цитокинов, о чем уже упоминалось). Однако у человека IL-7 не играет такой важной роли в развитии В-клеток: мутации генов IL-7 или его рецептора приводят к блокированию развития Т-, но не В-лимфоцитов. Природа фактора-двойника IL-7, обеспечивающего развитие В-лимфоцитов человека в этой ситуации, неизвестна.
Установлено, что 55—75% В-клеток, образующихся в костном мозгу, специфичны к собственным антигенам организма — аутоантигенам. Уже в костном мозгу значительная часть новообразованных В-клеток распознает аутоантигены. Однако незрелые В-клетки не активируются при связывании их BCR с антигеном. Распознавание аутоантигенов служит сигналом к «редактированию» генов BCR. Этот процесс заключается в повторной перестройке V-генов с вовлечением сегментов, не задействованных
в предыдущей реаранжировке. При успешном редактировании В-клетка теряет аутореактивность. Если же этого не происходит, клетки выбраковываются путем апоптоза или подвергается очередным этапам селекции в периферическом отделе иммунной системы (рис. 3.40).
Переходные фазы развития и селекция В-клеток
В-клетки эмигрируют на периферию, полностью не завершив своего развития. Переходные стадии развития, которые они проходят на периферии, обозначают Т1, Т2 и Т3 (от англ. Transient). Фенотип В-клеток на стадии Т1 — IgMhi IgD-/l° CD23- CD21l° CD24hi (молекула CD24 показывает, что клетка недавно покинула костный мозг). T1 В-клетки получают через BCR-сигнал, обеспечивающий их выживание, по-видимому, без участия антигенов (положительная селекция) (табл. 3.11).
Затем В-клетки переходят на стадии Т2 и Т3, характеризующиеся фенотипом IgMhi IgDhi CD21int СD23+ (int — промежуточная экспрессия) и IgMl° IgDhi CD21int СD23+. На этих этапах выживаемость клеток и их пролиферацию регулирует комбинация сигналов, поступающих через BCR (теперь уже под действием антигенов) и рецепторов для BAFF — BAFF-R, TAC-1, BCMA. Активирующие сигналы через BCR и BAFF приводят к экспрессии транскрипционных факторов NFkB, (классический и альтернативный факторы, имеющие состав, соответственно, p50RelA и p52RelB). Взаимодействие этих факторов играет важную роль в поддержании жизнеспособности В-клеток. Особенность Т2 В-клеток —
Таблица 3.11. Селекция клонов лимфоцитов в процессе развития
| Тип селекции | Объект селекции | Клетки, осуществляющие селекцию | Локализация процесса | Содержание процесса | Назначение процесса |
| Селекция В-лимфоцитов | |||||
| Положи тельная селекция | Незрелые В-клетки, стадия Т1 | Клетки стромы костного мозга | Костный мозг, селезенка, лимфоузлы | Сигнал через В-клеточ- ный рецептор, обеспечивающий выживаемость | Выход незрелых клеток в периферический пул В-лимфоци- тов |
| Отрица тельная селекция | Незрелые В-клетки, стадия Т2 | Осуществляется без участия дополнительных клеток | Костный мозг, селезенка, лимфоузлы | Дефицит рецепции BAFF при ответе на аутоантиген | Элимина ция аутоспеци фических В-клеток |
| Селекция Т-лимфоцитов | |||||
| р-Селек- ция | DTO-тимо- циты (дважды отрицательные CD44- CD25+ тимоциты) | Осуществляется без участия дополнительных клеток | Субкапсулярный слой тимуса | Выживают и пролиферируют клетки, правильно перестроившие Vp-ген TCR | Выбраковка клеток с дефектным геном Vp. Подготовка к перестройке гена Va |
| Положи тельная селекция | Дважды положи тельные тимоциты | Кортикальные эпителиальные клетки тимуса | Кора тимуса | Выживают клетки, способные распознавать молекулы MHC | Удаление клеток, не способных распознавать пептиды в составе молекул MHC (до 90%) |
| Отрица тельная селекция | Дважды положи тельные/ монополо жительные тимоциты | Дендритные клетки, медуллярные эпителиальные клетки тимуса | Кортико- медуллярная зона, мозговой слой тимуса | Погибают клетки, распознающие аутологичные пептиды с высокой степенью сродства | Выбраковка потенциально аутоагрессивных Т-клеток (до 5% от числа незрелых тимоцитов) |
низкая экспрессия рецепторов для BAFF. В результате В-клетки, связавшие антиген, не получают дополнительного сигнала через BAFF-рецепторы и подвергаются апоптозу. Поскольку на этом этапе развития в лимфоидных органах В-клетки реагируют исключительно с аутоантигенами, гибнут преимущественно В-лимфоциты аутореактивных клонов. Описанный механизм представляет периферический этап отрицательной селекции клонов В-клеток. Усиленная экспрессия рецепторов для BAFF на стадии Т2 В-клеток приводит к индукции аутоиммунных процессов. Установлено, что наряду с механизмом апоптотической элиминации аутоспецифических В-клеток срабатывает менее радикальный механизм индукции анергии (т.е. неотвечаемости) аутореактивных В-лимфоцитов. Обычно срок жизни таких клеток укорачивается, и они в конечном счете элиминируются в процессе естественного обновления популяции В-клеток. Несмотря на «щадящий» режим селекции, на этом этапе сохраняется лишь 10—30% В-клеток, вышедших из костного мозга, общие же потери В-клеток в процессе их развития превышают 95%. Экспрессия хемо- кинового рецептора CXCR5 позволяет выжившим клеткам мигрировать в фолликулы по градиенту хемокина CXCL13 (BLC).
После завершения переходной стадии развития В-клеток на их поверхности устанавливается нормальная экспрессия рецепторов для BAFF/APRIL и в ответ на связывание BCR с антигеном они не гибнут, а активируются и пролиферируют (см. раздел 3.5.2). Выжившие клетки представляют собой зрелые наивные В-лимфоциты, в совокупности образующие антигенраспоз- нающий репертуар В-лимфоцитов, необходимый для обеспечения развития гуморального адаптивного иммунного ответа.
Источник