Лекція 11. Розвиток імунних клітин. Позитивний і негативний відбір.

Імунні клітини – лімфоцити – подібно до всіх інших клітин крові, походять із так званої стовбурової клітини.  Стовбурові клітини знаходяться в кістковому мозку і є плюріпотентними, тобто із них можуть утворитися різні за морфологією і функціями нащадки. На ранніх ступенях диференціювання стовбурових клітин відбувається розгалуження на мієлоїдний та лімфоїдний ряди. Із мієлоїдного ряду походять еритроцити, тромбоцити, макрофаги, нейтрофіли, базофіли і еозінофіли, із лімфоїдного – Т і В лімфоцити та природні кілери. Таким чином, відокремлення лімфоцитів від інших клітин крові відбувається на дуже ранніх стадіях диференціювання. Головною відзнакою лімфоцитів, тим, що відрізняє їх від інших клітин, є експресія генів антиген-специфічних рецепторів, що потребують перебудови.

Подальше диференціювання В лімфоцитів відбувається в кістковому мозку, а попередники Т лімфоцитів мігрують в тимус, де під впливом тимусних цитокінів диференціюються в зрілі Т лімфоцити.

У своєму розвитку кожен лімфоцит проходить декілька певних стадій. Це стадії:

- попередника, або про-В (Т)-клітини,

-  пре-В (Т) клітини;

- незрілої В (Т) клітини;

- зрілої В (Т) клітини.

На цих стадіях відбувається:

- надбання характерних поверхневих маркерів, тобто утворення певного фенотипу;

- формування репертуару антиген-специфічних рецепторів, що включає в себе процеси перебудови відповідних генів та позитивної і негативної селекції.

Утворення gd - Т лімфоцитів.

Утворення антиген-специфічних Т лімфоцитів відбувається декількома хвилями. Першими утворюються gd-Т лімфоцити. Вони не несуть поверхневих маркерів CD4/8. Рецептор цих лімфоцитів теж кодується V, J і С генами, що підлягають перебудові. В процесі розвитку утворюється декілька популяцій gd-Т лімфоцитів, за чергою розташування відповідних генів на хромосомі:

 

Cg1 - Jg1 - Vg3 - Vg4 - Vg2 - Vg5

 

Гени Vg3 і Vg4 виключаються по закінченні ембріонального періоду, Гени Vg2 і Vg5 активні після народження до утворення функціональних ab-Tрецепторів.

Новоутворені gd-Т лімфоцити виходять із тимусу і мігрують у різні органи:

Vg3Vd1 - у шкіру, де вони, як вважають, розпізнають білки теплового шоку на поверхні уражених клітин шкіри.

Vg4Vd1 - у репродуктивні органи і в язик;

Vg2Vd1 - в селезінку;

Vg5Vd1 - в кишечник.

Ці клітини виконують первинний захист за відсутності зрілих ab Т лімфоцитів, а у дорослому стані виконують спеціалізовані функції у тканинах.

 

Утворення ab Т лімфоцитів. Позитивний відбір.

Рекомбінація генів ab T-рецептору починається перед народженням і продовжується на протязі всього життя. Репертуар рецепторів (і клітин), що утворюються, підлягає суворому контролю і відбору. Спочатку перебудовуються гени b-ланцюга і він експресується на мембрані із так званим сурогатним a- ланцюгом – gp 33. Сурогатний рецептор проходить перше випробування. Невідомо, що є тестом на правильність перебудови b-ланцюга: зв’язування певного ліганду або просто сам факт його експресії на мембрані. Після отримання позитивного сигналу через сурогатний рецептор клітина починає ділитися, в ній включаються механізми алельного виключення генів b-ланцюга і індукується перебудова генів a-ланцюга T-рецептору і зниження рівня експресії gp33. На цьому ж етапі починається експресія CD4/8 і після першого етапу відбору утворюються подвійно позитивні клітини (CD4⁺/8⁺) із низьким рівнем зрілого ab T-рецептору. Якщо позитивний сигнал через сурогатний рецептор не поступає, клітина звертає на шлях апоптозу і гине як та, що не пройшла пункт контролю. Таким чином, на першому етапі відбору експресія b-ланцюга є фактором виживання для Т клітин. Перший етап відбраковує b^- клітини та забезпечує алельне виключення у b-локусі.

Завдання другого етапу позитивного відбору – відібрати клітини із правильно побудованими рецепторами і розділити Т клітини на CD4⁺ і CD8⁺. Тут фактором відбору виступають молекули МНС І і ІІ у комплексі з пептидами аутоантигенів. Ті Т клітини, що зв’язують антигенний пептид у комплексі з МНС І, припиняють експресію CD4, а ті, що зв’язують пептид із МНС ІІ – відповідно припиняють експресію CD8. Ті, що не зв’язали ні той, ні інший, - звертають на шлях апоптозу. На цьому етапі завершуються генні перебудови і виключаються гени RAG. Таким чином, другий етап позитивного відбору – це пункт контролю за правильністю збірки зрілого T-клітинного рецептору і його здатністю впізнавати антигенний пептид у комплексі із МНС. На цьому етапі антиген представлений епітеліальними клітинами тимуса, що експресують МНС І і ІІ. Костимуляторні фактори поки що невідомі.

 Позитивна селекція – це активний процес, що потребує участі CD3 і CD45. На цьому етапі відбираються всі варіанти T-рецептору, що впізнають пептиди в контексті своїх МНС. Оскільки в нормі всі МНС зайняті пептидами (до зустрічі із чужерідними антигенами – власними пептидами), то вони і виконують функції факторів відбору.