Pozitivní a negativní výběr T lymfocytů. Centrální tolerance T-lymfocytů. Vývoj B buněk v kostní dřeni

Podstatou teorie klonální selekce F. Bernetta je, že v procesu zrání lymfocytů dochází k přísnému zabíjení buněk podle následujících kritérií:

Neschopnost rozpoznávat receptory MHC 1 a MHC 2 buněk vlastního těla;

Schopnost rozpoznávat vlastní antigeny prezentované na MHC 1 a MHC 2.

Buňky s výše uvedenými charakteristikami jsou zničeny. Zbytek lymfocytů pokračuje v diferenciaci a stává se předky klonů - skupin lymfocytů s antigenem rozpoznávajícím receptorem se stejnou specificitou.

Výběr T-lymfocytů

Nezralé T-lymfocyty migrují z kostní dřeně do thymické kůry a začnou se intenzivně dělit. Pozitivní selekce se provádí v kůře brzlíku během kontaktu s thymickými epiteliálními buňkami, které exprimují molekuly MHC I i MHC II. Lymfocyty schopné interagovat s molekulami MHC přijímají pozitivní stimul - signál k množení, zatímco buňky neschopné interagovat s MHC přijímají negativní signál pro sebezničení (apoptóza).

Dále lymfocyty, které prošly pozitivní selekcí, migrují do dřeně brzlíku a negativní selekce T-lymfocytů se objevuje na hranici kůry a dřeně. Negativní selekce se provádí v procesu jejich interakce s dendritickými buňkami a makrofágy, které představují vlastní antigeny těla.

Autoaggresivní T-lymfocyty přijímají signál pro sebezničení (negativní selekce), auto tolerantní se nadále množí a opouštějí medýzu brzlíku a šíří se do periferních orgánů imunitního systému. Ukázalo se, že ve výběrovém procesu selekce neprochází a asi 95% T-lymfocytů odumírá.

Lymfocyty umístěné v kortikální vrstvě brzlíku zpočátku mají na membráně jak receptory CD4, tak CD8. Pak buňky, které rozpoznají MHC I ztratí CD4 a stanou se CD8 +, tj. přeměnit se na CTL a buňky, které rozpoznávají MHC II, naopak ztratí CD8 a přeměnit na CD4 +, tj. u pomocníků T.

T-lymfocyty, které prošly diferenciací a selekcí v brzlíku, se nazývají „naivní“ T-lymfocyty. Po setkání s odpovídajícím antigenem se změní na aktivované nebo efektorové T-lymfocyty, připravené přijímat cytokinové signály pro aktivaci.

Selekce B-lymfocytů

V kostní dřeni podléhají nezralé B-lymfocyty negativní selekci. Lymfocyty schopné vázat se na své vlastní antigeny svým povrchovým antigenem rozpoznávajícím IgM receptorem dostávají signál na sebe-destrukci (apoptózu) a umírají. B-lymfocyty, které prošly negativní selekcí, se dělí a každá z nich tvoří skupinu potomků, klon, se stejnou specifičností. Zralé B-lymfocyty opouštějí kostní dřeň do krevního řečiště a osídlují lymfoidní orgány.

Přednáška 6. Poruchy imunity

Poruchy imunity zahrnují:

Hypersenzitivní reakce;

Autoimunitní reakce;

Stavy imunodeficience.

Hypersenzitivní reakce. Klasifikace Jell a Coombs - 4 typy reakcí přecitlivělosti.

MIRV typ 1.

Astma, senná rýma, ekzém, kopřivka, potravinové alergie.

Alergeny: léčivé látky, heterologní sérum, pyly rostlin, výkaly roztočů, potravinářské výrobky (vejce, mléko, krabi, ryby atd.).

Faktory přispívající k pronikání alergenů do sliznic jsou částice výfukových plynů (DPP) obsažené v městské atmosféře.

Dědičná predispozice k alergickým reakcím typu 1 je spojena s alely HLA-B8 a DR3.

Diagnostika: nastavení kožních testů.

Léčba: hyposenzibilizace - subkutánní injekce zvyšujících se dávek alergenu, v důsledku čehož dochází k přechodu na převažující syntézu IgG.

Prevence: vyloučení kontaktu s alergenem; v případě potřeby zavedení heterologního terapeutického séra - frakční zavedení podle Bezredky. Předepisování antihistaminik.

HHR typu 2 - cytotoxické reakce zahrnující IgG a komplement. Jsou pozorovány, když protilátky reagují s antigenem na buněčné membráně. V tomto případě se komplement přidá do vytvořeného komplexu, jehož poslední frakce (C5-C9) se nazývají perforiny. Proteinové molekuly těchto frakcí jsou začleněny do buněčné membrány a vytvářejí velké póry, kterými voda vstupuje do buňky. V důsledku toho dochází k lýze buněk. Tento typ přecitlivělosti se může vyvinout při dlouhodobém užívání léků, které mohou být adsorbovány na erytrocyty; příkladem je antiarytmické léčivo chinidin. Příkladem MHV typu 2 je hemolytické onemocnění novorozenců s Rh-konfliktem (retikulocytóza). Dalším příkladem je trombocytopenická purpura.

HHR typu 3 jsou spojeny s tvorbou velkého počtu imunitních komplexů, když velké množství cizího proteinu vstupuje do těla bez předchozí senzibilizace, například s podáváním terapeutických nebo profylaktických heterologních antisér. V důsledku dočasného nedostatku komplementu jsou malé imunitní komplexy ukládány ve stěnách krevních cév, kloubů a renálních glomerulů. Jakmile je nedostatek komplementu zaplněn, je fixován na malých imunitních komplexech (MIC) v tkáních. Makrofágy migrují do vytvořených velkých imunitních komplexů (BIC), které absorbují BIC a vylučují cytokiny, které způsobují zánětlivou reakci. Výsledkem HGS typu 3 je vývoj sérové \u200b\u200bnemoci, jejíž projevy jsou vaskulitida, artritida a glomerulonefritida.

HHR typu 3 se může projevit ve formě tzv. Arthusova fenoménu. Na rozdíl od sérové \u200b\u200bnemoci je jev Arthus násilnou lokální zánětlivou reakcí, která je doprovázena tkáňovou nekrózou v místě injekce antigenu. Předpokladem pro vývoj Artyusovy reakce je předběžná senzibilizace těla tímto antigenem (cizí protein) a přítomnost vysoké koncentrace protilátek proti tomuto antigenu v krevním séru.

HHR typu 4 se vyskytuje za účasti cytotoxických lymfocytů.

Existují 3 typy MHR typu 3: kontakt, tuberkulin a granulomatózní.

Kontaktní přecitlivělost je charakterizována ekzémovou reakcí v místě expozice antigenu. K senzibilizaci těla dochází zpravidla u sloučenin niklu, chrómu, látek, které jsou součástí detergentů, tj. Haptenů. Hlavními APC v kontaktní hypersenzitivitě jsou dendritické kožní buňky - Langerhansovy buňky. Reakce kontaktní přecitlivělosti nastává ve dvou fázích: senzibilizace a projevy. Doba senzibilizace trvá asi 2 týdny. Hapten, který pronikl kůží, se kombinuje s bílkovinami. Tento komplex je absorbován dendritickými buňkami, které následně prezentují hapten-proteinový komplex T-lymfocytům. V senzibilizovaném organismu migrují T-lymfocyty po opakovaném kontaktu s antigenem během 48 až 72 hodin do místa kontaktu s antigenem a dochází k místní zánětlivé reakci.

Přecitlivělost na tuberkulinový typ. Tuberculin je filtrát zabité kultury bakteriálních antigenů tuberkulózy. Poprvé jej získal R. Koch.

Hypersenzitivní reakce na tuberkulin se vyskytuje pouze u osob, u nichž jsou přítomny živé patogeny tuberkulózy. Po intradermální injekci tuberkulinu migrují monocyty a senzibilizované T-lymfocyty do místa injekce, které vylučují cytokiny (TNF-alfa a beta). Cytokiny zvyšují propustnost cévní stěny a v místě injekce tuberkulinu se tvoří zánětlivý infiltrát, který dosáhne své maximální velikosti po 48 hodinách.

Granulomatózní přecitlivělost. Granulomatické reakce se vyvíjejí, když infekční agens zůstává životaschopné v makrofázích, jako je tuberkulóza a malomocenství. Aktivovaný makrofág, uvnitř kterého jsou živé patogeny, se transformuje na epiteloidní buňku, která aktivně produkuje cytokiny - TNF. Epiteloidní buňky se navzájem spojí a vytvoří obrovské Langgansovy buňky. Ve středu granulomu jsou epitelové buňky, Langgansovy buňky a makrofágy. Střed granulomu je obklopen T-lymfocyty. Mimo T-lymfocyty je zóna proliferujících fibroblastů, které ohraničují zónu zánětu od zdravých tkání.

Předchůdci se předem zavázali vývoj v, nepřetržitě migrují z kostní dřeně do brzlíku, ale jejich počet se zdá být velmi malý. Nezralí prekurzory T buněk vstupují do oblasti kůry brzlíku, kde dozrávají do funkčních subpopulací T buněk. Charakteristickým rysem vývoje tymocytů je vysoká míra proliferace.
Osoba může mít extrathymické zrání T buněkpro optimální vývoj T-lymfocytů je však vyžadován intaktní brzlík.

Rozličný etapy Vývoj thymocytů může být určen změnami v expresi povrchových a cytoplazmatických molekul, cytokinových receptorů a stavu přeskupení genů receptorů T-buněk. Receptor T-buněk (TCR) rozpoznává pouze krátké peptidy, které vyplňují dutinu v molekulách první nebo druhé třídy hlavního histokompatibilního komplexu (MHC I a II, MHC komplex u lidí se označuje jako HLA). Prezentace takových peptidů T-lymfocytům je poskytována buňkami prezentujícími antigen.

TCR - heterodimerní komplex vytvořený sdružením a- a beta- nebo y- a S-podjednotek. Každá z těchto podjednotek je kódována samostatným genem. T buňky s receptory typu ap a yq jsou odlišné linie, které se oddělují před začátkem přesmyku genu TCR.

Nejméně zralé progenitorové buňky v brzlíku exprimují CD7 antigen. Některé z nich také exprimují CD44. CD44, receptor pro kyselinu hyaluronovou, je jedním z faktorů, které určují pohyb prekurzorů T-buněk do brzlíku. Z těchto prekurzorů se dále tvoří buňky CD2 + / CD7 +, v cytoplazmě, ve které je přítomen CD3. Proteinový komplex CD3 zprostředkovává signalizaci prostřednictvím TCR.

Peptid řetězce komplexu CD3 začnou být syntetizovány ve stadiu pro-T-lymfocytů a jejich exprese předchází vzhledu na TCR membráně.

T-lymfocyty yq-linie jsou první, kteří exprimují CD3 receptor, ale nemají na nich molekuly CD4 nebo CD8. O něco později se antigeny CD4 a CD8 začnou simultánně exprimovat na povrchu buněk exprimujících receptor ab. Do této doby je přeskupení genů a- a p-řetězce dokončeno a komplex receptoru TCR ab / CD3 je exprimován na buněčném povrchu.

Tak jako buňkyexprimující CD4 +, CD8 + a TCR (tzv. dvojitě pozitivní buňky) přecházejí z kůry do dřeně brzlíku, zrají na pomocné CD4 + nebo CD8 + cytotoxické T buňky. Buňky, které zrají do stadia CD4 + nebo CD8 +, představují méně než 5% thymocytů. Tyto lymfocyty opouštějí brzlík a vyplňují sekundární lymfoidní tkáně (lymfatické uzliny, slezina, lymfoidní tkáň spojená se sliznicemi).

T-lymfocyty s yq receptorem a CD5 + B1 buňky jsou funkčně podobné populace, které se vyvíjejí paralelně. T lymfocyty receptoru yq se nacházejí v různých tkáních, včetně sleziny, epidermis a epitelu sliznice dělohy, vagíny a jazyka. Předpokládá se, že tato populace buněk může hrát roli imunitního dohledu v těchto tkáních.

Tvorba komplexu receptoru T-buněk a pozitivní a negativní selekce v brzlíku

Jako imunoglobulinové geny, geny receptoru T-buněk jsou shromažďovány z různých segmentů, které jsou zpočátku v zárodečné konfiguraci. Geny receptorů T-buněk podléhají procesu somatického přeskupení, ve kterém jsou kódující segmenty připojeny k sobě a jsou mezi nimi odstraněny intronové sekvence. Variabilita spojení a inzercí umožňuje rozdíly v TCR a vede k velkému počtu různých sekvencí hypervariabilní oblasti TCR. Repertoár různých TCR je považován za ještě větší než repertoár molekul Ig (repertoár ab-TCR se odhaduje na 1015 a pro yq-TCR 1018). Na rozdíl od B-lymfocytů T-lymfocyty nevylučují své receptory.

Dvakrát pozitivní thymocyt prochází vícestupňovým procesem známým jako tymický výběr. V první fázi, nazývané pozitivní výběr, TCR dvojitě pozitivního thymocytu interagují s molekulami MHC, které jsou exprimovány epiteliálními buňkami v kůře brzlíku. Thymocyty schopné rozpoznávat komplex antigenu s HLA molekulou unikají z apoptózy a vstupují do další diferenciace, zatímco tymocyty, které nejsou schopné takové interakce, umírají.

Pokud rekombinaceovlivňující výskyt TCR jsou náhodné, v brzlíku se může vyvinout a podstoupit pozitivní výběr T buněk exprimujících TCR specifické pro cizí a vlastní antigeny. Existuje možnost, že T buňky, které jsou reaktivní na vlastní struktury těla, budou interagovat s autoantigeny ve tkáních, což může vést k nežádoucím autoimunitním reakcím. Aby se tomu zabránilo, podstoupí dvojitě pozitivní buňky druhou fázi selekce nazvanou negativní selekce. Během této fáze interagují dvojitě pozitivní buňky s komplexem MHC-peptid exprimovaným na povrchu dendritické buňky.

T buňkyČí TCR interaguje s komplexem MHC-peptid s vysokou afinitou, podléhá apoptóze. V průběhu negativní selekce se odstraní T buňky exprimující TCR, které jsou reaktivní na jejich vlastní antigeny.

Dvakrát pozitivní buňkykteří přežili negativní selekci, downregulaci CD4 nebo CD8 koreceptorů, což vede k vývoji buď CD4 + CD8 "nebo CD4" CD8 + (monopositivních) T lymfocytů. Současně si T-lymfocyty, které rozpoznávají antigeny prezentované molekulami MHC třídy II, zachovávají expresi CD4 + coreceptoru a T-lymfocyty, které rozpoznávají antigeny prezentované molekulami MHC třídy I, si zachovávají expresi CD8 + coreceptoru. Tyto buňky opouštějí brzlík a vytvářejí periferní zralé CD4 + a CD8 + T buňky.

Exprese určitých povrchových molekul během vývoje T-buněk

Buňky a cytokiny, které regulují vývoj T buněk

Thymus sestává z kortikálních a medulárních oblastí, lišících se počtem thymocytů a složením stromálních buněk. Thymus stromální buňky ovlivňují vývoj thymocytů jak přímými intercelulárními interakcemi, tak sekrecí rozpustných mediátorů.

Thymocyty a tymické epiteliální buňky exprimují množství determinantů buněčného povrchu, z nichž některé jsou zapojeny do adheze těchto buněčných populací k sobě navzájem. Receptor CD2 na thymocytech určuje vazbu k determinantu CD58 (LFA-3) a mezibuněčné adhezní molekule-1 (ICAM-1), které jsou přítomny v thymických epiteliálních buňkách. Interakce mezi vyvíjejícími se lymfocyty a stromou mohou aktivovat obě populace. Například vazba thymocytů na stroma může stimulovat produkci IL-1 stromálními buňkami a zvýšit expresi IL-2 receptoru na thymocytech.

IL-7 stimuluje polyiferaci thymocytů a tento účinek zvyšuje faktor kmenových buněk. Epitelové buňky brzlíku u lidí jsou zdrojem cytokinů IL-1a a b, IL-3, IL-6, IL-8, faktorů stimulujících kolonie (G-CSF a GM-CSF), faktoru inhibujícího leukémii (LIF) a TGF-p, a také hormony thymosin nebo thymopoietin, které ovlivňují proliferaci a diferenciaci thymocytů.

Cytokinypotřebné pro vývoj T buněk mohou být produkovány samotnými T buňkami. Thymocyty produkují IFN-y, TNF-a, IL-2, IL-3 a IL-4.

Podstatou teorie klonální selekce F. Bernetta je, že v procesu zrání lymfocytů dochází k přísnému zabíjení buněk podle následujících kritérií:

Neschopnost rozpoznávat receptory MHC 1 a MHC 2 buněk vlastního těla;

Schopnost rozpoznávat vlastní antigeny prezentované na MHC 1 a MHC 2.

Výběr T-lymfocytů

Selekce B-lymfocytů

Přednáška 6. Poruchy imunity

Poruchy imunity zahrnují:

Hypersenzitivní reakce;

Autoimunitní reakce;

Stavy imunodeficience.

Hypersenzitivní reakce. Klasifikace Jell a Coombs - 4 typy reakcí přecitlivělosti.

MIRV typ 1.

Astma, senná rýma, ekzém, kopřivka, potravinové alergie.

Alergeny: léčivé látky, heterologní sérum, pyly rostlin, výkaly roztočů, potravinářské výrobky (vejce, mléko, krabi, ryby atd.).

Faktory přispívající k pronikání alergenů do sliznic jsou částice výfukových plynů (DPP) obsažené v městské atmosféře.

Dědičná predispozice k alergickým reakcím typu 1 je spojena s alely HLA-B8 a DR3.

Diagnostika: nastavení kožních testů.

Léčba: hyposenzibilizace - subkutánní injekce zvyšujících se dávek alergenu, v důsledku čehož dochází k přechodu na převažující syntézu IgG.

Prevence: vyloučení kontaktu s alergenem; v případě potřeby zavedení heterologního terapeutického séra - frakční zavedení podle Bezredky. Předepisování antihistaminik.

HHR typu 4 se vyskytuje za účasti cytotoxických lymfocytů.

Existují 3 typy MHR typu 3: kontakt, tuberkulin a granulomatózní.

Přecitlivělost na tuberkulinový typ. Tuberculin je filtrát zabité kultury bakteriálních antigenů tuberkulózy. Poprvé jej získal R. Koch.

Hlavním účelem T-lymfocytů je rozpoznat povrchové struktury vlastnítělesné buňky. Pokud něco na povrchu jeho buněk „dráždí“ T-lymfocyty (například směs virových peptidů), pokusí se zorganizovat zničení poškozené buňky.

Na rozdíl od B-lymfocytů T-lymfocyty nevytvářejí rozpustné formy molekul rozpoznávajících Ag a vždy „pracují“ s vlastním „buněčným tělem“. Navíc většina T-lymfocytů není schopna rozpoznat a vázat rozpustný Ar.

Aby T-lymfocyt „věnoval pozornost Ar“, musí jiné buňky nějak projít Ar a zobrazit je na své membráně v komplexu s MHC-I / II. Toto je fenomén prezentace Ag T-lymfocytům. Rozpoznání takového komplexu T-lymfocyty je dvojité rozpoznání nebo MHC-omezení T-lymfocytů.

receptor antigenu t-lymfocytů

Antigen-rozpoznávající Rc T-lymfocyty - TCR-patří do superrodiny imunoglobulinů (viz obr. 5.1). Ag-rozpoznávací oblast TCR vyčnívající nad buněčný povrch je heterodimer (tj. Skládá se ze dvou různých polypeptidových řetězců) - analog jednoho fragmentu Ig Fab. Existují dvě známé varianty TCR označené jako TCRa a TCRy5; tyto varianty se liší ve složení polypeptidových řetězců Ag-rozpoznávacího místa. Každý T-lymfocyt nese pouze jednu variantu Rc. Ta se stal známým dříve a studoval se podrobněji než Ty5; proto je vhodnější popsat strukturu Pc T-lymfocytů pro Ar za použití TCRaP jako příkladu. Plně transmembránový lokalizovaný TCR sestává z 8 nebo 10 (jeden nebo dva páry a + β plus komplex „2ε + δ + γ + 2ζ“) polypeptidových řetězců (obrázek 6.1).

Obr. 6.1. TCR receptorap T lymfocyty pro antigen.

Ag-vazebná oblast receptoru je tvořena a- a p-řetězci; řetězce y, 5, e (společně se nazývají komplex CD3) jsou nezbytné pro expresi a- a p-řetězců, jejich stabilizaci a pravděpodobně i pro přenos signálu do buňky; Ζ-řetězec, „nejbuněčnější“, zajišťuje přenos signálu uvnitř buňky.

Transmembránové řetězyα aβ TCR.Jedná se o 2 přibližně stejné polypeptidové řetězce - a (molekulová hmotnost 40-60 tisíc, kyselý glykoprotein) a p (molekulová hmotnost 40-50 tisíc, neutrální nebo bazický glykoprotein). Každý z těchto řetězců má dvě glykosylované domény v extracelulární části Pc, hydrofobní (pozitivně nabitá díky lysinovým a argininovým zbytkům) transmembránová část a krátká (5-12 AA zbytky) cytoplazmatická oblast. Extracelulární části obou řetězců jsou spojeny jednou disulfidovou vazbou.

♦ V region.Vnější extracelulární (distální) domény obou řetězců mají variabilní AK složení. Jsou homologní s V oblastí Ig molekul, jedná se o V oblast TCR. Jsou to V-oblasti a- a p-řetězců, které přicházejí do styku s komplexem MHC-I / II-peptid.

♦ C-oblast.Proximální domény obou řetězců jsou homologní s konstantními oblastmi Ig, jedná se o C-oblasti TCR.

♦ Krátká cytoplazmatická oblast(oba a- a p-řetězce) nemohou nezávisle zajistit přenos signálu do buňky. K tomu se používá 6 dalších polypeptidových řetězců: y, 5, dva e a dva ζ.

Komplex CD3.Řetězy y, 8, e (společně se nazývají komplex CD3) jsou nezbytné pro expresi a- a p-řetězců, jejich stabilizaci a pravděpodobně i pro přenos signálu do buňky. Komplex CD3 sestává z extracelulární transmembrány (záporně nabité a

proto jsou elektrostaticky spojeny s transmembránovými částmi a- a p-řetězců) a cytoplazmatickými částmi.

♦ ζ -Chainsje spojen disulfidovým můstkem a je z velké části umístěn v cytoplazmě, vede signál uvnitř buňky.

♦ ITAM sekvence.Cytoplazmatické oblasti polypeptidových řetězců γ, δ, ε a contain obsahují AK-sekvence ITAM (1 v γ a δ-řetězcích, 2 v ε-řetězcích, 3 v každém ζ-řetězci), které interagují s cytosolickými tyrosin kinázami (aktivace těchto enzymů a představuje začátek biochemických reakcí pro vedení signálu).

Při vazbě Ar, iontových, vodíkových, van der Waalsových a hydrofobních sil se konformace Pc významně mění. Každý TCR je potenciálně schopný vázat asi 105 různých Ar, a nejen strukturně příbuzný (zkříženě reagující), ale také nemajíhomologie ve struktuře.

Geny TCR

Geny a-, P-, y- a 5-řetězců (obr. 6.2) jsou homologní s Ig geny a podléhají somatické DNA rekombinaci během diferenciace T-lymfocytů, což teoreticky poskytuje generování přibližně 10 16 - 10 18 variant antigen vázajících center (ve skutečnosti je tato diverzita omezená počet lymfocytů v těle do 10 9). Genyα -chainsmají 70-80 V-segmenty, 61 J- a jeden C-segment.

Obr. 6.2. Genyα- aβ - řetězce receptoru T-lymfocytů pro antigen.

Genyβ -chainsobsahují 52 segmentů V, 2 segmenty D, 13 segmentů J a 2 segmenty C.

Genyδ -chains.Geny pro D-, J- a C-segmenty TCRy5-řetězce jsou umístěny mezi V- a J-segmenty a-řetězce. V-segmenty 5-řetězce jsou "šířeny" mezi V-segmenty a-řetězce.

Genyγ -chainsTCRy5 mají 2 segmenty C, 3 segmenty J před prvním segmentem C a 2 segmenty J před druhým segmentem C, 12 segmentů V.

Přestavba genů

K DNA rekombinaci dochází, když se segmenty V-, D- a J kombinují a jsou katalyzovány stejným komplexem rekombináz jako v diferenciaci B-lymfocytů.

Po VJ přeuspořádání v a-řetězcových genech a VDJ v p-řetězcových genech a po připojení nekódovaných N- a P-nukleotidů k \u200b\u200bDNA je RNA přepsána. Ke sjednocení s C-segmentem a odstranění zbytečných (nepoužitých) J-segmentů dochází během sestřihu primárního přepisu.

Geny a-řetězce mohou být přeskupeny několikrát, když jsou geny p-řetězce již správně přeskupeny a exprimovány, proto existuje určitá možnost, že jedna buňka může nést více než jednu variantu TCR.

Geny TCR nepodléhají somatické hypermutagenezi.

Coreceptorové molekuly CD4 a CD8

Kromě samotného TCR každý zralý T lymfocyt exprimuje jednu z tzv. Coreceptorových molekul - CD4 nebo CD8, které se také vážou na molekuly MHC na APC nebo cílových buňkách. Každá z nich má cytoplazmatickou oblast spojenou s tyrosinkinázou Lck a pravděpodobně přispívá k přenosu signálu do buňky během rozpoznávání Ag.

CD4vstupuje do komunikace s invariantní částí (P2 doména) molekuly MHC-II (patří do nadrodiny Ig, viz obr. 5.1B). CD4 má molekulovou hmotnost 55 tisíc a 4 domény v extracelulární části. Když je aktivován T-lymfocyt, je jedna molekula TCR "podávána" dvěma molekulami CD4 (pravděpodobně dochází k dimerizaci molekul CD4).

CD8se váže na invariantní část (a3 doména) molekuly MHC-I (patří do nadrodiny Ig, viz obr. 5.1A). CD8 je heterodimer a a p řetězců spojených disulfidem

sdělení. V některých případech je nalezen homodimer 2-a-řetězce, který může také interagovat s MHC-I. V extracelulární části má každý z řetězců jednu doménu podobnou imunoglobulinu.

VYTVÁŘENÍ SIGNÁLU OD LYMPHOCYTE IMMUNORECEPTORS

Receptory lymfocytů pro Ar (TCR a BCR) mají řadu obecných vzorců registrace a přenosu aktivačních signálů do buňky (viz obr. 5.8).

Shlukování receptorů.K aktivaci lymfocytů je nezbytné shlukování Rc a koreceptorů, tj. „Sešívání“ několika RC s jedním Ag.

Tyrosin kinázy.Procesy fosforylace / defosforylace proteinů na tyrosinovém zbytku působením tyrosin kináz a tyrosin fosfatáz, které vedou k aktivaci nebo inaktivaci těchto proteinů, hrají významnou roli v přenosu signálu. Tyto procesy jsou snadno reverzibilní a „pohodlné“ pro rychlé a flexibilní reakce buněk na externí signály.

Kinases Src.Tyrosinové bohaté ITAM sekvence cytoplazmatických oblastí imunoreceptorů jsou fosforylovány nereceptorovými (cytoplazmatickými) tyrosinkinázami rodiny Src (Fyn, Blk, Lyn v B lymfocytech, Lck a Fyn v T lymfocytech).

♦ Aktivita Src kináz závisí na stavu C-terminální oblasti molekuly: její fosforylace působením Csk kinázy inaktivuje, defosforylace transmembránovou tyrosin fosfatázou CD45 - aktivuje enzym.

♦ Dalším mechanismem pro regulaci aktivity Src kináz je jejich kovalentní vazba na ubikvitin prostřednictvím adaptorového proteinu Cb1. Vazba s ubikvitinem řídí jakýkoli protein k degradaci v proteosomech.

Jiné kinázy.Kinázy Syk (v B-lymfocytech) a ZAP-70 (v T-lymfocytech) se vážou na fosforylované sekvence ITAM, jsou aktivovány a začínají fosforylovat adaptační proteiny: LAT (Linker pro aktivaci T buněk) a SLP-76 (Syk ), BLNK a SLP-65 (ZAP-70).

Fosfolipáza Cγ (viz obr. 4.3). Kinázy rodiny Tec (Btk v B lymfocytech, Itk v T lymfocytech) vážou adaptační proteiny

a aktivovat fosfolipázu Cy (PLCy).

♦ PLCy štěpí fosfatidyl inositol difosfát (PIP 2) buněčné membrány na fosfatidyl inositol trifosfát (PIP 3) a diacylglycerol (DAG).

♦ DAG zůstává v membráně a aktivuje proteinkinázu C (PKC) - serin / threonin kinázu, která aktivuje evolučně „starověký“ transkripční faktor NFkB.

♦ PIP 3 se váže na Rc v endoplazmatickém retikulu a uvolňuje ionty vápníku z depotu do cytosolu.

♦ Volný vápník aktivuje proteiny vázající vápník - kalmodulin, který reguluje aktivitu řady dalších proteinů, a kalcineurin, který defosforyluje a tím aktivuje jaderný faktor aktivovaných T-lymfocytů NFAT (jaderný faktor aktivovaných T-buněk).

Malé G-proteiny Rasv neaktivním stavu se vážou na GDP, ale adaptorové proteiny ho nahradí GTP, což převádí Ras do aktivního stavu.

♦ Ras má svou vlastní aktivitu GTPázy a rychle se odštěpuje od třetího fosfátu, čímž se vrací do neaktivního stavu (samo inaktivující).

♦ Ve stavu krátkodobé aktivace se Rasovi podaří aktivovat další kaskádu kináz nazývaných MAP (mitogenem aktivovaná proteinová kináza), které nakonec aktivují transkripční faktor AP-1 (aktivátorový protein-1) v buněčném jádře.

ROZDĚLENÍ T-LYMPHOCYTŮ

Diferenciační procesy vyskytující se v brzlíku byly studovány dostatečně podrobně a představují následující sled událostí:

Thymocyty se liší od běžné progenitorové buňky, která i mimo tymus exprimuje takové membránové markery jako CD7, CD2, CD34 a cytoplazmatickou formu CD3.

Progenitorová buňka se zavázala k diferenciaci na T-lymfocyty migruje z kostní dřeně do subkapsulární zóny thymického kortexu, kde dochází k pomalé buněčné proliferaci po dobu asi 1 týdne. Nové membránové molekuly CD44 a CD25 se objevují na tymocytech.

Poté se buňky posunou trochu hlouběji do tymické kůry, molekuly CD44 a CD25 zmizí z jejich membrány. V této fázi

začíná restrukturalizace genů β-, y- a 5-řetězců TCR. Jestliže geny y- a 5-řetězců mají čas na produktivní (tj. Bez posunutí čtecího rámce) přeskupení dříve než geny p-řetězce, pak se lymfocyty dále diferencují jako T5. Jinak je p-řetězec exprimován na membráně v komplexu s pTa (invariantní náhradní řetězec, který v tomto stadiu nahrazuje skutečný a-řetězec) a CD3. To slouží jako signál k zastavení přeskupení genů y- a 5-řetězců. Buňky začnou proliferovat a exprimovat CD4 a CD8 současně (dvakrát pozitivnítymocyty). V tomto případě se hromadí množství buněk s hotovým p-řetězcem, ale s dosud nepřeuspořádanými geny a-řetězce, což přispívá k rozmanitosti a-p-heterodimerů.

V další fázi se buňky přestanou dělit a začnou přeskupovat geny Va několikrát během 3-4 dnů. Přeskupení genů a-řetězce vede k nevratné deleci lokusu 8 umístěného mezi segmenty genů a-řetězce.

Exprese TCR je u každé nové varianty a-řetězce a výběr (výběr) thymocytů podle síly vazby na komplex peptid-MHC na membránách thymických epiteliálních buněk.

♦ Pozitivní výběr:thymocyty umírají, které se nevázaly na žádný z dostupných komplexů peptid-MHC. V důsledku pozitivní selekce asi 90% thymocytů zemře v brzlíku.

♦ Negativní výběrničí klony thymocytů, které vážou komplexy "peptid-MHC" příliš vysoká afinita.Negativní selekce vylučuje 10 až 70% pozitivně vybraných buněk.

♦ Thymocyty, se kterými se váže jakýkoli komplex peptid-MHC opravit(tj. průměrná síla) afinity signál pro přežitía nadále rozlišovat.

Na krátkou dobu zmizí obě z molekul coreceptoru z membrány thymocytů a poté jsou exprimovány jeden z nich:thymocyty, které rozpoznávají peptid v komplexu s MHC-I, exprimují CD8 coreceptor a s MHC-II, CD4 coreceptor. V souladu s tím vstupují do periferie dva typy T-lymfocytů (v poměru přibližně 2: 1): CD8 + (nebo T8) a CD4 + (nebo T4), funkcecož v nadcházejících imunitních reakcích jsou rozdílní.

♦ Lymfocyty CD8 +vykonávat funkce cytotoxické T lymfocyty(CTL), nebo „zabijáky perforinového granzymu“. Svým „buněčným tělem“ přímo zabíjejí buňky na membráně, kterou poznali Ag.

Obr. 6.3. Mechanismus působení cytotoxického T-lymfocytu na cílovou buňku.V

zabíječské buňky, granule s perforinem v reakci na zvýšení koncentrace Ca2 +, se sloučí s buněčnou membránou. Uvolněný perforin je inkorporován do membrány cílové buňky s následnou tvorbou pórů, které jsou propustné pro granzymy, vodu a ionty. Výsledkem je, že cílová buňka je lyžována.

♦ CD4 + T lymfocyty.Funkční specializace imunitních CD4 + T lymfocytů je rozmanitější. Mohou vyvinout cytotoxické T-lymfocyty perforin-granzymu - CD4 + CTL (zejména takové T-lymfocyty se nacházejí ve významném množství na kůži pacientů s Lyellovým syndromem). Zjevně se významná část CD4 + T-lymfocytů během vývoje imunitní odpovědi stává T-pomocníky - „profesionálními“ producenty cytokinů, kteří „najímají“ jiné provádějící buňky k ničení tkání poškozených patogenem.

Imunitní abnormalita.Změna v terminální diferenciaci imunitních CD4 + T-lymfocytů směrem k převahě konkrétní subpopulace v procesu vývoje imunitní odpovědi se nazývá odmítnutí imunity.

Subpopulace pomocníka T

Od konce 80. let XX. Století bylo obvyklé rozlišovat dvě subpopulace T-pomocníků (v závislosti na souboru cytokinů, které produkují) - Th1 a Th2. V poněkud transformované verzi tento koncept (přes jeho významnou konvenci) „zakořenil“ mezi imunology a lékaři a nadále se používá, přičemž se zdůrazňují následující typy T4-lymfocytů:

Th0- T4 lymfocyty v raných stádiích vývoje imunitního systému

odpověď produkují pouze IL-2 (mitogen pro všechny lymfocyty);

Th 1- diferencovaná subpopulace imunitních T4-lymfocytů, specializující se na produkci IFNy (správce imunitního zánětu prováděného aktivovanými makrofágy ve formě hypersenzitivity zpožděného typu - HRT);

Th2- diferencovaná subpopulace imunitních T4 lymfocytů, specializující se na produkci IL-4 a jeho "protějšku" IL-13 (správce imunitní odpovědi s převahou produkce IgE a závislých variant imunitního zánětu);

Th3- imunitní T4-lymfocyty v pozdějších fázích vývoje imunitní odpovědi, přešel na produkci transformujícího růstového faktoru (TGFp) - inhibitor proliferace lymfocytů;

Tg - regulátory T4, producenti imunosupresivních cytokinů - IL-10 (inhibitor aktivity makrofágů a Th1) a TGFp. Je také možné, že induktory apoptózy aktivovaných a použitých lymfocytů - FasL (Fas ligand) a další - jsou exprimovány na Tr membráně.

Následně bylo známo, že každý zralý imunitní T4 lymfocyt v každém časovém bodě produkuje pouze jeden cytokin(pouze ve vzácných případech, možná ve dvou) proto většina autorů v současnosti navrhuje mluvit nikoli o různých subpopulacích imunitních T4 lymfocytů, ale o různých typech imunitní odpovědi.

Typy imunitní odpovědi

Imunitní odpověď typu I

Vlastnosti.Dominují IFNy a aktivované makrofágy. Na straně T lymfocytů tuto odpověď usnadňují nejen CD4 + Th1, ale také další producenti IFNy - CD8 + lymfocyty a NK.

Biologické účinky IFNγ , jsou zaměřeny na ničení buněk infikovaných zevnitř: - přímý antivirový účinek na úrovni enzymů nukleových kyselin (2 "-5" -oligoadenylát syntetáza atd.); - silná stimulace makrofágů, resp. zvýšená syntéza toxických produktů makrofágů; - stimulace NK. - IFNy podporuje přepínání syntézy imunoglobulinu v B-lymfocytech na IgG, který aktivuje fagocyty (neutrofily a makrofágy), tj. T-lymfocyty - producenti IFN - poskytují makrofágy a

cytotoxická povaha imunitního zánětu tkání poškozených patogenem.

Pathohistologie.Imunitní zánět typu I je zaměřen na HRT, granulomy a podobné tkáňové změny.

Imunitní odpověď typu II

Charakteristický.Imunitní odpověď typu II je reakce řízená jinými cytokiny (např. IL-4). Producenti IL-4: CD4 + Th2, „nulové“ (CD4 / CD8) T-lymfocyty, žírné buňky.

♦ Th2 lymfocyty podporují přechod syntézy imunoglobulinových izotypů v B lymfocytech na IgE, IgG4 a IgA. Partnerské buňky pro tyto izotypy jsou žírné buňky, bazofily a eozinofily.Při aktivaci se vyvíjí zánětlivé procesy s výraznou vazoaktivní složkou a exsudací nebo charakteristickým eozinofilním zánětem.

♦ S výjimkou patologických případů alergických reakcí závislých na IgE je imunitní odpověď typu II obecně považována za protizánětlivou.

Příklady imunitního zánětu.Patologické procesy s prevalencí imunitního zánětu typu I (Th1) nebo II (Th2) jsou uvedeny níže.

Th1 (I) (zánět makrofágů- HRT, granulomas:hashimotova tyreoiditida; oftalmopatie; diabetes mellitus I. typu; roztroušená skleróza; revmatoidní artritida; zánět žaludku (Helicobacter pylori);lymská borelióza; chronická hepatitida C; akutní odmítnutí aloštěpu; akutní onemocnění štěpu proti hostiteli; sarkoidóza; aplastická anémie; obvyklé potraty.

Th2 (II) (zánět závislý na Th2)- exsudativní, eosinofilní atd.):spalničky, Omennův syndrom, atopická onemocnění; chronické onemocnění štěpu proti hostiteli; alergická keratokonjunktivitida.

Lymfocyty Tγδ a antigeny nezávislé na brzlíku

99% T-lymfocytů podstupujících lymfopoézu v brzlíku jsou Ta; méně než 1% - T5. Většina z nich se rozlišuje extrathymicky, především v sliznicích gastrointestinálního traktu. U všech T-lymfocytů v těle se jejich podíl odhaduje na 10 až 50%. V embryogenezi se Tγ objevují dříve než Ta.

Tγδ neexprimují CD4.Molekula CD8 je exprimována na části T5, ale ne jako a-heterodimer, jako na CD8 + Ta, ale jako homodimer dvou a-řetězců.

Funkce Ty5: producenti cytokinů a / nebo cytotoxické T lymfocyty.

Antigen rozpoznávající vlastnosti:TCRyδ se více podobají Ig než TCRaβ, tj. jsou schopné vázat nativní Ar bez ohledu na klasické molekuly MHC - T5 nevyžaduje nebo nevyžaduje předběžné zpracování Ar v APC.

Odrůda TCRy5 je větší než TCRaβ a Ig, tj. obecně jsou T5 schopny rozeznat širokou škálu Ag (hlavně fosfolipidové Ag mykobakterií, sacharidů, proteinů tepelného šoku).

Thymus-nezávislý Ag.Látky podobné chemické povahy nemohou být zpracovány na komplexy s molekulami MHC-I / II kvůli jejich chemickým vlastnostem, a proto nemohou být prezentovány k rozpoznání a rozpoznány Tβ-lymfocyty. Takové látky se nazývají Arth-independentní Ar a jsou rozděleny do dvou tříd.

♦ Thymus-nezávislý Ar 1. třída(TH-1) indukují polyklonální aktivaci B-lymfocytů a produkci polyklonální imunoglobuliny.Tyto látky se také nazývají mitogeny B-buněk. Účast T-lymfocytů není vůbec nutná.

Imunitní odpověď B-lymfocytů bez účasti T-lymfocytů je charakterizována řadou vlastností: AT pouze třídy M (bez přepínání třídy), žádná imunologická paměť, žádná „maturace“ afinity. Tato reakce má však také výhodu: vyvíjí se již v prvních 2 dnech po průniku Ag a začíná bránit tělo v časných stádiích infekce, zatímco na thymus-dependentní odpovědi stále neexistuje.

♦ Thymus-nezávislý Ar 2. třída(TH-2): polysacharidy bakteriální stěny obsahující mnoho opakujících se struktur. TH-2 (na rozdíl od TH-1) je schopen aktivovat pouze zralé B-lymfocyty. U nezralých B-lymfocytů indukují opakované antigenní epitopy anergii nebo apoptózu. Podle TH-2 jsou B 1 lymfocyty hlavně „specializované“

V BM byly vytvořeny časné prekurzory T-lymfocytů. CD7 je exprimován dříve než jiné markery T-buněk na povrchu vyvíjejících se lidských T-buněk (již ve fázi proT). Tyto buňky také nesou membránový marker CD38, který je charakteristický pro mnoho krvetvorných buněk ve středních stádiích vývoje. Jejich reprodukce je podporována faktorem kmenových buněk a IL-7, jejichž receptory jsou přítomny na povrchu těchto buněk. Buněčná proliferace může být způsobena IL-3, 2, 9, 1 a 6. V časných stádiích nezralé blasty vstupují do brzlíku. Všechna stádia dif-ki budou spojena se změnami povrchových markerů pro t-lymfocyty.

T-lymfocyty - CD2 + CD3- CD4- CD8-

Od začátku je syntetizován β-řetězec, poté a-řetězec. Řetězy se spojí a uvolní se αβTCR CD3 + CD4 + CD8 + - kortikální thymocyty. Cítí. K apoptóze, kat. indukce kortikosteroidy a I.I.

Od této chvíle začnou fáze. a popřel. výběr T-lymfocytů v brzlíku. Selekce bude - proces selektivního udržování klonů lymfocytů, negace selekce - proces eliminace klonů lymfocytů. Tyto procesy vedou k korekci primárního komplexu rozpoznávajícího antigen (udržování klonů, kočka rozpoznává peptidy ve složení "jejich" MHC mol-1 a \u200b\u200bodstranění zcela autoreaktivních klonů).

Dříve v čase odlož to. výběr jsou prováděny v hlubokých vrstvách kůry brzlíku. Je založen na interakci tymocytů s epitelovými buňkami nesoucími molekuly MHC třídy II na povrchu. V této fázi jsou udržovány klony, které jsou schopné rozpoznávat jak zcela autologní kombinace molekul MHC a peptidů, tak autologní molekuly MHC modifikované cizími peptidy. Základem pozitivní selekce je kontaktní interakce buněk v důsledku komplementarity receptoru thymocytů a molekuly MHC epiteliální buňky. Tato interakce zahrnuje již zmíněné páry adhezivních molekul, které tuto interakci stabilizují.

Po provedení fáze se to odloží. selekce na povrchu klonů přežívajících klonů, zvýšení exprese CD3-TCR a pomocných CD4 a 8. Klony, které prošly takovými změnami, se stávají substrátem pro odepřeno. chov... Provádí se v medulární vrstvě a kortiko-medulární zóně brzlíku v procesu interakce s dendritickými buňkami, bohatými na produkty MHC tříd I a I. Pokud rozpoznáte vysoce afinitní vlastnost. peptidy - auto AG - jsou zničeny apoptózou.

V důsledku dvou fází selekce jsou eliminovány ty klony thymocytů, které nesou receptory specifické pro AG, které nemají nic společného s autologním MHC, jakož i komplexy autologních AG peptidů s autologním MHC.

Subpopulace T-lymfocytů, hlavní funkce. Pomocníci T, klasifikace, mechanismy diferenciace. Úloha ve vývoji imunitní odpovědi Th1, Th2, Th17 a regulačních T-lymfocytů.

Lymfocyty, které se dostávají z BM do brzlíku, se diferencují pod vlivem tymických hormonů na zralé lymfocyty. Prochází však různými fázemi vývoje. Existují 2 hlavní subpopulace T lymfocytů:

– T-pomocníci αβTCRCD4 + - subpopulace \u003d 60%. V závislosti na tom, jaké cytokiny jsou produkovány těmito lymfocyty během vývoje im. odpověď je: T-pomocník typ 1 - produkují y-interferon, interleukin-2, růstový faktor β. Aktivují makrofágy, účastní se buněčné im. reakce, účastnit se zánětu, HRT reakcí; T-pomocníci 2. typu -produkovat interleukin-4,5,10,21,23. schopné aktivovat B-lymfocyty, tj. zodpovědný za vývoj speciálů. humorální im. reakce, provádějte ochranu proti helmintům, parzitům, pomůckám. implementace všech alergických oblastí v org-me; Pomocníci T 17 - produkují interleukin-17,36, interleukin-17A, F - vvl. ve vývoji autoim. onemocnění poskytováním. na ochranu proti bakteriím má kočka extracelulární reprodukční cyklus.

Všechny lymfocyty jsou tvořeny z naivních T-lymfocytů. Diferenciace je určena místním mikroprostředím a cytokiny, kat. ovlivnit rozdíl.

Pro Тх1 - Interleukin-12, Тх2 - interleukin-4, Тх-17 - interleukin-6.23. Regulovat - transformovat. růstový faktor β.

– Cytotoxické lymfocyty - zabijácké buňky aβTCRCD8 + \u003d 30%.

Uznává se a ničí cizí nebo vlastní modifikované buňky. Cl-ki-prekurzory T-zabijáků rozpoznávají AH na povrchu buněk ve spojení s MHC mol-I třídou. Vylučují perforiny, granzymy, TNF, které způsobují poškození membrány a buněčnou smrt. TC jsou schopny syntetizovat interferon alfa, který má antivirovou aktivitu.