Реферат
з біології
«Лімфоїдні клітини»
Щодоби у первинних лімфоїдних органах - тимусі і постнатальному кістковому мозку - утворюється значна кількість лімфоцитів. Частина цих клітин мігрує з кровотоку у вторинні лімфоїдні тканини - селезінку, лімфатичні вузли і лімфоїдні освіти слизових оболонок. В організмі дорослої людини міститься приблизно 10 грудня лімфоїдних клітин та лімфоїдна тканина в цілому складає приблизно 2% загальної маси тіла. При цьому на лімфоїдні клітини припадає приблизно 20% циркулюючих з кровотоком лейкоцитів. Багато зрілі лімфоїдні клітини відносяться до довготривалим і можуть багато років існувати як клітин імунологічної пам'яті.
Лімфоцити морфологічно різноманітні
У звичайному мазку крові лімфоцити розрізняються як за розмірами, так і з морфології. Варіює співвідношення величина ядра: величина цитоплазми, а також форма самого ядра. У цитоплазмі деяких лімфоцитів можуть міститися азурофільних гранули.
При світловій мікроскопії мазків крові, пофарбованих, наприклад, гематологічним барвником Гімза, можна виявити два морфологічно різних типи циркулюючих лімфоцитів: перший - відносно дрібні клітини, в типовому випадку позбавлені гранул, з високим співвідношенням Я: Ц - і другий - більш великі клітини з меншим співвідношенням Я.Ц, що містять в цитоплазмі гранули і відомі як великі гранулярні лімфоцити.
Спочиваючі Т-клітини крові
Велика частина їх експресують бв-Ф-клітинні рецептори і може мати один з двох описаних вище типів морфології. Більшість хелперних Т-клітин і частина цитотоксичних Т-лімфоцитів відносяться до малих лімфоцитів, позбавленим гранул і мають високе співвідношення Я: Ц. Крім того, в їх цитоплазмі присутні особлива структура, названа тільцем Голль, - скупчення первинних лізосом біля ліпідної краплі. Тельці Голль легко виявити при електронній мікроскопії або цитохімічних, методом визначення лізосомних ферментів. Менше 5% Тх-клітин і приблизно половина Тц мають інший тип морфології, характерний для ВГЛ, з розсіяними по цитоплазмі первинними лізосомами і добре розвиненим комплексом Гольджі. Цікаво, що у миші немає цитотоксичних Т-клітин, подібних за морфології з ВГЛ.
Ознаки великих гранулярних лімфоцитів властиві також ще однієї субпопуляції Т-лімфоцитів, а саме Т-клітин з гд-рецепторами. В лімфоїдних тканинах ці клітини мають дендритну морфологію; при культивуванні in vitro вони здатні прикріплятися до підкладки, приймаючи в результаті різноманітну форму.
Користувачі В-клітини крові. Ці клітини не містять бичка Голль і морфологічно не схожі з великими гранулярними лімфоцитами; їх цитоплазма в основному заповнена розсіяними монорібосомамі. У кровотоці іноді можна спостерігати активовані В-клітини з розвиненим шорстким ендоплазматіче-ським ретикулумом.
НК-клітини Нормальні кілерні клітини, подібно гд-Ф-клітинам і однією з субпопуляцій Тц, мають морфологію ВГЛ. Однак при цьому в їх цитоплазмі більше азурофільних гранул, ніж у гранулярних Т-клітин.
Лімфоцити експресують особливі у кожної субпопуляції поверхневі маркери
На поверхні лімфоцитів присутня безліч різноманітних молекул, які можуть служити мітками різних субпопуляцій. Значна частина цих клітинних маркерів в даний час легко ідентифікується за допомогою специфічних моноклональних антитіл. Розроблено систематизована номенклатура маркерних молекул; в ній групи моноклональних антитіл, кожна з яких специфічно зв'язується з певною маркерною молекулою, позначені символом CD. За основу CD-номенклатури прийнята специфічність насамперед мишачих моноклональних антитіл до антигенів лейкоцитарним людини. У створенні цієї класифікації беруть участь багато спеціалізовані лабораторії різних країн. Для її обговорення проведена серія міжнародних робочих зустрічей, на яких вдалося визначити характерні набори зразків моноклональних антитіл, що зв'язуються з різними популяціями лейкоцитів, а також молекулярні маси виявляються при цьому маркерів. Моноклональні антитіла збігається специфічності зв'язування об'єднують в одну групу, привласнюючи їй номер в системі CD. Проте останнім часом прийнято таким чином позначати не групи антитіл, а маркерні молекули, розпізнавані даними антитілами
Надалі молекулярні маркери стали класифікувати відповідно до інформації, яку вони несуть про експрессіруюшіх їхніх клітинах, наприклад:
• популяційні маркери, які служать характерною ознакою даного цітопоетіческого ряду, або лінії; приклад - маркер CD3, що виявляються тільки на Т-клітинах;
• диференційовані маркери, які експресуються тимчасово, в процесі дозрівання; приклад - маркер CD1, який присутній на розвиваються тимоцитах, але не на зрілих Т-клітинах;
• маркери активації, такі як CD25 - нізкоаффінний Т-клітинний рецептор для фактора росту, які експресуються тільки на Т-клітинах, активованих антигеном.
Іноді такий підхід до класифікації маркерів дуже корисний, проте не завжди він можливий. У деяких популяцій клітин маркер активації і маркер диференціювання - це одна і та ж молекула. Наприклад, CD 10, присутній на незрілих В-клітинах, зникає при дозріванні, але з'являється знову при активації.
Крім того, маркери активації можуть постійно бути присутнім на клітинах в низькій концентрації, але в більш високій - після активації. Так, під дією Іфу зростає експресія молекул головного комплексу гістосумісності класу II на моноцитах.
Клітинні маркери утворюють кілька сімейств
Компоненти клітинної поверхні відносяться до різних сімейств, гени яких відбулися, ймовірно, від декількох предкової. Маркерні молекули з різних родин розрізняються за структурою і утворюють такі основні групи:
• суперсімейство імуноглобулінів, що включає молекули, близькі за будовою до антитіл; до нього ставляться CD2, CD3, CD4, CD8, CD28, молекули МНС класів I і II, а також багато інших;
• сімейство інтегринів - гетеродімерних молекул, утворених а-і в-ланцюгами; існує кілька підродин інтегринів; всі члени одного підродини мають загальну в-ланцюг, але різні, унікальні в кожному випадку, б-ланцюга; в одному з підродин ф 2-ин -тегріни) в-ланцюг представляє собою маркер CDI8. У комбінації з CDI la, CDI lb, CDI Ic або aD він утворює відповідно лімфоцитів-тарні функціональні антигени LFA-1, Мас-1 і з 150, 95 і молекули клітинної поверхні бувши 9, часто виявляються на лейкоцитах. У другого підродини по-ланцюг представляє собою маркер CD29; в поєднанні з різними б-ланцюгами він утворює маркери пізній стадії активації;
• селектину, які експресуються на лейкоцитах або на активованих клітинах ендотелію. Вони мають лектиноподібною специфічністю щодо Сахаров у складі високоглікозілірованних мембранних глікопротеїнів; до селектину відноситься, наприклад, CD43;
• протеоглікани, що мають ряд глюкозаміногліканових ділянок зв'язування; приклад - хондроитинсульфату.
Інші сімейства клітинних маркерів - це суперсімейство рецепторів для фактора некрозу пухлин і фактора росту нервів, суперсімейство лектинів С-типу, що включає, наприклад, CD23, а також суперсімейство многодоменних трансмембранних рецепторних білків, до якого входить рецептор для ІЛ-6.
Слід підкреслити, що маркери, які експресуються лімфоцитами, можна виявити і на клітинах інших ліній. Так, CD44 часто виявляється на клітинах епітелію. Молекули клітинної поверхні можна виявити за допомогою флуоресціюючих антитіл, використовуваних як зондів. На цьому підході заснований метод проточної імунофлуоресцентній цитометрії, що дозволяє сортувати і підраховувати клітини в залежності від їх розмірів і параметрів флуоресценції. За допомогою цього методу вдається проводити детальну сортування популяцій лімфоїдних клітин.
Т-клітини
Т-клітини різняться за своїми антігенраспознающім рецепторів
Маркером, що характеризує лінію Т-клітин, служить Т-клітинний рецептор для антигену. Є два різних типи ТКР, і той і інший - гетеродімери з двох з'єднаних ді-сульфідними зв'язками поліпептидних ланцюгів. ТКР першого типу утворений ланцюгами б и в, другого типу, подібний за структурою - ланцюгами г і д. Обидва рецептора асоційовані на клітинній поверхні з п'ятьма поліпептидами СОЗ-комплексу, утворюючи разом з ним рецепторний комплекс Т-клітини. Приблизно 90-95% Т-клітин у крові є бв-Ф-клітини, інші 5-10% - гд-Ф-клітини.
бв-Ф-клітини різняться в свою чергу за експресією CD4 або CD8
бв-Ф-клітини поділяються на дві різні, неперекривающіхся субпопуляції: клітини однієї з них несуть маркер CD4 і в основному «допомагають» у здійсненні імунної відповіді або «індукують» його, клітини іншої несуть маркер CD8 і мають переважно цитотоксичною активністю. Т-клітини CD4 + розпізнають антигени, до яких вони специфічні, в асоціації з молекулами МНС класу II, тоді як Т-клітини CD8 + здатні впізнавати антигени в асоціації з молекулами МНС класу 1. Таким чином, можливість взаємодії Т-клітини з клітиною залежить від присутності на першій маркера CD4 або CD8. Невелика частина бв-Ф-клітин не екс-прессірует ні CD4, ні CD8. Подібним же чином «двічі негативні» більшість циркулюючих гд-Ф-клітин, хоча деякі з них все-таки несуть CD8. Навпаки, велика частина гд-Ф-клітин в тканинах експресують цей маркер.
бв-Ф-клітини CD4 + і CD8 + поділяються на функціонально різні субпопуляції
Як зазначено вище, приблизно 95% Т-клітин CD4 + і 50% Т-клітин CD8 + морфологічно являють собою малі негранулярние лімфоцити. Ці популяції можна диференціювати далі по фенотипической експресії CD28 і CTLA-4 на функціонально різні субпопуляції. Експресуються Т-клітинами CD4 + маркер CD28 забезпечує передачу кос-тімулірующего сигналу активації при розпізнаванні антигену. Лігандами CD28 служать молекули В7-1 і В7-2 на АПК. Гомологичную CD28 молекулу CTLA-4 Т-клітини CD4 + починають експресувати після активації. CTLA-4 пов'язується з тими ж лігандами, що і CD28, тим самим обмежуючи активацію. Крім того, бв-Ф-клітини експресують різні ізоформи загального лейкоцитарного антигену, CD45. Вважається, що CD45RO, а не CD45RA, пов'язаний з клітинної активацією. Для виділення функціонально різних субпопуляцій бв-Ф-клітин використовують також інші критерії, зокрема експресію клітинних маркерів нормальних кілерних клітин, що виявляються на 5-10% циркулюючих Т-клітин. Ці клітини утворюють ІЛ-4, але не ІЛ-2, і дають слабкий проліферативний відповідь на антигени та мітогени.
бв-Ф-лімфоцити можна класифікувати також за профілем цитокінів
Функціональна розмаїтість Т-клітин можна продемонструвати, аналізуючи профілі секреції цитокінів різними клонами Т-хелперів. У миші і людини ідентифіковано дві групи Т-клітинних CD4 +-ktiohob. Субпопуляція Txl секретує ІЛ-2 і Іфу, а субпопуляція Тх2 - ІЛ-4, ІЛ-5, ІЛ-6 та ІЛ-10. Клітини Txl беруть участь в активації цитотоксичних Т-клітин і в місцевих запальних реакціях. Отже, вони важливі для протидії організму внутрішньоклітинної вірусної, бактеріальної або паразитарної інфекції. Клітини ж Тх2 більш ефективні в стимуляції В-клітин до проліферації і утворення антитіл, тому їх функції пов'язані в першу чергу з захистом організму від мікробів, що розмножуються позаклітинно.
ГД-Ф-клітини відносно часто зустрічаються в епітелії слизових оболонок, але представляють лише мінорну субпопуляцію серед циркулюючих Т-клітин. У миші майже всі внутріепі-теліальние лімфоцити відносяться до гд-Ф-клітини, що експресують CD8 - маркер, який відсутній на більшості циркулюючих гд-Ф-клітин. Як встановлено, гд-Ф-клітини CD8 + володіють особливим репертуаром Т-клітинних рецепторів, специфічних до певних бактерійних і вірусних антигенів. Відповідно до сучасної крапки зору, ці клітини можуть відігравати важливу роль у захисті слизових оболонок організму від інфекції.
Т-клітини мають ряд загальних маркерів з клітинами інших ліній
До цих пір описували клітинні маркери і Антигенспецифічність рецептори, характерні для окремих субпопуляцій Т-лімфоцитів. Проте ряд молекул експресується на поверхні всіх Т-клітин, а також на клітинах інших ліній. Хороший приклад - рецептори для еритроцитів барана. У нормі молекула CD2, зв'язуючись з відповідними лігандами, бере участь у процесі активації Т-клітин разом з ТКР - CD3-комплексом та іншими глікопротеїнами у складі мембран. Разом з тим CD2 виявляється також у 75% НК-клітин CD3 -. Інша бере участь в Т-клітинної активації молекула - це маркер CD5, які експресуються на всіх Т-клітинах і на одній з субпопуляцій В-клітин. Молекула CD5 може зв'язуватися з CD72, але питання про її роль в якості фізіологічного ліганда В-клітин залишається відкритим. Маркер CD7 присутня майже на всіх НК-і Т-клітинах. Повний перелік Т-клітинних CD-маркерів, частина яких експресується і на інших клітинах гемопоетичний походження, наведений у додатку. Т-клітини миші експресують маркери, подібні з виявленими на Т-клітинах людини.
Супресорні Т-клітини
Отримано очевидні функціональні докази існування Антигенспецифічність супресорних Т-клітин, однак ці клітини, мабуть, не складають окремої субпопуляції Т-клітин з виключно супресивної функцією. Доведено також, що Т-клітини. як CD4 +, так і CD8 +, здатні пригнічувати імунну відповідь або шляхом прямого цитотоксичної дії на антігенпрезентіруюшіе клітини, або шляхом виділення «супресивний» цитокінів, або шляхом передачі сигналу негативної регуляції, або за допомогою ідіотип-антіідіотіпіческіе мережевих взаємодій.
В-клітини
Від 5 до 15% циркулюючих з кров'ю лімфоїдних клітин - це В-лімфоцити, які виявляються за наявністю поверхневих імуноглобулінів. Молекули Ig синтезуються конститутивно; вони вбудовані в цитоплазматичну мембрану клітини і функціонують як Антигенспецифічність рецептори. Такі рецептори можна визначити на клітинній поверхні, використовуючи мічені флуорохромами антитіла до імуноглобуліну крові експресують IgG, IgA та lgE, але в певних областях тіла такі клітини зустрічаються з більшою частотою; наприклад, В-клітин, які несуть.
Лектини - це білки рослинного і бактеріального походження, що зв'язують вуглеводи. Деякі з них здатні активувати лімфоцити, перехресно взаємодіючи з ВКР або ТКР, і служити мітогенами. Вважається, що мітогенний стимуляція лімфоцитів in vitro досить близько відтворює активацію специфічними антигенами. Лектини ФГА і Конан стимулюють Т-лімфоцити миші і людини. Бактеріальний ліпополісахарид стимулює В-клітини миші, а мітоген лаконосу викликає проліферацію і В-, і Т-клітин людини.
Дослідження in vitro із застосуванням цих агентів показали, що активація Т-і В-клітин викликає синтез цитокінів і рецепторів для них. Взаємодія цитокінів з рецепторами індукує вступ клітин у цикл розподілу та їх подальше дозрівання з утворенням ефекторних клітин або клітин імунологічної пам'яті. В умовах in vitro клітини пам'яті рециркулює і в підсумку розселяються по Т-і В-залежним областям лімфоїдних тканин, де вони надалі залишаються, зберігаючи готовність до відповіді за нової зустрічі з тим же антигеном.
Сигнал активації передають «другі посередники»
У результаті взаємодії покояться лімфоцитів з антигеном індукується ланцюг біохімічних процесів, що призводять до утворення всередині В-або Т-клітини «других посередників». Ці посередники відповідальні за наступні зміни на рівні генів. Існує кілька основних механізмів активації лімфоцитів, але до кінця вони поки не ясні. Як в Т-, так і в В-клітинах в передачі сигналу активації бере участь гуанозінтріфосфат-зв'язуючий білок, який стимулює метаболізм фосфатидилінозитолу. У результаті утворюються два других посередника - інозитол-1 ,4,5-трифосфат і диацилглицерол. Посередник ЙС3 індукує вихід іонів Са 2 + з внутрішньоклітинних депо, а ДАГ активує протеїн С, яка разом з іншими кіназами фосфолірует ряд компонентів плазматичної мембрани, що призводить до появи факторів транскрипції і подальшої експресії певних генів. Таким чином, відразу після контакту Т-лімфоцитів з антигеном на їх поверхні експресується ряд молекул, в тому числі gp39 і рецептор для ІЛ-2. Подальші міжклітинні взаємодії за участю цих молекул викликають проліферацію та диференціювання лімфоцитів.
Диференціація В-клітин призводить до утворення плазматичних клітин і клітин імунологічної пам'яті
Після активації мітогеном або антигеном Т-і В-клітини зазнають характерні ультраструктурні зміни, перетворюючись на лімфобла-сти. Згодом багато По-лімфобластів дозрівають у антітелообразующіх клітини, які in vivo розвиваються потім в остаточно диференційовані плазматичні клітини. У деяких По-лімфобластів не утворюється цистерн шорсткого ендоплазма-тичного ретикулуму. Такі клітини присутні у центрах розмноження всередині лім-фоідних фолікулів, вони названі центральними клітинами фолікула, або центроцітамі.
Як показує світлова мікроскопія, цитоплазма плазматичних клітин базофильна, тобто має споріднення до основних фарбників. Це властивість цитоплазми пояснюється присутністю в ній великих кількостей РНК, що забезпечує синтез антитіл на рибосомах шорсткого ЕР. За допомогою електронного мікроскопа в плазматичних клітинах можна спостерігати паралельні ряди шорсткого ЕР. Ці клітини рідко з'являються в крові, складаючи не більше 0,1% циркулюючих лімфоцитів. У нормі плазматичні клітини зустрічаються тільки у вторинних лімфоїдних органах і тканинах, і, крім того, їх досить багато у червоному кістковому мозку. Антитіла, які утворюються однією плазматичної клітиною, володіють однією антигенної специфічністю і належать до одного ізотопу імуноглобулінів. Їх можна виявити в цитоплазмі цих клітин за допомогою мічених флуорохромами антіглобуліновой антитіл. Плазматичні клітини мають коротку тривалість життя; проіснувавши лише кілька днів, вони гинуть в процесі апоптозу.
Маркери активації на лімфоцитах
Активація Т-і В-клітин викликає синтез de novo ряду поверхневих маркерів і збільшення експресії інших.
До цих маркерів активації відносяться молекули міжклітинної адгезії, що забезпечують більш ефективну взаємодію активованих клітин з іншими, а також рецептори факторів росту і диференціювання, необхідні для постійної проліферації і дозрівання клітин. Один з них - рецептор для ІЛ-2, які експресуються Т-клітинами після активації; він складається з трьох субодиниць. У стані спокою Т-клітини постійно експресують пана ланцюг цього рецептора, а деякі з них утворюють також його по-ланцюг. Активація викликає синтез б-субодиниці ІЛ-2Р та освіта гетеротрімерного високоафінного ІЛ-2Р. Тимчасово активація Т-клітин викликає також експресію gp39 і рецепторів трансферину, CD38 та CD69. Ці маркери з'являються в ранній фазі онтогенезу Т-клітин, але зникають у ході внутрітімусного розвитку. Пізніми маркерами активації Т-клітин людини служать молекули МНС класу 11. На Т-клітинах, зокрема Т-клітинах імунологічної пам'яті, експресується як пізній маркер активації CD29. Тому функцію «пам'яті» субпопуляції Т-клітин CD4 + CD29 + можна інтерпретувати як індуковане активацією збільшення числа різних молекул міжклітинної адгезії, які полегшують взаємодію цих Т-клітин з іншими, якщо організм зустрічається з даним антигеном знову.
До маркерів активації В-клітин відносяться високоафінними ІЛ-2Р та інші рецептори для факторів росту і діффереціровкі, таких як ІЛ-3. ІЛ-4, ІЛ-5 та ІЛ-6. Всі ці рецептори вивчені методами молекулярного клонування і секвенування. Крім того, на активованих В-клітинах експресуються рецептори трансферину і у підвищеній концентрації мембранні антигени МНС класу II. Експресуються на активованих В-клітинах людини і миші маркер CD23 бере участь в індукції клітинного поділу. Маркер CD38 відсутній на зрілих В-клітинах людини, але виявляється на кінцевій стадії диференціювання плазматичних клітин і клітин центрів розмноження, а також на В-клітинах дуже ранніх стадій дозрівання. Молекули специфічного плазмоцитарна антигену-1 знайдені на В-клітинах людини тільки в плазмоцитарної стадії їх диференціювання. Клітини імунологічної пам'яті, які виявляються в центрах розмноження всередині вторинних лімфоїдних фолікул, не експресують ні IgD, ні CD22.
До маркерів активації З К-клітин відносяться молекули МНС класу II.
з біології
«Лімфоїдні клітини»
Щодоби у первинних лімфоїдних органах - тимусі і постнатальному кістковому мозку - утворюється значна кількість лімфоцитів. Частина цих клітин мігрує з кровотоку у вторинні лімфоїдні тканини - селезінку, лімфатичні вузли і лімфоїдні освіти слизових оболонок. В організмі дорослої людини міститься приблизно 10 грудня лімфоїдних клітин та лімфоїдна тканина в цілому складає приблизно 2% загальної маси тіла. При цьому на лімфоїдні клітини припадає приблизно 20% циркулюючих з кровотоком лейкоцитів. Багато зрілі лімфоїдні клітини відносяться до довготривалим і можуть багато років існувати як клітин імунологічної пам'яті.
Лімфоцити морфологічно різноманітні
У звичайному мазку крові лімфоцити розрізняються як за розмірами, так і з морфології. Варіює співвідношення величина ядра: величина цитоплазми, а також форма самого ядра. У цитоплазмі деяких лімфоцитів можуть міститися азурофільних гранули.
При світловій мікроскопії мазків крові, пофарбованих, наприклад, гематологічним барвником Гімза, можна виявити два морфологічно різних типи циркулюючих лімфоцитів: перший - відносно дрібні клітини, в типовому випадку позбавлені гранул, з високим співвідношенням Я: Ц - і другий - більш великі клітини з меншим співвідношенням Я.Ц, що містять в цитоплазмі гранули і відомі як великі гранулярні лімфоцити.
Спочиваючі Т-клітини крові
Велика частина їх експресують бв-Ф-клітинні рецептори і може мати один з двох описаних вище типів морфології. Більшість хелперних Т-клітин і частина цитотоксичних Т-лімфоцитів відносяться до малих лімфоцитів, позбавленим гранул і мають високе співвідношення Я: Ц. Крім того, в їх цитоплазмі присутні особлива структура, названа тільцем Голль, - скупчення первинних лізосом біля ліпідної краплі. Тельці Голль легко виявити при електронній мікроскопії або цитохімічних, методом визначення лізосомних ферментів. Менше 5% Тх-клітин і приблизно половина Тц мають інший тип морфології, характерний для ВГЛ, з розсіяними по цитоплазмі первинними лізосомами і добре розвиненим комплексом Гольджі. Цікаво, що у миші немає цитотоксичних Т-клітин, подібних за морфології з ВГЛ.
Ознаки великих гранулярних лімфоцитів властиві також ще однієї субпопуляції Т-лімфоцитів, а саме Т-клітин з гд-рецепторами. В лімфоїдних тканинах ці клітини мають дендритну морфологію; при культивуванні in vitro вони здатні прикріплятися до підкладки, приймаючи в результаті різноманітну форму.
Користувачі В-клітини крові. Ці клітини не містять бичка Голль і морфологічно не схожі з великими гранулярними лімфоцитами; їх цитоплазма в основному заповнена розсіяними монорібосомамі. У кровотоці іноді можна спостерігати активовані В-клітини з розвиненим шорстким ендоплазматіче-ським ретикулумом.
НК-клітини Нормальні кілерні клітини, подібно гд-Ф-клітинам і однією з субпопуляцій Тц, мають морфологію ВГЛ. Однак при цьому в їх цитоплазмі більше азурофільних гранул, ніж у гранулярних Т-клітин.
Лімфоцити експресують особливі у кожної субпопуляції поверхневі маркери
На поверхні лімфоцитів присутня безліч різноманітних молекул, які можуть служити мітками різних субпопуляцій. Значна частина цих клітинних маркерів в даний час легко ідентифікується за допомогою специфічних моноклональних антитіл. Розроблено систематизована номенклатура маркерних молекул; в ній групи моноклональних антитіл, кожна з яких специфічно зв'язується з певною маркерною молекулою, позначені символом CD. За основу CD-номенклатури прийнята специфічність насамперед мишачих моноклональних антитіл до антигенів лейкоцитарним людини. У створенні цієї класифікації беруть участь багато спеціалізовані лабораторії різних країн. Для її обговорення проведена серія міжнародних робочих зустрічей, на яких вдалося визначити характерні набори зразків моноклональних антитіл, що зв'язуються з різними популяціями лейкоцитів, а також молекулярні маси виявляються при цьому маркерів. Моноклональні антитіла збігається специфічності зв'язування об'єднують в одну групу, привласнюючи їй номер в системі CD. Проте останнім часом прийнято таким чином позначати не групи антитіл, а маркерні молекули, розпізнавані даними антитілами
Надалі молекулярні маркери стали класифікувати відповідно до інформації, яку вони несуть про експрессіруюшіх їхніх клітинах, наприклад:
• популяційні маркери, які служать характерною ознакою даного цітопоетіческого ряду, або лінії; приклад - маркер CD3, що виявляються тільки на Т-клітинах;
• диференційовані маркери, які експресуються тимчасово, в процесі дозрівання; приклад - маркер CD1, який присутній на розвиваються тимоцитах, але не на зрілих Т-клітинах;
• маркери активації, такі як CD25 - нізкоаффінний Т-клітинний рецептор для фактора росту, які експресуються тільки на Т-клітинах, активованих антигеном.
Іноді такий підхід до класифікації маркерів дуже корисний, проте не завжди він можливий. У деяких популяцій клітин маркер активації і маркер диференціювання - це одна і та ж молекула. Наприклад, CD 10, присутній на незрілих В-клітинах, зникає при дозріванні, але з'являється знову при активації.
Крім того, маркери активації можуть постійно бути присутнім на клітинах в низькій концентрації, але в більш високій - після активації. Так, під дією Іфу зростає експресія молекул головного комплексу гістосумісності класу II на моноцитах.
Клітинні маркери утворюють кілька сімейств
Компоненти клітинної поверхні відносяться до різних сімейств, гени яких відбулися, ймовірно, від декількох предкової. Маркерні молекули з різних родин розрізняються за структурою і утворюють такі основні групи:
• суперсімейство імуноглобулінів, що включає молекули, близькі за будовою до антитіл; до нього ставляться CD2, CD3, CD4, CD8, CD28, молекули МНС класів I і II, а також багато інших;
• сімейство інтегринів - гетеродімерних молекул, утворених а-і в-ланцюгами; існує кілька підродин інтегринів; всі члени одного підродини мають загальну в-ланцюг, але різні, унікальні в кожному випадку, б-ланцюга; в одному з підродин ф 2-ин -тегріни) в-ланцюг представляє собою маркер CDI8. У комбінації з CDI la, CDI lb, CDI Ic або aD він утворює відповідно лімфоцитів-тарні функціональні антигени LFA-1, Мас-1 і з 150, 95 і молекули клітинної поверхні бувши 9, часто виявляються на лейкоцитах. У другого підродини по-ланцюг представляє собою маркер CD29; в поєднанні з різними б-ланцюгами він утворює маркери пізній стадії активації;
• селектину, які експресуються на лейкоцитах або на активованих клітинах ендотелію. Вони мають лектиноподібною специфічністю щодо Сахаров у складі високоглікозілірованних мембранних глікопротеїнів; до селектину відноситься, наприклад, CD43;
• протеоглікани, що мають ряд глюкозаміногліканових ділянок зв'язування; приклад - хондроитинсульфату.
Інші сімейства клітинних маркерів - це суперсімейство рецепторів для фактора некрозу пухлин і фактора росту нервів, суперсімейство лектинів С-типу, що включає, наприклад, CD23, а також суперсімейство многодоменних трансмембранних рецепторних білків, до якого входить рецептор для ІЛ-6.
Слід підкреслити, що маркери, які експресуються лімфоцитами, можна виявити і на клітинах інших ліній. Так, CD44 часто виявляється на клітинах епітелію. Молекули клітинної поверхні можна виявити за допомогою флуоресціюючих антитіл, використовуваних як зондів. На цьому підході заснований метод проточної імунофлуоресцентній цитометрії, що дозволяє сортувати і підраховувати клітини в залежності від їх розмірів і параметрів флуоресценції. За допомогою цього методу вдається проводити детальну сортування популяцій лімфоїдних клітин.
Т-клітини
Т-клітини різняться за своїми антігенраспознающім рецепторів
Маркером, що характеризує лінію Т-клітин, служить Т-клітинний рецептор для антигену. Є два різних типи ТКР, і той і інший - гетеродімери з двох з'єднаних ді-сульфідними зв'язками поліпептидних ланцюгів. ТКР першого типу утворений ланцюгами б и в, другого типу, подібний за структурою - ланцюгами г і д. Обидва рецептора асоційовані на клітинній поверхні з п'ятьма поліпептидами СОЗ-комплексу, утворюючи разом з ним рецепторний комплекс Т-клітини. Приблизно 90-95% Т-клітин у крові є бв-Ф-клітини, інші 5-10% - гд-Ф-клітини.
бв-Ф-клітини різняться в свою чергу за експресією CD4 або CD8
бв-Ф-клітини поділяються на дві різні, неперекривающіхся субпопуляції: клітини однієї з них несуть маркер CD4 і в основному «допомагають» у здійсненні імунної відповіді або «індукують» його, клітини іншої несуть маркер CD8 і мають переважно цитотоксичною активністю. Т-клітини CD4 + розпізнають антигени, до яких вони специфічні, в асоціації з молекулами МНС класу II, тоді як Т-клітини CD8 + здатні впізнавати антигени в асоціації з молекулами МНС класу 1. Таким чином, можливість взаємодії Т-клітини з клітиною залежить від присутності на першій маркера CD4 або CD8. Невелика частина бв-Ф-клітин не екс-прессірует ні CD4, ні CD8. Подібним же чином «двічі негативні» більшість циркулюючих гд-Ф-клітин, хоча деякі з них все-таки несуть CD8. Навпаки, велика частина гд-Ф-клітин в тканинах експресують цей маркер.
бв-Ф-клітини CD4 + і CD8 + поділяються на функціонально різні субпопуляції
Як зазначено вище, приблизно 95% Т-клітин CD4 + і 50% Т-клітин CD8 + морфологічно являють собою малі негранулярние лімфоцити. Ці популяції можна диференціювати далі по фенотипической експресії CD28 і CTLA-4 на функціонально різні субпопуляції. Експресуються Т-клітинами CD4 + маркер CD28 забезпечує передачу кос-тімулірующего сигналу активації при розпізнаванні антигену. Лігандами CD28 служать молекули В7-1 і В7-2 на АПК. Гомологичную CD28 молекулу CTLA-4 Т-клітини CD4 + починають експресувати після активації. CTLA-4 пов'язується з тими ж лігандами, що і CD28, тим самим обмежуючи активацію. Крім того, бв-Ф-клітини експресують різні ізоформи загального лейкоцитарного антигену, CD45. Вважається, що CD45RO, а не CD45RA, пов'язаний з клітинної активацією. Для виділення функціонально різних субпопуляцій бв-Ф-клітин використовують також інші критерії, зокрема експресію клітинних маркерів нормальних кілерних клітин, що виявляються на 5-10% циркулюючих Т-клітин. Ці клітини утворюють ІЛ-4, але не ІЛ-2, і дають слабкий проліферативний відповідь на антигени та мітогени.
бв-Ф-лімфоцити можна класифікувати також за профілем цитокінів
Функціональна розмаїтість Т-клітин можна продемонструвати, аналізуючи профілі секреції цитокінів різними клонами Т-хелперів. У миші і людини ідентифіковано дві групи Т-клітинних CD4 +-ktiohob. Субпопуляція Txl секретує ІЛ-2 і Іфу, а субпопуляція Тх2 - ІЛ-4, ІЛ-5, ІЛ-6 та ІЛ-10. Клітини Txl беруть участь в активації цитотоксичних Т-клітин і в місцевих запальних реакціях. Отже, вони важливі для протидії організму внутрішньоклітинної вірусної, бактеріальної або паразитарної інфекції. Клітини ж Тх2 більш ефективні в стимуляції В-клітин до проліферації і утворення антитіл, тому їх функції пов'язані в першу чергу з захистом організму від мікробів, що розмножуються позаклітинно.
ГД-Ф-клітини відносно часто зустрічаються в епітелії слизових оболонок, але представляють лише мінорну субпопуляцію серед циркулюючих Т-клітин. У миші майже всі внутріепі-теліальние лімфоцити відносяться до гд-Ф-клітини, що експресують CD8 - маркер, який відсутній на більшості циркулюючих гд-Ф-клітин. Як встановлено, гд-Ф-клітини CD8 + володіють особливим репертуаром Т-клітинних рецепторів, специфічних до певних бактерійних і вірусних антигенів. Відповідно до сучасної крапки зору, ці клітини можуть відігравати важливу роль у захисті слизових оболонок організму від інфекції.
Т-клітини мають ряд загальних маркерів з клітинами інших ліній
До цих пір описували клітинні маркери і Антигенспецифічність рецептори, характерні для окремих субпопуляцій Т-лімфоцитів. Проте ряд молекул експресується на поверхні всіх Т-клітин, а також на клітинах інших ліній. Хороший приклад - рецептори для еритроцитів барана. У нормі молекула CD2, зв'язуючись з відповідними лігандами, бере участь у процесі активації Т-клітин разом з ТКР - CD3-комплексом та іншими глікопротеїнами у складі мембран. Разом з тим CD2 виявляється також у 75% НК-клітин CD3 -. Інша бере участь в Т-клітинної активації молекула - це маркер CD5, які експресуються на всіх Т-клітинах і на одній з субпопуляцій В-клітин. Молекула CD5 може зв'язуватися з CD72, але питання про її роль в якості фізіологічного ліганда В-клітин залишається відкритим. Маркер CD7 присутня майже на всіх НК-і Т-клітинах. Повний перелік Т-клітинних CD-маркерів, частина яких експресується і на інших клітинах гемопоетичний походження, наведений у додатку. Т-клітини миші експресують маркери, подібні з виявленими на Т-клітинах людини.
Супресорні Т-клітини
Отримано очевидні функціональні докази існування Антигенспецифічність супресорних Т-клітин, однак ці клітини, мабуть, не складають окремої субпопуляції Т-клітин з виключно супресивної функцією. Доведено також, що Т-клітини. як CD4 +, так і CD8 +, здатні пригнічувати імунну відповідь або шляхом прямого цитотоксичної дії на антігенпрезентіруюшіе клітини, або шляхом виділення «супресивний» цитокінів, або шляхом передачі сигналу негативної регуляції, або за допомогою ідіотип-антіідіотіпіческіе мережевих взаємодій.
В-клітини
Від 5 до 15% циркулюючих з кров'ю лімфоїдних клітин - це В-лімфоцити, які виявляються за наявністю поверхневих імуноглобулінів. Молекули Ig синтезуються конститутивно; вони вбудовані в цитоплазматичну мембрану клітини і функціонують як Антигенспецифічність рецептори. Такі рецептори можна визначити на клітинній поверхні, використовуючи мічені флуорохромами антитіла до імуноглобуліну крові експресують IgG, IgA та lgE, але в певних областях тіла такі клітини зустрічаються з більшою частотою; наприклад, В-клітин, які несуть.
Лектини - це білки рослинного і бактеріального походження, що зв'язують вуглеводи. Деякі з них здатні активувати лімфоцити, перехресно взаємодіючи з ВКР або ТКР, і служити мітогенами. Вважається, що мітогенний стимуляція лімфоцитів in vitro досить близько відтворює активацію специфічними антигенами. Лектини ФГА і Конан стимулюють Т-лімфоцити миші і людини. Бактеріальний ліпополісахарид стимулює В-клітини миші, а мітоген лаконосу викликає проліферацію і В-, і Т-клітин людини.
Дослідження in vitro із застосуванням цих агентів показали, що активація Т-і В-клітин викликає синтез цитокінів і рецепторів для них. Взаємодія цитокінів з рецепторами індукує вступ клітин у цикл розподілу та їх подальше дозрівання з утворенням ефекторних клітин або клітин імунологічної пам'яті. В умовах in vitro клітини пам'яті рециркулює і в підсумку розселяються по Т-і В-залежним областям лімфоїдних тканин, де вони надалі залишаються, зберігаючи готовність до відповіді за нової зустрічі з тим же антигеном.
Сигнал активації передають «другі посередники»
У результаті взаємодії покояться лімфоцитів з антигеном індукується ланцюг біохімічних процесів, що призводять до утворення всередині В-або Т-клітини «других посередників». Ці посередники відповідальні за наступні зміни на рівні генів. Існує кілька основних механізмів активації лімфоцитів, але до кінця вони поки не ясні. Як в Т-, так і в В-клітинах в передачі сигналу активації бере участь гуанозінтріфосфат-зв'язуючий білок, який стимулює метаболізм фосфатидилінозитолу. У результаті утворюються два других посередника - інозитол-1 ,4,5-трифосфат і диацилглицерол. Посередник ЙС3 індукує вихід іонів Са 2 + з внутрішньоклітинних депо, а ДАГ активує протеїн С, яка разом з іншими кіназами фосфолірует ряд компонентів плазматичної мембрани, що призводить до появи факторів транскрипції і подальшої експресії певних генів. Таким чином, відразу після контакту Т-лімфоцитів з антигеном на їх поверхні експресується ряд молекул, в тому числі gp39 і рецептор для ІЛ-2. Подальші міжклітинні взаємодії за участю цих молекул викликають проліферацію та диференціювання лімфоцитів.
Диференціація В-клітин призводить до утворення плазматичних клітин і клітин імунологічної пам'яті
Після активації мітогеном або антигеном Т-і В-клітини зазнають характерні ультраструктурні зміни, перетворюючись на лімфобла-сти. Згодом багато По-лімфобластів дозрівають у антітелообразующіх клітини, які in vivo розвиваються потім в остаточно диференційовані плазматичні клітини. У деяких По-лімфобластів не утворюється цистерн шорсткого ендоплазма-тичного ретикулуму. Такі клітини присутні у центрах розмноження всередині лім-фоідних фолікулів, вони названі центральними клітинами фолікула, або центроцітамі.
Як показує світлова мікроскопія, цитоплазма плазматичних клітин базофильна, тобто має споріднення до основних фарбників. Це властивість цитоплазми пояснюється присутністю в ній великих кількостей РНК, що забезпечує синтез антитіл на рибосомах шорсткого ЕР. За допомогою електронного мікроскопа в плазматичних клітинах можна спостерігати паралельні ряди шорсткого ЕР. Ці клітини рідко з'являються в крові, складаючи не більше 0,1% циркулюючих лімфоцитів. У нормі плазматичні клітини зустрічаються тільки у вторинних лімфоїдних органах і тканинах, і, крім того, їх досить багато у червоному кістковому мозку. Антитіла, які утворюються однією плазматичної клітиною, володіють однією антигенної специфічністю і належать до одного ізотопу імуноглобулінів. Їх можна виявити в цитоплазмі цих клітин за допомогою мічених флуорохромами антіглобуліновой антитіл. Плазматичні клітини мають коротку тривалість життя; проіснувавши лише кілька днів, вони гинуть в процесі апоптозу.
Маркери активації на лімфоцитах
Активація Т-і В-клітин викликає синтез de novo ряду поверхневих маркерів і збільшення експресії інших.
До цих маркерів активації відносяться молекули міжклітинної адгезії, що забезпечують більш ефективну взаємодію активованих клітин з іншими, а також рецептори факторів росту і диференціювання, необхідні для постійної проліферації і дозрівання клітин. Один з них - рецептор для ІЛ-2, які експресуються Т-клітинами після активації; він складається з трьох субодиниць. У стані спокою Т-клітини постійно експресують пана ланцюг цього рецептора, а деякі з них утворюють також його по-ланцюг. Активація викликає синтез б-субодиниці ІЛ-2Р та освіта гетеротрімерного високоафінного ІЛ-2Р. Тимчасово активація Т-клітин викликає також експресію gp39 і рецепторів трансферину, CD38 та CD69. Ці маркери з'являються в ранній фазі онтогенезу Т-клітин, але зникають у ході внутрітімусного розвитку. Пізніми маркерами активації Т-клітин людини служать молекули МНС класу 11. На Т-клітинах, зокрема Т-клітинах імунологічної пам'яті, експресується як пізній маркер активації CD29. Тому функцію «пам'яті» субпопуляції Т-клітин CD4 + CD29 + можна інтерпретувати як індуковане активацією збільшення числа різних молекул міжклітинної адгезії, які полегшують взаємодію цих Т-клітин з іншими, якщо організм зустрічається з даним антигеном знову.
До маркерів активації В-клітин відносяться високоафінними ІЛ-2Р та інші рецептори для факторів росту і діффереціровкі, таких як ІЛ-3. ІЛ-4, ІЛ-5 та ІЛ-6. Всі ці рецептори вивчені методами молекулярного клонування і секвенування. Крім того, на активованих В-клітинах експресуються рецептори трансферину і у підвищеній концентрації мембранні антигени МНС класу II. Експресуються на активованих В-клітинах людини і миші маркер CD23 бере участь в індукції клітинного поділу. Маркер CD38 відсутній на зрілих В-клітинах людини, але виявляється на кінцевій стадії диференціювання плазматичних клітин і клітин центрів розмноження, а також на В-клітинах дуже ранніх стадій дозрівання. Молекули специфічного плазмоцитарна антигену-1 знайдені на В-клітинах людини тільки в плазмоцитарної стадії їх диференціювання. Клітини імунологічної пам'яті, які виявляються в центрах розмноження всередині вторинних лімфоїдних фолікул, не експресують ні IgD, ні CD22.
До маркерів активації З К-клітин відносяться молекули МНС класу II.