Загрузка...
Учебная работа. Взаимодействие клеток при гуморальном иммунном ответе
на тему:
«Взаимодействие клеток при гуморальном иммунном ответе»
2008
Гуморальный иммунный ответ представляет собой кульминацию ряда клеточных и молекулярных взаимодействий, происходящих в определенной последовательности:
* Т-клетки распознают антиген, представленный им антигенпрезентирующими клеточками, и в итоге перебегают в активированное состояние;
* Тх-клетки ведут взаимодействие с В-клетками, которые презентируют им антигенные фрагменты;
* активированные В-лимфоииты пролиферируют и дифференцируются в антителообразую-щие клеточки;
* начинается синтез антител и от их класса зависит нрав следующего иммунного ответа.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ антигена Т-КЛЕТКАМ
Процессинг антигена
В пионерских исследовательских работах Эйде и Носсела было установлено, что только весьма маленькая толика молекул введенного антигена воспринимает роль в индукции иммунного ответа, а основное его количество стремительно разрушается и выводится из организма. Эти данные разрешают полагать, что презентация антигена является шагом, лимитирующим скорость иммунной реакции.
Проникшие в организм антигены подвергаются внутриклеточному процессингу — расщеплению на пептидные фрагменты, которые потом связываются с молекулами МНС класса I либо II. Эти фрагменты определяют антиген-специфичную активацию Т-клеток: сенсоры Т-клеток распознают аминокислотные последовательности этих фрагментов, связываемых в полости молекул МНС.
Взаимодействие с антигенпрезентирующими клеточками очень принципиально для активации Т-лимфоцитов
Взаимодействие меж Ф-лимфоцитами и клеточками, составляющими гетерогенную группу так именуемых «антигенпрезентирующих клеток», — это более детально изученный пример клеточной кооперации в иммунной системе. Взаимодействие Т-клеток и АПК опосля введения антигена открывает всю последовательность последующих событий и в главном описывает их конечный итог: если активизируется достаточное число хелперных Т-клеток CD4+, то практически постоянно происходит активация В-клеток либо развитие реакций клеточного иммунитета; если же стимуляция Тх-клеток отсутствует, может появиться та либо другая форма иммунологической толерантности, при которой последующие иммунные реакции не развиваются.
Есть разные типы АПК
Презентировать антигены могут самые различные клеточки, зависимо от того, как и где происходит первичное взаимодействие антигена с иммунной системой. Более отлично исходную активацию покоящихся Т-клеток CD4+ обеспечивают интердиштатные дендритные клеточки, присутствующие в обилии в Т-клеточных зонах лимфатических узлов и селезенки. Для ИДК характерен высочайший уровень экспрессии МНС-антигенов класса II, которые ведут взаимодействие с Т-клеточным сенсором и молекулой CD4 на поверхности Тх CD4+. Но макрофаги и В-клетки также могут экспрессировать МНС-антигены класса II, потому разъяснить огромную эффективность ИДК в презентации антигенов лишь сиим свойством нереально.
Как предполагается, интердигитатные клеточки — это основной тип антигенпрезентирующих клеток, работающих при первичном иммунном ответе, так как они индуцируют пролиферацию Т-клеток эффективнее АПК всех остальных типов. Конкретно клеточная пролиферация служит главным шагом в развитии иммунного ответа, обеспечивая повышение числа антигенспецифичных Т-клеток, но это только одна сторона действенной активации Т-лимфоцитов. Способностью индуцировать и пролиферацию, и хелперную функцию Т-клеток владеют также моноциты крови .
В качестве АПК могут действовать и В-клетки — они способны связывать, интернализовать и расшеплять специфичный антиген на пептиды, которые образуют комплекс с молекулами МНС класса II. При весьма низкой концентрации антигена В-клетки с высокоаффинными антигенными сенсорами служат более действенными АПК, так как остальные типы АПК просто не могут захватить достаточное для презентации количество антигенного материала. При вторичном иммунном ответе В-клетки могут стать основным типом АПК.
Презентацию антигена Т-клеткам обеспечивает взаимодействие огромного количества молекул клеточной поверхности
Т-клеточный сенсор — димер, состоящий из б-цепи и в-цепи, — распознает специфичный пептид, находящийся в пептидсвязываю-щеи полости молекулы МНС. Это связывание является определяющим для иммунологической специфики, потому что пептид, ассоциированный с МНС-молекулой определенного гаплоти-па, образует неповторимую структуру, опознаваемую ТкР. Но в презентации участвуют и остальные молекулы. подтверждение этого получено в опытах с трансфекцией комплементарной ДНК , кодирующей молекулы МНС человека, в мышиные фибробласты. Клеточки мыши, экспрессируя молекулы МНС человека, получали способность работать как АПК человека, но наименее отлично по сопоставлению с клеточками, которые экспрессировали также и остальные связанные с презентацией молекулы. одной из таковых молекул служит молекула 1 межклеточной адгезии, взаимодействующая с многофункциональным антигеном 1 лимфоцитов, имеющимся у всех клеток иммунной системы.
Если в мышиные клеточки трансфицировать гены как МНС, так и ICAM-1 человека, способность этих клеток действовать в качестве АПК человека увеличивается. Обнаружены и остальные действенные костимулирующие молекулы, взаимодействующие с лигандами на поверхности Т-клеток.
Более действенные костимулирующие молекулы из числа узнаваемых — это В7-1 и В7-2. Они конститутивно экспрессируются ИДК, но вероятна также стимуляция их экспрессии на моноцитах, В-клетках и, возможно, остальных АПК. Обе молекулы служат лигандами для антигена CD28 и его гомолога CTLA-4, экспрессию которого вызывает Т-клеточная активация. Стимулирующий эффект CD28 состоит в продлении и усилении продукции ИЛ-2 и остальных цитокинов; эта стимуляция, по-видимому, имеет также существенное антиген, хотя для этого требуется большее его количество. Как следует, стимуляция CD28 не неотклонима для активации даже непримированных Т-клеток. Может быть, у лишенных CD28 мышей роль CD28/B7 в качестве костимулирующего сигнала делают остальные сигнальные молекулы.
Другим лигандом для В7 служит CTLA-4 — ингибирующий сенсор, который ограничивает Т-клеточную активацию. Таковым образом, сначала молекула CD28, экспрессируемая конститутивно, ведет взаимодействие с В7, что ведет к активации Т-клеток, но вызванная активацией экспрессия молекулы CTLA-4, обладающей наиболее высочайшей аффинностью, лимитирует степень активации, потому что имеющийся антиген В7 ведет взаимодействие сейчас с CTLA-4. О значении данной нам молекулы свидетельствует тот факт, что у лишенных CTLA-4 мышей развивается брутальное лимфопролиферативное расстройство, обусловленное отсутствием действенной инактивации деляшихся Т-клеток.
В активации Т-клеток вместе с ТкР участвует молекула CD2 Т-клеточной поверхности — сенсор многофункционального антигена 3 лимфоцитов, который несут почти все клеточки и все АПК. Присутствием LFA-3 на эритроцитах барана обоснована реакция розеткообразования, которую обширно употребляли для получения чистой фракции Т-клеток до того, как в практику исследовательских работ были введены мо-ноклональные антитела.
Сигнал, индуцируемый молекулами, схожими В7, которые усиливают сигнал от ТкР и индуцируют положительную активацию Т-клеток. получил наименование «2-ой сигнал». Без такового сигнала покоящиеся Т-клетки не могут реагировать нормально и, если распознают специфичный антиген в отсутствие второго сигнала, инактивируются: возникает состояние иммунологической толерантности. Эта толерантность специфична, так как выпадает функция лишь тех Тх-клеток, которые реагируют на данный антиген. Толерантность, не сплетенная с смертью, известна как «клональная анергия».
Кроме молекул, экспрессированных на поверхности клеток, в Т-клеточной активации участвуют действующие локально цитокины. Особенный Энтузиазм представляют ИЛ-1 и ИЛ-6 — цитокины, продуцируемые АПК, в том числе макрофагами. Стимуляция Т-клеток этими агентами не постоянно бывает нужной, как к примеру в этом случае, если Т-клетки уже делятся. Действуя на покоящиеся Т-лимфоциты, ИЛ-1 и ИЛ-6 индуцируют экспрессию рецепторов для фактора роста Т-клеток, ИЛ-2. Огромное синтез ИЛ-2.
Взаимодействие меж Т-клетками CD4+ и АПК исследовано достаточно тщательно, тогда как сведений о аналогичном процессе с ролью Т-лимфоцитов CD8+ и АПК еще не достаточно. Понятно, что клеточки CD4+ работают как хелперные при активации Т-клеток CD8+. Так как одна интердигитатная дендритная клеточка может связываться со почти всеми Т-лимфоцитами. было высказано предположение, что активация происходит в кластерах, образуемых клеточками CD4+ и CD8+ на поверхности ИДК.
Презентация антигена влияет на следующее развитие иммунного ответа
Антигенпрезентируюшие клеточки могут стремительно активироваться в самом начале иммунного ответа, к примеру микробными продуктами либо некими вирусами, которые иммуногенны сами по для себя, или под воздействием адъювантного компонента вакцины. Осуществляемая ими презентация антигена не является однонаправленным действием. Как Т-клетки активизируются, они выделяют цитокины, а именно ИФу и ГМ-КСФ, которые вместе с сигнальными молекулами клеточной поверхности, таковыми как лиганд CD40, усиливают антигенпрезентирующую функцию. У активированных АПК увеличивается экспрессия молекул МНС классов I и II, Fc-pe-цепторов и кости мул ируюши.х молекул адгезии, включая В7-1, В7-2, CDlla/b/c, ICAM-1 и ICAM-3. Они продуцируют также бессчетные цигокины, ферменты и остальные медиаторы.
Активация лимфоцитов ведет к появлению 2-ух отчасти конкурирующих действий: клеточной пролиферации и дифференцировки в клетки-эффекторы. На конечной стадии дифференцировки клеточки стают так спец, что утрачивают поверхностные молекулы, к примеру МНС класса II, и способность отвечать на регуляторные сигналы либо пролиферировать.
судьба лимфоцитов, реагирующих на антиген, быть может разной. Некие из их пер-систируют в течение долгого времени как клеточки иммунологической памяти. Вероятная длительность их жизни у человека превосходит 40 лет, что было установлено по хромосомным аномалиям клеток крови у людей, переживших атомную бомбардировку Хиросимы. Срок жизни остальных лимфоцитов невелик, и сиим разъясняется тот факт, что умеренная антигенная стимуляция не приводит к гипертрофии лимфоидной ткани . Тем не наименее таковой срок жизни реагирующих на антиген лимфоцитов достаточен для развития действенных клеточных и гуморальных иммунных ответов. Скапливается все больше данных о том, что элиминация клеток, уже не подходящих опосля окончания иммунного ответа, происходит методом апоптоза.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В- и Т-КЛЕТОК
Т- и В-лимфоциты распознают различные участки молекулы антигена
Большенный вклад в исследование разных функций Т- и В-клеток занесли исследования, проведенные в конце 1960 — начале 1970 гг. Митчисоном и иными исследователями с внедрением химически измененных белков. Ими было установлено, что для индукции рационального вторичного ответа с образованием носитель, и потом повторно ввести этот же конъюгат. Этот парадокс был назван эффектом носителя. Исследуя разные клеточные популяции, создатели этих работ нашли, что за определение носителя несут ответственность Т-клетки, тогда как гаптен распознают В-лимфоциты. Последующие опыты были ориентированы на подробное исследование того, каким образом В-клеточные антителарецепторы распознают эпитопы, а Т-клетки — фрагменты процессированного антигена.
Одним из принципно принципиальных выводов в этих исследовательских работах был последующий: персональная В-клетка может получать «помошь» от Т-клеток, специфичных к разным антигенным пептидам, при условии что она способна презен-тировать их детерминанты каждой Т-клетке. В процессе иммунного ответа in vivo взаимодействие с В-лимфоцитами производят, как считается, Т-клетки, уже стимулированные в итоге предыдущего контакта с антигеном, презен-тированным иными АПК. На этих данных основаны представления о клеточных взаимодействиях при ан-тителообразовании. Согласно им, антиген, попавший в организм, процессируется клеточками, которые презентируют его в высоко-иммуногенной форме Тх-клеткам и В-клеткам. Детерминанты антигена, опознаваемые Т-лим-фоцитами, различаются от детерминант, опознаваемых В-клетками, которые делятся и дифференцируются в антителообразуюшие. Таковым образом, для активации В-клетки нужны два последующих процесса:
* взаимодействие «нативного» антигена с Ig-pe-цепторами В-клетки;
* стимуляция сигналом от Тх-лимфоцитов, отвечающих на связанный с молекулами МНС процессированный антиген.
Взаимодействие В- и Т-клеток происходит с ролью костимулирующих молекул
Методом выкармливания и клонирования Т-клеток в присутствии антигена, АПК и ИЛ-2 можно получить популяцию антигенспецифичных Т-лимфо-цитов. Это дозволяет выявить in vitro конкретно взаимодействующие молекулярные кластеры на поверхности Т- и В-клеток. В таковой экспериментальной системе было установлено, что при содействии происходит поляризация Т-клеток с концентрированием ТкР на стороне, обращенной к В-клеткам. В свою очередь В-клетки также поляризуются и экспрессируют огромную часть собственных антигенов МНС класса II и ICAM-1 в конкретной близости к Т-клеткам. Взаимодействие меж этими кластерами, разумеется, подразумевает интенсивный обмен информацией, следствием которого стают два принципиальных действия в актуальном цикле В-клеток: индукция пролиферации и дифференцировка в антитело-образующие клеточки.
Взаимодействие меж Т- и В-клетками представляет собой двунаправленный процесс: В-клетки презентируют антиген Т-клеткам и в свою очередь получают от их сигналы к делению и дифференцировке. Центральное, специфичное взаимодействие происходит при всем этом меж комплексом молекула МНС класса II—антиген и Т-клеточным сенсором; оно усиливается за счет связывания LFA-3 с CD2, также
ICAM-1 либо ICAM-3 с LFA-1. В процессе участвуют и остальные молекулы клеточной поверхности: В7-1 и В7-2 на В-клетках ведут взаимодействие с CD28, что ведет к стабилизации мРНК для ИЛ-2 и остальных цитокинов в Т-клетках и в итоге к продлению периода, в течение которого Т-клетка генерирует сигналы активации.
К истинному времени установлено, что более мощнейший сигнал для активации В-клеток обеспечивает молекула CD40; этот сигнал даже наиболее эффективен, чем опосредуемые поверхностными иммуноглобулинами. В процессе данной нам активации Т-клетки временно экспрессируют взаимодействующий с CD40 лиганд — CD40L. Белок CD40 принадлежит к семейству рецепторов ФИО, a CD40L является отдаленно схожем представителем этого семейства. Их взаимодействие содействует вступлению В-лимфоци-тов в клеточный цикл. Данный сигнал имеет принципиальное антигены. Доказательством этого служит развитие иммунодефицитного антитела IgM и отсутствует переключение синтеза иммуноглобулинов на продукцию высокоаффинных IgG либо IgA.
При содействии Т- и В-клеток высвобождение Т-клеточных цитокинов поляризовано в направлении В-клеток. Синтезируемые некими В-лимфоцитами ИЛ-1 и ИЛ-6 увеличивают экспрессию ИЛ-2 Т-клетками. Так как, но, только некие В-клетки секретируют эти цитокины, большая часть В-клеток способно, по-видимому, активировать лишь ранее примированные Т-лимфо-циты либо Т-клетки памяти.
Не так издавна было установлено, что Т-клетки CD4+ у мыши и человека можно поделить на две субпопуляции зависимо от профиля продуцируемых ими цитокинов.
* Т-лимфоциты CD4+, образующие ИЛ-2 и ИФу, но не ИЛ-4, несут ответственность основным образом за реакции гиперчувствительности замедленного типа,но у мыши они могут также «помогать» В-клеткам продуцировать IgG2a и в существенно наименьшей степени IgG 1 либо IgE.
* Т-клетки CD4+, образующие ИЛ-4 и ИЛ-5, но не ИЛ-2 либо ЗЦг, отнесены к иной субпопуляции, Тх2. У мыши эти клеточки служат очень действенными хелперами в продукции человека, занимают среднее положение по типу образуемых ими цитокинов и названы «ТхО»-клетками. Но подтверждено и присутствие у человека традиционных Txl- и Тх2-кле-ток, более свойственное для патологически модифицированных тканей.
Секреция и действие Т-клеточных цитокинов важны для активации В-клеток
При содействии Т- и В-клеток Т-лимфоциты могут секретировать ряд цитокинов, оказывающих мощное действие на В-клетки. Таковыми цитокинами служат ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-6. Не считая того, Т-клетки синтезируют ФНОос и в. Имеются сообщения о том, что эти молекулы важны для роста В-клеток. Активацию В-лимфоцитов вызывают и остальные цитокины, а именно ИЛ-11 и ИЛ-13, по пространство и в случае В-лимфоцитов, которые нередко перебегают в состояние анергии. Этот процесс весьма важен в связи с тем, что созревание аффинности области антител, — может просто приводить к образованию высокоаффинных аутоантител. Клональная анергия и остальные формы периферической толерантности нужны для того, чтоб такие потенциально небезопасные копии «молчали». Но на молекулярном уровне этот процесс еще не достаточно исследован. Не считая того, остается неведомым нервные импульсы По месту расположения и по выполняемым функциям выделяют экстерорецепторы интерорецепторы и пропри способны передавать надлежащие сигналы.
Для стимуляции В-клеток Т-независимыми антигенами не требуется помощи Т-клеток
В иммунном ответе на большая часть антигенов участвуют и Т-, и В-клетки, распознающие антиген сопряженно. Такие антигены именуют Т-зависимыми. Но некие антигены способны активировать В-клетки без помощи Т-клеток — это Т-независимые антигены. Для этих антигенов характерен ряд общих параметров. Так, они все представляют собой большие полимерные молекулы с циклическими антигенными детерминантами. Почти все из Т-независимых антигенов в больших концентрациях владеют способностью активировать копии В-клеток, специфичных к иным антигенам. Но в низких дозах они активируют лишь В-клетки соответственной специфики. Часто Т-независимые антигены обнаруживают завышенную устойчивость к деградации. Это относится в главном к микробным антигенам, к примеру бактериальным углеводам, таковым как декстран и леван, также к белкам микробов, к примеру флагеллнну и эндотоксину.
Первичный гуморальный ответ на Т-независимые антигены обычно мало слабее, чем на Т-зависимые, и добивается пика несколько ранее. В обоих вариантах продуцируются основным образом антитела IgM. Но вторичные иммунные ответы на антигены этих 2-ух типов резко различаются. При повторном внедрении Т-независимого антигена ответ припоминает первичный, тогда как вторичная реакция на Т-зависимые антигены еще посильнее первичной и огромную часть образующихся правило, конфигураций, которые могли бы привести к созреванию ответа, соответствующему для варианта Т-зависимых антигенов, которые вызывают переключение изотопа на продукцию IgG и увеличение аффинности антигенов быть может отсутствие активации с ролью CD40 в случае Т-независимых антигенов. Формирование иммунологической памяти при их действии также относительно слабенькое.
Механизм активации В-клеток Т-независимыми антигенами без роли Тх-клеток еще не раскрыт стопроцентно. Может быть, полимерная структура этих антигенов дозволяет им перекрестно связывать В-клеточные нервные импульсы По месту расположения и по выполняемым функциям выделяют экстерорецепторы интерорецепторы и пропри, чему содействует устойчивость молекул антигена к деградации. Таковой иммунный ответ, не требующий сложных клеточных взаимодействий, обеспечивает преимущество для выживания, так как дозволяет организму резвее реагировать на микробные антигены. Почти все бактериальные антигены действуют независимо от Т-клеточной помощи, так как являются очень сильными индукторами синтеза цитокинов ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНОос макрофагами. Непродолжительность иммунной реакции на Т-независимые антигены и то, что она не включает образование IgG, быть может результатом отсутствия костимуляции, опосредованной CD40L, и отсутствия продукции ИЛ-2, ИЛ-4 и ИЛ-5, которые Т-клетки секретируют в реакции на Т-зави-симые антигены. Нередко под воздействием Т-независимых антигенов активизируются основным образом В-клетки субпопуляции В1, экспрессирующие маркер CD5. Эти клеточки обнаруживаются в большей степени в брюшной полости.
ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЕ СИГНАЛЫ ПРИ АКТИВАЦИИ ЛИМФОЦИТОВ
Комплекс ТкР способен передавать сигналы вовнутрь клеточки. В передаче сигналов участвуют комплекс CD3 и фермент р56, который связан с внутриклеточными участками молекул CD4 либо CD8. В-клетки также экспрессируют семейство молекул, участвующих в передаче сигналов: оно включает Igoc, IgP и мембраносвязанные IgM и IgD.
Активацию лимфоцитов инициируют тирозинкиназы
Определение Т-клеточным сенсором комплекса антиген—МНС-молекула и связывание костимулирующих молекул вызывают передачу сигнала вовнутрь Т-клеток. Самый 1-ый внутриклеточный шаг сигнализации состоит в фосфо-рилировании тирозина, осуществляемом с ролью тирозинкиназ семейства src, а именно lck, ассоциированной с CD4, и fyn; обе они фос-форилируют последовательности-мишени, обнаруженные в ж-цепи CD3 и присутствующие также в молекулах Igoc, IgP и FcyR. Эти последовательности получили заглавие иммунорецепторные тирозин-активируемые мотивы, ITAM. Тирозинкиназа ZAP-70 связывается с ITAM и активизируется, в свою очередь активируя фосфолипазу С и тем открывая традиционный путь сигнализации. Сигналы от ТкР и CD28 интегрируются, активируя находящиеся в латентном состоянии цитоплазматические причины транскрипции, такие как NF-AT либо NF-kB, которые опосля этого мигрируют в ядро. тут они действуют на гены, нужные для Т-клеточной активации, включая гены ИЛ-2 и сенсора ИЛ-2. Продуцируемый в итоге данной нам активации ИЛ-2, связываясь со своим сенсором, вызывает деление клеток.
Процессы активации В- и Т-клеток протекают схожим образом
Функцию Т-клеточной молекулы CD3 у В-клеток делают молекулы Igoc и IgP, которые также содержат ITAM в собственной цитоплазматической части. Перекрестное связывание поверхностных Ig ведет к активации киназ семейства src. Киназа Syk подобная киназе ZAP-70 Т-клеток, связывается с фосфорилиро-ванными Iga и Igp. Это приводит к активации каскада киназ и переносу ядерных причин транскрипции.
В-клеточную активацию приметно увеличивает «корецепторный комплекс», состоящий из 3 белков — сенсора 2 комплемента, CD19 и молекулы-мишени для антипролифера-тивных время задерживают на собственной поверхности антиген в виде иммунных комплексов. антиген в составе такового комплекса может связываться и с поверхностным Ig В-клеток, и с CR2. Это связывание ведет к фосфорилированию цитоплазматической части молекулы CD 19, которая связывается также с ки-назами. Может быть, киназы, находясь близко к В-клеточному сенсору, содействуют активации В-клетки, в особенности в тех вариантах, когда концентрация антигена невелика.
Сигнал активации — это суммарный сигнал от антигенного сенсора и костимулирующих молекул
До сего времени не понятно буквально, что представляет собой действенный антигенный сигнал. В случае Т-клетки взаимодействия антигена с одиночным ТкР недостаточно для активации; нужное для стимуляции число таковых взаимодействий может зависеть от наличия остальных стимулирующих сигналов, типа Т-клеток и степени их активации. Установлено, что просто активизируются клеточки мышиных Т-клеточных гибридом. Чтоб провоцировать гибридную клеточку, отлично функционирующая АПК обязана нести не наименее 60 комплексов, образованных молекулой МНС класса II и антигенным фрагментом. Функционально наименее активные АП К, такие как фибробласты с трансфицирован-ным МНС-геном класса II, обязаны иметь для этого 5000 таковых комплексов.
Проведенные не так давно исследования проявили, что активация просит взаимодействия приблизительно 8000 молекул ТкР с комплексами МНС—пептид; конкретно такое число ТкР исчезает с поверхности клеточки при активации Т-клеточ-ных клонов. Так как взаимодействие ТкР—МНС характеризуется низкой аффинностью, единичный комплекс МНС—пептид способен, может быть, активировать огромное число ТкР. Не исключено, что для трансформированных Т-клеток, какими являются гибридомы, нужна наименее мощная ТкР-активация. При наличии костимулирующего сигнала для активации Т-клеточ-ных клонов довольно 1500 активированных и интернализованных ТкР.
Сведения подобного типа о действии Т-зави-симых антигенов на В-клетки отсутствуют. Связывание Т-независимого антигена с одиночным сенсором не ведет к активации В-клетки, но еще пока нет данных, которые дозволили бы сравнить эффекты стимуляции В-лимфоцитов с описанными выше действиями в Т-клет-ках.
Взаимодействие антигена с ТкР либо мембранным иммуноглобулином {само по себе} не может служить положительным сигналом активации для Т- либо В-клеток. Может быть, его довольно для генерации «отрицательного», либо толероген-ного, сигнала, но и это непонятно. В истинное время считается, что для активации лим-фоидных клеток нужен целый ряд взаимодействий, каждое из которых потенциально несет сигнальную функцию. Костимулирующие молекулы, к примеру CD2 и CD1 la/CD18, несут ответственность не только лишь за связывание; их цитоплазматиче-ские домены участвуют в передаче сигналов. Так, опыты с удалением цитоплазматического домена CD2 проявили, что в итоге такового вмешательства процесс активации нарушается, но адгезивная функция молекулы остается постоянной.
Митогены и суперантигены также могут активировать лимфоциты
Для исследования Т- и В-клеточной активации вместе с антигенами употребляются также митогены — вещества, которые в отличие от антигенов могут активировать Т- и В-клетки неспецифически. Для большинства Т-клеток катализаторами служат фитогемагглютинин, выделенный из красноватой фасоли, и конканавалин А, экстрагированный из плодов клещевины. Механизм деяния этих агентов детально исследован; они связываются с поверхностными молекулами Т-клеток, ответственными за активацию, а именно с ТкР и CD2.
Способностью неспецифически активировать Т-клетки владеют и молекулы иной группы, так именуемые «суперантигены», большая часть которых имеет бактериальное происхождение. К ним относятся стафилококковые энтеротоксины, токсин , вызывающий развитие синдрома токсического шока при сепсисе, токсин эксфолиативного дерматита и некие вирусные белки. Суперантигены связываются с молекулами МНС класса II на АПК и распознаются ТкР, но не средством такого же механизма, какой действует при распознавании Т-клеточ-ным сенсором комплекса МНС—антигенный пептид. Суперантиген связывается лишь с Хвцепью ТкР, но этого довольно для активации Т-клетки. Эффект стимуляции при всем этом таковой же, как и при использовании антигенов: зависимо от критерий опыта может появиться или иммунный ответ, или клональная анергия.
действие ЦИТОКИНОВ НА В- И Т-КЛЕТКИ
Основная роль в активации Т-клеток принадлежит ИЛ-2
Пролиферация лимфоцитов — это непростой, опосредуемый почти всеми факторами процесс. Так, стимуляция Т-клеток АПК еще не значит, что лимфоциты сходу же будут пролиферировать. Действенное взаимодействие с ролью ТкР ведет к продукции б-цепи сенсора для фактора роста Т-клеток, ИЛ-2. б-Цепь и уже имеющиеся в — и г-цепи сравнивают с образованием высокоаффинного сенсора для ИЛ-2. Активация ТкР у всех Т-клеток вызывает продукцию цитокинов. Большая часть Т-клеток CD4+ и некие Т-клетки CD8+ секре-тируют ИЛ-2 недолговременное время, 1—2 сут. В течение этого срока взаимодействие ИЛ-2 с высокоаффинным сенсором для ИЛ-2 приводит к росту и активации Т-клеток. Опосля стимуляции ТкР клеточки экспрессируют высокоаффинный сенсор лишь в течение приблизительно одной недельки: благодаря такому ограничению Т-клетки не плодятся безгранично, потому что отсутствие положительных сигналов содействует индукции апоптотической смерти излишних клеток.
ИЛ-2 синтезируют основным образом Т-клетки CD4+, но его продуцентами служат также С08+-клетки и огромные гранулярные лимфоциты. действие ИЛ-2 ограничено определенными видами клеток, в главном Т-клетками всех типов, для которых данный цитокин служит более мощным фактором роста и активатором. Он влияет также на БГЛ и В-клетки, индуцируя их рост и дифференцировку, активирует макрофаги и, может быть, олигоденд-роциты. В виде продукта ИЛ-2 употребляют для экспериментальной для снятия либо устранения симптомов и проявлений работоспособности»>заболевания «>терапии
Наименее мощным фактором роста Т-клеток служит ИЛ-4, который также относится к числу ин-дуцибельных цитокинов. Экспрессия поверхностного сенсора для ИЛ-4 увеличивается в итоге активации ТкР. На Т-клетки действует также ИЛ-7, хотя сначало он был описан как фактор роста пре-В-клеток, образуемый стромой костного мозга . Продуцируемый элементами стромы тимуса ИЛ-7 действует на тимоциты, представляя собой фактор роста и активации Т-клеток в дополнение к свойству активировать макрофаги. Может быть, описанные три фактора роста, также наименее изученные цитокины, а именно ИЛ-9, ИЛ-12 и ИЛ-15, производят узкую регуляцию роста и активации Т-клеток в процессе иммунного ответа.
Цитокины ИЛ-1 и ИЛ-6 служат костимулиру-ющими сигнальными молекулами при активации Т-клеток некими АПК. Умопомрачительно, что еще никому не удалось найти продукцию этих цитокинов теми АПК, которые числятся более действенными презентиру-ющими клеточками при первичной Т-клеточной активации, — интердигитатными дендритными клеточками. Не исключено действие в качестве ко-стимулирующих и остальных цитокинов, включая ИЛ-12 и ИЛ-15.
Цитокин ИЛ-3 провоцирует рост клеток-предшественников всех гемопоэтических линий. На этот цитокин реагирует также минорная популяция Т-клеток.
Активацию и деление В-клеток индуцируют цитокины, образуемые Тх2-лимфоцитами
К специфичным цитокинам, продуцируемым Тх2 клеточками, относятся ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10 и ИЛ-13. Цитокин ИЛ-4 действует на В-клетки, индуцируя их активацию и дифференцировку с преимущественной продукцией синтез IgE, играет патогенетическую роль при аллергических заболеваниях.
ИЛ-5 работает в организме человека в главном как фактор роста и активации эозино-филов. У мыши он действует также на В-клетки, индуцируя их рост и дифференцировку. Этот цитокин обусловливает эозинофилию при паразитических инвазиях.
Цитокин ИЛ-6, узнаваемый ранее как фактор В-клеточной дифференцировки либо фактор стимуляции гепатоцитов, образуют почти все клеточки — Ф лимфоциты, макрофаги, В-клетки, фибробла-сты и эндотелиальные клеточки. Он действует на самые различные клеточки, но в особенности принципиальна его функция как индуктора дифференцировки В-лимфоцитов в антителообразующие клеточки. В печени ИЛ-6 провоцирует синтез белков острой фазы. Считается, что ИЛ-6 служит принципиальным фактором роста множественной миело-мы — злокачественного новообразования, появившегося из плазматических клеток.
Цитокины — регуляторы иммунных реакций
От цитокинов может также зависеть тип развивающегося иммунного ответа В особенности принципиальна при всем этом регуляторная функция ИЛ-10 и ИЛ-12. Цитокин ИЛ-10 подавляет синтез ИФу. Не считая того, он ингибирует презентацию антигенов и синтез ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНОос макрофагами, что способствует развитию иммунного ответа по Тх2-типу и В-клеточной активации. действие ИЛ-12 комплементарно эффектам ИЛ-10: он содействует развитию Txl-ответа, сопровождающегося активацией макрофагов и обычных киллерных клеток.
Источником образования ИФу служат активированные Т-лимфоциты и НК-клетки. Иммунная активация ведет к образованию ИФу и увеличению антигенпрезентирующей функции клеток почти всех типов, в том числе макрофагов, астроцитов, клеток микроглии и эндотелия, также тимоцитов. Отчасти этот эффект опосредован усилением экспрессии генов МНС классов I и II и ТАР, которое тянет за собой последующую активацию Т-клеток. Увеличивается также экспрессия костимулирующих молекул В7-1, В7-2 и 1САМ-1. Таковым образом, при почти всех иммунных реакциях ИФу делает функцию положительного сигнала регуляции по механизму оборотной связи. Но совместно с тем он ингибирует пролиферацию Тх2-клеток, как правило активирует макрофаги и, как это ни феноминально, препятствует индукции синтеза МНС-молекул класса II В-клетками, вызываемой ИЛ-4. Отсюда следует, что ИФу содействует развитию иммунного ответа Txl-типа.
ИФа и ЗЦв, подобно ИФу, могут подавлять пролиферацию клеток иммунной системы. Они ингибируют, не считая того, эффект ИФу, индуцирующий экспрессию МНС-антигенов класса II. Цитокин ИЛ-6, стимулируя дифференцировку клеток, в том числе неких лейкозных линий, тормозит их пролиферацию. Цитокины ИЛ-6 и ИЛ-11 способны ингибировать синтез макрофагами провоспалительных цитокинов, но их действие слабее, чем у ИЛ-4 либо ИЛ-10. Цитокин ИЛ-13 по своим свойствам подавлять функции макрофагов почти во всем сходен с ИЛ-4.
Трансформирующий фактор роста в представлен семейством из 3-х близкородственных молекул, которые стимулируют рост соединительной ткани и образование коллагена, но ингибируют фактически все иммунные и гемо-поэтические функции, в особенности если находятся до активации клеток.
ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ IN VIVO
В ранешний период исследование гуморального иммунного ответа сводилось в главном к определению специфичных человека и животных) звериных опосля иммунизации Т-зависимыми либо Т-независимы-ми антигенами. По мере скопления данных о развитии и созревании В-лимфоцитов стали проясняться клеточные механизмы иммунных реакций in vivo. свойства гуморального ответа, связанные с описанными выше клеточными функциями, включают:
* усиление продукции системы, а не попросту набора личных В-клеток. Элементы гуморального ответа in vivo тщательно описаны ниже.
Опосля первичной антигенной стимуляции наступает исходный период иммунного ответа — лаг-фаза, в течение которой антитела в крови не обнаруживаются. Потом следуют период логарифмического роста титра исследование ответа на первичную и вторичную стимуляцию антигеном выявило 4 главных имеющихся меж ними различия.
Фактор времени Вторичный иммунный ответ характеризуется укороченной лаг-фазой и наиболее длительными фазами плато и затухания.
Титр антитела IgM, тогда как при вторичном преобладают IgG, a IgM находятся только в весьма маленьком количестве.
Аффинность антитела различаются существенно наиболее высочайшей аффинностью. Эта его изюминка известна как «созревание» аффинности.
Присутствие АОК в селезенке звериных опосля иммунизации можно выявить методом анализа бляшкообразования. Как установлено. АОК в этом органе возникают приблизительно за день до того, как антитела в доступных для определения титрах обнаруживаются в сыворотке крови .
Переключение изотипа 1д зависит от Т-клеток
При Т-зависимом иммунном ответе происходит постепенное изменение класса преобладающих специфичных нрав случайного действия. Подклассы IgG, продуцируемых плазматическими клеточками, варьируют зависимо от нрава стимула. Так, у мыши применение полного адъюванта Фрейнда ведет к продукции в большей степени ^С2-антигенов, осажденных квасцами, возникает в большей степени IgGl-пф-вет. Может также происходить переключение на синтез IgA либо IgE; клеточки, образующие иммуноглобулины этих изотипов, сосредоточены основным образом в лимфоидных тканях слизистых оболочек.
Молекулярная база переключения изотипа исследована достаточно тщательно. Перестройки в ДНК зависят от сигналов, генерируемых Т-клетками CD4+, от цитокинов и CD40L, который играет особо важную роль Т-клеточные цитокины, присутствующие в конкретной близости к В-клеткам, определяют новейший изотип продуцируемых иммуноглобулинов. Цитокин ИЛ-4 содействует переключению на синтез IgG 1 и IgE, тогда как ФЦСв вызывает переключение на продукцию IgA и lgG2b, а ИФу провоцирует образование lgG2a. Цитокины могут также подавлять экспрессию неких изотипов; к примеру, ИЛ-4 ингибирует синтез IgG2a.
В процессе переключения изотипа происходит цитокин-зависимая транскрипция ДНК в новейшей постоянной области, модифицированной за счет так именуемой рекомбинации переключения. Она заключается в том, что специальные «участки переключения», расположенные у 5′-конца всякого из генов, кодирующих домены постоянных областей томных цепей различных изотипов, ре-комбинируют друг с другом, а промежный участок ДНК удаляется.
Созревание аффинности зависит от селекции клеток
При вторичном иммунном ответе на Т-зависимые антигены антитела владеют в среднем наиболее высочайшей аффинностью, чем при первичном. Это соединено с переключением синтеза антигена: при внедрении больших доз сродство увеличивается слабее, чем опосля иммунизации низкими дозами антигена. Высказано предположение, что при низкой концентрации антигена его связывают в достаточном количестве только те В-клетки, которые владеют высокоаффинными сенсорами; связывание индуцирует пролиферацию и дифференцировку этих В-клеток. При значимой же концентрации антигена его связывают и активизируются как высоко-, так и низкоаффинные В-клетки.
Хотя личные В-клетки обычно не меняют собственной главный специфики, аффинность антиген;
* селективная экспансия высокоаффинных клонов под воздействием антигена.
Соматическое гипермутирование имеет пространство в антителообразующих клеточках при Т-зависимом иммунном ответе и играет важную роль в продукции высокоаффннных процесс. Но время от времени тот же процесс приводит к образованию высокоаффинных IgG-аутоантител, к примеру развития и функционирования живых организмов), способных вызывать томные расстройства. Схожее мутирование было найдено экспериментально в долгоживушей культуре ткани , но его роль в появлении всераспространенных аутоиммунных болезней неведома.
Активация В-клеток происходит в центрах размножения
процесс созревания В-клеточной аффинности протекает в центрах размножения. Они образуются в селезенке либо лимфатических узлах спустя несколько суток опосля антигенной стимуляции. В-лимфоциты, активированные Т-клетками средством связывания CD40 с его лигандом, мигрируют в первичные фолликулы, где имеется густая сеть фолликулярных дендритных клеток. В этом окружении происходит резвое деление В-клеток, сопровождающееся соматическим мутированием Ig-генов. В-клетки с высокоаффинными сенсорами проходят отбор по выживаемости, основанный на содействии их мембраносвязанных поверхностных поверхности фолликулярных дендритных клеток. При прохождении через центр размножения В-лимфоциты экспрес-сируют ген «клеточной выживаемости», bcl-2. Клеточки с высокоаффинными IgG за счет связывания продукта bcl-2 избегают апоптоза; клеточки же с низкоаффинными сенсорами таковым свойством не владеют и гибнут в итоге апоптоза.
Иммунологическая память
Способность организма развивать вторичный иммунный ответ базирована на свойстве «иммунологической памяти». Этим же свойством обоснован эффект вакцинации.
Клеточки, выполняющие функцию иммунологической памяти, скапливаются в итоге экспансии популяций антигенспецифичных лимфоцитов во время первичного иммунного ответа, т. е. возрастания числа покоящихся В- и Т-клеток, способных реагировать на следующее действие такого же антигена. В-клетки иммунологической памяти отменно различаются от непримированных В-лимфоцитов тем, что начинают продуцировать IgG-антитела ранее и обычно владеют наиболее высокоаффинными антигенными сенсорами благодаря селекции в процессе первичного иммунного ответа.
Т-клетки памяти навряд ли владеют сенсорами завышенной аффинности по сопоставлению с непримированными Т-клетками, потому что Т-лимфоцитам не характерно гипермутирование. Но Т-клетки иммунологической памяти способны реагировать на наиболее низкие дозы антигена, и это дозволяет полагать, что их рецепторный комплекс в целом работает наиболее отлично. В истинное время можно считать установленным, что иммунологическая память определяется не только лишь скоплением популяций схожих по свойствам клеток; изменяются также характеристики личных клеток, о чем свидетельствуют конфигурации в экспрессии молекул клеточной поверхности и цитокинов. Т-клетки CD4+, осуществляющие функцию иммунологической памяти, продуцируют цигокины резвее и лучше.
]]>