ЛЕКЦИЯ № 4 Дифференцировка Т- и В-лимфоцитов

ЛЕКЦИЯ № 4 Дифференцировка Т- и В-лимфоцитов

Полипотентная гемопоэтическая стволовая клетка (ГСК) малодифференцированный клеточный элемент, способный к самоподдержанию, пролиферации и дифференцировке во все клетки крови.

• ГСК локализуются в красном костном мозге (концентрация до 1% среди мононуклеарных клеток), • печени эмбриона (до 1%), • ГСК циркулируют в пуповинной крови (до 1%), • периферической крови (около 0, 1% от всех ядерных клеток)

Этапы развития ГСК • • Полипотентная стволовая кроветворная клетка (stem cell). Родоначальная стволовая кроветворная клетка (progenitor cell) – ограничена в самоподдержании, но интенсивно пролиферирует. Имеет ограниченное число делений и ограниченный потенциал, коммитированы к дифференцировке, по крайней мере, в двух направлениях (лимфоидном и миелоидном). Клетка предшественник (precursor cell) – коммитирована только в один тип клеток крови (лимфоциты, гранулоциты, моноциты и т. д. ). Зрелые клетки (Т-, В-лимфоциты, эритроциты, моноциты и т. п. ).

Лимфоидная родоначальная клетка ГСК самоподдержание В-лимфоцит Предшественник В-лимфоцитов Т-лимфоцит NK Предшественник Т-лимфоцитов Миелоидная родоначальная клетка

Treg самоподдержани е ТК? эоинофил базофил тромбоцит эритроцит

Клональный принцип организации лимфоцитов Клон лимфоцитов – группа лимфоцитов, имеющих антигенраспознающие рецепторы одной специфичности, т. е. способные распознавать одну АГ детерминанту. 1 КЛОН = 1 АГ-распознающий РЕЦЕПТОР! В иммунной системе формируется множество клонов лимфоцитов способных распознавать огромное количество вариантов антигенных молекул, составляющих антигенный репертуар.

Дифференцировка В-лимфоцитов

Субпопуляции В-клеток

Строение В-клеточного рецептора (BCR – “B-cell receptor”) M

Молекула BCR имеет слишком короткий цитоплазматический хвост, поэтому для трансдукции (передачи) сигнала от BCR к ядру клетки используются вспомогательные молекулы, такие как CD 79 и другие (CD 19, CD 20, CD 21).

Основным процессом дифференцировки В-лимфоцитов является формирование антигенраспознающего В-клеточного рецептора!

Легкие цепи, входящие в состав BCR, могут быть двух видов: κиλ Их строение кодируется генетическими локусами, расположенными во 2 и 22 хромосомах Тяжелые цепи (5 видов, соответствующие классам иммуноглобулинов: μ, γ, δ, ε, α) кодируются в едином локусе 14 хромосомы. Это - зародышевые гены иммуноглобулинов.

Локализация генов иммуноглобулинов у человека и мыши

В общем виде каждая группа зародышевых генов состоит из 4 -х генных сегментов: ВАРИАБЕЛЬНЫЙ (V), РАЗНООБРАЗНЫЙ (D), СОЕДНИТЕЛЬНЫЙ (J) КОНСТАНТНЫЙ (С)

Организация зародышевых генов

Для формирования многообразия вариабельных доменов (V-домены) комплементарных различным видам АГ, во время дифференцировки происходит перестройка (реаранжировка) зародышевых генов, в результате которой формируется окончательный вид генов, кодирующих белковую структуру BCR и иммуноглобулинов.

Реаранжировка (перестройка) зародышевых генов

С-гены тяжелой цепи BCR

Для перегруппировки генов H- и L-цепей требуются ферменты рекомбиназы RAG-1 и RAG-2 (recombinationactivating genes). Перегруппировка представляет собой вырезание отдельных фрагментов ДНК и сшивку оставшихся частей по принципу образования петель ДНК.

Комбинаторное разнообразие антиген-связывающих участков

В результате реаранжировки генов BCR образуется более 2, 5 миллионов вариантов антиген-распознающих рецепторов.

Этапы дифференцировки B-лимфоцитов

Пре В-клеточный рецептор

Отрицательная селекция В-лимфоцитов в костном мозгу: реакции незрелых клеток на распознавание аутоантигена – индукция анергии, редактирование V-генов и апоптоз

Антиген-зависимый этап дифференцировки В-лимфоцитов (гуморальный иммунный ответ)

Дифференцировка В-лимфоцита в плазматическую клетку Плазматическая клетка B-лимфоцит Утрата экспрессии генов В-клетки Блокада клеточного цикла после плазмобласта Увеличение размера, расширение цитоплазмы, развитие шероховатого ЭПР

Дифференцировка Т-лимфоцитов

Строение T-клеточного рецептора (TCR – “T-cell receptor”)

3 D модель T-клеточного рецептора

TCR – гетеродимеры, и или и цепей ( Т-клетки и Т-клетки) TCR тесно соединяется с CD 3 – комплексом полипептидных цепей, необходимых для трансдукции сигнала

Схематическая структура CD 4 (4 подобных Ig домена) и CD 8 (αβ – гетеродимер и αα- гомодимер)

В отличие от BCR, распознающего АГ в нативном виде, TCR связывает и распознает АГ только в составе молекул MHC. CD 4 и CD 8 классические корецепторы, распознающие комплекс «пептид-МНС» и участвующие в сигнальной трансдукции. Внеклеточные домены CD 4 и CD 8 связываются с консервативными МНС молекулами на АПК. CD 4 связывается с МНС класса II, а CD 8 – с МНС класса I

Распознавание антигена в составе молекул МНС I и II классов

Т-хелперы (Th) (CD 4+) Функциональная субпопуляция Т клеток, которые способствуют генерации цитотоксических Т лимфоцитов и участвуют в межклеточной кооперации с В-клетками, активируя их в направлении синтеза антител. Th распознают антиген в ассоциации с молекулами MHC класса II (феномен двойного распознавания)

Цитотоксические Т клетки (СD 8+) Клетки-киллеры, способные убивать инфицированные вирусом клетки, опухолевые клеткимишени, несущие на поверхности антигенные пептиды в комплексе с молекулами MHC класса I (феномен двойного распознавания, но для эффекторной функции)

Регуляторные Т-клетки (Treg) (CD 4+CD 25+Fox. P 3+) Т-клетки, зависимые от тимуса, регулирующие (супрессирующие) функцию других клеток иммунной системы

Основным процессом дифференцировки Т-лимфоцитов, также как и у В-лимфоцитов, является формирование многообразия антигенраспознающих Т-клеточных рецепторов

Локализация генов ТКР у человека

Реаранжировка генов по принципу образования петли ДНК

Циркулярные образования ДНК в Т-клетках, недавно покинувших тимус

Этапы дифференцировки Т-лимфоцитов

Положительная селекция тимоцитов

Отрицательная селекция тимоцитов

Положительная и отрицательная селекция тимоцитов

Спасибо за внимание.