T- и B-клеточные рецепторы Дифференцировка Т-лимфоцитов в тимусе

T- и B-клеточные рецепторы. Дифференцировка Т-лимфоцитов в тимусе. Голец К. И. 492 гр Москва 2012

Рецептор – генетически детерминированная белковая структура, основная функция которой избирательно распознать сигнал, закодированный в химической структуре молекулы-посредника, а затем трансформировать этот сигнал в биологический ответ клетки. Маркер – уникальная структура на поверхности или внутри клетки, которая характеризует популяцию, субпопуляцию клеток или стадию их развития.

Строение Т-клеточного рецептора

T-клеточный рецептор – сложная многокомпонентная структура из двух распознающих антиген цепей, соединенных дисульфидной связью, и нековалентно связанных сигнальных молекул СD 3 и CD 247, способных передавать активационный сигнал в клетку.

Сравнение ТСR α/β и γ/δ Сравнение α/β большой γ/δ ограниченный СD 4+ 60% <1% CD 8+ 30% CD 4+ CD 8+ <20% <1% CD 4 - CD 8 - <19% 60% Репертуар Vгенов Лиганды Рестрикция по МНС Пептиды и МНС Фосфолипидные СD 4+: MHC I CD 8+: MHC II отсутствует

Строение В-клеточного рецептора

B-клеточный рецептор образован мономерной формой иммуноглобулинов с коротким цитоплазматическим концом и корецепторными молекулами, участвующими в трансдукции сигнала: Igα(CD 79 a) и Igβ(CD 79 b)

Дифференцировка Т-лимфоцитов в тимусе

Тимус центральный орган иммунной системы, расположенный в переднем верхнем средостении за грудиной; орган лимфопоэза человека и многих видов животных, в котором происходит созревание, дифференцировка и иммунологическое «обучение» T-клеток иммунной системы.

Клетки тимуса и их функции в дифференцировке Т-клеток 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Секреторные. Находятся в наружных слоях коры и мозговом слое. Вырабатывают тимозин, тимопоэтим и др. Ретикулярные. Находятся в глубоких слоях коры. Принимают участие в положительной селекции Клетки-няньки. Находятся в наружных слоях коры. Тимоциты находятся внутри них или обволакиваются ими, через 12 ч выходят из них с признаками функциональной зрелости Макрофаги. Находятся во всех отделах органа. Утилизируют тимоциты, не прошедшие селекции и подвергшиеся апоптозу Дендритные клетки. Находятся в кортикомедулярном сочленении. Вырабатываю цитокины и принимают участие в отрицательной селекции Фибробласты. Вырабатывают цитокины Тельца Гассаля. Находятся в медулярной зоне в виде скоплений эпителиальных клеток, свободных от тимоцитов. Назначение неизвестно.

Основные этапы дифференцировки Т -лимфоцитов в тимусе n n n Миграция предшественников Т-клеток из костного мозга Перегруппировка генов TCR и формирование полноценного рецептора Положительная и отрицательная селекция Т-клеток Формирование зрелых субпопуляций СD 4 и CD 8 Т-лимфоцитов Эмиграция зрелых Т-клеток из тимуса

Стадии развития Т-лимфоцитов 1. 2. 3. Двойные негативные (ДН) лимфоциты Двойные позитивные (ДП) лимфоциты: перестройка V гена цепи и сборка TCR (экспрессируется на мембране в комплексе с CD 3 и цепями) Одинарные позитивные (ОП) лимфоциты (CD 4+ или CD 8+ лимфоциты): формируются в медулярной зоне тимуса

Стадии дифференцировки двойных негативных Т-лимфоцитов

• • ДН 1: активная пролиферация под действием фактора стволовых клеток ДН 2: Начинается экспрессия СD 3, клетка готовится к перестройке генов TCR, начинается экспрессия генов RAG 1 и RAG 2, может идти перестройка цепей TCR ДН 3: перестройка и β цепей TCR на одной хромосоме ДН 4: Появляется пре-TCR. Сформирована β-цепь, α-цепь суррогатна, без V-домена, участвует в поддержании конформационной целостности ТCR. Продолжается экспрессия генов RAG 1 и RAG 2. Одновременная экспрессия корецепторных молекул CD 4 и CD 8 на поверхности клетки Пре- TCR

Стадия двойных позитивных Тлимфоцитов Происходит перестройка α-цепи TCR, начинает экспрессироваться полноценный TCR. Появляется чувствительность к апоптозу. Эти клетки подвергаются селекции

Положительная селекция Происходит во внутренней зоне коркового слоя тимуса при участии эпителиальных клеток, которые экспрессируют HLA I или II. T лимфоциты с антигенраспознающими реципторами разделяются на (по степени аффинности к аутологичным молекулам HLA): • лимфоциты низкой аффинности • лимфоциты высокой аффинности • лимфоциты средней аффинности На этой стадии погибают 90% тимоцитов. Клетки, подвергшиеся апоптозу удаляются макрофагами. В результате позитивной селекции получаются клетки с фенотипом TCR CD 3+, CD 69+ (молекула активации), CD 5+, CD 27+, CD 28+ (костимулирующая молекула)

Отрицательная селекция v v Происходит в кортикомедулярной и медулярной зонах после прохождения ДП клетками позитивной селекции. В результате негативной селекции происходит эллиминация аутоагрессивных клонов T лимфоцитов как результат взаимодействия тимоцитов с ДК, МФ, эпителиальными клетками, экспрессирующими HLA молекулы со встроенным аутологичным антигеном. Клетки, которые не прошли негативную селекцию подвергаются апоптозу и удаляются макрофагами. В результате негативной селекции происходит гибель ½ клеток, которые ранее прошли позитивную селекцию Примечание: Регуляторные отрицательную селекцию Т-клетки НЕ проходят

Стадия одинарных положительных Тлимфоцитов В результате положительной селекции лимфоциты, провзаимодействовавшие с MHC I экспрессируют CD 8, подвергаются дифференцировке в Т-киллеры. Лимфоциты, провзаимодействовавшие с MHC II экспрессируют CD 4, подвергаются дифференцировке в Т-хелперы. Являются зрелыми и наивными клетками.

Маркеры T лимфоцитов, соответствующие стадиям их дифференцировки в тимусе Зона тимуса Стадия дифференцировки Поверхностные маркеры клеток Процессы Кортикомедулярное соединение Ранний лимфоидный предшественник CD 34+, CD 38+, CD 45 RA+, CD 7+, CD 117 Миграция в тимус в зоне кортикомедулярного соединения Внутренний коры слой ДН 1 (двойная негативная T клетка) CD 44+, CD 25 , ИЛ 7 R+, CD 34+, CD 4 , CD 8 Пролиферация под действием фактора стволовых клеток Наружный коры слой ДН 2 (про. T) CD 44+, CD 25+, CD 4 , CD 8 Пролиферация под действием ИЛ 7 Коммитированность T клеточной линии развития Наружный слой коры Субкапсулярная зона ДН 3 (пре. T 1) CD 44 , CD 25+, CD 4 , CD 8 Перестройка генов цепи Экспрессия пре. TCR Выбор дифференцировки TCR Субкапсулярная зона ДН 4 (пре. Т 2) CD 44 , CD 25 , CD 4 , CD 8 Активация пролиферации Кортикомедулярное соединение ДП (двойная позитивная T клетка) Незрелая CD 4+, CD 8+, TCR CD 3+, CD 69+, CD 5+, CD 27+, CD 28+ Перестройка V гена цепи Экспрессия TCR в комплексе с CD 3 Экспрессия корецепторных молекул CD 4 и CD 8 Позитивная селекция Негативная селекция Медулярная зона ОП (одинарная позитивная T клетка) CD 4+ или CD 8+, CD 62 L+, CCR 7+, рецептор SIP 1, отбор по МНС Формирование субпопуляций CD 4+ или CD 8+ Эмиграция в периферические лимфоидные органы между