T lymfocyty, alebo T bunky(z lat. t hymus „týmus“) - lymfocyty, ktoré sa vyvíjajú u cicavcov v týmuse z prekurzorov - pretimocytov, ktoré doň vstupujú z červenej kostnej drene. V týmuse sa T-lymfocyty rozlišujú získavaním receptorov T-buniek (TCR) a rôznych koreceptorov (povrchové markery). Hrá dôležitú úlohu v získanej imunitnej odpovedi. Zaisťujú rozpoznávanie a deštrukciu buniek nesúcich cudzie antigény, posilňujú činnosť monocytov, NK buniek a tiež sa podieľajú na premene izotypov imunoglobulínov (na začiatku imunitnej reakcie B bunky syntetizujú IgM, neskôr prechádzajú na produkcia IgG, IgE, IgA).
Druhy T lymfocytov
Receptory T-buniek sú hlavnými povrchovými proteínovými komplexmi T-lymfocytov zodpovednými za rozpoznávanie spracovaných antigénov spojených s molekulami hlavného histokompatibilného komplexu (MHC). Hlavný komplex histokompatibility (MHC)) na povrchu buniek prezentujúcich antigén. Receptor T buniek je spojený s ďalším komplexom polypeptidovej membrány, CD3. Funkcie komplexu CD3 zahŕňajú signalizáciu do bunky a tiež stabilizáciu receptora T-buniek na povrchu membrány. Receptor T-buniek sa môže spájať s inými povrchovými proteínmi, jeho koreceptormi. V závislosti od koreceptora a vykonávaných funkcií existujú dva hlavné typy T buniek.
T-pomocníci
T -pomocníci (z anglického helper - pomocník) - T -lymfocyty, ktorých hlavnou funkciou je posilnenie adaptívnej imunitnej reakcie. Aktivujte zabíjače T, B-lymfocyty, monocyty, NK bunky priamym kontaktom, ako aj humorne, uvoľňujte cytokíny. Hlavnou črtou T-pomocníkov je prítomnosť molekuly CD4 koreceptora na povrchu bunky. T-pomocníci rozpoznávajú antigény, keď ich receptor T-buniek interaguje s antigénom spojeným s molekulami hlavného histokompatibilného komplexu triedy II (angl. Hlavný histokompatibilný komplex II (MHC-II)).
T zabijaci
T-pomocníci a T-zabijaci tvoria skupinu efektorové T-lymfocyty priamo zodpovedný za imunitnú odpoveď. Súčasne existuje ďalšia skupina buniek, regulačné T-lymfocyty ktorých funkciou je regulovať aktivitu efektorových T-lymfocytov. Regulovaním sily a trvania imunitnej odpovede prostredníctvom regulácie aktivity T-efektorových buniek udržujú regulačné T-bunky toleranciu voči vlastným antigénom v tele a predchádzajú vzniku autoimunitných chorôb. Existuje niekoľko mechanizmov potlačenia: priame, s priamym kontaktom medzi bunkami, a vzdialené, uskutočňované na diaľku, napríklad prostredníctvom rozpustných cytokínov.
yδ T-lymfocytov
T-lymfocyty sú malá populácia buniek s modifikovaným receptorom T-buniek. Na rozdiel od väčšiny ostatných T buniek je receptor, pre ktorý je vytvorený α (\ Displaystyle \ alpha) a β (\ Displaystyle \ beta) podjednotky, receptor T-buniek γ δ (\ Displaystyle \ gamma \ delta)- vytvorili sa lymfocyty γ (\ Displaystyle \ gamma) a δ (\ Displaystyle \ delta) podjednotky. Tieto podjednotky neinteragujú s peptidovými antigénmi prezentovanými MHC proteínmi. Predpokladá sa, že γ δ (\ Displaystyle \ gamma \ delta) T-lymfocyty sa podieľajú na rozpoznávaní lipidových antigénov.
T-supresory
T-lymfocyty, ktoré poskytujú centrálnu reguláciu imunitnej reakcie.
Diferenciácia v týmuse
Etapy diferenciácie T-lymfocytov
Všetky T bunky pochádzajú z krvotvorných kmeňových buniek z červenej kostnej drene, ktoré migrujú do týmusu a diferencujú sa na nezrelé tymocyty... Týmus vytvára mikroprostredie nevyhnutné pre vývoj plne funkčného repertoáru T buniek, ktorý je obmedzený na MHC a je tolerantný k sebe.
Diferenciácia tymocytov je rozdelená do rôznych fáz v závislosti od expresie rôznych povrchových markerov (antigénov). V najskoršom štádiu tymocyty neexprimujú CD4 a CD8 koreceptory, a preto sú klasifikované ako dvojito negatívne (DN) (CD4-CD8-). V ďalšej fáze tymocyty exprimujú oba koreceptory a nazývajú sa dvojito pozitívne (DP) (CD4 + CD8 +). Nakoniec, v konečnej fáze, je výber buniek, ktoré exprimujú iba jeden z koreceptorov (English Single Positive (SP)): buď (CD4 +) alebo (CD8 +).
Počiatočné štádium je možné rozdeliť do niekoľkých čiastkových fáz. V podskupine DN1 (anglický dvojitý negatív 1) majú tymocyty nasledujúcu kombináciu markerov: CD44 + CD25 -CD117 +. Bunky s touto kombináciou markerov sa tiež nazývajú skoré lymfoidné progenitory (angl. Skoré lymfoidné progenitory (ELP)). Pri postupe vo svojej diferenciácii sa ELP aktívne delia a nakoniec strácajú schopnosť transformovať sa na iné typy buniek (napríklad B-lymfocyty alebo myeloidné bunky). Po prechode na podskupinu DN2 (Double Negative 2) tymocyty exprimujú CD44 + CD25 + CD117 + a stávajú sa ranými progenitormi T-buniek (angl. Skoré progenitory T-buniek (ETP)). Počas podskupiny DN3 (anglický dvojitý negatív 3) majú bunky ETP kombináciu CD44-CD25 + a vstupujú do procesu β-selekcia.
β-selekcia
Gény receptora T-buniek sa skladajú z opakujúcich sa segmentov, ktoré patria do troch tried: V (variabilný), D (diverzita) a J (spájanie). V procese somatickej rekombinácie sa génové segmenty, jeden z každej triedy, spoja dohromady (V (D) J-rekombinácia). Náhodná kombinácia sekvencií segmentov V (D) J má za následok jedinečné sekvencie variabilných domén pre každý z receptorových reťazcov. Náhodná povaha tvorby sekvencií variabilných domén umožňuje generovanie T buniek, ktoré sú schopné rozpoznať veľký počet rôznych antigénov, a v dôsledku toho poskytujú účinnejšiu ochranu proti rýchlo sa vyvíjajúcim patogénom. Tento rovnaký mechanizmus však často vedie k tvorbe nefunkčných podjednotiek receptora T-buniek. Gény kódujúce p-podjednotku receptora sú prvé, ktoré prešli rekombináciou v bunkách DN3. Aby sa vylúčila možnosť vzniku nefunkčného peptidu, β-podjednotka tvorí komplex s invariantnou a-podjednotkou receptora pre-T buniek, pričom tvorí tzv. receptor pre-T-buniek (pre-TCR). Bunky neschopné vytvárať funkčné pre-TCR odumierajú v dôsledku apoptózy. Tymocyty, ktoré úspešne prešli p -selekciou, sa presúvajú do podskupiny DN4 (CD44 -CD25 -) a podstúpia tento proces. pozitívny výber.
Pozitívny výber
Bunky exprimujúce pre-TCR na svojom povrchu stále nie sú imunokompetentné, pretože sa nedokážu viazať na molekuly hlavného histokompatibilného komplexu. Rozpoznanie molekúl MHC receptorom T-buniek vyžaduje prítomnosť CD4 a CD8 koreceptorov na povrchu tymocytov. Tvorba komplexu medzi pre-TCR a CD3 koreceptorom vedie k inhibícii prestavieb génov p-podjednotky a súčasne aktivuje expresiu génov CD4 a CD8. Tymocyty sa tak stanú dvojito pozitívnymi (DP) (CD4 + CD8 +). Tymocyty DP aktívne migrujú do kôry týmusu, kde interagujú s kortikálnymi epiteliálnymi bunkami exprimujúcimi proteíny oboch tried MHC (MHC-I a MHC-II). Bunky, ktoré nie sú schopné interagovať s MHC proteínmi kortikálneho epitelu, podliehajú apoptóze, zatiaľ čo bunky, ktoré úspešne vykonávajú takúto interakciu, sa začínajú aktívne deliť.
Negatívny výber
Tymocyty, ktoré prešli pozitívnou selekciou, začnú migrovať na kortiko-medulárny okraj týmusu. Akonáhle sú tymocyty v dreni, interagujú s vlastnými antigénmi tela, prezentovanými v komplexe s MHC proteínmi na dreňových epiteliálnych bunkách týmusu (mTEK). Tymocyty aktívne interagujúce s vlastnými antigénmi podliehajú apoptóze. Negatívny výber zabraňuje vzniku samoaktivujúcich sa T buniek, ktoré môžu spôsobiť autoimunitné ochorenia, čo je dôležitý prvok imunitnej tolerancie tela.
Obsah predmetu „CD8 lymfocyty. Antigén (Ag) predstavujúci bunky. Klasifikácia antigénov (Ag).“:Receptor T buniek... T bunky rozpoznávajú Ag pomocou dvoch typov membránových glykoproteínov - receptorov T buniek a CD3. Receptor T-buniek je heterodimér obsahujúci reťazce a a p (asi 98% všetkých T-buniek) alebo 5 reťazcov (asi 1,5 až 2% buniek) s molekulovou hmotnosťou 40 až 50 kDa. Receptor T-buniek patrí do nadrodiny molekúl bunkového povrchu podobných Ig, ktoré sa podieľajú na rozpoznávacích reakciách. Mechanizmy transmembránového prenosu z receptora T buniek zostávajú neznáme; pravdepodobne sú dôsledkom CD3, nekovalentne asociovaného s receptormi T-lymfocytov.
Aktivácia T buniek
Na aktiváciu T buniek sú potrebné dva signály z makrofágov. Prvým signálom je prezentácia Ag, druhým je sekrécia aktivačného faktora (IL-1). Ten stimuluje syntézu IL-2 T-lymfocytmi, ktoré tieto bunky aktivujú (autokrinná regulácia). Na membránach T-buniek sa súčasne zvyšuje expresia receptorov pre IL-2 (CD25).
Subpopulácie T-lymfocytov
Na základe povrchových značiek niekoľko subpopulácie T-lymfocytov vykonávať rôzne funkcie. Pre diferenciácia T buniek použite sadu monoklonálnych AT, detegujúcich povrchový marker CD-Ag [z angličtiny. zhluk diferenciácie]. Všetci zrelí T bunky expresný povrch CD3-Ag; okrem toho subpopulácie T-lymfocytov exprimujú aj ďalšie CD-Ag.
Lymfocyty CD4 +
Molekuly membrány CD4 nesú rôzne populácie buniek, podmienene rozdelené na regulačné (pomocné) a efektorové (T rzm).
T-pomocníci[z angličtiny. pomôcť] konkrétne rozpoznať Ag a interagovať s makrofágmi a B bunkami počas indukcie humorálnej imunitnej reakcie. Pomer buniek CD4 + / CD8 + je dôležitým parametrom na hodnotenie imunitného stavu; za normálnych podmienok je pomer CD4 + / CD8 + približne rovný dvom a odráža dominantný vplyv stimulačných faktorov na imunitnú odpoveď. V niektorých stavoch imunodeficiencie je pomer obrátený (menej ako I, to znamená, že dominujú bunky CD8 +), čo naznačuje prevládajúci vplyv imunosupresívnych účinkov; je základom patogenézy mnohých imunodeficiencií (napríklad AIDS).
Ag-rozpoznávacie T-lymfocyty„Rozpoznajte“ cudzí epitop vírusového alebo nádorového Ar v komplexe s molekulou MHC na plazmatickej membráne cieľovej bunky. T hzt [T-efektory reakcií z precitlivenosti oneskoreného typu (DTH)] sprostredkovávajú reakcie DTH.
Prvá štúdia je vždy výpočet vzorca leukocytov (pozri kapitolu „Hematologické štúdie“). Hodnotia sa relatívne aj absolútne hodnoty počtu buniek periférnej krvi.
Stanovenie hlavných populácií (T-bunky, B-bunky, bunky prirodzeného zabíjania) a subpopulácií T-lymfocytov (pomocníci T, T-CTL). Na primárnu štúdiu imunitného stavu a detekciu závažných porúch imunitného systému WHO odporučila stanoviť pomer CD3, CD4, CD8, CD19, CD16 + 56, CD4 / CD8. Štúdia vám umožňuje určiť relatívny a absolútny počet hlavných populácií lymfocytov: T bunky - CD3, B bunky - CD19, prírodný zabijak (NK) - CD3 -CD16 ++ 56 +, subpopulácie T lymfocytov (pomocníci T CD3 + CD4 +, T-cytotoxické CD3 + CD8 + a ich pomer).
Metóda výskumu
Imunofenotypizácia lymfocytov sa vykonáva pomocou monoklonálnych protilátok na povrchovú diferenciačnú tonzilitídu na bunkách imunitného systému metódou prietokovej laserovej cytofluorometrie na prietokových cytometroch.
Výber oblasti na analýzu lymfocytov sa robí podľa dodatočného markera CD45, ktorý je prítomný na povrchu všetkých leukocytov.
Odber vzoriek a podmienky skladovania
Venózna krv odobratá z kubitálnej žily ráno, striktne na prázdny žalúdok, do vákuového systému po značku uvedenú na skúmavke. K2EDTA sa používa ako antikoagulant. Po odbere sa skúmavka so vzorkou pomaly prevráti 8-10 krát, aby sa krv zmiešala s antikoagulantom. Skladovanie a preprava striktne pri 18-23 ° C vo vzpriamenej polohe nie viac ako 24 hodín.
Nesplnenie týchto podmienok bude mať za následok nesprávne výsledky.
Interpretácia výsledkov
T-lymfocyty (bunky CD3 +). Zvýšené množstvo naznačuje hyperaktivitu imunitného systému, je pozorované pri akútnej a chronickej lymfocytovej leukémii. Zvýšenie relatívneho indikátora sa nachádza u niektorých laterálnych a bakteriálnych infekcií na začiatku ochorenia, exacerbácií chronických ochorení.
Zníženie absolútneho počtu T-lymfocytov naznačuje nedostatok bunkovej imunity, konkrétne zlyhanie bunkového efektorového spojenia imunity. Je detegovaný pri zápaloch rôznej etiológie, malígnych novotvaroch, po traumách, operáciách, srdcovom infarkte, pri fajčení, užívaní cytostatík. Zvýšenie ich počtu v dynamike ochorenia je klinicky priaznivým znakom.
B-lymfocyty (bunky CD19 +) Pokles sa pozoruje pri fyziologickej a vrodenej hypogamaglobulinémii a agammaglobulinémii, pri novotvaroch imunitného systému, liečbe imunosupresívami, akútnych vírusových a chronických bakteriálnych infekciách, stave po odstránení sleziny.
NK lymfocyty s fenotypom CD3-CD16 ++ 56 + Prirodzené zabíjačské bunky (NK bunky) sú populáciou veľkých granulárnych lymfocytov. Sú schopné lyžovať cieľové bunky infikované vírusmi a inými intracelulárnymi antigénmi, nádorovými bunkami, ako aj inými bunkami alogénneho a xenogénneho pôvodu.
Zvýšenie počtu NK buniek je spojené s aktiváciou antitransplantačnej imunity, v niektorých prípadoch sa pozoruje pri bronchiálnej astme, vyskytuje sa pri vírusových ochoreniach, zvyšuje sa v malígnych novotvaroch a leukémiách, v období rekonvalescencie.
T-pomocné lymfocyty s fenotypom CD3 + CD4 + Zvýšenie absolútneho a relatívneho množstva sa pozoruje pri autoimunitných ochoreniach, môže to byť pri alergických reakciách, niektorých infekčných ochoreniach. Toto zvýšenie svedčí o stimulácii imunitného systému voči antigénu a potvrdzuje hyperreaktívne syndrómy.
Zníženie absolútneho a relatívneho počtu T buniek naznačuje hyporeaktívny syndróm s porušením regulačného prepojenia imunity, je patognomickým znakom infekcie HIV; sa vyskytuje pri chronických ochoreniach (bronchitída, zápal pľúc a pod.), solídnych nádoroch.
T-cytotoxické lymfocyty s fenotypom CD3 + CD8 + Zvýšenie sa zistí takmer vo všetkých chronických infekciách, vírusových, bakteriálnych a protozoálnych infekciách. Je charakteristická pre infekciu HIV. Pokles sa pozoruje pri vírusovej hepatitíde, herpese, autoimunitných ochoreniach.
Pomer CD4 + / CD8 +Štúdia pomeru CD4 + / CD8 + (CD3, CD4, CD8, CD4 / CD8) sa odporúča iba na monitorovanie infekcie HIV a monitorovanie účinnosti terapie ARV. Umožňuje určiť absolútny a relatívny počet T-lymfocytov, subpopulácie T-pomocníkov, CTL a ich pomer.
Rozsah hodnôt je 1,2–2,6. Znižuje sa vrodená imunodeficiencia (Di-Georgyho syndróm, Neselof, Wiskott-Aldrich), vírusové a bakteriálne infekcie, chronické procesy, vystavenie žiareniu a toxickým chemikáliám, mnohopočetný myelóm, stres, klesá s vekom, s endokrinnými ochoreniami, pevné látky nádory. Je to patognomický príznak infekcie HIV (menej ako 0,7).
Zvýšenie hodnoty o viac ako 3-s autoimunitnými ochoreniami, akútnou T-lymfoblastickou leukémiou, tymómom, chronickou T-leukémiou.
Zmena pomeru môže súvisieť s počtom pomocníkov a CTL u daného pacienta. Napríklad zníženie počtu CD4 + T buniek pri akútnej pneumónii na začiatku ochorenia vedie k zníženiu indexu, zatiaľ čo CTL sa nemusí meniť.
Na ďalší výskum a identifikáciu zmien v imunitnom systéme v patológiách vyžadujúce posúdenie prítomnosti akútneho alebo chronického zápalového procesu a stupňa jeho aktivity, odporúča sa zahrnúť počítanie počtu aktivovaných T-lymfocytov s fenotypom CD3 + HLA-DR + a TNK buniek s CD3 + CD16 ++ 56 + fenotyp.
T-aktivované lymfocyty s fenotypom CD3 + HLA-DR + Marker neskorej aktivácie, indikátor hyperreaktivity imunity. Podľa expresie tohto markera je možné posúdiť závažnosť a silu imunitnej reakcie. Na T-lymfocytoch sa objavuje po 3. dni akútneho ochorenia. S priaznivým priebehom ochorenia klesá na normálnu úroveň. Zvýšenie expresie na T-lymfocytoch je možné pozorovať u mnohých chorôb spojených s chronickým zápalom. Jeho nárast bol zaznamenaný u pacientov s hepatitídou C, zápalom pľúc, infekciou HIV, solídnymi nádormi, autoimunitnými ochoreniami.
Lymfocyty TNK s fenotypom CD3 + CD16 ++ CD56 + T-lymfocyty nesúce na svojom povrchu markery CD16 ++ CD 56+. Tieto bunky majú vlastnosti T aj NK buniek. Štúdia sa odporúča ako ďalší marker pri akútnych a chronických ochoreniach.
Ich pokles v periférnej krvi možno pozorovať pri rôznych orgánovo špecifických ochoreniach a systémových autoimunitných procesoch. Nárast bol zaznamenaný pri zápalových ochoreniach rôznej etiológie, nádorových procesoch.
Štúdium včasných a neskorých markerov aktivácie T-lymfocytov (CD3 +CD25 +, CD3-CD56 +, CD95, CD8 +CD38 +) dodatočne predpísané na hodnotenie zmien IS pri akútnych a chronických ochoreniach, na diagnostiku, prognózu, monitorovanie priebehu ochorenia a terapiu.
T-aktivované lymfocyty s fenotypom CD3 + CD25 +, receptor pre IL2 CD25 + je marker včasnej aktivácie. Funkčný stav T-lymfocytov (CD3 +) je dokázaný počtom expresných receptorov pre IL2 (CD25 +). Pri hyperaktívnych syndrómoch sa počet týchto buniek zvyšuje (akútna a chronická lymfocytová leukémia, tymóm, odmietnutie transplantátu), navyše ich nárast môže naznačovať počiatočné štádium zápalového procesu. V periférnej krvi ich možno zistiť v prvých troch dňoch choroby. Pokles počtu týchto buniek je možné pozorovať pri vrodených imunodeficitoch, autoimunitných procesoch, infekcii HIV, plesňových a bakteriálnych infekciách, ionizujúcom žiarení, starnutí, otrave ťažkými kovmi.
T-cytotoxické lymfocyty s fenotypom CD8 + CD38 + Prítomnosť CD38 + na CTL lymfocytoch bola pozorovaná u pacientov s rôznymi chorobami. Informatívny indikátor infekcie HIV, popáleninovej choroby. Zvýšenie počtu CTL s fenotypom CD8 + CD38 + sa pozoruje pri chronických zápalových procesoch, onkologických a niektorých endokrinných ochoreniach. Počas terapie indikátor klesá.
Subpopulácia prirodzených zabíjačských buniek s fenotypom CD3-CD56 + Molekula CD56 je adhezívna molekula široko distribuovaná v nervovom tkanive. Okrem prirodzených zabíjačských buniek je exprimovaný na mnohých typoch buniek vrátane T-lymfocytov.
Zvýšenie tohto indikátora naznačuje rozšírenie aktivity špecifického klonu zabíjačských buniek, ktoré majú nižšiu cytolytickú aktivitu ako NK bunky s fenotypom CD3-CD16 +. Počet tejto populácie sa zvyšuje s hematologickými nádormi (NK-bunkový alebo T-bunkový lymfóm, myelóm plazmatických buniek, aplastický veľkobunkový lymfóm), chronickými ochoreniami a niektorými vírusovými infekciami.
Znižuje sa primárna imunodeficiencia, vírusové infekcie, systémové chronické ochorenia, stres, liečba cytostatikami a kortikosteroidmi.
CD95 + receptor- jeden z receptorov pre apoptózu. Apoptóza je komplexný biologický proces potrebný na odstránenie poškodených, starých a infikovaných buniek z tela. Receptor CD95 je exprimovaný vo všetkých bunkách imunitného systému. Hrá dôležitú úlohu v riadení fungovania imunitného systému, pretože je jedným z receptorov apoptózy. Jeho expresia na bunkách určuje pripravenosť buniek na apoptózu.
Zníženie podielu CD95 + lymfocytov v krvi pacientov naznačuje porušenie účinnosti posledného štádia likvidácie defektných a infikovaných vlastných buniek, čo môže viesť k relapsu choroby, chronickosti patologického procesu, vývoju autoimunitných chorôb a zvýšenie pravdepodobnosti transformácie nádoru (napríklad rakovina krčka maternice pri papilomatóznej infekcii). Stanovenie expresie CD95 má prognostický význam pri myelo- a lymfoproliferatívnych ochoreniach.
Zvýšenie intenzity apoptózy sa pozoruje pri vírusových ochoreniach, septických stavoch s použitím liekov.
Aktivované lymfocyty CD3 + CDHLA-DR +, CD8 + CD38 +, CD3 + CD25 +, CD95. Test odráža funkčný stav T-lymfocytov a odporúča sa na monitorovanie priebehu ochorenia a kontrolu imunoterapie pri zápalových ochoreniach rôznej etiológie.
U niektorých baktérií (pôvodcovia tuberkulózy, lepry, moru) sú „biotopom“ makrofágy. Patogény zachytené v dôsledku fagocytózy vo fagolyzozómoch sa stávajú chránené pred protilátkami aj cytotoxickými T-lymfocytmi.
Potlačením aktivity lyzozomálnych enzýmov sa tieto baktérie aktívne množia vo vnútri bunky a stávajú sa tak príčinou akútneho infekčného procesu. Nie je náhoda, že choroby uvedené ako príklad sú klasifikované ako obzvlášť nebezpečné infekcie.
V tejto dosť ťažkej situácii v tele však existujú sily, ktoré zabraňujú šíreniu patogénov, a sú primárne spojené s CD4 T bunkami zápalu.
Účasť tohto typu lymfocytov na organizácii imunitnej odpovede sa realizuje aktiváciou makrofágov. Aktivované makrofágy sa vyrovnávajú nielen s intracelulárnymi patogénmi, ale v niektorých prípadoch získavajú ďalšie vlastnosti, ktoré nie sú spojené s antibakteriálnym účinkom, napríklad so schopnosťou ničiť rakovinové bunky.
Na aktiváciu makrofágov sú potrebné dva signály.
Prvým z nich je interferón-gama (IF-gama). Je to najcharakteristickejší cytokín produkovaný zápalovými CD4 T bunkami. Pomocné T bunky nevylučujú tento cytokín a nemôžu normálnym spôsobom aktivovať makrofágy.
Druhým signálom pre aktiváciu makrofágov je povrchový TNF-alfa, ktorý je indukovaný expresiou po tom, ako T-bunky rozpoznajú zápal imunogénu na membráne makrofágov. Protilátky proti TNF-alfa rušia účinok druhého signálu.
Cytotoxické T bunky sa stávajú aktívnymi bezprostredne po rozpoznaní antigénu, čím si uvedomujú potenciálnu pripravenosť molekulárneho aparátu zničiť cieľové bunky procesom apoptózy alebo nekrózy. Naopak, zápalové CD4 T bunky, po rozpoznaní antigénu na povrchu makrofágov, strávia hodiny syntetizáciou mediátorov de novo, ktoré aktivujú makrofágy. Novo syntetizované cytokíny zozbierané v mikrovezikulách prenikajú do makrofágov v mieste kontaktu s T bunkami. Takáto priama cesta, ako v prípade cytotoxických T-lymfocytov, je najekonomickejšia a funkčne odôvodnená, pretože neovplyvňuje susedné neinfikované bunky.
V makrofágoch aktivovaných kontaktom s T-bunkami zápalu a v dôsledku sekrécie IF-gama je iniciovaných množstvo biochemických zmien, ktoré týmto bunkám poskytujú silné antibakteriálne vlastnosti (obr. 16). Za podmienok interakcie makrofágov s T-bunkami zápalu sa pozoruje účinnejšia fúzia fagozómov, ktoré napadli baktérie, s lyzozómami, ktoré sú správcami proteolytických enzýmov, ktoré ničia intracelulárne patogény. Proces fagocytózy je sprevádzaný takzvaným výbuchom kyslíka - tvorbou kyslíkových radikálov a oxidu dusnatého, ktoré majú baktericídnu aktivitu.
V podmienkach spoločnej stimulácie s TNF-alfa a IF-gama je tento proces oveľa aktívnejší. Aktivované makrofágy navyše zvyšujú expresiu molekúl MHC triedy II a receptora TNF-alfa, čo vedie k náboru ďalších naivných T buniek. Celý tento komplex udalostí poskytuje pomerne silnú bariéru proti intracelulárnym patogénom.
Zápalové T bunky interagujúce s makrofágmi nielenže zosilňujú intramakrofágové biochemické procesy, ale samy sa aktivujú a pôsobia ako organizátori mnohostrannej imunitnej reakcie na antigén.
Ryža. šestnásť.
Funkčná aktivita zápalových T -buniek CD4.
Infikované makrofágy sú hlavným cieľom CD4 T buniek zápalu. V dôsledku rozpoznania imunogénneho komplexu na CD4 makrofágoch exprimujú zápalové T bunky na svojom povrchu tumor nekrotizujúci faktor-alfa (TNF-alfa) a zvyšujú produkciu interferónu-gama (IF-gama). Kombinovaný účinok cytokínov poskytuje efektívnejšiu tvorbu fagolysozómov, akumuláciu kyslíkových radikálov a oxidu dusnatého, ktoré majú baktericídne vlastnosti, zvýšenie expresie molekúl MHC triedy II a zvýšenie produkcie faktora alfa nekrózy nádorov . Takáto aktivácia biochemických procesov v makrofágoch nielenže prispieva k intracelulárnej deštrukcii baktérií, ale tiež určuje ďalšie zahrnutie T buniek do imunitnej odpovede.
Infekčný proces vyvolaný reprodukciou patogénov odráža boj medzi dvoma silami - samotným patogénom a imunitným systémom hostiteľa. Morový patogén Yersenia pestis má napríklad schopnosť indukovať syntézu vysoko polymerizovaného proteínu I, ktorý sa začína kyslým pH exprimovať na bunkovej stene. Je známe, že k miestnemu okysleniu dochádza v mieste kontaktu patogénu s makrofágom. To vyvoláva syntézu a expresiu proteínu I. Tento proteín, ktorý má silné adhezívne vlastnosti, podporuje efektívnejšiu penetráciu patogénu do bunky. Okrem toho pomáha patogénu vyhnúť sa pôsobeniu lyzozomálnych enzýmov. Kyslé podmienky fagolyzozómov podporujú syntézu tohto ochranného proteínu pre patogén.
Makrofágy chronicky infikované intracelulárnymi baktériami môžu stratiť svoju schopnosť aktivácie T bunkami. Hromadné začlenenie nových makrofágov do procesu nastáva, keď sa patogény uvoľňujú pod vplyvom synergického účinku na infikované bunky TNF-beta (lymfotoxín) a IF-gama-produkty aktivovaných zápalových T buniek CD4 (obr. 17).
Ryža. 17
CD4 T bunky zápalu ako organizátori komplexnej imunitnej odpovede.
Zápalové CD4 T bunky pri interakcii s makrofágmi nielen aktivujú makrofágy, ale aktivujú sa aj samy. Produkciou celej sady cytokínov sú teda organizátormi komplexného imunitného procesu. Cieľovými bunkami regulačného účinku cytokínov sú makrofágy (1, 2, 5, 6), T bunky (3), prekurzory diferenciačnej línie monocytov a makrofágov (4). Skratky: IF-gama-interferón-gama, LT (TNF-beta)-lymfotoxín (faktor nekrózy nádorov-beta), IL-2-interleukín-2, IL-3-interleukín-3, GM-CSF-kolónia granulocytov a makrofágov -stimulačný faktor, MHF - chemotaktický faktor makrofágov (faktor chemotaxie makrofágov), MIF - faktor inhibície makrofágov (faktor inhibície makrofágov).
Táto kombinácia cytokínov je účinná aj pri smrti fibroblastov - hlavných zložiek spojivového tkaniva, ktoré zaisťujú prienik imunokompetentných buniek do miesta infekcie. Je zrejmé, že za podmienok mobilizácie imunitnej reakcie musí byť zásoba efektorových T buniek udržiavaná na vysokej úrovni. Zápalové T bunky aktivované makrofágmi získavajú ďalšie efektory prostredníctvom IL-2, ktorý podporuje proliferáciu a diferenciáciu antigén-špecifických T buniek.
Okrem T-efektorov sa verbujú aj samotné makrofágy. To sa deje dvoma spôsobmi:
Po prvé, prostredníctvom indukcie diferenciácie makrofágov v kostnej dreni pod vplyvom IL-3 a faktora stimulujúceho kolónie granulocytov a makrofágov (GM-CSF);
Za druhé, novovytvorené makrofágy pod vplyvom lymfotoxínu a chemotaktického faktora makrofágov začnú migrovať z krvného obehu do miesta infekcie, kde sa usadia, pričom zažívajú pôsobenie faktora inhibujúceho makrofágy, ktorý znižuje ich pohyblivosť.
Súbor cytokínov produkovaných aktivovanými CD4 T bunkami zápalu po špecifickom rozpoznaní patogénu poskytuje multidisciplinárny vývoj bunkovej imunitnej odpovede. Bunky uvažovanej subpopulácie teda pôsobia ako organizátori adekvátnej imunitnej reakcie.
Bunkovou aktiváciou sa rozumie ich prechod zo spiaceho stavu do funkčne aktívneho stavu - makrofágy produkujú reaktívne druhy kyslíka, žírne bunky vysúvajú granule, sťahujú sa svalové bunky atď. V prípade lymfocytu aktivácia znamená aj opustenie spiaceho stavu (G0), ale v trochu inom zmysle: odpočívajúci lymfocyt je mimo bunkového cyklu a jeho aktivácia znamená vstup do cyklu. Tento dôsledok aktivácie lymfocytov je hlboko funkčný, pretože akémukoľvek prejavu funkcie lymfocytov musí predchádzať ich násobenie (pretože počiatočný počet buniek v každom klone je malý). To neplatí pre prirodzených zabijakov - lymfocyty, ktorých populácia nemá klonálnu štruktúru. Aktivácia NK buniek nie je spojená s proliferáciou a znamená prechod do stavu pripravenosti vykonávať cytotoxickú funkciu.
Molekulárny základ aktivácie T buniek
Aktivácia buniek, vrátane lymfocytov, je vždy spojená s expresiou mnohých génov. V prípade lymfocytov by aktivácia mala viesť predovšetkým k expresii génov, ktoré poskytujú proliferatívnu expanziu klonu. Podstata prípravy T buniek na proliferáciu spočíva predovšetkým v expresii génov pre autokrinný rastový faktor-IL-2 a jeho receptor, respektíve a-reťazec tohto receptora, ktorý zaisťuje dosiahnutie požadovanej úrovne afinity k cytokín, ktorý slúži ako podmienka, aby receptor plnil svoje funkcie. Oba tieto gény sú indukovateľné, t.j. v pokojovom stave sú vypnuté, ale sú vyjadrené v reakcii na vyvolávajúci účinok. Signál na zapnutie génu pochádza z jeho regulačnej (promótorovej) oblasti, ktorá obsahuje miesta pre špecifickú interakciu s určitými proteínmi - transkripčné faktory. Niektoré z týchto proteínov sú pôvodne prítomné v bunke v aktívnej forme, ale väčšina z nich chýba a je ich možné syntetizovať de novo alebo aktivovať fosforyláciou alebo odstránením inhibičnej podjednotky. Molekulárnym základom aktivácie je teda tvorba potrebných transkripčných faktorov, ktoré zaisťujú aktiváciu indukovateľných génov.
Aktivačné induktory majú aktivačný účinok na T-lymfocyty. Za fyziologických podmienok je takýto induktor antigénnym stimulom. Rozpoznanie antigénu po kontakte pomocníka T s APC nemôže samo osebe ovplyvniť aktivitu génu v dôsledku priestorovej disociácie membránového receptora a génov lokalizovaných v jadre. TCR vstupuje do bunky po väzbe na antigén, ale nie za účelom migrácie do jadra a ovplyvnenia aktivity génu, ale za účelom štiepenia. Keď sa však antigénny komplex viaže na TCR, v kombinácii s kostimulačným účinkom vznikne signál, ktorý sa dostane do jadra a reguluje génovú expresiu. Prenos signálu sa vykonáva podľa kaskádového princípu. V rôznych fázach prenosu signálu ho vykonávajú molekuly enzýmu (hlavne proteínkinázy, ktoré aktivujú proteíny v každom nasledujúcom štádiu prenosu signálu), ako aj adaptéry a proteíny viažuce GTP. Signál je spočiatku duálny, pretože je prenášaný súčasne z TCR a CD28. Potom sa tieto cesty pretnú a opäť rozdelia na niekoľko vetiev. Konečným výsledkom prenosu signálu pozdĺž každej signálnej dráhy je vytvorenie transkripčného faktora. Na obr. 3,90 ukazuje typickú schému prenosu intracelulárneho signálu, ktorá vedie k tvorbe transkripčných faktorov a aktivácii génu. Aktivácia T buniek vyžaduje vytvorenie troch transkripčných faktorov-NF-AT, NF-kB a AP-1. Ďalej zvážime implementáciu intracelulárneho prenosu signálu pomocou príkladu aktivácie T-pomocníkov počas rozpoznávania antigénu prezentovaného dendritickými bunkami.
Väzba komplexu MHC-II-peptidu indukuje konformačné zmeny v molekule TCR a súvisiacej molekule jadra CD4 receptora. Zatiaľ nie je konečne známe, či dochádza iba k zmene konformácie receptorov alebo dochádza k ich oligomerizácii. Tieto zmeny aktivujú tyrozínkinázy spojené s receptorom a koreceptorom - Lck (p56lck) spojené s CD4 a Fyn (p59fyn) spojené s CD3. Tieto tyrozínkinázy sa nazývajú receptorové alebo proximálne, pretože bezprostredne susedia s receptorom a vstupujú do receptorového komplexu. Obe tieto kinázy patria do rodiny kináz Src. Kinázy z tejto rodiny obsahujú domény SH1, SH2 a SH3 (SH znamená homológiu Src) (obr. 3.91). Prvá doména má enzymatickú aktivitu, zvyšok interaguje s inými kinázami a adaptorovými proteínmi. Funkciou tyrozínkináz je fosforylácia cieľových proteínov na tyrozínovom zvyšku, čo je nevyhnutné pre ich aktiváciu a prejav funkcií, vrátane enzymatických. Ciele receptorovej kinázy sú početné. Patria sem samotné molekuly Fyn a Lck (ktoré určujú ich autofosforyláciu), ako aj polypeptidové reťazce TCR a ďalšie kinázy. Ciele Lck kinázy sú obzvlášť rozmanité.
Počiatočnou podmienkou aktivácie receptorových kináz je však naopak ich defosforylácia, ktorá poskytuje re-
prejsť z hyperfosforylovaného do normálneho stavu. Ide o to, že v pokojovej bunke je doména SH2 Lck kinázy v zloženej forme v dôsledku fosforylácie C-koncového tyrozínového zvyšku Y505 konštitutívne aktivovanou Csk kinázou. Fosforylovaný Y505 interaguje prostredníctvom fosfátovej skupiny s tyrozínovým zvyškom v doméne Sffi, ku ktorému je pritiahnutý C-koniec molekuly. V tejto forme je enzým neaktívny, pretože v tomto prípade funkčne dôležitý zvyšok Y394 v doméne SH1 nemôže byť fosforylovaný. Na odstránenie takejto funkčnej blokády je potrebná defosforylácia, po ktorej nasleduje rozvinutie molekuly, ktoré sa uskutočňuje za účasti tyrozínfosfatáz. Hlavnú úlohu pri prenose receptorových kináz do „pracovného“ stavu zohráva molekula CD45, ktorej cytoplazmatická doména má aktivitu tyrozínfosfatázy. Už bolo spomenuté, že táto veľká molekula, ktorá zabraňuje vzniku tesného kontaktu medzi dendritickými bunkami a pomocníkom T, sa najskôr odstráni zo zóny imunitnej synapsie a potom sa niektoré molekuly vrátia do tejto zóny, aby vykonali ich funkcia - defosforylácia molekúl receptorovej tyrozínkinázy. Potom, čo bude zvyšok Y394 dostupný na fosforyláciu, môže Lck vykazovať aktivitu tyrozínkinázy.
Pri generovaní signálov prenášaných z polypeptidových reťazcov komplexu TCR-CD3 je najdôležitejšia prítomnosť y-, 5-, e- a Z-reťazcov v cytoplazmatickej oblasti aktivačnej sekvencie ITAM, ktorá už bolo viackrát spomenuté. Štruktúra tohto motívu je nasledovná: YXXI / L / VX (6-8) YXXI / L / V (kde Y je tyrozín, X je akýkoľvek zvyšok, I / L / V je izoleucín, leucín alebo valín) (obr. 3,92). Fosforylácia zvyškov tyrozínu
Ryža. 3,92. Porovnanie charakteristík aktivačných a inhibičných motívov (ITAM a ITIM)
v ITAM sprístupňuje túto oblasť na rozpoznanie analogickými oblasťami signálnych molekúl umiestnených distálnejšie. Spomedzi polypeptidových reťazcov je TCR najdôležitejší pre signálnu transdukciu, Z reťazec. Na rozdiel od reťazcov y, 5- a e TCR, z ktorých každý má jednu oblasť ITAM, sú v cytoplazmatickej časti reťazca Z 3 sekvencie ITAM určené na interakciu s tyrozínovými zvyškami tyrozínkinázy ZAP-70 ( z proteínu asociovaného so Z - ^ - asociovaného proteínu; hmotnosť 70 kDa) je kľúčovým faktorom prenosu signálu z TCR, keď sa viaže na ligand. Fosforylácia Z-reťazca je najzodpovednejšou a zároveň najzraniteľnejšou fázou aktivácie T-buniek. Verí sa, že práve na zaistenie fosforylácie všetkých ITAM motívov tejto molekuly je nevyhnutné dlhodobé udržiavanie kontaktu medzi T-lymfocytmi a dendritickými bunkami. V Z-reťazci pokojovej T-bunky je 1 tyrozínový zvyšok fosforylovaný; nedostatok fosforylácie vedie k rozvoju apoptózy (obr. 3.93). Po interakcii Z-reťazca a ZAP-kinázy sa
Ryža. 3,94. Schéma signálnych dráh počas aktivácie T-buniek. Rozpoznanie komplexu molekúl MHC s antigénnym epitopom v kombinácii s kostimuláciou indukuje spustenie signálov prenášaných do jadra pomocou 5 kaskád, ktoré poskytujú tvorbu 3 transkripčných faktorov potrebných na aktiváciu buniek. Faktory, pre ktoré je ukázaný vysoký stupeň závislosti na kostimulácii, sú zvýraznené tučným písmom.
Proces v plnom rozsahu je koncipovaný vo forme niekoľkých paralelných dráh prenosu aktivačného signálu (obr. 3.94).
Molekula ZAP-70 patrí k tyrozínkinázam z rodiny Syk. Obsahuje tandem dvoch domén SH2. Podmienkou jeho interakcie s reťazcom je predbežná fosforylácia tyrozínových zvyškov v ITAM reťazca. Po fosforylácii interaguje 2. tyrozínový zvyšok v ITAM motívoch f-reťazca s tyrozínom S-domén kinázy ZAP-70. V dôsledku toho sa fosfátová skupina tyrozínového fchainu stáva bežnou s tyrozínom domény Sffi molekuly ZAP-70. Nasleduje fosforylácia tyrozínových zvyškov v enzymatickej doméne molekuly ZAP-70 tyrozínkinázami Lck a prípadne Fyn, čo vedie k aktivácii enzymatickej (kinázovej) aktivity molekuly.
Ďalší prenos signálu je spôsobený interakciou ZAP-70 s jeho hlavným substrátom, adaptorovým proteínom LAT (od Linkeru na aktiváciu T-buniek). Tento proteín je spojený s membránou a je súčasťou pltí. Po fosforylácii katalyzovanej ZAP-70 získava LAT schopnosť viazať signálne molekuly zapojené do ďalšieho prenosu signálu: adaptorové proteíny SLP-76, Grb2, faktor Vav, ako aj enzýmy PLCy1 a PI3K. Aktivácia niektorých z týchto proteínov nezávisí priamo od LAT, ale nepriamo. Takže prostredníctvom domén SH3
adaptorových proteínov z rodiny Grb2 sú faktory SLP-76 a Sos spojené so signálnou dráhou. SLP-76 zasa sprostredkováva spojenie so signálnou dráhou PLCy1 a Ras GTPázou. K aktivácii PLCy1 dochádza za účasti tyrozínkinázy Itk, ktorá patrí do rodiny Btk, tretej rodiny (po Src a Syk) rodiny tyrozínkináz zapojených do intracelulárnej signálnej transdukcie počas aktivácie lymfocytov. Všetky signálne faktory zahrnuté v aktivačnom procese s priamou a nepriamou účasťou LAT sa získavajú do zloženia bunkovej membrány a interagujú s jej fosfoinositidovými zložkami. Komplex vytvorený počas interakcie SLP-76, Vav a Nck reaguje s proteínmi cytoskeletu PAK a WASP, ktoré pôsobia ako mediátory prestavieb v cytoskelete aktivovaných buniek.
Aktivovaný PLCy1 katalyzuje štiepenie fosfatidylinositol 4,5-bisfosfátu za vzniku diacylglycerolu (DAG), ktorý zostáva viazaný na membránu, a inositol 1,4,5-trifosfátu (obr. 3.95). Inositol trifosfát vstupuje do cytoplazmy a interaguje s receptormi na povrchu endoplazmatického retikula, čo spôsobuje uvoľňovanie iónov Ca2 + z intracelulárnych zásob. Ich vyprázdnenie spôsobí otvorenie kanálov závislých od Ca2 + v bunkovej membráne, cez ktoré vstupujú ióny Ca2 + z extracelulárneho priestoru do bunky. V dôsledku toho sa koncentrácia voľných iónov Ca2 + v cytoplazme buniek zvyšuje. Ióny Ca2 + aktivujú kalcineurínfosfatázu, ktorá defosforyluje cytoplazmatickú zložku transkripčného faktora NF-AT (jadrový faktor aktivovaných T-buniek) (obr. 3.96). To určuje pohyb faktora do jadra, interakciu s jadrovou zložkou a tvorbu zrelej formy molekuly NF-AT schopnej interakcie s DNA v promótorových oblastiach génov zapojených do aktivácie T buniek (IL2, IL2R atď.).
Diacylglycerol je tradične považovaný za faktor aktivujúci proteínkinázu C (PKC) - predtým spomínaný serín / tre-
Ryža. 3,96. Väzba aktivácie T-buniek závislá na Ca2 + a jej blokáda cyklosporínom A. Signálna dráha závislá od inozitol trifosfátu vedie k mobilizácii transkripčného faktora NF-AT do jadra. Túto cestu môže blokovať cyklosporín A, ktorý je v kombinácii s cyklophylínom schopný inaktivovať kalcineurín fosfatázu, ktorá je zodpovedná za defosforyláciu cytoplazmatického faktora NF-AT (ktorý slúži ako podmienka jeho migrácie do jadra)
onin kináza, uznávaná ako jeden z kľúčových faktorov aktivácie T buniek. Ukázalo sa však, že izoformy PKC aktivované diacylglycerolom nesúvisia s aktiváciou T buniek. Zahŕňa izoformu 0 PKC, ktorá sa objavuje v imunitnej synapsii na vrchole svojej „zrelosti“. Jeho nábor do imunitnej synapsie závisí od aktivity P13K a Vav (posledný faktor je spojený s cytoskeletom, ktorého úloha pri transporte PKC0 je veľmi dôležitá). Pretože aktivácia Vav závisí od signalizácie nielen prostredníctvom TCR, ale aj prostredníctvom CD28, a cesta závislá od CD28 sa realizuje za účasti PI3K (je spojená s CD28 - pozri nižšie), je zrejmé, že PI3K a Vav predstavujú rôzne etapy rovnakej signálnej dráhy, a preto zapojenie molekuly PKC0 do aktivácie závisí od spoločnej stimulácie prostredníctvom CD28. V tomto prípade nie je pochýb o úlohe signálov pochádzajúcich z TCR pri aktivácii PKC0, pretože PKC0 je fosforylovaná (a teda aktivovaná) kinázou Lck. Účasť na aktivácii PKC0 a ďalších faktorov, vrátane diacylglycerolu, je povolená, ale tieto vplyvy sú sekundárne. Aktivácia PKC0 je potrebná na prevenciu apoptózy aktivovaných buniek a na aktiváciu dvoch z troch kritických transkripčných faktorov potrebných na expresiu génov IL2 a IL2R-AP-1 a NF-kB. Aktivácia AP-1 závislá od РКС0 sa realizuje prostredníctvom vetvy Rac / JNK kaskády MAP (bude to popísané nižšie). Dráha vedúca k aktivácii transkripčného faktora NF-kB obsahuje ako
medziprodukty sekvenčne aktivované (za účasti PKC0) faktory CARMA-1, Bcl-10 a MALT-1, IKK. IKK fosforyluje inhibičnú podjednotku NF -kB - IkK, čo jej dáva schopnosť viazať ubikvitín, čo predurčuje jeho následnú degradáciu. V tomto prípade sa uvoľní aktívna podjednotka NF -kB, ktorá migruje do jadra a pôsobí ako transkripčný faktor - jeden z troch nevyhnutných na expresiu génov na aktiváciu T buniek. Transkripčný faktor NF-kB, ktorý hrá kľúčovú úlohu v aktivácii vrodených imunitných buniek, bol diskutovaný vyššie (pozri časť 2.2.4).
Rovnako široko sa počas aktivácie buniek používa aj ďalšia signálna dráha spustená aktiváciou T-lymfocytov, kaskáda MAP alebo modul MAP (z mitogénom aktivovaných kináz-kináz aktivovaných mitogénom). Jeho úloha je hlavne v indukcii transkripčného faktora AP-1 (dimér c-jun / c-fos). Existujú 3 vetvy tejto kaskády, ktoré vedú k vzniku troch typov MAP kináz (MAP ^- ERK1 / ERK2 (z extracelulárnych signálne regulovaných kináz- kináz regulovaných extracelulárnymi signálmi), p38 a JNK (z c-Jun NH2- terminálne kinázy-c. júna NH2-koncové kinázy). Kaskády vedúce k aktivácii MAP-kináz sú aktivované za účasti adaptorových proteínov a GTPáz s nízkou molekulovou hmotnosťou. Jeden z adaptorových proteínov, Grb2 (proteín viazaný na receptor rastového faktora) 2), je aktivovaný po interakcii s faktorom LAT. Aktivovaný Grb2 sa spontánne viaže na iný proteín aktivovaný LAT SLP-76 a faktor Sos (od Son of Sevless) Sos je substitučný faktor guanínového nukleotidu: spôsobuje nahradenie HDP za GTP v malých G-proteínoch (tj. proteínoch, ktoré viažu guanínové nukleotidy (MAP kinase kinase kinase - MCCK). Nasleduje nasledujúca kaskáda reakcií: R. af aktivuje MEK (MAP kinázová kináza - MCC) a MEK aktivuje vyššie uvedené MAP kinázy ERK1 a ERO. Aktivácia vetvy JNK kaskády MAP je iniciovaná vyššie uvedeným faktorom Vav (závisí od LAT a je spojený s aktiváciou cytoskeletu, ako aj PKC0, pozri vyššie). Spôsobuje prechod HDP na GTP v komplexe s Rac G-proteínom (rodina Rho). Rac-GTP aktivuje MEKK kinázu (pôsobiacu ako ICRC), aktivuje JNKK kinázu (MKK), ktorá zase aktivuje JNK MAP kinázu. Tretia cesta MAP modulu, vedúca k tvorbe MAP kinázy p38, tiež závisí od G proteínov rodiny Rho. Vo všeobecnej schéme je podobný ďalším dvom cestám, ale bol študovaný menej podrobne.
MAP kinázy ERK1 / ERK2, JNK a p38 sú aktivované fosforyláciou treonínových a tyrozínových zvyškov v motíve TXY, pričom úlohu X v troch typoch kináz hrajú rôzne zvyšky (Glu, Pro a Gly) . Tieto MAP kinázy sú zodpovedné za tvorbu transkripčných faktorov zahrnutých v mnohých bunkových procesoch. ERK1 / ERK2 určuje tvorbu transkripčných faktorov AP-1 a Elk-1, JNK-faktory ATF2, Elk-1 a c-Jun (zložka AP-1), p38-faktory ATF2, Elk-1 a MEF-2C.
Spustenie signálnych dráh diskutovaných vyššie po aktivácii T buniek nastáva s paralelnou väzbou TCR a spoločnou stimuláciou prostredníctvom molekuly CD28. Diferenciácia signálnych dráh, ktoré sú zapnuté prostredníctvom týchto membránových molekúl, ako ani dešifrovanie interakcie týchto dráh nie sú úplne dokončené. Celkový obraz je však dostatočne jasný na to, aby poskytol všeobecné pochopenie molekulárneho základu kostimulácie. Keď je väzba TCR koordinovaná s väzbou koreceptora, zmení sa konformácia komplexu TCR-CD3, CD4 aktivuje receptorové tyrozínkinázy Fyn a Lck, ako aj fosfatázu CD45. Konečným výsledkom „proximálnych“ udalostí je fosforylácia Z-reťazca receptorového komplexu a prenos aktivačného signálu do kinázy ZAP-70. Ďalej, za účasti adaptorových proteínov LAT, SLP-76 a Vav, je oblasť zahrnutá v signálnej transdukcii výrazne rozšírená, vrátane kináz viazaných na membránu, cytoskeletu a malých G-proteínov. Signalizačná dráha vedúca (prostredníctvom aktivácie PLCyl, tvorby inozitol trifosfátu a aktivácie kalcineurínu) k mobilizácii Ca2 + a aktivácii transkripčného faktora NF-AT je zrejme realizovaná bez priamej účasti signálov generovaných počas kostimulácie. Ostatné cesty sú viac -menej závislé od kostimulačného signálu.
Najpriamejším dôsledkom spoločnej stimulácie prostredníctvom CD28 je aktivácia membránového enzýmu PI3K, ktorý je fyzicky viazaný na molekulu CD28. Tento enzým katalyzuje tvorbu fosfatidylinozitol 4,5-bisfosfátu, ktorý je zdrojom inozitol trifosfátu. Táto udalosť však nesúvisí priamo s aktiváciou a možno ju považovať za prípravnú. Po aktivácii buniek fosfatidylinositol trifosfát aktivuje Vav, uzlový faktor zodpovedný za zapojenie do procesu aktivácie cytoskeletu a zapojený do náboru a aktivácie proteínkinázy PKC0. Tento enzým je dôležitý pre fungovanie signálnej dráhy vedúcej k tvorbe transkripčných faktorov NF-kB a AP-1. V oboch prípadoch je úloha PKC0 najvýraznejšia pri aktivácii vetvy Rac / JNK kaskády MAP. Vetvy Raf / ERK a Rac / p38 kaskády MAP sú menej závislé od PKC0, a teda od kostimulácie. Molekulárnym základom kostimulácie je teda zapojenie signálnych dráh do aktivácie T -pomocníka, ktoré sa realizuje za účasti troch kľúčových faktorov - PI3K, faktor Vav a izoformy 0 proteínkinázy C. Z týchto troch kľúčov transkripčné faktory, ktoré spúšťajú gény pre aktiváciu T-buniek, expresia dvoch (AP-1 a NF-kB) závisí od kostimulácie a iba pre produkciu NF-AT nie je potrebná žiadna priama kostimulácia.
V dôsledku toho sa v T-bunke vytvoria 3 transkripčné faktory-NF-AT, NF-kB AP-1. K tvorbe týchto faktorov dochádza rôznymi spôsobmi. Aktívny NF-AT vzniká ako výsledok zostavy diméru, ktorý zahŕňa cytoplazmatické a jadrové podzložky NF-AT-NF-ATc a NF-ATn. Ak je NF-ATn konštitutívny faktor vždy prítomný v jadre T-buniek, NF-ATc sa musí aktivovať na migráciu do jadra, čo sa dosiahne jeho defosforyláciou katalyzovanou kalcineurínom (pozri vyššie). Transkripčný faktor NF-kB sa aktivuje odštiepením inhibičnej podjednotky IkB z komplexu IkB-NF-kB. Ako je uvedené vyššie, k tomu dochádza pri fosforylácii IkB pomocou IKK, ktorá je aktivovaná za účasti PKC0. Fosforylovaná podjednotka je k dispozícii na degradáciu
po ubikvitínovej dráhe. Faktor AP-1 je dimér proteínových produktov dvoch indukovateľných protoonkogénov, c-fos a c-jun. Na expresiu týchto génov a syntézu proteínov sú potrebné vhodné transkripčné faktory, konkrétne Elk-1 (pre c-fos) a JNK (pre c-jun). Ako bolo uvedené vyššie, Elk-1 a JNK sú konečnými produktmi aktivít rôznych odvetví kaskády MAP. Bielkoviny c-fos a c-jun syntetizované de novo tvoria homo- a heterodiméry, ktoré tvoria transkripčný faktor AP-1.
Tri uvažované faktory (NF-AT, NF-kB a AP-1) sú potrebné na indukciu génov na aktiváciu T buniek, predovšetkým IL2 a IL2R. Promótorová oblasť génu IL2 obsahuje 9 väzbových miest pre transkripčné faktory (obr. 3.97). Medzi nimi sú 2 väzbové miesta pre oktomér, ktoré neobmedzujú proces génovej indukcie. Z troch kľúčových transkripčných faktorov NF-kB interaguje s promótorom na jednom mieste, nezávisle od ostatných transkripčných faktorov. Dva ďalšie faktory, NF-AT a AP-1, interagujú s promótorom jednak oddelene od seba (každé 1 väzbové miesto), jednak v komplexe (3 väzbové miesta). Naplnenie všetkých miest príslušnými transkripčnými faktormi, ktoré vedie k génovej indukcii, je konečným výsledkom signálnej transdukcie po aktivácii T buniek.
Vyššie boli podrobne prediskutované signálne dráhy zapojené do aktivácie T-pomocníkov. Cytotoxické T bunky sa aktivujú podobnými mechanizmami.
3.5.2.2. Prejavy aktivácie T buniek
Aktivácia CD4 + T buniek (ako všetky T lymfocyty) vedie k expresii veľkého počtu génov, z ktorých gény IL2 a IL2R hrajú najväčšiu úlohu pri realizácii hlavných efektorových udalostí, kódujúcich cytokín IL-2 respektíve a-reťazec jeho receptora. K expresii génu IL2 dochádza približne 1 hodinu po prijatí stimulačného signálu. Sekrécia proteínu IL-2 stimulovanými T bunkami in vitro sa deteguje po 3 až 4 hodinách; dosahuje vrchol po 8 až 12 hodinách a zastavuje sa po 24 hodinách. In vivo sekrécia IL-2 začína 1-3 dni po podaní antigénu
Ryža. 3,98. Časová dynamika expresie aktivačných molekúl T-buniek. Na grafe
neukazujú načasovanie expresie kľúčových aktivačných molekúl po stimulácii T buniek
(imunizácia) a trvá 7-12 dní. Expresia a-reťazca receptora IL-2 nastáva o niečo neskôr a trvá dlhšie-in vitro sa zisťuje 4 hodiny po stimulácii; dosiahne svoje maximum po 2-3 dňoch a zastaví sa po 5 dňoch (obr. 3,98).
Súčasne s génom IL2 sa gény c-Myc a N-Myc, nazývané gény včasnej aktivácie, exprimujú čo najskôr po pôsobení stimulantu (za fyziologických podmienok komplex antigénny peptid-MHC). Podieľajú sa na príprave buniek na mitózu. Po 2-3 hodinách sa na povrchu T-bunky objaví CD69-najskorší aktivačný antigén, čiastočne mobilizovaný z intracelulárnych zásob a čiastočne exprimovaný de novo. Jeho vyjadrenie trvá niečo málo cez deň. Čoskoro po CD69 sa na povrchu buniek objaví ďalší včasný aktivačný marker, CD25, ktorý predstavuje už uvedený a-reťazec receptora pre IL-2. O niečo skôr bola detegovaná expresia radu cytokínových génov a syntéza obmedzených množstiev zodpovedajúcich cytokínov (IFNy, IL-4, IL-5, IL-6).
Nasledujúce prejavy aktivácie sa pozorujú jeden deň po pôsobení stimulantu, keď je exprimovaná molekula receptora transferínu (CD71). Tento faktor hrá dôležitú úlohu v šírení, pretože na jeho implementáciu sú potrebné ióny železa. Nasledujúce dni (3 až 6 dní) sa exprimujú molekuly MHC-II, ktoré sú prisudzované neskorým markerom aktivácie T-buniek, a potom integriny p1, označené ako antigény veľmi neskorej aktivácie-VLA (antigény s veľmi neskorou aktiváciou), a vylučujú sa chemokíny. Tieto neskoré prejavy aktivácie buniek sú kombinované s proliferatívnym procesom.