T limfociti, oz T celice(iz lat. t hymus "thymus") - limfociti, ki se pri sesalcih razvijejo v timusu iz predhodnikov - pretimocitov, ki vstopajo vanj iz rdečega kostnega mozga. V timusu se T-limfociti razlikujejo tako, da pridobijo T-celične receptorje (TCR) in različne koreceptorje (površinske markerje). Ima pomembno vlogo pri pridobljenem imunskem odzivu. Zagotavljajo prepoznavanje in uničenje celic, ki nosijo tuje antigene, krepijo delovanje monocitov, NK celic, sodelujejo pa tudi pri zamenjavi izotipov imunoglobulina (na začetku imunskega odziva celice B sintetizirajo IgM, kasneje preidejo na proizvodnja IgG, IgE, IgA).
Vrste T-limfocitov
T-celični receptorji so glavni površinski proteinski kompleksi T-limfocitov, ki so odgovorni za prepoznavanje procesiranih antigenov, povezanih z molekulami glavnega kompleksa histokompatibilnosti (MHC). Glavni kompleks histokompatibilnosti (MHC)) na površini celic, ki predstavljajo antigen. T-celični receptor je povezan z drugim polipeptidnim membranskim kompleksom, CD3. Funkcije kompleksa CD3 vključujejo prenos signalov v celico, pa tudi stabilizacijo T-celičnega receptorja na površini membrane. T-celični receptor se lahko poveže z drugimi površinskimi proteini, svojimi koreceptorji. Glede na coreceptor in opravljene funkcije obstajata dve glavni vrsti T celic.
T-pomočniki
T-helperji (iz angleškega helper - pomočnik) - T-limfociti, katerih glavna funkcija je krepitev prilagodljivega imunskega odziva. Aktivirajte T-morilce, B-limfocite, monocite, NK-celice z neposrednim stikom, pa tudi humoralno, sproščajo citokine. Glavna značilnost T-pomočnikov je prisotnost molekule coreceptorja CD4 na površini celice. T-pomočniki prepoznajo antigene, ko njihov T-celični receptor interagira z antigenom, ki je povezan z molekulami glavnega histokompatibilnega kompleksa razreda II (eng. Glavni kompleks histokompatibilnosti II (MHC-II)).
T morilci
T-pomočniki in T-morilci tvorijo skupino efektorski T-limfociti neposredno odgovoren za imunski odziv. Hkrati obstaja še ena skupina celic, regulatorni T-limfociti, katerega funkcija je uravnavanje aktivnosti efektorskih T-limfocitov. Regulatorne T-celice z modulacijo moči in trajanja imunskega odziva z regulacijo aktivnosti T-efektorskih celic vzdržujejo toleranco na lastne antigene telesa in preprečujejo razvoj avtoimunskih bolezni. Obstaja več mehanizmov zatiranja: neposreden, z neposrednim stikom med celicami, in oddaljeni, ki se izvaja na daljavo, na primer s pomočjo topnih citokinov.
γδ T-limfociti
T-limfociti so majhna populacija celic z modificiranim T-celičnim receptorjem. Za razliko od večine drugih T celic, za katere se oblikuje receptor α (\ displaystyle \ alpha) in β (\ displaystyle \ beta) podenote, T-celični receptor γ δ (\ slog prikaza \ gama \ delta)- nastali limfociti γ (\ slog prikaza \ gama) in δ (\ slog prikaza \ delta) podenote. Te podenote ne sodelujejo s peptidnimi antigeni, ki jih predstavljajo proteini MHC. Domneva se, da γ δ (\ slog prikaza \ gama \ delta) T-limfociti sodelujejo pri prepoznavanju lipidnih antigenov.
T-supresorji
T-limfociti, ki zagotavljajo centralno regulacijo imunskega odziva.
Diferenciacija v timusu
Faze diferenciacije T-limfocitov
Vse T celice izvirajo iz hematopoetskih matičnih celic rdečega kostnega mozga, ki migrirajo v timus in se diferencirajo v nezrele. timociti... Timus ustvarja mikrookolje, potrebno za razvoj popolnoma funkcionalnega repertoarja T celic, ki je MHC-omejen in samotoleranten.
Diferenciacija timocitov je razdeljena na različne stopnje glede na izražanje različnih površinskih markerjev (antigenov). V najzgodnejši fazi timociti ne izražajo koreceptorjev CD4 in CD8 in so zato razvrščeni kot dvojno negativni (DN) (CD4-CD8-). Na naslednji stopnji timociti izražajo oba koreceptorja in se imenujejo dvojno pozitivni (DP) (CD4 + CD8 +). Končno, na zadnji stopnji je izbor celic, ki izražajo samo enega od koreceptorjev (angleško Single Positive (SP)): bodisi (CD4 +) ali (CD8 +).
Zgodnjo fazo lahko razdelimo na več podstopenj. Torej, na podfazi DN1 (angleško Double Negative 1) imajo timociti naslednjo kombinacijo markerjev: CD44 + CD25 -CD117 +. Celice s to kombinacijo markerjev imenujemo tudi zgodnji limfoidni progenitorji (eng. Zgodnji limfoidni progenitorji (ELP)). Med napredovanjem v svoji diferenciaciji se ELP aktivno delijo in končno izgubijo sposobnost preoblikovanja v druge vrste celic (na primer B-limfocite ali mieloidne celice). Po prehodu v podstopnjo DN2 (Dvojno negativno 2) timociti izražajo CD44 + CD25 + CD117 + in postanejo zgodnji T-celični progenitorji (eng. Zgodnji T-celični progenitorji (ETP)). Med podstopnjo DN3 (angleško Double Negative 3) imajo celice ETP kombinacijo CD44-CD25 + in vstopijo v proces β-izbor.
β-izbor
Geni receptorjev T-celic so sestavljeni iz ponavljajočih se segmentov, ki spadajo v tri razrede: V (spremenljiva), D (raznolikost) in J (združevanje). V procesu somatske rekombinacije se genski segmenti, po en iz vsakega razreda, združijo (V (D) J-rekombinacija). Naključna kombinacija zaporedij segmentov V (D) J povzroči edinstvena zaporedja variabilne domene za vsako od receptorskih verig. Naključna narava tvorbe zaporedij variabilnih domen omogoča tvorbo T celic, ki so sposobne prepoznati veliko število različnih antigenov, in posledično zagotavljajo učinkovitejšo zaščito pred hitro razvijajočimi se patogeni. Vendar isti mehanizem pogosto vodi do tvorbe nefunkcionalnih podenot T-celičnih receptorjev. Geni, ki kodirajo β-podenoto receptorja, so prvi, ki se rekombinirajo v celicah DN3. Da bi izključili možnost nastanka nefunkcionalnega peptida, β-podenota tvori kompleks z invariantno α-podenoto pre-T celičnega receptorja, ki tvori t.i. pre-T-celični receptor (pre-TCR). Celice, ki ne morejo tvoriti funkcionalnega pre-TCR, umrejo zaradi apoptoze. Timociti, ki so uspešno prestali β-selekcijo, gredo v podstopnjo DN4 (CD44 -CD25 -) in se podvržejo procesu pozitivna selekcija.
Pozitivna selekcija
Celice, ki izražajo pre-TCR na svoji površini, še vedno niso imunokompetentne, saj se ne morejo vezati na molekule glavnega kompleksa histokompatibilnosti. Za prepoznavanje molekul MHC s strani T-celičnega receptorja je potrebna prisotnost CD4 in CD8 koreceptorjev na površini timocitov. Tvorba kompleksa med pre-TCR in CD3 koreceptorjem vodi v inhibicijo preureditev genov β-podenot in hkrati aktivira ekspresijo genov CD4 in CD8. Tako postanejo timociti dvojno pozitivni (DP) (CD4 + CD8 +). DP timociti aktivno migrirajo v timusno skorjo, kjer sodelujejo s kortikalnimi epitelijskimi celicami, ki izražajo proteine obeh razredov MHC (MHC-I in MHC-II). Celice, ki niso sposobne interakcije z MHC proteini kortikalnega epitelija, se podvržejo apoptozi, medtem ko se celice, ki tako interakcijo uspešno izvajajo, začnejo aktivno deliti.
Negativna selekcija
Timociti, ki so bili podvrženi pozitivni selekciji, se začnejo seliti na kortiko-medularno mejo timusa. Ko so v meduli, timociti medsebojno delujejo z lastnimi antigeni telesa, predstavljenimi v kombinaciji z beljakovinami MHC na epitelijskih celicah medularnega timusa (mTEK). Timociti, ki aktivno sodelujejo s svojimi lastnimi antigeni, so podvrženi apoptozi. Negativna selekcija preprečuje nastanek samoaktivirajočih T celic, ki lahko povzročijo avtoimunske bolezni, kar je pomemben element imunološke tolerance telesa.
Kazalo predmeta "Limfociti CD8. Antigen (Ag), ki predstavlja celice. Klasifikacija antigenov (Ag).":T celični receptor... T celice prepoznajo Ag s pomočjo dveh vrst membranskih glikoproteinov - T celičnih receptorjev in CD3. T-celični receptor je heterodimer, ki vsebuje a- in p-verige (približno 98% vseh T-celic) ali 5-verige (približno 1,5-2% celic) z molekulsko maso 40-50 kDa. T-celični receptor je član naddružine Ig podobnih celičnih površinskih molekul, ki sodelujejo pri reakcijah prepoznavanja. Mehanizmi transmembranskega prenosa s T-celičnega receptorja ostajajo neznani; verjetno so posledica CD3, nekovalentno povezanega z receptorji T-limfocitov.
Aktivacija T celic
Za aktiviranje T celic potrebna sta dva signala iz makrofagov. Prvi signal je predstavitev Ag, drugi je izločanje aktivacijskega faktorja (IL-1). Slednji stimulira sintezo IL-2 s T-limfociti, kar aktivira te celice (avtokrina regulacija). Hkrati se na membranah T celic poveča ekspresija receptorjev za IL-2 (CD25).
Subpopulacije T-limfocitov
Na podlagi površinskih označevalcev, več subpopulacije T-limfocitov opravlja različne funkcije. Za diferenciacijo T celic uporabite niz monoklonskih AT, ki razkriva površinski marker CD-Ag [iz angleščine. skupek diferenciacije]. Vse zrelo T celice ekspresna površina CD3-Ag; poleg njega subpopulacije T-limfocitov izražajo tudi druge CD-Ag.
CD4 + limfociti
membranske molekule CD4 nosijo različne populacije celic, pogojno razdeljene na regulatorne (pomočnice) in efektorske (T rzm).
T-pomočniki[iz angleščine. za pomoč] specifično prepoznajo Ag in sodelujejo z makrofagi in B celicami med indukcijo humoralnega imunskega odziva. Razmerje celic CD4 + / CD8 + je pomemben parameter za oceno imunskega statusa; v normalnih pogojih je razmerje CD4 + / CD8 + približno enako dve in odraža prevladujoč vpliv stimulativnih dejavnikov na imunski odziv. Pri nekaterih stanjih imunske pomanjkljivosti je razmerje obrnjeno (manj kot I, torej prevladujejo celice CD8 +), kar kaže na prevladujoč vpliv imunosupresivnih učinkov; je osnova za patogenezo številnih imunskih pomanjkljivosti (na primer AIDS).
T-limfociti za prepoznavanje Ag»Prepozna« tuj epitop virusnega ali tumorskega Ar v kompleksu z molekulo MHC na plazemski membrani tarčne celice. T hzt [T-efektorji preobčutljivostnih reakcij zapoznelega tipa (HRT)] posredujejo reakcije HNZ.
Prva študija je vedno izračun formule levkocitov (glej poglavje "Hematološke študije"). Ocenjujejo se tako relativne kot absolutne vrednosti števila perifernih krvnih celic.
Določanje glavnih populacij (T-celice, B-celice, naravne celice ubijalke) in subpopulacij T-limfocitov (T-pomočniki, T-CTL). Za primarno študijo imunskega statusa in odkrivanje hudih motenj imunskega sistema WHO priporoča določitev razmerja med CD3, CD4, CD8, CD19, CD16 + 56, CD4 / CD8. Študija omogoča določitev relativnega in absolutnega števila glavnih populacij limfocitov: T celice - CD3, B celice - CD19, naravne celice ubijalke (NK) - CD3- CD16 ++ 56 +, subpopulacije T limfocitov (T-pomočniki CD3 + CD4 +, T-citotoksični CD3 + CD8 + in njihovo razmerje).
Raziskovalna metoda
Imunofenotipizacija limfocitov se izvaja z uporabo monoklonskih protiteles proti površinskemu diferenciranemu tonzilitisu na celicah imunskega sistema, z metodo laserske pretočne citofluorometrije na pretočnih citometrih.
Izbira cone za analizo limfocitov se opravi glede na dodatni marker CD45, ki je predstavljen na površini vseh levkocitov.
Pogoji za odvzem in shranjevanje vzorcev
Venska kri, odvzeta iz kubitalne vene zjutraj, strogo na prazen želodec, v vakuumski sistem do oznake, navedene na epruveti. K2EDTA se uporablja kot antikoagulant. Po odvzemu se epruveta za vzorce počasi obrne 8-10 krat, da se kri pomeša z antikoagulantom. Skladiščenje in transport strogo pri 18-23 ° C v pokončnem položaju ne več kot 24 ur.
Če teh pogojev ne boste izpolnili, bodo rezultati napačni.
Interpretacija rezultatov
T-limfociti (CD3 + celice). Povečana količina kaže na hiperaktivnost imunskega sistema, opazimo pri akutni in kronični limfocitni levkemiji. Povečanje relativnega kazalnika najdemo pri nekaterih stranskih in bakterijskih okužbah na začetku bolezni, poslabšanjih kroničnih bolezni.
Zmanjšanje absolutnega števila T-limfocitov kaže na pomanjkanje celične imunosti, in sicer na pomanjkanje celične efektorske povezave imunosti. Odkrivamo ga pri vnetjih različnih etiologij, malignih novotvorbah, po travmah, operacijah, srčnem napadu, pri kajenju, jemanju citostatikov. Povečanje njihovega števila v dinamiki bolezni je klinično ugoden znak.
B-limfociti (CD19 + celice) Zmanjšanje opazimo pri fiziološki in prirojeni hipogamaglobulinemiji in agamaglobulinemiji, pri novotvorbah imunskega sistema, zdravljenju z imunosupresivi, akutnih virusnih in kroničnih bakterijskih okužbah, stanju po odstranitvi vranice.
NK limfociti s fenotipom CD3-CD16 ++ 56 + Naravne celice ubijalke (NK celice) so populacija velikih zrnatih limfocitov. Sposobne so lizirati tarčne celice, okužene z virusi in drugimi znotrajceličnimi antigeni, tumorske celice, pa tudi druge celice alogenskega in ksenogenega izvora.
Povečanje števila NK celic je povezano z aktivacijo antitransplantacijske imunosti, v nekaterih primerih ga opazimo pri bronhialni astmi, pojavi se pri virusnih boleznih, povečanju malignih novotvorb in levkemij, v obdobju okrevanja.
T-pomožni limfociti s fenotipom CD3 + CD4 + Povečanje absolutne in relativne količine opazimo pri avtoimunskih boleznih, lahko je pri alergijskih reakcijah, nekaterih nalezljivih boleznih. To povečanje kaže na stimulacijo imunskega sistema proti antigenu in potrjuje hiperreaktivne sindrome.
Zmanjšanje absolutnega in relativnega števila T celic kaže na hiporeaktivni sindrom s kršitvijo regulacijske povezave imunosti, je patognomski znak okužbe s HIV; se pojavlja pri kroničnih boleznih (bronhitis, pljučnica itd.), solidnih tumorjih.
T-citotoksični limfociti s fenotipom CD3 + CD8 + Povečanje opazimo pri skoraj vseh kroničnih okužbah, virusnih, bakterijskih, protozojskih okužbah. Značilen je za okužbo s HIV. Zmanjšanje opazimo pri virusnem hepatitisu, herpesu, avtoimunskih boleznih.
Razmerje CD4 + / CD8 +Študija razmerja CD4 + / CD8 + (CD3, CD4, CD8, CD4 / CD8) je priporočljiva samo za spremljanje okužbe s HIV in spremljanje učinkovitosti zdravljenja z ARV. Omogoča določitev absolutnega in relativnega števila T-limfocitov, subpopulacij T-pomagalcev, CTL in njihovega razmerja.
Razpon vrednosti je 1,2–2,6. Zmanjšanje opazimo pri prirojenih imunskih pomanjkljivostih (Di-Georgyjev sindrom, Neelof, Wiskott-Aldrich), z virusnimi in bakterijskimi okužbami, kroničnimi procesi, izpostavljenostjo sevanju in strupenim kemikalijam, multipli mielom, stres, upada s starostjo, pri endokrinih boleznih, trdnih tumorji. Je patognomski znak okužbe s HIV (manj kot 0,7).
Povečanje vrednosti za več kot 3 - pri avtoimunskih boleznih, akutni T-limfoblastni levkemiji, timomu, kronični T-levkemiji.
Sprememba razmerja je lahko povezana s številom pomočnikov in CTL pri določenem bolniku. Na primer, zmanjšanje števila celic CD4 + T pri akutni pljučnici na začetku bolezni vodi do zmanjšanja indeksa, medtem ko se CTL morda ne spremeni.
Za dodatne raziskave in ugotavljanje sprememb imunskega sistema pri patologijahče je potrebna ocena prisotnosti akutnega ali kroničnega vnetnega procesa in stopnje njegove aktivnosti, je priporočljivo vključiti štetje števila aktiviranih T-limfocitov s fenotipom CD3 + HLA-DR + in TNK-celic s CD3 + CD16 ++ 56 + fenotip.
T-aktivirani limfociti s fenotipom CD3 + HLA-DR + Marker pozne aktivacije, pokazatelj hiperreaktivnosti imunosti. Po izrazu tega označevalca lahko presojamo resnost in moč imunskega odziva. Pojavi se na T-limfocitih po 3. dnevu akutne bolezni. Z ugodnim potekom bolezni se zmanjša na normalno. Povečanje izražanja na T-limfocitih lahko opazimo pri številnih boleznih, povezanih s kroničnim vnetjem. Njegovo povečanje so opazili pri bolnikih s hepatitisom C, pljučnico, okužbo s HIV, solidnimi tumorji in avtoimunskimi boleznimi.
Limfociti TNK s fenotipom CD3 + CD16 ++ CD56 + T-limfociti, ki na svoji površini nosijo markerje CD16 ++ CD 56+. Te celice imajo lastnosti tako T kot NK celic. Študija je priporočljiva kot dodaten marker pri akutnih in kroničnih boleznih.
Zmanjšanje le-teh v periferni krvi lahko opazimo pri različnih organsko specifičnih boleznih in sistemskih avtoimunskih procesih. Ugotovljeno je bilo povečanje vnetnih bolezni različnih etiologij, tumorskih procesov.
Študija zgodnjih in poznih markerjev aktivacije T-limfocitov (CD3 + CD25 +, CD3-CD56 +, CD95, CD8 + CD38 +) dodatno predpisan za oceno sprememb IS pri akutnih in kroničnih boleznih, za diagnostiko, prognozo, spremljanje poteka bolezni in terapijo.
T-aktivirani limfociti s fenotipom CD3 + CD25 +, receptor za IL2 CD25 + je zgodnji aktivacijski marker. Funkcionalno stanje T-limfocitov (CD3 +) dokazuje število receptorjev za izražanje IL2 (CD25 +). Pri hiperaktivnih sindromih se število teh celic poveča (akutna in kronična limfocitna levkemija, timom, zavrnitev presadka), poleg tega pa lahko njihovo povečanje kaže na zgodnjo fazo vnetnega procesa. V periferni krvi jih lahko odkrijemo v prvih treh dneh bolezni. Zmanjšanje števila teh celic lahko opazimo pri prirojenih imunskih pomanjkljivostih, avtoimunskih procesih, okužbi s HIV, glivičnih in bakterijskih okužbah, ionizirajočem sevanju, staranju in zastrupitvi s težkimi kovinami.
T-citotoksični limfociti s fenotipom CD8 + CD38 + Prisotnost CD38 + na limfocitih CTL so opazili pri bolnikih z različnimi boleznimi. Informativni indikator za okužbo s HIV, opekline. Povečanje števila CTL s fenotipom CD8 + CD38 + opazimo pri kroničnih vnetnih procesih, onkoloških in nekaterih endokrinih boleznih. Med terapijo se indikator zmanjša.
Subpopulacija naravnih celic ubijalk s fenotipom CD3-CD56 + Molekula CD56 je lepilna molekula, ki jo pogosto najdemo v živčnem tkivu. Poleg naravnih celic ubijalk se izraža na številnih vrstah celic, vključno s T-limfociti.
Povečanje tega indikatorja kaže na razširitev aktivnosti specifičnega klona celic ubijalk, ki imajo nižjo citolitično aktivnost kot NK celice s fenotipom CD3-CD16 +. Število te populacije se povečuje s hematološkimi tumorji (EK-celični ali T-celični limfom, plazemskocelični mielom, aplastični velikocelični limfom), kroničnimi boleznimi in nekaterimi virusnimi okužbami.
Zmanjšanje je opaziti pri primarnih imunskih pomanjkljivostih, virusnih okužbah, sistemskih kroničnih boleznih, stresu, zdravljenju s citostatiki in kortikosteroidi.
CD95 + receptor- eden od receptorjev za apoptozo. Apoptoza je zapleten biološki proces, potreben za odstranjevanje poškodovanih, starih in okuženih celic iz telesa. Receptor CD95 je izražen na vseh celicah imunskega sistema. Ima pomembno vlogo pri nadzoru delovanja imunskega sistema, saj je eden od receptorjev za apoptozo. Njegova ekspresija na celicah določa pripravljenost celic za apoptozo.
Zmanjšanje deleža limfocitov CD95 + v krvi bolnikov kaže na kršitev učinkovitosti zadnje faze izločanja okvarjenih in okuženih lastnih celic, kar lahko povzroči ponovitev bolezni, kroničnost patološkega procesa, razvoj avtoimunskih bolezni in povečanja verjetnosti tumorske transformacije (na primer raka materničnega vratu s papilomatozno okužbo). Določanje ekspresije CD95 ima prognostično vrednost pri mielo- in limfoproliferativnih boleznih.
Povečanje intenzivnosti apoptoze opazimo pri virusnih boleznih, septičnih stanjih, ob uporabi zdravil.
Aktivirani limfociti CD3 + CDHLA-DR +, CD8 + CD38 +, CD3 + CD25 +, CD95. Test odraža funkcionalno stanje T-limfocitov in je priporočljiv za spremljanje poteka bolezni in obvladovanje imunoterapije pri vnetnih boleznih različne etiologije.
Za nekatere bakterije (povzročitelji tuberkuloze, gobavosti, kuge) so makrofagi »habitat«. Ujeti kot posledica fagocitoze v fagolizosomih, postanejo patogeni zaščiteni tako pred protitelesi kot pred citotoksičnimi T-limfociti.
Z zaviranjem aktivnosti lizosomskih encimov se te bakterije aktivno razmnožujejo znotraj celice in tako postanejo vzrok za akutni infekcijski proces. Ni naključje, da so bolezni, omenjene kot primer, uvrščene med posebno nevarne okužbe.
V tej precej težki situaciji v telesu pa obstajajo sile, ki preprečujejo širjenje patogenov, povezane pa so predvsem s CD4 T celicami vnetja.
Sodelovanje te vrste limfocitov pri organizaciji imunskega odziva se uresničuje z aktivacijo makrofagov. Aktivirani makrofagi se ne spopadajo le z intracelularnimi patogeni, ampak v nekaterih primerih pridobijo tudi dodatne lastnosti, ki niso povezane z antibakterijskim delovanjem, na primer sposobnost uničenja rakavih celic.
Za aktiviranje makrofagov sta potrebna dva signala.
Prvi od njih je interferon-gama (IF-gama). Je najbolj značilen citokin, ki ga proizvajajo vnetne celice CD4 T. Pomožne T celice ne izločajo tega citokina in ne morejo aktivirati makrofagov na običajen način.
Drugi signal za aktivacijo makrofagov je površinski TNF-alfa, ki se inducira v ekspresijo, potem ko T-celice prepoznajo vnetje imunogena na membrani makrofagov. Protitelesa proti TNF-alfa izničijo učinek drugega signala.
Citotoksične T celice postanejo aktivne takoj po prepoznavanju antigena, pri čemer se zaveda potencialne pripravljenosti molekularnega aparata za uničenje tarčnih celic s procesom apoptoze ali nekroze. Nasprotno pa vnetne CD4 T celice, potem ko prepoznajo antigen na površini makrofagov, ure in ure sintetizirajo de novo mediatorje, ki aktivirajo makrofage. Na novo sintetizirani citokini, zbrani v mikroveziklih, prodrejo v makrofage na mestu stika s celicami T. Takšna neposredna pot, kot pri citotoksičnih T-limfocitih, je najbolj ekonomična in funkcionalno upravičena, saj ne vpliva na sosednje, neokužene celice.
V makrofagih, ki se aktivirajo ob stiku s T-celicami vnetja in kot posledica izločanja IF-gama, se sprožijo številne biokemične spremembe, ki tem celicam zagotavljajo močne antibakterijske lastnosti (slika 16). V pogojih interakcije makrofagov s T-celicami vnetja opazimo učinkovitejšo fuzijo fagosomov, ki so vdrli v bakterije z lizosomi, ki so skrbniki proteolitičnih encimov, ki uničujejo znotrajcelične patogene. Proces fagocitoze spremlja tako imenovana eksplozija kisika - tvorba kisikovih radikalov in dušikovega oksida, ki imajo baktericidno delovanje.
V pogojih kostimulacije s TNF-alfa in IF-gama je ta proces veliko bolj aktiven. Poleg tega aktivirani makrofagi povečajo izražanje molekul MHC razreda II in receptorja TNF-alfa, kar vodi do pridobivanja dodatnih naivnih T celic. Ves ta kompleks dogodkov predstavlja dokaj močno oviro pred znotrajceličnimi patogeni.
Vnetne T celice, ki medsebojno delujejo z makrofagi, ne le povečajo biokemične procese znotrajmakrofagov, ampak se same aktivirajo in delujejo kot organizatorji večstranskega imunskega odziva na antigen.
riž. 16.
Funkcionalna aktivnost vnetnih celic CD4 T.
Okuženi makrofagi so glavne tarče vnetnih celic CD4 T. Zaradi prepoznavanja imunogenega kompleksa na CD4 makrofagih vnetne T celice izražajo faktor tumorske nekroze-alfa (TNF-alfa) na svoji površini in povečajo proizvodnjo interferona-gama (IF-gama). Kombinirano delovanje citokinov zagotavlja učinkovitejšo tvorbo fagolizosomov, kopičenje kisikovih radikalov in dušikovega oksida z baktericidnimi lastnostmi, povečanje izražanja molekul MHC razreda II in povečanje proizvodnje faktorja tumorske nekroze-alfa. Takšna aktivacija biokemičnih procesov v makrofagih ne prispeva le k intracelularnemu uničenju bakterij, temveč tudi določa dodatno vključitev T celic v imunski odziv.
Infekcijski proces, ki ga izzovejo razmnoževanje patogenov, odraža boj med dvema silama - samim patogenom in imunskim sistemom gostitelja. Na primer, povzročitelj kuge Yersenia pestis ima sposobnost induciranja sinteze visoko polimeriziranega proteina I, ki se začne izražati na celični steni pri kislem pH. Znano je, da pride do lokalnega zakisljevanja na mestu stika patogena z makrofagom. To izzove sintezo in ekspresijo proteina I. Ta beljakovina, ki ima močne adhezivne lastnosti, spodbuja učinkovitejši prodor patogena v celico. Poleg tega pomaga povzročitelju, da se izogne delovanju lizosomskih encimov. Kisli pogoji fagolizosomov podpirajo sintezo tega zaščitnega proteina za patogen.
Makrofagi, ki so kronično okuženi z intracelularnimi bakterijami, lahko izgubijo sposobnost, da jih aktivirajo T celice. Do množične vključitve novih makrofagov v proces pride, ko se patogeni sproščajo pod vplivom sinergističnega učinka na okužene celice TNF-beta (limfotoksin) in IF-gama - produkta aktiviranih CD4 T celic vnetja (slika 17).
riž. 17
CD4 T celice vnetja kot organizatorji kompleksnega imunskega odziva.
Vnetne CD4 T celice pri interakciji z makrofagi ne samo aktivirajo makrofage, ampak se aktivirajo same. S proizvodnjo celotnega niza citokinov so organizatorji kompleksnega imunskega procesa. Ciljne celice regulacijskega delovanja citokinov so makrofagi (1, 2, 5, 6), T celice (3), prekurzorji monocitno-makrofagne linije (4). Okrajšave: IF-gama - interferon-gama, LT (TNF-beta) - limfotoksin (faktor tumorske nekroze-beta), IL-2 - interlevkin-2, IL-3 - interlevkin-3, GM-CSF - kolonija granulocitov-makrofagov -stimulacijski faktor, MHF - makrofagni kemotaktični faktor (macrophage chemotaxis factor), MIF - makrofagni inhibitorni faktor (macrophage inhibition factor).
Ta kombinacija citokinov je učinkovita tudi pri odmiranju fibroblastov – glavnih sestavin vezivnega tkiva, ki zagotavlja prodiranje imunokompetentnih celic do mesta okužbe. Jasno je, da je treba v pogojih mobilizacije imunskega odziva nabor efektorskih T celic vzdrževati na visoki ravni. Vnetne T celice, ki jih aktivirajo makrofagi, pridobijo dodatne efektorje preko IL-2, ki spodbuja proliferacijo in diferenciacijo antigen specifičnih T celic.
Poleg T-efektorjev se rekrutirajo sami makrofagi. To se naredi na dva načina:
Prvič, z indukcijo diferenciacije makrofagov v kostnem mozgu pod vplivom IL-3 in faktorja stimulacije kolonije granulocitov-makrofagov (GM-CSF);
Drugič, novonastali makrofagi pod vplivom limfotoksina in makrofagnega kemotaktičnega faktorja začnejo migrirati iz krvnega obtoka na mesto okužbe, kjer se naselijo in doživijo delovanje faktorja, ki zavira makrofage, ki zmanjša njihovo mobilnost.
Nabor citokinov, ki jih proizvedejo aktivirane CD4 T celice vnetja po specifičnem prepoznavanju patogena, zagotavlja multidisciplinaren razvoj celičnega imunskega odziva. Tako celice obravnavane subpopulacije delujejo kot organizatorji ustreznega imunskega odziva.
Aktivacijo celic razumemo kot njihov prehod iz stanja mirovanja v funkcionalno aktivno stanje - makrofagi proizvajajo reaktivne kisikove vrste, mastociti izločajo granule, mišične celice se krčijo itd. V primeru limfocita aktivacija pomeni tudi izstop iz stanja mirovanja (G0), vendar v nekoliko drugačnem smislu: limfocit v mirovanju je izven celičnega cikla, njegova aktivacija pa pomeni vstop v cikel. Ta posledica aktivacije limfocitov je globoko funkcionalna, saj mora biti pred vsakim pojavom funkcije limfocitov njihovo razmnoževanje (ker je začetno število celic v vsakem klonu majhno). To ne velja za naravne celice ubijalke - limfocite, katerih populacija nima klonske strukture. Aktivacija NK celic ni povezana s proliferacijo in pomeni prehod v stanje pripravljenosti za izvajanje citotoksične funkcije.
Molekularna osnova aktivacije T celic
Aktivacija celic, vključno z limfociti, je vedno povezana z izražanjem številnih genov. V primeru limfocitov naj bi aktivacija vodila predvsem v izražanje genov, ki zagotavljajo proliferativno ekspanzijo klona. Bistvo priprave T celic na proliferacijo je predvsem v izražanju genov za avtokrini rastni faktor - IL-2 in njegov receptor oziroma a-verigo tega receptorja, ki zagotavlja doseganje zahtevane ravni afinitete za citokin, ki služi kot pogoj, da receptor opravlja svoje funkcije. Oba ta gena sta inducibilna, t.j. v stanju mirovanja se izklopijo, vendar se izrazijo kot odgovor na inducirajoči učinek. Signal za vklop gena prihaja iz njegove regulativne (promotorske) regije, ki vsebuje mesta za specifično interakcijo z določenimi proteini – transkripcijskimi faktorji. Nekateri od teh proteinov so sprva prisotni v celici v aktivni obliki, večina pa jih ni in jih je mogoče sintetizirati novo ali aktivirati s fosforilacijo ali odstranitvijo zaviralne podenote. Tako je molekularna osnova aktivacije tvorba potrebnih transkripcijskih faktorjev, ki zagotavljajo aktivacijo inducibilnih genov.
Induktorji aktivacije imajo aktivacijski učinek na T-limfocite. V fizioloških pogojih je tak induktor antigenski dražljaj. Samo po sebi prepoznavanje antigena ob stiku T-helperja z APC ne more vplivati na gensko aktivnost zaradi prostorske disociacije membranskega receptorja in genov, lokaliziranih v jedru. TCR vstopi v celico po vezavi na antigen, vendar ne zato, da bi migriral v jedro in vplival na aktivnost gena, ampak zato, da bi se razcepil. Ko pa se antigenski kompleks veže na TCR, v kombinaciji s kostimulacijskim učinkom nastane signal, ki doseže jedro in uravnava gensko ekspresijo. Prenos signala poteka po kaskadnem principu. Na različnih stopnjah prenosa signala ga izvajajo encimske molekule (predvsem protein kinaze, ki aktivirajo proteine v vsaki naslednji fazi prenosa signala), pa tudi adapterski in GTP-vezajoči proteini. Signal je sprva dvojen, saj se istočasno prenaša iz TCR in CD28. Nato se te poti sekajo in spet razcepijo na več krakov. Končni rezultat prenosa signala vzdolž vsake signalne poti je tvorba transkripcijskega faktorja. Na sl. 3.90 prikazuje tipično shemo prenosa znotrajceličnega signala, ki ima za posledico nastanek transkripcijskih faktorjev in aktivacijo genov. Za aktivacijo T celic je potrebna tvorba treh transkripcijskih faktorjev - NF-AT, NF-kB in AP-1. Nato bomo razmislili o izvajanju znotrajceličnega prenosa signala na primeru aktivacije T-pomagalcev pri prepoznavanju antigena, ki ga predstavljajo dendritične celice.
Vezava kompleksa MHC-II-peptida povzroči konformacijske spremembe v molekuli TCR in povezani molekuli jedra receptorja CD4. Ni še dokončno znano, ali pride le do spremembe konformacije receptorjev ali pa se ti oligomerizirajo. Takšne spremembe aktivirajo tirozin kinaze, povezane z receptorjem in koreceptorjem - Lck (p56lck), povezan s CD4, in Fyn (p59fyn), povezan s CD3. Te tirozin kinaze imenujemo receptorske ali proksimalne zaradi dejstva, da so neposredno ob receptorju in vstopajo v receptorski kompleks. Obe ti kinazi spadata v družino kinaz Src. Kinaze te družine vsebujejo domene SH1, SH2 in SH3 (SH pomeni Src-homologija) (slika 3.91). Prva domena ima encimsko aktivnost, ostale so v interakciji z drugimi kinazami in adapterskimi proteini. Naloga tirozin kinaz je fosforilacija tarčnih proteinov na ostanku tirozina, kar je potrebno za njihovo aktivacijo in manifestacijo funkcij, vključno z encimskimi. Tarče receptorske kinaze so številne. Sem spadajo same molekule Fyn in Lck (ki določa njihovo avtofosforilacijo), pa tudi polipeptidne verige TCR in druge kinaze. Cilji kinaze Lck so še posebej raznoliki.
Vendar je začetni pogoj za aktivacijo receptorskih kinaz, nasprotno, njihova defosforilacija, ki zagotavlja ponovno
preiti iz hiperfosforiliranega v normalno stanje. Bistvo je v tem, da je v mirujoči celici SH2 domena Lck kinaze v zloženi obliki zaradi fosforilacije C-terminalnega ostanka tirozina Y505 s konstitutivno aktivirano Csk kinazo. Fosforiliran Y505 deluje preko fosfatne skupine s tirozinskim ostankom v domeni Sffi, na katero se potegne C-konec molekule. V tej obliki je encim neaktiven, saj v tem primeru funkcionalno pomembnega ostanka Y394 v domeni SH1 ni mogoče fosforilirati. Za odpravo takšne funkcionalne blokade je potrebna defosforilacija, ki ji sledi odvijanje molekule, ki se izvaja s sodelovanjem tirozin fosfataz. Glavno vlogo pri prenosu receptorskih kinaz v "delovno" stanje ima molekula CD45, katere citoplazemska domena ima aktivnost tirozin fosfataze. Omenjeno je bilo že, da se ta velika molekula, ki preprečuje nastanek tesnega stika med dendritično celico in T-pomočnikom, najprej odstrani iz cone imunske sinapse, nato pa se nekatere molekule vrnejo v to cono, da opravijo svoje funkcija - defosforilacija molekul receptorske tirozin kinaze. Ko ostane ostanek Y394 na voljo za fosforilacijo, lahko Lck pokaže aktivnost tirozin kinaze.
Pri generiranju signalov, ki se prenašajo iz polipeptidnih verig kompleksa TCR-CD3, je najpomembnejša prisotnost v citoplazmatski regiji y-, 5-, e- in Z-verig aktivacijske sekvence ITAM, ki že večkrat omenjeno. Struktura tega motiva je naslednja: YXXI / L / VX (6-8) YXXI / L / V (kjer je Y tirozin, X je kateri koli ostanek, I / L / V je izolevcin, levcin ali valin) (sl. 3.92). Fosforilacija tirozinskih ostankov
riž. 3.92. Primerjava značilnosti aktivacijskih in zaviralnih motivov (ITAM in ITIM)
v ITAM omogoča to regijo na voljo za prepoznavanje analognih regij signalnih molekul, ki se nahajajo bolj distalno. Med polipeptidnimi verigami je za prenos signala najpomembnejši TCR, Z-veriga. V nasprotju z y-, 5- in e-verigami TCR, od katerih ima vsaka eno ITAM regijo, so v citoplazmatskem delu Z-verige 3 zaporedja ITAM, namenjena interakciji s tirozinskimi ostanki tirozin kinaze ZAP-70 ( iz Z-povezanega proteina - ^ - povezanega proteina; masa 70 kDa) je ključni dejavnik pri prenosu signala iz TCR, ko se veže na ligand. Fosforilacija Z-verige je najbolj odgovorna in hkrati najbolj ranljiva faza aktivacije T-celic. Menijo, da je prav za zagotovitev fosforilacije vseh ITAM motivov te molekule potrebno dolgotrajno vzdrževanje stika T-limfocitov in dendritičnih celic. V Z-verigi T-celice v mirovanju je fosforiliran 1 ostanek tirozina; pomanjkanje fosforilacije vodi v razvoj apoptoze (slika 3.93). Po interakciji Z-verige in ZAP-kinaze se
riž. 3.94. Shema signalnih poti med aktivacijo T-celic. Prepoznavanje kompleksa molekule MHC z antigenskim epitopom v kombinaciji s kostimulacijo inducira sprožitev signalov, ki se prenašajo v jedro s pomočjo 5 kaskad, ki zagotavljajo tvorbo 3 transkripcijskih faktorjev, potrebnih za aktivacijo celice. Dejavniki, za katere je prikazana visoka stopnja odvisnosti od kostimulacije, so poudarjeni s krepkim tiskom.
Celoten proces je zasnovan v obliki več vzporednih poti prenosa aktivacijskega signala (slika 3.94).
Molekula ZAP-70 pripada tirozin kinazam družine Syk. Vsebuje tandem dveh domen SH2. Pogoj za njegovo interakcijo z verigo je predhodna fosforilacija tirozinskih ostankov v ITAM verige. Po fosforilaciji 2. ostanek tirozina v motivih ITAM f-verige interagira s tirozinom S^-domen kinaze ZAP-70. Posledično postane fosfatna skupina tirozinskega phchaina skupna s tirozinom domene Sffi molekule ZAP-70. Sledi fosforilacija tirozinskih ostankov v encimski domeni molekule ZAP-70 s tirozin kinazami Lck in po možnosti Fyn, kar vodi do aktivacije encimske (kinazne) aktivnosti molekule.
Nadaljnji prenos signala je posledica interakcije ZAP-70 z njegovim glavnim substratom - adapterskim proteinom LAT (iz Linkerja za aktivacijo T-celic - linkerja za aktivacijo T-celic). Ta protein je povezan z membrano in je del splavov. Po fosforilaciji, ki jo katalizira ZAP-70, LAT pridobi sposobnost vezave signalnih molekul, ki sodelujejo pri nadaljnjem prenosu signala: adapterskih proteinov SLP-76, Grb2, faktorja Vav, pa tudi encimov PLCy1 in PI3K. Aktivacija nekaterih od teh beljakovin ni neposredno odvisna od LAT, ampak posredno. Torej, prek domen SH3
adapterskih proteinov družine Grb2 sta faktorja SLP-76 in Sos povezana s signalno potjo. SLP-76 pa posreduje povezavo s signalno potjo PLCy1 in Ras GTPase. Aktivacija PLCy1 poteka s sodelovanjem tirozin kinaze Itk, ki spada v družino Btk, tretjo (za Src in Syk) družino tirozin kinaz, ki sodelujejo pri transdukciji znotrajceličnega signala med aktivacijo limfocitov. Vsi signalni faktorji, ki sodelujejo v procesu aktivacije z neposredno in posredno udeležbo LAT, se rekrutirajo v sestavo celične membrane in sodelujejo z njenimi fosfoinozidnimi komponentami. Kompleks, ki nastane med interakcijo SLP-76, Vav in Nck, reagira z beljakovinami citoskeleta PAK in WASP, ki delujejo kot posredniki preureditev v citoskeletu aktiviranih celic.
Aktivirani PLCy1 katalizira cepitev fosfatidilinozitol 4,5-bisfosfata, da nastane diacilglicerol (DAG), ki ostane vezan na membrano, in inozitol 1,4,5-trifosfat (slika 3.95). Inozitol trifosfat vstopi v citoplazmo in sodeluje z receptorji na površini endoplazmatskega retikuluma, kar povzroči sproščanje ionov Ca2+ iz znotrajceličnih zalog. Izpraznitev slednjega povzroči odpiranje Ca2+ -odvisnih kanalčkov v celični membrani, po katerih v celico vstopajo ioni Ca2+ iz zunajceličnega prostora. Posledično se poveča koncentracija prostih ionov Ca2+ v celični citoplazmi. Ca2 + ioni aktivirajo kalcinevrin fosfatazo, ki defosforilira citoplazemsko komponento transkripcijskega faktorja NF-AT (Nuclear factor of activated T-cells) (slika 3.96). To določa premik faktorja v jedro, interakcijo z jedrsko komponento in nastanek zrele oblike molekule NF-AT, ki je sposobna interakcije z DNK v promotorskih regijah genov, ki sodelujejo pri aktivaciji T celic (IL2, IL2R itd.).
Diacilglicerol je tradicionalno veljal za dejavnik, ki aktivira protein kinazo C (PKC) – prej omenjeni serin/tre-
riž. 3.96. Ca2+-odvisna povezava aktivacije T-celic in njena blokada s ciklosporinom A. Od inozitol trifosfata odvisna signalna pot vodi do mobilizacije transkripcijskega faktorja NF-AT v jedro. To pot lahko blokira ciklosporin A, ki je v kombinaciji s ciklofilinom sposoben inaktivirati kalcinevrin fosfatazo, ki je odgovorna za defosforilacijo citoplazemskega faktorja NF-AT (ki služi kot pogoj za njegovo migracijo v jedro).
onin kinazo, ki je prepoznana kot eden ključnih dejavnikov pri aktivaciji T celic. Vendar se je izkazalo, da izoforme PKC, ki jih aktivira diacilglicerol, niso povezane z aktivacijo T celic. Vključuje izoformo 0 PKC, ki se pojavi v imunski sinapsi na vrhuncu svoje "zrelosti". Njegovo rekrutiranje v imunsko sinapso je odvisno od aktivnosti P13K in Vav (slednji dejavnik je povezan s citoskeletom, katerega vloga pri transportu PKC0 je zelo pomembna). Ker je aktivacija Vav odvisna od signalizacije ne samo prek TCR, ampak tudi preko CD28, in se pot, odvisna od CD28, uresničuje s sodelovanjem PI3K (povezana je s CD28 - glej spodaj), postane očitno, da PI3K in Vav predstavljata različne stopnje iste signalne poti in tako je vključenost molekule PKC0 v aktivacijo odvisna od kostimulacije preko CD28. V tem primeru ni dvoma o vlogi signalov, ki prihajajo iz TCR pri aktivaciji PKC0, saj je PKC0 fosforiliran (in zato aktiviran) s kinazo Lck. Drugi dejavniki, vključno z diacilglicerolom, lahko sodelujejo pri aktivaciji PKC0, vendar so ti vplivi sekundarni. Aktivacija PKC0 je potrebna za preprečevanje apoptoze aktiviranih celic in za vklop dveh od treh kritičnih transkripcijskih faktorjev, potrebnih za izražanje genov IL2 in IL2R – AP-1 in NF-kB. Aktivacija AP-1, ki je odvisna od РКС0, se izvede preko Rac / JNK-veje MAP-kaskade (o njej bomo razpravljali spodaj). Pot, ki vodi do aktivacije transkripcijskega faktorja NF-kB, vsebuje as
intermediati sekvenčno aktivirani (s sodelovanjem PKC0) faktorji CARMA-1, Bcl-10 in MALT-1, IKK. IKK fosforilira inhibitorno podenoto NF-kB - IkK, kar ji daje sposobnost, da veže ubikvitin, kar vnaprej določi njegovo kasnejšo razgradnjo. V tem primeru se sprosti aktivna podenota NF-kB, ki migrira v jedro in deluje kot transkripcijski faktor – eden od treh potrebnih za izražanje genov za aktivacijo T celic. Transkripcijski faktor NF-kB, ki igra ključno vlogo pri aktivaciji prirojenih imunskih celic, je bil obravnavan zgoraj (glejte poglavje 2.2.4).
Druga signalna pot, ki jo sproži aktivacija T-limfocitov - MAP-kaskada ali MAP-modul (iz Mitogen-aktiviranih kinaz - kinaz, ki jih aktivira mitogen) - se prav tako pogosto uporablja med aktivacijo celic. Njegova vloga je predvsem v indukciji transkripcijskega faktorja AP-1 (c-jun/c-fos dimer). Obstajajo 3 veje te kaskade, ki vodijo do tvorbe treh vrst MAP kinaz (MAP ^ - ERK1 / ERK2 (iz zunajceličnih signalno reguliranih kinaz - kinaz, ki jih uravnavajo zunajcelični signali), p38 in JNK (iz c-Jun NH2- terminalne kinaze - c Jun NH2-terminalne kinaze.Kaskade, ki vodijo do aktivacije MAP-kinaz, se aktivirajo s sodelovanjem adapterskih proteinov in nizkomolekularnih GTPaz Eden od adapterskih proteinov Grb2 (Growth factor receptor bound protein 2), se aktivira ob interakciji s faktorjem LAT. Aktivirani Grb2 se spontano veže na drugo LAT-aktivirano beljakovino SLP-76 in faktor Sos (iz Son of sevenless) Sos je nadomestni faktor gvaninskih nukleotidov: povzroči nadomestitev GDP z GTP v majhnih G-beljakovinah (tj. beljakovinah, ki vežejo gvaninske nukleotide). Zato kompleks SLP-76/Grb2/Sos povzroči aktivacijo Ras G-proteina, ki pretvori povezani GDP v GTP. Ras-GTP aktivira serin/treonin kinazo Raf (MAP kinaza kinaza kinaza - MCCK) Sledi naslednja kaskada reakcij: R af aktivira MEK (MAP kinase kinase - MCC), MEK pa aktivira prej omenjeni MAP kinazi ERK1 in ERO. Aktivacijo JNK veje kaskade MAP sproži prej omenjeni faktor Vav (odvisen od LAT in povezan z aktivacijo citoskeleta, kot tudi PKC0, glej zgoraj). Povzroča prehod GDP v GTP v kompleksu z Rac G-proteinom (družina Rho). Rac-GTP aktivira kinazo MEKK (deluje kot ICRC), aktivira kinazo JNKK (MKK), ki posledično aktivira kinazo JNK MAP. Tretja pot MAP-modula, ki vodi do tvorbe MAP-kinaze p38, je odvisna tudi od G-proteinov družine Rho. Na splošno je podobna kot drugi dve poti, vendar je bila manj podrobno raziskana.
MAP kinaze ERK1 / ERK2, JNK in p38 se aktivirajo s fosforilacijo ostankov treonina in tirozina v motivu TXY, vlogo X v treh vrstah kinaz pa imajo različni ostanki (Glu, Pro in Gly oz. ). Te MAP kinaze so odgovorne za tvorbo transkripcijskih faktorjev, vključenih v številne celične procese. ERK1 / ERK2 določa nastanek transkripcijskih faktorjev AP-1 in Elk-1, JNK - faktorjev ATF2, Elk-1 in c-Jun (komponenta AP-1), p38 - faktorjev ATF2, Elk-1 in MEF-2C.
Sprožitev signalnih poti, o katerih smo razpravljali zgoraj, med aktivacijo T celic se zgodi z vzporedno vezavo TCR in kostimulacijo skozi molekulo CD28. Diferenciacija signalnih poti, ki se vklopijo skozi te membranske molekule, kot tudi dešifriranje interakcije teh poti, nista v celoti zaključena. Vendar je splošna slika dovolj jasna, da zagotovi splošno razumevanje molekularne osnove kostimulacije. Ko je vezava TCR usklajena z vezavo koreceptorja, se spremeni konformacija kompleksa TCR-CD3, CD4 aktivira receptorski tirozin kinazi Fyn in Lck ter fosfatazo CD45. Končni rezultat »proksimalnih« dogodkov je fosforilacija Z-verige receptorskega kompleksa in prenos aktivacijskega signala na kinazo ZAP-70. Nadalje, s sodelovanjem adapterskih proteinov LAT, SLP-76 in Vav se območje, ki je vključeno v prenos signala, znatno razširi, vključno z membransko vezanimi kinazami, citoskeletom in majhnimi G-proteini. Signalna pot, ki vodi (z aktivacijo PLCyl, tvorbo inozitol trifosfata in aktivacijo kalcineurina) do mobilizacije Ca2 + in aktivacije transkripcijskega faktorja NF-AT, se očitno uresniči brez neposredne udeležbe signalov, ki nastanejo med kostimulacijo. Druge poti so bolj ali manj odvisne od kostimulatornega signala.
Najbolj neposredna posledica kostimulacije preko CD28 je aktivacija membranskega encima PI3K, ki je fizično vezan na molekulo CD28. Ta encim katalizira tvorbo fosfatidilinozitol 4,5-bisfosfata, ki služi kot vir inozitol trifosfata. Vendar ta dogodek ni neposredno povezan z aktivacijo in se lahko šteje za pripravljalni. Po aktivaciji celic fosfatidilinozitol trifosfat aktivira Vav, nodalni faktor, ki je odgovoren za vpletenost v proces aktivacije citoskeleta in je vključen v pridobivanje in aktivacijo protein kinaze PKC0. Ta encim je pomemben za delovanje signalne poti, ki vodi do tvorbe transkripcijskih faktorjev NF-kB in AP-1. V obeh primerih je vloga PKC0 najbolj izrazita pri aktivaciji veje Rac / JNK kaskade MAP. Veji Raf / ERK in Rac / p38 kaskade MAP sta manj odvisni od PKC0 in zato od kostimulacije. Tako je molekularna osnova kostimulacije vključenost signalnih poti v aktivacijo T-pomočnika, ki se uresničuje s sodelovanjem treh ključnih dejavnikov - PI3K, faktorja Vav in izoforme 0 protein kinaze C. Od treh ključnih transkripcijski faktorji, ki sprožijo gene za aktivacijo T-celic, je ekspresija dveh (AP-1 in NF-kB) odvisna od kostimulacije in samo za proizvodnjo NF-AT direktna kostimulacija ni potrebna.
Tako se posledično v T-celici tvorijo 3 transkripcijski faktorji - NF-AT, NF-kB AP-1. Nastajanje teh dejavnikov poteka na različne načine. Aktivni NF-AT nastane kot rezultat sestavljanja dimera, ki vključuje citoplazemske in jedrske podkomponente NF-AT - NF-ATc in NF-ATn. Če je NF-ATn konstitutivni faktor, ki je vedno prisoten v jedru T-celice, se mora NF-ATc aktivirati za migracijo v jedro, kar se doseže z njegovo defosforilacijo, ki jo katalizira kalcineurin (glej zgoraj). Transkripcijski faktor NF-kB se aktivira z odcepitvijo zaviralne podenote IkB iz kompleksa IkB-NF-kB. Kot že omenjeno, se to zgodi ob fosforilaciji IkB z IKK, ki se aktivira s sodelovanjem PKC0. Fosforilirana podenota postane na voljo za razgradnjo
po ubikvitinski poti. Faktor AP-1 je dimer beljakovinskih produktov dveh inducibilnih protoonkogenov, c-fos in c-jun. Za izražanje teh genov in sintezo beljakovin so potrebni ustrezni transkripcijski faktorji, in sicer Elk-1 (za c-fos) in JNK (za c-jun). Kot že omenjeno, sta Elk-1 in JNK končna produkta delovanja različnih vej kaskade MAP. Proteini c-fos in c-jun, sintetizirani de novo, tvorijo homo- in heterodimere, ki tvorijo transkripcijski faktor AP-1.
Upoštevani trije dejavniki (NF-AT, NF-kB in AP-1) so potrebni za indukcijo genov za aktivacijo celic T, predvsem IL2 in IL2R. Promotorska regija gena IL2 vsebuje 9 veznih mest za transkripcijske faktorje (slika 3.97). Med njimi sta 2 vezavni mesti za Octomer, ki ne omejujeta procesa indukcije genov. Od treh ključnih transkripcijskih faktorjev NF-kB sodeluje s promotorjem na enem mestu, neodvisno od drugih transkripcijskih faktorjev. Dva druga faktorja, NF-AT in AP-1, delujeta s promotorjem tako ločeno drug od drugega (vsak 1 vezavno mesto) in v kompleksu (3 vezavna mesta). Polnjenje vseh mest z ustreznimi transkripcijskimi faktorji, ki vodi do indukcije genov, je končni rezultat signalne transdukcije ob aktivaciji T celic.
Zgoraj so bile podrobno obravnavane signalne poti, ki sodelujejo pri aktivaciji T-pomagalcev. Citotoksične T celice se aktivirajo s podobnimi mehanizmi.
3.5.2.2. Manifestacije aktivacije T celic
Aktivacija celic CD4 + T (kot tudi vseh T limfocitov) vodi do izražanja velikega števila genov, med katerimi igrata največjo vlogo pri izvajanju glavnih efektorskih dogodkov, ki kodirajo citokin IL, geni IL2 in IL2R. -2 in a-verigo njegovega receptorja. Ekspresija gena IL2 se pojavi približno 1 uro po prejemu stimulativnega signala. Izločanje proteina IL-2 s stimuliranimi T celicami in vitro zaznamo po 3-4 urah; doseže vrh po 8-12 urah in preneha po 24. In vivo se izločanje IL-2 začne 1-3 dni po dajanju antigena
riž. 3,98. Časovna dinamika ekspresije aktivacijskih molekul T-celic. Na grafu
ne prikazujejo časa izražanja ključnih aktivacijskih molekul po stimulaciji T celic
(imunizacija) in traja 7-12 dni. Ekspresija α-verige receptorja IL-2 se pojavi nekoliko kasneje in traja dlje – in vitro jo zaznamo 4 ure po stimulaciji; doseže svoj maksimum po 2-3 dneh in preneha po 5 dneh (slika 3.98).
Hkrati z genom IL2 se v najkrajšem možnem času po delovanju stimulansa (v fizioloških pogojih kompleks antigenski peptid-MHC) izrazita geni c-Myc in N-Myc, imenovani zgodnji aktivacijski geni. Sodelujejo pri pripravi celic na mitozo. Po 2-3 urah se na površini T-celice pojavi CD69 – najzgodnejši aktivacijski antigen, ki je delno mobiliziran iz znotrajceličnih zalog in delno izražen de novo. Njegov izraz traja nekaj več kot en dan. Kmalu za CD69 se na celični površini pojavi še en zgodnji aktivacijski marker, CD25, ki predstavlja že omenjeno a-verigo receptorja za IL-2. Nekoliko prej je bila zaznana ekspresija številnih citokinskih genov in sinteza omejenih količin ustreznih citokinov (IFNy, IL-4, IL-5, IL-6).
Naslednje manifestacije aktivacije opazimo en dan po delovanju stimulansa, ko je izražena molekula receptorja transferina (CD71). Ta dejavnik ima pomembno vlogo pri proliferaciji, saj so za njegovo izvajanje potrebni železovi ioni. Naslednje dni (3-6 dni) se izrazijo molekule MHC-II, ki jih pripisujemo poznim markerjem aktivacije T-celic, nato pa p1-integrini, označeni kot zelo pozni aktivacijski antigeni - VLA (Very late activation antigens), in izločajo se kemokini. Te pozne manifestacije celične aktivacije so združene s proliferativnim procesom.