Внутритимусные предшественники Т-лимфоцитов

24.10.2015

Формирование ПТЛ в костном мозгу, проходящих через ряд стадий развития, коммитирование их в направлении Т-лимфопоза, ослабление связей со стромальными элементами, продукция клетками эпителия тимуса, так же как клетками его стромы, гуморальных (хемотаксических) факторов (тимулин, α-тимозин и др.) способствуют выселению ПТЛ из костного мозга и заселению ими лимфоидных тканей (помимо тимуса ПТЛ обнаруживаются в селезенке, хотя и в количествах, более чем в 50 раз меньших по сравнению с их содержанием в вилочковой железе). Расчеты показали, что среди клеток костного мозга только одна клетка из 50 тыс. способна заселить тимус.
Являясь предшественниками внутритимусных ПТЛ, костномозговые ПТЛ, мигрировавшие из костного мозга в тимус, именуются про-Т-лимфоцитами (от Progenitor T lymphocytes), которые после заселения субкапсулярной области тимуса из про-Т-лимфоцитов созревают в пре-Т-лимфоциты (от Precursor T lymphocytes, стадии тимических клеток у человека CD2-4-8- и CD2-4-8-3-).
Как и костномозговые ПТЛ, внутритимусные предшественники T-лимфоцитов экспрессируют на мембране ряд рецепторов для митогенов — PNA (Peanut agglutinin — лектина арахиса), HPA (Helix pomatia agglutinin — лектина виноградной улитки), SBA (Soja bean agglutinin — лектина соевых бобов), WGA (Wheat germ agglutinin — лектина проростков пшеницы). Сравнительная чувствительность T- и В-лимфоцитов к митогенам разного происхождения показана в табл. 3.2.

Внутритимусные предшественники Т-лимфоцитов

Помимо митогенов внутритимусные ПТЛ экспрессируют рецепторы для ИЛ-1, ИЛ-4, для фактора роста тимоцитов — ФРТ, глюкокортикоидов, ряд таких ферментов, как PNP (пуриннуклеотидфосфорилаза), TdT (терминальная дезоксинуклеотидилтрансфераза), ADA (аденозиндезаминаза), LDH (лак-татдегидрогеназа), но не имеют на мембране рецептора для ИЛ-3 и являются «дубль негативными» - не экспрессируют антигены CD4 и CD8 — маркеры Т-хелперов (Th) и цитотоксических Т-лимфоцитов (ЦТЛ) соответственно. Основным местом локализации этих клеток является субкапсулярная область коры тимуса.
Проходя ряд стадий созревания в тимусе (CD2-4-8- → CD2+4-8-3- → CD2+4-8-3+), процессы реанжировки генов, кодирующих полипептидные цепи γ и δ антигенраспознающих рецепторов γδTCR, а затем генов, кодирующих полинептидные цепи α и β антигенраспознающих рецепторов αβTCR, экспрессии мРНК для этих цепей и для цепей комплекса TCR-CD3, субкапсулярные ПТЛ созревают в клетки, экспрессирующие на мембране антигенный комплекс TCR-CD3 (стадия I развития Т-лимфоцитов). При этом 85-99,5% Т-лимфоцитов экспрессируют антигенраспознающий рецептор типа αβTCR и только 0,5-15% Т-лимфоцитов — рецептор типа γδTCR. На клетках экспрессируются маркерные антигены CD4 и CD8, лимфоциты именуются «дубль-позитывными», Важнейшим этапом формирования функций Т-клеток на этой стадии их развития являются процессы положительной (отбор осуществляют клетки эпителия) и отрицательной (отбор осуществляют дендритные клетки и макрофаги) селекции тимоцитов.
Селекция Т-лимфоцитов в тимусе предусматривает отбор тимических лимфоцитов, связывающихся с низкой авидностью с собственными молекулами МНС. Тимоциты, не реагирующие с собственными антигенами МНС, подвергаются апоптозу (позитивная селекция). В результате этого зрелые Т-лимфоциты, дифференцировавшиеся из таких тимических предшественников, распознают комплекс собственного антигена MHC с генетически чужеродным пептидным антигеном, представляемый АПК. Программируемая клеточная гибель (апоптоз) предусматривается и для клеток, реагирующих с комплексом собственный MHC — собственный пептид с высокой степенью авидности (негативная селекция). Расшифровка механизмов селекции тимоцитов привела к заключению о том, что АГ-распознающие рецепторы Т-лимфоцитов распознают не «свое» и «чужое», а измененное «свое», ставшее генетически чужеродным для организма.
Переход клеток в более зрелое состояние сопровождается утратой ряда поверхностных структур (антигены ПТЛ мышей SC-1, Pgp-1, рецептор для ИЛ-2) и снижением активности фермента TdT (общий маркер предшественников лимфоцитов T- и В-ряда). Нa мембране тимических ПТЛ человека помимо антигенов CD4 и CD8 экспрессируются антигены CD1, 3, 5, усиливается экспрессия антигенов Тhy-1 и CD2. На этой стадии дифференцировки (стадия II развития Т-лимфоцитов) субкапсуллярные тимоциты мигрируют в область коры. На ее долю приходится около 85% клеток тимуса у молодых животных.
Реанжировка генов и формирование TCR характеризуют переход Т-клеток из стадии «дубль позитивных» в стадию «монопозитивных», или «незрелых», Т-лимфоцитов. Мигрирующие тимоциты утрачивают антиген CDl, на клетках снижается экспрессия рецептора для лектина PNA и активность фермента ADA. В то же время усиливается активность фермента PNP, наблюдается раздельная экспрессия на клетках антигенов CD4 и CD8, усиливается экспрессия комплекса αβТCR D3 и его связь с корецепторными молекулами CD4 и CD8. Незрелые тимоциты дифференцируются в Т-клетки с различной функциональной активностью, характерной для субпопуляций Т-лимфоцитов. Отмечается также их способность к формированию функционально зрелого клонального репертуара, к индукции ограниченного по генам MHC цитотоксического и хелперного ответа, продукции цитокинов.
He менее значимыми являются процессы эмиграции зрелых Т-клеток из тимуса, дозревающих на периферии и окончательно приобретающих свойства Т-лимфоцитов, необходимые для осуществления ими эффекторных и регуляторных функций в реакциях поддержания генетической целостности организма (стадия III развития Т-лимфоцитов), Как отмечалось выше, ежедневно в тимусе образуется 30-50 млн клеток, однако из тимуса эмигрирует всего лишь 1-2 млн тимоцитов. Остальные клетки вследствие процессов селекции подвергаются в тимусе программированной клеточной гибели — апоптозу.
Как процессы заселения тимуса ПТЛ, так и процессы созревания ПТЛ в Т-лимфоциты во многом определяются стромальными элементами тимуса. Так, клетки тимического эпителия являясь источником цитокинов определяют хемотаксис и избирательность миграции костномозговых ПТЛ в тимус. Более того, взаимодействуя с клетками эпителия и используя такие клетки в качестве «клеток-нянек», тимоциты созревают не только под влиянием дифференцировочных гуморальных факторов эпителиальных клеток, но и под непосредственным действием дифференцировочных стимулов таких клеток. Основные стадии развития Т-лимфоцитов в тимусе показаны на рис. 3.2 и в табл. 3.3.
Эмигрирующие из тимуса Т-лимфоциты заселяют T-зависимые области периферических органов системы иммунитета. Выселение Т-лимфоцитов из тимуса осуществляется через эфферентный лимфатический сосуд, в результате экстравазации через стенку посткапиллярных венул с высоким эндотелием или путем экстравазации через стенку капилляров транскапиллярных артерий.