Внутриклеточные сигнальные пути, активирующие αβТ-лимфоциты

25.10.2015

В целом формирование сигнальных путей, индуцированное взаимодействием антигенраспознающего рецептора Т-клеток (TCR) с антигеном, несмотря на отдельные отличия, подобно таковым, индуцируемым взаимодействием антиген-BCR, и также развивается в липидных рафтах. Эти отличия связаны не только с отдельными этапами формируемых сигнальных путей, но и со структурой отдельных молекул, участвующих в этих процессах. Так, в отличие от BCR В-клеток, цепи которого имеют два домена ITАМ, цепи TCR Т-лимфоцитов характеризуются наличием 10 доменов ITAM (4 — в цепях молекулы CD3 и 6 — в цепях ζ; цепи α и β TCR доменов ITAM не содержат). Как отмечалось выше, взаимодействие антиген-BCR В-клеток сопровождается фосфорилированием доменов ITAM протеинтирозинкиназами семейства Src — Blk, Fyn и Lyn. При взаимодействии TCR с антигеном имеют место аналогичные процессы, однако домены ITAM фосфорилируются не ПТК Blk, Fyn и Lyn, а протеинтирозинкиназами Lck и Fyn этого же семейства (рис. 10.2). В T-лимфоцитах киназа Lck никак не связана с доменами ITAM и ассоциирована с С-концевой частью корецепторов CD4 и CD8. Однако при взаимодействии антиген-TCR и распознавании корецепторными молекулами неполиморфных районов MHC-I и МНС-11 антигенпредставляющих клеток киназа Lck активируется и фосфорилирует домены ITAM, локализующиеся как на цепях молекулы СDЗ, так и на цепях ζ. В процессе фосфорилирования доменов ITAM участвует также киназа Fyn, физически ассоциированная с молекулами CD3 комплекса TCR.
В результате фосфорилирования доменов ITAM в процесс формирования внутриклеточного сигнала вовлекается цитоплазматическая тирозинкиназа ZAP-70 (от ζ-chain-associated protein of 70 kDa) семейства Syk (киназа Syk этого же семейства, как отмечалось выше, участвует в формировании сигнальных путей В-клеток и γδТ-лимфоцитов). Помимо αβТ-клеток киназу ZAP-70 экспрессируют также естественные киллеры. Киназа ZAP-70 содержит два консервативных домена SH2, способных связываться с фосфотирозинами, в частности с доменами ITAМ, каждый из которых содержит по два тирозиновых остатка, фосфорилированных тирозинкиназой Lck. Активируясь в результате соединения с доменами ITAM, киназа ZAP-70 индуцирует фосфорилирование адаптерных белков LAT (от Linker of activated T cells — соединительная молекула активированных Т-клеток) и SLP-76 (от SH2 domain-containing leukocyte-specific phosphoprotein of 76 kDa).
LAT — трансмембранный адаптерный белок, локализуется в липидных рафтах, при связывании TCR с антигеном фосфорилируется по многим тирозиновым остаткам и формирует акцепторные участки для других белков с SH2-доменами, Это сопровождается его связыванием с другим SH2-содержащим адаптерным белком Grb-2, конститутивно связанным с фактором Sos, активирующимся в результате связывания с GTP и участвующим в активации киназ семейства MAP и транскрипционного фактора AP-1. Наряду с Grb-2 LAT связывает также фосфолипазу PLCγ1 (от Phospholipase Cγl), фосфатидилинозит 3-киназу (PI3K, от Phosphatidilinositol 3-kinase) и индуцибельно взаимодействует с другим членом семейства Grb-2 — адаптерный белком Shc (Gads), родственным белку Grb-2 и конститутивно связанным с адаптерным белком SLP-76 (рис. 10.2).

Внутриклеточные сигнальные пути, активирующие αβТ-лимфоциты

SLP-76 — адаптерный белок, связанный с белком Gads (от Grb-2-like adaptor downstream of She), в покоящихся клетках локализуется в цитозоле, однако при взаимодействии TCR с антигеном вовлекается в формирование сигнальных путей, в липидных рафтах формирует комплекс с белком LAT и фосфолипазой PLCγL Связываясь с киназой Itk (от Inducible T-cell kinase) семейства Tec протеинтирозинкиназ, белок SLP-76 способствует активации фосфолипазы PLCγ1, которую фосфорилирует киназа Itk. Опосредованное через белок Gads связывание адаптерных белков SLP-76 и LAT и формирование ими комплекса с фосфолипазой γ1 стабилизирует вовлечение PLCγ1 в формирование сигнального пути и способствует взаимодействию в клеточной мембране PLCy1 с PIP2. Последующие процессы фрагментации фосфолипида PIP2, активации протеин-киназы С (PKC) и фактора транскрипции NF-кВ не отличаются от таковых, индуцируемых при формировании сигнальных путей в В-клетках.
Роль корецепторов и костимулирующих молекул в активации Т-лимфоцитов. В механизмах формирования как самого сигнала, так и определяемой им клеточной функции важная роль принадлежит вспомогательным молекулам TCR. Как и в рассмотренных выше процессах клеточной активации, формирование сигнала с участием корецепторных молекул индуцируется взаимодействием лиганд-рецептор. Структурные изменения корецепторных молекул Т-лимфоцитов CD4/CD8, обусловленные таким взаимодействием, сопровождаются быстрым фосфорилированием доменов ITAM и формированием сигнального пути, каскадное развитие которого приводит к образованию фактора транскрипции NF-кВ и активации клетки. Молекулярные образования, участвующие в формировании этого сигнального пути, аналогичны тем, которые участвуют в проведении сигнала внутрь клетки при активации TCR.
Помимо корецепторов, в функционировании Т-лимфоцитов важную роль играют костимулирующие молекулы — CD154 (CD40L), CD2 (LFA-2), CD 18 (LFA-1), CD28 и др., взаимодействие которых с лигандами других клеточных форм — CD40, CD58 (LFA-3), CD54 (1САМ-1), CD80/86 (В7-1/В7-2), соответственно, индуцирует активацию Т-клеток и проявление ими функциональной активности. Среди костимулирующих молекул основным для TCR является белок CD28. Цитоплазматический хвост молекулы CD28 содержит тирозиновый и два пролиновых остатка. Фосфорилирование CD28 по тирозину приводит к вовлечению в процесс формирования сигнального пути киназы PI-3, тогда как один из пролиновых остатков связывает киназу Itk семейства Тес, а другой — киназу Lck семейства Src. Последствия активации этих молекул рассмотрены выше. Протеинтирозинкиназа Lck фосфорилирует домены ITAM рецепторного комплекса TCR, тогда как киназа Itk активирует фосфолипазу PLCγ1, участвующую в каскадном процессе активации протеин киназы PKC и фактора транскрипции NF-кВ. Активация киназы PI-3 способствует активации киназ Ras/ERK семейства MAP и сопровождается активацией киназы Akt в результате ее фосфорилирования киназой PDK1. Активированная киназа Akt через активацию белка Vav участвует в активации киназ Rac/JNK семейства MAP, фосфорилируя киназу IKK (ингибитор фактора транскрипции NF-kB), освобождает фактор NF-кВ от ее ингибирующего действия и тем способствует транслокации фактора в ядро клетки, инактивируя проапоптотические и активируя антиапоптотические белки, киназа Akt активирует фактор транскрипции E2F — регулятор клеточного цикла.
Важная роль белка CD28 в регуляции функций Т-клеток заключается также в его способности блокировать формирование внутриклеточных сигнальных путей ингибирующего типа. В целом молекула CD28 играет критическую роль в активации Т-лимфоцитов, обеспечивает усиление Т-клеточного сигнала, способствует выживанию, продукции цитокинов и пролиферации Т-клеток.
He менее значимую роль в активации Т-клеток играет другая костимулирующая молекула семейства CD28 — гликопротеин ICOS (от Inducible costimulator). В отличие от CD28 индуцибельный костимулятор (ICOS) экспрессируется с небольшой плотностью на покоящихся клетках, но его экспрессия значительно возрастает при активации Т-лимфоцитов, его экспрессии способствует CD28. ICOS — это гомодимер, соединенный дисульфидными связями, связывает лиганд ICOS, экспрессируемый на многих клетках, включая негемопоэтические, но не взаимодействует, подобно белку CD28, с молекулами CD80/86 (В7-1/В7-2), в цитоплазматическом домене имеет участок связывания для субъединицы р85 киназы PI-3, которую более эффективно активирует по сравнению с молекулой CD28, но не влияет на активацию киназ Ras и fun. ICOS, как и CD28, стимулирует продукцию цитокинов T-клетками, но не регулирует продукцию ИЛ-2. Считается, что ICOS более эффективен во взаимодействии Т-клеток с В-лимфоцитами, в переключении иммуноглобулиновых классов на В-клетках и в формировании зрелых зародышевых центров.