Пример 2: как T-клетки осуществляют узнавание своих антигенов
Т-клетки узнают антигены, когда им их предъявляют специальные Антиген Представляющие Клетки, например, макрофаги (назовем их АПК). На поверхности этих клеток фрагменты антигенов, которые образуются при расщеплении целого антигена внутри АПК , появляются (представляются) в виде комплексов с белками главного комплекса гистосовместимости ( MHC, major histocompatibility complex, посмотрите обзор [ Trowsdale, 1993 ] для деталей).
АПК, поглотившие реплицирующийся антиген, например, вирус, разрушают его и представляют фрагменты его белков на свою поверхность в комплексе с МНС так называемого класса I. Если же антиген не реплицируется, например, белок, то антигенпредставляющие клетки представляют его фрагменты на своей поверхности в виде комплекса с белками гистосовместимости II класса.
АПК с антигенами, связанными с МНСI, взаимодействуют с цитотоксическимии лимфоцитами. Это взаимодействие осуществляется специфически за счет двух рецепторов на поверхности CTL. Один из них, специфический к антигену Т-клеточный рецептор (ТСR), узнает антиген, а другой рецептор, действующий совместно с TCR, узнает представляющий белок MHC I. Этот второй рецептор называют CD8.
В результате такого узнавания СТL CD8+ клетки убивают АПК . Они осуществляют цитотоксическое действие до того, как вирус успеет реплицироваться и заразить соседние клетки. Так осуществляется клеточный иммунный ответ.
Если антиген представлен на поверхности АПК в комплексе с MHC II, то его узнают другие Т-клетки, хелперные. Опять они это делают с помощью двух рецепторов. Один антиген специфический TCR, а другой, CD4, узнает белки МНС II. Далее с помощью секреции лимфокинов (об этом мы еще несколько раз поговорим) клетки помощники помогают В-клеткам начать продукцию специфических антител. Таким образом осуществляется гуморальный иммунный ответ. Конечно, это очень упрощенное изложение.
Развитие Т-клеток происходт в тимусе и, предположительно, включает в себя две ступени селекции:
Позитивная селекция. Т-клетки, содержащие перегруппированный Т- клеточный рецептор, могут вызреть только при условии, что они способны к специфическому взаимодействию со "своими" МНС молекулами.
Негативная селекция. Т-клетки, которые способны ко взаимодействию со "своими" МНС, но агрессивны по отношению к ним или другим своим антигенам и желают их уничтожать, удаляются из репертуара.
Эта очень логичная умозрительная схема была экспериментально доказана с помощью трансгенных мышей.
1.Использовали иммунную реакцию на так называемый H-Y антиген. Этот антиген представляет собой молекулу на клеточной поверхности у самцов. Он кодируется Y-хромосомой и обнаруживается на поверхности всех исследованных клеток самцов . Ни ген, ни его продукт не обнаружен у самок.
2. Получили трансгенных животных, содержащих перегруппированый Т-клеточный рецептор (TCR), специфичный к H-Y антигену. И исследовали свойства Т-клеток, экспрессирующих этот анти-H- Y-TCR. Исследовали эти свойства у самок, т.е. где H-Y антиген не присутствует. Когда Т-клетки были выделены от таких трансгенных самок и смешаны с клетками самцов, несущих H-Y-антиген, 30% CD8 + СTL из самок проявляли сильную реакцию по отношению к самцовым клеткам. Это означало что трансгенный рецептор хорошо работает в значительной фракции Т-клеток.
Анти -H-Y-TCR трансгенных самок скрестили с самцами, природно содержащими, как мы уже говорили, H-Y антиген и получили самцов, которые теперь сочетали этот антиген и анти-H-Y- TCR в одном организме. Но никакой аутореактивности по отношению к H-Y атигену не было у этих самцов. Более того, изолированные Т-клетки были неспособны реагировать с H-Y позитивными клетками in vitro. Вспомните, про 30% Т-клеток, реактивных по отношению к H-Y антигену, у анти-H-Y-TCR трансгенных самок. Отсортировали популяцию Т-клеток от трансгенных самцов и обнаружили, что большинство их не экспрессировало анти-H-Y TCR. Этот результат означает, что анти- H-Y специфические Т-клетки удалялись из Т- клеточной популяции в ходе их вызревания. Это удаление иммунологи называют клональной делецией. По-видимому клональная делеция представляет собой механизм, с помощью которого устанавливается толерантность Т-клеток по отношению к своим антигенам.
Эти два примера хорошо показывают, как трансгенные мыши могут быть использованы для исследования сложных процессов, в которые вовлечено взаимодействие множества клеток.
