Популяции миелоидных клеток
Система иммунитета опирается на строгую специализацию клеток. Миелоидные клетки можно условно разделить на две большие группы в зависимости от их локализации:
- Циркулирующие в кровотоке. К этой группе относятся моноциты, а также три вида гранулоцитов: нейтрофильные, эозинофильные и базофильные.
- Тканевые клетки. Это популяции, резидентно располагающиеся в органах и тканях. Сюда входят тучные клетки, макрофаги и дендритные клетки (причем две последние формы образуются из покинувших кровоток моноцитов).
Весь пул миелоидных клеток объединяет общий подход к обнаружению угрозы. Они экспрессируют на своей поверхности мощный рецепторный аппарат, который заточен на распознавание PAMP (патоген-ассоциированных молекулярных паттернов). Важнейшую роль играют дендритные клетки — именно они выступают главным посредником, передающим информацию от врожденного звена иммунитета к адаптивному.
Лимфоциты и специфика распознавания антигенов
В отличие от миелоидного ряда, лимфоидные клетки реализуют иные, более тонкие механизмы распознавания. Выделяют три основных типа лимфоцитов: Т-клетки, В-клетки и естественные киллеры (NK-клетки).
NK-клетки относятся к врожденному иммунитету. Их главное отличие от миелоидных элементов заключается в том, что они распознают не PAMP, а специфические стрессорные молекулы. Кроме того, NK-клетки лишены клональной специфичности, то есть не отличаются друг от друга по спектру распознаваемых мишеней.
Т- и В-лимфоциты, напротив, целенаправленно распознают антигены, используя для этого уникальные рецепторы:
- В-лимфоциты используют рецептор BCR. Он способен связываться с нативным (неизмененным) антигеном как в свободной форме, так и в связанном с мембранами виде.
- Т-лимфоциты несут рецептор TCR, который «видит» исключительно фрагменты антигена, выставленные в комплексе с молекулами MHC (главного комплекса гистосовместимости).
В ходе дифференцировки Т- и В-клеток происходит сложная генетическая перестройка. В результате каждая клетка начинает экспрессировать абсолютно уникальный по специфичности рецептор, а все ее потомки (клон) наследуют эту специфичность. Организм проводит жесткую селекцию, в ходе которой уничтожается большинство опасных аутоспецифических клонов. Благодаря этому иммунные реакции с участием этих клеток носят строгий клональный тип — в ответ вовлекаются только те лимфоциты, чьи рецепторы идеально подходят к конкретному чужеродному агенту.
Естественные субпопуляции В-лимфоцитов
В процессе нормального созревания, не зависящего от действия чужеродных антигенов, формируются три базовые субпопуляции В-клеток:
- В1-клетки. Базируются в серозных полостях и барьерных тканях. Их рецепторы обладают низкой специфичностью. Главная задача этого пула — спонтанная выработка низкоаффинных антител (преимущественно изотипа IgM), которые могут связываться в том числе с аутоантигенами.
- В-клетки маргинальной зоны. По своим свойствам они весьма сходны с В1-лимфоцитами, но локализуются строго в маргинальной зоне селезенки.
- В2-клетки («обычные» В-клетки). Это классические участники гуморального ответа. Они заселяют селезенку, лимфатические узлы (включая фолликулы), костный мозг и лимфоидные ткани кишечника. Именно В2-клетки отвечают за синтез высокоспецифичных и высокоаффинных антител различных изотипов при встрече с инфекцией.
Разнообразие Т-лимфоцитов
Количество естественных субпопуляций Т-лимфоцитов значительно превосходит разнообразие В-клеток. Основные пулы представлены γδT- и αβT-клетками, которые кардинально различаются типом рецептора (TCR), специфичностью распознавания и спектром функций.
Особый интерес представляет субпопуляция NKT-лимфоцитов, которая выделяется среди классических αβT-клеток. Эти клетки уникальны тем, что совмещают в себе большинство функций естественных киллеров (NK) и некоторые свойства Т-лимфоцитов. От обычных αβT-клеток NKT-лимфоциты отличаются двумя важнейшими признаками:
- Репертуар специфичностей их рецептора (TCR) сильно ограничен.
- Они специализируются на распознавании липидных эпитопов, в то время как классические Т-клетки распознают пептидные фрагменты.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие классы паттерн-распознающих рецепторов (PRR) экспрессируют миелоидные клетки?
Миелоидные клетки экспрессируют широкий спектр мембранных и внутриклеточных паттерн-распознающих рецепторов. К основным классам этих рецепторов относятся:
- Толл-подобные рецепторы (Toll-like receptors, TLR) — мембранные и внутриклеточные рецепторы.
- NOD-рецепторы (Nucleotide oligomerizing domains, NLR) — внутриклеточные рецепторы.
- Рецепторы-мусорщики (Scavenger-рецепторы) — мембранные рецепторы.
- Интегрины — мембранные рецепторы, выступающие в роли корецепторов.
- С-лектиновые рецепторы — мембранные рецепторы (например, дектин-1).
Именно TLR и NLR выступают ключевыми факторами активации миелоидных клеток в реакциях врожденного иммунитета.
В комплексе с какой молекулой NKT-лимфоциты распознают липидные антигены?
NKT-лимфоциты распознают липидные и гликолипидные антигены в комплексе с неклассической MHC-I-подобной молекулой CD1d. В отличие от обычных αβT-клеток, распознающих пептидные эпитопы, NKT-клетки специализируются на распознавании липидов. Сама молекула CD1d синтезируется в эндоплазматическом ретикулуме, где связывает гликолипиды для их последующей презентации на поверхности клетки.
Какие поверхностные CD-маркеры характерны для NK-клеток?
В источниках прямо указана экспрессия на NK-клетках рецептора FcγRIII (CD16). Также указано, что рецептор IL-12 наиболее выражен на NK-клетках; в его состав входит субъединица IL-12Rβ2 (CD212). Полный перечень поверхностных CD-маркеров NK-клеток в источниках не приведён.
Какие рецепторы используют NK-клетки для оценки наличия MHC I и стрессорных молекул на клетке-мишени?
Для распознавания стрессорных молекул на клетке-мишени естественные киллеры используют активационный рецептор NKG2D. Его лигандами выступают стрессорные белки — молекулы MIC (MHC class I-related chain) и белки ULBP (UL-16 binding proteins).
Конкретные названия рецепторов, оценивающих наличие молекул MHC I класса, в тексте не приведены. Указано лишь, что NK-клетки активируются при утрате клеткой-мишенью экспрессии классических MHC-I, а наличие на ней классических или неклассических (HLA-G или E) молекул MHC-I блокирует активность киллеров.
Чтобы запомнить разницу рецепторов: BCR (B-клетки) берет антиген Быстро и Без посредников (нативный), а TCR (T-клетки) Требует Точной подачи через молекулы MHC.
Вопросы с занятий и экзамена
Чем распознавание у NK-клеток отличается от миелоидных клеток?
Миелоидные клетки реагируют на консервативные паттерны микроорганизмов (PAMP), а NK-клетки распознают стрессорные молекулы на собственных клетках организма.
В чем главное функциональное различие между В1- и В2-лимфоцитами?
В1-клетки спонтанно вырабатывают низкоаффинные антитела (IgM) в барьерных тканях, тогда как В2-клетки («обычные») синтезируют высокоспецифичные и высокоаффинные антитела разных изотипов.
Что такое NKT-лимфоциты и что они распознают?
Это особая группа αβT-клеток, сочетающая свойства киллеров и Т-лимфоцитов. В отличие от обычных Т-клеток, они распознают липидные эпитопы, а не пептидные.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы перестройки генов, кодирующих антигенные рецепторы TCR и BCR
- Процесс селекции лимфоцитов и уничтожения аутоспецифических клонов
- Роль молекул MHC (главного комплекса гистосовместимости) в презентации антигена
- Структурные и функциональные отличия γδT- и αβT-клеток
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Миелоидные клетки» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Введение в иммунологию»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.