АЛЛEРГИЯ АСТМА И КЛИНИЧEСКАЯ ИММУНОЛОГИЯ М 2000 107 С 4

I II
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Савченко И.Г.// Врач. -1891.- N5.- С.132-134.
2. Лондон Е.С.// Арх.биол.наук -1899.- Т.-7.-С. 152-154.
3. Метальников С. (Metalnikov S., Chorine V.// Fnn.Inst.Pasteur, Paris.- 1926.-Vol.-40.-P. 893-900.
4. Сперанский А.Д.// Элементы построения теории медицины. М., Л..-1935. 344 С.
5. Адо А.Д.// Антигены как черезвычайные раздражители нервной системы. М.- 1952.- С. 201.
6. Здродовский П.Ф. // Проблемы инфекции, иммунитета и аллергии. М.- 1969.- 344 С.
7. Groot J., Harris G. // J. Physiol. 1950.- Vol.- 111.- P. 335-346.
8. Szentivanyi A., Szekely J. //Ann. Allergy.- 1956. - Vol.- 14.- P. 259.
9. Корнева Е.А., Хай Л.М. // Физиол.журн. СССР.- 1983.- Т.-49.- 1.- С. 42-48.
10. Fillipp G., Szentivanyi A. // Allergie und Asthmaforschung.- 1956.-Bd. 1.- S. 23-28.
11. Solomon G.F. // Ann.N.-Y. Acad.Sci.- 1969. -Vol.- 164, N.- 2.-P.335-343.
12. Jankovic'B.D., Spector N.H. // Enkephalins and endorphins: stress and immune system. Ed. N.P.Plotnikoff et al., N.-Y.- 1986.- P. 189-220.
13. Pahlavani, M.A., Harris, M.D. and Richardson, A. // Cell. Immunol. - 1997. - Vol. 180. - P. 10-19.
14. Hunt, S.P., Pini, A. and Evan, G. // Nature. - 1987. - Vol. - 328. - P. 632-634.
15. Bullitt, E . // J. Comparative Neurology. - 1990. - Vol. -256. P. 517-530.
16. Lee, J.H. and Beitz, A.J. // Pain. - 1993. - Vol. - 52. - P. 11-28.
17. Ranshoff, R.M. and Benveniste E. // In: Cytokines and the CNS, CRC Press, Inc. Ed.: Ranshoff, R.M. and Benveniste E. - 1996. P. 1- 339.
18. Sei, J., Vitkovic, L. and Yokoyama, M.M. // Neuroimmunomodulation. - 1995. - Vol. - 2. - P. 121-133.
19. Korneva E.A., Rybakina E.G., Fomicheva E.E. et al. // Int.J.Tiss.Reac. -1992. - Vol. - XIV. - №. - 5. - P. 219-224.
20. Барабанова С.В., Головко О.И., Новикова Н.С., Носов М.А., Корнева Е.А., Казакова Т.Б. // Нейрохимия, 15: 380-388, 1998.
21. Корнева Е.А., Казакова Т.Б.// Мед. Иммунология.- 1999. - Т.-1. - № - 1-2. - С. 17-22.
22. Mouzaki A., Zubler R., Doucet A., et al. // Mediators of Inflammation. - 1992. - Vol. - 1. - P. 33-37.
23. Корнева Е.А. , Клименко В.М., Шхинек Э.К. // Нейрогуморальное обеспечение иммунного гомеостаза. Л. 1978.
24. Swanson L.W.// Brain Maps computer graphics files. Elsevier Sci. B.V., Amsterdam, The Netherlands. - 1992.

ГДЕ НАХОДИТСЯ ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ? РОЛЬ АНТИГЕНА В ПОДДЕРЖАНИИ ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ
Н.В.Медуницын
Государственный НИИ стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов им. Л.А.Тарасевича МЗ РФ, Москва

В статье рассмотрены пути и механизмы образования клеток памяти из наивных клеток, описаны структурные и функциональные особенности клеток памяти, подчеркнута роль вспомогательных антигенпредставляющих клеток в сохранении иммунологической памяти. Показано, что способность вспомогательных клеток мышей связывать нативный белковый антиген коррелирует с уровнем экспрессии антигенов гистосовместимости (АГГ) класса II на поверхности клеток. Связывание нативного антигена усиливается после стимуляции клеток интерфероном и уменьшается после обработки клеток моноклональными антителами к АГГ, немеченным нативным антигеном или после удаления клеток, несущих АГГ. Комплекс, состоящий из нативного антигена и АГГ, получен из лизата спленоцитов и в жидкой фазе при непосредственном взаимодействии нативного антигена с АГГ. Сделано предположение, что АГГ выполняют роль универсальных рецепторов для нативных антигенов, являясь хранителем антигенной информации, необходимой для поддержания иммунологической памяти.

Приобретенный иммунитет имеет два уникальных признака: специфичность и иммунологическую память (ИП). ИП отражает способность организма отвечать на повторный контакт с антигеном быстрей, сильней и длительней по сравнению с первичным ответом.
Вся вакцинопрофилактика основана на существовании феномена ИП. Благодаря ИП удается искусственно формировать длительный, иногда пожизненный, антиинфекционный иммунитет. Знания о клеточных и молекулярных механизмах развития ИП способствуют созданию наиболее эффективных вакцин.
К сожалению, достижения в изучении феномена ИП крайне скромны, а круг исследователей, занимающихся изучением природы ИП, очень мал. Немногочисленные данные о природе ИП отражены в ряде руководств и монографий (2,8,10).
Считается, что главным элементом ИП являются клетки памяти (КП), которые представляют собой длительно живущую популяцию антигеспецифических покоящихся клеток, готовых реагировать на повторное введение антигена. КП образуются из так называемых наивных клеток. Это клетки, которые еще не встречались с антигеном и не обладают антигенной специфичностью. Различают В-клетки памяти (В-КП) и Т-клетки памяти (Т-КП).
В-КП образуются в зародышевых центрах лимфатических узлов, селезенки и лимфоидных образованиях некоторых органов, например кишечника. Наивные В-клетки при встрече с антигеном, расположенном на фолликулярных дендритных клетках, превращаются в антителообразающие клетки или в В-КП. Презентация антигена может происходить без предварительной внутриклеточной его переработки (27). Для В-КП характерным является наличие IgG или IgA и высокая эксперессия ингибитора апоптоза Bcl-2. В популяции В-клеток, несущих IgM, КП практически нет. При поступлении в кровь В-КП рециркулируют и накапливаются в костном мозгу.
При контакте В- и Т-КП с антигеном возникает вторичный иммунный ответ, основные признаки которого, отличные от признаков первичного ответа, представлены ниже.

Сравнительная характеристика вторичного иммунного ответа

Более раннее развитие иммунного ответа на повторное введение антигена. Сокращение латентного периода на 2 - 4 дня.
Уменьшение дозы антигена, необходимой для достижения оптимального ответа.
Увеличение силы и продолжительности иммунного ответа.

Усиление образования антител:
* увеличение количества антителообразующих клеток (при первичном ответе они составляют 1:104 из числа В-клеток, при вторичном ответе - 1:103);
* активация Тх2 и усиление выработки их цитокинов (ИЛ - 3, 4, 5, 6, 9, 10, 13, ГМ-КСФ и др.);
* образование антител преимущественно за счет IgG и IgA;
* повышение аффинности антител;
* усиление гуморального иммунитета.
Усиление клеточных реакций:
* увеличение числа антигенспецифических Т-киллеров и Т-эффекторов ГЗТ;
* активация Тх1 и усиление выработки их цитокинов (?-ИФ, ФНО. ИЛ-2, ГМ-КСФ и др.);
* повышение аффинности антигенспецифических рецепторов Т-клеток;
* усиление защитных клеточных реакций;
* сокращение сроков отторжения пересаженной аллогенной ткани на 3 - 5 дней.

Природа Т-КП менее изучена. Неизвестно, являются ли Т-КП долгоживущей популяцией антигенспецифических эффекторных клеток или это особая популяция клеток, обладающих высокоаффинными антигенраспознающими рецепторами. Возможно наивные клетки превращается в Т-КП разными путями.
Существует две субпопуляции наивных Т-клеток: СD4+ и СD8+ клетки. Наивные СD4+ могут трансформироваться в Тх1 и Тх2. В процессе перехода наивных клеток в Т-КП наиболее сильные изменения происходят в клеточном маркере СD45, который обеспечивает передачу сигнала внутрь клетки при формировании антигепраспознающего комплекса. Наивные клетки, несущие СD45RA (мол. м. 220 кD), превращаются в КП с низкомолекулярной изоформой СD45RO (мол. м. 180 кD). Эти изменения происходят под влиянием антигена. Не исключается возможность обратной реверсии, перехода СD45RO+ клеток в СD45RA+ клетки, сохраняющие свойства КП, без участия антигена (14). В КП, по сравнению с наивными клетками, содержится больше ингибитора апоптоза Bcl-2 и антигенов ГКГ класса II.
Различия между наивными клетками и КП преимущественно функциональные. В отличие от наивных клеток, КП активируются при более низких концентрациях антигена (32, 34), наивные клетки хорошо отвечают на неспецифические митогены, аутологичные и аллогенные клетки (12). КП вырабатывают более широкий спектр цитокинов (40), обладают выраженной способностью прикрепляться к сосудистому эндотелию при взаимодействии с антигеном. Основные различия между наивными Т-клетками и Т-КП представлены в табл. 1.

Таблица 1

Основные различия между наивными Т-клетками и Т-клетками памяти

Признаки Наивные Т-клетки Т-клетки памяти СD 45 RA + + + - CD 45 R0 - + + + СD 44 + +++ CD 2 + + + + + LFA - 1 + + + + + LFA - 2 + + + L-селектин +++ + Bcl - 2 + + + + Антигены гистосовместимости
класса II - + Клеточный цикл G0 G1 Пролиферация под влиянием антигена - + + + + Пролиферация под влиянием
неспецифических митогенов + + + + + Способность прикрепляться
к эндотелию + ++++ Способность к образованию
цитокинов под влиянием митогенов:
ИЛ-2
ИЛ-3
ИЛ-4
ИЛ-6
?ИФ

+ + + +
+
+
-
+

+ +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
Антиген, введенный местно, фагоцитируется, расщепляется и презентируется вспомогательными клетками. Среди вспомогательных клеток существует определенная специализация, функцию антигенпрезентирующих клеток в коже выполняют клетки Лангерганса, в лимфатических узлах и селезенке - дендритные клетки, в кишечнике - М-клетки и т.д.
На модели контактной аллергии показано, что клетки Лангерганса после попадания аллергена в кожу могут мигрировать в регионарные лимфатические узлы и превращаться в дендритные клетки (20, 29). У животных ИП появляется только в том случае, если участок кожи, на который был апплицирован контактный аллерген, остается интактным в течение 5 - 12 ч. Более ранее удаление ткани с аллергеном препятствует развитию ИП (28).
Для проникновения наивных клеток в лимфоидные органы имеют значение L-селектин и LFA-1, а для контакта с антигенпрезентирующими клетками - LFA-2 и CD2. Наивные Т-клетки попадают в тимусзависимые зоны лимфоидных органов (паракортикальная зона лимфатических узлов и параартериолярная ткань селезенки) не через лимфатические сосуды, а через венулы с высокими эндотелиальными клетками (32). Здесь они контактируют с дендритными клетками, представляющими им пептиды антигена в комплексе с антигенами гистосовместимости классов I и II. (рис. 1). Костимулятором на поверхности вспомогательных клеток является маркер В7 из суперсемейства иммуноглобулинов, а на поверхности наивных клеток - СD 28.

Рис. 1. Образование клеток иммунологической памяти в лимфатическом узле

Процент клеток, которые становятся КП, крайне мал. Частота встречаемости составляет 10-3 из числа Т-клеток. В лимфатических узлах КП остаются в течение 18 - 20 ч, а затем покидают их через эфферентные лимфатические сосуды. Если наивная клетка не находит на поверхности дендритных клеток соответствующий пептид, она уносится в общую циркуляцию с током оттекающей лимфы. Факторы, влияющие на формирование КП, точно не установлены. На мышах "knockout" показано, что для накопления КП не требуется присутствия ИЛ-2, ИЛ-4 или ?ИФ, которые, как известно, необходимы для активации и пролиферации наивных Т-клеток (21).
КП находятся на стадии G1 клеточного цикла, т.е. они вышли из стадии покоя G0 и готовы к быстрому превращению в эффекторные клетки при очередном контакте с антигеном. Вероятно, переход КП в состояние длительной ИП происходит из-за прекращения активации антигенспецифических рецепторов клеток. Без антигенной стимуляции КП существуют как неделящаяся субпопуляция клеток. Слабая пролиферация хотя и возможна (36), но происходит, вероятно, под влиянием неспецифических раздражителей (42).
КП способны рециркулировать в кровеносной и лимфатической системах, обеспечивая эндогенный надзор и защиту организма от проникновения чужеродных веществ. КП постоянно присутствуют в лимфоидных органах и костном мозгу (последнее характерно для В-КП). Они редко оседают в других тканях, так как содержат незначительное количество L-селектина, который обеспечивает адгезию клеток в ткани.
Рециркуляция КП через лимфатическую систему усиливается при местном проникновении антигена и развитии воспалительной реакции (30). КП проникают через сосудистый эндотелий в ткань, а затем в регионарные лимфатические узлы. Но и в этом случае количество КП в афферентном лимфатическом сосуде составляет лишь 10% от числа КП, покидающих лимфатический узел через эфферентные сосуды. 90% составляют КП, вновь образованные в лимфатическом узле (26). КП появляются как при первичном, так и при повторном контакте с антигеном (16).
Распределение антигена в организме после его местного введения можно разделить на несколько стадий: присутствие антигена в участке его введения, поступление его в лимфатические сосуды и лимфатические узлы, лимфу грудного протока и кровь, фиксация антигена в различных органах и его элиминация из организма. В местах введения антигена фиксируется примерно 20% вводимой умеренной дозы белкового антигена. Остальная часть антигена поступает через лимфатические сосуды в регионарные лимфатические узлы, затем в грудной проток и кровь.
При внутривеннем введении корпускулярного антигена экспериментальным животным он исчезает из кровотока уже через несколько часов, растворимые антигены могут быть обнаружены в крови значительно позже, в течение нескольких суток, хотя это в значительной степени зависит от вводимой дозы антигена, его молекулярной массы, функциональных и структурных особенностей антигена. Процесс исчезновения антигена из кровотока сопровождается его появлением в органах и наступает фаза равновесия концентрации антигена в крови и органах. Антиген, поступивший в селезенку или печень, может находиться там в течение недель и даже месяцев.
После фагоцитоза и расщепления антигена образующиеся пептиды взаимодействуют с АГГ классов I и II. Молекулы гистосовместимости классов I и II сходны по своей структуре, пространственной организации, количеству доменов и принципу построения антигенсвязывающих участков (5, 9). Молекула класса I состоит из тяжелой цепи, включающей три домена (?1, ?2 и ?3), и легкой цепи -?2 - микроглобулина (рис. 2). Связывание антигенного пептида происходит в антигенсвязывающей щели, которая образована ?-спиральными структурами ?1 - и ?2 - доменов. Молекула класса ll состоит из двух нековалентно связанных цепей, одна из которых содержит домены ?1 и ?2, другая - ?1 и ?2. Антигенсвязывающая область ограничена ?-спиральными участками ?1 и ?1 - доменов, ?-слой образует дно щели (рис. 3).

Рис. 2. Антигены класса гистосовместимости классов I и II
А - антигены класса I. Б - антигены класса II.
1 - дистальные домены, 2 - проксимальные домены,
3- трансмембранные домены, 4- цитоплазматические домены.
Антигенраспознающие щели находятся в гипервариабельных участках молекул гистосовместимости. Продукты генов ГКГ обладают выраженным полимеризмом, обусловленным мутацией, рекомбинацией и конверсией этих генов. Благодаря этому существует множество аллельных форм молекул гистосовместимости, отличающихся по конфигурации и структуре антигенсвязывающих щелей.

Рис. 3. Антигенсвязывающая щель молекул ГКГ классов I и II
I - Щель у молекул ГКГ класса I.
II - Щель у молекул ГКГ класса II.
Темные плоские полосы - ?-слой, образующий дно щели.
Спиралевидные структуры - ?-спирали, формирующие стенки щели.
Домены: ?1, ?2 и ?1.

Общим признаком для пептидов, взаимодействующих с АГГ, является их конформационная лабильность, которая появляется в результате их процессинга. Пептиды, фиксирующиеся в щелях молекул класса II, больше по размерам пептидов, связанных с молекулами класса I. Ассоциация АГГ с пептидами антигена идет медленно, но образующийся комплекс является достаточно прочным (18).
Взаимодействие антигенного пептида с молекулами класса I происходит в эндоплазматическом ретикулуме, а с молекулами класса II - в фаголизосоме. До встречи с антигенным пептидом молекула класса I стабилизирована специальным белком калнексином, а молекула класса II защищена от случайного образования комплекса инвариантной цепью (?-цепью). Образование комплексов из антигенных пептидов и молекул двух классов происходит после отрыва стабилизаторов от молекул гистосовместимости.
Антигены гистосовместимости класса I (43) и класса II (15) способны к внутриклеточному рециклингу. У нестимулированных дендритных клеток антиген гистосовместимости класса II рециркулирует в клетке и находится на поверхности клетки короткий период времени. Под влиянием антигена эксперессия антигенов класса II усиливается, полупериод их распада увеличивается и составляет более 100 ч.
Вопрос о необходимости присутствия антигена при длительном накоплении КП не решен. Одни исследователи отвечают положительно (13, 23, 30, 33), другие отрицательно (17, 31, 41). В частности было показано, что иммунные В-клетки в условиях адоптивного переноса быстро исчезают из организма животных, в присутствии антигена они сохраняются более года (19, 24). Для увеличения срока жизни клетки и поддержания экспрессии ингибитора апоптоза Bcl необходим повторный контакт клетки с антигеном (25).
Некоторые возбудители инфекционных болезней длительно персистируют в организме. Меченый антиген присутствует в течение нескольких месяцев на вспомогательных клетках. Предполагается, что дендритные клетки могут быть своеобразным складом, где антиген сохраняется в виде комплекса антиген-антитело и расходуется по мере необходимости (1, 11, 39, 44).
По нашему мнению, антигены гистосовместимости классов I и II являются универсальными рецепторами для нативных антигенов и выполняют роль хранителей антигенной информации в организме (4). По общепринятой точке зрения нативный антиген фиксируется на поверхности вспомогательных клеток за счет иммуноглобулина, Fc-, С3-рецепторов или за счет неспецирического связывания с мембраной клетки. Существуют данные, что продукты ГКГ класса II способны реагировать с денатурированными белками без предварительного их процессирования (38). Нами получены доказательства, что нативный нерасщепленный белковый антиген также связывается клетками неиммунизированных животных с помощью АГГ класса II (3, 6, 7).
Для изучения роли АГГ класса II в первичном связывании антигенов вспомогательными клетками неиммунизированных мышей в качестве нативных антигенов мы использовали яичный альбумин (OVА) и лизоцим. Были использованы два способа оценки связывания антигена с мембраной клеток по флуоресцентной и радиоактивной меткам. Применяли препараты OVА, меченные FIТС, тритием или I125. Исследованы различные субпопуляции спленоцитов мышей СВА: макрофаги, дендритные клетки и лимфоциты. Сочетанное использование двух методов оценки связывания антигена с мембраной клетки позволило оценить как количество клеток, способных связывать антиген, так и определить общий уровень экспрессии рецепторов, участвующих в связывании антигена. Результаты по флуоресценции учитывались с помощью проточного цитофлуорометра "EPICS C" и выражались в процентах флуоресцирующих клеток, интенсивности свечения и значениях пикового канала. Обработка клеток антигеном проводилась при 4?C в присутствии азида натрия, что предотвращало интернализацию и расщепление антигена.
Было установлено, что степень экспрессии продуктов ГКГ на клетках нормальных СВА мышей точно соответствует способности этих клеток связывать нативный OVA, меченный изотиоцианатом флуоресцеина. Наибольшей способностью экспрессировать и связывать антиген обладают дендритные клетки, наименьшей - клетки тимуса (рис. 4). Аналогичная картина наблюдалась при изучении фиксации антигена, меченного I125.

Рис. 4. Соотношение экспрессии антигенов гистосовместимости класса II (I-A и I-E)
и способности связывать FITC-OVA клетками мышей
ДК - дендритные клетки, МФ - макрофаги, ЛФ - лимфоциты, ТМ- тимоциты.

Обработка клеток препаратами интерферона усиливала экспрессию продуктов ГКГ класса II и интенсивность связывания меченного OVA. Клетки макрофагальной линии Р388 D1 не обладают способностью экспрессировать антигены класса II и связывать нативный антиген. После стимуляции клеток интерфероном клетки приобретали такую способность.
Моноклональные антитела, специфичные к АГГ класса II, блокировали процесс связывания нативного антигена на дендритных клетках и на макрофагах линии Р388 D1, предварительно обработанных интерфероном. Демонстративны опыты с фракцией макрофагов, из которой с помощью цитотоксической реакции удалены клетки, несущие АГГ класса II. Уровень связывания OVA после этого снижался наполовину. Аналогичный эффект возникал при исследовании конкурентного связывания немеченого OVA в эквивалентной концентрации по белку с меченым OVA.
Из клеточного лизата прилипающей фракции спленоцитов, обработанных OVA, меченным I125, нами выделен комплекс, состоящий из нативного антигена и I-Ак продуктов ГКГ мыши. Для получения комплекса использовали колонку с моноклональными антителами 10.2.16, специфичными к I-Ак антигенам, сшитыми с Protein A-Sepharose CL-4B (рис. 5). Анализ элюата по фракциям выявил практически полное соответствие профилей содержания меченого антигена и АГГ класса II, определяемых с помощью иммуноферментного анализа (рис. 6 ).

Супернатант

Аффинная хроматография
иммуносорбент
(Анти-I-Ak-MkAT + Protein A-Sepharose CL-4B)

Элюат

Тестирование

Рис. 5. Схема выделения комплекса из мембраны антигенпрезентирующих клеток мышей линии СВА

Аналогичный комплекс получен в жидкой фазе in vitro при взаимодействии меченого антигена с антигеном I-Ак, выделенным методом аффинной хроматографии (рис. 7). Полученный комплекс фиксирован глютаральдегидом (рис. 8). Анализ комплекса в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия позволил выявить небольшой пик радиоактивности с мол. массой белка 71-73 кД, что соотвествует сумме мол. масс молекул I-Ак и OVA (рис. 9).

<< Пред. стр. 4 (из 8) След. >>

Список литературы по разделу