<< Пред. стр. 5 (из 8) След. >>
Список литературы по разделу
Рис. 6. Хроматографический профиль элюата с колонки Protein A-Sepharose + МкАТ
Справа по оси ординат - уровень радиоактивности элюата (имп/мин)
Данные свидетельствуют, что в начальной стадии иммунного ответа АГГ класса II являются рецепторами для первичного связывания нативных антигенов на поверхности вспомогательных клеток у неиммунизированных животных. Можно предположить, что такое связывание касается только детерминант, расположенных на поверхности молекулы нативного антигена. В таком виде антиген может представляться В-клетками, которые, как известно, могут узнавать непроцессированный антиген за счет Ig-рецепторов. С другой стороны, образование комплекса из нативного антигена и АГГ класса II может способствовать пиноцитозу комплекса. При условии инкубации клеток при 37?C без азида натрия мы наблюдали перемещение флуоресцирующего антигена внутрь клеток. В этом случае интранализация комплекса может сопровождаться расщеплением той части молекулы нативного антигена, которая не связана с АГГ класса II, и последующей реэкспрессией комплекса на поверхности вспомогательной клетки для представления Т-клеткам (рис. 10). В процессе такого расщепления происходит освобождение внутренних детерминант антигена и их взаимодействие с внутриклеточными АГГ класса II. Не исключена также возможность, что та часть нативного антигена, которая не связана непосредственно с АГГ класса II на поверхности вспомогательных клеток, может расщепляться с помощью ферментов поверхности мембраны клеток и представляться Т-клетками без интернализации комплекса.
Таким образом, можно допустить, что АГГ могут связывать не только пептидные фрагменты антигена, но и нерасщепленный и даже корпускулярный антиген (бактерии, вирусы и пр.). АГГ могут быть рецепторами для множества антигенов при их первой встрече с вспомогательными клетками. Такое связывание имеет решающее значение для начальной стадии иммунного ответа. Естественно, все эти события могут происходить не только при первичном, но и при повторном иммунном ответе на один и тот же антиген.
ИП связана прежде всего с КП, которые рециркулируют во всех тканях организма, где есть кровеносные сосуды, и выполняют по-существу функцию эффекторных клеток. Они не исчерпывают полностью понятие ИП. Хорошо известно, что отдельные инфекции и иммунизация некоторыми вакцинами оставляют пожизненный иммунитет. Главным инструментом создания ИП, по нашему мнению, является антигенпредставляющий комплекс АГГ с пептидами антигена. Такой комплекс концентрируется преимущемственно на дендритных клетках в участках лимфоидной ткани, где происходит превращение наивных клеток в КП. Именно здесь находится информация об антигене и здесь формируется ИП. Комплекс АГГ с пептидом антигена очень стойкий, расположен в узкой щели между ?-спиралями АГГ и защищен от действия ферментов (37). Пептид антигена нельзя обнаружить с помощью антител, он распознается лишь единичными наивными клетками.
Рис. 7. Схема выделения I-Ak антигена
I-Ak, выделенный методом аффинной хроматографии + 125 I-OVA
Инкубация в буферном растворе (60 часов при 24?С)
Фиксация полученного комплекса
(0,025% р-р глютарового альдегида)
Осаждение белка (этанол 25%)
SDS-электрофорез
Рис. 8. Схема получения комплекса I-Ak + 125I-OVA
Рис. 9. Данные SDS-электрофореза в ПААГ комплекса I-Ak + 125I-OVA, полученного in vitro
По оси абсцисс: номер фракции
Рис. 10. Классический и альтернативный процессинг антигена вспомогательными клетками
- нативный антиген
- петиды антигена
- антигены гистосовместимости класса II
- гамма-цепь
Таким образом, ИП находится в КП и в антигенпредставляющих клетках, несущих комплекс антигена с АГГ. Значение АГГ как универсальных рецепторов и носителей антигенной информации не ограничиваются территорией вспомогательных клеток. Вероятно, комплексы АГГ с антигеном могут слущиваться с поверхности вспомогательных клеток и циркулировать в организме. Наши данные и данные других авторов (22, 35) указывают, что в условиях in vitro можно получить растворимый комплекс, содержащий АГГ и антиген, а в сыворотке крови здоровых людей можно обнаружить АГГ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абгольц А.А. Иммунология. 1991, № 5, с.72-74.
2. Галактионов В.Г. Иммунология. М.Из-во Московского университета. 1998.
3. Медуницын Н.В. Иммунология. 1987, № 5, с.10-15.
4. Медуницын Н.В. Иммунология. 1988, № 5, с.85-87.
5. Медуницын Н.В., Алексеев Л.П. Система Iа-антигенов. Генетика, структура, функция. М. "Медицина", 1987.
6. Медуницын Н.В. Воскресенский А.А., Авдеева Ж.И. и др. Иммунология, 1989, № 5, с.81-82.
7. Медуницын Н.В., Крылов О.Р., Алпатова Н.А. и др. Иммунология, 1988, № 6, с.29-31.
8. Петров Р.В. Иммунология. М. "Медицина", 1982, 386 с.
9. Петров Р.В., Хаитов Р.М., Атауллаханов Р.И. Иммуногенетика и искусственные антигены. М. "Медицина", 1983.
10. Ярилин А.Н. Основы иммунологии. М. "Медицина", 1999.
11. Ahmed R., Gray D. Science, 1996, Vol.272,P.54-60.
12. Akbar A.H., Salmon M., Janossy G. Immunol. Today, 1991, Vol.12, P.184-188.
13. Bachmann M.F., Odermatt B.et al. J. Exp.Med., 1996,Vol. 183, P.2259-2269.
14. Bell E.B., Sheila M. et.al. Immunol.Today, 1998, Vol.19.P.60-64.
15. Braciale T.J., Braciale V.L. Immunol.Today. 1991, Vol. 124-129.
16. Bradley L.M., Duncan D.D. et.al. J.Immunol.1993, Vol.150, P.3119-3130.
17. Bruno L., Kirberg J., von Boehmer H. Immunity, 1995,Vol.2, P.35-43.
18. Buus S., Colon S., Smith C. et al. Proc. Nat. Acad. Sci.USA.1986, Vol.83, P.3968-3971.
19. Colle J.H., Truffa-Bachi P., Freitas A.A. J.Immunol., 1988, Vol.18, P.1307-1314.]
20. Cumberbatch M., Kimber I. Immunol., 1990, Vol. 71. P.404-410.
21. Dutton R.W., Bradley L.M., Swain S.L. Ann. Rev. Immunol., 1998, Vol.16, P.201-223.
22. Friedman A., Zerubavel R., et al., Immunogenetics, 1983, Vol.18, P.291-302.
23. Gray D. Annu. Rev. Immunol. US3. Vol.II, P.49-77.
24. Gray D, J.Cell Biochem., 1989. Suppl. 13A., P.73-79.
25. Gray D., Matzinger P. - J.Exp. Med. 1991, Vol. 174, P.969-974.
26. Hall J.G., Morris B.-J.Exp.Med., 1965, Vol.121, P.901-910.
27. Kapsenberg M.L., Tennissen M.B. et al. Europ. J.Immunnol., 1986, Vol.16, P.345-350.
28. Klinman D.M., Sechler J.M.G., Conover J. et al., J.Immunol., 1998, vol.160, P.2388-2392.
29. Kripke M.L., Munn C.G., Jeevan A. et al., J.Immunol., 1990, vol. 145, P.2833-2838.
30. Kundig T.M., Bachmann M.F., Oehen S. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1996, Vol.93, P.9713-9723.
31. Lau L.L., Jamiesson B.D. et al., Nature, 1994, Vol. 369, P. 648-652.
32. Mackay C.R. Immunol. Today. 1991, Vol.12, P.184-192.
33. Mackay C., Marston W., Dudler L. Annu., Rept. Basel Inst. Immunol., Basel. 1989, P.84-85.
34. Pihlgren M., Dubois P.M., Tomkowiak M. et al. J.Exp. Med., 1996, Vol. 184, P.2141-2151.
35. Puri J., Abramson - Leeman S., Cautor H. Eur. J.Immunol., 1985, Vol. 15, P.362-368.
36. Rocha B., Dautigny N., Pereira P. Eur. J.Immunol., 1989. Vol. 19, P.905-911.
37. Sercarz E., Welbur S., Gammon G.M. et al., Ann. Inst. Pasteur. Immunol., 1986, Vol. D137, P.329-333.
38. Sette A., Adorini L., Colon S. M et al. J.Immunol. 1989. Vol. 143, P. 1265-1267.
39. Sprent J. Cell, 1994, Vol. 76, P. 315-322.
40. Swain S.L. Immunology. 1994, Vol.1, P.543-552.
41. Swain S.L., Croft M.C., Dubey C. et al. Immunol. Rev. 1996, Vol. 150, P.143-167.
42. Tongh D.F., Borrow P., Sprent J. Science 1996, Vol. 272, P. 1947-1950.
43. Tse D.B., Cantor Ch. R. et al. J. Mol. and Cell. Immunol. 1986, Vol. 2., P. 315-327.
44. Zinkernagel R.M. Bachmann M.F., Kundig T.M. et al. Ann. Rev. Immunol., 1996., Vol. 14., P. 333-367.
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ФИЗИОЛОГИИ
ФАГОЦИТАРНОГО ПРОЦЕССА
Пинегин Б.В.
Государственный научный центр - Институт иммунологии Минздрава России, Москва
Фагоцитоз - это комплекс клеточных событий, в основе которых лежит распознавание, поглощение и элиминация из организма корпускулярных частиц, размером больше 0,5 мкм [15]. Это явление было открыто в конце 19-го века выдающимся русским ученым И.И. Мечниковым. Следует указать, что сам процесс поглощения лейкоцитами бактерий был хорошо известен задолго до И.И. Мечникова. Но это явление трактовалось как один из способов распространения возбудителя в организме. И.И. Мечников доказал, что:
- поглощение бактерий лейкоцитами является защитной реакцией, направленной на элиминацию возбудителя из организма,
- фагоцитоз является первой линией в защите организма от патогенных микробов,
- фагоцитоз является составной частью воспаления, как защитной реакции организма.
И.И. Мечников дал название открытому им явлению, участвующим в нем клеткам и описал основные этапы фагоцитарного процесса. Первоначально фагоцитарная теория не получила поддержки в научном мире. Р. Кох назвал ее "восточной сказкой". Но еще при жизни И.И. Мечникова была доказана правильность основных положений фагоцитарной теории и она в настоящее время продолжает оставаться в центре биологической и медицинской науки. Но спектр исследований сдвинулся в сторону изучения молекулярных механизмов фагоцитоза и тех сигнальных молекул и путей, активация и экспрессия которых ведет к распознаванию, поглощению и элиминации чужеродной частицы, т.е. к фагоцитозу.
Важным является вопрос, как и с помощью каких методических подходов исследуется фагоцитарный процесс. Одним из наиболее перспективных подходов является метод проточной лазерной цитометрии (ПЛЦ). С помощью ПЛЦ можно [28]:
- оценивать экспрессию на фагоцитах молекул адгезии;
- идентифицировать актин, миозин и другие белки цитоскелета;
- определять уровень активации фагоцита путем определения внутриклеточного кальция и внутриклеточных сигнальных молекул;
- определять поглощение частиц меченных флуорохромами;
- оценивать процесс дегрануляции;
- идентифицировать активные формы кислорода, образующиеся в процессе кислородного взрыва;
- оценивать интенсивность киллинга фагоцитами микроорганизмов;
- определять развитие апоптоза в процессе фагоцитоза.
ПЛЦ дает почти неограниченные возможности для анализа фагоцитарного процесса, переводя это исследование на принципиально новые рубежи в плане быстроты получения результатов, объективности и достоверности.
В свете современных данных о молекулярной биологии фагоцитоза разберем некоторые этапы этого процесса. Детальное описание всех этапов фагоцитоза прекрасно дано в монографии А.A. Ярилина [5].
Распознавание. При проникновении патогенного микроба в организм возникает необходимость отличить его от клеток хозяина. Фагоциты обладают примитивной способностью отличать "свое" от "чужого" и "нужное" от "ненужного". Это связано с тем, что все бактерии имеют в своем составе некие консервативные структуры, отсутствующие у высших животных. Janeway C.A. [23] назвал их молекулярными структурами, ассоциированными с возбудителем (сокращенно PAMPs). К ним относятся тейхоевые кислоты и липополисхариды грам-положительных и грам-отрицательных микробов, различные компоненты клеточной стенки бактерий и мембраны вирусов и т.д. В процессе эволюции у фагоцитов выработались рецепторы, распознающие PAMPs, и, следовательно, возбудителя. C.A. Janeway назвал их рецепторами, распознающими структуры возбудителя (сокращенно PRR). PRR могут находиться на клетках (интегрины, CD14 и другие) и в составе сывороточных белков (С-реактивный белок, маннозосвязывающий рецептор и другие). Последние 2 белка относятся к белкам острой фазы лектиноподобного типа, продуцируемых клетками печении после проникновении патогенного микроорганизма. Первый взаимодействует с фосфатидилхолином клеточной стенки бактерий, второй - с разветвленными маннозными цепями на поверхности возбудителя. Макрофаги на своей поверхности содержат рецепторы как для С-реактивного, так и маннозосвязывающего белка. Взаимодействие этих рецепторов с бактериями, покрытыми белками острой фазы, ведет к интенсивному поглощению таких бактерий. Таким образом, задолго до начала синтеза специфических антител организм отвечает образованием большого количества белков, усиливающих фагоцитоз, что имеет большое значение в борьбе организма с инфекцией.
В 1903-1904 г. английскими учеными Райтом и Дугласом установлен факт усиления сывороткой крови поглощения бактерий лейкоцитами. Этот эффект был назван опсоническим (opsono - подготавливаю к пищеварению). Открытие феномена опсонизации сыграло важную роль в развитии учения о фагоцитозе. Этот феномен как бы примирил между собой сторонников фагоцитарной и гуморальной теорий иммунитета, так как впервые было показана совместная деятельность фагоцитов и факторов сыворотки крови. В настоящее время установлено, что явление опсонизации связано с наличием в сыворотке комплемента и иммуноглобулинов, а на поверхности профессиональных фагоцитов: нейтрофилов, моноцитов и макрофагов, рецепторов для этих белков.
Из белков системы комплемента наиболее активными в плане опсонизации бактерий являются компоненты альтернативного пути расщепления комплемента - С3b и продукты дальнейшего его распада - iC3b, C3dg и C3d. Сам по себе компонент С3b не обладает способностью стимулировать поглощение опсонизированных им бактерий, но он резко усиливает опсонизирующий эффект иммуноглобулинов. Способностью индуцировать поглощение и интернализацию бактерий обладают только продукты протеолитического расщепления C3b.
Среди иммуноглобулинов опсонизирующей активностью обладают молекулы IgG и IgA. IgM такой активностью не обладают. Как известно, молекула IgG состоит из 2-х антиген-связывающих Fab-фрагментов и одного фрагмента кристаллизующегося - Fc-фрагмента. Взаимодействие Fab-фрагмента молекулы IgG-антитела с детерминантной группой антигена ведет к некоторому изменению конформации антитела и появлению способности у Fc-фрагмента этой молекулы взаимодействовать со специальным рецептором на поверхности фагоцитирующих клеток, который так и называется Fc-рецептор (FcR). Этот рецептор играет ведущую роль в процессе фагоцитоза. Трансфекция любых клеток: эпителиальных, мышечных, фибробластов, с помощью ДНК, кодирующей FcR, делает их способными к поглощению опсонизированных частиц.
Поглощение. Взаимодействие Fc-фрагмента IgG- или IgA-антител, находящихся в комплексе с бактериальной клеткой, с Fc?R или Fc?R фагоцита соответственно ведет к поглощению и интернализации этой клетки, в чем собственно и заключается феномен опсонизации. В настоящее время детально изучена молекулярная структура FcR (рис.1) и пути активации фагоцитов, опосредуемые через эти рецепторы.
Fc?R является гликопротеином. Существуют 3 рецептора для взаимодействия с IgG и 2 рецептора для взаимодействия с IgA [6]. Эти рецепторы за исключением Fc?RIIA состоят из ?-цепи и 2-х ?-цепей. Первая цепь имеет 3 фрагмента: экстрацеллюлярный, трансмембранныи и короткий внутрикеточный. В силу последнего обстоятельства сигнал передавемый с ?-цепи при ее взаимодействии с опсонизированной бактерией внутрь фагоцита не передается. Для этого существует рядом находящийся димер из ?-цепей,локализованный только внутриклеточно. Характерной чертой этого димера является наличие у него ITAM-домена (иммуноглобулинподобного тирозин активирующего мотива), в составе которого имеются 2 тирозиновых остатка. У Fc?RIIA имеется только ?-цепь с довольно длинным внутриклеточным фрагментом, содержащим ITAM-домен.
Для активации фагоцита необходимо кросс-связывание опсонизированной бактерией 2-х рядом расположенных Fc?R. Это ведет к активации тирозинкиназы семейства Src, осуществляющей фосфорилирование тирозиновых остатков ITAM-домена. Фосфорилированный домен соединяется с тирозинкиназой из семейства Syk, которая активируется и передает сигнал дальше вглубь фагоцита [27].
В процессе активации фагоцита принимает участие несколько фосфолипаз [26]. Разберем роль в этом процессе, по крайней мере, двух ферментов этого типа. Упомянутая выше Syk-киназа вызывает активацию фосфолипазы С, которая расщепляет фосфатидилинозитол с образованием 2-х очень важных мессенджеров: инозитолтрифосфата (IP3) и диацилглицерола (ДАГ). IP3 стимулирует выход Сa++из внутриклеточных депо, ДАГ активирует серин/треониновую протеинкиназу С - ПКС, играющей ключевую роль в активации клеток любого происхождения. В фагоцитозе этот фермент участвует в поглощении опсонизированных бактерий. Это происходит следующим образом.
В месте прикрепления опсонизированного возбудителя к фагоциту происходит переход низкомолекулярного G-актина в полимеризованный F-актин, входящий в состав цитофиламентов псевдоподии, формирующейся в месте контакта клетки с бактерией. Цитофиламенты перекрестно сшиваются белком актиногелином - MARCKS, после его фосфорилирования ПКС. В результате этого F-актин переходит в состояние геля. В сокращении геля принимает участие миозин, являющийся источником энергии. При сокращении актина опсонизированная бактерия охватывается псевдоподией фагоцитарной клетки, которая смыкается над этой бактерией и она оказывается внутри фагоцита [6,11]. В процессе поглощения бактерии, опосредуемого Fc?R, помимо ПКС, Src- и Syk-киназ, важную роль играет также фосфатитилинозитол-3-киназа, с помощью которой осуществляется реорганизация цитоскелета фагоцита [17].
<< Пред. стр. 5 (из 8) След. >>
Список литературы по разделу