Тема 3. РЕЦЕПТОРЫ И МАРКЕРЫ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТОК.

Занятие 2

Тема 3. РЕЦЕПТОРЫ И МАРКЕРЫ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТОК.

Т- лимфоциты

CD (Cluster Designation — групповая метка).

За основу CD-номенклатуры принята специфичность прежде всего мышиных моноклональных антител к лейкоцитарным ан­тигенам(они же могут выполнять роль и рецепторов и лигандов (молекулярных структур связывающихся с рецепторами) человека.

CD1- маркер незрелых Т-лимфоцитов

CD2- маркер рецептор к эритроцитам барана, лиганд для связывания с ним CD58- на АПК, тимусных эпителиоцитах, фибробластах, вызывает прилипание лимфоцитолв к ним..

CD3– Т-рецепторный комплекс(TCR), встречается 2х видов:

-αβ-CD 3+ Т-лимфоциты большинство в циркулирующей крови – до 95%.

αβ- альфа бета

-γδ -CD 3+Т-лимфоциты в лимфоидных тканях. γδ- гамма лямбда

TCR-CD3 +, CD4+ - для связывания с МНС-2класса.

TCR-CD3 +, CD8+ - для связывания с МНС-1класса.

CD25- рецептор к ИЛ-2, экспрессируется при активации на Тс-лимфоцитах.

CD28 экспрессируется на CD4+ клетках, лиганды для связывания с ним CD80 и CD86 на дендритных АПК.

Для связывания с CD80 и CD86CD8+клети экспрессируют CD152маркер.

CD4+клетки подразделяются на 2 субпопуляции:

- Тh1 тина секретируют ИЛ-2, ИФγ необходимые для активации Тс-лимфоцитов при внутриклеточной инфекции.

-Th2 типа секретируют ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6 и ИЛ-10, необходимые для активации В-лифоцитов при внеклеточных инфекциях.

TCR γδ -CD3+ CD8+лимфоцитов лимфоидных тканей специфичный для распознавания определенным бактериальных и вирусных суперантигенов с выраженными иммуногенными свойствами.

Строение TCR.

TCRсостоит из

ОСНОВНЫХ

1). 2х цепей, αи β (или γ и δ).

Каждая цепь имеет по одному С и V домену.

V домены имеют по 3 гипервариабельных участков(или же CDR)

-СDR1 - связывается с молекулой МНС-1

-CDR2 - связывается с молекулой МНС-1

-CDR3 - связывается с пептидом на молекулах МНС-1

(CDR- комплемент детерминг регион - соответствующее распознавание региона-участка)

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ

- одиночной γцепи

-одиночной δцепи

- парных εцепей

- внутриплазматических парных ζ-цепей.

γ, δ, ε, ζ-цеписодержат ITAM (immunoreceptor tyrosine-based activation motifs) молекулярный фрагмент для взаимодействия с протеин-тирозин-киназами клеточного цитозоля, активация которого составляет суть проведения сигнала.

ε, ζ – эпсилон, дзета

Корецепторные молекулы:

-СD4 – связываются с β2 доменом МНС-2

- СD8 – связываются с α3 доменом МНС-1

В-лимфоциты.

Основнаяантиген разпознающая молекулярная структураВСRимеет иммуноглобулиновую природу, подразделяется на:

BCR-IgМ

BCR-IgG

BCR-IgА

BCR-IgЕ

BCR-IgD.

Вспомогательныемолекулы состоят из парных цепей:

-Igα (СD79α)

-Igβ (СD79β)

цитоплазматические участки Igα и Igβ содержат последовательность аминокислот образующуюITAM.

При активыации В- клеток экспрессируются молекулы необходимые для кооперации с Тн:

1. МНС-2

- HLA-DP

- HLA-DQ

- HLA-DR.

2. CD154 -для ввязывания сCD40на мембранах Тн.

СD21маркер– CR2для С3dкомпонента комплемента.

СD35маркер– CR1для С3bкомпонента комплемента

СD40маркер для связывания с дендритными клетками.

Субпопуляции В-лимфоцитов:

- В1 (Мас-1+, СD23-)

- В2 (Мас-1-, СD23+)

Мас-1 –CR3

СD23 - Fcε RII (т.е. к IgE).

В1 клетки синтезируют

-нормальные антитела к бактериальным антигенам

-и аутоантигенам ДНК.

http://studbooks.net/imag_/14/41669/image003.png

NK-клетки.

СD16- маркер - Fcγ RIII, низкоаффинный, 3 типа.

KIR(РИК) рецептор (киллер ингибирующий рецептор) для связывания с МНС-1.

Активированные NK- клетки продуцируют ИЛ-1, ИФγ и ГМ-КСФ.

Функции.

Определяющее влияние молекул МНС на работу Т-клеток называют МНС-рестрикциейТ-клеточного ответа.

Термин «главный комплекс гистосовместимости» появился после первых экспериментов по при­живаемости или отторжению тканей, т.е. букваль­но гистосовместимости.

Сначала исследователи устано­вили, что быстрое отторжение таких транспланатов определяется одним геном, который назвали главным геном гистосовместимости.

В дальней­ших исследованиях было показано, что этот «ген» на самом деле являлся комплексом— набором тесно сцепленных между собой генов, наследуе­мых как единое целое, поэтому его назвали главным комплексом гистосовместимости.

Генетический комплекс МНС человека обозначают как HLA- человеческеми лейкоци­тарные антигены(human leukocyte antigenes — HLA).

В Т-клеточный ответ вовлечены два больших набора генов МНС, так называемые МНС I и II классов, а также продукты их экспрессии на поверхности клеток (молекулы МНС,называемые иногда также МНС-антигенами,что связано с их ролью при трансплантации).

Молекулы антигенов МНС I класса у человека кодируются генами: HLA-A, HLA-B, HLA-C,

Антигены МНС II класса кодируются тремя набо­рами генов: HLA-DP, HLA-DQи HLA-DR.

Каж­дая субобласть(сублокус) МНС II класса содержит гены А и В, которые кодируют соответственно α- и β-цепи в составе двухцепочечной молекулы МНС II клас­са.

Так, например, ген HLA-DPA кодирует цепь DPα молекулы HLA-DP, а ген HLA-DPB кодиру­ет другую цепь молекулы HLA-DP, DPβ.

Двухцепочечные молекулы DQαβ и DRαβ также образу­ются при объединении продуктов генов, распо­ложенных в субобластях DQ и DR.

Варианты экспрессии молекул МНС в разных клетках.

Практически каждая ядросодержащая клетка организма экспрессирует с разной интенсивностью молекулы МНС I класса.

Молекулы МНС II клас­са представлены менее широко, чем молекулы МНС I класса: они экспрессируются коститутивно(т. е. при любых условиях) только на В-лимфоцитах, дендритных клетках, эпителиальных клетках тимуса, а у людей также на макрофагах и моноцитах.

Перечисленные клетки представляют антиген Т-клеткам (являются антигенпрезентирующими клетками, АПК).

На многих других клет­ках, например фибробластах, эндотелиальных клетках или макрофагах мышей, экспрессия мо­лекул МНС II класса может быть индуцирована разными факторами, в частности цитокином интерфероном-γ(IFNγ), который высвобождается при ответе на инфекционные агенты.

Генетический полиморфизм

Разные организмы в пределах одного вида имеют незначительно отличающиеся формы каждого гена МНС I и II классов, называемые аллелями, т.е. в пределах единственного локуса МНС разные ин­дивидуумы имеют различные типы исходного гена.

Число аллельных вариантов генов МНС I класса
HLA-А	60 аллельных вариантов
HLA-В	136 аллельных вариантов
HLA-С	38 аллельных вариантов

У людей разным аллелям одного гена дают номе­ра, например HLA-B15или В27.

Разно­образие молекул МНС среди популяций одного вида связано с генетический полиморфизмом.

Генетический полиморфизм - несовпадение по какому либо локусу или локусам у индивидах в популяции.

Из-за столь широкого полиморфизма маловероятно, что два случайных индивидуума будут экспрессировать идентичные наборы молекул МНС.

Этот полиморфизм определяет быстрое отторжение трансплантата между гене­тически различными индивидуумами.

Кодоминантная экспрессия

Молекулы обоих классов МНС экспрессируются кодоминантно, т.е. каждая клетка, которая экспрессирует молекулы МНС, экспрессирует белки, транскрибируемые с обеих хромосом: материнской и отцовской.

Примечательно, что одни и те же продук­ты генов МНС экспрессируются на каждой клет­ке отдельного индивидуума, поэтому у одного че­ловека молекулы МНС I класса, экспрессируемые на каждом лимфоците, одинаковы и те же самые молекулы (антигены) экспрессируются каж­дой клеткой печени.

Таким образом, поскольку молекулы МНС экс­прессируются кодоминантно, каждая клетка у одного человека экспрессирует до шести разных молекул HLA I класса: по три, кодируемых гена­ми HLA I класса от каждой из двух хромосом.

Например, все клетки одного человека могут экс­прессировать на своей поверхности молекулы HLA-A2 и А5, HLA-B7 и В13, HLA-C6 и С8.

Дру­гой человек может экспрессировать шесть совер­шенно других молекул HLA I класса.

Некоторые индивидуумы могут экспрессировать меньше ше­сти разных молекул HLA I класса, поскольку явля­ются гомозиготамипо отдельным аллелям (т. е. обе, и отцовская, и материнская, хромосомы экспрессируют одинаковые аллели).

Молекулы МНС свя­зывают пептиды, поэтому индивидуумы, гетерозиготные по аллелям МНС, связывают бо­лее разнообразный спектр пептидов, чем те, кто является гомозиготами.

Это может иметь клини­ческое значение, которое обсуждается далее в этой главе.

Молекулы HLA DP, DQ и DR также кодоминантно экспрессируются на клетках, которые экспрессируют молекулы HLA II класса.

Это приводит к экспрессии, по меньшей мере, шести молекул HLA II класса у индивидуумов, гетерозиготных по всем аллелям этого класса.

Набор генов МНС I и II классов, расположен­ное на одной хромосоме индивидуума, называют гаплотипом;он наследуется потомством как единое целое.

Потомки наследуют набор генов МНС I и II классов и от другого родителя, благодаря разнообразию молекул HLA в популяции можно почти всегда гарантировать, что гаплотип, привнесенный вторым родителем, будет отличаться от гаплотипа первого родителя

Тождественность МНС встречается у монозиготных близнецов, а вероятность обнаружения в об­щей популяции индивидуумов, схожих по всем HLA-аллелям, очень мала.

В отличие от людей, у других видов возможно проводить селективное скрещивание с целью создания инбредных линийв которых все представители генетически идентич­ны.

• СТРУКТУРА МОЛЕКУЛ МНС

Р. Койко и др., ИММУНОЛОГИЯ, «АКАДЕМИЯ», 2008.

Эндогенные антигены: образование комплексов молекула МНС I класса - пептид

Эндогенные антигены синтезируются внутри клет­ки.

В основном они извлекаются из патогенов (на­пример, вирусов, бактерий и паразитов), которые инфицировали клетку.

Процессинг эндогенных антигенов происходит ско­рее в цитоплазме, нежели в вакуолях с кислой средой, в которых обрабатываются экзогенные антигены.

Главный механизм образования пептид­ных фрагментов в цитоплазме связан с прохожде­нием белка через гигантский белковый комплекс — протеазому. Этот комплекс раскалывает белок на пептиды длиной около 15 аминокислот. Затем пептиды избирательно транспортируются в эндоплазматический ретикулум, для связи с вновь синтезированными молекулами МНС I класса: молекулы МНС I класса и цепи β₂-микроглобулина отдель­но синтезируются в эндоплазматическом ретикулу­ме и здесь же объединяются.

Молекулы МНС I класса предпочтительно связы­вают пептиды длиной 8 — 9 аминокислот, т.е. бо­лее короткие, чем те, что связываются с молеку­лами МНС II класса, поскольку полость в связу­ющем участке закрыта с обоих концов.

Результа­ты недавних исследований показали, что обычно пептиды, достигающие эндоплазматического ретикулума, разрушаются аминопептидазами, кото­рые отрезают одну аминокислоту за другой до пол­ного разрушения пептида.

«Спасаются» только пептиды длиной 8 — 9 аминокислот, если связы­ваются с вновь синтезированной молекулой МНС I класса.

Как и в случае взаимодействия пептид — МНС II класса, связывание пептидов с молекула­ми МНС I класса селективнои определяется последовательностью и структурой пептида и связу­ющей полости МНС I класса.

Пептид, связываю­щийся с молекулой МНС I класса в эндоплазма­тическом ретикулуме, проходит через комплекс Гольджи к клеточной поверхности, где презенти-руется С D8-T-клеткам, экспрессирующим соот­ветствующий антигенный рецептор.

Гены МНС III класса

ОбластьМНС между генами I и II классов содержит гены МНС III класса,кото­рые кодируют

-компоненты сывороточной систе­мы комплемента С2, С4

-и два цитокина (фак­торы некроза опухоли α иβ),

-два белка теплового шока (hsp 70-1 и 70-2)

-и 21-гидроксилазу (фер­мент, участвующий в метаболизме стероидов).

Занятие 2

Тема 3. РЕЦЕПТОРЫ И МАРКЕРЫ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТОК.

Т- лимфоциты

CD (Cluster Designation — групповая метка).

За основу CD-номенклатуры принята специфичность прежде всего мышиных моноклональных антител к лейкоцитарным ан­тигенам(они же могут выполнять роль и рецепторов и лигандов (молекулярных структур связывающихся с рецепторами) человека.

CD1- маркер незрелых Т-лимфоцитов

CD2- маркер рецептор к эритроцитам барана, лиганд для связывания с ним CD58- на АПК, тимусных эпителиоцитах, фибробластах, вызывает прилипание лимфоцитолв к ним..

CD3– Т-рецепторный комплекс(TCR), встречается 2х видов:

-αβ-CD 3+ Т-лимфоциты большинство в циркулирующей крови – до 95%.

αβ- альфа бета

-γδ -CD 3+Т-лимфоциты в лимфоидных тканях. γδ- гамма лямбда

TCR-CD3 +, CD4+ - для связывания с МНС-2класса.

TCR-CD3 +, CD8+ - для связывания с МНС-1класса.

CD25- рецептор к ИЛ-2, экспрессируется при активации на Тс-лимфоцитах.

CD28 экспрессируется на CD4+ клетках, лиганды для связывания с ним CD80 и CD86 на дендритных АПК.

Для связывания с CD80 и CD86CD8+клети экспрессируют CD152маркер.

CD4+клетки подразделяются на 2 субпопуляции:

- Тh1 тина секретируют ИЛ-2, ИФγ необходимые для активации Тс-лимфоцитов при внутриклеточной инфекции.

-Th2 типа секретируют ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6 и ИЛ-10, необходимые для активации В-лифоцитов при внеклеточных инфекциях.

TCR γδ -CD3+ CD8+лимфоцитов лимфоидных тканей специфичный для распознавания определенным бактериальных и вирусных суперантигенов с выраженными иммуногенными свойствами.

Строение TCR.

TCRсостоит из

ОСНОВНЫХ

1). 2х цепей, αи β (или γ и δ).

Каждая цепь имеет по одному С и V домену.

V домены имеют по 3 гипервариабельных участков(или же CDR)

-СDR1 - связывается с молекулой МНС-1

-CDR2 - связывается с молекулой МНС-1

-CDR3 - связывается с пептидом на молекулах МНС-1

(CDR- комплемент детерминг регион - соответствующее распознавание региона-участка)

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ

- одиночной γцепи

-одиночной δцепи

- парных εцепей

- внутриплазматических парных ζ-цепей.

γ, δ, ε, ζ-цеписодержат ITAM (immunoreceptor tyrosine-based activation motifs) молекулярный фрагмент для взаимодействия с протеин-тирозин-киназами клеточного цитозоля, активация которого составляет суть проведения сигнала.

ε, ζ – эпсилон, дзета

Корецепторные молекулы:

-СD4 – связываются с β2 доменом МНС-2

- СD8 – связываются с α3 доменом МНС-1

В-лимфоциты.

Основнаяантиген разпознающая молекулярная структураВСRимеет иммуноглобулиновую природу, подразделяется на:

BCR-IgМ

BCR-IgG

BCR-IgА

BCR-IgЕ

BCR-IgD.

Вспомогательныемолекулы состоят из парных цепей:

-Igα (СD79α)

-Igβ (СD79β)

цитоплазматические участки Igα и Igβ содержат последовательность аминокислот образующуюITAM.

При активыации В- клеток экспрессируются молекулы необходимые для кооперации с Тн:

1. МНС-2

- HLA-DP

- HLA-DQ

- HLA-DR.

2. CD154 -для ввязывания сCD40на мембранах Тн.

СD21маркер– CR2для С3dкомпонента комплемента.

СD35маркер– CR1для С3bкомпонента комплемента

СD40маркер для связывания с дендритными клетками.

Субпопуляции В-лимфоцитов:

- В1 (Мас-1+, СD23-)

- В2 (Мас-1-, СD23+)

Мас-1 –CR3

СD23 - Fcε RII (т.е. к IgE).

В1 клетки синтезируют

-нормальные антитела к бактериальным антигенам

-и аутоантигенам ДНК.

http://studbooks.net/imag_/14/41669/image003.png

NK-клетки.

СD16- маркер - Fcγ RIII, низкоаффинный, 3 типа.

KIR(РИК) рецептор (киллер ингибирующий рецептор) для связывания с МНС-1.

Активированные NK- клетки продуцируют ИЛ-1, ИФγ и ГМ-КСФ.