Главная



Иммунология и вакцинация

Образование Т-клеток в онтогенезе

Тимус играет важнейшую роль в развитии Т-клеток. Как он образуется? Тимус (зобная железа) можно рассматривать как продукт слияния клеток двух различных типов, происходящего в процессе эмбриогенеза. У мышей «собственно» тимус представляет собой эпителиальный зачаток, образующийся из третьего жаберного мешка на десятый день развития. Через два дня в нем появляются и начинают быстро размножаться лимфоидные клетки. Эти лимфоциты, или «тимоциты», возникают не из эпителиального зачатка; эмбриональная печень и желточный мешок образуют лимфоидные клетки-предшественники, мигрирующие в зачаток тимуса на 11—12-й день развития. Фонтен-Перу и др. получили наиболее прямые данные о процессах миграции лимфоцитов и колонизации ими тимуса в ходе эмбриогенеза у птиц, а в последнее время и у мышей. Эти исследователи извлекали зачаток тимуса на десятый день развития (как только он образуется из третьего жаберного мешка) и культивировали его in vitro. Если в культуру не добавляли других клеток, то лимфоциты в зачатке не возникали и он оставался полностью эпителиальным. Если же зачаток тимуса инкубировали совместно с эмбриональной печенью в двух соединенных между собой камерах, то зачаток заселялся клетками эмбриональной печени и развивался гистологически нормально. Если зачатки печени и тимуса были получены от мышей разных линий, то возникал химерный орган. По данным анализа маркеров клеточной поверхности и изоферментов в развившемся органе клетки стромы (т. е. эпителиальные и соединительно-тканные) возникали из эксплантата тимусного зачатка, а лимфоциты — из эмбриональной печени.

Следует остановиться на двух моментах. Во-первых, миграция клеток в новое микроокружение, индуцирующее следующий этап дифференцировки,— это один из важнейших процессов в эмбриогенезе; дифференцировка Т-клеток не является исключением. Во-вторых, описанная модель может быть использована для прямого выяснения роли продуктов генов МНС класса II, экспрессируемых стромой тимуса, в образовании популяции индукторов, распознающих эти молекулы класса II в периферической лимфоидной ткани, как маркеры собственного организма.

Какова роль эпителиального зачатка в образовании тимоцитов? У мутантных мышей пи/пи не образуется ни тимуса, ни индукторных Т-клеток. Однако на десятый день эмбрионального развития у этих мышей появляется эпителиальный зачаток, а костный мозг взрослых мышей пи/пи содержит стволовые клетки, способные заселять тимус нормальных реципиентов. Можно предположить, что эмбриональный зачаток тимуса мышей пи/пи дефектен: например, он не способен индуцировать некий критический этап дифференцировки мигрировавших стволовых клеток. В чем заключается этот этап? Хотя анализ антигенов Ly, экспрессируемых тимоцитами новорожденных мышей, показал, что большинство тимоцитов имеет фенотип TL+Thy1+Ly123+ и лишь меньшинство — TL+Ly1+, выяснилось, что до рождения клетки TL+Ly1+ предшествуют клеткам TL+Ly123+. Возможно, тимусный зачаток мышей пи/пи не стимулирует превращения стволовых клеток TL-Ly- в индукторные клетки TL+Ly1+2-, которые в свою очередь должны стимулировать рост и дифференцировку других тимоцитов и клеток стромы при морфогенезе.

Взаимодействуют ли размножающиеся индукторные Т-клетки с антигенами, находящимися в крови? Обычно тимус оказывается полностью развит к моменту рождения; он состоит из лимфоцитов и матрикса, построенного из соединительной ткани и эпителиальных клеток. В принципе эти клетки могут распознавать переносимые кровью белки, способные оказать влияние на созревание соответствующих клонов. Кора тимуса снабжается кровью исключительно по капиллярам, выстилающим кортико-медуллярную границу; эти капилляры образуют плотные контакты с макрофагоподобными клетками. К сожалению, данные о том, поглощают ли макрофагоподобные клетки сывороточные молекулы, которые в результате этого способны влиять на образование антиген-специфических тимоцитов, весьма противоречивы.

Требуется ли созревание в тимусе для всех популяций Т-клеток? Клетки Thy1- из селезенки мышей пи/пи, наследственно лишенных тимуса (см. выше), могут быть стимулированы индукторными клетками к приобретению цитотоксической и, возможно, супрессорной активности. Эти индуцированные клетки несут маркеры Ly, соответствующие их функциональному состоянию. Этот результат, а также приведенные выше данные показывают, что, хотя тимус и требуется для дифференцировки, а может быть, и размножения индукторных клеток, он не необходим для дифференцировки предшественников цитолитичесгих и супрессорных Т-клеток Ly2+. Возможно, часть клеток Ly2+ мигрирует аналогично В-клеткам из костного мозга в селезенку и их дальнейшее созревание зависит от стимуляции под действием сформировавшихся в тимусе индукторных клеток.

Каким образом в тимусе отбираются и размножаются индукторные клетки, специфичные к молекулам класса 1П Клетки тимуса, экспрессирующие продукты генов МНС класса II, влияют на образование и рост популяции индукторных клеток. Одно из доказательств этого получено при исследовании облученных мышей, которым трансплантировали костный мозг от аллогенных доноров. У таких мышей строма тимуса и костный мозг должны быть химерными, происходящими от доноров, различающихся по МНС. На основе иммунных функций, обнаруживаемых у таких «радиационных костно-мозговых химер», трудно делать определенные выводы, что отчасти объясняется побочными эффектами облучения и трансплантации, а также тем, что в большинстве методов анализа Т-клеток исследуются киллерные клетки Ly2+, получаемые из периферических лимфоидных органов. Другая трудность заключается в том, что в тимусе некоторых облученных мышей (но не среди стромальных клеток эмбрионального тимуса) могут содержаться клетки Iа+, происходящие из костного мозга донора. Несмотря на это, убедительно доказано, что находящиеся на стромальных клетках тимуса продукты генов МНС класса II отбирают те индукторные клетки, которые распознают антиген, ассоциированный с этими молекулами класса II.

Механизм, с помощью которого в тимусе отбираются индукторные клетки, способные к совместному распознаванию «собственных» молекул класса II и большого набора химических детерминант, неизвестен. Лимфоидные клетки в тимусе быстро размножаются. Многие из этих клеток погибают либо в тимусе, либо вскоре после миграции в периферические лимфоидные ткани. Согласно одной интересной гипотезе, в тимусе избирательно стимулируется размножение клеток, прочно связывающихся с молекулами класса II тимусной стромы. Размножение сопровождается мутациями в генах, кодирующих рецепторы продуктов класса II. В результате этого индукторные клетки приобретают набор специфичностей, на который значительное влияние оказывают гены, кодирующие рецепторы собственных молекул класса II. Единственные данные о возможном механизме мутаций, избирательно работающем в тимусе, получены при исследовании ДНК-полимераз. Тимоциты и про-тимоциты содержат ДНК-полимеразу, называемую терминальной дезоксирибонуклеотидтранс- феразой, полимеризующую нуклеотиды на затравках в отсутствие матрицы. Этот фермент избирательно экспрессируется в тимусе. По данным, полученным на животных нескольких видов, он практически не обнаруживается в других тканях. В принципе этот фермент может вызывать появление ошибок, а в сочетании с избирательными и специфическими эндонуклеазами — возникновение мутаций в определенных генах.