Главная



Иммунология и вакцинация

Роль антигена

Хотя описанные механизмы, обеспечивающие избирательность локализации лимфоцитов, действуют независимо от антигена, введение антигена может оказывать существенное влияние на перемещение этих клеток. Одно из наиболее ранних проявлений воздействия антигена, наблюдаемое в первые часы после стимуляции, сводится к увеличению кровотока через стимулированную ткань. Ток крови в месте локального воспаления в коже или в стимулированном лимфатическом узле может возрасти в 10—25 раз по сравнению с нормальным уровнем — в результате сильно увеличивается и количество лимфоцитов, движущихся через воспаленную область. Некоторые антигены еще больше увеличивают накопление лимфоцитов, вызывая временную задержку их выхода из стимулированных лимфатических узлов. В течение 5—7 дней после антигенной стимуляции размер лимфатического узла может увеличиться в 15 раз, что, вероятно, в значительной степени обусловлено измененным движением лимфоцитов. Не исключено, что такое неспецифическое воздействие на скорость поступления и выхода лимфоцитов из стимулированных участков может приводить к усилению иммунного ответа просто в результате увеличения числа лимфоцитов, способных реагировать с антигеном.

Помимо описанных изменений, касающихся всего пула циркулирующих лимфоцитов, антигенная стимуляция оказывает сильное влияние на локальное содержание антиген-специфических лимфоцитов. Это влияние выражается, по-видимому, не в обеспечении избирательного поступления антиген-специфических лимфоцитов из крови, хотя такая точка зрения и обсуждается в литературе, а 1) в удержании уже в лимфоидных тканях случайно попавших туда рециркулирующих лимфоцитов, встретивших специфический антиген, и 2) в стимуляции локальной пролиферации и клональной экспансии этих антиген-специфических популяций лимфоцитов. Было показано, что в некоторых случаях активация лимфоцитов с помощью специфического антигена приводит к переходу этих клеток в «неподвижную» фазу пролиферации и дифференцировки, находясь в которой активированные лимфоциты в большинстве своем не способны локализоваться в лимфоидных органах, будучи внутривенно введены в организм, и не могут взаимодействовать с ВЭВ. Подавление функционирования рецепторов для ВЭВ само по себе могло бы обеспечить задержание антиген- специфических лимфоцитов, или, что, возможно, более вероятно, наблюдаемая супрессия просто происходит одновременно с появлением других фенотипических и поверхностных свойств, индуцируемых антигеном и отвечающих за предотвращение перемещения лимфоцитов из того места, где находится антиген.

Примером клеток, проходящих в процессе своей дифференцировки «неподвижную» стадию, служат клетки В-ряда, локализованные в зародышевых центрах. Что касается Т-лимфоцитов, то вскоре после внутривенного введения антигена в селезенке реципиента наблюдается накопление антиген-специфических Т-хелперов, которые возвращаются в рециркулирующий пул уже в качестве делящихся эффекторных клеток только через 2—3 дня. Другой пример — это Т-клеточные клоны, чувствительные к антигенам и факторам роста; хотя и выращенные in vitro, эти клетки сохраняют многие признаки нормальных Т-бластов, и тот факт, что все изученные клоны имеют «неподвижный» фенотип, убедительно свидетельствует в пользу предположения о наличии определенных Т-бластов с таким же фенотипом и in vivo. Неспособность к нормальной миграции, вероятно, ограничивает возможности использования Т-клеточных клонов для исследований in vivo.

Потеря лимфоцитами способности к перемещению наблюдается также при их активации in vitro. В смешанной культуре большинство лимфоцитов, отвечающих на митоген или аллогенные лимфоциты, теряет способность узнавать ВЭВ и связываться с ними в течение 3 дней — почти в те же сроки, в которые удается идентифицировать отвечающие клетки как отдельную популяцию крупных лимфоцитов. Неотвечающие малые лимфоциты той же самой культуры продолжают узнавать ВЭВ, подтверждая то, что потеря способности к миграции специфична для активированной популяции.

При локализации процессов пролиферации и дифференцировки активированных лимфоцитов in vivo вновь образующиеся клетки могут подвергаться либо репрограммированию, либо отбору, приводящему к изменению возможных путей их перемещения. Многие активированные клетки, покидающие то место, где они были стимулированы антигеном, по-видимому, вновь приобретают способность к миграции, однако теперь они проявляют специфичность, зависимую от места и независимую от типа популяции; иными словами, и В-, и Т-бласты специфически возвращаются в области (либо слизистые, либо неслизистые), сходные с теми, в которых они впервые встретились с антигеном. Аналогично этому различные популяции образовавшихся в лимфатических узлах малых Т-лимфоцитов, развивающиеся у молодых овец с возрастом (и в результате антигенной стимуляции?), специфически рециркулируют либо через кишечник, либо через периферические лимфатические узлы. В миграции этих популяций отмечается определенная степень органной специфичности, близкая к той, какой обладают клетки лимфом, связывающиеся с ВЭВ in vitro. Таким образом, индуцированная экспрессия поверхностных рецепторов для органоспецифических эндотелиальных детерминант играет, вероятно, существенную роль в распределении по тканям популяций постмитотических эффекторных лимфоцитов и клеток памяти и, несомненно, имеет большое значение для разделения субпопуляций лимфоцитов, отвечающих за различия в иммунных свойствах слизистых и неслизистых органов. Например, предшественники IgA-секретирующих плазматических клеток, пролиферирующие в микроокружении пейеровых бляшек, могут быть индуцированы или отобраны таким образом, что в дальнейшем они будут экспрессировать рецепторы, специфические в отношении детерминант эндотелиальных клеток, выстилающих капилляры в lamina propria слизистых, что приводит в конечном итоге к избирательному распределению IgA-секретирующих плазматических клеток в слизистых поверхностях. Остается непонятным, являются ли молекулы лимфоцитов и эндотелиальных клеток, обеспечивающие такую избирательную локализацию в lamina propria или в других нелимфоидных областях, идентичными, связанными или они совершенно независимы от рецепторных систем лимфоцит—ВЭВ.

Хотя, согласно имеющимся данным, локальному микроокружению принадлежит важная роль в установлении миграционной специфичности постмитотических лимфоцитов, мало что известно о механизмах, отвечающих за избирательную экспрессию соответствующих детерминант на поверхности эндотелиальных клеток. В связи с этим представляет интерес следующий факт: брыжеечный узел, дренирующий кишечник, содержит ВЭВ, связывающие как клетки периферического лимфоузла, так и клетки лимфомы, специфичные к ВЭВ пейеровых бляшек, т. е. в данном случае, очевидно, одновременно экспрессируются как слизистые, так и неслизистые эндотелиальные детерминанты. Из этого можно сделать вывод, что экспрессия эндотелиальных детерминант, характерных для ВЭВ пейеровых бляшек, может быть вызвана некими растворимыми или клеточными факторами слизистого происхождения, попадающими в лимфатические сосуды слизистых органов. Значение компонентов лимфы для поддержания нормального дифференцированного состояния ВЭВ исследовали Хендрик и др., обнаружившие, что повреждение приносящих (афферентных) лимфатических сосудов периферических узлов у крыс приводит к тому, что ВЭВ утрачивают свои типичные морфологические свойства и способность передавать лимфоциты, поступающие с кровью.

Недавно был идентифицирован поверхностный белок лимфоцитов, по-видимому принимающий участие в распознавании ВЭВ периферических узлов. Этот белок выявляется с помощью крысиных моноклональных антител MEL-14, которые распознают антигенную детерминанту на всех исследованных клетках лимфомы, связывающихся с ВЭВ периферических узлов, и на нормальных лимфоцитах, но не реагируют ни со специфичными к пейеровым бляшкам, ни с ВЭВ- яесвязывающимися клетками В- и Т- лимфом. Предварительная инкубация клеток лимфом, специфических в отношении ВЭВ периферических узлов, с насыщающим количеством MEL-14 приводит к потере этими клетками способности связываться с ВЭВ, тогда как антитела к другим широко представленным поверхностным антигенам не оказывают подобного действия. MEL-14 не инги- бируют связывания специфичных к пейеровым бляшкам опухолевых клеток. Обработка нормальных лимфоцитов антителами полностью угнетает их способность связываться с ВЭВ периферических узлов, хотя при этом их сродство к ВЭВ пейеровых бляшек практически не изменяется (даже несмотря на то, что антитела связываются с огромным большинством нормальных малых лимфоцитов, в том числе и с клетками, заселяющими пейеровы бляшки). Хотя окончательный вывод нуждается в строгом доказательстве, такая специфичность ингибирования, наблюдаемая в экспериментах с клетками, способными узнавать ВЭВ как периферических узлов, так и пейеровых бляшек, уже может служить достаточным основанием для того, чтобы считать распознаваемый антиген частью рецептора для ВЭВ периферических узлов, а не какой-то связанной с ним, но не относящейся к делу молекулой. Белок, предположительно узнающий ВЭВ, представляет собой гликопротеин, который при электрофорезе в ПААГ с ДСН мигрирует так же, как полипептид с мол.массой около 80 000 Да.

Результаты экспериментов по количественному определению экспрессии антигенной детерминанты нормальных лимфоцитов, распознаваемой MEL-14.

Экспрессия предполагаемого рецептора для ВЭВ периферических узлов в процессе дифференцировки лимфоцитов

Клетки Окрашивание с помощью MEL-14
приблизительное количество позитивных клеток, % относительная флуоресценция ВЭВ-связывающая способность (ОС в расчете на ПУ ВЭВ)
Пре-В-клетки костного мозга
Тимоциты
Лимфоциты периферических лимфоузлов
Клетки зародышевых центров
>80
>90
>80
<5
60
80
800
0
НО
0,05
единица
0,0

Установленная с помощью иммуногистологических методов локализация клеток, несущих предполагаемый рецептор, в стимулированном антигеном лимфатическом узле показана выше.

Иммунопероксидазное окрашивание замороженных срезов нестимулированного лимфатического узла мыши

Иммунопероксидазное окрашивание замороженных срезов нестимулированного лимфатического узла мыши,
демонстрирующее сегрегацию В- и Т- лимфоцитов в дискретные домены. Вверху: использование анти-IgD позволяет
выявить локализацию В-клеток в отделенных друг от друга фолликулах, расположенных в наружной части коркового вещества. Кроме того, отдельные
В-клетки обнаруживаются в местах их проникновения в лимфатический узел, которые находятся главным образом внутри Т-клеточного домена
или в областях, примыкающих к нему. Внизу: окрашивание с помощью анти- Thy-1 определяет границы Т-клеточного домена
(преимущественно во внутренней части коркового ве-щества), а также демонстрирует присутствие отдельных Т-клеток внутри В-клеточных фолликулов.

Удивительно, что тимоциты и значительная часть пре-В-клеток костного мозга несут этот антиген, хотя и в существенно меньшем количестве, чем периферические лимфоциты. Таким образом, экспрессия антигена, реагирующего с MEL-14, строго коррелирует со способностью лимфоцитов узнавать ВЭВ периферических узлов и взаимодействовать с ними. Следовательно, антитела MEL-14 могут служить зондом для выявления одного из специфических дифференцировочных антигенов, непосредственно входящего в состав рецепторов, необходимого для осуществления межклеточного взаимодействия, которое имеет место при функционировании лимфоидной ткани. Следует отметить, однако, что экспрессия этой антигенной детерминанты не ограничивается лимфоидными клетками, — MEL-14 окрашивают также основную популяцию крупных, преимущественно нелимфоидных клеток костного мозга. Пока еще не установлено, принадлежит ли эта антигенная детерминанта поверхностной молекуле, идентичной или лишь перекрестно-реагирующей с предполагаемым рецептором лимфоцита к ВЭВ периферических узлов. Однако обнаружение этой детерминанты на поверхности нелимфоидных клеток позволяет предположить, что миграция клеток нескольких гемопоэтических рядов, (таких, как моноциты, тучные клетки и нейтрофилы) осуществляется с помощью того же самого (или похожего) механизма узнавания эндотелиальных клеток, который действует при миграции лимфоцитов.

Итак, взаимодействие лимфоцитов с ВЭВ занимает одно из центральных мест в цепи процессов, управляющих распределением лимфоцитов по лимфоидным органам, и является необходимым для нормального функционирования иммунной системы. Структуры, непосредственно участвующие в этом взаимодействии, экспрессированы на поверхности как лимфоцитов, так и клеток, выстилающих ВЭВ. Различающиеся эндотелиальные детерминанты периферических узлов, с одной стороны, и пейеровых бляшек — с другой, вместе с комплементарными рецепторами лимфоцитов определяют органную специфичность миграции лимфоцитов либо в слизистые, либо в неслизистые лимфоидные ткани. Вероятно, те же самые или похожие по своему действию механизмы контролируют движение лимфоцитов по нелимфоидным органам. Эти рецепторные системы играют основную роль в регуляции тканевого распределения функционально различающихся популяций лимфоцитов и, следовательно, в значительной степени определяют особенности локальных иммунных ответов.