MED24INfO

Приблизительно до конца 60-х годов существовало мнение, что беспозвоночные как первично-, так и вторичноротые не способны формировать специфический иммунный ответ к чужеродным антигенам. Подобную “несостоятельность** некоторые исследователи связывали с отсутствием у беспозвоночных тимуса. Однако данные по алло(ксено)трансплантационному отторжению у дождевых червей, а также губок и кишечнополостных отвергли устоявшееся мнение. Главный результат исследований на этих животных заключается в констатации того факта, что беспозвоночные, как и позвоночные животные, способны отличать “свое” от “чужого”, развивая специфический ответ с созданием иммунологической памяти. Сам по себе этот вывод имеет принципиальное значение, так как указывает на филогенетический уровень зарождения всей системы специфической иммунной защиты.
В очаге отторжения аллогенной ткани у всех подвергавшихся анализу на тканевую совместимость беспозвоночных за исключением губок и кишечнополостных обнаружены клетки, напоминающие лимфоциты позвоночных животных. Естественно предположить, что именно эти клетки обладают свойством распознавания чужеродности и инициации трансплантационного отторжения. Однако тут же возникает вопрос: являются ли лимфоцитоподобные, эффекторные клетки беспозвоночных гомологами или же они всего лишь аналоги лимфоцитов позвоночных животных? Имея определенный набор сравнительных экспериметальных характеристик можно подойти к решению выдвинутого вопроса.
Основные критерии в данном случае следующие:

1. степень морфологического сходства между клетками беспозвоночных и позвоночных животных (обязательная, но недостаточная характеристика);
2. наличие или отсутствие общих клеточных маркеров и рецепторов у эффекторных клеток сравниваемых групп;
3. спектр функциональной активности клеток-эффекторов беспозвоночных и позвоночных животных.

Морфологическая характеристика. Лимфоцитоподобные клетки обнаружены у простейших червей и всех целомических беспозвоночных животных. Наиболее полно данный тип клеток изучен у кольчатых червей сем. Lumbricidae.
В очаге отторжения ксенотрансплантата у дождевых червей Lumbricus terrestris и Eisenia foeiida скапливаются малые (тип I) и большие (тип II) лимфоциты. Именно с этими клетками связан процесс деструкции и отторжения чужеродной ткани. Лимфоцитоподобные клетки имеют размер 5-30 мкм и составляют более 60% от всех клеток целомической жидкости. Малые лимфоциты представляют собой овальные или сферические клетки с незначительным количеством цитоплазмы. Среди органелл представлены митохондрии, аппарат Гольджи и шероховатый эндоплазматический ретикулум. Кроме того, встречаются дополнительные включения в виде прозрачных гранул и темных вакуолей.

Несколько более крупные лимфоцитоподобные целомоциты типа II представляют сходную с клетками типа I морфологическую картину. Однако у них больший объем цитоплазмы, которая формирует тонкие псевдоподии, а также увеличено количество внутриклеточных включений (см. рис. 20.2).
В целом лимфоцитоподобные целомоциты L. terrestris обладают структурным сходством с незрелыми лимфоцитами позвоночных животных.
Маркеры и рецепторы. Среди маркеров и рецепторов Т-кле- ток млекопитающих наиболее характерными являются: Thy-1 — маркер всех тимусзависимых лимфоцитов, рецептор к эритроцитам барана, рецепторы к клеточным митогенам ФГА и Кон А; антигенраспознающий рецептор Т-клеток (Е-клеточный рецептор — ТКР) и, конечно, антигены дифференцировки CD4 и СВ8.
Структуры, серологически родственные белку Thy-1 грызунов, представлены на целомоцитах кольчатых червей, моллюсков, оболочников, рыб, амфибий, рептилий, птиц. Более того, при использовании метода иммуноблотинга их удалось обнаружить даже у бактерий и дрожжей.
Из нервной ткани кальмара (тип моллюски) был выделен гомолог Thy-1 млекопитающих, который содержал 84 аминокислотных остатка и включал блок из пяти аминокислот, уникальный для маркера Thy-1.
Первоначально данный маркер не был связан только с одним типом клеток. Лишь последующие эволюционные преобразования определили его принадлежность Т-клеткам. В данном случае важна не эволюционная динамика, а тот факт, что Thy-1 представлен как на тимусзависимых клетках млекопитающих, так и на целомоцитах первично- и вторичноротых беспозвоночных.
Помимо маркера Thy-1 у дождевых червей обнаружен рецептор к эритроцитам барана, свойственный для Т-клеток млекопитающих.
Целомоциты как первичноротых, так и вторичноротых способны отвечать пролиферативным ответом на митогены Т-клеток — ФГА и Кон А.
И, наконец, крайне существенно, что у вторичноротых беспозвоночных (морских звезд, оболочников) обнаружены гомологи антигенраспознающих рецепторов Т-клеток млекопитающих.
Сравнительная характеристика функциональной активности Т- клеток. Является очевидным, что о зрелости клеток организма следует судить по тому, насколько эффективно тот или иной класс клеток реализует генетически детерминированную функцию, насколько быстро клетки отвечают на сигналы к осуществлению предначертанной активности. По отношению к Т-клеткам как единой клеточной популяции Т-системы иммунитета показателями полноценности функционального проявления являются: эффек-
427



тивность распознавания антиген но чужеродногоматериала, скорость мобилизации (через пролиферацию и дифференцировку) клона или клонов Т-клеток в ответ на внешние антигенные сигналы, выраженность регуляторной (хелперной и супрессорной) активности, способность к сохранению специфической отвечаемос- ти в виде формирования клеток памяти или сохранения реактивности в системе адоптивного переноса, участие в реакциях клеточного взаимодействия, продукция молекулярных регуляторов (цитокинов) клеточного и гуморального иммунного реагирования. Ясно, что этот перечень функциональных отправлений Т-кле- ток формировался в эволюции постепенно.
Лимфоциты наиболее примитивных позвоночных, каковыми являются круглоротые, хрящевые и костные рыбы, способны отвечать пролиферативной реакцией на Т-клеточные митогены — ФГА и Кон А, хотя требуют при этом значительно большей дозы, чем лимфоциты более высокоорганизованных позвоночных животных. При этом сам ответ никогда не достигает тех значений, которые известны для Т-лимфоцитов млекопитающих. В то же время пролиферативный ответ лимфоцитов амфибий и рептилий на Т-клеточные митогены не отличим от ответа Т-клеток птиц и млекопитающих (табл. 20.4).
Таблица 20.4
Показатели Т-системы иммунитета у различных групп животных

Таксон	Тимус	Антиген Thy-1	Ответ на Т-кл. ми то ген	Реакция а скл
Кольчатые черви	—	+	+	7
Иглокожие	—	+	+	+
Позвоночные
Круглоротые.
миксины	—	7	+	+
миноги	+	0	?	*gt; *
Хрящевые рыбы	+	7	+	+
Костные рыбы	+	+	+	+
Амфибии	+	+	+	+
Рептилии	+	+	+	+

Таксон	Ответ на гаптен- носитель	Т-хелперы	Т-супрессоры	ИЛ-2- подобный фактор
Кольчатые черви	7	7	?	7
Иглокожие	7	7	?	+
Круглоротые:
миксины	—	•? •	7	? №
миноги	7	7	7	?
Хрящевые рыбы	—	ч *	#	т
Костные рыбы	+	+	+	+
Амфибии	+	+	+	7
Рептилии	+	+	+	+

Примечание. «-» — отрицательный показатель; *+* — положительный показатель; *?» — не анализировалось.

Реакция в смешанной культуре лимфоцитов (СКЛ) развивается при различиях по антигенам гистосовместимости между взаимодействующими клетками (см. гл. 9). Изучение этой реакции в филогенетическом аспекте крайне важно, так как обнаружение в той или иной группе животных способности их лимфоцитов реагировать в СКЛ будет указывать на присутствие в лимфоидной популяции Т-клеток, обладающих поверхностными структурами с антигенраспознающей функцией.
Лимфоциты морских звезд (тип Иглокожие) не способны развивать аллогенный ответ в СКЛ. В то же время при различиях между взаимодействующими клетками на видовом уровне регистрируется полноценный ответ. Отсутствие аллогенной СКЛ вовсе не означает, что лимфоциты иглокожих ареактивны по отношению к аллоантигенам. Как уже отмечалось, животные данного типа отличают “свое” от “чужого” в реакции трансплантационного отторжения. Обнаружение у морских звезд поверхностного белка, гомологичного p-цепи ТКР млекопитающих, также говорит о принципиальной возможнрости к аллораспознаванию. Ареактивностъ в алло-СКЛ может быть связана с отсутствием определенного рода костимуляторов, которые важны в проявлении реакции in virtro и не столь очевидны in vivo.
Круглоротые и хрящевые рыбы развивают лишь слабую реакцию в СКЛ. В объяснении сниженной реактивности лимфоцитов данных таксономических групп может быть использован тот же аргумент, что и для иглокожих.
Более высокоорганизованные позвоночные животные — костные рыбы и амфибии развивают вполне выраженную реакцию в СКЛ.
Иммунная система рептилий в морфологическом и функциональном отношениях представлена достаточно полно и сопоставима с данной системой птиц и млекопитающих. Отражением подобной морфофункциональной зрелости является способность лимфоцитов представителей этого класса развивать полноценный ответ в СКЛ. Однако если у гомойотермньгх птиц и млекопитающих подверженность иммунной реактивности сезонным колебаниям выражена слабо или отсутствует (за исключением нескольких видов, впадающих в спячку), то у рептилий напряженность иммунного ответа в значительной степени связана со временем года.
При изучении гетерогенности лимфоцитов у животных различных таксономических групп с выделением клеток, выполняющих Т-клеточную функцию, был использован целый ряд экспериментальных моделей. Одна из них связана с изучением типов клеток, реагирующих на комплекс гаптен—носитель. Выше отмс- чалось (гл. 9), что у мышей В-клетки отвечают на гаптен, в то время как Т-клетки с хелперной активностью — на носиттель.
Изучение реакции на гаптен—носитель у круглоротых и хрящевых рыб дало отрицательные результаты. При этом лимфоциты костных рыб отличают гаптен от носителя, демонстрируя тем самым гетерогенность по признаку Т-, В-клеток.
У амфибий, как и у рыб, воспроизводится феномен гаптен— носитель, в котором именно Т-клетки с хелперной активностью распознают носитель. Анализ взаимодействия Т- и В-клеток у амфибий обогащен данными о роли антигенов гистосовместимости в клеточной кооперации. Феномен гаптен—носитель был проанализирован, в частности, у лягушки Xenopus laevis в опытах с разделенными на нейлоновой вате Т-клетками, примированными к носителю, и В-клетками, примированными к гаптену. Антитела изотипа IgY, которые являются высокотимусзависимыми, и высокоаффинные IgM-антитела обнаруживались в Т-В-клеточной культуре только в условиях идентичности гаплотипов взаимодействующих клеток.
Способностью дифференцировать носитель и гаптен обладают также лимфоциты рептилий, что продемонстрировано в опытах in vitro.
Явления клеточного взаимодействия при формировании иммунного ответа подразумевают наличие клеточных гуморальных факторов, реализующих это взаимодействие. У млекопитающих имеется целый набор Т-клеточных цитокинов, которые обеспечивают регуляцию иммунного ответа (гл. 4, 9, 13). Сравнительная иммунология пока не может похвастаться теми успехами, которые достигнуты при изучении данной группы белков у млекопитающих, хотя определенные усилия в этом направлении предприняты и касаются главным образом рыб и амфибий. Именно в этих классах позвоночных животных обнаружены цитокины с ИЛ-1-, ИЛ-2- и МИФ-подобной активностью. Кроме того, фактор с митогенной активностью выделен из Т-подобных клеток аксиального органа морских звезд.