MED24INfO

Прямые доказательства роли стромы тимуса в селекции ти- моцитов, распознающих собственные молекулы МНС, получены при работе с облученными мышами, которым компенсаторно вводили костный мозг от генетически идентичных доноров и опустошенную строму тамуса от генетически идентичных или отличающихся доноров (рис. 7.11).
Мышей-гибридов (H-2d / H-2k)Fi облучали летальной дозой, чтобы выбить собственные лимфоидные клетки, и тимэктомиро- вали. В контрольных опытах обработанным подобным образом животным трансплантировали костный мозг и строму тимуса от гибридных же (сингенных) доноров. Через 3 месяца (время, достаточное для полного восстановления утраченной при облучении лимфоидной ткани) животных заражали вирусом оспы и еще через 6 дней по завершению латентного периода из селезенки иммунизированных животных выделяли лимфоциты. Цитотоксическую активность этих клеток проверяли на клетках-мишенях одного из родителей (гаплотип родителей Н-2к или H-2d). В обоих случаях эф- фекторные Т-клетки гибридов развивали цитотоксическую реакцию.
Забегая вперед, следует заметить, что эти результаты легко объяснимы с точки зрения внутритимусной селекции к “своему”. Если распознавание “своего” действительно происходит в тимусе, то предшественники гибридного, трансплантированного костного мозга, оказавшись в гибридном же тимусе, встретили как молекулы Н-2к, так и молекулы H-2d, экспрессирующиеся на эпителиальных, стромальных клетках органа. Приобретя специфический рецептор к молекулам тою или иного генотипа, клетки прошли селекцию на образование клонов, способных реагировать с комплексом молекула МНС + экзогенный антиген (пептид). В результате такие отобранные лимфоциты разрушают мишени как Н-2\ таки H-2d (рис. 7.12).
Ситуация менялась, если вместо гибридного тимуса трансплантировали тимус родителей H-2d или Н-2к. В тех случаях, когда Т-прекурсоры костного мозга колонизировали родительский тимус, формировались эффекторы цитотоксической реакции, способные разрушать клетки-мишени только того генотипа, к которому относился тимус (рис. 7.11).


Рис. 7.11. Роль тимуса в отборе клеток с рецепторами к собственным молекулам главного комплекса гистосавместнмости.
А. Мышей-гибридов (Н-2*1, H-2k)F| облучали летальной дозой и эктомиро- вали тимус. Таким лишенным клеток собственной лимфоидной ткани мышам компенсаторно трансплантировали эпителиальную строму сингенного тимуса и сингенный костный мозг. Через 3 мес (время, достаточное для восстановления лимфоидной ткани облученных реципиентов) животных заражали вирусом оспы. Через 6 дней из селезенки иммунизированных мышей выделяли клетки, цитотоксическую активность которых проверяли на клетках-мишенях одного из родительских гаплотипов (Н-24 или Н-2к). В обоих случаях эффекторные клетки гибридов развивали цитотоксическую реакцию.





Б. Ситуация менялась, если вместо гибридного тимуса трансплантировали тимус одного из родителей (гаплотипы (H-2d или Н-2Ь). Втек случаях, когда гтроТ- клетки гибридного костного мозга колонизировали тимус родительского гаплоти- па, формировались цитотоксические эффекторы, способные разрушать клетки- мишени только того гаплотипа, к которому относился тимус. Данные свидетельствуют в пользу процесса распознавания тимоцитами собственных антигенов гис- госовмсстимости в тимусе. Подробнее см. текст







Гибридные пре-Т-клетки костного мозга, заселяющие родительский тимус, строма которого экспрессирует только одну аллельную форму молекул МНС (H-2d или Н-2к), после достижения стадии развития с фенотипом CD4+CD8+a0TKP± имеют множество клонов с разной специфичностью по арТКР. Однако дальнейший путь развития обеспечен только тем клонам, которые распознали молекулы МНС, характерные для тимуса данного генотипа. Все остальные погибают и не выходят на периферию.
Более прямые доказательства были получены при использовании трансгенных мышей. Когда реорганизованные гены для Т- клеточного рецептора вводятся в геном мышей, перестройка эндогенных генов подавляется, так что большинство развивающихся Т-клеток экспрессируют рецептор, который кодируется транс- гснами для а- и p-цепей. При введении трансгенов мышам известного генотипа по МНС можно установить влияние молекул этого комплекса на созревание тимоцитов. Например, введение трансгенов ap-цепей, специфичных к молекулам I класса генотипа Н-2а, мышам с генотипом Н-2Ь приводит к незавершенной диф- ференцировке тимоцитов Н-2Ь, заканчивающейся на стадии CD4+CD8+. Если таких трансгенных мышей заразить вирусом, их Т-клетки будут разрушать вирусинфицированные мишени, относящиеся к генотипу Н-2а, но не Н-2Ь, как это происходит с Т- клетками нормальных мышей (табл. 7.3).
Ясно, что отсутствие соответствующих рецепторов к собственным молекулам МНС не позволяет тимоцитам пройти полный путь развития и проявить себя в цитолитической реакции и. Через 3-4 дня клетки, неспособные распознать собственные антигены, погибают в тимусе.
События, развивающиеся в тимусе при селекции клеток по
Рис. 7.12. Положительная селекция в тимусе клеток, способных распознавать собственные молекулы главного комплекса гистосовместимостн.
Завершившаяся реорганизация генов а- и p-цепей Т-клсточного антиген- распознающего рецептора (ТКР) обеспечивает формирование множества клонов с отличающимися по специфичности рецепторами. Среди этих клонов представлены те, рецепторы которых способны распознавать собственные молекулы I класса МНС (1), молекулы II класса МНС (2) и не обладающие такой способностью (3). Последние представлены в подавляющем большинстве. Антигенсвязывающий центр ТКР имеет участок, взаимодействующий с молекулами I или II классов (более толстая линия) и участок, взаимодействующий с антигенным пептидом (тонкая линия). Среди обилия формирующихся клонов отбираются только те, которые способны взаимодействовать с молекулами МНС. Все прочие подвергаются апоптозу и погибают в тимусе. Клетки, прошедшие положительную селекцию на специфичность взаимодействия с собственными молекулами МНС, после дополнительной дифференцировки на субпопуляции и отрицательной селекции на аутоантигены (см. рис. 7.13) покидают тимус и мигрируют в периферические лимфоидные органы, где они образуют пул антигенреактивных Т-киллеров и Т-хелперов
Цитолитическая активность Т-клеток нормальных
и трансгенных мышей
Таблица 7.3

Экспериментальная ситуация	Т-клетки	мишени	ответ
Норма (трансгены не вводили)	Н-2Ь	Н-2Ь	+
	Н-2*	Н -7я	-
Введение трансгенов сф-це-пей,	Н-2Ь	Н-2Ь	-
специфичных к Н-Р	Н-2Ъ	Н-2*	+

их способности распознавать собственные молекулы МНС, представлены на рис. 7.12. Завершившаяся на первом этапе реорганизация генов для а- и p-цепей обеспечивает экспрессию Т-кле- точного рецептора на клеточной поверхности. До окончания положительной селекции уровень экспрессии этих рецепторов незначительный, но вполне достаточный для взаимодействия с соответствующими молекулами. Поскольку реорганизация генов, контролирующих вариабельные области Т-клеточного рецептора (VDJ — для p-цепи и VJ — для a-цепи), процесс случайный, то образуются самые разнообразные по специфичности рецепторы. Условно их можно разбить на три категории: те, которые способны взаимодействовать с молекулами I или 11 классов, и те, которые такой способностью не обладают. Кроме того, антигенсвязы- вающий центр рецепторов независимо от принадлежности к той или иной категории имеет участок, потенциально способный взаимодействовать с экзогенным, чужеродным пептидом.
На стадии умеренной экспресии Т-клеточных рецепторов ти- моциты представляют собой сырой материал для отбора. В коре тимуса, обогащенной эпителиальными клетками, которые экспрессируют молекулы как I, так и II классов, происходят основные селекционные процессы. Если тимоциты обладают рецепторами, способными взаимодействовать с молекулами I или II классов, то они подвергаются дальнейшей дифференцировке. Судьба тимоци- тов, чьи рецепторы не соответствуют специфичностям молекул МНС, завершается в тимусе. Селекция тимоцитов по специфичности их рецепторов — процесс крайне жесткий. Более 90% клеток гибнет в органе и только незначительная их часть, прошедшая сито отбора (менее 5%), “обречена” на дальнейшую жизнь.
Если клетка не выдержала первичного положительного отбора, она еще некоторое время (3-4 суток) остается жизнеспособной и продолжает реорганизовывать гены a-цепи, представляя новые по специфичности рецепторы. Иначе, отбор не завершается на исходном сочетании ар-цепей. Клетка “стремится придтись ко двору” посредством изменения специфичности рецепторов за счет
ot-цепей. Без этого дополнительного механизма гибель тимоцитов, не прошедших первичного отбора, была бы еще выше.
На этапе формировании клонов, способных взаимодействовать с одной из молекул МНС, процесс дифференцировки клеток не заканчивается. Тимоциты, подвергающиеся отбору, экспрессируют как CD4-, так и С08-корецепторы. Однако как только отбор на специфичность произошел, тимоцит теряет один из корецеп- торов. Во всех случаях отбор на специфичность к молекулам I класса определяет сохранение CD8 и потерю CD4. Напротив, тимоциты, прошедшие селекцию к молекулам II класса, экспрессируют CD4 и подавляют синтез CD8. Наиболее четко корреляция фенотипических маркеров со специфичностью рецепторов показана на трансгенных мышах. Если мышам вводили реорганизованные гены для ар-цепей со специфичностью к молекулам I класса, то все образовавшиеся зрелые Т-клетки имели фенотип Т-киллеров (CD8). В ситуации, когда специфичность касалась молекул U класса, все зрелые Т -клетки несли корецептор Т-хелперов (CD4). Коррелятивная связь корецепторов со специфичностью Т-рецепторов показана и на других экспериментальных моделях. Мутантные мыши, у которых отсутствуют молекулы 11 класса, не способны образовывать С04+-лимфоциты. Введение таким мышам трансгсна, кодирующего синтез молекул II класса, полностью восстанавливало формирование С04+-клеток,
Определяющим моментом экспрессии одного из двух корецепторов в процессе созревания тимоцитов является их способность взаимодействовать с теми молекулами МНС, к которым проходит селекция: CD4 — с молекулами II класса и CD8 — с молекулами I класса (см. рис. 3.19; 3.20). После такого распознавания завершается, наконец, путь внутри тимусной дифференцировки тимоцитов с образованием Т-хелперов и Т-киллеров, мигрирующих на периферию.