Естественные киллеры — довольно крупные (10—12 мкм в диаметре) лимфоциты с азурофильной зернистостью в цитоплазме. Их характеризуют как большие гранулярные лимфоциты. Главное отличие NK-клеток от других популяций лимфоцитов — отсутствие на естественных киллерах антигенспецифических рецепторов, кодируемых генами, перестраиваемыми в процессе дифференцировки клеток (как это свойственно другим лимфоцитам — см. раздел 3.1.4). С этим связано отсутствие клональной структуры популяции NK-клеток: все естественные киллерные клетки идентичны по строению их ключевых рецепторов. Основные маркеры NK-клеток у мышей — молекула адгезии NK1.1, у человека — комбинация молекул CD56 и CD16. CD56 — молекула гомофильной адгезии; она экспрессирована на нервных и мышечных клетках, а также на некоторых Т-лимфоцитах. CD16 — низкоаффинный Fc-рецептор FeyRIII, представленный на нейтрофилах и моноцитах. Ни один из этих двух маркеров не специфичен для NK-клеток.
Характерная особенность естественных киллеров, имеющая прямое отношение к выполнению ими своей основной функции, — наличие цитоплазматических азурофильных гранул. Как и гранулы гранулоцитов по своему генезу они представляют разновидность лизосом, хотя и имеют некоторые черты секреторных везикул. Величина гранул варьирует от 100 до 500 нм.
Перфорин, гранзимы и гранулолизин — основные компоненты гранул NK-клеток, связанные с их цитолитической функцией. Перфорин — белок с молекулярной массой 66—70 кДа. Это структурный аналог терминального компонента комплемента С9. Перфорин способен полимеризироваться в гидрофобном окружении (см. далее) и формировать поры в мембране клетки-мишени. Гранзимы — сериновые протеазы. Выделяют несколько разновидностей гранзимов (А, В, С), из которых гранзим В, проникающий в клетку-мишень через перфориновые поры, индуцирует ее апоптоз. Гранулизины (изоформы 15 и 9 кДа, вторая более активна) содержатся только в зрелых гранулах в связанной с липидами форме. Помимо перфорина и гранзимов гранулы NK-клеток содержат амины (гистамин, серотонин), протеогли- каны (хондроитинсульфат, гепарин), а также катехоламины (адреналин, норадреналин), ферменты (катепсины, химотрипсиноподобные протеазы, кислые фосфатазы) и ряд пептидных гормонов.
Выделяют 2 субпопуляции NK-клеток, различающиеся соотношением мембранных маркеров и функциями (табл. 2.22): CD56hl CD16- и CD5610 CD16+ клетки (значки hi и lo — соответственно, высокий и низкий уровень экспрессии маркера). Субпопуляция NK-клеток, слабо экспреси- рующая CD56, преобладает в кровотоке (90—95%, против 5—10% CD56hl клеток), однако в печени, эндометрии матки и децидуальной оболочке плода преобладают CD56hl естественные киллеры. CD56hl клетки преобладают также в лимфатических узлах, составляя 75% от числа NK-клеток. Различия между субпопуляциями NK-клеток связаны не только с особенностями мембранного фенотипа, но и с их функциями. CD5910 CD16+ клетки обладают выраженной цитотоксической активностью и относительно слабо секретируют цитокины, тогда как CD56hl CD16- клетки — активные продуценты IFNy и других цитокинов (TNFa и в, GM-CSF, IL-10), но проявляют слабую киллерную активность. Только CD56hl CD16- NK-клетки экспрессируют a-цепь рецептора IL-2, т.е. несут высокоаффинный рецептор для этого цитокина. Именно поэтому in vitro CD56hl CD16- NK-клетки интенсивно пролиферируют в ответ на IL-2. Рецептор IL-2 CD5910 CD16+ естественных киллеров состоит из в- и у-цепей и обладает промежуточной аффинностью. Именно поэтому эти клетки слабо пролиферируют и только при действии высоких концентраций IL-2. Таким образм, CD5910 CD16+ клетки можно охарактеризовать как эффекторные, а CD56hl CD16- — как регуляторные NK-клетки. В настоящее время преобладает мнение, что CD5910 CD16+ клетки представляют терминальную, а CD56hl CD16- клетки — промежуточную стадию развития NK-клеток.
Наиболее важные функции NK-клеток — цитотоксическая активность в отношении измененных (трансформированных, инфицированных вирусами, подвергшихся действию стресса) клеток организма и секреция цитокинов (в первую очередь IFNy), что играет важную роль в регуляции иммунных процессов. Эти свойства реализуются за счет поликлонального распознавания маркеров клеточного стресса в сочетании с контролем «свой—чужой» (по экспрессии клетками-мишенями молекул MHC-I).
Таблица 2.22. Сравнительная характеристика субпопуляций NK-клеток CD56hl и CD5610

Характеристика
CD56hi
CD5610
LAK (CD5610)

Преимущественная локали-
Печень и дру-
Кровоток, селезенка,
Лимфоидные

зация
гие солидные органы
инфицированные органы, опухоли
органы*

Экспрессия CD16
±
++
±

Экспрессия KIR2/3DL
-
±
+

Экспрессия NKG2A
+
±
+

Экспрессия NKG2D, NKp30, NKp46
+
+
+

Экспрессия NKp44
-
-
+

Экспрессия CCR7, СD62L
+ (в крови)
-
-

Экспрессия CD25 (IL-2Ra)
+++
+
++

Экспрессия CD127 (IL-7Ra)
+
-
-

Экспрессия молекул адгезии
+
+ (усиливается при активации)
++ (особенно в адгезивной фракции)

Перфоринзависимая цитотоксичность
±
++
+++

Зависимость цитотоксичности от MHC-I
++
++
±

Антителозависимая цитотоксичность
±
++
++

Секреция IFNy и других цитокинов
++
±
++

Пролиферативная активность
+
±
++

* — требует дальнейшего исследования;              отсутствие экспрессии; ± — слабая экс
прессия; + — умеренная экспрессия; ++ сильная экспрессия; +++ — очень сильная экспрессия.