CC BY
1
БИОХИМИЯ BIOCHEMISTRY
маркеры Thl-ПОЛЯРИЗОВАННЫХ клеток Th17 (обзор литературы)
резюме
Куклина Е.м., Глебездина Н.С.
Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук -филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614081, г. Пермь, ул. Голева, 13, Россия)
Автор, ответственный за переписку: Куклина елена михайловна,
e-mail: ibis_07@mail.ru
Т-хелперы (Th, T helpers), продуцирующие IL-17 (Th17), обладают высокой пластичностью и под влиянием внешних условий способны редифференци-роваться в клетки с другим фенотипом, прежде всего в Thl-лимфоциты, формируя популяцию, сочетающую в себе характеристики как Th17, так и Th1 и обладающую высоким провоспалительным потенциалом, а также уникальной способностью преодолевать гистогематические барьеры. Именно этим клеткам в настоящее время отводится ключевая роль в патогенезе многих воспалительных заболеваний, включая и аутоиммунные: в инфильтратах воспалённых тканей на их долю приходится до половины присутствующих там лимфоцитов. В работе обсуждаются причины повышенной пластичности клеток Th17 в сравнении с основными Т-хелперными популяциями (Th1 и Th2) и подробно рассматриваются механизмы формирования IFNY-продуцирующих Th17 с учётом не только редифференцировки зрелых Th17, но и возможных альтернативных путей, в частности редифференцировки клеток Th1 или непосредственной дифференцировки наивных CD4+T-лимфоцитов в клетки с промежуточным Thl/ThU-фенотипом. Также обсуждаются основные индукторы дифференцировки IFNY-продуцирующих клеток Th17 и обратимость этого процесса. Особое внимание в обзоре уделено способам идентификации Thl-поляризованных клеток Th17: эта популяция неоднородна, и её размер существенно зависит от типа маркеров, используемых для характеристики данных клеток - Thl/Thn-ассоциированных транскрипционных факторов, ключевых цитокинов, а также хемокиновых рецепторов и других мембранных молекул. Как следствие, данные в работах по этой проблеме плохо сопоставимы друг с другом. Унификация подходов к выявлению популяции Thl-подобных Th17 позволит решить эту проблему и даст возможность использовать оценку размера и активности такой популяции в качестве диагностических или прогностических маркеров.
Ключевые слова: Th17, Th1, пластичность, редифференцировка, Th17.1, ex-Th17
Статья поступила: 07.12.2022 Статья принята: 29.05.2023 Статья опубликована: 11.07.2023
Для цитирования: Куклина Е.М., Глебездина Н.С. Маркеры Thl-поляризованных клеток Th17 (обзор литературы). Acta biomedicascientifica. 2023; 8(3): 55-62. doi: 10.29413/ ABS.2023-8.3.5
MARKERS of Th1 PoLARIzED Th17 CELLS (LITERATuRE REvIEw)
ABSTRACT
Kuklina E.M., Glebezdina N.S.
Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences -Branch of the Perm Federal Research Center UB RAS (Goleva str. 13, Perm 614081, Russian Federation)
Corresponding author: Elena M. Kuklina,
e-mail: ibis_07@mail.ru
T helpers (Th) producing IL-17 (Th17) have high plasticity and under the influence of external conditions are able to redifferentiate into cells with a different phenotype, primarily in Th1-lymphocytes, forming a population that combines the characteristics of both Th17 and Th1 and has a high pro-inflammatory potential, as well as a unique ability to overcome histohematic barriers. These cells are currently assigned a key role in the pathogenesis of many inflammatory diseases, including autoimmune ones: they account for up to half of the lymphocytes present in infiltrates of inflamed tissues. The paper discusses the reasons for the increased plasticity ofTh17 cells in comparison with the main T helper populations (Th1 and Th2) and considers in detail the mechanisms of formation of IFNy producing Th17, taking into account not only the redifferentiation of mature Th17, but also possible alternative pathways, in particular, Th1 cell redifferentiation or naive CD4+T lymphocytes direct differentiation into cells with an intermediate Th1/Th17 phenotype. The main inducers of differentiation of IFNy producing Th17 cells and the reversibility of this process are also discussed. Particular attention is paid to the methods for identifying Th1 polarized Th17 cells: this population is heterogeneous, and its size significantly depends on the type of markers used to characterize these cells - Th1/Th17-associated transcription factors, key cytokines, as well as chemokine receptors and other membrane molecules. As a result, the data in the works on this problem are poorly comparable with each other. The unification of approaches to identifying a population of Th1 like Th17 cells will solve this problem and make it possible to use an assessment of the size and activity of such a population as diagnostic or prognostic markers.
Key words: Th17, Th1, plasticity, redifferentiation, Th17.1, ex-Th17
Received: 07.12.2022
Accepted: 29.05.2023 For citation: Kuklina E.M., Glebezdina N.S. Markers of Th1 polarized Th17 cells (literature
Published: 11.07.2023 review). Acta biomedica scientifica. 2023; 8(3): 55-62. doi: 10.29413/ABS.2023-8.3.5
Популяция Т-хелперов (Th, T helpers), продуцирующих интерлейкин (IL) 17 (Th17), обладает значительной гетерогенностью и пластичностью. Цитокиновое окружение способно не только корректировать программу дифференцировки наивных СР4+Т-лимфоцитов в Th17, но и вызывать редифференцировку зрелых Th17, и в первую очередь речь идет о приобретении этими клетками TM-подобного фенотипа, ассоциированного с высокой продукцией интерферона (IFN) y [1-4]. Номенклатура таких ТЫ-поляризованных Th17 не единообразна, хотя и отражает их трансформированное состояние: в разных работах эти клетки обозначены как Th17/Th1 [5, 6], Th1/Th17 [7, 8], Th1/17 [9], Th17/1 [10], Th17-1 [11], Th17.1 [12-14], а также как Th1* [15], «неклассические Th1» [6] или просто как «IFNY-продуцирующие Th17». Однако дело не только в номенклатуре - анализ этих работ показывает, что популяция Th 1 -подобных Th 17 неоднородна, и в указанных выше работах речь часто идёт о фено-типически и функционально различных субпопуляциях.
Несмотря на небольшой размер субпопуляции IFNY-продуцирующих Th 17 в периферической крови, её содержание в инфильтратах воспалённых тканей достигает 60 % [13], и именно этим клеткам в настоящее время отводится ключевая роль в патогенезе многих заболеваний, включая и аутоиммунные [5, 7, 8, 10, 13, 14]. В связи с этим унификация данных о неклассических вариантах клеток Th17 имеет высокую актуальность и является предметом настоящего обзора.
ХАРАКТЕРИСТИКА Thl-ПОДОБНЫХ КЛЕТОК Th17
Тот факт, что в популяции Th 17 есть фракция лимфоцитов, продуцирующих, наряду с IL-17, Thl-ассоциированный цитокин IFNy, был отмечен ещё в одной из первых работ по изучению клеток Th17 у человека [16]. Тогда же были определены и мембранные маркеры, позволяющие дифференцировать такую неклассическую популяцию от традиционных Th17, - хе-мокиновые рецепторы CCR6, CCR4 и CXCR3 [16]. В частности, было показано, что Т-клетки памяти периферической крови, экспрессирующие IL-17A в ответ на стимуляцию ex vivo, несут на мембране рецептор CCR6 [5, 16] и в зависимости от коэкспрессии молекул CCR4 и CXCR3 разделяются на две субпопуляции с разным цитокино-вым профилем: коэкспрессия на мембране CCR6/CCR4 маркирует T-клетки памяти, селективно продуцирующие IL-17A, но не IFNy, тогда как CCR6+CXCR3+Т-клетки продуцируют IL-17A и IFNy или один IFNy [16]. И хотя впоследствии представления о клетках Th17, продуцирующих IFNy, были скорректированы, комбинация указанных выше хемокиновых рецепторов (CCR6+CCR4-CXCR3+) в сочетании с маркерами Т-клеток памяти и в настоящее время широко используется для идентификации данной Т-хелперной субпопуляции, особенно в клинических работах, не предусматривающих длительного культивирования и оценки экспрессии внутриклеточных факторов [7, 12, 13, 15].
Механизмы формирования Т-лимфоцитов, коэкспрессирующих маркеры Th17 и Th1
Традиционно дифференцировка клеток Th17 инициируется в присутствии IL-6, трансформирующего фактора роста в (TGFp, transforming growth factor в), IL-1P и IL-23, последовательно активирующих транскрипционные факторы STAT3 и RORC (у мышей - RORYt) [17]. При этом первичными индукторами дифференцировки являются IL-6/TGFe или IL-6/IL-1e, а IL-23 включается в процесс позже, когда на мембране активированных Т-лимфоцитов появляется рецептор IL-23R: сигнализация через этот рецептор стимулирует экспансию клеток и необходима для поддержания их функционирования, в частности для синтеза IL-17 [18]. Классические Th17 экспрессируют ключевой транскрипционный фактор RORC, несут на мембране специфические маркеры, такие как лектин-подобный рецептор киллерных клеток CD161 и хемокиновый рецептор CCR6, и способны продуцировать характерные для них цитокины IL-17A, IL-17F и IL-22 [17, 19].
Однако популяция Th17 нестабильна - дифференцированные лимфоциты Th17 способны трансформироваться в клетки другого фенотипа в условиях локального цитокинового окружения при рестимуляции, и легче всего реализуется сдвиг Th17 в направлении Th1. Эффективным индуктором такого сдвига ожидаемо является IL-12, главный цитокин в дифференциров-ке Th1. Повышенный уровень IL-12 индуцирует развитие субпопуляции ^1-подобных клеток Th17, в которых инициируется экспрессия TM-ассоциированных транскрипционных факторов T-bet/STAT4 и хемоки-нового рецептора CXCR3, а также синтез ключевого ^1-цитокина IFNy [3, 10]. Как следствие, новообразованная субпопуляция имеет фенотипические черты, общие для линий Th17 и Th1 (CD4+CD161+CCR6+CXCR3+IL-17+^^+Т-клетки) [6, 10]. Она по-разному идентифицируется и обозначается в современной литературе -в данной работе мы будем использовать наиболее распространённое название Th17.1 [12-14]. Часть клеток Th17.1 (^-17+^^+^17-клетки) может полностью утрачивать продукцию IL-17 и дифференцироваться в так называемые «бывшие» Th17 (ex-Th17), которые продуцируют только IFNy, но сохраняют при этом экспрессию ^^-ассоциированного транскрипционного фактора RORC, мембранных молекул CD161 и CCR6 (CD4+CD161+CCR6+CXCR3+IL-17iFNY+Т-клетки) [5, 10, 20, 21], а также способность эффективно отвечать на IL-23 [10]. Помимо этого, некоторыми авторами фиксируются дополнительные переходные формы, например, с разными вариантами экспрессии мембранных молекул CD161 и CCR6: CD4+CD161+CCR6-CXCR3+IL-17-IFNY+Т-лимфоциты или CD4+CD161-CCR6+CXCR3+IL-17-IFNY+Т-клетки [22]. В норме содержание TM-подобных Th17 в периферической крови здоровых доноров крайне мало, однако именно на эти клетки приходится основная часть CD4+IL-17+Т-лимфоцитов в сайте воспаления, в том числе аутоиммунного [10], поэтому ещё одно их неформальное название - «патогенные Th 17», в противоположность классическим Th17, которые не явля-
ются патогенными в различных моделях аутоиммуни-тета и продуцируют существенные количества противовоспалительного цитокина IL-10 [23].
Следует отметить, что IL-12 - не единственный индуктор редифференцировки Th17 в Th1: показано, что классический для ТЫ7-линии цитокин IL-23 при ре-стимуляции также способен индуцировать появление клеток с ТЫ-подобным фенотипом [23-25], в связи с чем ему в настоящее время приписывают участие не только в экспансии Th17, но и в их патогенности [3, 23]. Более того, высокий уровень экспрессии IL-23R Т-клетками памяти ограничен неклассическими Th17, коэкспрессирующими IFNy и CXCR3 [12].
Важным фактором, регулирующим переход Th17-Th1, является TGFP - цитокин, который в сочетании с IL-6 считается классическим стимулятором первичной дифференцировки наивных Сй4+Т-лимфоцитов в Th17. И хотя в настоящее время показано, что для первичной стимуляции TGFP необязателен, он играет важную роль в дальнейшей судьбе Th17 - за счёт ингибирова-ния экспрессии ^^ассоциированного транскрипционного фактора T-bet [10, 23]. Это стабилизирует фенотип классических Th17 и препятствует формированию патогенных ^1-подобных вариантов данной популяции [10].
Ещё один важный момент связан с происхождением Т-лимфоцитов, коэкспрессирующих маркеры Th17 и Th1, - все приведённые выше рассуждения исходят из того, что эти клетки формируются из зрелых дифференцированных Th17, и это действительно продемонстрировано во многих работах [3, 10, 26], хотя теоретически возможны ещё как минимум два механизма их возникновения: во-первых, они могут развиваться непосредственно из наивных Сй4+Т-лимфоцитов в ходе первичной дифференцировки; во-вторых -трансформироваться из классических Th1. По первому варианту данных пока нет, но вероятность его мала, так как для одного из основных индукторов развития TM-подобных Th17 - IL-23 - на наивных Т-лимфоцитах нет рецептора [24], а второй индуктор - IL-12 - в этом случае будет инициировать развитие классических Th1. Что касается происхождения IFNY-продуцирующих Th17 из Th1, то этот вариант оценивался во многих исследованиях и на сегодняшний день не подтверждён. Напротив, показано, что фракционированные Th1 не способны трансформироваться в Th17 или Th17.1 в ответ на Th^-поляризующие цитокины IL-1P, IL-23, IL-6 и IL-21 in vitro [10], и клональная структура Т-клеточных рецепторов (TCR, T cell receptor) у популяции Th17.1 ближе к таковой у Th17, чем у Th1 [10]. Поэтому поляризованные клетки Th17 рассматриваются как основной источник IFNY-продуцирующих Th17. Вопрос об обратимости редифференцировки Th17 в Th1 является спорным: одни авторы сообщают о невозможности возвращения «неклассических Th1» (ex-Th17) в Th17, обусловленной эпигенетическими механизмами [27], тогда как другими показана трансдифференцировка ex vivo «неклассических Th1» в ТЫ7 и Th1/Th17 при Th^-поляризующих условиях [22].
Причины пластичности клеток Th17 в направлении Th1
Говоря о пластичности популяции Th17, важно отметить, что независимо от направления редифференцировки она в целом менее стабильна, чем основные Т-хелперные популяции, Th1 и Th2: в отличие от последних, у клеток Th17 в процессе дифференцировки не формируется петля положительной обратной связи, так называемой аутоактивации, при которой продуцируемый цитокин (IFNy для Th1 или IL-4 для Th2), действуя как ауто- или паракринный фактор, связывается с рецепторами на мембране клетки и усиливает собственную продукцию, что стабилизирует соответствующий фенотип. Кроме того, у клеток Th17 не работает и вторая важная составляющая процесса стабилизации фенотипа - подавление дифференцировки альтернативных Т-хелперных линий, тогда как у Th1 и Th2 этот механизм чётко отлажен, в том числе и в отношении Th17. Так, ^-ассоциированный регулятор T-bet связывается с транскрипционным фактором RUNX1 и блокирует его взаимодействие с RORYt, подавляя в итоге диф-ференцировку Th17 [28]. Ингибирующим действием в отношении RORYt обладают также главный индуктор ^2-ответа GATA3 [29], цитокины IL-2 (через STAT5) [30], IFNy (через STAT1) и IL-12 (через STAT4). К тому же, в отличие от ключевых регуляторов Th1/Th2-линий, T-bet и GATA3, RORYt регулирует транскрипцию существенно меньшего количество локусов в клетках Th17 [31], что при отсутствии надёжных механизмов стабилизации его экспрессии не позволяет считать данный фактор полноценным «мастер-регулятором», способным обеспечить эффективную программу дифференцировки Th17, что и определяет высокую нестабильность популяции.
Что касается преимущественной пластичности Th17 в направлении Th1, здесь выделяют несколько причин. Одна из них заключается в том, что ключевой цитокин в дифференцировке клеток Th17, IL-23, имеет общую субъединицу c IL-12, основным индуктором Th1, и рецептор IL-23R также делит одну из двух субъединиц с IL-12R [32]. Как следствие, сигналы, инициируемые в Th17 при связывании IL-23 с соответствующим рецептором, активируют не только STAT3 (ключевой транскрипционный фактор в дифференцировке Th17), но и STAT4 (дифференцировочный фактор для Th1), хотя и в существенно меньшей степени [33]. То есть стабилизирующий для Th^-линии IL-23-зависимый сигнал, реализуемый через STAT3, одновременно за счёт активации STAT4 промотирует коэкспрессию IFNy и сдвиг в направлении TM-фенотипа [34]. На молекулярном уровне пластичность Th17-Th1 связывают с пермиссивными эпигенетическими модификациями в TM-ассоциированных локу-сах клеток Th17 [35], в частности в локусе IFNG: в то время как в клетках Th2 локус IFNG не имеет заметных следов ремоделирования, в клетках Th17 структура хроматина в этом локусе имеет высокое сходство с таковой в клетках Th1 [20]. В работе A. Mazzoni и соавт. трансформация генерированных in vitro Th17 в «неклассические» Th1 (ex-Th17) сопровождалась деметилировани-ем ДНК в локусах TBX21 (кодирует T-bet) и IFNG с одно-
временным метилированием ДНК в IL-17A/RORC2 [36], хотя в более ранней работе с использованием клонов ТЫ7-клеток памяти в аналогичных условиях эпигенетических модификаций в IFNG-локусе не было выявлено [37]. Вопрос о том, связано ли эпигенетическое примиро-вание ТЫ-ассоциированных локусов клеток Th 17 с описанной выше перекрёстной активацией транскрипционного фактора STAT4 в ответ на IL-23/IL23R-зависимый сигнал, пока остаётся открытым.
МАРКЕРЫ Thl-ПОДОБНЫХ КЛЕТОК Th17
На сегодняшний день в популяции ^1-поля-ризованных клеток Th17 выделяют два основных варианта. Первый - лимфоциты ТЫ7, продуцирующие наряду с классическим IL-17 главный ^1-цитокин IFNy, а также коэкспрессирующие транскрипционный фактор T-bet, хемокиновый рецептор CXCR3 и ряд других ^^ассоциированных молекул [3, 10]. Такая субпопуляция сочетает фенотипические и функциональные характеристики обеих линий, Th17 и Th1 и в наиболее общей форме представлена в литературе как CD4+CD161+CCR6+CXCR3+IL-17+IFNY+Т-клетки [6, 10]. В ряде случаев, когда эти клетки идентифицируют только с помощью мембранных молекул, без оценки синтеза цитокинов, в линейку маркеров добавляются ещё два хемокиновых рецептора - CCR4 и CCR10, - чтобы разделить популяции классических Th17 и Th22, которые при идентификации с помощью указанных мембранных маркеров имеют одинаковый фенотип (CCR6+CXCR3-/low), но могут быть дифференцированы по комбинации CCR4/CCR10: CCR4 представлен в обеих популяциях, тогда как CCR10 высоко экспрессирован на клетках Th22, но отсутствует у Th17 [12]. В результате интересующая нас субпопуляция клеток Th17, копродуцирующих IL-17/IFNy, будет иметь фенотип CD4+CD161+CCR6+CCR4-/low CCR10-CXCR3+, в отличие от классических Th17 с фенотипом CD4+CD161+CCR6+CCR4+ CCR10-CXCR3- [12]. Кроме того, в исследованиях ex vivo клетки Th17.1 и ex-Th17, как правило, выделяются из предварительно фракционированных Т-клеток памяти - центральных (CCR7+CD45RA-) или эффекторных (CCR7-CD45RA-/ CD45R0+). Разумеется, это ещё не предел детализации: есть исследования, в которых наряду с мембранными оценивается широкий спектр внутриклеточных молекул - как на уровне мРНК, так и на уровне белка, однако в большинстве работ, особенно клинических, данную субпопуляцию идентифицируют по ключевым ци-токинам (IL-17/IFNy), хемокиновым рецепторам (CCR6/ CXCR3) или их комбинации. Эти клетки не имеют единого названия, в литературе у них множество обозначений (будут рассмотрены ниже), мы в данной работе используем наиболее распространённое - Th17.1 [12-14].
Второй вариант ТЫ-поляризованных клеток Th17 -это фактически результат дальнейшей редифферен-цировки Th17.1 в направлении Th1, при которой клет-
ки утрачивают синтез И-17, продуцируя только !Р^, но сохраняют при этом остальные «атрибуты» исходной популяции - экспрессию ТЬ17-ассоциированного транскрипционного фактора КОКС и мембранных молекул СР161/ССК6 (С04+СР161+ССК6+СХСК3+!1_-17-!Р^+Т-клетки) [2, 5, 10, 20]. Это так называемые «бывшие» ТЬ17 (ех-ТЬ17), они же «неклассические ТЫ» [6] или ТЫ* [15]. Следует отметить, что субпопуляцию ех-ТЫ7 нельзя идентифицировать только по цитокино-вой продукции или только по экспрессии мембранных маркеров: в первом случае она перекрывается с классическими ТЫ, а во втором - с клетками ТЫ7.1. Именно поэтому их часто ошибочно «недооценивают» или «переоценивают».
Однако проблемы с идентификацией относятся не только к клеткам ех-ТЫ7, но и в целом к популяции ТЫ-поляризованных ТЫ7. Как отмечалось выше, номенклатура таких клеток не единообразна; в разных работах эти клетки обозначены как ТЫ7/ТЫ, ТЫ/ТЫ7, ТЫ/17, ТЫ7/1, ТЫ7-1, ТЫ7.1 и так далее. И хотя из названия ясно, что это продукты трансформации ТЫ7 в ТЫ, внимательный анализ таких работ показывает, что речь в них часто идёт о разных субпопуляциях.
Рассмотрим несколько примеров. Работа К. КатезЬ и соавт. [12] - одна из немногих, в которой максимально точно на сегодняшний день идентифицирована субпопуляция лимфоцитов ТЬ17, копродуцирующих !Ы7/!Р^: в ней из клеток периферической крови человека последовательно выделялись Т-клетки памяти - центральные (СР4+ССК7+СР45КО+) и эффекторные (СР4+ССК7-СР45КО+), которые далее фракционировались на основе экспрессии хемокиновых рецепторов ССК6/ССК4/СХСК3 и внутриклеточных цитокинов И-17/ ^ (СР4+ССК6+ССК4|оСХСР!3ы!1_-17+!Р^+Т-лимфоциты). Субпопуляция была впервые обозначена в работе как ТЬ17.1 - это наиболее распространённый на сегодняшний день вариант её названия.
Однако в других работах, использующих такое же обозначение, ТЬ17.1 [13, 14], речь идёт не о той же популяции - вернее, не о ней одной. Так, в исследовании 1 Кат$1е1п и соавт. [13] клетки ТЬ17.1 идентифицировали в периферической крови и бронхоальвеолярном лаваже больных саркоидозом по коэкспрессии ССК6/ СХСК3 (СР4+ССК6+ССК4-СХСК3+Т-лимфоциты). Аналогичным образом, по коэкспрессии ССК6/СХСК3, определялась субпопуляция ТЬ17.1 в клетках памяти крови здоровых доноров и больных ревматоидным артритом (СР4+СР45К0+ССК6+ССК4-СХСК3+Т-лимфоциты) в работе W. РапкегБ и соавт. [14]. Очевидно, что при использовании в качестве маркеров только хемокиновых рецепторов ССК6/СХСК3 идентифицируется общая популяция ТЫ-подобных ТЬ17, включающая ТЬ17.1 и ех-ТЬ17. Субпопуляция, обозначаемая в литературе как ТЫ/ТЫ7 [7, 8], также идентифицировалась по коэкспрессии хемокиновых рецепторов ССК6/СХСК3 - в циркулирующих СР70+Т-лимфоцитах больных рассеянным склерозом (СР4+СР70+ССК6+СХСК3+Т-лимфоциты) [8] и в центральных клетках памяти из периферической крови таких пациентов ССК6/СХСК3 (СР4+ССК7+СР45КА-ССК6+СХСК3+Т-
лимфоциты) [7]. Цитокины здесь не определялись, так что речь идёт об общей популяции ТЫ-подобных ТЫ7, включающей и ТЫ7.1, и ех-ТЫ7. Это относится и к субпопуляции циркулирующих клеток ТЫ* в работе Н. МзЫЬзгз и соавт. (СР4+СР45КО+СХСК3+ССК4-ССК6+Т-лимфоциты) [15] или к клеткам ТЫ/17 из крови здоровых доноров в исследовании Т. РиЬеп и соавт. (С04+СР45КО+С025-С0127+ССК6+СХСК3+Т-лимфоциты) [9]. Интересно отметить, что в ряде описанных выше работ последующая оценка цитокинов в Т-лимфоцитах, ко-экспрессирующих ССК6/СХСК3, показала, что лишь небольшая доля этих клеток копродуцирует И-17/1Р^, тогда как основная часть (в бронхоальвеолярном лаваже -до 60 %) - один 1Р^ [9, 13].
С другой стороны, в литературе есть немало работ, в которых ТЫ-подобные клетки ТЫ7 определяются по коэкспрессии цитокинов И-17/1Р^, - это субпопуляция ТЫ7-1, идентифицированная в крови здоровых доноров (С04+И-17+1Р^+Т-лимфоциты) [11], клетки ТЫ7/ТЫ из крови и слизистой кишечника пациентов с болезнью Крона (С04+И-17+1Р^+Т-лимфоциты)
[5], а также ТЫ7/1, определявшиеся в крови и синовиальной жидкости пациентов с ювенильным идиопати-ческим артритом (СР4+1Ы7+1Р^+Т-лимфоциты) [10]. Во всех этих работах речь, очевидно, идёт о субпопуляции, которая в нашем обзоре названа ТЫ7.1. В исследовании Ь. Мадд1 и соавт. [6] для идентификации в крови клеток, обозначенных как ТЫ7/ТЫ, в качестве маркеров наряду с цитокинами И-17/1Р^ была использована ТЫ7-специфичная мембранная молекула СР161: её использование позволило выявить не только субпопуляцию И-17/1Р^-копродуцирующих ТЫ7, то есть ТЫ7.1 (С04+С0161+И-17+1Р^+Т-лимфоциты), но и вторую основную субпопуляцию ТЫ-подобных ТЫ7 - ех-ТЫ7, или «неклассических» ТЫ (С04+С0161+1Ы7-1Р^+Т-клетки), дифференцировавших её с помощью СР161 от классических ТЫ (С04+СР16П1-17-1Р^+Т-клетки)
[6].
Подведём итоги: использование мембранных маркеров ССК6/СХСК3 позволяет идентифицировать обе основные субпопуляции ТЫ-подобных ТЫ7, ТЫ7.1 и ех-ТЫ7, но не позволяет дифференцировать их друг от друга. Оценка коэкспрессии цитокинов И-17/1Р^ позволяет выявить только ТЫ7.1, но не ех-ТЫ7. Только комбинированный подход с использованием в качестве маркеров наряду с цитокинами мембранных молекул даёт возможность разделить эти субпопуляции.
Отдельного внимания заслуживают транскрипционные факторы как потенциальные маркеры в подобных исследованиях: хотя оценка экспрессии Т-Ье1 и КОКС является стандартом в определении классических популяций ТЫ и ТЫ7, их использование для идентификации субпопуляций ТЫ7.1 и ех-ТЫ7, по-видимому, малоэффективно: немногочисленные работы показывают, что если экспрессия КОКС в субпопуляциях ТЫ7.1 и ех-ТЫ7 одинакова и сопоставима с таковой в классических ТЫ7, Т-Ье1 имеет низкую экспрессию в ТЫ7.1, хотя его уровень в ех-ТЫ7 сопоставим с классическими ТЫ [13].
заключение
Несмотря на то, что ^-поляризованные Th17 выявляют и у здоровых доноров, интерес к этой популяции обусловлен в первую очередь присутствием (и существенным превалированием) этих клеток в очагах воспаления при рассеянном склерозе [7, 8, 24], саркоидозе [13], ревматоидном артрите [10, 14], воспалительном заболевании кишечника [5, 38], причём доказан их вклад в развитие данных заболеваний. Более того, процесс редифференцировки Th17 в Th1 рассматривается в настоящее время как перспективная мишень для терапии. В связи с этим вопрос об унификации методов выделения этих клеток очень актуален, особенно учитывая, что популяция ^-подобных клеток Th17 неоднородна и включает как минимум два варианта - Th17.1 и ex-Th17, - отражающие, по-видимому, разные стадии трансформации Th17. Роль каждой из субпопуляций в патогенезе и их уникальные свойства пока изучены недостаточно: есть лишь несколько работ, в которых клетки Th17.1 и ex-Th17 выделялись и оценивались индивидуально. Большинство же исследователей используют один из двух методов идентификации ^-подобных клеток Th17 - по коэкспрессии клетками хемокиновых рецепторов CCR6/CXCR3 или цитокинов IL-17/IFNy, - и получают результаты, не всегда сопоставимые друг с другом. Причина таких противоречий состоит, по-видимому, в том, что субпопуляция ex-Th17, упускаемая из виду при определении IL-^/IFNY-копродуцирующих клеток, сильно варьирует в зависимости от локализации и окружения: если в периферической крови её размер невелик (~5 %), как и в краткосрочной культуре при трансформации Th17 в Th1 in vitro, то в сайтах воспаления доля ex-Th17 достигает 60 % [9, 13]. В связи с этим использование хемокиновых рецепторов CCR6/CXCR3 в качестве маркеров позволяет получить более точные представления о размере популяции ^1-подобных Th17, чем при оценке синтеза цитокинов, однако предпочтительной стратегией идентификации этих клеток является, по-видимому, одновременная оценка экспрессии клетками цитокинов IL-17/IFNy и ^^-ассоциированных мембранных маркеров (CCR6 и/или CD161): она позволяет не только идентифицировать обе субпопуляции, Th17.1 и ex-Th17, но и разделить их, а также дифференцировать ex-Th17 от классической популяции Th1.
Финансирование
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда и Пермского края в рамках научного проекта № 22-25-20121.
конфликт интересов
Конфликт интересов в финансовой или какой-либо иной сфере отсутствует.
Соблюдение этических стандартов
Настоящая статья не содержит описания выполненных авторами исследований с участием людей или с использованием животных в качестве объектов.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Ahern PP, Schiering C, Buonocore S, McGeachy MJ, Cua DJ, Maloy KJ, et al. Interleukin-23 drives intestinal inflammation through direct activity on T cells. Immunity. 2010; 33(2): 279-288. doi: 10.1016/j.immuni.2010.08.010
2. Hirota K, Duarte JH, Veldhoen M, Hornsby E, Li Y, Cua DJ, et al. Fate mapping of IL-17-producing T cells in inflammatory responses. Nat Immunol. 2011; 12: 255-263. doi: 10.1038/ni.1993
3. Lee YK, Turner H, Maynard CL, Oliver JR, Chen D, Elson CO, et al. Late developmental plasticity in the T helper 17 lineage. Immunity. 2009; 30(1): 92-107. doi: 10.1016/j.immuni.2008.11.005
4. Lexberg MH, Taubner A, Albrecht I, Lepenies I, Richter A, Kamradt T, et al. IFN-y and IL-12 synergize to convert in vivo generated Th17 into Th1/Th17 cells. Eur J Immunol. 2010; 40(11): 30173027. doi: 10.1002/eji.201040539
5. Annunziato F, Cosmi L, Santarlasci V, Maggi L, Liotta F, Mazzinghi B, et al. Phenotypic and functional features of human Th17 cells. J Exp Med. 2007; 204(8): 1849-1861. doi: 10.1084/ jem.20070663
6. Maggi L, Santarlasci V, Capone M, Rossi MC, Querci V, Maz-zoni A, et al. Distinctive features of classic and nonclassic (Th17 derived) human Th1 cells. Eur J Immunol. 2012; 42(12): 3180-3188. doi: 10.1002/eji.201242648
7. Quirant-Sanchez B, Presas-Rodriguez S, Mansilla MJ, Teniente-Serra A, Hervas-Garcia JV, Brieva L, et al. Th1Th17CM lymphocyte subpopulation as a predictive biomarker of disease activity in multiple sclerosis patients under dimethyl fumarate or fingolimod treatment. MediatorsInflamm. 2019; 2019: 8147803. doi: 10.1155/2019/8147803
8. Dhaeze T, Tremblay L, Lachance C, Peelen E, Zandee S, Grasmuck C, et al. CD70 defines a subset of proinflammatory and CNS-pathogenic TH1/TH17 lymphocytes and is overexpressed in multiple sclerosis. Cell Mol Immunol. 2019; 16(7): 652-665. doi: 10.1038/s41423-018-0198-5
9. Duhen T, Campbell DJ. IL-1ß promotes the differentiation of polyfunctional human CCR6+CXCR3+ Th1/17 cells that are specific for pathogenic and commensal microbes. J Immunol. 2014; 193(1): 120-129. doi: 10.4049/jimmunol.1302734
10. Nistala K, Adams S, Cambrook H, Ursu S, Olivito B, de Jager W, et al. Th17 plasticity in human autoimmune arthritis is driven by the inflammatory environment. Proc Natl Acad Sci USA. 2010; 107(33): 14751-14756. doi: 10.1073/pnas.1003852107
11. Dhodapkar KM, Barbuto S, Matthews P, Kukreja A, Ma-zumder A, Vesole D, et al. Dendritic cells mediate the induction of polyfunctional human IL17-producing cells (Th17-1 cells) enriched in the bone marrow of patients with myeloma. Blood. 2008; 112(7): 2878-2885. doi: 10.1182/blood-2008-03-143222
12. Ramesh R, Kozhaya L, McKevitt K, Djuretic IM, Carlson TJ, Quintero MA, et al. Pro-inflammatory human Th17 cells selectively express P-glycoprotein and are refractory to glucocorticoids. J Exp Med. 2014; 211(1): 89-104. doi: 10.1084/jem.20130301
13. Ramstein J, Broos CE, Simpson LJ, Ansel KM, Sun SA, Ho ME, et al. IFN-y-producing T-helper 17.1 cells are increased in sarcoidosis and are more prevalent than T-helper type 1 cells. Am J Respir Crit Care Med. 2016; 193(11): 1281-1291. doi: 10.1164/ rccm.201507-1499OC
14. Dankers W, den Braanker H, Paulissen SMJ, van Hamburg JP, Davelaar N, Colin EM, et al. The heterogeneous hu-
man memory CCR6+ T helper-17 populations differ in T-bet and cytokine expression but all activate synovial fibroblasts in an IFNy-independent manner. Arthritis Res Ther. 2021; 23(1): 157. doi: 10.1186/s13075-021-02532-9
15. Nishihara H, Soldati S, Mossu A, Rosito M, Rudolph H, Muller WA, et al. Human CD4+ T cell subsets differ in their abilities to cross endothelial and epithelial brain barriers in vitro. Fluids Barriers CNS. 2020; 17(1): 3. doi: 10.1186/s12987-019-0165-2
16. Acosta-Rodriguez EV, Rivino L, Geginat J, Jarrossay D, Gat-torno M, Lanzavecchia A, et al. Surface phenotype and antigenic specificity of human interleukin 17-producing T helper memory cells. Nat Immunol. 2007; 8(6): 639-646. doi: 10.1038/ni1467
17. Belpaire A, van Geel N, Speeckaert R. From IL-17 to IFN-y in inflammatory skin disorders: Is transdifferentiation a potential treatment target? Front Immunol. 2022; 13: 932265. doi: 10.3389/ fimmu.2022.932265
18. McGeachy MJ, Chen Y, Tato CM, Laurence A, Joyce-Shaikh B, Blumenschein WM, et al. The interleukin 23 receptor is essential for the terminal differentiation of interleukin 17-producing effector T helper cells in vivo. Nat Immunol. 2009; 10(3): 314-324. doi: 10.1038/ni.1698
19. Littman DR, Rudensky AY. Th17 and regulatory T cells in mediating and restraining inflammation. Cell. 2010; 140(6): 845858. doi: 10.1016/j.cell.2010.02.021
20. Mukasa R, Balasubramani A, Lee YK, Whitley SK, Weaver BT, Shibata Y, et al. Epigenetic instability of cytokine and transcription factor gene loci underlies plasticity of the T helper 17 cell lineage. Immunity. 2010; 32(5): 616-627. doi: 10.1016/j.im-muni.2010.04.016
21. Hirota K, Yoshitomi H, Hashimoto M, Maeda S, Teradaira S, Sugimoto N, et al. Preferential recruitment of CCR6-expressing Th17 cells to inflamed joints via CCL20 in rheumatoid arthritis and its animal model. J Exp Med. 2007; 204(12): 2803-2812. doi: 10.1084/ jem.20071397
22. Leipe J, Pirronello F, Schoolze-Koops H, Skapenko A. Increased plasticity of non-classic Th1 cells toward the Th17 phenotype. Mod Reumatol. 2020; 30(5): 930-936. doi: 10.1080/14397 595.2019.1667473
23. Ghoreschi K, Laurence A, Yang XP, Tato CM, McGeachy MJ, Joanne Konkel J, et al. Generation of pathogenic Th17 cells in the absence of TGF-ß signaling. Nature. 2010; 467(7318): 967971. doi: 10.1038/nature09447
24. KebirH, Ifergan I, Alvarez JI, Bernard M, Poirier J, Arbour N, et al. Preferential recruitment of interferon-gamma-expressing TH17 cells in multiple sclerosis. Ann Neurol. 2009; 66(3): 390-402. doi: 10.1002/ana.21748
25. Duhen R, Glatigny S, Arbelaez CA, Blair TC, Oukka M, Bet-telli E. Cutting edge: The pathogenicity of IFN-Y-producing Th17 cells is independent of T-bet. J Immunol. 2013; 190(9): 4478-4482. doi: 10.4049/jimmunol.1203172
26. Okada S, Markle JG, Deenick EK, Mele F, Averbuch D, Lagos M, et al. Immunodeficiencies. Impairment of immunity to Candida and Mycobacterium in humans with bi-allelic RORC mutations. Science. 2015; 349(6248): 606-613. doi: 10.1126/sci-ence.aaa4282
27. Mazzoni A, Maggi L, Siracusa F, Ramazzotti M, Rossi MC, Santarlasci V, et al. Eomes controls the development of Th17-de-rived (non-classic) Th1 cells during chronic inflammation. Eur J Immunol. 2019; 49(1): 79-95. doi: 10.1002/eji.201847677
28. Li P, Spolski R, Liao W, Leonard WJ. Complex interactions of transcription factors in mediating cytokine biology in T cells. Immunol Rev. 2014; 261(1): 141-156. doi: 10.1111/imr.12199
29. Wohlfert EA, Grainger JR, Bouladoux N, Konkel JE, Old-enhove G, Ribeiro CH, et al. GATA3 controls Foxp3(+) regulatory T cell fate during inflammation in mice. J Clin Invest, 2011; 121(11): 4503-4515. doi: 10.1172/JCI57456
30. Laurence A, Tato CM, Davidson TS, Kanno Y, Chen Z, Yao Z, et al. Interleukin-2 signaling via STAT5 constrains T helper 17 cell generation. Immunity. 2007; 26(3): 371-381. doi: 10.1016/j.im-muni.2007.02.009
31. Ciofani M, Madar A, Galan C, Sellars M, Mace K, Pauli F, et al. A validated regulatory network for Th17 cell specification. Cell. 2012; 151(2): 289-303. doi: 10.1016/j.cell.2012.09.016
32. Oppmann B, Lesley R, Blom B, Timans JC, Xu Y, Hunte B, et al. Novel p19 protein engages IL-12p40 to form a cytokine, IL-23, with biological activities similar as well as distinct from IL-12. Immunity. 2000; 13(5): 715-725. doi: 10.1016/s1074-7613(00)00070-4
33. Tait Wojno ED, Hunter CA, Stumhofer JS. The immunobi-ology of the interleukin-12 family: Room for discovery. Immunity. 2019; 50(4): 851-870. doi: 10.1016/j.immuni.2019.03.011
34. Wu C, Yosef N, Thalhamer T, Zhu C, Xiao S, Kishi Y, et al. Induction of pathogenic TH17 cells by inducible salt-sensing kinase SGK1. Nature. 2013; 496(7446): 513-517. doi: 10.1038/ nature11984
35. Yang BH, Floess S, Hagemann S, Deyneko IV, Groebe L, Pezoldt J, et al. Development of a unique epigenetic signature during in vivo Th17 differentiation. Nucleic Acids Res. 2015; 43(3): 1537-1548. doi: 10.1093/nar/gkv014
36. Mazzoni A, Santarlasci V, Maggi L, Capone M, Rossi MC, Querci V, et al. Demethylation of the RORC2 and IL17A in human CD4+ T lymphocytes defines Th17 origin of nonclassic Th1 cells. J Immunol. 2015; 194(7): 3116-3126. doi: 10.4049/jim-munol.1401303
37. Cohen CJ, Crome SQ, MacDonald KG, Dai EL, Mager DL, Levings MK. Human Th1 and Th17 cells exhibit epigenetic stability at signature cytokine and transcription factor loci. J Immunol. 2011; 187(11): 5615-5626. doi: 10.4049/jimmunol.1101058
38. Kleinschek MA, Boniface K, Sadekova S, Grein J, Murphy EE, Turner SP, et al. Circulating and gut-resident human Th17 cells express CD161 and promote intestinal inflammation. J Exp Med. 2009; 206(3): 525-534. doi: 10.1084/jem.20081712
Сведения об авторах
Куклина Елена Михайловна - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории иммуноретуляции, Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук - филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, e-mail: ibis_07@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-2173-2724 Глебездина Наталья Сергеевна - кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции, Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук - филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, e-mail: glebezdina_n@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-9891-0509
Information about the authors
Elena M. Kuklina - Dr. Sc, (Biol.), Leading Research Officer at the Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences - Branch of the Perm Federal Research Center UB RAS, e-mail: ibis_07@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-2173-2724
NatalyaS. Glebezdina - Cand. Sc. (Biol.), Junior Research Officer at the Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences - Branch of the Perm Federal Research Center UB RAS, e-mail: glebezdina_n@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-9891-0509
