CC BY
360
Медицинская Иммунология 2009, Т. 11, № 2-3, стр. 115-130 © 2009, СПб РО РААКИ
Обзоры
у8Т-ЛИМФОЦИТЫ: ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, СУБПОПУЛЯЦИОННЫЙ СОСТАВ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
Нижегородова Д.Б., Зафранская М.М.
Иммунологическая группа, Центральная научно-исследовательская лаборатория, Белорусская медицинская академия последипломного образования, г. Минск, Беларусь
Резюме. у8Т-лимфоциты представляют собой малоизученную гетерогенную популяцию Т-лимфоцитов, доминирующую в слизистых оболочках и сочетающую в себе свойства как клеток врожденного, так и приобретенного иммунитета. Отсутствие процессинга и МНС-рестрикции обуславливает способность у8Т-клеток идентифицировать широкий спектр антигенов, природа которых, как и механизм распознавания, до конца не установлены. Многообразие биологических функций, основными из которых являются цитолиз, иммунорегуляция, презентация антигена и репарация поврежденных тканей, определяют уникальную роль данной популяции при инфекционных, опухолевых и аутоиммунных заболеваниях. В настоящий момент, основные ужлия исследователей направлены на изучение терапевтического потенциала у8Т-лимфоцитов, поиск и продукцию у8Т-клеточных агонистов, а также планирование и оптимизацию терапевтических протоколов, мишенью которых являются у8Т-лимфоциты.
Ключевые слова: циркулирующие и резидентные у8Т-лимфоциты, фосфоантигены, цитотоксичность, иммунорегуляция.
Nizhegorodova D.B., Zafranskaya M.M.
y8T-LYMPHOCYTES: GENERAL CHARACTERISTICS, SUBPOPULATION PROFILE, BIOLOGICAL ROLE, And FuncTIONAL FEATuREs
Abstract. у8Т lymphocytes represent a poorly investigated heterogeneous population of T cells that are found, predominantly, in mucosal structures, and express common characteristics of innate and acquired immunity. Lack of both antigen processing and MHC-restriction determines an ability of у8Т cells to identify broad spectrum of antigens, the origin of which is yet unknown, and the recognition mechanism have been not established yet. A variety of biological functions, first of all, cytolysis, immune regulation, antigen presentation and repair oftissue damage, define a unique role ofthis population in infectious diseases, tumors, and autoimmune disorders. Nowadays, principal efforts of scientists are directed to investigation of у8Т cell therapeutic potential, search and production of у8Т cell agonists, as well as design and optimization of herapeutic protocols that may be targeted to у8Т lymphocytes. (Med. Immunol., vol. 11, N2-3, pp 115-130)
у8Т-лимфоциты впервые были описаны в середине 1980-х Saito et al. (1984) и Brenner et al. (1986)
Адрес для переписки:
Нижегородова Дарья Борисовна
220073, Беларусь, г. Минск, ул. Притыцкого, 18,
корп. 3, кв. 35.
Тел.: (+375-17) 265-33-56.
Факс: (+375-17) 265-46-43.
E-mail: [email protected]
как гетерогенная субпопуляция Т-клеток с Т-клеточным рецептором, состоящим из у- и 8-цепей (y8TCR) [7, 11, 43]. У человека вариабельные домены y8ТCR кодируются 3 основными V8-генами и не менее чем 6 Vy-генами, что определяет высокий полиморфизм y8ТCR, больший потенциал к формированию разнообразных лиганд-связывающих участков по сравнению с антигенными рецепторами
115
Нижегородова Д.Б., Зафранская М.М.
Медицинская Иммунология
арТ- и В-лимфоцитов и объясняет высокую гетерогенность данной популяции. Сравнительная характеристика у8Т-клеток с другими популяциями лимфоцитов представлена в таблице 1 [12, 30, 35].
Для у8Т-лимфоцитов характерно тимическое и внетимическое онтогенетическое развитие. В тимусе созревает небольшая популяция у8Т-клеток, которая впоследствии диссемени-рует в другие органы и ткани. Наряду с тимус-зависимым способом развития источником у8Т-клеток могут быть слизистые оболочки, костный мозг и эмбриональная печень. В организме у8Т-лимфоциты представляют собой минорную субпопуляцию Т-клеток в местах типичной локализации лимфоцитов (селезенка и лимфатические узлы), однако могут присутствовать в больших количествах в других тканях (эпителий, печень) [33, 43].
Характерным отличием Т-клеток с y8ТCR является отсутствие МНС-рестрикции и способность к распознаванию непептидных антигенов. Это обуславливает специфические функции данной популяции, которые включают как эффек-торные реакции, опосредуемые механизмами цитотоксичности, так и регуляцию иммунного ответа, репарацию ткани и поддержание антигенного гомеостаза [26].
Классификация
Выделяют циркулирующие и резидентные у8Т-лимфоциты. Циркулирующие у8Т-лимфоциты составляют в среднем 1-10% от мононуклеаров периферической крови (МПК) и экспрессируют СD3+Vy9V82+TCR. Частота Vy9V82+Т-клеток во время их постнатальной экспансии и селекции определяется факторами окружающей среды, главным образом инфекционными агентами. Для циркулирующих у8Т-лимфоцитов более характе-
ТАБЛИЦА 1. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА у8Т-КЛЕТ0К С ДРУГИМИ ПОПУЛЯЦИЯМИ ЛИМФОЦИТОВ
Характеристика арТ-лимфоциты у8Т-лимфоциты В-лимфоциты
циркулирующие резидентные
Иммунологическая принадлежность Приобретенный иммунитет Врожденный/приоб-ретенный иммунитет Врожденный иммунитет Приобретенный иммунитет
Онтогенез позже раньше позже
Развитие Тимус/экстра-тимус тимус Тимус/экстра-тимус Тимус/экстра- тимус
Конфигурация антигенного рецептора CD3 комплекс + apTCR CD3 комплекс + V82 TCR CD3 комплекс + V81/ у83 TCR Иммуноглобу- лин
Теоретическое количество TCRs ~1015 ~1020 ~1011
Распознавание антигена Пептид + МНС Непептидные антигены бактерий и растений Собственные антигенные структуры Белки и небелковые структуры
МНC-рестрикция Да Нет Нет
Фенотип CD4+ или СD8+ Большинство CD4-CD8- CD4-CD8-, некоторые CD8+ или CD8aa+ (IELs) CD19+CD20+
Частота в периферической крови 65-75% 1-10% Очень мало; в слизистых оболочках 25-60% 5-10%
Распределение Периферическая кровь, лимфоидные ткани, слизистые оболочки Периферическая кровь, лимфоидные ткани Слизистые оболочки, эпителий, лимфоидные ткани Периферическая кровь и лимфоидные ткани
Эффекторные свойства Цитотоксические лимфоциты, продукция цитокинов Th1/Th2 Цитотоксические лимфоциты, продукция цитокинов (Th1 > Th2) Продукция иммуноглобулинов
Биологические функции Иммунологическая защита и уничтожение патогенов Элиминация патогенов Иммунорегуляция иммунологический надзор Гуморальный иммунный ответ
116
2009, Т. 11, № 2-3
yS Т-лимфоциты
рен тимусзависимый способ развития. Основной биологической функцией Vy9VS2+T-KneTOK является элиминация патогенов [6, 12, 37].
Резидентные ySТ-лимфоциты имеютСD3+VS1 + или СD3+VS3+ТCR и доминируют в слизистых оболочках желудочно-кишечного, респираторного и урогенитального трактов. Большинство резидентных ySТ-клеток развиваются тимус-независимым способом. Помимо выполнения эффекторной цитотоксической функции, резидентные ySТ-лимфоциты играют большую роль в иммунорегуляции и иммунологическом надзоре организма [3, 6, 35]. Hayday и Chen (2001 г.) показали, что резидентные внутриэпителиальные Т-клетки с ySTCR (ySIEL) находятся в дифференцированном, но покоящемся состоянии («activated-yet-resting Т-cells») и участвуют в реализации механизмов врожденного иммунитета [27]. Эти малые по размеру лимфоциты характеризуются высоким уровнем экспрессии генов, кодирующих эффекторные молекулы (гранзим А и В), апоптоз-индуцирующий FasL, СС-хемо-кин RANTES, ранний активационный антиген
СD69, и имеют потенциал для дальнейшей активации [3, 35].
У мышей также существует корреляция экспрессии ySТCR с определенными анатомическими областями (рис. 1). После реанжировки Vy-сегментов ySТ-лимфоциты выходят из тимуса на определенном периоде фетального или неонатального развития и заселяют различные ткани организма. Так, среди ySТ-лимфоцитов периферической крови, селезенки и лимфатических узлов доминируют субпопуляции Vy1+ и Vy4+Т-клеток; в легких, матке и языке преимущественно локализованы Vy6+Т-лимфоциты. Генерация некоторых субпопуляций, преимущественно кишечных IEL, несущих Vy7+TCR, происходит экстратимически. Наряду с другими субпопуляциями yS^ лимфоцитов у мышей присутствуют также дендритные эпидермальные Vy5+Т-клетки (DETC), аналогов которых у человека не наблюдается. Эти резидентные клетки, предположительно, имеют тимическое происхождение и играют роль в распознавании антигенов в эпидермисе [12, 30, 35].
Рисунок 1. Распределение субпопуляций у§Т-лимфоцитов у мышей (адаптирован, Carding and Egan, 2002)
Примечания: ЖКТ - желудочно-кишечный тракт, ПК - периферическая кровь.
117
Нижегородова Д.Б., Зафранская М.М.
Медицинская Иммунология
Фенотип
Циркулирующие yST-лимфоциты характеризуются экспрессией СD3-маркера и отсутствием CD4 и CD8 костимулирующих молекул. Резидентные yST-клетки имеют аналогичный фенотип (СD3+СD4■CD8■), однако некоторые ySIEL могут также экспрессировать CD8 или CD8a [33, 35].
ySТ-лимфоциты периферической крови имеют фенотип активированных клеток или клеток-памяти и в большей своей массе являются аутореактивными, в то время как резидентные ySТ-лимфоциты, главным образом, наивные клетки. В пуповинной крови до 40% Vy9VS2+Т-кле-ток несут маркеры памяти, количество которых в противоположность другим yST- или авТ-клеточным субпопуляциям увеличивается до 90-95% уже к 2 годам [49].
Некоторые авторы классифицируют ySТ-клет-ки-памяти на основе экспрессии поверхностных маркеров (костимулирующих молекул CD27 и CD28, хемокиновых рецепторов) и функциональных особенностей (миграция, секреция цитокинов, цитотоксичность) [20,37]. Среди Vy9VS2+Т-клеток взрослого человека выделяют CD27+CD28+, CD27+CD28- и CD27-CD28-, отличающиеся пролиферативным и цитотоксическим потенциалом, а также миграционной способностью, которые могут представлять различные стадии дифференцировки:
• CD27+CD28+ — ранние дифференцированные клетки-памяти (Tearly);
• CD27+CD28- — промежуточные дифференцированные клетки-памяти (Tint);
• CD27-CD28- — терминально дифференцированные клетки-памяти (Tlate RA) (табл. 2).
После встречи с антигеном yST-клетки подвергаются фенотипическим изменениям, характерным для CD8+apT-клеток: они приобретают CD45RO подобно ранним CD8+apT-клеткам памяти (клетки центральной памяти) и теряют CD27, CD28, а также повторно начинают экспрессировать CD45RA с продолжающейся их активацией, что характерно для поздних CD8+apT-кле-ток (клетки эффекторной памяти). Подобно apThl-клеткам памяти yST-лимфоциты экспрес-
сируют хемокиновые рецепторы CXCR3, CCR5, CXCR4, что обеспечивает хоуминг (направленное движение в периферические лимфоидные органы) циркулирующих Vy9VS2+T-клеток-памяти в места воспаления нелимфоидных тканей. Резидентные yST-лимфоциты в процессе хоумин-га в желудочно-кишечном тракте и других слизистых оболочках экспрессируют хемокиновый рецептор CCR9 и мигрируют в ответ на хемокин CCL25/TECK. Миграция T-лимфоцитов в кожу опосредована другими хемокинами — CCL17 (TARC) и CCL27 (CTACK) и соответственно их рецепторами CCR4 и CCR10. Адгезию резидентных yST-лимфоцитов к эпителиальным клеткам опосредует интегрин aEp7 (CD103), для которого специфическим лигандом является Е-кадгерин. Экспрессия и функции аЕр7-интегрина регулируются хемокином CCL25, что свидетельствует о функциональной значимости экспрессии хемо-кинового рецептора CCR9 [7, 30, 33, 37].
Помимо маркеров клеток-памяти yST-лимфоциты экспрессируют Toll-like receptors (TLRs) и активирующие и/или ингибирующие рецепторы NK-клеток (NKRs/iNKRs). На сегодняшний день мало известно о роли экспрессируемых TLRs на yST-лимфоцитах. Полагают, что TLRs наряду с TCR участвуют в трансдукции сигнала и трансформации yST-лимфоцитов в антиген-презентирующие клетки (APCs). Особое внимание уделяется костимулирующему рецептору yST-лимфоцитов NKG2D, который представляет собой активационный лектино-вый рецептор С-типа, экспрессируемый также CD8+apT-лимфоцитами и NK-клетками. Связывание NKG2D со своими лигандами индуцирует повышение экспресии CD69 и CD25 на Vy9VS2+T-лимфоцитах и тем самым усиливает распознавание трансформированных или инфицированных клеток. Активация посредством NKG2D индуцирует продукцию TNFa и высвобождение цитолитических гранул yST-лимфоцитами, но не продукцию IFNy. yST-клетки экспрессируют и другие активирующие и ингибирующие NKRs, принадлежащие к лектинам С-типа (CD94/NKG2A, CD94/NKG2C) или иммуноглобулиновым
ТАБЛИЦА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА Vy9V82+Т-ЛИМФОЦИTOB С ФЕНОТИПОМ КЛЕТОК ПАМЯТИ
Характеристика Tearly CD27+CD28+ Tint Tlate RA CD27+CD28- CD27-CD28-
Вид клеток памяти Клетки центральной памяти Клетки эффекторной памяти
Пролиферативный и цитотоксический потенциал Преобладает пролиферативный потенциал Больший цитокиновый потенциал
Миграционная способность и уникальная экспрессия хемокиновых рецепторов СXCR3, CCR5, CXCR4
CXCR6, CCR1, CCR2; 35% клеток - CCR6 и CCR7 CXCR1, CXCR2 и CX3CR1
118
2009, Т. 11, № 2-3
yS Т-лимфоциты
суперсемействам (ILT2-killer cell immunoglobulinlike receptor или immunoglobulin-like transcript 2) [8, 17, 49].
Активированные человеческие Vy9VS2+T-лим-фоциты периферической крови, как и мышиные DETC ySТ-лимфоциты кожи или мышиные ySTCR+IELs-лимфоциты кишечника, экспрессируют высокий уровень TRAIL (TNF-related, apoptosis inducing ligand), способный индуцировать апоптоз в TRAIL-R+ клетках. Наряду с TRAIL эти клетки экспрессируют TNFa и FasL и могут вовлекаться в FasL-зависимый киллинг [8, 43].
Описанный фенотип ySТ-лимфоцитов коре-лирует с их способностью быстро реализовывать свои эффекторные функции после активации, что характерно для клеток врожденной иммунной системы. Показано, что ySТ-лимфоциты при активации могут измененяться фенотипически и функционально, но не способны продуцировать антиген-специфический ответ на повторное попадание чужеродного объекта (N. Jin et al, неопубликованные данные).
Активаторы yST-лимфоцитов
В отличие от арТ-клеток ySТ-лимфоциты не активируются пептидными антигенами, пре-зентируемыми молекулами МНС I и II класса, но способны отвечать на небелковые антигены, как собственной, так и чужеродной природы. Антиген-презентирующие молекулы, которые их представляют, на сегодняшний день не идентифицированы [12, 37, 48].
Антигены,распознаваемыеySТ-лимфоцитами, можно разделить на фосфоантигены и индуци-бельные антигены (табл. 3). Фосфоантигены — низкомолекулярные непептидные соединения,
содержащие фосфатную либо пирофосфатную группы, которые постоянно экспрессируются в бактериальных, растительных и животных клетках. К фосфоантигенам относят пирофосфомо-ноэстеры, алкиламины, азотосодержащие бифос-фонаты или синтетические фармакологические соединения, используемые для лечения остеопороза, резорбции кости и опухолеассоциированных заболеваний кости [12, 35, 37]. Большинство фосфоантигенов активируют yST-клетки опосредованно, путем внутриклеточного накопления пирофосфомоноэстеров, в связи с чем последние являются истинными агонистами Vy9VS2+T-лим-фоцитов. Пирофосфомоноэстеры образуются в организме в результате мевалонатного (MVA) или MEP (2-C-methyl-D-erythritol-4 phosphate) биосинтетических путей; последний также называют 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate (DOXP) путем (рис. 2). Мевалонатный путь протекает в клетках млекопитающих и некоторых бактерий, в то время как МЕР-путь используется большинством эубактерий, обнаруживается в апиком-плексанах паразитических простейших и хлоропластах растений. Наиболее мощные агонисты человеческих Vy9VS2+T-лимфоцитов продуцируются через МЕР-путь (2-C-methyl-D-erythritol-4 phosphate). Один из таких метаболитов, hydroxyl-methyl-butyl-pyrophosphate (HMB-PP), структура которого подобна IPP, способен активировать Vy9VS2+Т-клетки в концентрации 0,1nM. Мышиные yST-клетки не распознают бактериальные фосфоантигены в связи с отсутствием соответствующей гомологии в TCR [29, 50, 51].
Помимо фосфоантигенов yST-лимфоциты распознавают антигены, индуцибельно экспрессируемые в определенных типах клеток, например, в эпителии в результате трансформации,
ТАБЛИЦА 3. КЛАССЫ АНТИГЕНОВ, РАСПОЗНАВАЕМЫЕ убТ-ЛИМФОЦИТАМИ
Фосфоантигены Индуцибельные антигены
Пирофосфомоноэстеры: • Isopentenyl pyrophosphate (IPP) • Dimethylallyl pyrophosphate (DMAPP) • Geranyl pyrophosphate (GPP) • Farnesyl pyrophosphate (FPP) • (E)-4-hydroxy-3-methyl-but-2-enyl pyrophosphate (НМВ-РР) Азотсодержащие бифосфонаты: • Pamidronate • Minodronate • Olpadronate • Risedronate • Zoledronate Алкиламины: • Methylamine • Ethanolamine • Ethylamine etc. СD1 (CD1c и CD1d молекулы) МНС class I Chain-related antigen A and B (MICA, MICB) Retinoic acid early inducible 1 (Rae-1) UL16-bundings proteins (ULBPs) T10/22 белки у мышей (МНС Ib) Thymus leukaemia antigen (TL) Митохондриальные антигены: • фосфолипидный кардиолипин • белки теплового шока hsp60/GroEL • комплекс АТР-синтаза^1/аполипопротеин A-I (AS-ApoA-I)
119
Нижегородова Д.Б., Зафранская М.М.
Медицинская Иммунология
Рисунок 2. Активация Vy9V52+Т-лимфоцитов фосфоантигенами (адаптирован, Bonneville and Scotet, 2006)
Примечание. При онкотрансформации (путь 1) или инфицировании клеток внутриклеточными патогенами (путь 2) уровень эндогенных фосфоантигенов IPP и/или HDMAPP значительно повышается. Бактерии и/или вирусы (пути 3 и 4), наряду с фармакологическими ингибиторами мевалонатного пути (статины, аминобифосфонаты (АБФ) и алкиламины, путь 5), могут регулировать активацию и идентификацию опухолевых и инфицированных клеток-мишеней Ут9У82+Т-лимфоцитами.
воспаления или стресса (ультрафиолет, нагревание, токсичность, оксидативный и осмотический стресс). Класс индуцибельных антигенов представлен неклассическими антиген-презентирующими молекулами (табл. 3). До сих пор не установленно, распознают ли у8Т-лимфоциты эти антигены непосредственно, либо они идентифицируют иные антигенные структуры, презентируемые в составе данных молекул [16, 23, 45, 46, 47].
Распознавание антигенов
На сегодняшний день неизвестно, каким образом антигенные структуры взаимодействуют с y8ТCR. Активация у8Т-лимфоцитов при контакте с клеткой-мишенью может происходить в результате 3 типов рецептор-лигандного взаимодействия: 1) с участием TCR, 2) адгезивных молекул LFA1/ICAM1 (leukocyte-function associared antigen-1/ intercellular adhesion molecule-1) и 3) при помощи рецепторов NK-клеток NKRs [49].
Существует несколько гипотез распознавания у8Т-лимфоцитами своих антигенов. Гипотеза об иммуноглобулин-подобном распознавании предполагает, что y8TCRs функциониует подобно иммуноглобулинам, связывая нативные антигены без участия классических молекул MHC и без предварительного процессинга в APCs, демонстрируя специфичность только в отношении лиганда. Подтверждением гипотезы являет-
ся наличие выраженной структурной гомологии между областью 3-го комплементарного детер-минирающего региона y8ТCR и молекулами иммуноглобулинов. Иммуноглобулин-подобный способ характерен для человеческих у8Т-клеток, специфичных к индуцибельным антигенам [1, 14, 36, 55,].
Гипотеза apTCR-подобного распознавания подразумевает, что y8TCR, аналогично apTСR, может обладать специфичностью как по отношению к лиганду, так и к презентирующим молекулам. В пользу этой гипотезы свидетельствуют структурная схожесть y8TCR с организацией apTCR, а также небольшая молекулярная масса растворимых молекул, идентифицируемых у8Т-лимфоцитами, которая недостаточна для их непосредственной стимуляции. Учитывая отсутствие доказательств прямого связывания фосфоантигенов с Vy9V82+TCR, их небольшой размер и необходимость клеточного контакта для активации, предполагается, что фосфоан-тигены либо индуцируют структурные модификации в поверхностных рецепторах, либо презентируются поверхностными молекулами. На сегодняшний день ни одна из известных антиген-презентирующих молекул не идентифицирована в участии распознавания фосфо-антигенов. Основываясь на функциональных исследованиях, это должна быть уникальная не-полиморфичная антиген-презентирующая молекула, широко и постоянно экспрессируемая
120
2009, Т. 11, № 2-3
yS Т-лимфоциты
Vy9V52 п TCR
P-Ag ©© PR ©©
©
AwA
rT
P-Ag
2
ApoA1 A© ApoA1 ©© ^ A©APoAr A© P-Ag AS ^ AS ©© R-Ag ^ AS ©A
© © ©
Рисунок 3. Возможные механизмы TCR-опосредованной активации VY9V62+T-KneTOK фосфорилированными антигенами
примечания. 1) распознавание комплеска, сформированного фосфоантигеном (Р-Ag) и предполагаемыми антиген-презентирующими молекулами (PR); 2) распознавание поверхностных молекул, модифицированных Р-Ag; 3) распознавание комплекса АТР-синтазы (AS) и аполипопротеина A1 ^poA1); 4) распознавание комплекса AS с АpoA1, модифицированным Р-Ag; 5) распознавание Р-Ag в комплексе с AS (адаптирован, Thedrez et al., 2007).
в различных тканях [7, 55]. Было показано, что Vy9VS2+Т-лимфоциты могут распознавать TCR-зависимым способом комплекс, сформированный из аполипопротеина А1 и АГФ-син-тазы (AS) — митохондриальный фермент, который транслоцируется на клеточную поверхность нормальных гепатоцитов и некоторых опухолевых клеточных линий [7, 15, 18]. Возможные механизмы TCR-опосредованной активации Vy9VS2+Т-клеток фосфорилированными антигенами представлены на рисунке 3 [49].
Биологические функции ^^Т-лимфоцитов
Современные концепции, отражающие все аспекты сложного поведения yST-лимфоцитов, рассматривают эту популяцию как «клетки первой линии защиты», «регуляторные клетки», или «клетки-посредники между врожденным и приобретенным иммунным ответом» [8, 12, 35]. В связи с тем, что эта популяция комбинирует в себе свойства клеток как врожденного, так и приобретенного иммунного ответа, с точностью нельзя отнести yST-лимфоциты к той или другой категории клеток. В силу своей гетерогенности популяция yST-лимфоцитов обладает многообразными биологическими функциями, которые определяются многими факторами: структурой антигенных рецепторов, распределением клеток в тканях, локальным микроокружением, способом активации клеток и стадией иммунного ответа, на которой происходит их активация и др. [7, 12]. Среди основных биологических эффектов Т-клеток с ySTCR выделяют цитотоксичность, иммунорегуляцию, презентацию антигенов и репарацию поврежденных тканей и органов.
Цитотоксическая функция. yST-лимфоциты способны проявлять цитотоксичность в отношении инфицированных, опухолевых и аутореактивных клеток организма (рис. 4А). Эффектор-ные функции активированных yST-лимфоцитов во многих аспектах схожи с таковыми арТ-кле-
ток: yST-лимфоциты продуцируют большое количество воспалительных цитокинов (TNFa и IFNy) и проявляют цитотоксичность в отношении широкого спектра клеток-мишеней. Активированные yST-лимфоциты синтезируют перфорин, гранзимы, гранулизин, сергли-цин, катепсин с и серпины. Помимо основных гранзимов, А и В, yST-лимфоциты также экспрессируют высокий уровень гранзима с в сочетании с низким уровнем гранзимов D, E, F, G. Наряду с перфорин-гранзимовым путем лизис клеток-мишеней yST-лимфоцитами может опосредоваться за счет экспрессии Fas/FasL, TRAIL и NKG2D. Широкий спектр цитотоксической активности и способность этой популяции активироваться TCR-независимым способом ставит yST-лимфоциты на уровень выше среди киллер-ных клеток в отношении специфических мишеней [2, 35, 43].
Иммунорегуляторная функция. Наряду с CD4+CD25+, CD4+CD45RB+, CD8+, NT/NKT, CTLA4+, Tr1 и Th3, yST-лимфоциты относят к популяции T-регуляторных клеток, которые играют важную роль в формировании и поддержании иммунологической толерантности. yST-лимфоциты вовлекаются в иммунорегуляцию дендритных клеток (DCs), макрофагов, apT-клеток, грануло-цитов и NK-клеток (рис. 4Б) [2, 8]. yST-лимфоциты способны модулировать активность иммунокомпетентных клеток непосредственно либо опосредованно, за счет цитокиновой продукции (про- или противовоспалительного характера), а также активации клеток врожденного иммунитета. [35, 43]
Участие в созревании дендритных клеток. Человеческие Vy9VS2+T-лимфоциты способны индуцировать созревание DCs посредством TCR-CD1, а также FasL-Fas взаимодействия. Активация незрелых DCs происходит в 2 этапа. На начальном этапе сигналы от TCRs и NKRs индуцируют экспрессию молекул, принадлежащих к семейству TNF/TNFR (CD40L, FasL, TNFa). ^зревании незрелых DCs при участии VS2+T-лимфоцитов
121
Нижегородова Д.Б., Зафранская М.М.
Медицинская Иммунология
происходит за счет сигнала от CD40L/CD40 молекул, в то время как FasL/Fas взаимодействие опосредует активацию незрелых DCs, индуцированную VS1+Т-лимфоцитами. Вышеперечисленные молекулы, а также TNFa повышают экспрессию костимулирующих молекул (CD80, CD83, CD86) и молекул МНС I и II класса на незрелых DCs. на заключительном этапе происходит полное созревание DCs в IL-12-продуцирующие клетки за счет сигналов от TLRs и IFNy Т-клеточного происхождения. В свою очередь DCs индуцируют пролиферацию у8Т-лимфоцитов и способствуют увеличению синтеза цитокинов TM-типа (TNFa и IFNy). Это приводит к усилению собственной активации у8Т-клеток, опосредует их цитолитический эффект и последующее праймирование провоспалительного адаптивного иммунного ответа [7, 40, 54].
Регуляция авТ-лимфоцитов. Механизмы, посредством которых у8Т-лимфоциты регулируют функциональный потенциал авТ-лимфоцитов in vivo, мало изучены и до конца не выяснены. Экспериментальные исследования показали, что у8Т-лимфоциты обладают цитотолитиче-ской активностью в отношении авТ-клеток [43]. Fas-зависимая способность у8Т-лимфоцитов регулировать авТ-клеточный воспалительный ответ на филогенетически разнообразные микробы была показана как у мышей, так и человека [12]. Доказана киллерная активность у8Т-лимфоцитов в отношении CD4+Th2-лимфоцитов и макрофагов [25]. Помимо цитолиза у8Т-клетки вовлекаются в иммунорегуляцию посредством продукции цитокинов, хемокинов и костимулирующих молекул. Активированные у8Т-лимфоциты являются мощным продуцентом IFNy. Мышиные и человеческие у8Т-клетки отвечают на активацию авТ-клеток, экспрессируя IL-21R, лиганд для которого, IL-21, продуцируется активированными CD4+Т-клетками. IL-21, как и IL-15, является регулятором активности у8Т-лимфоцитов, способствует пролиферации и усиливает перфорин-зависимую цитолитическую функцию [43, 56]. При определенных условиях у8Т-клетки также обладают способностью к синтезу ^2-цитокинов (IL-4, IL-10, TGFв) [30]. Резидентные Т-клетки с y8TCR синтезируют малоизвестные цитокины: IL-16, который регулирует ответ ^2-лимфоцитов и созревание DCs, а также IL-ПВ, который опосредует повышение синтеза IL-6 и IL-8 (CXCL8 у человека) [5, 25].
у8Т-лимфоциты активно экспрессируют хе-мокины MIP-^ (CCL3, macrophage inflammatory protein-1a), MIP-^ (CCL4), RANTES (CCL5, regulated on activation, normal T-cell expressed, and presumably secreted) и MMIF (macrophage
migration inhibitory factor). Активированные DETC у8Т-лимфоцитов, экспресирующих CCL1, способствуют миграции регуляторных Т-клеток в кожу и тем самым вовлекаются в регуляцию воспалительного ответа [37, 43].
y8IELs и DETC, подобно регуляторным CD4+CD25+T-клеткам, постоянно экспрессируют GITR (glucocorticoid induced TNF receptor) и обладают антипролиферативным эффектом по отношению к Т-лимфоцитам. Различные субпопуляции у8Т-клеток экспрессируют TNFR-подобные молекулы (CD27 и 4-1ВВ), участвующие в иммунорегуляции за счет вовлечения активированных В-клеток, моноцитов и DCs путем взаимодействия с CD70 и 4-1ВВL соответственно [26, 27].
Участие Уу9У82+Т-лимфоцитов в гуморальном иммунитете. Миграция Vy9V82+Т-лимфоцитов в лимфоузлы подтверждается присутствием этих клеток в герминальных центрах В-клеточных фолликулов. Их наличие может предполагать прямое влияние на В-клеточный иммунный ответ. Активированные Vy9V82+Т-лимфоциты экспрессируют основные костимулирующие молекулы-лиганды для В-лимфоцитов CD154(CD40L), CD134 (OX40), CD70 (CD27L), CD278(ICOS). Характерно, что активированные тонзилярные Vy9V82+Т-лимфоциты имеют цитокиновый и хе-мокиновый рецепторный профиль, аналогичный TFH (Т follicular helper-Т-хелперы с потенциальной В-хелперной активностью). Подобно TFH Vy9V82+Т-лимфоциты выполняют in vitro хел-перную функцию в отношении В-клеток, влияют на продукцию антител, в том числе на переключение классов иммуноглобулинов и формирование аутоантител. Повышенная активность у8Т-клеток у человека ассоциируется с высоким титром аутореактивных антител [9, 39].
Антиген-презентирующая функция у8Т-лим-фоцитов. В 2005 г. в Moser et al. показали, что у8Т-лимфоциты могут выступать в качестве профессиональных APCs и инициировать антиген-специфический ответ у наивных авТ-лимфоцитов (рис. 4В) [38]. Большинство циркулирующих Vy9V82+Т-клеток, в отличие от авТ-лимфоцитов, не экспрессируют CCR7, что препятствует их миграции в лимфатические узлы, где большинство Т-лимфоцитов встречаются с антигеном, презентируемым DCs. Однако во время кратковременной антигенной стимуляции Vy9V82+Т-лимфоциты могут приобретать фенотип профессиональных APCs [49]. В противоположность DCs, у8Т-лимфоциты должны быть предварительно активированы прежде, чем они начнут захватывать антиген. Активация Vy9V82+Т-клеток происходит при встрече
122
2009, Т. 11, № 2-3
yS Т-лимфоциты
с фосфоантигенами в области воспаления или инфекции, куда они мигрируют за счет экспрессии рецепторов к воспалительным хемокинам для осуществления киллинга инфицированных клеток. После активации ySТ-лимфоциты начинают временно экспрессировать хоуминговый рецептор CCR7, который способствует их миграции в дренирующие лимфатические узлы [39]. Более того, на Vy9VS2+Т-клетках повышается экспрессия МНС II класса и костимулирующих молекул (CD40, СD80, CD86) до уровня, сравнимого с таковым у DCs. В таком состоянии ySТ-лимфоциты могут индуцировать первичный ответ apCD4+Т-лимфоцитов как на антигены, презентируемые в составе MHC II и не требующие процессинга (например, toxic shock syndrome toxin TSST-1), так и на антигены, требующие процессинга (например, tetanus toxoid и PPD). Активированные ySТ-лимфоциты способны также индуцировать пролиферацию и дифферен-цировку CD8+apТ-клеток в цитотоксические Т-лимфоциты [10, 38].
Репарация поврежденных тканей. ySТ-клетки способны синтезировать различные типы ростовых факторов (фактор роста кератиноцитов KGF, фактор роста соединительной ткани СTGF, фактор роста фибробластов FGF-9, матрилизин
ММР-7), которые оказывают влияние на эпителиальные клетки и регулируют заживление ран и фибриногенез. Jameson and Havran показали уникальную роль ySIELs в поддержании тканевого гомеостаза в коже мышей [28]. Человеческие Vy9VS2+T-клетки, стимулированные антигеном, также обеспечивают интегративность эпителия во время инфекционного процесса, что играет важную роль в механизмах завершения воспалительного процесса. Способность ySТ-клеток регулировать восстанавление и рост эпителиальных слоев может cупрессировать воспалительные инфильтраты путем усиления резистентности ткани [25, 30].
Многообразие биологических функций ySТ-лимфоцитов предполагает их участие в иммунологическом контроле инфекционных процессов, опухолевого роста и аутореактивных клонов лимфоцитов в организме как посредством растворимых молекул, так и за счет клеточного контакта [4, 26, 35].
yST-лимфоциты и инфекционные заболевания
Вовлечение ySТ-клеток в противоинфекционный иммунитет подтверждено экспериментами
A Б
( ' ' \ \
1 У
\
Лизис клетки-мишени
в
Антиген-
презентирующая
функция
Праймирование
Активиро-
ванные
Vy9VS2
t
TCR
Рисунок 4. Биологические функции yST-лимфоцитов: цитолиз клеток-мишеней (А), иммунорегуляция (Б), презентация антигена и праймирование арТ-клеточного иммунного ответа (в) (адаптирован, Bonneville and Scotet, 2006)
Примечание. iDC - незрелые дендритные клетки, NK - натуральные киллеры, Mf - макрофаги.
123
Нижегородова Д.Б., Зафранская М.М.
Медицинская Иммунология
in vitro и in vivo. Широкий ряд микробных агентов, синтезирующих фосфоантигены, способствует экспансии Vy9V82+Т-лимфоцитов, в некоторых случаях до 90% от всех Т-клеток периферической крови, которые могут в таком количестве перси-стировать до года [41]. Экспериментально доказано участие циркулирующих у8Т-лимфоцитов в элиминации ряда бактерий (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycoplasma penetrans, Yerseniaenterocolitica, Francisellatularensis, Legionella micdadei, Salmonella, Brucella, Listeria, Meningococcus), вирусов (Human immunodeficiency virus, Herpes simplex virus) и простейших (Plasmodium malariae, Plasmodium falciparum, Toxoplasma gondii, Leishmania, Babesia, Cryptosporidium, Schistosoma Mansonii) [12, 30, 35, 43, 17].
Попадая в организм, микробные антигены инициирует продукцию цитокинов и хемокинов окружающими клетками и тканями (рис. 5A). Микроциркуляторная часть сосудистого русла поддерживает локальный воспалительный каскад, синтезируя хемокины и лиганды для селектинов и интегринов, и способствует формированию раннего инфильтрата за счет миграции гранулоцитов, моноцитов, NK-клеток, а также у8Т-лимфоцитов из периферической крови. Циркулирующие Vy9VS2+Т-клетки, экспрессирующие CCR5 и фенотип клеток-памяти, быстро вовлекаются в воспалительный процесс и реализуют эффекторные функции путем синтеза провоспалительных цитокинов и хемо-кинов, а также непосредственного лизиса инфицированных клеток. Помимо этого, контакт с инфекционным агентом может приводить к образованию Vy9VS2+Т-лимфоцитов с фенотипом зрелых DCs, которые мигрируют в лимфоузлы, контактируют с наивными Т-клетками в Т-зоне и, презентируя микробные пептиды, индуцируют специфический противоинфекционный иммунитет, опосредованный Т-хелперами, цитотоксичными Т-лимфоцитами и Тга. Локализация Vy9VS2+Т-лимфоцитов в В-зоне способствует генерации специфических антител [8, 39].
Основными иммунологическими механизмами противоинфекционной защиты у8Т-лимфо-цитов являются:
1. Прямое распознавание инфицированных клеток за счет собственной мощной литической активности и способности высвобождать провоспалительные цитокины (IFNy и TNFa), хемоки-ны и антибактериальные соединения, что приводит к ингибированию микробной репликации в инфицированных клетках, деструкции клеток-мишеней и элиминации патогена [19, 37, 47].
2. у8Т-лимфоциты участвуют в созревании незрелых DCs, активируют и впоследствии прай-
мируют как врожденный, так и приобретенный Th1-опосредованный иммунный ответ для осуществления клиренса инфекционного агента. Индукция полной активации незрелых DCs у8Т-лимфоцитами происходит лишь в отношении инфицированных клеток, в которых присутствуют агонисты Vy9V82+Т-лимфоцитов [35, 40].
3. Активированные Vy9V82+Т-клетки способны временно экспрессировать CCR7, что обеспечивает их миграцию в лимфоузлы, где они выступают в качестве профессиональных APCs и участвуют в праймировании наивных авТ-лим-фоцитов [4].
4. Vy9V82+Т-лимфоциты поддерживают ин-тегративность эпителия, ускоряют заживление и таким образом лимитируют распространение инфекции. Это обеспечивается продукцией ростовых молекул и факторов [37].
Резидентные у8Т-лимфоциты слизистых оболочек организма имеют идеальное расположение для участия в инициации иммунного ответа при попадании инфекции во входные ворота. Показано, что ответ у8Т-лимфоцитов может происходить как до, так и после ответа авТ-клеток и определяется локализацией клеток в тканях. у8Т-лимфоциты выполняют различную роль на различных стадиях иммунного ответа при инфекции. В первые дни заболевания, характеризующиеся резким увеличением числа бактерий, количество у8Т-клеток значительно возрастает (рис. 5Б). Иммунологические молекулы, продуцируемые у8Т-лимфоцитами на ранних этапах противомикробного иммунитета, регулируют активацию NK-клеток и макрофагов, а также определяют Т-хелперный профиль авТ-лимфоцитов, модулируя как врожденный, так и приобретенный иммунный ответ [12, 43]. Вовлечение у8Т-лимфоцитов может также привлекать другие популяции клеток в область инфекции в ответ на продукцию хемокинов или экспрессию лигандов y8ТCRs. Второй пик количества у8Т-лимфоцитов приходится на поздний этап иммунного ответа и коррелирует с клиренсом патогена. В это время у8Т-лимфоциты регулируют распространение воспаления и клеточно-опосредованного иммунитета за счет продукции противовоспалительных цитокинов (IL-10) и удаления активированных макрофагов. Этот этап не рестриктирован и не предполагает вовлечение специфических у8Т-лимфоцитов. После разрешения иммунного ответа у8Т-лимфоциты, ассоциированные с эпителием, участвуют в репарации тканей и регенерации клеток [3, 12, 33].
Примером может являться актививация различных субпопуляции у8Т-клеток в легких мы-
124
2009, Т. 11, № 2-3
yS Т-лимфоциты
A
Ткань
Врожденный .— • а, ■ Микроб
иммунный _ * • * \ - . ' fci.
ответ _ * МНС ^
Воспалительные хемокины
Кровеносное^ русло TCR
Ш:
yS Т
ChemR
yS Т
I CCR7
Приобретенный
иммунный
ответ
CCL19
CCL21
ч;
yS Т-АРС
Лимфатический
узел
cc «м®-® -
yS Т-АРС ар Т
Т-хелперы
Антитела
Цитотоксические
Т-клетки
Б
в
a: i го а
-О 05
5S
а>
Рисунок 5. Вовлечение у5Т-лимфоцитов в приобретенный противоинфекционный иммунитет (А) и количественная характеристика у5Т-кпеток на различных стадиях иммунного ответа при инфекции (б) (адаптирован, Bonneville et al., 2006, Carding et al., 2002)
Примечание. ChemR - хемокиновый рецептор, yS^APC - ySТ-клетки с антиген-презентирующей функцией.
шей с инфекцией, вызванной вирусом гриппа А. На 10-й день инфекции у мышей увеличивается количество Уу4+Т-клеток (резидентные ySТ-лим-фоциты легких), а на 13-й день повышаются Уу1+Т-клетки, которые в норме локализуются в лимфоидной ткани. Отличия в цитокиновом профиле этих субпопуляций ySТ-лимфоцитов (Уу4+Т-клетки синтезируют провоспалительные цитокины; Уу1+Т-клетки синтезируют иммунорегуляторные, противовоспалительные цитокины) подтверждает их разнообразные механизмы действия [12].
ySI-лимфоциты и онкология
Многочисленные исследования свидетельствуют о реактивности in vivo как циркулирующих (в некоторых случаях они увеличиваются до 42% МПК), так и резидентных ySТ-лимфоцитов против широкого ряда опухолевых клеточных линий (гемопоэтические опухоли, солидные опухоли, В-клеточные лимфомы, плазмоцитомы и т.д.) [13, 31]. В исследованиях in vitro активированные непептидными антигенами человеческие Vy9VS2+Т-клетки показали широкую цитотоксичность к опухолевым клеткам, выделенным из карцином мочевого пузыря, молочной железы, поджелудочной железы, простаты, почки, толстой кишки, лимфом, меланом и миелом, назофарингеальной карциномы, нейробластомы, мелкоклеточного рака легких [4, 22].
По аналогии с участием в противомикробном иммунитете Vy9VS2+Т-лимфоциты быстро вовлекаются и локально активируются в местах воспаления в процессе онкогенеза. Исследование механизмов идентификации опухолевых клеток предполагает наличие нескольких возможных мишеней для Vy9VS2+Т-клеток. Метаболиты опухолевых клеток, являющиеся по своей природе фосфоантигенами, могут быть непосредственно транслоцированы и презентированы на клеточной поверхности с помощью пероксисомальных или митохондриальных энзимов, таких как AS, или с помощью до сих пор неиндентифицирован-ных презентирующих молекул [37]. Некоторые исследования показали экспрессию F1-ATPазы на опухолевых клетках, которую также могут распознавать ySТ-лимфоцитами при участии аполи-попротеина А-1 [8].
Более вероятно, что человеческие ySТ-лим-фоциты определяют и впоследствие лизируют различные опухолевые линии благодаря NKRs, главным образом NKG2D, которые распознают соответствующие лиганды (MICA и MICB и ULBP1-4) на трансформированных клетках. Связывание лиганда с NKG2D способствует высвобождению TNFa, повышает экспрессию рецептора IL-2a (CD25) и увеличивает клеточную цитотоксичность [37]. Некоторые активированные ySТ-клетки также экспрессируют активационный рецептор естественной цитотоксичности NKp44, ингибирование которого снижает цито-
125
Нижегородова Д.Б., Зафранская М.М.
Медицинская Иммунология
токсичность у8Т-клеток против клеток миеломы [53].
у8Т-лимфоциты и аутоиммунная патология
По сравению с ролью у8Т-лимфоцитов при инфекционных и опухолевых заболеваниях закономерности функционирования этой популяции при развитии аутоиммунной патологии практически не изучены. Установлено, что одни и те же субпопуляции у8Т-лимфоцитов могут участвовать как в иммунном ответе на инфекцию, так и в патогенезе аутоиммунного заболевания [12, 44]. Причем аналогично инфекционному процессу на ранних стадиях аутоиммунной патологии у8Т-лимфоциты реализуют провоспалительные функции, в то время как на поздних стадиях иммунного ответа — противовоспалительные.
У наивных животных и здоровых людей присутствует широкий ряд аутореактивных у8Т-лим-фоцитов, которые в норме регулируются посредством следующих предполагаемых механизмов:
• рестриктивное распределение антигенов в тканях и дефицит костимулирующих сигналов;
• критическая высокопороговая доза антигена для активации у8Т-лимфоцитов;
• зависимость активации у8Т-лимфоцитов от хе-леперной активности других клеток;
• ограниченная экспансия или функциональное истощение у8Т-лимфоцитов после антигенной стимуляции;
•чувствительность у8Т-лимфоцитов к активационно-индуцированной клеточной смерти;
• короткий период полужизни [2, 12].
С другой стороны, будучи неотъемлемым компонентом слизистых оболочек, у8Т-лимфоциты принимают участие в формировании периферической толерантности к собственным антигенным структурам организма, что в норме предотвращает развитие аутоиммунной патологии [32]. Иммунорегуляторные механизмы подавления аутореактивных лимфоцитов у8Т-клетками до конца не изучены, однако регистрируется корреляция улучшения клинического состояния больных аутоиммунной патологией с аккумуляцией у8Т-лимфоцитов в слизистой оболочке кишечника [24, 42].
До сих пор остается неизвестным, экспрессируют ли у8Т-лимфоциты, вовлекаемые на разных уровнях аутоиммунного процесса, отличные рецепторы, либо одни и те же у8Т-клетки могут выполнять многообразные функции. В любом случае очевидна пластичность у8Т-лимфоцитов, о чем свидетельствуют различные эффекторные
свойства одной и той же субпопуляции, определяемые условиями активации этих клеток [12, 25].
Терапия, основанная на использовании у8Т-клеток
Относительно высокая частота Vy9V82+Т-лим-фоцитов у большинства людей, их реактивность по отношению к низкомолекулярным непептидным соединениям, которые можно ситезировать in vitro, разнообразие эффекторных функций и широкая активность к инфицированным и опухолевым клеткам благоприятствовали развитию новых терапевтических подходов к лечению инфекционных, опухолевых и аутоиммунных заболеваний, основанных на активации и использовании у8Т-лимфоцитов.
На сегодняшний день соединения, способные стимулировать Vy9V82+Т-клетки, используются для клинических и преклинических испытаний у пациентов и приматов, клетки которых имеют близкую гомологию к человеческим у8Т-лимфоцитам. Терапия, основанная на Vy9V82+T-клеточной активации, уже имеет обнадеживающие результаты и в некоторых случаях сопровождаются ремиссией и стабилизацией заболевания [4, 37]. Экспериментально доказано, что лечение некоторых злокачественных опухолей золендронатом приводит к снижению процента наивных (CD45RA+CD27-) и центральных У^^82+Т-клеток-памяти (CD45RA-CD27+), но при этом увеличивает количество эффектор-ных У^^82+Т-лимфоцитов (CD45RA-CD27-), способных продуцировать большое количество IFNy [20].
Положительные результаты также отмечены при использовании адоптивного переноса Vy9V82+Т-клеток, экспандированных ex vivo с помощью Phosphostim или 2-methyl-3butenyl-1-pyrophosphate, при лечении пациентов с почечной карциномой [52]. Достоверный эффект отмечен при совместном введении агонистов Vy9V82+Т-лимфоцитов и рекомбинатного IL-2, что приводит к значительному увеличению у8Т-клеток, стабильному ответу или частичной опухолевой ремиссии у некоторых пациентов с гемопоэтическими, солидными опухолями или множественной миеломой [4].
Высокая пролиферативная способность, а также открытие антиген-презентирующей функции у8Т-лимфоцитов послужили предпосылкой для разработки и создания живых вакцин на основе этой популяции [38]. Создание и использование у8Т-клеточных вакцин может быть подходящей альтернативой дендритным вакцинам, разработка которых находится все еще в экс-
126
2009, Т. 11, № 2-3
yS Т-лимфоциты
периментальной фазе из-за некоторых трудностей. В отличие от DCs VS2+Т-лимфоциты легко изолируются из периферической крови с высокой частотой выделения и обладают высоким пролиферативным потенциалом, что позволяет выращивать их в большом количестве in vitro для дальнейшего использования или длительного хранения [4, 37].
В связи с доминированием ySТ-лимфоцитов в слизистых оболочках организма одним из перспективных направлений иммунопатогенетической терапии аутоиммунных заболеваний является создание антиген-специфической пероральной толерантности с помощью введения аутоантигенов через слизистую желудочнокишечного тракта в комбинации со стимуляцией ySТ-лимфоцитов непептидными фосфоантиге-нами [32]. Несмотря на эффективное формирование пероральной толерантности и последующее предотвращение развитие аутоиммунной патологии в экспериментальных моделях на животных (экспериментальный аллергический энцефаломиелит, коллаген-индуцированный ревматоидный артрит, инсулин-зависимый сахарный диабет, миастения гравис), у пациентов такого эффекта пока не достигнуто, не считая единичные случаи успешных результатов лечения. Например, показана положительная динамика рецидивно-ремиттирующего течения рассеянного склероза у больных, которым были введены активированные алендронатом ySТ-клетки совместно с бычьим миелином, представляющим собой источник потенциальных аутоантигенов [24, 42].
Хотя внутривенное введение специфических непептидных стимуляторов и адоптивный перенос Vy9VS2+Т-лимфоцитов имеют относительно низкий уровень токсичности, существует множество проблем, препятствующих использованию Т-клеток с ySTCR в терапевтических целях. В первую очередь эти проблемы связаны с иммунизацией in vivo, что может спровоцировать анергию, иммунологическое истощение и/или активационно-индуцированную клеточную смерть. Помимо этого, презентация фос-фоантигенов непрофессиональными APCs может также приводить к неполной активации или апоптозу [34]. Другие сложности касаются адоптивной иммунотерапии. Пролиферативный ответ Vy9VS2+Т-лимфоцитов in vitro у пациентов с раком значительно ниже, чем таковой у здоровых доноров, что объясняется хронической стимуляцией ySТ-клеток, индукцией опухолево-индуцированной специфической или системной анергией и ятрогенными эффектами. Независимо от вовлекаемых механизмов сниженная
пролиферативная активность является важным препятствием, которое может мешать развитию Vy9VS2+Т-клеточной адоптивной иммунотерапии. Кроме того, для эффективной реализации своих функций ySТ-клетки должны находиться в определенном соотношении с количеством авТ-лимфоцитов. В связи с этим у реципиента необходимо создавать предварительные условия организма путем дополнительной деплеции лимфоцитов с применением химиотерапевтических препаратов. Дополнительная проблема, с которой при этом можно столкнуться, связана с терминальной дифференцировкой Vy9VS2+Т-лимфоцитов в поздние клетки-памяти: Vy9VS2+Т-лимфоциты начинают дифференцироваться в относительно молодом возрасте, так как активирующие их фосфоантигены достаточно широко распространены. Помимо этого, многие взрослые индивидуумы могут быть анергичными или слабо отвечаемыми на стимуляцию фосфо-антигенами [37, 49].
Заключение
ySТ-клетки представляют собой минорную МНС-нерестриктированную популяцию Т-лимфоцитов, которой присущи свойства и функции как клеток врожденного, так и приобретенного иммунитета. Использование ySТ-лимфоцитами как TCRs, так и NKRs для распознавания своих лигандов, выделение среди них функционально специализированных клеточных популяций, коррелирующих с экспрессией вариабельных генов или протеинов TCRs, взаимодействие с клетками врожденного иммунитета на разных уровнях, разнообразие эффекторных функций, иммунорегуляция и их способность к презентации антигенов свидетельствуют об уникальной биологической роли ySТ-лимфоцитов в иммунитете.
Исследования ySТ-лимфоцитов за последние 5 лет дали новую информацию о специфичности, способе активации, и функциях человеческих yS Т-лимфоцитов in vivo. Высокая активность по отношению к микробным фосфоантигенам позволяет VY9VS2+Т-клеткам определять клетки-мишени, инфицированные даже одной микобактерией, либо обеспечивает эффективное распознавание аутореактивных и опухолевых клеток. Однако до сих пор мало известно о природе антигенов и точных механизмах их идентификации человеческими YSТ-лимфоцитами. В связи с этим основные ужлия исследователей направлены на изучение терапевтического потенциала данной популяции, поиск и продукцию YSТ-клеточных агонистов, а также планирование
127
Нижегородова Д.Б., Зафранская М.М.
Медицинская Иммунология
и оптимизацию терапевтических протоколов, мишенью которых являются yST-лимфоциты.
Список литературы
1. Adams E., Chien Y-H., Garcia K. Structure of a yST cell receptor in complex with the nonclassical MHC T22 // Science. - 2005. - Vol. 308. -P. 227-231.
2. Beissert S., Schwarz A., Schwarz T Regulatory T cells // Journal of Investigative Dermatology. —
2006. - Vol. 126. - P. 15-24.
3. Boismenu R., Havran W Intraepithelial yST cells exposed by functional genomics // Genome Biology. - 2001. - Vol. 2 -P. 1031-1035.
4. Bonneville M., Scotet E. Human Vy9VS2 T cell: promising new leads for immunotherapy of infections and tumors // Current Opinion in Immunology. -2006. - Vol. 18. - P. 539-546.
5. Bonneville M. Selection of intraepithelial yST cells: the holy GrIEL at last? // Nature Immunology. - 2006. - Vol. 7. - P. 791-792.
6. Bonneville M., Fournie J. Sensing cell stress and transformation through Vy9VS2 T-cell mediated recognition of the isoprenoid pathway metabolites // Microbes Infection. - 2005. - Vol. 7. - P. 503-509.
7. Born W, Jin N., Aydintung K., Wands J., French J., Roark C., O’Brien R. yST lymphocytes -selectable cells within the innate system? // Journal of Clinical Immunology. - 2007. - Vol. 7. -P. 133-144.
8. Born W., Reardon R., O’Brien R. The function of yST cells in innate immunity // Current Opinion in Immunology. - 2006. - Vol. 18. - P. 31-38.
9. Brandes M., Willimann K., Lang A., Nam K., Jin C., Brenner M., Morita C., Moser B. Flexible migration program regulates yS T cell involvement in humoral immunity // Blood. - 2003. - Vol. 102. -P. 3693-3701.
10. Brandes M., Willimann K., Moser B. Professional antigen-presentation function by human yST cells // Science. - 2005. - Vol. 309. -P. 264-268.
11. Brenner M., McLean J., Dialynas D., Strominger J., Smith J., Owen F., Seidman J., Ip. S., Rosen F., Krangel M. Identification of a putative second T cell receptor // Nature. - 1986. - Vol. 322. -P. 145-149.
12. Carding S., Egan P. yST cells: functional plasticity and heterogeneity // Nature Reviews. -
2002. - Vol. 2. - P. 336-345.
13. Cassetti R., Martino A. The plasticity of gamma delta T cells: innate immunity, antigen and new immunotherapy // Cell Mol Immunol. - 2008. -Vol. 5. - P. 161-170.
14. Chien Y-U., Jores R., Crowley M. Recognition by y/ST cells // Annual Reviews Immunology. -1996. - Vol. 14. - P. 511-532.
15. Chien Y-U., Konigshofer Y Antigen recognition by yST cells // Immunological Reviews. - 2007. -Vol. 15. - P. 46-58.
16. Crowley M., Reich Z., Mavaddat N., Altman J., Chien Y-H. The recognition of the nonclassical major histocompatibility complex (MHC) class I molecule, T10, by the yST cell, G8 // J. Exp. Med. - 1997. -Vol. 185. - P. 1223-1230.
17. Das H., Groh V., Kuijl C., Sugita M., Morita C., Spies T, Bukowski J. MICA engagement by human Vgamma2Vdelta2 T cells enhances their antigen-dependent effector function // Immunity. - 2001. -Vol. 15. - P. 83-93.
18. Davis M., Bjorkman P. T cell antigen receptor genes and T cell recognition // Nature. - 1988. -Vol. 334. - P. 395-402.
19. De Rosa S., Andrus J., Perfetto S., Mantovani J., Herzenberg L., Roederer M. Ontogeny of yS T cells in humans // J. Immunol. - 2004. - Vol. 172. -P. 1637-1645.
20. Dieli F., Poccia F., Lipp M., Sireci G., Caccamo N., Di Sano C., Salerno A. Differentiation of effector/memory VS2 T cells and migratory routes in lymph nodes or inflammatory sites // J. Exp. Med. - 2003. - Vol. 198. - P. 391-397.
21. Girardi M. Immunosurveillance and immunoregulation by yST cells // Journal of Investigative Dermatology. - 2006. - Vol. 126. -P. 25-31.
22. Gober H., Kistowska M., Angman L., Jeno P., Mori L., De Libero G. Human T cell receptor yS cells recognize endogenous mevalonate metabolites in tumor cells // J. Exp. Med. - 2003. - Vol. 197. -P. 163-168.
23. Groh V., Steinle A., Bauer S., Spies T. Recognition of stess-induced MHC molecules by intestinal epithelial yST cells // Science. - 1998. -Vol. 79. - P. 1737-1740.
24. H nninen A., Harrison L. yST cells as mediators of mucosal tolerance: the autoimmune diabetes model // Immunolodical reviews. - 2000. -Vol. 173. - P. 109-119.
25. Hayday A., Tigelaar R. Immunoregulation in the tissues by yST cells // Nature Reviews. - 2003. -Vol. 3. - P.233-242.
26. Hayday A. yS cells: a right time and a right place for a conserved third way of protection // Annual Reviews Immunology. - 2000. - Vol. 18. -P. 975-1026.
27. Hayday A., Theodoridis E., Ramsburg E., Shires J. Intraepithelial lymphocytes: exploring the third way in immunology // Nature Immunology. -2001. - Vol. 2 - P. 997-1003.
128
2009, Т. 11, № 2-3
yS Т-лимфоциты
28. Jameson J., Havran W Skin yST cell functions in homeostasis and wound healing // Immunological Reviews. - 2007. - Vol. 15. - P. 114-122.
29. Jomaa H., Feurle J., Luhs K., Kunzmann V., Tony H., Herderich M., Wilhelm M. Vy9/VS2 T cell activation induced by bacterial low molecular mass compounds depends on the 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis // FEMS Immunol Med Microbiol. — 1999. — ЛЫ. 5. — P. 371-378.
30. Kabelitz D., Marischen L., Oberg H., Holtmeier W, Wesch D. Epithelial defence by yST cells // International Archives Allergy Immunology. —
2005. - Vol.137. - P. 73-81.
31. Kabelitz D., Wesch D., He W Perspectives of gammadelta T cells in tumor immunology // Cancer Research. - 2007. - Vol. 67. - P. 5-8.
32. Kapp J., Kapp L., McKenna K. Gammadelta T cells pla an essential role in several forms of tolerance // Immunology Research. - 2004. -Vol. 9. - P. 93-102.
33. Kronenberg M., Havran W. Frontline T cells: yST cells and intraepithelial lymphocytes // Immunological Reviews. - 2007. - Vol. 15. - P. 5-7.
34. Kusnierczyk P. Antigen peptide/MHC complex as an initiator of a signal for lymphocyte T activation // Postepy Hiq. Med. Dosw. - 1999. -Vol. 53. - P. 331-341.
35. Mincheva-Nilsson L. Pregnancy and yST cells: taking on the hard questions // Reproductive Biology and Endocrinology. - 2003. - Vol. 1. - P. 120-131.
36. Morita C., Beckman E., Bukowski J., Tanaka Y, Band H., Bloom B., Golan D., Brenner M. Direct presentation of nonpeptide prenylpyrophosphate antigens to human yS T cells // Immunity. - 1995. -Vol. 3. - P. 495-507.
37. Morita C., Jin C., Sarikonda G., Wang H. Nonpeptide antigens, presentation mechanisms, and immunological memory of human Vy2VS2 cells: discriminating friend from foe through the recognition of prenyl pyrophosphate antigens // Immunological Reviews. - 2007. - Vol. 215. - P. 59-76.
38. Moser B., Brandes M. yS T cells: an alternative type of professional APC // Trends in Immunology. -
2006. - Vol. 27. - P. 112-118.
39. Moser B., Eberl M. yST cells: novel initiators of adaptive immunity // Immunological Reviews. -
2007. - Vol. 215. - P. 89-102.
40. M nz C., Steinman R., Fujii S. Dendritic cell maturation by innate lymphocytes: coordinated stimulation of innate and adaptive immunity // Journal of Experimental Medicine. - 2005. - Vol. 202. -P. 203-207.
41. Nanno M., Shiohara T., Yamamoto H., Kawakami K., Ishikawa H. yST cells: firefighters or fire boosters in the front lines of inflammatory
responses // Immunological Reviews. - 2007. -Vol. 215. - P. 103-113.
42. Odyniec A., Szczepanik M., Mycko M., Stasiolek M., Raine C., Selmaj K. yST cellsenhance the expression of experimental autoimmune encephalomyelitis by promoting antigen presentation and IL-12 production // The Journal of Immunology. - 2004. - Vol. 173. - P. 682-694.
43. Pennington D., Vermijlen D., Wise E., Clarke S., Tigelaar R., Hayday A. The integration of conventional and unconventional T cells that characterizes cell-mediated responses // Advances in Immunology. - 2005. - Vol. 87. - P.27-59.
44. Poggi A., Catellani S., Fenoglio D., Borsellino G., Battistini L., Zocchi M. Adhesion molecules and kinases involved in gammadelta T cells migratory pathways: implications for viral and autoimmune diseases // Curr. Med. Chem. - 2007. -Vol. 14. - P. 3166-3170.
45. Porcelli S., Brenner M., Greenstein J., Balk S., Terhorst C., Bleicher P. Recognition of cluster of differentiational antigens by human CD4-CD8-cytolytic T lymphocytes // Nature. - 1989. -Vol. 341. - P. 447-450.
46. Scotet E., Martinez L., Grant E., Barbaras R., Jeno P., Saulquin X. Tumor recognition following Vy9VS2 T cell receptor interactions with a surface F1-ATPase-related structure and apolipoprotein A-1 // Immunity. - 2005. - Vol. 22. - P. 71-80.
47. Spada F., Grant E., Peters P., Sugita M., Melian A., Leslie D., Lee H., van Donselaar E., Hanson D., Krensky A., Majdic O., Porcelli S., Morita C., Brenner M. Self-recognition of CD1 by gamma/delta T cells: implications for innate immunity // J. Exp. Med. - 2000. - Vol. 191. -P. 937-948.
48. Tanaka Y., Morita C., Nieves E., Brenner M., Bloom B. Natural and synthetic non-peptide antigens recognized by human yST cells // Nature. - 1995. -Vol. 375. - P. 155-158.
49. Thedrez A., Sabourin C., Gertner J., Devilder M., Allain-Maillet S., Fournie J., Scotet E., Bonneville M. Self/non-self discrimination by human yST cells: simple solutions for a complex issue? // Immunological Reviews. - 2007. - Vol. 15. -P. 123-135.
50. Thompson K., Rogers M. Statins prevent biphosphonate-induced gamma delta T cell proliferation and activation in vitro // J. Bone Miner. Res. - 2004. - Vol. 19. - P. 278-288.
51. Thompson K., Rojas-Navea J., Rogers M. Alkylamines cause Vg9Vi2 T cell activation and proliferation by inhibiting the mevalonate pathway // Blood. - 2006. - Vol. 107. - P. 651-654.
52. Viey E., Fromont G., Escudier B., Morel Y., Da Rocha S., Chouaib S., Caignard A. Phosphostim-
129
Нижегородова Д.Б., Зафранская М.М.
Медицинская Иммунология
activated gamma delta T cells kill autologous metastatic renal cell carcinoma // J. Immunol. — 2005. - Vol. 174. - P. 1338-1347.
53. Von Lilienfeld-Toal M., Nattermann J., Feldmann G., Sievers E., Frank S., Strehl J., Schmidt-Wolf I. Activated yS T cells express the natural cytotoxicity receptor natural killer p44 and show cytotoxic activity against myeloma cells // Clin Exp. Immunol. - 2006. - Vol. 144. - P. 528-533.
54. Wands J., Roark C., Aydintung M., Jin N., Hahn Y.-S., Cook L. Distribution and leukocyte contacts of gdT cells in the lung // J. Leukocyte Biol. - 2005. - Vol. 78. - P. 1086-1096.
55. Wang H., Lee H., Bulowski J., Li H., Mariuzza R., Chen Z., Nam K., Morita C. Conservation of nonprptide antigen recognition by rhesus monkey Vy9VS2 Т cells // J. Immunol. -
2003. - Vol.170. - P. 3696-3706.
56. Zhao H., Nguyen H., Kang J. Interleukin 15 controls the generation of the restricted T cell receptor repertoire of gd intestinal intraepithelial lymphocytes // Nat. Immunol. - 2005. - Vol. 6. -P. 1263-1271.
поступила в редакцию 24.01.2009 отправлена на доработку 04.03.2009 принята к печати 05.03.2009
130
