CC BY
55
УДК 577.218:612.112]-092.9
ЗАКОНОМ1РНОСТ1 ЕКСПРЕСН TLR Л1МФОЦИТАМИ ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО1
ПАТОЛОГП
Огляд лтератури з власними даними присвячений опису останшх досягнень у галузi вивчення контролю функцш Т- i B-лiмфоцитiв Toll-подiбними рецепторами. Пiдкресливши участь сигналiв вiд TLR у патогенезi та розвитку авт^мунних i запальних захворювань, показали, що TLR впливають на активащю, пролiферацiю, виживання i продукщю цитокiнiв рiзних субпопуляцiй лiмфоцитiв.
IGii040Bi слова: То11-под1бний рецептор, запалення, автсимунш захворювання, TReg, Thl7.
Робота е фрагментом НДР «Роль порушень e3aeMoeidHocm лiмфоiдного та епiтелiального KOMnaprnueHmie iMymoi системы слизових оболонок в розвитку експериментальноi патологи», № держ реестраци 0112U005642.
Toll-подiбнi рецептори вродженого iMymTeTy. Наприкшщ ХХ стор1ччя бшок Toll щентифшували у дрозофши й описали як фактор, що регулюе розвиток комахи та И ¡мунну вщповщь [2]. 1з того часу визначили 10 TLR у людини i 12 у мишей, кожен ¡з них розтзнае ушкальш л1ганди i мае специфшу виявлення патогешв [29]. Автори багатьох дослщжень показали, що функцп TLR зосереджеш в кштинах вроджено! 1мунно! системи. Опублшовано також даш про те, що вони е важливими для функцюнування кттин адаптивно! 1мунно! системи (табл. 1).
Таблиця 1
Кл1тина TLR Функц1я
CD4+ TLR2 Пролiферацiя; продукщя IFNy
TLR3 Виживання; продукцiя хемокiнiв
TLR4 Зв'язування фiбронектину; мiграцiя
TLR7/8 Продукцiя IL-2, IL-10 та IFNy
TLR9 Пролiферацiя; виживання; продукщя IL-2; вщновлення розриву длДНК
Th1 TLR2 Пролiферацiя; виживання; мiграцiя; IFNy; захист вщ туберкульозу та iн. iнфекцiй
TLR4 Збшьшення продукцп' IFNy, що сприяе розвитку ЕАЕ; зниження продукцп' IFNy, що призводить до розвитку кол^у
Th2 TLR2+TLR4 Зниження продукцй IL-4
Th17 TLR2 Пролiферацiя; продукцiя IL-17; сприяе розвитку ЕАЕ
TLR4 Пролiферацiя; виживання; продукщя IL-17; сприяе розвитку ЕАЕ; пригшчуе IL-17 при розвитку кол^у
CD8+ TLR2 1ндукуе IFNy, TNF-a та цитотоксичш медiатори; знижуе порiг активаци; збшьшуе активнiсть T-bet
TLR3 Сприяе продукцй IFNy
TLR9 Пролiферацiя; продукцiя IFNy
yST TLR2 Зв'язуе LPS; тдвищуе продукцiю IL-17 та IFNy; пролiферацiя
TLR3 Сприяе продукцй IFNy
TLR4 Пролiферацiя; продукцiя IFNy та IL-17
TLR7+TLR9 Сприяе продукцй IL-17
TLR8 Зменшуе супресорну актившсть
NKT TLR2 Посилення експреси FasL
TLR3+TLR4+TL R5+TLR7+TLR92 Пролiферацiя та продукщя IL-2
TLR3 Сприяе апоптозу печшкових у§ Т-клiтин
TLR4 1ндукуе IL-4 який сприяе продукцп IgM; iндукуе IFNy, який призводить до артриту
лiганд; слщ зазначити, що всi цi TLR можуть окремо виконувати ту саму функщю.
Регулящя функцiй CD4+ Т-кл^ин Toll-подiбними рецепторами. Роботи з клонування мишачого TLR2 (рецептор бактер1альних лшопепщщв) показали конститутивну експресда TLR2 i TLR4 у Т-клггинах; експрес1ю TLR2 у подальшому посилено через активащю Т-кштинного рецептора (TCR) [39]. Коли Т-клггини стимулювали LPS (бактер1альний л1ганд, що розшзнаеться TLR4), пригшчувалось вившьнення IL-4, який е характерним для Th2 [39,56]. Експресда майже вс1х вщомих Toll-подiбних рецептор1в на CD4+ Т-клггинах щентифшовано на р1вш мРНК [16]. Незважаючи на це,
© Жеребятьев О.С., Топол 1.О., Деген А.С.,
Камишний О.М., 2014 163
здатшсть CD4+ Т-кштин експресувати Bci TLR залишаетъся суперечливою [28]. Проте, Т-клiтини експресують MyD88, i його видалення впливае на функцiю Т-клiтин. Myd88CD4+ Т -кштини показали знижену пролiферацiю у вщповщь на активацiю TLR, i MyD88-дефiцитнi CD4 Т-клiтини не змогли продукувати прозапалънi медiатори (IL-2, IL-17) i були не здатнi iндукувати колiт [16]. Myd88""CD4+ Т-кштини також мали дефект фосфорилювання STAT3 (signal transducer and activator of transcription 3), який необхщний для генерацп прозапалъно! вiдповiдi Th17 [59].
У CD4 Т-кштинах активацiя TLR2 (але не TLR4) може сприяти Th1-подiбному фенотипу. У CD4+ Т-кштинах пам'ятi експресiя TLR2 була конститувною i призводила до активацii, пролiферацii та продукцii IFNy. Цi ефекти спостер^али тiлъки з одночасною активащею TCR, а отже, Toll-подiбнi рецептори ддать як костимулюючi регулятори функцш Т-хелперiв. Деякi автори зазначаютъ, що сигнал вiд TLR2 може iндукувати активацiю NF-кВ в CD4+ Т-кштинах мишi [5]. Отже, сигнальш шляхи TLR у CD4 Т-кштинах людини i мишi могли б пояснити контроль функцш Т^мфоципв Toll-подiбними рецепторами (табл. 2).
Таблиця 2
Порiвняння позитивних (+) i (-) ефектiв актнвацп TLR на людських i мишачих CD4+ Т-клiтинах
TLR Функщя TLR Людина Миша
TLR2 Прол1ферац1я i / або виживання + +
Продукц1я цитоюшв + IFNy, IL-2, IL-10, IL-13, CXCL10, CCL5, IL-17 + IFNy, IL-2, IL-17 - IL-4
TLR3 Прол1ферац1я i / або виживання + +
Продукщя циток1н1в + CXCL10, CCL3, CCL4, CCL5, IL-17, IL-21 ?
TLR4 Прол1ферац1я i / або виживання - +
Продукщя цитоюшв Немае ефекту + IL-17 - IFNy
TLR9 Прол1ферац1я i / або виживання + +
Продукщя цитоюшв ? + IL-2, IL-17
Примаки: CCL — л1ганд CC хемоюна; CXCL — л1ганд СХС хемоюна.
Експресiя TLR2 на CD4+ Т-клiтинах зумовлюе 1'х поляризащю у напрямку Th1, але не Th2, або як мшмум вироблення IFNy через активацiю NF-кВ i МАРК (mitogen-activated protein kinase). TLR4 можуть також контролювати функци Т-хелперiв. TLR4-дефiцитнi Т-клiтини посилюють переб^ моделi колiту [22], в якш введення LPS викликало втрату здатносп CD4+ Т-клiтин виробляти IFNy, але посилило при цьому продукщю IL-17. Крiм того, введення LPS ще до активацii TCR призвело до зниження активностi МАРК, на противагу спостережуваному для TLR2 [26]. Цшаво, що iншi автори продемонстрували захист вщ колiту, коли у Т-кштинах був вимкнений адаптер MyD88. Ц суперечливi результати можуть бути пояснеш TRIF-залежними, а не MyD88-залежними сигнальними шляхами [22]. Iншi дослiдження показують, що TLR4 безпосередньо не сприяе поляризацп Т-хелперiв [50], а, iмовiрно, забезпечуе надiйний сигнал для 1'х пролiферацii i виживання. In vivo селективне видалення TLR4 у CD4 Т-кштинах призвело до зниження продукци IFNy та IL-17 тшьки в д^нщ запалення, а не на перифери. Вiдомi протилежнi данi, як демонструють, що делецiя TLR4 у CD4 Т-кштинах призводить до збшьшення продукцii IFNy i розвитку важкого колiту [22]. Розбiжостi наведених вщомостей можна пояснити наявнiстю рiзних лтацщв TLR у кишечнику порiвняно зi стерильним мiкрооточенням у ЦНС. Тобто, в кишечнику Т-кштини i TLR матимуть доступ до рiзних стимушв вiд мiкробiоти, тодi як в ЦНС, ймовiрно, вони будуть бшьшою мiрою реагувати на сигнали вщ DAMP (Damage-associated molecular pattern molecules) [32].
Показано, що CD4+ Т-кштини експресують внутрiшнъоклiтиннi ендосомалъно-локалiзованi TLRs - сенсори вiрусних нуклешових кислот. Найповшше вивченим серед них е TLR9 (рецептор неметильованно1' CpG ДНК). Так, сигналiзацiя через TLR9 на ефекторних CD4 Т-клiтинах людини посилюе експресда маркерiв активацii i початку кштинного циклу [17]. Активацiя TLR9 безпосередньо i^^^e NF-кВ-залежне виживання CD4 Т-кштин [20]. TLR3 (ендосомальний сенсор длРНК) експресуеться в CD4+ i CD8+ Т-клiтинах людини i безпосередньо вдукуе експресiю CD38 i CD69 [1,17]. Стимулящя TLR3 iндукуe NF-кВ, МАРК i виживання CD4+ Т-клiтин [20]. TLR5 (рецептор флагел^), також може опосередковано вдукувати експресiю CD38 i CD69 на Т-клiтинах [17]. TLR7 i TLR8 (внутрiшнъоклiтиннi сенсори олРНК) [25], iндукують продукцiю IL-2, IL-10, i IFNy, а також пролiферацiю з одночасною активацieю TCR [7].
Основш ефекти костимуляцп TLR на ефекторних CD4+ Т-кштинах включають позитивну регуляцiю пролiферацii, виживання i вироблення цитокiнiв. Проте невщомо, чи всi цi TLR-залежнi ефекти е загальними для мишей i для людини (табл. 2). Експрешя TLR2 у субпопуляцiях Th може
являти собою еволюцшно консервативш шляхи костимуляцп розвитку запалення через щдукщю вироблення прозапальних цитокiнiв IL-17 i IFNy, а сигнали вiд TLR можуть як опосередковано шдтримувати розвиток Т-клiтин через активащю вродженого iмунiтету, так i безпосередньо сприяти або перешкоджати розвитку i функцiонуванню деяких субпопуляцiй Т-хелперiв.
TLRs модулюють диференщювання i функцп Th17. Крiм впливу на функцп Th1, рiвенъ експресii TLR може безпосередньо впливати на розвиток i функцп Th17 [45]. Стимуляцiя агошстами TLR2 сприяе диференцiюванню Th17 in vitro i призводить до ix пролiферацii та продукцii Th17-залежних цитокiнiв [49]. In vivo CD4+ Т-кштини, позбавленi TLR2, були нездатш iндукувати ЕАЕ, Th17-залежну модель розшяного склерозу [14]. Активованi людсъкi CD4 Т-кштини, рестимулъованi через TLR2, продукували бiлъшу кiлъкiстъ IL-17. Стимулювання агошстами TLR-4 або TLR-8/7 моноципв перифершно" кровi людини викликало секрецiю IL-17 хелперами, яка не залежала вщ спшьного культивування з АПК [6]. Це показуе, що сигналiзацiя через TLRs генеруе прозапальш цитокiни, як координують диференцiювання Th17 людини. Крiм того, взаeмодiя мiж TLR-4 i TLR-7/8 контролюе продукцiю регуляторних i прозапальних цитокiнiв на1'вними CD4 Т-кштинами [37], а використання агонiстiв TLR-7 (Gardiquimod) або TLR-8 (ssPolyU) разом iз LPS пiдтвердило, що значний синерпзм iндукцii цитокiнiв спостерiгаютъ при 1'хнш спiлънiй участi з TLR-4 [61]. У мишей активацiя комплементу i деяких TLRs (TLR-3, -4, -7, -8 i -9) призводить до продукцп сироваткових факторiв, як сприяють диференцiюванню Th17 з антиген-стимульованих Т-клiтин. При цьому активнiстъ Th17 в сироватцi корелюе з рiвнем IL-6 [18].
Модулювання функцiй TReg клiтин. Зменшення чиселъностi субпопуляцii натуральних TReg клiтин призводить до розвитку автоiмунних захворювань [57]. Експресiя рiзних TLRs на регуляторних Т-клiтинах може безпосередньо впливати на 1'хню функцюнальну активнiстъ [34]. Показано, що лтанди для TLR-2, -5 i -8 модулюють пролiферацiю i супресорнi функцп TReg. TLR-2- мишi, на вщмшу вiд TLR-4"/"маютъ нижчi рiвнi CD4+CD25+ TReg клiтин, нiж контролънi тварини [60]. Введення лiгандiв TLR-2 мишам дикого типу призводить до значного збшьшення кiлъкостi регуляторних Т-кштин, бо сприяе ix виживанню через iндукцiю Bcl-X (L) [11]. Сигналiзацiя через TLR-4 також може впливати на функцюнальну актившсть TReg - введення LPS призводить до посилення 1'х пролiферацii та виживання in vitro та in vivo, а супресорна активнiстъ TReg збшьшуеться в 10 разiв [40]. Крiм TLR-2 i TLR-4 людсъкi CD4+CD25+ i CD4+CD25- Т-клiтини експресують TLR-5 на рiвняx, що зiставлюванi з ix експресieю на моноцитах i ДК. Костимуляцiя з флагелiном (лтанд TLR-5) збiлъшуe "хню iмуносупресивну актившсть i пiдвищуe експресiю FoxP3 [8]. Сигнали вщ TLR-7 посилюють супресивну функцiю TReg шляхом пiдвищення 'хньо' чутливостi до IL-2 [19], а вщ TLR-8 - зменшують. Лтанди TLR-9 (CpG-A и poly(G10)) можуть безпосередньо зменшувати iмуносупресивну активнiстъ TReg клiтин за вiдсутностi ДК, а CpG-ODN разом з анти-CD3 моноклональними антитiлами iндукуe пролiферацiю CD4 CD25- i CD4+CD25+ TReg клiтин щура. Цшаво, що у випадку нокауту TLR-8 i MyD88 вiдповiдъ регуляторних Т-клiтин на poly(G10) вщсутня [46].
Функцiонування TLR у CD8+ Т-кштинах. Експресiю ряду TLR виявили i на цитотоксичних лiмфоцитаx (CTL). CD8 Т-кштини можуть експресувати TLR2 i TLR9, якi сприяють продукцп цитоюшв i пролiферацii активованих кштин [3]. TLR3 сприяе продукцii CD8+ Т-кштинами людини IFNy. На на!вних CD8 Т-клiтинаx експресiя TLR2 не виявляеться, але могла бути iндукована пiсля активацii TCR [36]. Iншi дослiдження продемонстрували, що наiвнi CD8 Т-кштини експресують TLR2 i беруть участь у посиленш пролiферацii, цитотоксичносп та продукцii IFNy, а блокування TLR2 призводило до зниження рiвня реактивацii TCR [12]. Одним iз унiкалъниx TLR2-iндукованиx ефектiв у CD8 Т-кштинах е стимулювання цитотоксичних вщповщей [43], в яких TLR2 може взаeмодiяти з NOD1 (nucleotide-binding oligomerization domain-containing protein 1), сприяючи активацп CTL [44].
In vivo регулящя CTLs через TLR2 впливае на патогенез ряду захворювань. Так, TLR2-дефщитш CD8 Т-клiтини були не могли впоратись iз iнфекцieю, що викликана лiстерieю [23]. Цi ж кштини, перемiщенi в органiзм iз лiмфопенieю, втратили здатнiстъ до пролiферацii та продукцii IFNy [48]. Стимулящя CD8+ Т-клiтин мишi агонiстами TLR2 призводить до посилення пролiферацii цих клiтин у вiдповiдъ на CD3-специфiчнi антитiла шляхом зниження межi для костимулюючих сигналiв [9]. Крiм того, агонют TLR9 - CpG-ODNs - сприяе вившьненню IL-8 CD8+ Т-кштинами людини [24]. Отже, агонiсти TLR можуть сприяти активацп автореактивних CD8+ Т-кштин пiд час деяких автоiмунниx захворювань.
В-лiмфоцити: на межi мiж вродженим i адаптивним iмунiтетом. В-кштини пов'язують адаптивний i вроджений iмунiтет, оскiлъки вони експресують антиген-специфiчнi В-кштинш рецептори (BCRs) i рiзнi TLRs. Активащя В-клiтин, ix пролiферацiя i дозрiвання перебувае пiд впливом TLR [27]. Так, В-кштини маргiналъноi зони селезшки, перитонеалънi i кишковi В1^мфоцити реагують на
лпанди TLR3 i TLR4 бшьше, шж фолшулярш В-л1мфоцити [15]. Кр1м того, через функцюнальш вщмшиосп м1ж на!вними i В-клпинами пам'яп е р1зниця в ефектах агошспв TLR на кожш з цих субпопуляцш [4]. Наприклад, у В-кштинах пам'яп людини шдвищений р1вень CD180 (TLR-пов'язана молекула, яка взаемод1е з TLR4 для розшзнавання LPS), пор1вияно з на!вними клпинами. Це корелюе з посиленням прол1ферацп В-клпин пам'ят у вадповадь на CD40L i аити-CD180 антитша. Resiquimod (агошст TLR7) ¡идукуе секрещю IgM i IgG за вшсутносп Т-хелпер1в як на!вними, так i клггинами пам'ят1 людиии in vitro, але для ефективно! вщповщ на!вним В-клпинам необхщно додаваиия IL-2 та IL-10 [21]. Оскшьки сигиали TLR можуть сприяти активацп В-клиин, прол1ферацп i переключению клас1в антитш, !хня роль у продукцп автоантитш при авуто1муииих захворюваиия ниш активно дослщжують [41]. На модел1 траисгеииих мишей AM14, чи! B-клпини експресують специф1чш BCR проти IgG2a, показано, що введения IgG2a-антихроматинових антитш призводить до екстрафолХкулярно! експаисп плазматичиих клпин, переключения класу антитш i дозр1ваиия !х афшносп, i для цього потр1биа експреая TLR7 i TLR9 [33]. TLRZ/4-активоваш В-л1мфоцити можуть призвести до толерантносп та супресувати Т-кштинно-опосередковаш авто1мунш реакцп, як показано иа модел1 ЕАЕ [35]. Аналопчно, TLR9-активоваиi CD25+ B-клпини можуть пригшчувати прол1феращю Т-клпин i секрещю IFNy [55].
Ми вивчили i пор1вияли кшьюсть TLR-2 та TLR-4 - Хмунопозитивних лХмфоципв, а також експресда активоваииого иими транскрипщйного фактора NF-кВ в КАЛТ (кишково-асощйовашй лимфо!дшй тканиш) щур1в шд час розвитку р1зиих експеримеитальиих патолопй (гострого (Г1) та хрошчного експеримеитальиого 1ндометацин4ндукованого Хле!ту (XI), експеримеитальиого цукрового д1абету (ЕЦД )), а також в умовах хрошчного сощального стресу (ХСС). Виявили, що розвиток Хле!ту односпрямовано збХльшуе у КАЛТ кшьюсть TLR-2 лХмфоципв, змеишуе чисельшсть TLR-4 - та NF-кВ -клиин, призводить до переважного збшьшення щшьносп PRR та концентращ! NF-кВ у лХмфоцитах, найбХльш виразиого для TLR-2. Так, розвиток як Г1, так i XI супроводжуеться одиоспрямоваиим збХльшенням у дослщжуваних зоиах клубово! кишки сумарно! щшьносп популящ! TLR-2+ лХмфоципв (у власшй пластинщ слизово! оболоики ворсииок (ВПСОВ) при Г1 - иа 19 % , при XI
- иа 45 %; в ¿зольованих лХмфо!дних вузликах (1ЛВ) при Г1 - иа 92 %, при XI - вдв1ч1 , р< 0,05), змеишеииям TLR-4+ лХмфоципв (у ВПСОВ при П - удв1ч1, при XI - вдв1ч1; в IЛВ при П - иа 45 %, при XI - вдв1ч1, р < 0,05), а кшьюсть NF-kB+ лХмфоципв змеишилась тшьки при П (у ВПСОВ - иа 26 %, в !ЛВ - иа 25 %, р < 0,05) порХвияно з контролем. Змши кшькосп TLR-2+ i TLR-4+ лХмфоципв, а також щшьносп !хшх рецепторХв спостерХгали i в умовах ЕЦД. Розвиток XСС супроводжувався збХльшенням загально! юлькосп лХмфоципв, що експресують TLR 2 i 4 типу в КАЛТ щур1в, найбшьш виражеиим у ВПСОВ (TLR2+-лiмфоцити) i в субепiтелiальиiй зош Пейерових бляшок (СЗПБ) (TLR4 -лХмфоцити), призводив до збшьшення кшькосп NF-кВ+-клiтии (зокрема, в ВПСОВ - в 1,8-2 рази (р < 0,05); в СЗПБ
- иа 52-91 % (р < 0,05); в лХмфо!дних фолшулах - иа 89-92 % р < 0,05), а також впливав иа щшьшсть TLR2, TLR4 i концентращю NF-кВ в Хмунопозитивних кштинах.
Експреая Toll-подiбних рецепторiв вродженими лiмфоцитами. Ытенсивно! експресХею PRR в1др1зияеться й група так зваиих вроджеиих лХмфоципв (ВЛ, Innate lymphoid cells, ILCs) - гетерогенна група клХтин вроджено! ¿муино! системи [58], як диференщюються ¡з загальиого лХмфо!дного попередиика. Незважаючи иа те, що ВЛ характеризуються иизьким рХвием реаранжування гешв Т-клХтинного рецептора, вХдсутшстю MHC-рестрикщ!, штенсивною експресХею PRR та здатшстю розшзнавати, перш за все, мХкробш та непептидш аитигеии, щ кштини виражають б1льш1сть транскрипщйних факторХв й ефекторних молекул, як необхХдш для диференщювання Т-хелперХв, припускаючи, що ВЛК можуть бути еволющйним попередником клХтин адаптивно! ¿муино! системи [53]. Не зважаючи на вщсутшсть уи1версально! класиф1кац1!, ниш розр1зняють 3 групи ВЛ: група 1 -популяцн ВЛ складаються з натуральних к1лер1в (NK) i, можливо, ¡иших ВЛ, як1 експресують фактор транскрипцп T-bet, синтезують IFNy i пов'язан1 переважно з клпинним !мун!тетом, чим схож1 на клпини Th1; група 2 - ВЛ залежить в1д траискрипц1йного фактора GATA3, синтезуе IL-5 й IL-13, стимулюе антигельм!нтн! й алерг1чн! !мунн! реакцп, а отже, е аиалог1чною GATA3-експресуючих Th2 кл1тин; група 3 - ВЛ складаеться ¡з LTi-клiтин (lymphoid tissue inducer), ILC17, NCR22 i велико! кшькосп шших IL-17А, IL-17F й IL-22-синтезуючих кл1тин, у тому числ1 й з TCR гамма-дельта (у5Т-л1мфоцити), головною особлив1стю яких е експрес1я траискрипц1йного фактора RORyt, що зумовлюе !х схож1сть з Th17 [54].
Досл1джеиня показали, що LPS здатен ¡идукувати прол1ферац1ю i вироблення у5Т-кл1тинами IFNy, незалежно вщ TCR [38]. Дивно, але ефекти LPS залежали в1д TLR2, а не каношчного для них TLR4. Виявилось, що TLR2 здатний розшзнавати нетипов1 молекули LPS через подвшну надекспрес1ю
TLR2 i CD14 за вщсутносп TLR4 [52]. Аналопчний ефект синерпзму TLR2 i IL-23 сприяв виробленню IL-17, проте стимуляцii Y8Т-клiтин тiлъки через TLR2 було достатньо, щоб iндукувати пролiферацiю [42]. Експресiя TLR4 в YSТ-клiтинаx е спiрною. Дiйсно, Y8Т-клiтини, реагуючи на LPS, залучають у вщповщь швидше TLR2, а не TLR4 [38]. Проте в рядi робгт показано експресiю TLR4 Y5Т-клiтинами на рiвнi мРНК та ix здатшсть вiдповiдати на LPS пролiферацieю i продукцieю IL-17 у TLR4-залежний спошб [10]. Внутрiшнъоклiтиннi TLR також можуть функцюнувати в Y8Т-клiтинаx. Експресiю TLR3 виявлено в Y8Т-клiтинаx людини, i при костимуляцii вона призводила до продукцп IFNy. Виявлено також, що YSТ-клiтини людини i мишi здатш експресувати помiтний рiвенъ TLR7 [13]. Нарешл, iмуносупресорнi Y8Т-клiтини, наявнi в пухлиш хворих на рак молочно" залози, можуть втратити свою супресорну активнiстъ при подалъшiй активацii через TLR8 [47].
Ще одшею популяцieю ВЛ, яка активно експресуе PRR, е CD1d-рестриктованнi NKT-клiтини (Natural killer T-cells), що розшзнають чужорщш лiпiди i глiколiпiди. Кiлъка доповщей продемонстрували рiзнi ролi TLRs в регуляцп функцiй NKT-клiтин. Встановлено, що мишачi NKT конститутивно експресують TLR2, TLR3, TLR4, TLR5, TLR7 i TLR9 [31]. Гетерогенний пул CD56+ NKT-клгтин, видшених iз периферичноi кровi людини, конститутивно експресував TLR2 й iндуцибельно експресував TLR3 i TLR4 [51]. Слщ зазначити, що активащя TLR3 у цих клiтинаx привезла до продукцп прозапальних цитокiнiв. Пряма стимулящя NKT-клiтин LPS призводила до продукування IL-4, який сприяв виробленню IgM В-лiмфоцитами [30].
Отже, пряма активащя TLR у рiзниx субпопулящях Т- i В-лiмфоцитiв може значно впливати на ix активащю, пролiферацiю, виживання i продукцiю лiнiйниx цитоюшв i костимуляторних молекул, iстотно змшюючи баланс субпопуляцiй клiтин адаптивноi iмунноi системи. Глобалънi стратегii, орieнтованi на використання Toll-подiбниx рецепторiв як фармаколопчно" мiшенi, можуть мати непередбачуванi наслщки у зв'язку iз виявленою у них повсюдною експрешею як на кровотворних, так i на шших клiтинаx. Пiд час автоiмунниx i запальних захворювань необxiднi додатковi дослщження, щоб визначити, чи можна шпбувати TLR безпосередньо в Т-клiтинаx для зниження рiвня лiмфоцитiв iз прозапальною спрямованiстю (насамперед Th1 i Th17).
Перспектиеи подальших дослгджень. nodanbmi дотдження i визначення фiзiологiчного значення як екзогенних, так i ендогенних шляхiв активацн TLR у лiмфоцитах людини дозволять виробити безпечний та ефективний терапевтичний nidxid для деяких запальних та автожунних захворювань.
1. Alexopoulou L. Recognition of double-stranded RNA and activation of NF-kB by Toll-like receptor 3 / L. Alexopoulou, A.C. Holt, R. Medzhitov [et al.] // Nature. - 2001. - Vol. 413, № 6857. - P. 732-738.
2. Belvin M.P. A conserved signaling pathway: the Drosophila toll-dorsal pathway / M.P. Belvin, K.V. Anderson // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. - 1996. - Vol. 12. - P. 393-416.
3. Bendigs S. CpG-oligodeoxynucleotides co-stimulate primary T cells in the absence of antigen-presenting cells / S. Bendigs, U. Salzer, G.B. Lipford [et al.] // Eur. J. Immunol. - 1999. - Vol. 29, № 4. - P. 1209-1218.
4. Bernasconi N.L. A role for Toll-like receptors in acquired immunity: upregulation of TLR9 by BCR triggering in naive B cells and constitutive expression in memory B cells / N.L. Bernasconi, N. Onai, A. Lanzavecchia // Blood. - 2003. - Vol. 101, № 11. - P. 4500-4504.
5. Biswas A. Porin of Shigella dysenteriae directly promotes toll-like receptor 2-mediated CD4+ T cell survival and effector function / A. Biswas, P. Banerjee, T. Biswas // Mol. Immunol. - 2009. - Vol. 46, № 15. - P. 3076-3085.
6. Bonneville M. gd T cell effector functions: a blend of innate programming and acquired plasticity / M. Bonneville, R.L. O'Brien, W.K. Born // Nat. Rev. Immunol. - 2010. - Vol. 10, № 7. - P. 467-478.
7. Caron G. Direct stimulation of human T cells via TLR5 and TLR7/8: flagellin and R-848 up-regulate proliferation and IFN-g production by memory CD4+ T cells / G. Caron, D. Duluc, I. Fremaux [et al.] // J. Immunol. - 2005. - Vol. 175, № 3. - P. 1551-1557.
8. Crellin N.K. Human CD4+ T cells express TLR5 and its ligand flagellin enhances the suppressive capacity and expression of FOXP3 in CD4+CD25+ T regulatory cells / N.K. Crellin, R.V. Garcia, O. Hadisfar // J. Immunol. - 2005. - Vol. 175, № 12. - P. 8051-8059.
9. Cottalorda A. TLR2 engagement on CD8 T cells lowers the threshold for optimal antigen-induced T cell activation / A. Cottalorda, C. Verschelde, A. Mar^ais [et al.] // Eur. J. Immunol. - 2006. - Vol. 36, № 7. - P. 1684-1693.
10. Cui Y. Human gd T cell recognition of lipid A in predominately presented by CD1b or CD1c on dendritic cells / Y. Cui, L. Kang, L. Cui [et al.] // Biol. Direct. - 2009. - Vol. 4. - 47 p.
11. Chen Q. Engagement of TLR2 does not reverse the suppressor function of mouse regulatory T cells, but promotes their survival / Q. Chen, T.S. Davidson, E.N. Huter [et al.] // J. Immunol. - 2009. - Vol. 183. - P. 4458-4466.
12. Cottalorda A. TLR2 engagement on memory CD8+ T cells improves their cytokine-mediated proliferation and IFN-g secretion in the absence of Ag / A. Cottalorda, B.C. Mercier, F.M. Mbitikon-Kobo [et al.] // Eur. J. Immunol. — 2009. - Vol. 39, № 10. - P. 2673-2681.
13. Cai Y. Pivotal role of dermal IL-17-producing gd T cells in skin inflammation / Y. Cai, X. Shen, C. Ding [et al.] // Immunity. -2011. - Vol. 35, № 4. - P. 596-610.
14. Dong C. TH17 cells in development: an updated view of their molecular identity and genetic programming / C. Dong // Nat. Rev. Immunol. - 2008. - Vol. 8, № 5. - P. 337-348.
15. Diz R. B cell receptor affinity and B cell subset identity integrate to define the effectiveness, affinity threshold, and mechanism of anergy / R. Diz, S.K. McCray, S.H. Clarke // J. Immunol. - 2008. - Vol. 181, № 6. - P. 3834-3840.
16. Fukata M. The myeloid differentiation factor 88 (MyD88) is required for CD4+ T cell effector function in a murine model of inflammatory bowel disease. / M. Fukata, K. Breglio, A. Chen [et al.] // J Immunol. - 2008. - Vol. 180, № 3. - P. 1886-1894.
17. Funderburg N. Toll-like receptor ligands induce human T cell activation and death, a model for HIV pathogenesis / N. Funderburg, A.A. Luciano, W. Jiang [et al.] // PLoS One. - 2008. - Vol. 3, № 4. - P. 1915.
18. Fang C. Complement promotes the development of inflammatory T-helper 17 cells through synergistic interaction with Toll-like receptor signaling and interleukin-6 production / C. Fang, X. Zhang, T. Miwa [et al.] // Blood. - 2009. - Vol. 114, № 5. - P. 1005-1015.
19. Forward N.A. Signaling through TLR7 enhances the immunosuppressive activity of murine CD4+CD25+ T regulatory cells / N.A. Forward, S.J. Furlong, Y. Yang [et al.] // J. Leukoc. Biol. - 2010. - Vol. 87, № 1. - P. 117-125.
20. Gelman A.E. Toll-like receptor ligands directly promote activated CD4+ T cell survival / A.E. Gelman, J. Zhang, Y. Choi [et al.] // J. Immunol. - 2004. - Vol. 172, № 10. - P. 6065-6073.
21. Glaum M.C. Toll-like receptor 7-induced naive human B-cell differentiation and immunoglobulin production / M.C. Glaum, S. Narula, D. Song [et al.] // J. Allergy Clin. Immunol. - 2009. - Vol. 123, № 1. - P. 224-230.
22. Gonzalez-Navajas J.M. LR4 signaling in effector CD4+ T cells regulates TCR activation and experimental colitis in mice / J.M. González-Navajas, S. Fine, J Law [et al.] // J. Clin. Invest. - 2010. - Vol. 120, № 2. - P. 570-581.
23. Geng D. When Toll-like receptor and T-cell receptor signals collide: a mechanism for enhanced CD8 T-cell effector function / D. Geng, L. Zheng, R. Srivastava [et al.] // Blood. - 2010. - Vol. 116, № 18. - P. 3494-3504.
24. Hornung V. Quantitative expression of Toll-like receptor 1-10 mRNA in cellular subsets of human peripheral blood mononuclear cells and sensitivity to CpG oligodeoxynucleotides / V. Hornung, S. Rothenfusser, S. Britsch [et al.] // J Immunol. -2002. - Vol. 168, № 9. - P. 4531-4537.
25. Heil F. Species-specific recognition of single-stranded RNA via toll-like receptor 7 and 8 / F. Heil, H. Hemmi, H. Hochrein [et al.] // Science. - 2004. - Vol. 303, № 5663. - P. 1526-1529.
26. Imanishi T. Cutting edge: TLR2 directly triggers Th1 effector functions / T. Imanishi, H. Hara, S. Suzuki [et al.] // J. Immunol. -2007. - Vol. 178, № 11. - P. 6715-6719.
27. Jegerlehner A. TLR9 signaling in B cells determines class switch recombination to IgG2a / A. Jegerlehner, P. Maurer, J. Bessa // J. Immunol. - 2007. - Vol. 178, № 4. - P. 2415-2420.
28. Kabelitz D. Expression and function of Toll-like receptors in T lymphocytes / D. Kabelitz // Curr. Opin. Immunol. - 2007. - Vol. 19, № 1. - P. 39-45.
29. Kawai T. The role of pattern-recognition receptors in innate immunity: update on Toll-like receptors / T. Kawai, S. Akira // Nat. Immunol. - 2010. - Vol. 11, № 5. - P. 373-384.
30. Kim J.H. Direct engagement of TLR4 in invariant NKT cells regulates immune diseases by differential IL-4 and IFN-g production in mice / J.H. Kim, H.S. Kim, H.Y. Kim [et al.] // PLoS One. - 2012. - Vol. 7, № 9. - P. 32-35.
31. Kulkarni R.R. Costimulatory activation of murine invariant natural killer T cells by toll-like receptor agonists / R.R. Kulkarni, A.I. Villanueva, I. Elawadli [et al.] // Cell. Immunol. - 2012. - Vol. 277, № 1. - P. 33-43.
32. Kamada N. Role of gut microbiota in immunity and inflammatory disease / N. Kamada, S.U. Seo, G.Y. Chen [et al.] // Nat. Rev. Immunol. - 2013. - Vol. 13, № 5. - P. 321-335.
33. Lau C.M. RNA-associated autoantigens activate B cells by combined B cell antigen receptor/ Toll-like receptor 7 engagement / C.M. Lau, C. Broughton, A.S. Tabor [et al.] // J. Exp. Med. - 2005. - Vol. 202, № 9. - P. 1171-1177.
34. Liu G. Toll-like receptors and immune regulation: their direct and indirect modulation on regulatory CD4+ CD25+ T cells / G. Liu, Y. Zhao // Immunology. - 2007. - Vol. 122, № 2. - P. 149-156.
35. Lampropoulou V. TLR-activated B cells suppress T cell-mediated autoimmunity / V. Lampropoulou, K. Hoehlig, T. Roch [et al.] // J. Immunol. - 2008. - Vol. 180, № 7. - P. 4763-4773.
36. Lee S.M. Expression and function of TLR2 on CD4 versus CD8 T cells / S.M. Lee, Y.D. Joo, S.K. Seo // Immune Netw. - 2009. -Vol. 9, № 4. - P. 127-132.
37. Lombardi V. Human dendritic cells stimulated via TLR7 and/or TLR8 induce the sequential production of IL-10, IFN-gamma, and IL-17A by naive CD4+ T cells / V. Lombardi, L. Overtvelt, S. Horiot [et al.] // J. Immunol. - 2009. - Vol. 182, № 6. - P. 3372-3379.
38. Mokuno Y. Expression of toll-like receptor 2 on gd T cells bearing invariant V g6/Vd1 induced by Escherichia coli infection in mice / Y. Mokuno, T. Matsuguchi, M. Takano [et al.] // J. Immunol. - 2000. - Vol. 165, № 2. - P. 931-940.
39. Matsuguchi T. Gene expressions of lipopolysaccharide receptors, toll-like receptors 2 and 4, are differently regulated in mouse T lymphocytes / T. Matsuguchi, K. Takagi, T. Musikacharoen [et al.] // Blood. - 2000. - Vol. 95, № 4. - P. 1378-1385.
40. Medvedev A.E. Tolerance to microbial TLR ligands: molecular mechanisms and relevance to disease / A.E. Medvedev, I. Sabroe, J.D. Hasday [et al.] // J. Endotoxin Res. - 2006. - Vol. 12, № 3. - P. 133-150.
41. McGettrick A.F. Toll-like receptors: key activators of leucocytes and regulator of haematopoiesis / A.F. McGettrick, L.A. O'Neill // Br. J. Haematol. - 2007. - Vol. 139, № 2. - P. 185-193.
42. Martin B. Interleukin-17-producing gd T cells selectively expand in response to pathogen products and environmental signals / B. Martin, K. Hirota, D.J. Cua [et al.] // Immunity. - 2009. - Vol. 31, № 2. - P. 321-330.
43. Mercier B.C. TLR2 engagement on CD8 T cells enables generation of functional memory cells in response to a suboptimal TCR signal / B.C. Mercier, A. Cottalorda, C.A. Coupet [et al.] // J. Immunol. - 2009. - Vol. 182, № 4. - P. 1860-1867.
44. Mercier B.C. NOD1 cooperates with TLR2 to enhance T cell receptor- ediated activation in CD8 T cells / B.C. Mercier, E. Ventre, M.L. Fogeron [et al.] // PLoS One. - 2012. - Vol. 7, № 7. - P. 13-15.
45. Park H. A distinct lineage of CD4 T cells regulates tissue inflammation by producing interleukin 17 / H. Park, Z. Li, X.O. Yang [et al.] // Nat. Immunol. - 2005. - Vol. 6, № 11. - P. 1133-1141.
46. Peng G. Toll-like receptor 8-mediated reversal of CD4+ regulatory T cell function / G. Peng, Z. Guo, Y. Kiniwa [et al.] // Science. - 2005. - Vol. 309, № 5739. - P. 1380-1384.
47. Peng G. Tumor-infiltrating gd T cells suppress T and dendritic cell function via mechanisms controlled by a unique toll-like receptor signaling pathway / G. Peng, H.Y. Wang, W. Peng [et al.] // Immunity. - 2007. - Vol. 27, № 2. - P. 334-348.
48. Quigley M. A critical role for direct TLR2-MyD88 signaling in CD8 T-cell clonal expansion and memory formation following vaccinia viral infection / M. Quigley, J. Martinez, X. Huang [et al.] // Blood. - 2009. - Vol. 113, № 10. - P. 2256-2264.
49. Reynolds J.M. Toll-like receptor 2 signaling in CD4+ T lymphocytes promotes T helper 17 responses and regulates the pathogenesis of autoimmune disease / J.M. Reynolds, B.P. Pappu, J. Peng [et al.] // Immunity. - 2010. - Vol. 32, № 5. - P. 692-702.
50. Reynolds J.M. Toll-like receptor 4 signaling in T cells promotes autoimmune inflammation / J.M. Reynolds, G.J. Martinez, Y. Chung [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. - 2012. - Vol. 109, № 32. - P. 1306-1309.
51. Saikh K.U. Toll-like receptor and cytokine expression patterns of CD56+ T cells are similar to natural killer cells in response to infection with Venezuelan equine encephalitis virus replicons / K.U. Saikh, J.S. Lee, T.L. Kissner [et al.] // J. Infect. Dis. - 2003. -Vol. 188, № 10. - P. 1562-1570.
52. Spiller S. Cellular recognition of trimyristoylated peptide or enterobacterial lipopolysaccharide via both TLR2 and TLR4 / S. Spiller, S. Dreher, G. Meng [et al.] // J. Biol. Chem. - 2007. - Vol. 282, № 18. - P. 1390-1398.
53. Spits H. Innate lymphoid cells: emerging in sight sin development, line a gerelation ships and function / H. Spits, T. Cupedo //Annu. Rev. Immunol. - 2012. - Vol. 30. - P. 647-675.
54. Spits H. Innate lymphoid cells- a proposal for uniform nomenclature / H. Spits, D. Artis, M. Colonna [et al.] // Nat. Rev. Immunol. - 2013. - Vol. 13, № 2. - P. 145-149.
55. Tretter T. Induction of CD4+ T-cell anergy and apoptosis by activated human B cells / T. Tretter, R.K. Venigalla, V. Eckstein [et al.] // Blood. - 2008. - Vol. 112, № 12. - P. 4555-4564.
56. Watanabe T. Lipid A directly inhibits IL-4 production by murine Th2 cells but does not inhibit IFN-g production by Th1 cells / T. Watanabe, T. Inoue, H. Ochi [et al.] // Eur. J. Immunol. - 1999 - Vol. 29, № 2. - P. 413-418.
57. Walker L.S. Regulatory T cells overturned: the effectors fight back / L.S. Walker // Immunology. - 2009. - Vol. 126, № 4. - P. 466-474.
58. Wojno E. Innate Lymphoid Cells: Balancing Immunity, Inflammation, and Tissue Repair in the Intestine / E. Wojno, D. Artis // Cell Host Microbe. - 2012. - Vol. 12. - P. 445-457.
59. Yang X.O. STAT3 regulates cytokine-mediated generation of inflammatory helper T cells / X.O. Yang, A.D. Panopoulos, R. Nurieva [et al.] // J. Biol. Chem. - 2007. - Vol. 282, № 13. - P. 9358-9363.
60. Zanin-Zhorov A. Heat shock protein 60 enhances CD4+ CD25+ regulatory T cell function via innate TLR2 signaling / A. Zanin-Zhorov, L. Cahalon, G. Tal [et al.] // J. Clin. Invest. - 2006. - Vol. 116, № 7. - P. 2022-2032.
61. Zhang X. IFN-beta1a inhibits the secretion of Th17-polarizing cytokines in human dendritic cells via TLR7 up-regulation / X. Zhang, J. Jin, Y. Tang [et al.] // J. Immunol. - 2009. - Vol. 182, № 6. - P. 3928-3936.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭКСПРЕССИИ TLR ЛИМФОЦИТОВ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИИ Жеребятьев А. С., Топол И.А., Деген А. С., Камышный А.М.
Обзор литературы с собственными данными посвящен описанию последних достижений в области изучения контроля функций Т- и В-лимфоцитов То11-подобными рецепторами. Подчеркнув участие сигналов от ТЬЯ в патогенезе и развитии воспаления, показали, что ТЬЯ влияют на активацию, пролиферацию, выживание и продукцию цитокинов различных субпопуляций лимфоцитов.
Ключевые слова: То11-подобный рецептор, воспаление, аутоиммунные заболевания, Т^, ТЫ7.
Стаття надшшла 26.12.2013 р.
PATTERNS OF EXPRESSION TLR LYMPHOCYTES
IN THE EXPERIMENTAL PATHOLOGY Zherebjatev A.S., Topol., I.A., Degen A., Kamyshny A.M.
Review of the literature with own data is devoted to description of the recent advances in the study of the control of T and B lymphocytes functions through Toll-like receptors. It has been shown that TLR activation influences proliferation, survival and cytokine production of cell subsets by underlining participation of TLR signaling in the pathogenesis and promotion of inflammation.
Key words: Toll-like receptor, inflammation, autoimmune diseases, TReg, Th17.
УДК 616.127-005.4:616.15-018.5-091.818
//////////////^
V,////////////////^
ПЕРИНАТАЛЬНАЯ ГИПОКСИЯ КАК ИНДУКТОР АПОПТОЗА КАРДИОМИОЦИТОВ У
НОВОРОЖДЕННЫХ
В сердце новорожденных в условиях внутриутробной гипоксии развиваются обратимые, а в тяжелых случаях -необратимые изменения как в кардиомиоцитах (проводящих и сократительных), так и в сосудах гемомикроциркуляторного русла, что является проявлением не только гипоксического повреждения сердечной мышцы, но и свидетельством ишемического характера развившихся повреждений миокарда. На ранних стадиях ишемии апоптоз является преобладающей формой гибели кардиомиоцитов. Типичной реакцией апоптоза при постгипоксических кардиомиопатиях является усиление его митохондриального пути. При этом выраженность индукции апоптоза зависит от стадии недостаточности кровообращения.
Ключевые слова: гипоксия, апоптоз, кардиомиоциты, новорожденные, митохондрия.
Робота е фрагментом НДР «Комплексна морфо-функщональна оцтка стану деяких оргатв на тлi алкогольноI ттоксикацй вумовах iмуномоделюючоl, репаративноI та антиоксидантноI корекцн», № 0109и004587.
Многие хронические, инвалидизирующие или фатальные патологические состояний у
взрослых, в том числе заболевания сердечно-сосудистой системы, берут начало в перинатальном
периоде, а некоторые болезни неонатального, грудного и старшего возраста представляют собой
пролонгированную патологию плода [1,2,6,13,28]. Ранняя диагностика и своевременная коррекция
© Заднипряный И.В., Третьякова О.С., Сатаева 169
Т.П., 2014
