Главная

Модуляция экспрессии Iа-антигенов макрофагами

Как неоднократно подчеркивалось в этой главе, Iа-антигены макрофагов играют разностороннюю и важную роль в процессе активации Т-клеток: от функционирования в качестве молекулы, способной передавать сигнал, индуцирующий выработку монокинов в ответ на митогены, до их возможной роли в качестве специфической антигенсвязывающей молекулы, контролирующей функцию генов Ir. Несколько лет назад было обнаружено, что не все макрофаги экспрессируют Iа-антигены. Так, например, только 15—25% очищенных макрофагов морской свинки, индуцированных введением масла, могли быть лизированы при обработке анти-Iа-сывороткой и комплементом. Макрофаги, оставшиеся после такой обработки живыми, оказались неповрежденными и метаболически активными: они активно фагоцитировали латексные шарики. В то же время эти Iа-отрицательные макрофаги были в значительной степени лишены способности презентировать белковые антигены иммунным Т-лимфоцитам и функционировать в качестве стимулирующих клеток при смешивании с аллогенными Т-клетками в PCЛ.

Влияние обработки антителами к Iа и комплементом (К) на способность макрофагов презентировать белковые антигены и аллоантигены

Обработка макрофагов Ответ (имп/мин) на
среду ДНФ-ГЛ ОБПТ РСЛ
НСМС + К
Анти-Iа + К
352
256
88 666
6657
59 549
993
105 844
7096

Таким образом, оказалось, что Iа-антигены экспрессируются на субпопуляции макрофагов, и эта субпопуляция играет основную роль в активации пролиферации Т- клеток в ответ на растворимые белковые антигены и аллоантигены.

Сходные результаты были получены при исследовании экспрессии антигенов Iа мышиными макрофагами. С помощью метода комплементзависимой цитотоксичности и протонного микрофлуориметрического анализа Ia-антигены удалось обнаружить в среднем у 8—15% клеток, имеющих морфологические и функциональные характеристики макрофагов и полученных из популяции перитонеального экссудата. Позднее Кауинг и др. обнаружили, что доля Ia-положительных макрофагов заметно варьирует в зависимости от ткани, из которой были получены макрофаги.

Вариации в относительном количестве Ia-положительных макрофагов

Источник клеток Доля Ia-положительных макрофагов, %
Брюшная полость (резидентные)
Селезенка
Кожа
Печень
Тимус
Легкие

Кровь
10—20
50
90
25—30
75
10 (мышь)
80 (морская свинка)
75 (человек)

Среди прикрепляющихся клеток селезенки, имеющих морфологию макрофагов, 60—70% несли антигены Iа, в то время как из макрофагов брюшной полости лишь 10—15% были Ia-положительными. Более того, оказалось, что экспрессию Iа-антигенов нельзя считать стабильной характеристикой прикрепляющихся клеток селезенки, поскольку при культивировании в течение 7 дней экспрессия Iа-антигенов спонтанно прекращалась. Аналогично результатам, полученным на морских свинках, данные цитотоксических опытов с использованием комплемента и антител к Iа-антигенам показали, что функцию вспомогательных клеток выполняет субпопуляция макрофагов, несущих продукты субрайонов I-A и I-Е. Способность к осуществлению функций вспомогательных клеток также коррелировала с долей клеток, экспрессирующих Iа- антигены; прикрепляющиеся клетки селезенки были гораздо более активными вспомогательными клетками, чем прикрепляющиеся клетки из брюшной полости.

Приведенные результаты убедительно показывают, что между наличием Iа-антигенов и способностью функционировать как вспомогательная клетка имеется непосредственная связь. Эти исследования поднимают также ряд интересных вопросов, касающихся иммунобиологии функционирования вспомогательных клеток. Относятся ли Ia-положительные вспомогательные клетки к той же клеточной линии, что и Iа-отрицательные вспомогательные клетки? Или — при несколько иной формулировке вопроса — не отражает ли наличие или отсутствие Iа-антигенов стадию дифференцировки одной линии клеток?

Чрезвычайно плодотворный подход для ответа на эти вопросы применили Беллер и сотр. детально исследовавшие, какую долю составляют Ia-положительные клетки среди макрофагов, полученных из различных источников. При этом исследовали также вопрос о том, как влияют на экспрессию макрофагами Iа-антигенов различные иммунологические воздействия и другие факторы среды. Были обнаружены изменения относительного числа Ia-положительных макрофагов в перитонеальных экссудатах при воздействии разных стимулов.

Изменения в относительном количестве Ia-положительных макрофагов у иммунизированных мышей

Имунные к Инъекция Клетки перитонеального экссудата (х 10-6) Хлороквин (0,1 мМ)
KLH


Listeria
-
KLH
Listeria
-
KLH
Listeria
4,0
4,0
4,2
3,4
4,7
5,2
2,6
53,2
10,2
26,9 59,1

Те стимулы, которые вызывали обогащение перитонеальтого экссудата Ia-положительными клетками, были связаны по крайней мере частично с иммунологическими процессами. Вещества, вызывающие общее воспаление, такие, как минеральное масло или культуральный бульон, индуцировали образование экссудатов, в которых не наблюдалось заметного изменения в соотношении Ia-положительных и Iа-отрицательных макрофагов. Иммунизация сильными антигенами, такими, как KLH или организмы Listeria, вызывали сдвиги в составе экссудата в сторону обогащения Ia-положительными клетками. Невозможность обнаружить значительное количество Iа-положительных макрофагов в экссудатах, индуцированных неиммунологическим путем, нельзя объяснить более медленным развитием ответа. Пептон, тиогликолят и минеральное масло вызывали увеличение абсолютного числа Ia-положительных клеток, но никогда не повышали их относительного содержания.

Очень важен тот факт, что способность вызывать образование экссудатов, обогащенных Ia-положительными макрофагами, может переноситься иммунными Т-клетками. Этот результат демонстрирует двойную роль Т-клеток в осуществлении функционирования и регуляции вспомогательных клеток. Ia-положительные макрофаги необходимы для активации антиген-специфических Т-клеток; после активации Т-клетки могут регулировать прямо или косвенно Ia-фенотип макрофагов. Иммуногенные стимулы, таким образом, могут регулировать появление Ia-положительных макрофагов как локально, так и системно. Исходя из этого, весьма вероятно, что Iа-антигены определяют не стабильную субпопуляцию макрофагов, а специфическую стадию развития клеточной линии моноцитов-макрофагов.

Детальный анализ механизмов, с помощью которых Т-клетки регулируют экспрессию Iа макрофагами, стал возможным после идентификации растворимого медиатора, освобождающегося при взаимодействии in vitro стимулированных антигеном Т-клеток с макрофагами. Этот медиатор способен in vivo индуцировать экссудаты, богатые Ia-положительными макрофагами. Для выработки этого медиатора, названного MIRF (от англ. macrophage Ia recruiting factor — фактор, рекрутирующий Ia макрофагов), требуется взаимодействие Ia-положительных макрофагов, иммунных Т-клеток и присутствие специфического антигена. Для образования и поддержания экссудата, содержащего большое количество Ia-положительных клеток, требуются периодические инъекции этого фактора. Инъекция MIRF повышала долю Ia-положительных макрофагов от 10% (базальный уровень) до 50—90%. Этот ответ полностью исчезал, если до инъекции MIRF или иммунных Т-клеток мыши получали летальную дозу облучения. Перенос костномозговых клеток облученным мышам в значительной степени восстанавливал их способность реагировать на иммунологические стимулы, даже если переносимые клетки костного мозга предварительно освобождали от Ia-положительных клеток. Таким образом, для поддержания высокого содержания Ia-положительных макрофагов, индуцируемого MIRF, требуется наличие обновляемых стволовых клеток. После облучения MIRF не вызывал превращения даже недавно образовавшихся Iа-отрицательных клеток в Ia-положительные. Тот факт, что MIRF не способны индуцировать образование Ia-положительной популяции у облученных животных, стимулированных тио-гликолятом, показывает, что зрелые макрофаги, даже совсем недавно поступившие из кровотока, не могут служить мишенью действия медиаторов, выделяемых Т-клетками. Видимо, превращение зрелых Iа-отрицательных макрофагов in situ в Ia-положительные не является основным механизмом образования in vivo Ia-положительного экссудата. Облучение, по-видимому, препятствует поступлению соответствующих клеток-мишеней.

Результаты, полученные при исследовании MIRF in vivo, в определенном отношении отличаются от результатов некоторых исследований, в которых было показано, что зрелые Iа-отрицательные перитонеальные макрофаги могут превращаться в Ia-положительные в культуре под действием растворимых медиаторов. Лимфокин из стимулированных антигеном клеток селезенки животных, иммунизированных Trypanosoma cruzi, увеличивал экспрессию и синтез Iа-антигенов макрофагов, причем этот ответ характеризовался зависимостью от дозы и времени воздействия. Пока неясно, все ли представители линии мононуклеарных фагоцитов усиливают экспрессию Iа-антигенов в ответ на медиатор, поскольку эти исследования проводились на клетках, индуцированных протеиназным пептоном. Менее значительное увеличение экспрессии Iа-антигенов наблюдалось на обработанных медиатором резидентных макрофагах брюшной полости и селезки.

Культуральная среда клеток селезенки, активированных конканавалином (Кон) А, также индуцировала экспрессию Iа-антигенов мышиными макрофагами in vitro. Биохимическое исследование этого медиатора показало, что фактор, регулирующий Iа-антигены макрофагов, имеет такие же молекулярную массу, ИЭТ, а также гидрофобные и аффинные свойства, как и иммунный интерферон [ИФ-у]. Антисыворотка к мышиному ИФ-у нейтрализовала как активность ИФ-у культуральной среды, так и активность, регулирующую Iа-антиген макрофагов. Более того, частично очищенный ИФ-у индуцировал экспрессию Iа-антигена макрофагами in vitro. Эти результаты показывают, что in vivo в тканях с высоким относительным содержанием Ia-положительных клеток экспрессия Iа-антигенов макрофагов может индуцироваться и поддерживаться при постоянном небольшом уровне образования ИФ-у. Взаимосвязь между MIRF и ИФ-у остается неясной и требует дальнейших биохимических исследований.

Предпринимались также попытки обнаружить медиаторы, понижающие экспрессию Iа-антигенов на макрофагах. В исследованиях на новорожденных животных, у которых количество Ia-положительных макрофагов очень невелико, было установлено, что продукт молодых реплицирующихся макрофагов подавляет экспрессию Iа-антигенов зрелыми макрофагами. Недавно было обнаружено, что простагландины серии Е (ПГЕ) сильно ингибируют экспрессию Iа-антигенов на макрофагах, индуцированных лимфокинами, и что тромбоксан В2 препятствует данному эффекту ПГЕ.

Подавление простагландинами экспрессии Iа-антигенов

Обработка Доля (%) клеток, экспрессирующих
лимфокин ПГЕ2 Н-2К
-
+
+
+
+
-
-
10-9 M
10-7 M
10-6 M
1
37
18
5
2
78
83
82
82
77

Регуляция экспрессии Iа-антигенов простагландинами может быть важным контролирующим механизмом в индуктивной фазе иммунного ответа. Потеря Iа-антигена макрофагами после инкубации с ПГЕ сопровождалась снижением способности презентировать антиген иммунным Т-клеткам.

Изучение индукции экспрессии Iа-антигенов лимфокинами in vitro показало, что почти все Iа-отрицательные макрофаги могут быть превращены в Ia-положительные. Из этого, очевидно, можно сделать вывод, что Iа-позитивные и Iа-отрицательные макрофаги возникают из одной и той же линии клеток. Тем не менее недавно была предпринята попытка определить, разделяется ли линия фагоцитов на определенной стадии созревания на два отдельных субкласса, Ia-положительные и Iа-отрицательные клетки, т. е. существуют ли предшественники, дающие начало макрофагам, никогда не экспрессирующим Iа-антигены, и предшественники, из которых образуются макрофаги, способные экспрессировать Iа-антигены в зависимости от условий окружающей среды. Макрофаги выращивали из костномозговых предшественников и определя-ли условия, в которых эти клетки начинают экспрессировать Iа-антигены.

Макрофаги, культивируемые в среде, кондиционированной L-клетками, оставались Iа-отрицательными, хотя и пролиферировали. Следовательно, у активно пролиферирующих клеток не наблюдается спонтанной экспрессии Iа-антигенов. После удаления ростовых стимулов небольшая доля макрофагов в течение непродолжительного времени спонтанно экспрессировала Iа-антигены. В присутствии же Т-клеточных лимфокинов экспрессия Iа-антигенов была более стабильной и наблюдалась у большинства макрофагов. Все предшественники макрофагов давали начало клеткам, способным экспрессировать Ia-антигены: после стимуляции Т-клеточными лимфокинами Ia-положительные макрофаги обнаруживались в 100 % колоний. Эти результаты противоречат существованию раздельных линий Ia-положительных и Iа-отрицательных макрофагов. По-видимому, имеется лишь одна линия мононуклеарных фагоцитов, регулируемая различными индуктивными сигналами. До сих пор остается неясным, на каком этапе происходит изменение, в результате которого иммунные стимулы вызывают образование Ia-положительных экссудатов, а неиммунные стимулы — образование Iа-отрицательных экссудатов.

Copyright © 2011-2012