CD4-T-ЛИМФОЦИТЫ: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ, СОЗРЕВАНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

В CD4 - Т - клетки представляют собой тип Т - лимфоциты , имеющие функцию клеток , прежде всего , как «аксессуар» или «партнер» для ответа специфических иммунного или адаптивного. Они характеризуются наличием мембранного рецептора, известного как «Т-клеточный рецепторный комплекс», сокращенно TCR (Т-клеточный рецептор). Однако существуют различные субпопуляции Т-клеток, которые идентифицируются по присутствию других мембранных маркерных молекул.

Эти молекулы являются белками по своей природе и известны как часть «группы дифференциации» или CD (кластера дифференцировки). Соответственно, Т-клетки можно разделить на две основные группы: Т-лимфоциты CD4 и Т-лимфоциты CD8.

Представление корецептора CD4 на Т-хелперном лимфоците во время его активации, опосредованной антигенпрезентирующей клеткой (APC) (Источник: Xermani через Wikimedia Commons)

Последние также известны как «цитотоксические Т-клетки», поскольку в гуморальном иммунном ответе они непосредственно вмешиваются в устранение клеток, зараженных вирусами или внутриклеточными микроорганизмами.

CD4-Т-лимфоциты широко известны в литературе как «вспомогательные Т-лимфоциты», поскольку они участвуют в активации других лимфоцитов иммунной системы: В-лимфоцитов. Их участие способствует как активации, так и выработке и секреции антител.

Структура

CD4 Т-клетки имеют общие структурные характеристики со всеми остальными клетками лимфоидной линии. У них есть заметное ядро, которое ограничивает цитозоль узким кольцом между его плазматической мембраной и ядром.

У них не так много внутренних органелл, но на электронных микрофотографиях они были похожи на некоторые митохондрии, небольшой комплекс Гольджи, свободные рибосомы и несколько лизосом.

Эти клетки происходят в костном мозге от общего предшественника с другими лимфоидными клетками, такими как В-клетки и «естественные киллеры» (NK), а также с остальными гемопоэтическими клетками.

Однако их созревание и активация происходят вне костного мозга, в органе, известном как тимус, и они могут выполнять свои функции в некоторых вторичных лимфоидных органах, таких как миндалины, аппендикс и другие.

Они отличаются от других клеток лимфоидной линии экспрессией специфических маркеров, в частности «Т-клеточного рецептора» (Т-клеточного рецептора). Эти поверхностные белки можно рассматривать как белковые комплексы, которые функционируют в первую очередь в распознавании представленных им антигенов.

С этими белками связан еще один белковый комплекс, известный как CD3, который необходим для передачи сигналов во время распознавания антигена.

С другой стороны, хелперные Т-лимфоциты экспрессируют на своей поверхности тип «маркерной» молекулы, известной как CD4, которая, как и все молекулы дифференцированных групп, распознает специфические участки рецепторов, «ограниченных» молекулами MHC класс II.

Типы CD4 Т лимфоцитов

В литературе можно найти разные названия для разных типов Т-лимфоцитов с маркерами CD4-типа, но выделяется тип номенклатуры, который определяет тип цитокина, который эти клетки способны продуцировать.

Таким образом, было определено несколько классов хелперных Т-лимфоцитов, среди которых выделяются TH1, TH2, TH9, TH17, TH22, THF и Treg или регуляторные лимфоциты.

Лимфоциты TH1 секретируют гамма-интерферон (IFN-γ), цитокин, полезный для активации других клеток иммунной системы, известных как макрофаги. Хелперные лимфоциты 2 типа (TH2) секретируют широкий спектр интерлейкинов, которые способствуют выработке антител.

Фолликулярные хелперные Т-лимфоциты или ТГФ, обнаруженные в лимфоидных фолликулах, участвуют в активации В-клеток, а также «помогают» в продукции и секреции антител, секретируя большое количество цитокинов.

Другой класс лимфоцитов-помощников, регуляторные Т-лимфоциты или Tregs, регулируют большое количество клеточных функций посредством межклеточных контактов, экспрессии поверхностных молекул и усиления ответа на различные факторы роста.

Что касается развития этих «подмножеств» Т-лимфоцитов CD4, различные исследования показали, что они происходят из одного и того же предшественника Т-клеток, то есть они не происходят из отдельных клонов, которые подвергаются риску до антигенной стимуляции.

Напротив, дифференцировка каждого типа лимфоцитов-помощников зависит от многих аспектов микроокружения, которым подвергается клетка-предшественник, которая, как полагают, является наивным зрелым Т-лимфоцитом CD4, стимулируется цитокинами, продуцируемыми макрофагами. ,

Характеристики

CD4 Т-лимфоциты функционируют в первую очередь как клетки-помощники. Это клетки, которые активируются и генерируют иммунный ответ против инфекций, как только они находят, распознают вторгающийся антиген и взаимодействуют с ним.

Их способность распознавать и связывать чужеродные антигены значительно отличается от способности В-клеток, поскольку последние способны распознавать растворимые антигены в их «наивном состоянии» до их полной дифференцировки.

Напротив, Т-лимфоциты (в целом) могут распознавать только пептидные антигены, прикрепленные к другим молекулам, кодируемым генами семейства белков, известных как «главный комплекс гистосовместимости» или MHC (главный комплекс гистосовместимости), и это называется «комплексом гистосовместимости». ограничение со стороны MHC ».

Существует по крайней мере три класса белков MHC, и Т-клетки CD4 распознают антигены, представленные в контексте класса II MHC.

Их называют Т-хелперами или «помощниками», потому что они «помогают» В-клеткам, для которых характерно производство Т-зависимых антител, то есть им необходимо присутствие Т-лимфоцитов.

Его основная ответственность заключается в производстве растворимых цитокинов, которые участвуют в различных иммунологических процессах.

Как клетки иммунной памяти

Определенный набор дифференцированных зрелых Т-лимфоцитов CD4 может жить в течение более длительных периодов времени и обеспечивать более быстрый ответ, когда организм, в котором они находятся, сталкивается с тем же антигеном во второй раз.

Эти клетки, предназначенные для «запоминания» антигенов, которые их активировали и запускали их дифференцировку, известны как «Т-клетки памяти».

Созревание и активация

Т-лимфоциты CD4 образуются в костном мозге и затем мигрируют в тимус для дифференциации и созревания. Лимфоидные клетки-предшественники Т-лимфоцитов, присутствующие в тимусе, известны как «тимоциты».

Тимоциты проходят разные стадии созревания, на которых мембранные маркеры, которые их характеризуют, постепенно экспрессируются (ранее упоминались маркеры TCR и CD3).

Процесс активации Т-лимфоцита (Источник: DO11.10 через Wikimedia Commons)

В процессе созревания отбираются хелперные Т-клетки, распознающие чужеродные антигены, а те, которые распознают собственные молекулы организма, которые их вызывают, удаляются. Это очень важный механизм защиты от наличия «самореактивных» клеток.

Как происходит активация?

Неактивные Т-лимфоциты находятся в периоде митотического старения или, что то же самое, они не делятся активно и задерживаются в фазе G0 клеточного цикла.

Некоторые «дополнительные» клетки, известные как антигенпрезентирующие клетки или APC ( антигенпредставляющие клетки ), участвуют в процессе активации . Эти клетки выполняют функцию «представления» антигенов, связанных с белками МНС класса II, которые селективно распознаются TCR на мембране Т-лимфоцитов CD4.

Во время этого процесса, который происходит в тимусе, лимфоциты дифференцируются в лимфобласты, изменяя форму и размер. Лимфобласты могут делиться и размножаться, увеличивая количество клеток в популяции.

Взаимодействие между рецептором TCR (на поверхности Т-клетки CD4) и антигеном, связанным с MHC класса II (на поверхности клетки APC), образует комплекс, обеспечивающий специфическое распознавание.

Как только представленный антиген распознается в контексте MHC класса II, лимфоцит CD4 и клетка APC начинают секретировать цитокины, которые способствуют активации лимфоцитов.

Когда лимфоцит активируется, он размножается, образуя новые идентичные клетки, специфичные для рассматриваемого антигена и находящиеся в «наивном» или «наивном» состоянии, которое не изменяется до тех пор, пока они не встретятся с антигеном, для которого они были «созданы». ».

Запрограммированная гибель клеток

Организм человека, как и многих млекопитающих, способен производить сотни лимфоцитарных клеток за очень короткие периоды времени.

Кроме того, поскольку дифференцировка Т-клетки включает случайную перестройку генов, которые кодируют белки распознавания представленных ей антигенов, существуют сотни различных популяций клеток, способных распознавать разные «части» одного и того же антигена. или разные антигены.

Это множество клеток связано с определенными физиологическими опасностями, поскольку некоторые из паттернов, распознаваемых мембранными рецепторами Т-клеток, могут совпадать с паттернами некоторых собственных молекул.

Кроме того, не все эти клетки предназначены для немедленного выполнения своих функций, поскольку они требуют взаимодействия с определенным антигеном.

Таким образом, «гомеостаз» лимфоцитов достигается в первичных лимфоидных органах, запуская пути запрограммированной гибели клеток в тех клетках, которые не являются необходимыми или которые не дифференцируются и не полностью созревают.

Ссылки

1. Аббас А., Мерфи К. и Шер А. (1996). Функциональное разнообразие хелперных Т-лимфоцитов. Природа, 383, 787-793.
2. Актер, JK (2014). Основные концепции иммунологии для междисциплинарных приложений. Лондон: Academic Press.
3. Внизу К. (1988). Функциональная дихотомия CD4 + Т-лимфоцитов. Иммунология сегодня, 9 (9), 268–274.
4. Кавана, М. (nd). Активация Т-клеток. Британское общество иммунологии.
5. Рейнхерц, Э., Хейнс, Б., Надлес, Л., и Бернштейн, И. (1986). Типирование лейкоцитов II. Человеческие Т-лимфоциты (Том 1). Springer.
6. Смит-Гарвин, Дж. Э., Корецки, Г. А., и Джордан, М. С. (2009). Активация Т-клеток. Annu. Rev. Immunol. , 27, 591–619.