Дендритные клетки: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
доп. общая информация, уточнение
м уточнение, доп. источник
Строка 75: Строка 75:


== Линии развития дендритных клеток и их характеристика ==
== Линии развития дендритных клеток и их характеристика ==
[[Файл:Dendritic cells scheme.jpg|граница|мини|350x350пкс|Линии развития ДК из гемопоэтических стволовых клеток.]]Существуют 4 типа ДК — миелоидные ДК, плазмоцитоидные ДК, фолликулярные ДК и клетки Лангерганса. Миелоидные ДК и происходящие от неё отвечают за активацию Т-клеток в организме. Клетки лимфоидного происхождения (Плазмоцитоидные ДК) обеспечивают [[Иммунологическая толерантность|толерантность]] организма.
[[Файл:Dendritic cells scheme.jpg|граница|мини|350x350пкс|Линии развития ДК из гемопоэтических стволовых клеток.]]Существуют несколько типов основных ДК — миелоидные ДК, плазмоцитоидные ДК, фолликулярные ДК и клетки Лангерганса. Миелоидные ДК и происходящие от неё отвечают за активацию Т-клеток в организме. Клетки лимфоидного происхождения (Плазмоцитоидные ДК) обеспечивают [[Иммунологическая толерантность|толерантность]] организма.


=== Миелоидные дендритные клетки ===
=== Миелоидные дендритные клетки ===
Строка 91: Строка 91:


==== Функции и особенности ====
==== Функции и особенности ====
Пиноцитозом и фагоцитозом МДК захватывают чужеродные антигены, после чего экспрессируют антигенную детерминанту в комплексе с молекулами MHC II класса. Затем МДК мигрируют в регионарные лимфоузлы, где стимулируют пролиферацию и дифференцировку антигенспецифических Т-лимфоцитов, провоцируя и стимулируя иммунный ответ. В ответ на стимуляцию индукторами созревания, МДК продуцируют преимущественно цитокины Т-Хелпера 1 типа, включая [[Интерлейкин 6|IL6]], [[IL12RB1]], [[фактор некроза опухоли]] и [[Интерферон гамма|интерферон-гамму]]. Маркерами МДК являются молекулы CD1c и CD141<ref name=":0" /><ref name=":2" />.
Характеризуются низким уровнем экспрессии костимуляторных и адгезивных молекул, а также MHC-1 и 2. Пиноцитозом и фагоцитозом МДК захватывают чужеродные антигены, после чего экспрессируют антигенную детерминанту в комплексе с молекулами MHC II класса. Затем МДК мигрируют в регионарные лимфоузлы, где стимулируют пролиферацию и дифференцировку антигенспецифических Т-лимфоцитов, провоцируя и стимулируя иммунный ответ. В ответ на стимуляцию индукторами созревания, МДК продуцируют преимущественно цитокины Т-Хелпера 1 типа, включая [[Интерлейкин 6|IL6]], [[IL12RB1]], [[фактор некроза опухоли]] и [[Интерферон гамма|интерферон-гамму]]. Маркерами МДК являются молекулы CD1c и CD141<ref name=":0" /><ref name=":2" /><ref name=":5">{{Статья|ссылка=https://cyberleninka.ru/article/n/biologiya-dendritnyh-kletok-cheloveka-i-ih-rol-v-infektsionnoy-patologii|автор=Цветков В.в, Сологуб Т.в, Токин И.и|заглавие=Биология дендритных клеток человека и их роль в инфекционной патологии|год=2014|издание=Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова|выпуск=3|страницы=68–74|issn=0204-3475}}</ref>.


=== Плазмоцитоидные дендритные клетки ===
=== Плазмоцитоидные дендритные клетки ===
Строка 105: Строка 105:


==== Функции и особенности ====
==== Функции и особенности ====
ПДК выделяют в больших количествах [[интерферон]]ы I типа (α и β), являясь основными поставщиками интерферона клеткам крови, а также IL-4 и [[IL-10]], которые переключают дифференцировку нулевых Т-хелперов в Т-хелперы 2 типа. ПДК также экспрессируют [[TLR9|TLR-9]], [[Лиганд (биохимия)|лигандами]] которого являются CpG-[[олигонуклеотид]]ы бактериальной [[Дезоксирибонуклеиновая кислота|ДНК]]. Не экспрессируют важную для антигенной презентации молекулу [[Главный комплекс гистосовместимости|ГКС]] II класса HLA-DR на мембране, вместо этого содержит её в своей цитоплазме. Маркерами ПДК являются молекулы CD303 и [[CD304]]<ref name=":0" /><ref name=":3" />.
ПДК выделяют в больших количествах [[интерферон]]ы I типа (α и β), являясь основными поставщиками интерферона клеткам крови, а также IL-4 и [[IL-10]], которые переключают дифференцировку нулевых Т-хелперов в Т-хелперы 2 типа. ПДК также экспрессируют [[TLR9|TLR-9]], [[Лиганд (биохимия)|лигандами]] которого являются CpG-[[олигонуклеотид]]ы бактериальной [[Дезоксирибонуклеиновая кислота|ДНК]]. Не экспрессируют важную для антигенной презентации молекулу [[Главный комплекс гистосовместимости|ГКС]] II класса HLA-DR на мембране, вместо этого содержит её в своей цитоплазме. Маркерами ПДК являются молекулы CD303 и [[CD304]]<ref name=":0" /><ref name=":3" /><ref name=":5" />.


=== Фолликулярные дендритные клетки ===
=== Фолликулярные дендритные клетки ===

Версия от 01:01, 6 августа 2021

Дендритная клетка
Ткань Иммунная система
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
Дендритные клетки в коже
Арт-модель дендритной клетки, ярко иллюстрирующая характерные особенности её поверхности

Дендритные клетки, ДК (англ. Dendritic cells, DC) — разнотипная популяция клеток иммунной системы, относятся к антигенпрезентирующим клеткам. ДК очень важны в работе иммунной системы. Морфологически дендритные клетки — крупные клетки (15-20 мкм) круглой, овальной или многоугольной формы с эксцентрически расположенным ядром и многочисленными разветвлёнными отростками мембраны[1]. ДК легко получить из клеток кожи (фибробластов), а также из моноцитов периферической крови или стволовых клеток костного мозга.

Первые дендритные клетки были обнаружены в 1868 году Паулем Лангергансом[2], в честь него и названы первые ДК — клетки Лангерганса. Термин «дендритные клетки» ввёл в 1973 году Ральф Стайнман из Рокфеллеровского университета[3].

ДК делятся на зрелые и незрелые. Также существуют 4 типа ДК — миелоидные ДК, плазмоцитоидные ДК, фолликулярные ДК и клетки Лангерганса.

Общая характеристика и функции дендритных клеток

ДК представляют собой крупные подвижные клетки с длинными цитоплазматическими выростами (некоторые из которых превышают 10 мкм) и достаточно большим количеством митохондрий. ДК обитают в различных органах и тканях, их количество в организме человека не превышает 1-2 %[2]. В крови здоровых людей ДК имеют малый уровень экспрессии CD83, CD80, CCR7, независимо от типа ДК[4].

ДК выполняют важные иммуннорегуляторные функции в организме человека:

Некоторые факторы могут системно изменять и даже повреждать функции ДК. Дислипидемия изменяет функцию презентации антигена, а никотин повреждает способность ДК начинать пролиферацию Т-клеток и производство цитокинов[5].

ДК экспрессируют различные молекулы, благодаря которым осуществляются их функции. Они распознают патогены с помощью Toll-подобных рецепторов (TLR). После сигнала об обнаружении патогена начинается изменение экспрессии генов, в результате чего ДК начинают стимулировать определённый набор цитокинов и хемокинов, также увеличивается экспрессия мембранных молекул, необходимые для представления антигенов и стимуляции Т-лимфоцитов.[6]

Зрелые и незрелые дендритные клетки

Существует три основные стадии «взросления» ДК[5]:

  1. Клетка-предшественница;
  2. Стадия незрелой клетки;
  3. Стадия зрелой клетки.

В течение созревания они мигрируют из одной анатомической области в другую. Созревание ДК оценивают по способности активировать Т-Клетку и по экспрессии на их поверхности маркера CD83. Гистологически — незрелые ДК сильно дифференцированы. Их задача — проверять тканевое микроокружение на присутствие чужеродных микроорганизмов, их основная функция — фагоцитоз антигенов. Незрелые ДК не имеют костимулирующих молекул, но экспрессируют полный набор компонентов МНС.

После захвата антигена, ДК созревают, теряют способность к эндоцитозу и приобретают способность показывать антиген Т-хелперам, успешно реализующаяся в микроокружении лимфатических узлов. Взаимодействие незрелых ДК с лимфоцитами также может сопровождаться ответом лимфоцитов.

Незрелые ДК могут вызывать состояние неотвечаемости («иммунологического молчания») Т-лимфоцитов, усиливая их анергию, апоптоз или активируя регуляторные Т-лимфоциты[2].

Характеристика незрелых и зрелых дендритных клеток
Параметр Незрелые ДК Зрелые ДК
Функция Пиноцитоз и фагоцитоз антигенов Презентация антигенов Т-клеткам
Костимулирующие молекулы Отсутствуют Экспрессируются в большом количестве
Адгезивные молекулы Отсутствуют Экспрессируются в большом количестве
Паттерн-распознающие рецепторы Экспрессируются Экспрессируются в большом количестве

Миграция и созревание дендритных клеток

Важная особенность ДК — возможность одной и той же клетке собирать антигены в тканях организма, затем отправлять их в местные лимфоидные органы. Локализация незрелых и зрелых ДК, их перемещение в организме возможно благодаря определённому и закономерному изменению экспрессии на них хемокиновых рецепторов и адгезивных молекул. При воспалении барьерных тканей, ДК интенсивно поглощают окружающий материал и чужеродные продукты; активируются провоспалительные цитокины. Под влиянием этих стимулов незрелые ДК покидают ткани и через лимфатические сосуды поступают в местные лимфатические узлы.

Покидая периферические ткани, незрелые ДК созревают и морфологически меняются:

  • Ряд структур деформируются (гранулы Бирбека, трубчато-везикулярные системы);
  • Увеличение размеров клеток;
  • Снижение адгезивности клеток;
  • Формирование крупных клеточных кластеров;
  • Длинные и тонкие отростки мембраны становятся ластообразными;
  • Клетки приобретают вуалевидную форму.
  • Ослабевает способность к эндоцитозу
  • Усиливается экспрессия молекул МНС класс II, костимулирующих молекул[7].

Зрелые ДК, доставившие антиген в лимфатический узел, становятся частью стромы Т-зон и обозначаются как интердигитальные ДК, так как между их отростками-«пальцами» располагаются Т-лимфоциты[2].

Линии развития дендритных клеток и их характеристика

Линии развития ДК из гемопоэтических стволовых клеток.

Существуют несколько типов основных ДК — миелоидные ДК, плазмоцитоидные ДК, фолликулярные ДК и клетки Лангерганса. Миелоидные ДК и происходящие от неё отвечают за активацию Т-клеток в организме. Клетки лимфоидного происхождения (Плазмоцитоидные ДК) обеспечивают толерантность организма.

Миелоидные дендритные клетки

Миелоидные дендритные клетки, МДК (англ. myeloid DC — mDC) — незрелые ДК гемопоэтического происхождения. Имеют родство морфологии, фенотипа, эндоцитозной и ферментативной активности с макрофагами и моноцитами.

Локализация

Функции и особенности

Характеризуются низким уровнем экспрессии костимуляторных и адгезивных молекул, а также MHC-1 и 2. Пиноцитозом и фагоцитозом МДК захватывают чужеродные антигены, после чего экспрессируют антигенную детерминанту в комплексе с молекулами MHC II класса. Затем МДК мигрируют в регионарные лимфоузлы, где стимулируют пролиферацию и дифференцировку антигенспецифических Т-лимфоцитов, провоцируя и стимулируя иммунный ответ. В ответ на стимуляцию индукторами созревания, МДК продуцируют преимущественно цитокины Т-Хелпера 1 типа, включая IL6, IL12RB1, фактор некроза опухоли и интерферон-гамму. Маркерами МДК являются молекулы CD1c и CD141[2][4][8].

Плазмоцитоидные дендритные клетки

Плазмоцитоидные дендритные клетки, ПДК (англ. plasmacytoid DC — pDC) — клетки-предшественники лимфоидного происхождения, морфологически напоминают плазматические клетки. ПДК меньше моноцитов (8-10 мкм), их ядро имеет менее выраженную выемку.

Локализация

  • Т-клеточные зоны лимфоидной ткани;
  • Миндалины;
  • Тимус;
  • Печень;
  • Лёгкие;
  • Кожа;

Функции и особенности

ПДК выделяют в больших количествах интерфероны I типа (α и β), являясь основными поставщиками интерферона клеткам крови, а также IL-4 и IL-10, которые переключают дифференцировку нулевых Т-хелперов в Т-хелперы 2 типа. ПДК также экспрессируют TLR-9, лигандами которого являются CpG-олигонуклеотиды бактериальной ДНК. Не экспрессируют важную для антигенной презентации молекулу ГКС II класса HLA-DR на мембране, вместо этого содержит её в своей цитоплазме. Маркерами ПДК являются молекулы CD303 и CD304[2][6][8].

Фолликулярные дендритные клетки

Фолликулярные дендритные клетки, ФДК (англ. Follicular DC, FDCs) — зрелые клетки, в отличии от остальных ДК мезенхимального происхождения. Прочно соединяясь десмосомами отростков, образуют стабильную сеть, из-за которой они не мигрируют в другие области.

Локализация

  • Клеточные зоны лимфатических узлов;
  • Селезёнка.

Функции и особенности

ФДК представляют антиген В-лимфоцитам в лимфоидных фолликулах вторичных лимфоидных органов без участия молекул МНС класса II. Антиген на поверхности ФДК пассивен, сохраняет исходную конформацию. антигена с антителом. Они являются особым микроокружением, на котором происходит уникальный для В-лимфоцитов процесс гипермутагенеза вариабельных сегментов генов иммуноглобулинов и отбор наиболее аффинных вариантов антител. ФДК не экспрессируют белки МНС класса II, но богаты Fcγ-рецепторами, СR1 и CR2, что позволяет им связывать иммунные комплексы и представлять содержащийся в комплексах антиген В-лимфоцитам. При повторном поступлении антигена в организм, когда он связывается с ранее наработанными антителами, ФДК стимулируют клетки памяти[2][9].

Клетки Лангерганса

Клетки Лангерганса (англ. Langerhans Cells) — незрелые ДК костномозгового происхождения. Названы в честь их открывателя Паула Лангерганса.

Локализация

Функции и особенности

Цитоплазма клеток Лангерганса содержит специфические структуры — гранулы Бирбека и трубчато-везикулярную систему. Они важны для распознавания и обработки антигенного материала.

Гранулы Бирбека — овально вытянутые структуры с центрально расположенным фрагментированным стержнем, происходящие из атипичных гранул, и напоминают по форме теннисные ракетки. Атипичные гранулы клеток Лангерганса морфологически отличаются от лизосом наличием прозрачного ореола, разделяющего наружную мембрану гранулы и её центральную зону.

Трубчато-везикулярная система — соединение модифицированного и гипертрофированного комплекса Гольджи с негранулярным эндоплазматическим ретикулумом.

Клетки Лангерганса экспрессируют ряд молекул:

После захвата антигена, клетки Лангерганса перемещают антигенные пептиды в местные лимфатические узлы через центральные лимфатические сосуды и участвуют в дифференцировке наивных Т-хелперов в Т-Хелперы[2][6].

Применение в медицине

Способность ДК управлять иммунными процессами, а также успехи в разработке систем для получения ДК с заданными параметрами привели к их использованию в иммуннотерапии рака и некоторых аутоиммунных заболеваний[5].

Плазмоцитоидные дендритные клетки против цитомегаловируса

Тест на выработку цитокинов ПДК человека в ответ на свободный цитомегаловирус (ЦМВ) и ЦМВ-инфицированные клетки, выявил, что к реакции интерферонов подвержены лишь ЦМВ-инфицированные клетки. Повышенное содержание интерферонов и активация ПДК были подтверждены у пациентов с активными ЦМВ-инфекциями. Аналогичные реакции ПДК наблюдались у клеток, инфицированных гриппом[10].

Дендритные клетки против системной красной волчанки

У больных СКВ активность ДК патологически повышена, вследствие чего повышается выделение интерферонов, стимулирующий дифференцировку клеток-предшественниц. Зрелые ДК поглощают ДНК, содержание которой при СКВ увеличивается и начинается иммунный ответ: в организме образуются антитела против его собственной ДНК[2].

Дендритные клетки против вируса иммунодефицита человека

Клетки Лангерганса участвуют в быстром ВИЧ-инфицировании. Клетки экспрессируют рецепторные структуры для ВИЧ: CD4, рецепторы хемокинов. После захвата антигена или инфицирования ВИЧ через 30 минут клетки Лангерганса мигрируют в лимфатические узлы. Максимальная миграция проявляется через сутки. Клетки Лангерганса способствуют быстрому распространению ВИЧ по организму[2].

Прямое перепрограммирование фибробластов в антигенпрезентирующие дендритные клетки

Были созданы ДК из фибробластов человека и мыши, представляющие антигены. Использована искусственная экспрессия факторов транскрипции для перепрограммирования дифференцированных клеток в сторону гибкости дифференцировки. Путём комбинаций из 18 факторов транскрипции, экспрессируемые в ДК, выявлены факторы транскрипции PU.1, IRF8 и BATF3 нужные для перепрограммирования как мышиных, так и человеческих фибробластов в индуцированные (усиленные) ДК. Усиленные ДК имеют обычную транскрипционную программу. Они как и обычные ДК могут выделять цитокины, поглощать и презентировать антигены. Мышиные усиленные ДК способны перекрёстно представлять антигены CD8+ Т-клеткам[11].

Регуляция дендритных клеток во время беременности

Во время беременности клетки матери и плода всё время взаимодействуют с друг-другом. Чтобы не произошёл иммунный ответ в отношении плода, несущий помимо генов матери гены отца, в организме начинаются уникальные защитные механизмы, призванные уберечь плод от ДК. Один из них — сдвиг продукции цитокинов («Цитокиновый сдвиг»), в результате которого опасные для плода иммунные реакции подавляются без сильного вреда. Цитокиновый сдвиг провоцируется клетками цитотрофобласта. Клетки цитотрофобласта имеют несколько субтипов, выделяющие гормоны и противовоспалительные цитокины, экспрессирующие молекулы HLA и прочие защитные молекулы: CD200, PD-L1, PD-L2, FasL и т. д.

Эксперимент, в ходе которого сравнивали созревание ДК в обычных условиях и ДК, сокультивируемые с клетками цитотрофобласта (ДК-ТР), показал, что на 5-6 сутки ДК-ТР отклоняются от норм созревания и приобретают ряд специфических изменений:

  • Распад клеточных кластеров;
  • Снижение уровня экспрессии HLA-DR;
  • Снижение продукции интерферонов;
  • Изменение формы клеток в веретенообразную фибробластоподобную форму;
  • Фенотипическая незрелость клеток порядка 14 %[7].

См. также

Примечания

  1. ↑ Caetano Reis e Sousa — Dendritic cells in a mature age // Nature Reviews Immunology vol.6 p.476-483
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Грищенко Е.а. Дендритные клетки: основные представления // Аллергология и иммунология в педиатрии. — 2015. — Вып. 2 (41). — С. 9–17. — ISSN 2500-1175.
  3. ↑ Ъ-Газета — Нобелевская премия отстала от жизни. Дата обращения: 4 октября 2011. Архивировано 4 октября 2011 года.
  4. ↑ 1 2 Фалалеева С.а, Курилин В.в, Шкаруба Н.с, Чумасова О.а, Сизиков А.э. Характеристика подтипов дендритных клеток периферической крови у больных ревматоидным артритом // Медицинская иммунология. — 2013. — Т. 15, вып. 4. — С. 343–350. — ISSN 1563-0625.
  5. ↑ 1 2 3 Бобрышев Ю.в, Орехов А.н. Дендритные клетки и их потенциальная значимость для иммунотерапии атеросклероза // Атеросклероз и дислипидемии. — 2013. — Вып. 4. — С. 4–15. — ISSN 2219-8202.
  6. ↑ 1 2 3 Талаев Владимир Юрьевич, Плеханова Мария Владимировна. Исследование миграции дендритных клеток и трафика антигенов в целях совершенствования средств иммунопрофилактики // Журнал МедиАль. — 2014. — Вып. 2 (12). — С. 154–171.
  7. ↑ 1 2 Матвеичев Алексей Валерьевич, Талаев Владимир Юрьевич, Ломунова Мария Андреевна, Талаева Мария Владимировна, Цатуров Максим Эдуардович. Роль дендритных клеток в предотвращении иммунологического конфликта матери и плода // Медицинский альманах. — 2010. — Вып. 2. — С. 273–276. — ISSN 1997-7689.
  8. ↑ 1 2 Цветков В.в, Сологуб Т.в, Токин И.и. Биология дендритных клеток человека и их роль в инфекционной патологии // Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова. — 2014. — Вып. 3. — С. 68–74. — ISSN 0204-3475.
  9. ↑ Follicular Dendritic Cells and Germinal Centers (англ.) // International Review of Cytology. — 1996-01-01. — Vol. 166. — P. 139–179. — ISSN 0074-7696. — doi:10.1016/S0074-7696(08)62508-5.
  10. ↑ Tae Jin Yun, Suzu Igarashi, Haoquan Zhao, Oriana A. Perez, Marcus R. Pereira. Human plasmacytoid dendritic cells mount a distinct antiviral response to virus-infected cells (англ.) // Science Immunology. — 2021-04-02. — Vol. 6, iss. 58. — ISSN 2470-9468. — doi:10.1126/sciimmunol.abc7302.
  11. ↑ Fábio F. Rosa, Cristiana F. Pires, Ilia Kurochkin, Alexandra G. Ferreira, Andreia M. Gomes. Direct reprogramming of fibroblasts into antigen-presenting dendritic cells (англ.) // Science Immunology. — 2018-12-07. — Vol. 3, iss. 30. — ISSN 2470-9468. — doi:10.1126/sciimmunol.aau4292.

Литература

  • Ueno H, Klechevsky E, Morita R, Aspord C, Cao T, Matsui T, Di Pucchio T, Connolly J, Fay JW, Pascual V, Palucka AK, Banchereau J. Dendritic cell subsets in health and disease. Immunol Rev. 2007 Oct;219:118-42.

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Дендритные_клетки&oldid=115897088