CITOTOKSISKIE T LIMFOCĪTI: RAKSTUROJUMS, STRUKTŪRA, FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Par citotoksisko T šūnu , citolītisks T limfocīti, citotoksisku T šūnas vai slepkava T šūnas (PKL no angļu Citotoksiskas T limfocīti), ir viena no grupām, kas iesaistītas imūnās atbildes reakciju specifisku šūnu cilvēkiem un citos daudzšūnu organismu šūnas.

Šīs šūnas, kuras aprakstīja, pamatojoties uz spējām starpināt šūnu imunitāti, Govaerts aprakstīja 1960. gadā, un gadus vēlāk dažādas pētnieku grupas padziļināja zināšanas par viņu darbības mehānismiem un to atšķirīgākajām īpašībām.

Imunoloģiska sinapses starp citotoksisku T limfocītu (LTc) un tā mērķa šūnu (avots Stefans Fullers, Endre Majorovits, Džilija Grifita, Džeina Stinškombe, Džovanna Bossi caur Wikimedia Commons)

Šūnu imunitāti, kā parasti, mediē T limfocīti un fagocīti, kas darbojas kopā, lai likvidētu vai kontrolētu svešus intracelulārus iebrūkošos mikroorganismus, piemēram, vīrusus un dažas baktērijas un parazītus, izraisot inficēto šūnu nāvi. .

Kā tas attiecas uz humorālajiem imūnās atbildes mehānismiem (ko mediē B limfocīti), šūnu imūno reakciju var iedalīt trīs fāzēs, kuras sauc par atpazīšanas fāzi, aktivizācijas fāzi un efektoru fāzi.

Atpazīšanas fāze sastāv no svešu antigēnu saistīšanās ar specifiskiem diferencētiem T limfocītiem, kas ekspresē receptorus, kas spēj atpazīt mazas peptīdu sekvences olbaltumvielu izcelsmes svešos antigēnos, kas tiek parādīti galvenā histocompatibility kompleksa olbaltumvielu kontekstā.

Kad notiek antigēna un limfocītu kontakts, T limfocīti vairojas (proliferējas) un pēc tam var diferencēties cita veida šūnās, kas spēj aktivizēt fagocītus, kas iznīcina intracelulāros mikroorganismus, vai arī tie var izdalīt šūnas, kas ražo svešus antigēnus.

Šī ir aktivizācijas fāze un parasti prasa palīgu vai papildierīču dalību. Visbeidzot, efektorfāze ietver aktīvo limfocītu īpašo funkciju attīstību, kas beidzas ar antigēnu izvadīšanu, un šajā brīdī limfocītus sauc par “efektoru šūnām”.

Raksturojums un uzbūve

Divu veidu limfocītu diametrs ir aptuveni 8-10 μm un liels kodols, kas satur cieši iesaiņotu heterohromatīnu. Tievajā citosola porcijā ir mitohondriji, ribosomas un lizosomas.

Limfocītos trūkst specializētu organellu iekšpusē, un tāpat kā pārējās asins šūnās tie rodas no kaulu smadzenēm.

Kad tie ir radušies, T limfocīti migrē un iet uz aizkrūts dziedzera (tātad viņu vārda izcelsmi) virzienā, kur tie vēlāk tiek aktivizēti un pabeidz diferenciāciju (nobrieduši).

Šīs šūnas neražo antivielas vai atpazīst šķīstošos antigēnus, bet specializējas peptīdu antigēnu atpazīšanā, kas saistīti ar olbaltumvielām, kuras kodē liellopu saderības kompleksa (MHC) gēni un kuras ir izteiktas uz citu šūnu virsmas.

Šīs šūnas ir pazīstamas kā antigēnu prezentējošās šūnas vai APC (Antigen Presenting Cells).

T limfocītus iedala divos veidos: palīga T limfocītus un citotoksiskos vai slepkavas T limfocītus.

Palīga T limfocīti

Palīdzošie T limfocīti izdala citokīnus, peptīdu hormonus, kas spēj veicināt citu šūnu un jauno limfocītu (T un B) proliferāciju un diferenciāciju, kā arī piesaistīt un aktivizēt iekaisuma leikocītus, piemēram, makrofāgus un granulocītus.

Viņi atšķiras no citotoksiskajiem T limfocītiem ar specifiska virsmas glikoproteīna ekspresiju, ko sauc par "4. diferenciācijas grupu" vai CD4 (4. diferenciācijas klasteris).

Citotoksiski T limfocīti

Citotoksiskie T limfocīti ir spējīgi lizēt šūnas, kas uz to virsmas ekspresē svešus antigēnus, jo ir iebrukuši starpšūnu mikroorganismi vai patogēni.

Tos identificē pēc CD8 virsmas marķiera glikoproteīna ekspresijas (8. diferenciācijas klasteris).

Iespējas

Slepkavas T limfocīti ir iesaistīti atgūšanā no vīrusu, parazitāro un baktēriju infekcijām. Viņi ir atbildīgi arī par citu pacientu transplantāta atgrūšanas reakcijām, un viņiem ir nozīmīga loma imunitātes veidošanā pret audzējiem.

Tās galvenā funkcija, kā minēts iepriekš, ir imūnās reakcijas pret olbaltumvielu antigēniem regulēšana, papildus kalpojot par palīgšūnām starpšūnu mikroorganismu izvadīšanā.

Darbības mehānisms

T limfocīti veic savas funkcijas, pateicoties tam, ka daži iebrukušie patogēni pavairot vai izdzīvot izmanto šūnu inficēto šūnu mehānismus. Tiklīdz tie nonāk šūnas iekšpusē, tie nav pieejami humorālajām antivielām, tāpēc vienīgais veids, kā tās novērst, ir likvidēt šūnu, kurā tās atrodas.

Slepkavas T limfocīti pilda trīs funkcijas, kas viņiem ļauj "nogalināt" vai iznīcināt ļaundabīgas vai inficētas šūnas, kas ir viņu mērķi:

1- Viņi izdala citokīnus, piemēram, TNF-α (audzēja nekrozes faktors) un IFN-γ (gamma interferons), kuriem ir pretvēža, pretvīrusu un pretmikrobu iedarbība, jo tie kavē to replikāciju.

2- Viņi ražo un izdala citotoksiskas granulas (modificētas lizosomas), kas bagātas ar perforīna proteīniem un granzīmiem.

Perforīni ir poras veidojoši proteīni, kas ir atbildīgi par inficēto šūnu plazmas membrānas "caurduršanu", savukārt granzīmi ir serīna proteāzes, kas nonāk šūnās caur perforīnu izveidotajām porām un noārda starpšūnu proteīnus.

Perforīnu un granzīmu kombinētā darbība beidzas ar vīrusu, baktēriju vai parazitāro olbaltumvielu ražošanas apturēšanu un mērķa šūnas apoptozi vai ieprogrammētu šūnu nāvi.

3- Viņi vada apoptotiskus nāves mehānismus inficētajās šūnās, izmantojot Fas / FasL mijiedarbību (Fas proteīns un tā ligands, kas piedalās šūnu nāves regulēšanā).

Šis process notiek, pateicoties FasL ligandu ekspresijai uz aktivēto T šūnu virsmas. Fas proteīna (ko ražo arī citotoksiski T limfocīti) un tā receptoru saistīšana izraisa cisteīna proteāžu, kas pazīstamas kā kaskāzes, aktivizācijas kaskādes, kas tieši pastarpina šūnu apoptotiskos procesus.

Inficētās šūnas, kuras "apstrādā" citotoksiski T limfocīti, "attīra" citas šūnas, piemēram, fagocīti, kas arī piedalās mirušo vai nekrotisko audu daļu "rētu veidošanā".

Aktivizēšana

Citolītiskās T šūnas tiek aktivizētas ar dendrītiskām šūnām, kas ekspresē antigēna lādētas vai marķētas MHC I klases molekulas. Dendritiskās šūnas var ekspresēt šos antigēnus, tieši ieņemot neskartas šūnas vai norijot brīvos antigēnus.

Kad inficētās šūnas vai antigēni ir apstrādāti ar dendrītiskām šūnām, tie pasniedz antigēnus galveno histocompatibility kompleksa (MHC) I vai II klases molekulu kontekstā.

Lai aktivizētu un veicinātu citotoksisko T šūnu pavairošanu, nepieciešami vismaz trīs specifiski signāli:

- Pirmais, kas jānotiek, ir mijiedarbība starp T limfocītu TCR membrānas receptoru un MHC, kas piesaistīts antigēnam, kuru pārstāv dendrītiskās šūnas.

- Tālāk cita limfocītu klase, šūna ar CD28 virsmas marķieriem, mijiedarbojas ar savu ligandu (B7-1) uz antigēnu prezentējošām šūnām un nodrošina otro aktivizācijas signālu.

- pēdējais signāls, kas var ierosināt aktivizēto šūnu proliferāciju, atbilst interleikīna faktora 12 (IL-12) ražošanai no dendrītiskām šūnām.

Šis process cita starpā ietver arī kalcija mobilizāciju, gēnu transkripciju, iepriekš apstrādātu receptoru atbrīvošanu, virsmas receptoru internalizāciju.

Ir svarīgi piebilst, ka limfocīti, kas iznāk no aizkrūts dziedzera, nav pilnībā diferencēti, jo, lai veiktu savas funkcijas, tie jāaktivizē un jānobriest. "Naivi" vai "naivi" citotoksiski limfocīti var atpazīt antigēnus, bet nespēj lizēt mērķa šūnas.

Nogatavināšana

T limfocītu nobriešana sākas aizkrūts dziedzerī, kur tie attīstās no tā, ko daži autori ir nosaukuši par pirmscitotoksiskiem T limfocītiem, kas ir šūnas, kas piesaistītas attiecīgajai šūnu līnijai un ir specifiskas konkrētam ārvalstu antigēnam.

Šīs pirms limfocītu šūnas izsaka tipiskos slepkavas šūnu CD8 marķieru receptorus, bet tām vēl nav citolītisko funkciju. Prelimfocīti nav bagātīgi asinīs, bet gan inficētos vai "svešos" audos.

T limfocītu nobriešana vai diferenciācija notiek pēc to aktivizēšanas (kas ir atkarīgs no iepriekšējā sadaļā aprakstītajiem signāliem un notikumiem), un tas nozīmē visu nepieciešamo mehānismu iegūšanu citolītisko funkciju iegūšanai.

Pirmais, kas notiek, ir specifisku citotoksisku granulu veidošanās, kas piestiprinātas plazmas membrānas iekšējam reģionam un bagātas ar perforīniem un granzīmiem.

Pēc tam tiek iedarbināta Fas saistošā proteīna (FasL) ekspresija uz virsmas, un visbeidzot viņi iegūst spēju ekspresēt citokīnus un cita veida olbaltumvielas, kam būs loma šūnu lizēšanas notikumos.

Mēdz teikt, ka T šūnu nobriešana pēc to aktivizēšanas beidzas ar "efektoršūnas" diferenciāciju, kas spēj veikt citolītiskā limfocīta funkcijas, lai iznīcinātu vai izvadītu no ārējiem aģentiem inficētas saimnieka šūnas.

Turklāt daļa T limfocītu populācijas, kas diferenciācijas laikā ir palielinājusies, pilda funkcijas kā "atmiņas šūnas", taču tām ir atšķirīgi membrānu receptoru ekspresijas modeļi, kas tos atšķir no "naivajām" un "efektoru" šūnām.

Atsauces

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Šūnu un molekulārā imunoloģija (3. izd.). Madride: Makgreivs.
2. Andersens, M., Šrāma, D., Stratens, P., un Bekers, J. (2006). Citotoksiskas T šūnas. Journal of Investigative Dermatology, 126., 32. – 41.
3. Barijs, M., un Bleackley, RC (2002). Citotoksiskie T limfocīti: visi ceļi ved uz nāvi. Dabas apskates imunoloģija, 2. (jūnijs), 401. – 409.
4. Citotoksiskas T šūnas. (2012). Imunoloģijā farmācijai (162.-168. Lpp.). Izgūts no vietnes sciencedirect.com
5. Ito, H., & Seishima, M. (2010). Citotoksisko T limfocītu indukcijas un funkcijas regulēšana ar dabīgām killer T šūnām. Biomedicīnas un biotehnoloģijas žurnāls, 1. – 8.
6. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. Imunobioloģija: imūnsistēma veselībā un slimībās. 5. izdevums. Ņujorka: Garland Science; 2001. T šūnu mediēta citotoksicitāte. Pieejams no: ncbi.nlm.nih.gov
7. Lam Braciale, V. (1998). Citotoksiski T limfocīti. Imunoloģijas enciklopēdijā (725 lpp.). Elsevier Ltd.
8. Rasela, JH, & Ley, TJ (2002). Citotoksicitāte ar limfocītu starpniecību. Annu. Imunols. , 20, 323-370.
9. Wissinger, E. (nd). Lielbritānijas imunoloģijas biedrība. Iegūts 2019. gada 25. septembrī no immunology.org