Введение к работе
Актуальность проблемы. Согласно традиционным представлениям, основные этапы созревания и дифференцировки abТ-лимфоцитов осуществляются в тимусе. В процессе тимического развития Т-клеточные предшественники формируют антигенспецифичный рецептор (T Cell Receptor, TCR) и проходят процессы клональной селекции, обеспечивающие элиминацию аутореактивных клонов (Ярилин А.А. и др., 1991; Fehling H. J., von Boehmer H., 1997). В результате зрелые Т-лимфоциты, выходящие на периферию, способны эффективно выполнять функции иммунного надзора, а именно – распознавать и обеспечивать уничтожение чужеродных антигенов, не повреждая при этом собственных тканей.
Известно, что при некоторых физиологических и патологических состояниях, сопровождаемых атрофией тимуса, в организме активируется альтернативный путь дифференцировки – экстратимический, который затрагивает не только gdТ-лимфоциты, традиционно созревающие вне тимуса (Robey E.A., Fowlkes B.J., 1998; Mincheva-Nilsson L. et al., 1997), но и Т-клетки (Rocha B. et al., 1995; Ibraghimov et al., 1995). Такой компенсаторный механизм имеет место при стрессе (Shimizu T. et al., 2000), аутоиммунных (Seki S. et al., 1991; Abo T., 2001) и некоторых инфекционных заболеваниях (Kadena T. et al., 1997; Lamontagne L. et al., 1997), а также в случае возрастных изменений (Ohteki T. et al., 1992). Логично предположить, что аналогичный механизм включается и при беременности, которая сопровождается существенной атрофией тимуса, выраженной в снижении его массы (Rijhsinghani A.G. et al., 1996) и клеточности (Rijhsinghani A.G., 1996; Shinomiya N. et al., 1991), главным образом за счет атрофии коркового слоя и истощения популяции кортикальных тимоцитов (Shinomiya N. et al., 1991). На возможность активации экстратимического развития Т-клеток в этот период указывает и тот факт, что отдельные факторы, ассоциированные с беременностью, в частности, онкостатин М (Boileau C. et al., 2000) или эстрогены в высокой дозе (Okuyama R., 1992), при экзогенном введении вызывают появление на периферии abТ-клеток с незрелым фенотипом (CD4+CD8+) (Boileau C. et al., 2000) или с промежуточным уровнем экспрессии TCR, указывающим на их экстратимическое происхождение (Okuyama R., 1992).
Поскольку беременность, будучи феноменом естественной аллотрансплантации, требует наличия эффективных регуляторных механизмов для предупреждения возможных антифетальных иммунных реакций, и основная роль в этом процессе отводится локальному иммунитету, при исследовании экстратимического развития Т-лимфоцитов особый интерес представляла дифференцированная оценка этих процессов в зависимости от Т-клеточной локализации: в селезенке, периферической крови, лимфатических узлах, причем отдельно – в дренирующих матку и не дренирующих.
Цель работы: исследовать наличие процессов экстратимической дифференцировки Т-лимфоцитов при беременности у мышей, а также возможные механизмы их активации.
В соответствии с этой целью в работе решались следующие задачи:
-
Оценить возможность активации процессов дифференцировки Т-лимфоцитов в периферических лимфоидных органах и тканях при беременности у мышей.
-
Определить роль молекулы CD40 в индукции экспрессии ключевого маркера дифференцировки Т-лимфоцитов, рекомбиназы RAG-1.
-
Сопоставить реактивность периферических Т-лимфоцитов различной локализации беременных мышей в отношении антигенов самца.
Научная новизна. Вопрос об активации экстратимического пути дифференцировки Т-лимфоцитов при беременности до сих пор никем не рассматривался, поэтому все полученные результаты являются новыми. В частности, впервые на основе экспрессии ключевого фактора реаранжировки, рекомбиназы RAG-1, а также маркера незрелых Т-клеточных предшественников, суррогатной -цепи TCR, показана возможность активации процессов дифференцировки в периферических Т-клетках беременных мышей, причем, данный процесс прослежен в динамике беременности и при разных вариантах скрещивания. Впервые выявлено появление при беременности у мышей нетипичной популяции CD40+Т-лимфоцитов. Впервые свойства и функции периферических Т-лимфоцитов беременных самок, в том числе их реактивность в отношении аллоантигенов самца, исследованы дифференцированно для Т-клеток различной локализации – спленоцитов, лейкоцитов, клеток разных типов лимфатических узлов.
Теоретическая и практическая значимость работы. В работе выявлен принципиально новый механизм регуляции иммунной системы при беременности у мышей, связанный с возможной индукцией альтернативного, экстратимического, пути дифференцировки Т-лимфоцитов. С одной стороны, данный феномен может вносить вклад в формирование толерантности материнского организма к чужеродному для нее (полуаллогенному) плоду – в том случае, если речь идет о развитии регуляторных Т-клеток. С другой стороны, учитывая отсутствие на периферии условий для эффективной клональной селекции, экстратимическая дифференцировка может быть причиной развития аутоиммунных патологий, которые часто провоцируются беременностью. Кроме того, согласно полученным данным, Т-лимфоциты лимфатических узлов, дренирующих матку, существенно отличаются по своим свойствам и функциям от Т-клеток других лимфатических узлов или селезенки, что указывает на необходимость новых, дифференцированных подходов к исследованию Т-клеточного звена при беременности.
Результаты работы изменяют существующие представления как о тимической дифференцировке, так и о механизмах формирования толерантности, в том числе при беременности, и найдут применение в биологии, а также в экспериментальной и практической медицине.
Положения, выносимые на защиту:
-
Физиологическая беременность сопровождается активацией экстратимической реаранжировки генов антигенного рецептора Т-лимфоцитов – ключевого события Т-клеточной дифференцировки, а также появлением на периферии незрелых Т-лимфоцитов, несущих суррогатную -цепь TCR. Данный процесс характерен, главным образом, для лимфатических узлов, дренирующих матку. Он выявляется, начиная с середины беременности, причем, как у нелинейных животных, так и у мышей линии CBA/J при разных вариантах скрещивания, моделирующих нормальную аллогенную и нормальную сингенную беременности, а также в склонной к аборту комбинации.
-
Беременность у мышей ассоциирована с появлением в периферических лимфоидных органах Т-лимфоцитов, несущих на мембране нетипичную для них молекулу CD40. Локализация CD40-позитивной Т-клеточной субпопуляции аналогична локализации ключевого фактора и маркера реаранжировки генов TCR, рекомбиназы RAG-1, т.е. ограничена в основном лимфатическими узлами, дренирующими матку, однако непосредственного участия CD40 в активации экспрессии рекомбиназы не выявлено.
-
Реактивность периферических Т-лимфоцитов беременных самок мышей в отношении аллоантигенов самца также зависит от их локализации: Т-лимфоциты лимфатических узлов, дренирующих матку, отвечают на спленоциты самца достоверно эффективнее Т-клеток лимфоузлов других типов.
Апробация работы и публикации. Основные положения работы доложены, обсуждены на Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальные и прикладные исследования в биологии и экологии» (Пермь, 2006, 2007); 16 Европейском конгрессе по иммунологии (Париж, Франция, 2006); 2 Европейском конгрессе по иммунологии (Берлин, Германия, 2009); 12 Европейском конгрессе по иммунологии (Кобе, Япония, 2010); IV Всероссийской конференции «Иммунология репродукции» (Пермь, 2010); I Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых «Современные проблемы микробиологии, иммунологии и биотехнологии» (Пермь, 2011).
Основные результаты проведенных исследований представлены в 14 печатных работах, включая 3 статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертационных исследований.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 113 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц и 13 рисунков. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 207 наименований, среди которых 12 отечественных и 195 зарубежных источников.
