Введение к работе
Актуальность темы
Одной из важных функций системы приобретенного иммунитета является осуществление иммунологического надзора, то есть своевременное распознание и уничтожение иммуногенных вариантов злокачественно трансформированных клеток, возникающих в организме человека и животных. Основная роль в осуществлении иммунологического надзора принадлежит Т-лимфоцитам. Способность осуществлять иммунологический надзор прежде всего определяется широтой репертуара Т-лимфоцитов CD8+ и специфичностью Т-клеточных рецепторов отдельных клонов. Кроме того, по всей видимости, способность к осуществлению иммунологического надзора может определяться функциональным состоянием Т-лимфоцита. Известно, что в организме одновременно присутствуют Т-лимфоциты, находящиеся в различных функциональных состояниях. Наивные Т-клетки CD8+ не активированы и могут циркулировать только через лимфоидные ткани. После активации наивные Т-клетки CD8+ превращаются в эффекторные CTL, способные проникать в нелимфоидные ткани и убивать клетки-мишени, несущие специфический антиген. Большая часть эффекторных Т-лимфоцитов погибает во время фазы завершения иммунного ответа, но небольшая часть становится клетками памяти. Одной из основных особенностей клеток памяти является то, что, однажды образовавшись, они циркулируют в организме длительное время, ожидая встречи со специфическим антигеном. Вторичный иммунный ответ, определяемый клетками памяти, имеет ряд особенностей, отличающих его от первичного иммунного ответа: более быстрая активация и пролиферация клеток памяти, вследствие этого быстрая элиминация антигенов, относительная независимость клеток памяти от костимуляции. Именно на этих свойствах иммунологической памяти основаны все методы вакцинации, известные на сегодняшний момент. Тем не менее, не существует четких и однозначных критериев, по которым ту или иную популяцию Т-лимфоцитов можно отнести к клеткам памяти.
Существуют два подхода к проблеме идентификации Т-клеток памяти: первый подход направлен на исследование функциональных особенностей Т-клеток памяти, второй подход основывается на определении их специфических поверхностных маркеров. Идентификация пула Т-клеток памяти на основании экспрессии ряда поверхностных маркеров широко используется, но не всегда она коррелирует с функциональными характеристиками Т-клеток. Например, в условиях лимфопении наивные Т-лимфоциты приобретают поверхностный фенотип клеток памяти, что не всегда однозначно коррелирует с их функциональными
характеристиками. Более того, в условиях лимфопении может формироваться популяция CD8+ Т-клеток с поверхностным фенотипом, характерным для клеток памяти, подавляющая противоопухолевый иммунный ответ. Таким образом, механизмы приобретения Т-клеткой того или иного поверхностного фенотипа и его взаимосвязь с функциональными характеристиками Т-лимфоцита остаются неясными. Между тем, исследование этих вопросов важно для верификации и определения границ применимости диагностических тестов, выявляющих клетки памяти методом проточной цитофлуориметрии в клинике, а также для создания новых методов иммунотерапии опухолей.
Цель исследования
Изучение взаимосвязи между поверхностным фенотипом популяции CD8+ Т-лимфоцитов и их функциональными характеристиками.
Задачи исследования
-
Изучить взаимосвязь активационного поверхностного фенотипа CD8+ Т-лимфоцитов и их функциональных особенностей в условиях лимфопении.
-
Получить первичных трансгенных животных, Т-лимфоциты которых экспрессируют Р-цепь Т-клеточного рецептора гибридомы клеток памяти 1D1, на генетической основе гибридной линии (СВАХ C57BL/6)Fi.
-
Получить чистые линии трансгенных животных на генетической основе линии B10.D2(R101) и гибридов Fj (B10.D2(R101) X C57BL/10).
-
Оценить влияние экспрессии трансгенной Р-цепи TCR на процессы развития Т-клеток в тимусе.
-
Охарактеризовать поверхностный фенотип периферических Т-лимфоцитов трансгенных животных.
-
Оценить поверхностный фенотип периферических Т-лимфоцитов трансгенных животных в условиях лимфопении.
-
Охарактеризовать функции Т-лимфоцитов трансгенных животных in vitro и in vivo.
Научная новизна исследования
Взаимосвязь поверхностного активационного фенотипа с функциональными характеристиками популяций Т-лимфоцитов в условиях лимфопении впервые исследована с помощью экспериментальной системы, позволяющей селективно вызвать иммунный ответ аллоспецифичных Т-клеток памяти. Впервые установлено, что появление функциональных
свойств антигенспецифических клеток памяти возможно лишь после первичного контакта с антигеном. Впервые получены и охарактеризованы линии трансгенных животных, Т-лимфоциты которых экспрессируют Р-цепь Т-клеточного рецептора гибридомы клеток памяти CD8+. Разработана новая модель иммунной селекции опухолевых клеток с использованием животных, трансгенных по Р-цепи Т-клеточного рецептора.
Теоретическая и практическая значимость работы Теоретическое значение работы состоит в обнаружении и детализации механизмов, управляющих формированием поверхностного активационного фенотипа Т-лимфоцитов. Показана особая важность разнообразия репертуара Т-лимфоцитов для эффективного развития реакций трансплантационного и противоопухолевого иммунитета. Получена принципиально новая модель иммунодефицита, который возникает вследствие генетического воздействия, ограничивающего разнообразие рецепторов Т-лимфоцитов. Практическое значение работы определяется тем, что она выявила неоднозначность оценки поверхностного фенотипа CD8+ Т-лимфоцитов как критерия принадлежности Т-клетки к популяции клеток памяти. Разработанная модель иммунной селекции опухолевых клеток может быть использована для скрининга и оценки биологической активности новых противоопухолевых препаратов и стимуляторов противоопухолевого иммунитета.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Для появления функциональных свойств антигенспецифических клеток памяти необходим первичный контакт с антигеном.
-
Получены и охарактеризованы две независимые линии мышей, трансгенных по Р-цепи Т-клеточного рецептора гибридомы 1D1 на генетической основе линии B10.D2(R101).
-
Экспрессия трансгена Р-цепи Т-клеточного рецептора изменяет баланс субпопуляций наивных и активированных Т-клеток в организме.
-
Т-лимфоциты CD8+ линии lDlbFF, экспрессирующие трансгенную Р-цепь Т-клеточного рецептора, приобретают поверхностный фенотип активированных клеток в условиях лимфопении, вызванной сублетальным облучением.
-
Уровень аллогенного иммунного ответа in vitro у мышей трансгенной линии lDlbFM заметно снижен по сравнению с мышами дикого типа.
-
Иммунный ответ Т-лимфоцитов трансгенных животных in vivo недостаточен для эффективного отторжения аллогенной опухоли: мыши линии lDlbFM на
генетической основе B10.D2(R101) погибают через 40-60 дней после введения клеток тимомы EL-4. 7. Иммунный ответ лимфоцитов мышей трансгенной линии lDlbFM на генетической основе B10.D2(R101) на клетки тимомы EL-4 вызывает потерю экспрессии молекулы Къ МНС I класса клетками тимомы.
Апробация диссертации
Апробация диссертации состоялась 10 октября 2013 года на объединенной конференции лаборатории механизмов регуляции иммунитета, лаборатории механизмов гибели опухолевых клеток и лаборатории иммунологии гемопоэза ФГБУ «РОНЦ им. Н. Н. Блохина» РАМН.
Публикации по теме диссертации
По теме диссертации опубликовано 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ, и 6 сообщений на российских и международных конференциях.
Объем и структура диссертации