15.4I: Цитотоксичні Т-лімфоцити (CTL)

Last updated
Save as PDF

Page ID: 5353

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Цитотоксичні Т-лімфоцити - лімфоцити, які вбивають інші («мішені») клітини.

Цільові показники можуть включати:

заражені вірусом клітини (наприклад, ВІЛ-інфіковані ^CD4+ Т-клітини)
клітини, заражені внутрішньоклітинними бактеріальними або найпростішими паразитами
аллотрансплантатів, таких як пересаджені нирки, серце, легені тощо.
ракові клітини. (Пухлино-інфільтруючі лімфоцити, ТІЛ, які показали деякі обіцянки в терапії раку містять CTL.)

Існують також докази того, що CTL активні при деяких аутоімунних розладах, наприклад, допомагають знищити бета-клітини острівців Лангерганса, що призводить до цукрового діабету I типу.

Властивості CTL

Більшість з них

належать до CD8 ⁺ підмножини Т-клітин;
використовувати αβ Т-клітинний рецептор для антигену (TCR)
таким чином розпізнати антигени, розташовані в канавці молекул гістосумісності I класу (MHC).
Якщо вони стикаються (на дендритній клітині) антиген/MHC, для яких їх TCR специфічний, вони
- увійти в клітинний цикл і пройти кілька раундів мітозу («клонального розширення») з подальшим
- диференціювання на ефекторні («вбивці») клітини. Їх диференціація включає в себе формування великої кількості модифікованих лізосом, напханих білками: перфорином і декількома видами гранциму. Їм допомагають у цих заходах допоміжні Т-клітини, які виділяють стимулюючі цитокіни, такі як IL-21.
- Більшість цих CTL помруть (від апоптозу), коли вони виконають свою роботу, але деякі (особливо ті, які отримали «допомогу» від Т-клітин помічників) стануть клітинами пам'яті - довгоживучими клітинами, готовими реагувати на антиген, якщо він повинен знову з'явитися.

Приклад покаже красу і біологічну ефективність CTL.

Кожен раз, коли ви отримуєте вірусну інфекцію, скажімо, грип (грип), вірус вторгається в певні клітини вашого організму (в даному випадку клітини дихальних шляхів). Потрапивши всередину, вірус підриває метаболізм клітини, щоб зробити більше вірусу. Це передбачає синтез ряду різних макромолекул, кодованих вірусним геномом. Згодом вони збираються в свіжий урожай вірусних частинок, які залишають клітину (часто вбиваючи її в процесі) і поширюються на нові клітини-мішені. За винятком транзиту зі своїх старих будинків до нових, віруси працюють всередині ваших клітин в безпеці від будь-яких антитіл, які можуть бути присутніми в крові, лімфі та виділеннях. Але на початку процесу заражені клітини відображають фрагменти вірусних білків у своїх поверхневих молекулах I класу. CTL, специфічні для цього антигену, зможуть зв'язуватися з інфікованою клітиною і часто зможуть знищити її, перш ніж вона зможе випустити свіжий урожай вірусів.

Взагалі роль CD8 ⁺ Т-клітин полягає в спостереженні за всіма клітинами організму, готовими знищити будь-які, що виражають чужорідні фрагменти антигену в їх молекулах I класу. Деякі ^{CD4+Т-клітини} можуть розвиватися в CTL, але вони можуть атакувати лише ті типи клітин (наприклад, В-клітини, макрофаги, дендритні клітини), які експресують молекули MHC класу II. Практично кожна клітина в організмі виражає молекули MHC класу I, тому CD8 ⁺ CTL не обмежені в мішенях, які вони можуть атакувати.

Механізми вбивства

Існує два різних типи механізмів.

Перфорит/Гранзим Вбивство

CTL мають цитоплазматичні гранули, які містять білки перфорін і гранзими. Коли CTL зв'язується зі своєю мішенню, вміст гранул вивантажується екзоцитозом. Десятка і більше молекул перфорину вставляються в плазматичну мембрану клітин-мішеней, утворюючи пору, яка дозволяє гранзимам проникати в клітину. Гранзими - це серин-протеази. Дві найпоширеніші з них

Гранцим А. потрапивши всередину клітини, він потрапляє в мітохондрії і розщеплює субодиницю комплексу I (дегідрогенази НАДГ) ланцюга транспорту електронів, що виробляють активні форми кисню (ROS), які вбивають клітину.
Гранцим Б. потрапивши всередину клітини, він переходить до розщеплення попередників каспаз, тим самим активуючи їх, щоб змусити клітину самознищуватися апоптозом.

Як за будовою, так і за функцією взаємодія CTL і його мішені нагадує синапси нервової системи. Дві клітини прикріплені щільно на невеликій ділянці плазматичної мембрани. Спеціальні молекули адгезії утримують їх між собою. Гранули вивантажуються лише на тій невеликій частині плазматичної мембрани (як нейромедіатори, що виділяються при синапсі).