Регуляторные Т-клетки: происхождение и функции

Медицинская Иммунология 2005, Т. 7, Ms 4, стр 347-354 © 2005, СПб РО РААКИ

РЕГУЛЯТОРНЫЕ Т-КЛЕТКИ: ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ФУНКЦИИ

Фрейдлин И.С.

НИИ экспериментальной медицины РАМН, Санкт-Петербург, Россия

Резюме. За последние 10 лет предупреждение аутоиммунных заболеваний стали связывать с популяцией так называемых регуляторных Т клеток (Treg клеток). В данном обзоре обсуждаются молекулярные механизмы развития и функций Treg клеток, включая идентификацию уникального молекулярного маркера Treg клеток - фактора транскрипции - Foxp3. Обсуждаются также механизмы супрессии, к которым относятся прямые контакты через связывание поверхностных молекул CTLA-4 на Treg клетках с CD80/CD86 молекулами на эффекторных Т-клетках и местную секрецию цитокинов (IL-10, TGF0). Недостаточность или дисфункции этих клеток могут вести к развитию аутоиммунных заболеваний. Эти клетки могут служить удобной мишенью при разработке новых путей индукции или отмены иммунологической толерантности к «своим» и «не своим» антигенам.

Ключевые слова: регуляторные Т-клетки, иммуносупрессия

Freidlin I.S.

REGULATORY T-CELLS: ORIGIN AND FUNCTION

Abstract. Over the past decade a population of so-called “regulatory T cells”

Обнаружение на периферии аутореактивных клонов Т-лимфоцитов, потенциально способных вызвать аутоиммунные заболевания, заставляет подозревать, что там же на периферии должны существовать механизмы, обеспечивающие поддержание аутотолерантности.

Концепция супрессорных Т-клеток возникла, когда было показано, что стимуляция иммунной системы тимусзависимым антигеном может вызвать продукцию Т-клеток, которые подавляют дифферен-цировку Т-хелперов или антигенспецифических эффекторов. Существовавшие долгие годы представления о Т-супрессорах с фенотипом CD8+ к 1988 г. были дискредитированы. В последующие годы в свя-

Адрес для переписки:

Фрейдлин Ирина Соломоновна

197376, СанктПетербург, ул.Акад.Павлова,д.12

Отдел иммунологии

Тел. (812)234-29-29

E-mail: irinaf@spmu.rssi.ru

зи с развитием концепции дихотомии ТЫ/^2 наиболее привлекательной казалась гипотеза взаимной регуляции этих двух субпопуляций, продуцирующих цитокины с альтернативной биологической активностью: ^-4 ингибирует некоторые типы ТЫ-опосредованного иммунного ответа, №N7 ингибирует ^2-опосредованный ответ.

Начиная с 1995 г. появились описания вновь идентифицированных Т-регуляторных клеток (Тг^-кле-ток) среди CD4+ Т-клеток, конститутивно экспрессирующих молекулу CD25, которые отличались по продукции цитокинов от ТЫ и ^2, были способны супрессировать функции и ТЫ, и ^2, блокировать аутоиммунную патологию, обеспечивая доминантную иммунологическую толерантность к собственным антигенам. Было показано, что периферическую аутотолерантность поддерживают CD25+CD4+Treg-клетки, которые активно супрессируют активацию и экспансию потенциально патогенных аутореактивных Т-клеток, присутствующих в норме в иммунной системе. Среди поверхностных молекул, найденных

Обзоры

на CD4+ регуляторных клетках (CD5, CD45RB, CD25, CD62L, CD38), экспрессия CD25 оказалась наиболее постоянной и наиболее характерной для протективной роли этих клеток при аутоиммунных заболеваниях [1].

У не иммунизированных людей и мышей экспрессия CD25 может служить маркером субпопуляции Т^-клеток. Но при иммунном ответе на инфекцию или при аутоиммунном заболевании на активированных не регуляторных Т-клетках усиливается экспрессия CD25, CTLA-4 и других молекул, характерных для поверхностного фенотипа Treg-клеток. Поэтому роль CD25 как маркера Т^-кле-ток становится сомнительной. В связи с этим возникла необходимость поиска особого молекулярного маркера Т^-клеток, который бы позволил проводить надежную идентификацию этих клеток. С поисками такого маркера тесно связан вопрос, являются ли Tj^g-клетки отдельной субпопуляцией или образуются в результате изменения фенотипа Т-лимфоцитов под влиянием факторов микроокружения. Проведенный “array”- анализ экспрессии генов Т^-клеток показал большое разнообразие маркеров, но ни один из них не является уникальным только для этих клеток.

Foxp3 в качестве маркера Trgg-клеток.

Ответ был получен при изучении дефекта (мутации) гена, кодирующего Foxp3, как причины фатального аутоиммунного заболевания - X-ассоциированной иммунной дизрегуляции, полиэндокринопатии, энтеропатии (IPEX). В возрасте 3-4 недель у таких больных наблюдается массивная лимфопролифера-ция, IDM, тиреоидит, экзема, энтеропатия, пищевая аллергия, гемолитическая анемия, тромбоцитопе-ния, тяжелые инфекции. Вышеназванная мутация была воспроизведена у мышей с последующим развитием сходной клинической картины. При этом была обнаружена поликлональная активация CD4+Т-клеток и в меньшей степени - CD8+Т-кле-ток, усиление продукции провоспалительных цито-кинов. У трансгенных по этому гену мышей снижалось количество Т-клеток, а оставшиеся не отвечали на связывание Т-клеточного рецептора (TCR). Возникло предположение, что Foxp3 опосредует общий механизм негативной регуляции Т-клеток.

Foxp3 принадлежит к большому семейству функционально различных факторов транскрипции и имеет ДНК-связывающую область (fork-head box -Fox). Эти белки классифицируются в субсемейства, обозначенные цифрами. Их структура свидетельствует о высокой консервативности функций.

Связываясь с ДНК, Foxp3 действует как репрес-сор транскрипции, выступая антагонистом функций NFAT за счет конкуренции за места связывания с ДНК. В результате Foxp3 ингибирует продукцию провоспалительных цитокинов.

Была показана высокая экспрессия Foxp3 у CD25+CD4+ Т^-клеток и низкая - у других Т-кле-ток. Развитие Т^-клеток критически зависит от эк-

спрессии Foxp3. Менее 10% CD25-CD4+ Т-клеток экспрессируют Foxp3 и отвечают на стимуляцию через TCR экспрессией CD25 и Foxp3hi , приобретая активность Т^-клеток. Но их происхождение и связь с CD25+ Т™-клетками не изучены.

Таким образом, был открыт специальный генетический механизм доминантной толерантности, опосредованной белком Foxp3 и защищающей организм от аутоиммунных заболеваний и хронических инфекций. Доказано, что Т^-клетки это особая линия (субпопуляция) Т-клеток, выполняющая жизненно важные функции медиаторов иммунологической толерантности, а фактор транскрипции Foxp3 является наиболее характерным и единственным надежным маркером Т^-клеток [7].

Foxp3 является ключевым контрольным геном в развитии и функциях Т^-клеток. Субпопуляция Foxp3+CD25+CD4+ Т^-клеток активно участвует в негативном контроле разных форм иммунного ответа. Естественные периферические Т^-клетки

CD25+CD4+ конститутивно экспрессируют Foxp3 в отличие от других Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, NK и NKX Этот механизм доминантной аутотолерантности является физиологической функцией организма.

Главная новизна современных представлений об иммуносупрессии состоит в том, что нормальная иммунная система эндогенно продуцирует в качестве нормальной субпопуляции CD4+ Т-клетки, высоко специализированные на супрессорных функциях. Большая часть эндогенных Т^-клеток продуцируются в нормальном тимусе как функционально отличные, зрелые Т- клетки (естественные Т^-клетки), а меньшая часть Т^-клеток индуцируются из наивных Т-клеток после их встречи с антигеном на периферии (адаптивные Т^-клетки) [14].

Ответ Treg-клеток на связывание TCR с антигеном.

TCR-репертуар Т^-клеток не менее широк, чем у CD4+CD25- Т-клеток. Имея достаточно обширный репертуар специфичностей TCR, Т^-клетки характеризуются преимущественным распознаванием собственных пептидов. Они способны распознавать аутоантигены при аутоиммунных заболеваниях, ту-морассоциированные антигены и аллогенные трансплантационные антигены [14].

Регуляторные CD4+CD25+ клетки при связывании TCR с соответствующим антигеном, как правило, не пролиферируют и не продуцируют IL-2, но приобретают способность ингибировать пролиферацию и продукцию цитокинов Т-клетками эффекторами [7].

Т^-клетки приобретают супрессивную активность после связывания TCR с соответствующим антигеном. После связывания TCR с антигеном при участии костимулирующей молекулы CD28 и только в присутствии очень высоких концентраций IL-2 Т^-клетки проявляют способность к самовоспроизведению, что позволяет предполагать возможность их клональной экспансии в условиях in vivo.

Описаны несколько вариантов поверхностных фенотипов Treg-клеток: CD4+CD25+, CD4+CD25+CD62l, CD4+CD25+CD45RBlow Т-клетки с фенотипом CD4+CD25+, CD45RBlow присутствуют в нормальной иммунной системе и активно супрессируют аутореактивность. Среди CD4+CD25+ Т-клеток супрессивность ассоциирована с экспрессией CD25high и коррелирует с экспрессией ингибирующего рецептора CTLA-4 и TNFR.

К семейству поверхностных молекул CD28 кроме CTLA-4 принадлежит еще один ингибирующий рецептор - PD-1. Среди других поверхностных маркеров Tj^g-клеток отмечены разные мембранные представители семейства TNF: 0X40, 4-1BB, GITR (глюкокортикоид-индуцированныйTNFR). Сравнительно недавно был описан маркер из семейства ин-тегринов - aIEL.

При низкой пролиферативной активности Treg-клетки экспрессируют нормальные уровни Т-клеточ-ных маркеров активации CD25, CD40L, CD69, HLA-DR, CTLA-4. После активации через TCR T^-клет-ки экспрессируют хемокиновый рецептор CCR7.

Основные особенности T^a-клеток: сниженная

ІС5

способность отвечать на сигналы пролиферации и способность ингибировать функции других клеток иммунной системы при непосредственном контакте или опосредованно через секрецию противовоспалительных цитокинов: IL-10, IL-4, TGFp.

Tj^g-клетки с фенотипом CD4+CD25+ были описаны среди наивных Т-клеток. В отличие от мышиных CD4+CD25+ Т-клеток человеческие Treg-клетки активно продуцировали IL-10. Непосредственно из человеческой крови были выделены CD4+CD25+^ клетки с регуляторными свойствами. Они не пролиферировали и супрессировали активацию обычных CD4+CD25- Т-клеток. Анергичный статус Treg-клеток удавалось частично преодолеть при добавлении IL-2 или IL-4, но не анти-CD3 или анти-CD28 антител. Такие T^-клетки составляли от 5 до 10% периферических Т-клеток. Человеческие Treg-клетки не отвечали пролиферацией на контакт с дендритной клеткой, экспрессирующей костимулирующие молекулы и продуцирующей IL-12, IL-15, IL-18. Человеческие T^-клетки с фенотипом CD4+CD25+ экспрессировали mРНК для IL-10 и TGFp, но не IL-4.

Из человеческой крови были выделены CD4+CD25high Т -клетки, которые при активации через TCR не отвечали пролиферацией, а вместо этого тотально ингибировали контактным путем пролиферацию и секрецию цитокинов активированными CD4+CD25- Т-клетками. Такие T^g-клетки CD4+CD25high экспрессировали высокие уровни CD45RO, но не CD45RA. Перекрестное связывание CD28 или добавление IL-2 при максимальной антиCD3 - стимуляции вело к слабой индукции пролиферации и к утрате супрессирующего действия на CD4+CD25- Т клетки.

Механизмы супрессорного действия CD4+CD25+ Tj^g-клеток включают:

- прямой контакт через связывание молекулы CTLA-4 на Т^-клетках с CD80/CD86 молекулами на активированных клетках-эффекторах или на ан-тигенпрезентирующих клетках (АПК),

- секрецию ингибирующих цитокинов ^GFP, IL-10).

- дополнительный механизм супрессии - цито-литическая активность.

CD4+CD25+ Т^-клетки могут селективно суп-рессировать разные свойства Т-эффекторов: секрецию цитокинов, экспрессию хемокиновых рецепторов, цитолитическое действие, т.е. они обратимо интерферируют с TCR- сигналами проксимально в отношении разных факторов транскрипции, индуцирующих разные функции [16].

Предполагается существование двух субпопуляций CD4+ Т^-клеток: естественных и адаптивных.

Субпопуляция естественных Treg-клеток.

Субпопуляция естественных Т^-клеток формируется в тимусе. Продукция Т^-клеток была названа третьей функцией тимуса. Предшественники Т^-клеток были выявлены в тимусе среди CD4+CD25+ клеток. Для развития Т^-клеток в тимусе решающими являются сигналы от TCR. В естественных условиях взаимодействие незрелых Т-клеток с антигеном, презентированным тимическим эпителием, ведет к развитию CD4+CD25+Treg-клеток. Т^-клет-ки усиленно экспрессируют факторы выживаемости CD5, PD-1, CTLA-4, 0X40, G^R, что согласуется с повышенной аффинностью их TCR к комплексам собственных пептидов с MHC. Формирование естественной субпопуляции Т^-клеток индуцируется ответом аутореактивных TCR с высокой авид-ностью на комплексы собственных пептидов с MHC примерно в тех же условиях, при которых происходит позитивная и негативная селекция. Принадлежность Т^-клеток к CD4+ Т-клеткам объясняется тем, что именно CD4+ Т-клетки индуцируются сигналами от TCR повышенной силы и продолжительности. Т^-клетки более резистентны к TCR-индуциро-ванному апоптозу и их количество может увеличиваться за счет избирательной элиминации не регуляторных CD4+ Т-клеток. Возможно, в дальнейшем эпителиальные клетки тимуса поддерживают диф-ференцировку Т^-клеток.

Формирование естественной субпопуляции Т^-клеток зависит не только от TCR, но и от костиму-лирующих молекул CD28, взаимодействующих с CD80/CD86. От них зависит величина пула Т^-кле-ток. Сигнал через CD28 критичен для генерации в тимусе CD4+CD25+ Т^-клеток. Дефекты cD28 и В7 ведут к недостаточности Т^-клеток и к развитию аутоиммунных заболеваний.

Цитокиновые сигналы безусловно влияют на развитие Т^-клеток в тимусе. Высокие концентрации TGFp индуцируют приобретение регулирующих функций TCR-стимулированными Т-клетками in vitro, а in vivo он влияет на количество и функциональную активность Т^-клеток. Сигналы IL-2 -

IL2R способствуют развитию и экспансии Т^-кле-ток. Источником IL-2 служат другие Т-клетки, в том числе, аутореактивные. Таким образом IL-2 обеспечивает контроль с обратной связью между Т-эффек-торами и Т^-клетками, которые, в свою очередь, ингибируют продукцию этого цитокина [14].

На мышах было показано, что CD25 экспрессируют 5-10% CD4+Т-клеток и 5% CD4^D8- тимо-цитов у нормальных наивных мышей. Молекула CD25 играет большую роль в процессах генерации, выживания и функциях Т^-клеток. Дефицит IL-2 или СD25 приводит к фатальной лимфопролифера-ции с аутоиммунными компонентами на фоне селективного снижения количества CD4+CD25+ Т^-кле-ток в тимусе и на периферии при сохранении нормального состава других CD4+ и CD8+ Т-клеток. У мышей без CD25 усиливается иммунный ответ на аутоантигены и аллотрансплантацию. Нейтрализация IL-2 ингибирует физиологическую пролиферацию Т^-клеток в ответ на нормальные аутоантигены. IL-2 необходим для активации Т^-клеток и поддержания экспрессии CD25. Мыши, дефектные по IL-2 или IL-2R, страдают не от иммунодефицита, а от тяжелых аутоиммунных заболеваний, которые излечиваются при введении CD4+CD25+ Т^-клеток, т.е. эти мыши дефектны и по Т^-клеткам, которые не развиваются без IL-2. После искусственного уменьшения числа CD25+Т-клеток с помощью антисыворотки наблюдали усиление иммунного ответа на вирусы или опухолевые антигены [16].

Естественные Т^-клетки предупреждают иммунный ответ против аутоантигенов, это физиологический конститутивный механизм доминантной толерантности к собственным антигенам. Возможно, что генетически детерминированная повышенная чувствительность к аутоиммунным заболеваниям ассоциирована с дефектностью естественных Т^-клеток, которые в норме поддерживают аутотолерантность. Так, при диабете I типа или рассеянном склерозе избирательно снижено количество естественных Т^-клеток [4].

Естественные Т^-клетки могут дифференцироваться в адаптивные под влиянием IL-10, но и Т-хел-перы могут дифференцироваться в Т^-клетки под влиянием TGFp или IL-10.

Контакты с собственными аутоантигенными пептидами в тимусе способствуют формированию репертуара CD4+CD25+ Т^-клеток. Для развития естественных Т^-клеток в тимусе требуется участие костимулирующей молекулы CD40. Многие считают CD25 их критическим поверхностным маркером. Другие маркеры, например, CD38, CD62L (L-селек-тин), CD103 также встречаются достаточно часто. Субпопуляция CD4+CD25+ Т^-клеток, которая характеризуется конститутивной экспрессией CD25, супрессирует иммунный ответ через механизмы, не связанные с цитокинами.

In vitro супрессия зависит от межклеточного контакта. Связывание В7 с CTLA-4 на Т^-клетках рассматривается как один из важных механизмов суп-

рессии. Кроме того, активированные Тг^-клетки могут убивать активированные CD4+ и CD8+ Т-лимфо-циты перфорин - грензимным путем. Возможно использование Тг^-клетками разных механизмов иммуносупрессии.

Для взаимодействия необходима колокализация Тг^-клеток с Т-эффекторами в разных тканях. Миграция и хоминг Тг^-клеток должны совпадать с миграцией и хомингом Т-эффекторов. CD4+CD25+ Тг^-клетки, коммитированные к супрессии после контакта с антигеном в тимусе или вне тимуса, могут выживать длительно без деления клеток вне контакта со специфическим антигеном. Такие клетки экспрессируют L-селектин (CD62L) и циркулируют как наивные Т-клетки. Они могут оседать в лимфоузлах и при контакте со своим антигеном могут начать пролиферировать. При этом Тг^-клетки эффективно супрессируют иммунный ответ и препятствуют выходу Т-эффекторов в очаг воспаления, снижая экспрессию их хемокиновых рецепторов CXCR3. В результате продолжения антигенной активации Тг^-клетки, как и Т-эффекторы, могут изменять свой поверхностный фенотип для выхода в очаг воспаления, где они супрессируют местное воспаление, подавляя эффекторные свойства Т-клеток [16].

Естественные Тг^-клетки рассматриваются как антиген-специфические Т-супрессоры, которые после распознавания антигена могут действовать через СТСА-4 - ингибирующие рецепторы, супрессируя Т-клеточную активность. От экспрессии молекул CD28 и СТСА-4 зависит соотношение функций супрессоров и контрсупрессоров в данной популяции [1].

На поверхности наивных Т-клеток CD28 экспрессируется конститутивно, а СТСА-4 транскрибируется только после стимуляции, т.е. через 1-2 дня после активации TCR. Особенностью CD25+CD4+Treg-кле-ток является конститутивная экспрессия высокого уровня СТСА-4.

В качестве профессионального ингибиторного рецептора СТСА-4 подавляет Т-клеточный ответ, конкурируя за связывание одних и тех же лигандов (CD80/CD86) с позитивным костимулирующим рецептором CD28. Движение и поверхностная экспрессия СТСА-4 динамически регулируются. СТСА-4 накапливается в лизосомах и секретируется к месту контакта Т-клетки с АПК после стимуляции TCR. СТСА-4 опосредует негативную регуляцию с обратной связью при активации Т-клеток.

СТСА-4 имеет в 10-20 раз более высокую аффинность по сравнению с CD28 для связывания CD80/ CD86. При этом CD80 имеет большее сродство к СТСА-4, а CD86 к CD28 [13] .

Возможны различные варианты вклада СТСА-4 в осуществление Тг^-клетками негативной регуляции. СТСА-4 на Тг^-клетках может трансдуцировать костимулирующий сигнал, т.е. СТСА-4 вместе с ТСИ активирют Тг^-клетки для оказания супрессорного действия. Другая функция СТСА-4 - опосредование супрессии при взаимодействии с CD80/CD86 на

дендритных клетках через индукцию синтеза последними фермента индоламина 2,3-диоксигеназы, который катализирует превращение триптофана в ки-нуренин и др. метаболиты, оказывающие супресси-рующее действие в их микроокружении. CTLA-4 на Т^-клетках может, связывая CD80/CD86 на Т-эф-фекторах, прямо трансдуцировать негативный сигнал [14]. Связывание молекул CD80/CD86 с CD28 индуцирует костимулирующий позитивный сигнал, способствующий активации Т-клеток после связывания TCR. Связывание молекул CD80/CD86 с CTLA-4 индуцирует негативный сигнал, ингибирующий пролиферацию, функциональную активность Т-клеток и продукцию ими IL-2. В качестве ингибиторного рецептора CTCA-4 служит антагонистом костимулирующих сигналов, в частности, ингибирует повышенный метаболизм глюкозы, индуцированный костимулирующей молекулой CD28 [8].

Следует отметить особенности ингибирующих рецепторов Т-клеток по сравнению с ингибирующими рецепторами других клеток. NK имеют несколько ингибирующих рецепторов, несущих I^Ms-пос-ледовательности на цитоплазматических концах молекул, их лигандами служат молекулы MHCI. В-лимфоциты имеют FcYRIIB в качестве ингибирующего FcYR, который также связан с I^Ms - последовательностями в цитоплазматическом фрагманте. А у Т-клеток ингибирующий рецептор CTLA-4 служит антагонистом костимулирующих сигналов [13].

Дополнительный цитотоксический механизм им-муносупрессирующего действия Т^-клеток проявляется значительно реже. Человеческие CD4+CD25+Foxp3+ Т^-клетки могут быть активированы сочетанием CD3 и CD46 - антител к экспрессии грензима А и убивают активированные CD4+ и CD8+Т-клетки перфорин-зависимым механизмом без участия Fas - FasL связывания. Но аналогичного действия антигена не показано. Цитотоксическое действие Т^-клеток и апоптоз Т-эффекторов in vivo мало вероятны. При отделении от Т^-клеток у Т-эффекторов восстанавливается пролиферация и продукция IL-2, IFNy. То есть супрессирующее действие Т^-клеток обратимо. Но вместе с тем, Т^-клетки могут создавать среду, в которой Т-эффекторы превращаются в Т^-клетки, начиная продуцировать TGFp или IL-10 [16].

Разные костимулирующие молекулы и цитоки-ны контролируют тимическое развитие, выживание на периферии и активацию естественных Т^-кле-ток, меняя интенсивность опосредованной Т^-клет-ками супрессии и поддерживая аутотолерантность на стабильном уровне.

Субпопуляция адаптивных Treg-клеток.

Адаптивные Т^-клетки могут дифференцироваться на периферии из предшественников общих с Т-эффекторами при условии субоптимальной презентации антигена и недостаточной костимуляции. На периферии наивные Т-клетки могут трансформироваться в CD4+CD25+ при неполноценной пре-

зентации аутоантигенов, связанной с недостатком костимуляции. Для Т^-клеток характерна экспрессия поверхностных молекул CD4, CD25, CTLA-4, G^R, CD28. Для развития Т^-клеток нужны кос-тимулирующие молекулы CD80/CD86, CD28 или CD40/CD40L. Субоптимальная стимуляция Т-кле-ток в случае презентации антигена в отсутствии ко-стимулирующих факторов ведет к индукции Тг^-клеток. Так например, блокада CD40/CD40L-кости-муляции на экспериментальной модели диабета ведет к индукции Т^-клеток.

Другой способ генерации Т^-клеток - презентация антигена незрелыми дендритными клетками. Так например, человеческие Т^-клетки получали после повторной стимуляции CD4+Т-клеток из пуповинной крови незрелыми дендритными клеками моноцитарного происхождения. Дифференцировка Т^-клеток контролируется особыми дендритными клетками, которые способствуют продукции IL-10 и могут экспрессировать толерогенные костимулиру-ющие молекулы [10]. Зрелые наивные Т-клетки на периферии, получившие «неполную стимуляцию» от незрелых дендритных клеток, дифференцируются в Т^-клетки [12]. Описана особая субпопуляция Т^-клеток CD4+, экспрессирующих высокий уровень CD25, присутствие которых в человеческой крови, может вести к изменениям в соотношениях субпопуляций Т-клеток и к индукции аутоиммунных заболеваний. Такие CD4+cD25high Т -клетки не секретируют IFNy, IL-13, IL-10 ни при какой стимуляции, но скорее способны ингибировать секрецию IFNy IL-13 в кокультурах с активированными CD4+ Т-клетками. Их супрессорный механизм не зависит от цитокинов (IL-10, TGFP). Эти клетки экспрессируют HLA-DR, что делает возможной Т-Т - презентацию с последующим развитием анергии [3].

Адаптивные CD4+CD25+ Т^-клетки были получены при культивировании CD4+ Т-клеток с АПК, презентирующими антиген в присутствии IL-10. Уровень экспрессии CD25 у них варьировал. Их супрес-сирующее действие является цитокин-зависимым.

Некоторые пути введения антигена (например, оральный или интраназальный) селективно индуцируют появление Т^-клеток. Эти Т^-клетки функционируют только после дополнительной экспозиции антигена. Они могут быть не зависимы от CD28-посредничества. При попадании аутоантигена через рот в грудном возрасте (например, попадание инсулина и других компонентов грудного молока) может индуцироваться дифференцировка Т^-клеток. Другой причиной может быть молекулярная мимикрия аутоантигена с чужеродным антигеном микробного происхождения. Возможно, что антигенная мимикрия может активировать не только Т-эффекторы, но и Т^-клетки, которые сформировались в тимусе при распознавании аутоантигенов. Индукция Т^-кле-ток, как правило, происходит в областях, разграничивающих внутреннюю среду («свое») от внешней среды («не свое»), куда относятся кожные и слизис-

тые покровы. В МАЛТ дендритные клетки преимущественно индуцируют Т^-клетки благодаря продукции IL-10, IL-4, TGFp. Возможно, что CD8+y5IELs оказывают влияние на дендритные клетки слизистой, которые становятся толерогенны-ми, что ведет к генерации CD4+ Т^-клеток, которые могут конкурировать с аутоагрессивными Т-эффек-торами за связывание антигена[17].

Как правило, адаптивные Т^-клетки продуцируют IL-10, IL-4, TGFp и низкий уровень IFNy. Ингибирующая активность CD4+CD25+ клеток антиген-специфична и опосредована блокадой транскрипции гена IL-2 у CD4+CD25- клеток. Ингибиция нивелируется при добавлении IL-2.

Зависимость супрессивного действия большинства адаптивных Т^-клеток от влияния цитокинов не вызывает сомнений. Цитокины могут подавлять иммунный ответ, особенно, аутоиммунный ответ и в меньшей степени - аллоиммунный ответ. TGFp и IL-10 ингибируют ТЫ и ТС2 -опосредованный ответ in vivo. Более широким спектром супрессирую-щего действия обладает TGFp, судя по результатам, полученным на экспериментальных моделях [2].

Точкой приложения супрессирующего действия может служить транскрипционный контроль продукции IL-2 эффекторными клетками, или Т-клетки конкурентно связывают IL-2, т.к. экспрессируют большее количество IL-2R. Конкуренция за IL-2 может вести к супрессии пролиферации эффек-торных клеток [1].

Человеческие CD4+CD25+Т-клетки слабо пролиферируют и слабо синтезируют IL-2 в ответ на стимуляцию ФГА или антиCD3 антителами. Их удается вывести из анергии при добавлении IL-2 или IL-

15. Эти клетки способны супрессировать пролиферацию и продукцию IL-2 Т-клетками CD4+CD25-контактным путем. Они же продуцируют IL-10 и TGFp, но не продуцируют IFNy и IL-4. Те же клетки могут супрессировать CD4+CD25-Т-клетки с участием секреции IL-10 или TGFp [6].

Ингибирующее действие адаптивных Т^-клеток часто связано с продукцией IL-10 и TGFp. Однако супрессирующий эффект опосредован не только через продукцию IL-10. CD4+CD25+ Т-клетки угнетают созревание и антигенпрезентирующие функции дендритных клеток, что проявляется снижением экспрессии костимулирующих молекул при одновременном усилении секреции IL-10 и TGFp [11].

При хронической антигенной стимуляции CD4+CD25-Т-клетки приобретают способность сек-ретировать IL-10 и этим супрессировать иммунный ответ. Такие клетки были обозначены Т^. Но не исключено, что, что CD4+CD25+ Т^-клетки тоже сек-ретируют IL-10. То есть Т^-клетки могут использовать разные механизмы супрессии при разных локализациях и разных процессах.

IL-10 и TGFp влияют на дифференцировку цито-кин-продуцирующих CD4+ Т^-клеток. От экспрессии IL-10R зависит ответ клеток на IL-10. Так, на ак-

тивированных Т-клетках экспрессия IL-10R снижена и они резистентны к ингибирующим эффектам IL-10. А на активированных моноцитах экспрессия IL-10R повышена. Например, дендритные клетки у больных ревматоидным артритом резистентны к ингибирующим эффектам IL-10 из-за недостаточной экспрессии рецепторов. IL-10 и TGFp создают условия для дифференцировки Т^-клеток, продуцирующих те же цитокины.

IL-10 предупреждает чрезмерный, опасный воспалительный ответ на патогенные микроорганизмы: он подавляет продукцию всех провоспалительных цитокинов и хемокинов и усиливает экспрессию натуральных агонистов, ингибирует экспрессию кос-тимулирующих молекул CD80/CD86, MHCII, т. е. подавляет функции АПК.

TGFp реализует ингибирующий эффект через активацию SMAD - семейства транскрипционных факторов. TGFp оказывет антипролиферативное действие на CD4+Т-лимфоциты благодаря способности ингибировать продукцию IL-2 и усиливать продукцию ингибиторов клеточного цикла. TGFp блокирует дифференцировку ТЫ и ТС2 через ингибицию факторов транскрипции, необходимых для экспрессии IFNy (t-bet) и IL-4 ^АТА-3). На уровне АПК TGFp ингибирует активацию макрофагов и их способность продуцировать провоспалительные цитокины. Он препятствует созреванию дендритных клеток и, как и IL-10, ингибирует усиление экспрессии MHCII. Эти два цитокина являются синергистами, продукция и эффекты этих цитокинов тесно взаимосвязаны. IL-10 не только повышает продукцию TGFp, но и контролирует способность клеток отвечать на TGFp. Анер-гический статус Т-клеток, вызванный IL-10, не компенсируется при добавлении IL-2 (или IL-15), т.е. это состояние отличается от блокады костимуляторов. Анергизированные под влиянием IL-10 Т-клетки приобретают регуляторную активность и супрессирую-щее действие на пролиферацию Т-клеток. Такие клетки не продуцируют цитокинов, но в ответ на анти-CD3-стимуляцию дифференцируются в Treg-клетки, продуцирующие IL-10 и TGFp. Возможно участие TGFp в этих эффектах IL-10.

TGFp способствует генерации и пролиферации CD4+CD25+ Т^-клеток. тGFp и IL-10 могут быть вовлечены в опосредованную Т^-клетками регуляцию, либо усиливая пролиферацию и дифференци-ровку Т^-клеток , либо делая другие клетки более чувствительными к супрессии.

Связанный с мембраной TGFp в комбинации с CTLA-4 вносит свой вклад в супрессивную активность CD4+CD25+Т-клеток. Супрессирующее действие Т^-клеток на CD8+Т-клетки зависит от сохранности TGFp-RII на CD8+ Т-клетках. Только в этом случае супрессируется цитолитическая функция CD8+Т-клеток.

Все субпопуляции Т^-клеток и продуцируемые ими цитокины активно регулируют периферическую толерантность [10].

Роль T^-клеток при иммунопатологических процессах.

Многие исследователи считают синонимами: супрессорные Т-клетки и CD4+CD25+. Однако были описаны подобные эффекты и у Т-клеток CD4+CD25-. На TCR-трансгенных экспериментальных моделях ЕАЕ, спонтанного диабета и др. было показано одинаково выраженное протективное действие CD4+CD25+ и CD4+CD25- Т-клеток. Следует учитывать, что в популяциях Т-клеток уровень экспрессии CD25 может изменяться, в частности под влиянием IL-2. Нокаут-мыши CD2-/- и CD25-/- имеют выраженный дефект Т^-клеток. То есть высокоаффинная сигнализация IL-2 необходима для поддержания функций Т^-клеток.

Т-клетки регулируют синтез антител против аутоантигенов. BCR-активированные В-клетки продуцируют CCL4 и привлекают CD4+CD25+Т-клет-ки, которые лимитируют аутоиммунный ответ. Уменьшение количества или дисфункции естественных Т^-клеток ведут к аутоиммунным заболеваниям из-за срыва аутотолерантности.

При атопии Т^-клетки ингибируют развитие Т-клеток в направлении ТС2, секретирующих IL-4. При поступлении аллергена через слизистые дендритные клетки, секретирующие IL-10, могут индуцировать CD4+ Т^-клетки. IL-4 может переключать синтез Ig не только на IgE, но и на IgG4. У аллергиков, прошедших курс иммунотерапии пчелиным ядом, наблюдали IL-10-зависимую анергию, т.е. индукцию Т^-клеток [12].

При туберкулезе отсутствие ГЗТ на антигены микобактерий рассматривается как анергия и сопровождается плохим клиническим прогнозом. Среди 200 больных с легочным туберкулезом были выявлены анергики с отрицательной реакцией на PPD. In vitro стимуляция клеток PPD индуцировала продукцию IL-10, IFNy и пролиферацию у PPD+ больных, а у анергиков - продукцию IL-10, но не IFNy при отсутствии пролиферации. У анергиков конститутивно присутствовали IL-10-продуцирующие клетки. В присутствии IL-10 в условиях хронической инфекции могут дифференцироваться Т^-клет-ки, продуцирующие IL-10. Повышенный уровень IL-10 способствует персистенции возбудителей. Возможно, и другие персистирующие возбудители вызывают анергию подобным образом [5].

Один из механизмов вирус-индуцированной иммуносупрессии - генерация экспансии CD4+ регуляторных Т-клеток. В норме такие клетки активно супрессируют ответ на аутоантигены и могут защищать от развития аутоиммунного заболевания. Но неограниченное их накопление ведет к иммуносупрессии. В частности, CD4+регуляторные Т-клетки ингибируют активность CD8+CTC. Характерным для Т^-клеток считается фенотип CD4+CD69+. К механизмам иммуносупрессии относят секрецию TGFp при сигнализации через CD152 (CTLA-4). Вовлечение IL-10 не столь характерно. В качестве маркеров Т^-клеток описаны CD25 и CD38, кото-

рые являются и маркерами активации. В частности у больных HIV-инфекцией было выявлено существенное повышение CD4+Т-лимфоцитов, экспрессирующих CD38 [9].

CD4+CD25+ Т^-клетки контролируют роль CTL в противоопухолевом иммунитете. Супрессирующий эффект опосредован через секрецию TGFp. TGFp индуцирует CD4+CD25+ Т^-клетки, которые препятствуют пролиферации CD8+Т-клеток в ответ на аллоантигены и препятствуют дифференцировке в CTL. Многие опухолевые клетки сами способны продуцировать TGFp [15]. Эффективность противоопухолевой вакцинации возрастает в случае одновременного угнетения Т^-клеток, например, введением моноклональных антител против CTLA-4 или G^R.

Естественные Т^-клетки спонтанно отвечают алло-антиген-специфической экспансией in vivo при пересадке трансплантата. Это позволяет индуцировать органоспецифическую иммунологическую толерантность

Т-эффекторы могут приобретать устойчивость к супрессии Т^-клетками в присутствии активированных АПК или их продуктов (IL-6). Кроме того, у естественных CD4+CD25+ Т^-клеток выявлена повышенная экспрессия Т^-R (G^R), которые у других клеток появляются лишь в ответ на активацию. В сочетании с TCR-сигналами они ослабляют суп-рессирующее действие при связывании со своим лигандом, который экспрессируют незрелые дендритные клетки, макрофаги, В-клетки. Этот TNF-R присутствует и на Т-эффекторах, что снижает их чувствительность к супрессии.

Другими рецепторами, снижающими эффективность супрессии, являются ^П-подобные рецепторы (TCR), которые активируют ответ Т-эффекторов путем блокады супрессии. IL-6, секретируемый TCR-активированными дендритными клетками, делает наивные Т-клетки устойчивыми к супрессии, заставляя их отвечать на инфекцию. CD4+CD25+ Т^-клет-ки селективно экспрессируют TCR4, через который высокие концентрации ЛПС могут непосредственно активировать их пролиферацию и функции.

Кроме CD4+CD25+Т-клеток в качестве кандидатов на роль Т^-клеток рассматривались: NK-клетки, у5Т-клетки, CD8+Т-клетки. Регуляторные клетки с фенотипом CD8+CD28- супрессируют аллореактивность Т-клеток, а CD8-CD28+ клетки супрессируют CD8+CD28+CTL при отторжении трансплантата. NK-клетки являются продуцентами ряда цитокинов, выполняющих иммунорегуляторные функции.

Заключение

Естественно возникающие Т^-клетки активно поддерживают иммунологическую аутотолерантность. Дефицит или дисфункция этих клеток могут стать причинами аутоиммунных заболеваний, однако благоприятствуют выработке противоопухолевого иммунитета и могут препятствовать установлению трансплантационной толерантности.

Тимическая селекция Т-клеток ответственна за продукцию естественных Т^-клеток, которые на периферии контролируют аутореактивность тех Т-кле-ток, которые избежали тимической негативной селекции. Одна и та же популяция Т^-клеток ответственна за аутотолерантность, за гипореактивность к опухолевым антигенам и за индукцию толерантности к трансплантату.

CD4+CD25+Foxp3+Treg-клетки естественно присутствуют в нормальной иммунной системе как фенотипически и функционально отличная субпопуляция Т-клеток. Высокая зависимость от IL-2 вместе с экспрессией Foxp3 являются особенностями естественных Т^-клеток, которые отличают их от IL-10 и TGFp - зависимых адаптивных Т^-клеток [14].

Естественные Т^-клетки более эффективно суп-рессируют аутореактивные Т-клетки при местных реакциях. При инфекциях и трансплантации или системных воспалительных аутоиммунных заболеваниях более эффективны адаптивные Т^-клетки

Адаптивные Т^-клетки действуют опосредованно через секрецию TGFp или IL-10 в отличие от естественных, действующих при прямых контактах: CD80/CD86 с CTLA-4 на Т^-клетки.. Адаптивные Т^-клетки характеризуются способностью продуцировать высокие уровни IL-10 и TGFp и эти цито-кины опосредуют их способность супрессировать патологический иммунный ответ в связи с трансплантацией, аллергией и аутоиммунными болезнями.

Т^-клетки могут служить мишенями при разработке путей индукции или угнетения иммунологической толерантности к своим и не своим антигенам, при разработке методов лечения и профилактики иммунопатологии и для контроля физиологического и патологического иммунного ответа.

В дальнейшем необходимо продолжить поиски специфических молекулярных маркеров Т^-клеток. Целесообразно также более детальное изучение молекулярных механизмов опосредованной Т^-клет-ками иммуносупрессии. Роль Т^-клеток при различных вариантах иммунопатологии нуждается в уточнении и конкретизации.

Работа поддержана грантами РФФИ 03-04-48118 и НШ-540.2003.4.

Список литературы

1. Athanassakis I., Vassiliadis S. Т-regulatory cells: are we re-discovering Т suppressor? // Immunology Letters. - 2002. - Vol.84. - P.179-183.

2. Bach J. Regulatory Т cells under scrutiny // Nature Rev.,Immunol. - 2003.- Vol.3. - P.189-198.

3. Baecher-Allan C., Brown J., Freeman G., Hafler D. CD4+CD25high regulatory cells in human peripheral blood // J.Immunol..- 2001. - Vol.167. - P.1245-1253.

4. BluestoneJ., Abbas A. Natural versus adaptive reg-

ulatory Т cells // Natur.Rev., Immunol.- 2003. - Vol.3.

- P.253-257.

5. Boussiotis V., Tsai E., Yunis E., TCim S., Delgado J., Dascher Ch., Berezovskaya A., Rousser D., Reynes J.,Goldfeld A. IL-10-producing Т cells suppress immune responses in anergic tuberculosis patients // J. Clinical Invest. - 2000.- Vol.105. - P.1317-1324.

6. de Lafaille M., Lafaille J. CD4+ regulatory Т cells in autoimmunity and allergy // Current Opin. Immunol.- 2002. - Vol.14. - P.771-778.

7. Fontenot J., Rudensky A. A well adapted regulatory contrivance: regulatory Т cell development and the forkhead family transcription factor Foxp3 // Nature Immunol. - 2005. - Vol.6. - P.331-337.

8. Frauwirth K., Thompson C. Regulation of Т lymphocyte metabolism // J.Immunol.- 2004. - Vol.172. -P.4661-4665.

9. Iwashiro M., Messer R., Peterson K., Strommes I., Sugie Т., Hasenkrug K. Immunosuppression by CD4+ regulatory Т cells induced by chronic retroviral infection // PNAS. - 2001. - Vol.98.-.P.9226-9230.

10. Levings M., BacchettaR., Schulz U., Roncarolo M. TCe role of IL-10 and TGFp in the differentiation and effector function of regulatory cells //Int. Arch. Allergy Immunol. - 2002.-.Vol.129. - P. 263-276.

11. Misra N., Bayry J., Lacroix-Desmazes S., Kaza-tchkine M., Kaveri S. Human CD4+CD25+ Т cells restrain the maturation and antigen-presenting function of dendritic cells // J. Immunol. - 2004. - Vol.172. -P.4676-4680.

12. Morel P., Feili-Hariri M., Coates P., TComson A. Dendritic cells, Т cell tolerance and therapy of adverse immune reactions //Clin. Exp. Immunol. - 2003.

- Vol.133. - P.1-10.

13. Saito Т., Yamasaki Negative feedback of Т cell activation through inhibitory adapters and costimulatory receptors // Immunol.Rev. - 2003. - Vol.192. -P.143-160.

14. Sakaguchi S. Naturally arising Foxp3-express-ing CD25+CD4+ regulatory Т cells in immunological tolerance to self and non-self // Nature Immunology. -2005. - Vol.6. - P.345-352.

15. Somasundaram R., Jacob L., Swoboda R.,Caputo L., Song H., Basak S., Monos D., Peritt D., Marinco-laF., Cai D., Birebent B., Bloome E., Kim J., Berencsi K., Mastrangelo M., Herlyn D. Inhibition of cytolytic Т lymphocyte proliferation by autologous CD4+/CD25+ regulatory Т cells in a colorectal carcinoma patient is mediated by transforming growth factor-в // Cancer Research. -2002. - Vol.62. - P.5267-5272.

16. von Boehmer H. Mechanisms of suppression by suppressor Т cells // Nature Immunol. - 2005. - Vol.6.

- P.338-344.

17. von Herrath M., Harrison L. Antigen-induced regulatory Т cells in autoimmunity // Nature Reviews/ Immunol.- 2003. - Vol3. - P.223-232.

поступила в редакцию 22.01.2005 принята к печати 06.06.2005