Cd95 в иммунитете что это

Изучение перфоринзависимого пути в осуществлении цитотоксичности (наряду с бесспорным доказательством его очень важной роли в лизисе мишеней) привело к накоплению фактов, из которых следовало, что лизис может осуществляться и в отсутствие перфорина.

Основные из них следующие:

1. Аллогенные лимфоциты перитонеального экссудата содержат цитотоксические гранулы, имеют очень низкий или неопределяемый уровень гранулярных компонентов, но способны проявлять высокий уровень цитотоксичности, который превышает таковой цитотоксических лимфоцитов (ЦТЛ) с выраженным содержанием гранул.
2. Получено много доказательств того, что лизис мишеней перфориндефицитными лимфоцитами также возможен.
3. ЦТЛ способны эффективно лизировать мишени и в тех случаях, когда они не содержат ни перфорина, ни гранзимов.

В итоге уже к началу 1990-х годов были получены неоспоримые доказательства существования альтернативного пути клеточной цитотоксичности и, в частности, наличия системы Fas/FasL — CD95L/CD95, с участием которой происходит запрограммированная клеточная смерть — апоптоз. Сегодня хорошо известно, что эта система наряду с перфорин-гранзимзависимой является основной в индукции клеточной смерти.

Система Fas/FasL

Fas-рецептор (молекулярная масса 36 кД) относится к семейству рецепторов TNF (мембранный белок I типа), куда входят и многие другие известные рецепторы (TNFR1, TNFR2, рецептор лимфотоксина, CD27, DR4, DR5, DR6 и др.), состоит из 319 аминокислотных остатков  и экспрессируется клетками многих типов. Экспрессия Fas-рецептора злокачественно трансформированными клетками во всех случаях является обязательным условием Fas/FasL-обусловленного апоптоза.

FasL — мономер с молекулярной массой 46 кД; в мембране содержится в форме ди- и трехмеров (соответственно 45 и 105 кД), по сравнению с Fas экспрессируется на более ограниченном количестве клеток, преимущественно активированных ЦТЛ и ЕК, и может находиться в двух формах: нерастворимой — мембранно-связанной (mFasL) и растворимой (sFasL).

В отличие от FasL Fas-рецептор экспрессируется постоянно с колебаниями уровня его экспрессии на различных, в частности гемопоэтических клетках; в качестве стимулов, усиливающих экспрессию Fas, могут быть: стресс, различные инфекции, злокачественно трансформированные клетки, а также многие экзогенные и эндогенные воздействия.

Система Fas/FasL играет ключевую роль в физиологических и многих патологических состояниях, и эта роль проявляется в широком диапазоне — от поддержания нормального гомеостаза до участия в ускользании опухоли из-под иммунологического контроля.

Активированные цитотоксические лимфоциты отличаются от СD4+Т-лимфоцитов по чувствительности к Fas-зависимому апоптозу — ЦТЛ проявляют меньшую чувствительность, поскольку экспрессия FasL на них выражена слабее, так же, как и экспрессия TNFR1.

На злокачественно трансформированных клетках FasL впервые выявлен при лимфопролиферативных заболеваниях. Однако к настоящему времени имеется много доказательств того, что FasL экспрессируют и клетки различных солидных опухолей: карциномы молочной железы, толстого кишечника, легкого, яичника, меланомы, астроцитомы, базилиомы кожи и др.

В результате взаимодействия Fas/FasL происходит тримеризация Fas-рецептора и образование особого комплекса — DISC (death inducing signaling complex). Олигомеризация Fas обеспечивается наличием в его структуре так называемого домена смерти. Аналогичный домен находится и во внутриклеточном адапторном белке — FADD (Fas-associated death domen), который активирует зимогенную форму каспазы.

Обязательным компонентом комплекса DISC является каспаза-8 или каспаза-10 (индукторы), которые активируются вслед за активацией Fas-рецептора; субстратом для их индукции служат эффекторные каспазы — 3, 6, 7.

Ключевым молекулярным механизмом запрограммированной клеточной смерти с участием системы Fas/FasL является фрагментация ДНК — процесс, который происходит на уровне ядра с образованием мелких и крупных фрагментов. Фрагментации ДНК предшествуют появление мембранных пузырьков, конденсация ядра клетки и образование апоптотических телец; фрагментация хроматина, сопровождающая фрагментацию ДНК, делает этот процесс необратимым.

Из приведенных данных следует, что в механизме клеточной смерти с участием системы Fas/FasL центральная роль принадлежит активации каспаз, что способствует разрушению многих клеточных белков, ответственных за регуляцию клеточного цикла (RB, MDM2), повреждению ДНК (DNK-RK, р53, DARP), нарушению регуляции клеточной структуры (актин и ламинины).

Все эти функциональные и структурные изменения приводят к апоптозу, и дифференцированная оценка значимости отдельных его участников требует разработки соответствующих моделей. Последнее будет способствовать более полному пониманию патогенеза рака и обоснованию новых подходов его лечения.

Схема Fas/FasL-зависимого апоптоза с участием ЦТЛ и общие молекулярные механизмы апоптоза представлены на рис. 17, 18.

Рис. 17. Схема Fas/FasL-индуцированного апоптоза, осуществляемого цитотоксическими лимфоцитами

Рис. 18. Молекулярные механизмы Fas/FasL-зависимого апоптоза

Давая общую оценку роли систем Fas/FaL и перфорин-гранзим, следует акцентировать внимание на том, что именно взаимодействие между ними играет важную роль при подходах к иммунотерапевтическим воздействиям.

В настоящее время это четко показано на моделях с аутоиммунными заболеваниями, трансплантацией и различными инфекциями. Нарушение баланса между упомянутыми системами может быть причиной увеличения чувствительности к вирусным инфекциям и/или снижения уровня лизиса опухолевых клеток.

Несмотря на то что системе Fas/FasL принадлежит очень важная роль как в лизисе опухолевых клеток, так и в поддержании иммунологического гомеостаза, эта система может быть и причиной ухода опухоли из-под иммунологического контроля (детально этот вопрос рассмотрен ниже).

Как уже отмечалось, экспрессия Fas-антигена опухолевыми клетками и его взаимодействие с FasL на ЦТЛ являются классическим вариантом механизма лизиса опухолевых клеток. Однако представляется важным, что опухолевые клетки могут экспрессировать не только Fas, но и FasL, а ЦТЛ — не только FasL, но и Fas-антиген.

Деструкция цитотоксических лимфоцитов

При таких условиях возможна гибель цитотоксических лимфоцитов по различным причинам. Сказанное иллюстрируют опыты с использованием ЦТЛ перитонеальной полости, которые in vivo премировались сингенными или аллогенными опухолевыми клетками, а затем изучались в различных модельных системах (преинкубация Fas— и Fas+-опухолевых клеток с ЦТЛ, совместное культивирование указанных клеток в различных сочетаниях).

В результате в одних условиях опыта наблюдалась деструкция цитотоксических лимфоцитов, а в других — ослабление их цитотоксичности. В итоге авторы получили доказательства возможности ускользания опухоли из-под иммунологического контроля вследствие прямой контратаки ЦТЛ опухолевыми клетками и FasL-обусловленной смерти ЦТЛ при их возможном взаимодействии с цитотоксическими лимфоцитами, экспрессирующими Fas; авторы предполагают, что этот механизм может иметь место in vivo.

Яркой иллюстрацией того, что экспрессия FasL опухолевыми клетками может служить серьезной причиной для иммунологической привилегии опухоли, является взаимодействие опухолевых клеток и лимфоцитов, инфильтрирующих меланому. Показано, что большое число опухолевых клеток меланомы больных экспрессировали FasL и обладали способностью уничтожать ЦТЛ, инфильтрирующих меланому, которые в большинстве случаев располагались вблизи FasL+-клеток меланомы; инъекция FasL+-клеток меланомы мышам приводила к быстрому появлению и развитию опухоли.

Очень убедительно предположение авторов о том, что экспрессия FasL опухолевыми клетками может быть особенностью, способствующей их ускользанию из-под иммунологического контроля. Нельзя не отметить, что такой взгляд на экспрессию FasL клетками меланомы сталкивается с определенными возражениями в работе, авторы которой не обнаружили экспрессию мРНК FasL-клетками различных линий меланомы.

Причина смерти ЦТЛ может быть связана и с другими обстоятельствами. Например, активация покоящихся Т-клеток антигеном, как известно, способствует их дифференцировке. Однако чрезмерная плотность антигена приводит к TCR-индуцированному истощению эффекторных клеток — процессу, названному антигениндуцированной клеточной смертью (AglCD — antigen induced cell death).

Стало известно, что такую смерть могут индуцировать два основные механизма: экзоцитоз гранул с выделением перфорина и гранзимов и Fas/FasL-обусловленный апоптоз. В опытах на мышах, имеющих мутации или дефекты в генах, контролирующих какой-либо компонент обоих путей указанной клеточной смерти, установлено следующее. TCR-индуцированный апоптоз в отсутствие Fas и/или FasL (но не перфоринов или гранзимов) только снижается; блокада антителами FasL приводила к ингибиции ранней Т-клеточной смерти, а ингибиция Fas, FasL и TNFa была необходимой для предотвращения поздней клеточной смерти.

Поскольку антитела к IFNy во всех случаях ингибировали клеточную смерть, было сделано заключение, что независимо от механизма клеточной смерти ее контроль регулируется IFNy.

Уже с первых доказательств существования альтернативного Fas/FasL пути клеточной смерти и по настоящее время не прекращаются дискуссии, касающиеся оценки степени значимости выявленных двух основных путей лизиса опухолевых клеток: одни исследователи определяют перфоринзависимый путь как основной, другие — основным считают Fas/FasL-опосредованный механизм.

Обосновывая свою точку зрения, D. Kagi и соавт. полагают, что основная функция системы Fas/FasL состоит в регуляции иммунологического ответа, в частности во влиянии на пролиферацию и дифференцировку лимфоцитов, дифференцировку ДК и снижение уровня некоторых эффекторных механизмов защиты.

Существенным аргументом в пользу ведущей роли перфорин-гранзимного пути цитотоксичности является получение первых доказательств того, что с возрастом снижается уровень перфорина и гранзимов в лимфоцитах человека параллельно с известным фактом возрастного снижения цитотоксичности цитотоксических лимфоцитов.

Определенное сближение различных взглядов на ведущий механизм цитотоксичности становится возможным благодаря данным, согласно которым существуют определенные различия в степени участия отдельных цитотоксических механизмов на ранних и поздних этапах опухолевого процесса.

Такой взгляд на роль цитотоксических механизмов позволяет предполагать участие каждого из них. При этом большое значение имеют особенности моделей опухолевого процесса (вирусиндуцированные, канцерогениндуцированные и др.).

Подтверждением могут служить опыты с внутрибрюшинным введением Fas— и Fas+-oпухолевых клеток, которые показали, что уже в течение первых 4ч происходит лизис Fas+-опухолевых клеток. Однако, по мнению авторов, при таком быстром лизисе разрушаются не все опухолевые клетки.

Весьма сходные факты, а также их трактовку, дают и другие авторы. В частности, при исследовании перфориндефицитных мышей с карциномой легкого Lewis (3LL) были получены активно- и слабометастазируюшие клоны опухолевых клеток.

Клетки обоих клонов экспрессировали мембранно-связанный CD95 in vitro, однако экспрессия in vivo была выше. По мере роста опухоли отмечалось постепенное ослабление экспрессии CD95 опухолевыми клетками, что авторы рассматривали как условие ускользания их от иммунологического надзора.

Обобщив многочисленные факты, полученные в настоящей работе, авторы пришли к важному выводу: роль Fas/FasL-зависимого механизма в повреждении опухоли очень существенна на ранних этапах ее развития, а данные, полученные в системе in vivo и in vitro, не имеют полной аналогии.

Понимание значения роли перфоринзависимого и Fas/FasL-обусловленного лизиса клеток дополняют и результаты изучения характера цитотоксичности наивных и премированных интерстициальных внутриэпителиальных ЦТЛ. Показано, что наивные СD8+Т-лимфоциты используют Fas/FasL-зависимый механизм, в то время как премированные — перфоринзависимый.

Изучение условий реализации различных механизмов лизиса, осуществляемого ЦТЛ, позволяет выявлять и факты, которые ему препятствуют. Так, следует отметить следующий интересный факт. Известно, что экспрессия Вс1-2 защищает клетки от апоптоза, однако в опытах с мастоцитомой Р815 получены несколько неожиданные факты.

Выяснилось, что при лизисе, осуществляемом цитотоксическими лимфоцитами, экспрессия Вс1-2 защищает клетки от Fas-опосредованного, но не перфоринзависимого лизиса. В настоящее время известны соединения, которые дифференцированно ингибируют различные пути киллинга ЦТЛ, что существенно для изучения роли того или иного механизма лизиса ЦТЛ. Так, получен ингибитор Fas-зависимого пути в цитотоксических лимфоцитах цитотоксичности.

Очевидно, что определенная ясность в вопрос о значимости того или иного пути клеточной смерти может быть внесена при дальнейшем усовершенствовании методов исследования. Например, в последнее время на основе метода проточной цитометрии разработан новый метод — flow cytometric cytotoxicity, который позволит дать дифференцированную оценку степени каждого механизма цитолиза.

Бережная Н.М., Чехун В.Ф.

Опубликовал Константин Моканов