Immunológia alapjai 11-12. előadás T-sejt differenciálódás T sejt szelekció a tímuszban: a mikrokörnyezet és szolubilis faktorok szabályozó szerepe
A limfocita fejlődés lépései Recirkuláció a periférián Korai érés és növekedési faktor által szabályozott osztódás A limfocita repertoir szelekciója és funkcionális kompetencia Primer limphoid szövetek megszerzése (Csontvelő és tímusz) Effektor funkció Perifériális lymphoid szervek és szövetek
TcR és BcR
T-Sejt Receptor komplex T-sejt- Típusok: 1. 2. CD4 Peptide/MHC Peptidbinding kötőhely site CD8 V V C C TCR TCR T-sejt T cell CD3 complex of signalling molecules CD3 Komplex
T-sejt irányú elkötelezettség: hely és idő B-sejt prekurzor Hemopoietikus Ős sejt (HSC) Közös (common) lymphoid progenitor (CLP) Korai (early) T-sejt prekurzor (ETP) Notch-1 receptor: ligand kötés (Delta-1) Visszafordíthatatlan T-sejt irányú elkötelezettséget indukál DC/T NK/T Cél gén: pt T-sejt lineage
Szabályozó faktorok, amelyek a tímusz epitélium differenciálódását befolyásolják FGF & receptorok: fibroblast growth factor-ok (20 ligand, 4 receptor) BMP/TGF- család tagjai: bone morphogenic protein/transforming growth factor- (több mint 30 ligand, 2 receptor) Wnt: 19 szekretált glykoprotein, 10 Frizzled receptor Hedgehog (Shh) és Patched/Smoothened receptor Fő transzkripciós faktor: FOXN1
T-sejt forrás: tímusz Tímusz: elsődleges T-sejt forrás Tímusz hiány nude egér (FoXN1) Ektodermális (bőr) és endodermális fejlődési rendellenességek. Erősen lecsökkent T-sejt állomány. Tímuszon kívüli T-sejt fejlődés: cryptopatch a bélben (c-kit +, CD44 +, IL7R +, CD25 - fenotípusú sejtek), érés MLNban és PP-ben (RAG-expresszió alapján). Második tímusz
A tímusz szerkezete A tímusz stróma alakítja ki a T-sejt fejlődéshez szükséges mikrokörnyezetet
Tímusz mikrokörnyezet szerepe a T-sejt fejlődésben 1. Vándorlás: Kemokinek hatására 2. Proliferáció: IL-7 3. Differenciáció TcR- átrendeződés Fenotípus kialakulása 4. Szelekció: apoptózis
T sejt differenciálódás stádiumai
Chemokinek irányítják a T-sejt prekurzorokat a tímuszba A tímusz által termelt chemokinek: CCL21, CCL25, CXCL12 Receptorok a timocitákon: CCR7, (CCR9)
TcR Lánc Gén TcR-génátrendeződés I. Variable (V) Szegmens Diverzitásszegmens (D) Joining (J) Szegmens Konstans (C) Szegmens RAG-1, RAG-2 Komplett átrendezés TCR Protein
A pretcr szerkezete, szerepe
TcR Lánc TcR Génátrendeződés II. Variable (V) Szegmens 1. / Átrendeződés 2. / Átrendeződés Joining (J) Szegmens Konstans (C) Szegmens Komplett átrendeződés TCR Protein
A TcR és BcR diverzitás alapjai A TcR αβ és γδ láncokat kódoló gének az Ig génekhez hasonló struktúrát mutatnak (multiplex V, D, J és C szegmentumok), hasonló lépések kapcsán alakul ki a génátrendeződés is (a RAG1 és a RAG2 szerepe) Nagyszámú V, D és J szegmentum szabad rekombinációja A TdT (Terminal deoxynucleotidyl Transferase) szerepe a rekombináció során CDR3 magas variabilitás A TcR αβ és γδ láncok random kombinációja (hasonlóan az Ig H/L láncokhoz)
T-sejt fejlődés a tímuszban Timociták: DN: 2-5 % DP: 70-80% CD4 SP: 10-15% CD8 SP: 5-8% Szubkapszuláris régió Kortex Korticomedullaris határ Éretlen CD3-CD4-CD8- Double Negative Thymociták Éretlen CD3+CD4+CD8+ Double Positive Timociták Érett CD3+CD4+ vagy CD3+CD8+ Timociták STROMA Kortikális epitheliális sejt Pozitív szelekció Dendritikus sejt Negatív szelekció IL-7 Proliferációt indukál Medulláris epitheliális sejt Makrophág Fiatal egérben: naponta 5x10 7 T-sejt (Az összes thymocyta 25%-a) A szelekció alatt a timociták 98 %-a apoptózissal elpusztul Naponta 1-2 x 10 6 érett T-sejt vándorol a perifériára
Döntéshozatal a T-sejt fejlődés során ~1-2% ~85-90% ~3-6% (CD4) ~2-4% (CD8)
Timociták megoszlása a sejtfelszíni markerek alapján
Sejtek Timociták Timociták Teljes Repertoár: TCR, : 10 15 TCR, : 10 16
DN DP SP
T-sejt érés lépései a tímuszban 1. TCR vagy / lánc génjeinek átrendeződése. 2. pt /TCR /CD3 (ptcr) kialakítása, allelic exclusion, IL-7- függő proliferáció - -szelekció. 3. TCR gén átrendeződésének megkezdése. 4. TCR / gén átrendeződés befejeződése, CD4/CD8 molekulák expressziója. 5. MHC/peptide komplexek felismerése a tímusz kortikális epitéliumok felszínén pozitív szelekció. 6. MHC/peptide komplexek felismerése a tímusz APC/medulláris epitheliélis sejteken negatív szelekció. 7. Az erős, folyamatos jel hatására: elkötelezettség a CD4 vagy Treg (CD4/CD25+) altípus felé.
CD4 sejtek perifériás differenciálódása
The generation of thymic Treg seems to be independent from TGF-. In contrast, the maintenance of the peripheral Treg pool is regulated by TGF- : TGF- signaling in Treg is required for their expansion in the setting of inflammation; in addition, TGF- is able to convert naive CD4 + CD25 - T cells into Treg and to induce the expression of Foxp3.
In vivo suppression induced by Treg. Treg are able to directly suppress CD4 + as well as CD8 + effector T cells. TGF- seems to be involved in the suppression but the exact mechanism and origin of TGF- needs to be clarified. More data are needed on the potential in vivo induction of T cells with a regulatory phenotype by Treg. Indirectly, Treg may be able to confer suppressor activity to conventional CD4 + T cells by the induction of a Tr1-like, Th3-like or Treg-like phenotype.
Perifériás CD8 T sejt differenciálódás
During the first week of infection naïve antigen-specific CD8 T cells undergo antigen-driven proliferation and differentiation into effector CD8 T cells. If antigen is cleared (i.e., acute infection) 5 10% of CD127Hi effector CD8 T cells survive and undergo further antigen-independent differentiation, resulting in the generation of memory CD8 T cells that have acquired three defining memory T cell properties: (i) long-term antigen-independent persistence, (ii) homeostatic proliferation in response to IL-7 and IL-15, and (iii) rapid recall responses including vigorous antigen-driven proliferation, secretion of cytokines (IFN-γ, tumor necrosis factor α, and IL-2), and acquisition of cytotoxicity (2, 12 14) (Upper). In contrast, if antigen persists past the effector stage and a chronic infection ensues (Lower) the antigenindependent phase of memory CD8 T cell differentiation does not occur and the resulting CD8 T cells do not optimally develop the three main memory T cell properties.