Сигнальные пути T– и B–лимфоцитов, формируемые при активации антигенраспознающих Рц TCR и BCR

Как и в случае фагоцитов, пусковым сигналом молекулярных превращений, ведущих к активации лимфоцитов, является взаимодействие лиганд–Рц, в данном случае — взаимодействие Аг с антигенраспознающими Рц TCR и BCR. Последующие этапы формирования сигнальных путей включают связывание и перекрестное сшивание Рц, их кластеризацию и фосфорилирование концевых цитоплазматических доменов TCR и BCR — молекул ГТАМ тирозинкиназами семейства Src, контактирующими с цитоплазматическими сигналпроводящими участками Рц (рис. 49). Белки семейства Src включают молекулы Blk, Fyn и Lyn (B–лимфоциты) или Lck и Fyn (T–лимфоциты). Киназа Lck в T–лимфоцитах конститутивно связана с цитоплазматическими доменами корецепторов CD4 и CD8, киназа Fyn после кластеризации TCR ассоциируется с z– и e–цепями. Тирозинкиназы семейства Src характеризуются также конститутивной связью с клеточной мембраной и наличием гомологичных доменов SH (от — Src–homology), проявляющих киназную активность (домен SH1) или взаимодействующих с другими молекулами белков (домены SH2 иSH3). При этом домен SH2 связывается с молекулой ITAM по фосфотирозину, а домен SH3 — с другими белками по участкам, обогащенным пролином.

Рис. 49. Формирование сигнальных путей лимфоцитов при активации антигенраспознающих рецепторов (на примере TCR) (схема). Взаимодействие лиганд–Рц сопровождается связыванием и перекрестным сшиванием TCR, их кластеризацией. CD45 — трансмембранная тирозинфосфатаза отщепляет ингибирующие фосфаты от ITAM (от — Immunoreceptor tyrosine–based activationmotif) — цитоплазматических участков цепей комплекса TCR, чем способствует активации внутриклеточных тирозинкиназ семейства Src (Fyn и Lck). Киназы Src конститутивно связаны с одной стороны с клеточной мембраной, с другой — с сигналпроводящими участками цепей TCR. ZAP–70 (от — z –chain–associated protein) — тирозинкиназа с мол. массой 70 кД, ассоциированная с z –цепью комплекса TCR. LAT (Linker of Activation in T cells) — один из адаптерных белков, связывающих активированную киназу ZAP–70 с киназами Tec, активирующими фосфолипазу C–ã (PLC–ã, от PhosphoLipase C–Ã). PLC–ã расщепляет фосфатидилинозитдифосфат (PIP₂) клеточной мембраны на участвующих в дальнейших реакциях активации диацилглицерол (ДАГ), который остаётся в мембране, и инозиттрифосфат, который уходит внутрь клетки и участвует в высвобождении Ca²⁺ из депо. PKC — протеинкиназа С (от — Protein kinase С), которую активирует ДАГ. NF k Β — ядерный фактор (Nuclear factor), усиливающий транскрипцию лёгкой цепи к lg B–лимфоцитов (k B). NFAT — ядерный фактор транскрипции активированных T–лимфоцитов (от — Nuclear factor of activated Τ cells). AP–1 (от — Activator protein–1) — фактор транскрипции, являющийся димером генрегулирующих белков Fos и Jun. Пояснения в тексте.

Важно отметить, что ферментативная активность киназ семейства Src в существенной степени зависит от степени фосфорилированности важнейших участков этих молекул — киназного домена и C–концевого участка. В зависимости от места фосфорилирования тирозина молекула фермента становится активной (киназный домен) или наоборот, теряет активность и фермент инактивируется (C–концевой участок). Фосфорилирование C–конца киназ семейства Src осуществляет киназа Csk (от — C–terminal Src kinase), конститутивно активная в неделящихся клетках. В свою очередь, активность киназы Csk зависит от активности трансмембранной тирозинфосфатазы CD45 (общий Аг всех лейкоцитов), удаляющей фосфат с остатка тирозина в C–конце молекул киназ семействаSrc и усиливающей сигнал с TCR и BCR. Через экспрессию разных изоформ тирозинфосфатазы CD45 регулируется порог сигнала, активирующего T–лимфоцит. В иммунных T–лимфоцитах и в T–лимфоцитах памяти экспрессируется изоформа CD45, ассоциированная с цепями TCR, тогда как у неиммунных T–лимфоцитов изоформа CD45 с цепями TCR не ассоциирована. Именно поэтому порог активации иммунных T–лимфоцитов и T–лимфоцитов памяти существенно более низкий, по сравнению с неиммунными T–лимфоцитами. В результате этого совместная агрегация TCR с корецепторами CD4 или CD8, также как и BCR — с корецепторами CD19, CD21, CD81 значительно снижает (до 10 тысяч раз) порог чувствительности лимфоцита к активации.

Одновременно с активацией киназ семейства Src активируются киназы семейства Btk, экспрессируемые в T– (киназа Itk) и в B–лимфоцитах (киназа Btk). Через домены PH (от —Pleckstrin-Homology) эти киназы связываются с фосфорилированными липидами внутренней стороны клеточной мембраны, а с помощью СН2- и СН3–доменов — с адаптерными белками LAT, SLP–60, BLNK. Активация киназ этого семейства сопровождается активацией PLC– g связывающейся через домены SH2 с тирозинкиназой, фосфорилирующей PLC– g Активированная в результате фосфорилирования фосфолипаза PLC– g транспортируется из цитоплазмы в мембрану и расщепляет фосфатидилинозитол–4, 5-бифосфат (PIP₂) на PIP₃ и ДАГ. Один из этих вторичных мессенджеров — ДАГ остаётся в мембране и активирует PKC (протеинкиназу С), которая в свою очередь активирует фактор транскрипции NFkB. Другой вторичный мессенджер — РIР₃ — связывается с эндоплазматическим ретикулумом через Рц для РIР₃ и мобилизует из внутриклеточных депо в цитозоль запасы Ca²⁺, который активирует кальцийсвязывающие белки, включая кальмодулин, регулирующий активность ряда других белков. Под действием высоких концентраций Ca²⁺ активируется также серин/треониновая фосфатаза — кальциневрин, катализирующий дефосфорилирование неактивной формы c–СЕ фактора транскрипции NFAT (от — Nuclear Factor of Activated T–cells), которая приобретает способность связываться с предсуществующей формой — р–СЕ транскрипционного фактора, в результате чего образуется фактор транскрипции NFATc/p. Следует отметить, что эта фаза активации весьма чувствительна к ряду иммуномодуляторов, таких как циклоспорин А, сиролимус, FK506 и других, образующих комплекс с клеточными иммунофилинами (пептидил-пролил-циc–транc–изомеразы). Так например, циклоспорин А образует комплекс с иммунофилином, обозначенным как циклофилин, FK506 образует комплекс с имунофилином FKBP (FK–binding protein). Эти комплексы связывают и инактивируют кальциневрин, в результате чего блокируется образование транскрипционных факторов, активирующих соответствующие цитокиновые гены. С FKBP образует комплекс и ра-памицин, но этот комплекс не блокирует кальциневрин. Для этого должно произойти связывание сиролимуса с протеинкиназой mTOR (mammalian Target of Rapamycin). Только в этом случае блокируется сигнальный путь, например с Рц для ИЛ–2, ИЛ–4, ИЛ–6. Соответственно блокируются и клеточные функции, зависящие от активации этих Рц.

Важным элементом сигнального пути является активация каскада MAP. В его включении центральная роль принадлежит белкам Ras (малые G–белки), которые обладают способностью связыватьГТФ (гуанинтрифосфат) при участии фактора mSOS и адаптерных белков Grb2 и Shс. Эти белки осуществляют обмен гуанинового нуклеотида. Этот же процесс включает замену ГДФ (гуаниндипептида) на ГТФ. Одним из лигандов адаптерных белков являются факторы замещения гуаниннуклеотидов — GEF (от — Guanine–nucleotide Exchange Factor). В активации Ras участвует также белок Vav. Активация Ras создаёт условия для связывания с ним регуляторного домена киназы Raf–1, включающего каскад MAP. Активация этого каскада сопровождается активацией ряда киназ, включая МАP–киназы ERK1 и ERK2 (от — Extracellular signal Regulated kinase). Эти киназы перемещаются в ядро клетки и активируют белок Elk1, ответственный за экспрессию ранних генов активации, в частности генов c–foc и c–jun. Их продукты — белки Fos и Jun димеризуются, а димер выступает в роли фактора транскрипции АP–1.