ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИТОТОКСИЧЕСКИХ Т-ЛИМФОЦИТОВ: РЕГУЛЯТОРНЫЕ И ЭФФЕКТОРНЫЕ МОЛЕКУЛЫ

Цитотоксические Т-лимфоциты с фенотипом CD3+CD8+ играют ведущую роль в защите от внутриклеточных патогенов и собственных измененных клеток. Все CD3+CD8+ лимфоциты периферической крови на основании экспрессии CD45RA и CD62L были разделены на «наивные» клетки, клетки центральной (СМ) и эффекторной (ЕМ) памяти, а также «терминально-дифференцированные» CD45RA-позитивные эффекторные клетки (TEMRA). С использованием многоцветного анализа на указанных субпопуляциях проведен анализ коэкспрессии эффекторных (перфорин, гранзим В и CD57) и регуляторных (CD27, CD28, CD244 [2B4], CD279 [PD-1] и KLRG1) молекул. CD57 был выявлен на поверхности 2,39±0,31% «наивных» клеток и 5,45±0,91% клеток центральной памяти, тогда как среди CD45RA–CD62L– Тцит и TEMRA Тцит уже 26,53±2,20% и 51,43±2,55% клеток, соответственно, экспрессировали данный антиген. Среди «наивных» Тцит гранзим B и перфорин были обнаружены в составе цитоплазматических гранул у 4,22±0,36% и 5,30±0,43% клеток соответственно. Для СМ Тцит эти значения составили 10,09±1,17% и 24,90±3,10% клеток соответственно. Существенное увеличение экспрессии гранзима В и перфорина также было отмечено в линии «клетки эффекторной памяти → клетки TEMRA», когда эти величины достигли значений в 41,05±2,63% и 66,73±3,29%, а также 59,33±4,26% и 75,08±3,12% клеток соответственно. Для регуляторных молекул CD244 и KLRG1 также отмечена сходная тенденция к увеличению экспрессии по мере перехода клеток в эффекторные фазы созревания, тогда как костимуляционные молекулы CD27 и CD28 снижались в линии N → CM → EM → TEMRA. Максимальный уровень CD279 был отмечен в рамках клеток ЕМ. Показано, что CD57-позитивные клетки обычно содержат перфорин и гранзим B в составе своих цитоплазматическх гранул и не экспрессируют CD28 на своей поверхности, что позволяет использовать CD57 в качестве маркера зрелых эффекторных клеток для проведения многоцветного иммунофенотипирования. Полученные нами результаты по коэкспрессии указанных выше молекул позволяют предполагать, что на роль зрелых эффекторных цитотоксических Т-клеток периферической крови могут претендовать CD45RA+CD62L– лимфоциты, позитивные по CD244 и CD57, но не экспрессирующие костимуляционных молекул CD27 и CD28, а также не несущие на своей поверхности ингибиторных рецепторов CD279 и KLRG1.

1. Кудрявцев И.В. Т-клетки памяти: основные популяции и стадии дифференцировки // Российский иммунологический журнал, 2014. Т. 8, № 4 (17). С. 947-964. [Kudryavtsev I.V. Memory T cells: major populations and stages of differentiation. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2014, Vol. 8, no. 4, pp. 947-964. (In Russ.)].

2. Кудрявцев И.В., Борисов А.Г., Волков А.Е., Савченко А.А., Серебрякова М.К., Полевщиков А.В. Анализ уровня экспрессии CD56 и CD57 цитотоксическими Т-лимфоцитами различного уровня дифференцировки // Тихоокеанский медицинский журнал, 2015. № 2. С. 47-52. [Kudryavtsev I.V., Borisov A.G., Volkov A.E., Savchenko A.A., Serebryakova M.K., Polevschikov A.V. CD56 and CD57 expression by distinct populations of human cytotoxic CD8+ T-lymphocytes. Tikhookeanskiy meditsinskiy zhurnal = Pacific Medical Journal, 2015, no. 2, pp. 30-35. (In Russ.)].

3. Кудрявцев И.В., Борисов А.Г., Кробинец И.И., Савченко А.А., Серебрякова М.К. Определение основных субпопуляций цитотоксических Т-лимфоцитов методом многоцветной проточной цитометрии. Медицинская иммунология, 2015. Т. 17, № 6. С. 525-538. [Kudryavtsev I.V., Borisov A.G., Krobinets I.I., Savchenko A.A., Serebryakova M.K. Multicolor flow cytometric analysis of cytotoxic T cell subsets. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2015, Vol. 17, no. 6, pp. 525-538. (In Russ.)] doi:10.15789/1563-0625- 2015-6-525-538.

4. Кудрявцев И.В., Елезов Д.С. Анализ основных популяций цитотоксических Т-лимфоцитов периферической крови на основании уровня экспрессии CD27, CD28, CD45R0 и CD62L // Российский иммунологический журнал, 2013. Т. 7 (16), № 2-3 (1). С. 57-61. [Kudryavtsev I.V., Elezov D.S. Analysis of the main populations of cytotoxic T lymphocytes of peripheral blood on the basis level or the expression of CD27, CD28, CD45R0 and CD62L. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2013, Vol. 7 (16), no. 2-3 (1), pp. 57-61. (In Russ.)]

5. Кудрявцев И.В., Савицкий В.П. Многоцветный анализ основных субпопуляций Т-хелперов и цитотоксических Т-клеток методом проточной цитофлуориметрии // Российский иммунологический журнал, 2012. Т. 6, №3 (1) (14). С. 94-97. [Kudryavtsev I.V., Savitsky V.P. Multicolor flow cytometric analysis of the main subpopulations of T-helpers and cytotoxic T-cells from peripheral blood. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2012, Vol. 6, no. 3 (1) (14), pp. 94-99. (In Russ.)]

6. Сохоневич Н.А., Хазиахматова О.Г., Юрова К.А., Шуплетова В.В., Литвинова Л.С. Фенотипическая характеристика и функциональные особенности Т- и В-клеток иммунной памяти // Цитология, 2015. Т. 57, № 5. С. 311-318. [Sokhonevich N.A., Khaziakhmatova O.G., Yurova K.A., Shupletsova V.V., Litvinova L.S. Phenotypic characterization and functional features of memory T- and B-cells. Tsitologiya = Cytology, 2015, Vol. 57, no. 5, pp. 311-318. (In Russ.)]

7. Хайдуков С.В., Байдун Л.А., Зурочка А.В., Тотолян Арег А. Стандартизованная технология «Исследование субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови с применением проточных цитофлюориметров-анализаторов» (Проект) // Медицинская иммунология, 2012. Т. 14, № 3. С. 255- 268. [Khaydukov S.V., Baydun L.A., Zurochka A.V., Totolian Areg A. Standardized technology “Research of lymphocytes subpopulation composition in peripheral blood using flow cytometry analyzers” (Draft). Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2012, Vol. 14, no. 3, pp. 255-268. (In Russ.)]. doi:10.15789/1563- 0625-2012-3-255-268.

8. Akbar A.N., Henson S.M. Are senescence and exhaustion intertwined or unrelated processes that compromise immunity? Nat. Rev. Immunol., 2011, Vol. 11, no. 4, pp. 289-295.

9. Appay V., van Lier R.A., Sallusto F., Roederer M. Phenotype and function of human T lymphocyte subsets: consensus and issues. Cytometry A, 2008, Vol. 73, no. 11, pp. 975-983.

10. Barry M., Bleackley R.C. Cytotoxic T lymphocytes: all roads lead to death. Nat. Rev. Immunol., 2002, Vol. 2, no. 6, pp. 401-409.

11. Bengsch B., Seigel B., Ruhl M., Timm J., Kuntz M., Blum H.E., Pircher H., Thimme R. Coexpression of PD-1, 2B4, CD160 and KLRG1 on exhausted HCV-specific CD8+ T cells is linked to antigen recognition and T cell differentiation. PLoS Pathog., 2010, Vol. 6, no. 6, e1000947. doi: 10.1371/journal.ppat.1000947.

12. Chattopadhyay P.K., Betts M.R., Price D.A., Gostick E., Horton H., Roederer M., De Rosa S.C. The cytolytic enzymes granyzme A, granzyme B, and perforin: expression patterns, cell distribution, and their relationship to cell maturity and bright CD57 expression. J. Leukoc. Biol., 2009, Vol. 85, no. 1, pp. 88-97.

13. Chlewicki L.K., Velikovsky C.A., Balakrishnan V., Mariuzza R.A., Kumar V. Molecular basis of the dual functions of 2B4 (CD244). J. Immunol., 2008, Vol. 180, no. 12, pp. 8159-8167.

14. Colonna M. Cytolytic responses: cadherins put out the fire. J. Exp. Med., 2006, Vol. 203, no. 2, pp. 261-264.

15. Duraiswamy J., Ibegbu C.C., Masopust D., Miller J.D., Araki K., Doho G.H., Tata P., Gupta S., Zilliox M.J., Nakaya H.I., Pulendran B., Haining W.N., Freeman G.J., Ahmed R. Phenotype, function, and gene expression profiles of programmed death-1(hi) CD8 T cells in healthy human adults. J. Immunol., 2011, Vol. 186, no. 7, pp. 4200-4212.

16. Gattinoni L., Lugli E., Ji Y., Pos Z., Paulos C.M., Quigley M.F., Almeida J.R., Gostick E., Yu Z., Carpenito C., Wang E., Douek D.C., Price D.A., June C.H., Marincola F.M., Roederer M., Restifo N.P. A human memory T cell subset with stem cell-like properties. Nat. Med., 2011, Vol. 17, pp. 1290-1297.

17. Ibegbu C.C., Xu Y.X., Harris W., Maggio D., Miller J.D., Kourtis A.P. Expression of killer cell lectin-like receptor G1 on antigen-specific human CD8+ T lymphocytes during active, latent, and resolved infection and its relation with CD57. J. Immunol., 2005, Vol. 174, no. 10, pp. 6088-6094.

18. Kaech S.M., Cui W.. Transcriptional control of effector and memory CD8+ T cell differentiation. Nat. Rev. Immunol., 2012, Vol. 11, pp. 749-761.

19. Keir M.E., Butte M.J., Freeman G.J., Sharpe A.H. PD-1 and its ligands in tolerance and immunity. Ann. Rev. Immunol., 2008, Vol. 26, pp. 677-704.

20. Kim J.S., Cho B.A., Sim J.H., Shah K., Woo C.M., Lee E.B., Lee D.S., Kang J.S., Lee W.J., Park C.G., Craft J., Kang I., Kim H.R. IL-7Rαlow memory CD8+ T cells are significantly elevated in patients with systemic lupus erythematosus. Rheumatology (Oxford), 2012, Vol. 51, no. 9, pp. 1587-1594.

21. Kis-Toth K., Comte D., Karampetsou M.P., Kyttaris V.C., Kannan L., Terhorst C., Tsokos G.C. Selective loss of signaling lymphocytic activation molecule family member 4-positive CD8+ T cells contributes to the decreased cytotoxic cell activity in systemic lupus erythematosus. Arthritis Rheumatol., 2016, Vol. 68, no. 1, pp. 164-173.

22. Kuchroo V.K., Anderson A.C., Petrovas C. Coinhibitory receptors and CD8 T cell exhaustion in chronic infections. Curr. Opin. HIV AIDS, 2014, Vol. 9, no. 5, pp. 439-445.

23. Mahnke Y.D., Brodie T.M., Sallusto F., Roederer M., Lugli E. The who’s who of T-cell differentiation: human memory T-cell subsets. Eur. J. Immunol., 2013, Vol. 43, no. 11, pp. 2797-2809.

24. Perfetto S.P., Chattopadhyay P.K., Roederer M. Seventeen-colour flow cytometry: unravelling the immune system. Nat. Rev. Immunol., 2004, Vol. 4, no. 8, pp. 648-655.

25. Petrovas C., Chaon B., Ambrozak D.R., Price D.A., Melenhorst J.J., Hill B.J., Geldmacher C., Casazza J.P., Chattopadhyay P.K., Roederer M., Douek D.C., Mueller Y.M., Jacobson J.M., Kulkarni V., Felber B.K., Pavlakis G.N., Katsikis P.D., Koup R.A. Differential association of programmed death-1 and CD57 with ex vivo survival of CD8+ T cells in HIV infection. J. Immunol., 2009, Vol. 183, no. 2, pp. 1120-1132.

26. Rosshart S., Hofmann M., Schweier O., Pfaff A.K., Yoshimoto K., Takeuchi T., Molnar E., Schamel W.W., Pircher H. Interaction of KLRG1 with E-cadherin: new functional and structural insights. Eur. J. Immunol., 2008, Vol. 38, no. 12, pp. 3354-3364.

27. Sallusto F., Lenig D., Forster R., Lipp M., Lanzavecchia A. Two subsets of memory T lymphocytes with distinct homing potentials and effector functions. Nature, 1999, Vol. 401, no. 6754, pp. 708-712.

28. Schlaphoff V., Lunemann S., Suneetha P.V., Jaroszewicz J., Grabowski J., Dietz J., Helfritz F., Bektas H., Sarrazin C., Manns M.P., Cornberg M., Wedemeyer H. Dual function of the NK cell receptor 2B4 (CD244) in the regulation of HCV-specific CD8+ T cells. PLoS Pathog., 2011, Vol. 7, no. 5, e1002045. doi: 10.1371/journal. ppat.1002045.

29. Schreiner J., Thommen D.S., Herzig P., Bacac M., Klein C., Roller A., Belousov A., Levitsky V., Savic S., Moersig W., Uhlenbrock F., Heinzelmann-Schwarz V.A., Umana P., Pisa P., Lardinois D., Müller P., Karanikas V., Zippelius A. Expression of inhibitory receptors on intratumoral T cells modulates the activity of a T cell-bispecific antibody targeting folate receptor. Oncoimmunology, 2015, Vol. 5, no. 2, e1062969. doi: 10.1080/2162402X.2015.1062969.

30. Sperling A.I., Auger J.A., Ehst B.D., Rulifson I.C., Thompson C.B., Bluestone J.A. CD28/B7 interactions deliver a unique signal to naive T cells that regulates cell survival but not early proliferation. J. Immunol., 1996, Vol. 157, no, 9, pp. 3909-3917.

31. Takata H., Takiguchi M. Three memory subsets of human CD8+ T cells differently expressing three cytolytic effector molecules. J. Immunol., 2006, Vol. 177, no. 7, pp. 4330-4340.

32. van Aalderen M.C., Remmerswaal E.B., Verstegen N.J., Hombrink P., ten Brinke A., Pircher H., Kootstra N.A., ten Berge I.J., van Lier R.A. Infection history determines the differentiation state of human CD8+ T cells. J. Virol., 2015, Vol. 89, no. 9, pp. 5110-5123.

33. Voehringer D., Koschella M., Pircher H. Lack of proliferative capacity of human effector and memory T cells expressing killer cell lectin-like receptor G1 (KLRG1). Blood, 2002, Vol. 100, no. 10, pp. 3698-3702.

34. Yamamoto T., Price D.A., Casazza J.P., Ferrari G., Nason M., Chattopadhyay P.K., Roederer M., Gostick E., Katsikis P.D., Douek D.C., Haubrich R., Petrovas C., Koup R.A. Surface expression patterns of negative regulatory molecules identify determinants of virus-specific CD8+ T-cell exhaustion in HIV infection. Blood, 2011, Vol. 117, no. 18, pp. 4805-4815.

35. Yamanaka Y.J., Gierahn T.M., Love J.C. The dynamic lives of T cells: new approaches and themes. Trends Immunol., 2013, Vol. 34, no. 2, pp. 59-66.

36. Zhang J.Y., Zhang Z., Wang X., Fu J.L., Yao J., Jiao Y., Chen L., Zhang H., Wei J., Jin L., Shi M., Gao G.F., Wu H., Wang F.S. PD-1 up-regulation is correlated with HIV-specific memory CD8+ T-cell exhaustion in typical progressors but not in long-term nonprogressors. Blood, 2007, Vol. 109, no. 11, pp. 4671-4678.