Preview

Медицинская иммунология

Расширенный поиск

ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ: РОЛЬ РЕГУЛЯТОРНЫХ КЛЕТОК TREG

https://doi.org/10.15789/1563-0625-2018-5-613-620

Полный текст:

Аннотация

Т-клетки памяти необходимы для развития иммунного ответа и представляют собой одну из наиболее многочисленных популяций Т-лимфоцитов человека. Регуляторные Т-клетки (Treg), напротив, выполняют функцию завершения адаптивного иммунного ответа и обеспечения толерантности к собственным антигенам. Эти группы клеток представлены разными субпопуляциями и присутствуют в организме в течение всей жизни. Однако сегодня еще нет ясного понимания того, как формируются взаимосвязи между этими группами клеток. В работе рассматриваются возможные пути развития и поддержания CD4+ Т-клеточной памяти с участием Treg-клеток. Обсуждаются разные механизмы дифференцировки Т-клеток памяти, Treg-клеток и недавно открытых Treg-клеток памяти, сравниваются их функциональные и молекулярно-генетические характеристики. Разделение клеток по функциональному профилю позволяет отметить параллели между T-клетками памяти и Treg-клетками: и те и другие представлены центральными циркулирующими популяциями (Tc), эффекторными, которые мигрируют в ткани (Te), и тканево-резидентными (Tr), пребывающими в тканях на периферии. Сходная структурная организация Tregs и Т-клеток памяти, существование переходных форм тканево-резидентных субпопуляций Tregs со свойствами клеток памяти может свидетельствовать о тесной взаимосвязи между данными группами лимфоцитов. Одним из вариантов такой связи может быть существование конверсии CD4+T-клеток памяти с образованием Treg-клеток, экспрессирующих транскрипционный фактор FoxP3. Treg-клетки памяти, обладающие свойствами и Т-клеток памяти, и Treg-клеток, могут представлять собой переходный этап дифференцировки. С другой стороны, Treg-клетки могут дифференцироваться независимо от Т-клеток памяти и накапливаться в течение жизни в виде Treg-клеток памяти, так как их супрессорная функция является столь же постоянно необходимой, как и готовность Т-клеток памяти развивать иммунный ответ. Возможно, часть Treg-клеток уже в тимусе проходит отбор и конститутивно экспрессирует антигенраспознающие рецепторы TCR, имеющие сродство с периферическими тканями. В дальнейшем эти коммитированные клетки могут расселяться в соответствующих тканях и становятся тканево-резидентными Treg-клетками, которые поддерживают региональную Т-клеточную память. Система Tregклеток может представлять собой зеркальное отражение структурной организации Т-клеток памяти, но с обратным знаком – знаком супрессии. Количественное соотношение Тreg-клеток и Т-клеток памяти (CD4+CD45RO+CD25hiFoxP3+/CD4+CD45RO+CD25-FoxP3-), возможно, является важным критерием для оценки функционального состояния иммунной системы. Поддержание баланса между этими функционально противоположными типами клеток должно обеспечивать устойчивое функционирование иммунной системы.

Об авторах

E. К. Олейник
Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук.
Россия

д.б.н., доцент, главный научный сотрудник, руководитель группы иммунологии.

185910, Россия, Республика Карелия, г. Петрозаводск, ул. Пушкинская, 11.



А. В. Чуров
Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук.
Россия

к.б.н., научный сотрудник группы иммунологии.

Петрозаводск.


В. М. Олейник
Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук.
Россия

д.б.н., ведущий научный сотрудник группы иммунологии.

Петрозаводск.


Список литературы

1. Araki K., Turner A.P., Shaffer V.O., Gangappa S., Keller S.A., Bachman M.F., Larsen C.P., Ahmed R. mTOR regulates memory CD8 T‑cell differentiation. Nature, 2009, Vol. 460, no. 7251, pp. 108-112.

2. Baecher-Allan C., Brown J.A., Freeman G.J., Hafler D.A. CD4+CD25high regulatory cells in human peripheral blood. J. Immunol., 2001, Vol. 167, no. 3, pp. 1245-1253.

3. Banerjee A., Gordon S.M., Intlekofer A.M., Paley M.A., Mooney E.C., Lindsten T., Wherry E.J., Reiner S.L. Cutting edge: the transcription factor eomesodermin enables CD8+ T cells to compete for the memory cell niche. J. Immunol., 2010, Vol. 185, no. 9, pp. 4988-4992.

4. Booth N.J., McQuaid A.J., Sobande T., Kissane S., Agius E., Jackson S.E., Salmon M., Falciani F., Yong K., Rustin M.H., Akbar A.N., Vukmanovic-Stejic M. Different proliferative potential and migratory characteristics of human CD4+ regulatory T cells that express either CD45RA or CD45RO. J. Immunol., 2010, Vol. 184, no. 8, pp. 4317-4326.

5. Brincks E.L., Roberts A.D., Cookenham T., Sell S., Kohlmeier J.E., Blackman M.A., Woodland D.L. Antigen-specific memory regulatory CD4+Foxp3+ T cells control memory responses to influenza virus infection. J. Immunol., 2013, Vol. 190, no. 7, pp. 3438-3446.

6. Burzyn D., Benoist, C., Mathis, D. Regulatory T cells in nonlymphoid tissues. Nat. Immunol., 2013, Vol. 14, no. 10, pp. 1007-1013.

7. Cebula A., Rempala G.A., Pabla S.S., Mclndoe R.A., Denning T.L., Bry L., Kray P., Kisielow P., Ignatovicz L. Thymus-derived regulatory T cells contribute to tolerance to commensal microbiota. Nature, 2013, Vol. 497, no. 7448, pp. 258-262.

8. Chang J.T., Wherry E.J., Goldrath A.W. Molecular regulation of effector and memory T cell differentiation. Nat. Immunol., 2014, Vol. 15, no. 12, pp. 1104-1115.

9. Coe D.J., Kishore M., Marelli-Berg F. Metabolic regulation of regulatory T cell development and function. Front. Immunol., 2014, Vol. 5, no. 590, pp. 1-6.

10. Cretney E., Xin A., Shi W., Minnich M., Masson F., Miasari M., Belz G.T., Smyth G.K., Busslinger M., Nutt S.L., Kallies A. The transcription factors BLIMP1 and IRF4 jointly control the differentiation and function of effector regulatory T cells. Nat. Immunol., 2011, Vol. 12, no. 4, pp. 304-311.

11. den Braber I., Mugwagwa T., Vrisekoop N., Westera L., Mogling R., de Boer A.B., Willems N., Schrijver E.H.R., Spierenburg G., Gaiser K., Mul E., Otto S.A., Ruiter An F.C., Ackermans M.T., Miedema F., José A.M. Borghans J.A.M., de Boer R.J., Tesselaar K. Maintenance of peripheral naive T cells is sustained by thymus output in mice but not humans. Immunity, 2012, Vol. 36, no. 2, pp. 288-297.

12. den Braber I., Mugwagwa T., Vrisekoop N., Westera L., Mogling R., de Boer A.B., Willems N., Schrijver E.H.R., Spierenburg G., Gaiser K., Mul E., Otto S.A., Ruiter An F.C., Ackermans M.T., Miedema F., José A.M. Borghans J.A.M., de Boer R.J., Tesselaar K., Goronzy J.J., Weyand C.M. Understanding immunosenescence to improve responses to vaccines. Nat. Immunol., 2013, Vol. 14, no. 5, pp. 428-436.

13. Dong S., Maiella S., Xhaard A., Pang Y., Wenandy L., Larghero J., Becavin C., Benecke A., Bianchi E., Socie G., Rogge L. Multiparameter single-cell profiling of human CD4+FOXP3+ regulatory T‑cell populations in homeostatic conditions and during graft-versus-host disease. Blood, 2013, Vol. 122, no. 10, pp. 1802-1812.

14. Farber D.L., Yudanin N.A., Restifo N.P. Human memory T-cells: generation, compartmentalization and homeostasis. Nat. Rev. Immunol., 2014, Vol. 14, no. 1, pp. 24-35.

15. Farber D.L., Netea M.G., Radbruck A., Rajewsky K., Zinkernagel R.M. Immunological memory: lessons from the past and look to the future. Nat. Rev. Immol., 2016, Vol. 16, no. 2, pp. 125-128.

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, no. 10, pp. 1290-1297.

17. Gattinoni L., Klebanoff C.A., Restifo N.P. Path to stemness: building the ultimate antitumour T cell. Nat. Rev. Cancer, 2012, Vol. 12, no. 10, pp. 671-684.

18. Goronzy J.J., Weyand C.M. Understanding immunosenescence to improve responses to vaccines. Nat. Immunol., 2013, Vol. 14, no. 5, pp. 428-436.

19. Gratz I.K., Campbell D.J. Organ-specific and memory Treg cells: specificity, development, function, and maintenance. Front. Immunol., 2014, Vol. 5, p. 333.

20. Henson S.M., Riddell N.E., Akbar A.N. Properties of end-stage human T-cells defined by CD45RA re‑expression. Curr. Opin. Immunol., 2012, Vol. 24, no. 4, pp. 476-481.

21. Hori S., Haury M., Coutinho A., Demengeot J. Specificity requirements for selection and effector functions of CD25+4+regulatory T-cells in anti-myelin basic protein T-cell receptor transgenic mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, Vol. 99, no. 12, pp. 8213-8218.

22. Katzman S.D., Hoyer K.K., Dooms H., Gratz I.K., Rosenblum M.D., Paw J.S., Isakson S.H., Abbas A.K. Opposing functions of IL‑2 and IL‑7 in the regulation of immune responses. Cytokine, 2011, Vol. 56, no. 1, pp. 116-121.

23. Lathrop S.K., Bloom S.M., Rao S.M., Nutsch K., Lio C-W., Santacruz N., Peterson D.A., Stappenbeck T.S., Hsieh C-S. Peripheral education of the immune system by colonic commensal microbiota. Nature, 2011, Vol. 478, no. 7368, pp. 250-254.

24. Li M.O., Rudensky A.Y. T cell receptor signalling in the control of regulatory T cell differentiation and function. Nat. Rev. Immunol., 2016, Vol. 16, no. 4, pp. 220-233.

25. Liston A., Gray D.H. Homeostatic control of regulatory T-cell diversity. Nat. Rev. Immunol., 2014, Vol. 14, no. 3, pp. 154-165.

26. Loblay R.H., Pritchand-Briscoe H., Basten A. Suppressor T‑cell memory. Nature, 1978, Vol. 272, no. 5654, pp. 620-622.

27. Michalek R.D., Gerriets V.A., Jacobs S.R., Macintyre A.N., Maclver N.J., Mason E.F., Sullivan S.A., Nichols A.G., Rathmel J.C. Cutting edge: distinct glycolytic and lipid oxidative metabolic programs are essential for effector and regulatory CD4+ T cell subsets. J. Immunol., 2011, Vol. 186, no. 6, pp. 3299-3303.

28. Miyara M., Yoshioka Y., Kitoh A., Shima T., Wing K., Niwa A., Parizot C., Taflin C., Heike T., Valeyre D., Mathian A., Nakahata T., Yamaguchi T., Nomura T., Ono M., Amoura Z., Gorochov G., Sakaguchi S. Functional delineation and differentiation dynamics of human CD4+ T cells expressing the FOXP3 transcription factor. Immunity, 2009, Vol. 30, no. 6, pp. 899-911.

29. Mueller S.N., Mackay L.K. Tissue-resident memory T cells: local specialists in immune defence. Nat. Rev. Immunol., 2016, Vol. 16, no. 2, pp. 79-89.

30. Ohkura N., Kitagawa Y., Sakaguchi S. Development and maintenance of regulatory T cells. Immunity, 2013, Vol. 38, no. 3, pp. 414-423.

31. Pearce E.L., Poffenberger M.C., Chang C.‑H., Jones R.G. Fueling immunity: insights into metabolism and lymphocyte function. Science, 2013, Vol. 342, no. 6155, 1242454. doi: 10.1126/science.1242454.

32. Pulko V., Davies J.S., Martinez C., Lanteri M.C., Busch M.P., Diamond M.S., Knox K., Bush E.C., Sims P.A., Sinari S., Billheimer D., Haddad E.K., Murray K.O., Wertheimer A.M., Nikolich-Žugich J. Human memory T-cells with a naive phenotype accumulate with aging and respond to persistent viruses. Nat. Immunology, 2016, Vol. 17, no. 8, pp. 966-975.

33. Raynor J., Lages C.S., Shehata H., Hildeman D., Chouqnet C.A. Homeostasis and function of regulatory T-cells in aging. Curr. Opin. Immunol., 2012, Vol. 24, no. 4, pp. 482-487.

34. Rosenblum M.D., Gratz I.K., Paw J.S., Lee K., Marshak-Rothstein A., Abbas A.K. Response to self antigen imprints regulatory memory in tissues. Nature, 2011, Vol. 480, no. 7378, pp. 538-542.

35. Rosenblum M.D., Way S.S., Abbas A.K. Regulatory T-cell memory. Nat. Rev. Immunol., 2016, Vol. 16, no. 2, pp. 90-101.

36. Rowe J.H., Ertelt J.M., Xin L., Way S.S. Pregnancy imprints regulatory memory that sustains anergy to fetal antigen. Nature, 2012, Vol. 490, no. 7418, pp. 102-106.

37. Sakaguchi S., Miyara M., Costantino C.M., Hafler D.A. FOXP3+ regulatory T-cells in the human immune system. Nat. Rev. Immunol., 2010, Vol. 10, no. 7, pp. 490-500.

38. 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.

39. Sanchez Rodriguez R., Pauli M.L., Neuhaus I.M., Yu S.S., Arron S.T., Harris H.W., Yang S.H., Anthony B.A., Sverdrup F.M., Krow-Lucal E., MacKenzie T.C., Johnson D.S., Meyer E.H., Lohr A., Hsu A., Koo J., Liao W., Gupta R., Debbaneh M.G., Butler D., Huynh M., Levin E.C., Leon A., Hoffman W.Y., McGrath M.H., Alvarado M.D., Ludwig C.H., Truong H.A., Maurano M.M., Gratz I.K., Abbas A.K., Rosenblum M.D. Memory regulatory T-cells reside in human skin. J. Clin. Invest., 2014, Vol. 124, no. 3, pp. 1027-1036.

40. Sathaliyawala T., Kubota M., Yudanin N., Turner D., Camp P., Thome J.J., Bickham K.L., Lerner H., Goldstein M., Sykes M., Kato T., Farber D.L. Distribution and compartmentalization of human circulating and tissue-resident memory T-cell subsets. Immunity, 2013, Vol. 38, no. 1, pp. 187-197.

41. Schenkel J.M., Fraser K.A., Masopust D. Cutting edge: resident memory CD8 T cells occupy frontline niches in secondary lymphoid organs. J. Immunol., 2014, Vol. 192, no. 7, pp. 2961-2964.

42. Smigiel K.S., Richards E., Srivastava S., Thomas K.R., Dudda J.C., Klonowski K.D., Campbell D.J. CCR7 provides localized access to IL 2 and defines homeostatically distinct regulatory T cell subsets. J. Exp. Med., 2014, Vol. 211, no. 1, pp. 121-136.

43. Tanoe T., Atarashi K., Honda K. Development and maintenance of intestinal regulatory T cells. Nat. Rev. Immunol., 2016, Vol. 16, no. 5, pp. 295-309.

44. Taylor J.J., Jenkins M. CD4+ memory T cell survival. Curr. Opin. Immunol., 2011, Vol. 23, pp. 319-323.

45. van der Geest K.S., Abdulahad W.H., Tete S.M., Lorencetti P.G., Horst G., Bos N.A., Kroesen B.J., Brouwer E. Aging disturbs the balance between effector and regulatory CD4+ T cells. Exp. Gerontol., 2014, Vol. 60, pp. 190-196.

46. Vukmanovic-Stejic M., Zang Y., CookJ.E., Fletcher J.M., McQuaid A., Masters J.E., Rustin M.H.A., Taams L.S., Beverley P.C.L., Macallan D.C., Akbar A.N. Human CD4+CD25hiFoxp3+ regulatory T-cells are derived by rapid turnover of memory populations in vivo. J. Clin. Invest., 2006, Vol. 116, no. 9, pp. 2423-2433.

47. Vukmanovic-Stejic M., Sandhu D., Sobande T.O., Agius E., Lacy K.E., Riddell N., Montez S., Dintwe O.B., Scriba T.J., Breuer J., Nikolich-Zugich J., Ogg G., Rustin M.H., Akbar A.N. Varicella zoster-specific CD4+Foxp3+ T cells accumulate after cutaneous antigen challenge in humans. J. Immunol., 2013, Vol. 190, no. 3, pp. 977-986.

48. Xiao-Feng Qin F. Dynamic behavior and function of FOXP3+ regulatory T cells in tumor bearing host cell. Molecular Immunol., 2009, Vol. 6, no. 1, pp. 3-13.


Для цитирования:


Олейник E.К., Чуров А.В., Олейник В.М. ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ: РОЛЬ РЕГУЛЯТОРНЫХ КЛЕТОК TREG. Медицинская иммунология. 2018;20(5):613-620. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2018-5-613-620

For citation:


Oleinik E.K., Churov A.V., Oleinik V.M. IMMUNOLOGICAL MEMORY: THE ROLE OF REGULATORY CELLS (TREGS). Medical Immunology (Russia). 2018;20(5):613-620. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/1563-0625-2018-5-613-620

Просмотров: 269


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1563-0625 (Print)
ISSN 2313-741X (Online)