Immunológia alapjai T-sejt differenciálódás és 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 szövetekmegszerzése (Csontvelő és tímusz)
Effektor funkció
Perifériális lymphoid szervek és szövetek
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: pTα
T-sejt lineage
T-sejt fejlődés: fő kérdései 1. T-sejt forrás: tímusz (második tímusz vagy más szövetek (tímuszon kívüli T-sejt termelés)?
2. Kommitment & túlélés: Hol és mikor alakulnak ki a T-sejt prekurzorok és funkcióképes T-sejtek? Mi a tímusz szerepe ebben?
3. Fejlődés: T sejtek felismerik a saját antigéneket anélkül, hogy idegennek ismernék fel Capsule
Corticomedullary junction (CMJ)
Cortex Medulla
Szabályozó faktorok, amelyek a tímusz epitélium differenciálódását befolyásolják • FGF & receptorok: fibroblast growth factor-ok (20 ligand, 4 receptor) • BMP/TGF-β család tagjai: bone morphogenic protein/transforming growth factor-β (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 (ckit+, CD44+, IL7R+, CD25- fenotípusú sejtek), érés MLN-ban és PP-ben (RAG-expresszió alapján). • Második tímusz
Tímusz
Periféria
Chemokinek irányítják a T-sejt prekurzorokat a tímuszba
A tímusz által termelt chemokinek: CCL21, CCL25, CXCL12 Receptorok a timocitákon: CCR7, (CCR9)
A tímusz szerkezete Kapszula Kapszula
Kortex
Trabekulum
Szubkapszuláris Epithelium KortikoMedulláris határ
Kortikális Epithéliális sejtek Timociták
Medulláris Epithéliális sejtek Dendritikus sejtek
Hassal testek Makrofágok
A tímusz stróma alakítja ki a T-sejt fejlődéshez szükséges mikrokörnyezetet
Tímusz mikrokörnyezet szerepe a T-sejt fejlődésben
Tímusz mikrokörnyezet szerepe a T-sejt fejlődésben Tímusz epitélium: FoxN1
1. Vándorlás: Kemokinek hatására 2. Proliferáció IL-7 3. Differenciáció • TcRátrendeződés • Fenotípus kialakulása
AIRE 4. Szelekció Apoptózis
(Autoimmune regulator)
T-Sejt Receptor CD4
T-sejtTípusok: 1. αβ 2. γδ
PeptidPeptide/MHC kötőhely binding site
CD8 α β
Vα
Vβ
Cα
Cβ TCRα TCRβ
ε γ
δ ε
ζ ζ CD3 complex of CD3 Komplex signalling molecules
T-sejt T cell
TcR-génátrendeződés I. TcR β Lánc Gén
Variable (V) Szegmens
Diverzitásszegmens (D)
Joining (J)
Konstans (C)
Szegmens
Szegmens
RAG-1, RAG-2 Komplett átrendezés
TCR β Protein
TcR Génátrendeződés II. TcR α Lánc
Variable (V) Szegmens
1. β / γ Átrendeződés 2. α / δ Átrendeződés
Joining (J) Szegmens
Konstans (C) Szegmens
Komplett átrendeződés
TCR α Protein
A TcR és BcR
A TcR és BcR diverzitás alapja • Azok a gének, melyek a TcR α/β és γ/δ láncokat alkotják, hasonló szerkezettel rendelkeznek (többszörös V, D, J és C szegmensek) mint az Ig gének és a génátrendeződés lépései is azonosak (RAG1 és RAG2 szerepe) • Nagy számú V, D és J szegmensek és szabad rekombinációjuk • A TdT (terminal deoxynucleotidyl transferase) hatása rekombináció alatt CDR3 variábilitás nagyobb • A TcR α/β és γ/δ láncok (mint az Ig H/L láncok) random kombinációja
T-sejt fejlődés a tímuszban Timociták:
Szubkapszuláris Régió
DN: 2-5 %
Kortex
DP: 70-80%
CD4 SP: 10-15% CD8 SP: 5-8%
KorticoMedullare Grenze
Éretlen CD3-CD4-CD8Double Negative Thymociták
STROMA
IL-7 Proliferációt indukál
Kortikális epitheliális sejt Positive Szelekció Éretlen CD3+CD4+CD8+ Double Positive Timociták
Dendritikus sejt Negative Szelekció Érett CD3+CD4+ vagy CD3+CD8+ Timociták
Medulláris epitheliális sejt Makrophág
Fiatal egérben: naponta 5x107 T-sejt (Az összes thymocyta 25%-a) A szelekció alatt a timociták 98 %-a apoptózissal elpusztul Naponta 1-2 x 106 érett T-sejt vándorol a perifériára
Döntés hozatal T-sejt fejlődés során
~1-2%
~85-90%
~3-6% (CD4) ~2-4% (CD8)
Timociták megoszlása sejtfelszíni markerek alapján
Timociták
Timociták Sejtek
Teljes Repertoár: TCR α, β: 1015 TCR γ, δ: 1016
Születéskor Felnőttkori
DN DP
SP
Malignant haematopoietic diseases originated from immature cells of lymphoid cell lineage
Severe infections • Congenital alopecia • Severe infections, death in early childhood
DiGeorge’s syndrome • Complex cardiac, facial, endocrine and immune defects
Omenn syndrome • Severe primary immunodeficiency • Putative autoimmune manifestations of the skin and gastrointestinal tract
T-sejt érés lépései a tímuszban 1. TCR β vagy γ/δ lánc génjeinek átrendeződése. 2. pTα/TCRβ/CD3 (pTCR) kialakítása, allelic exclusion, IL-7-függő proliferáció - β-szelekció. 3. TCRα gén átrendeződésének megkezdése. 4. TCR α/β 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.
