Биохимия старения - Канунго М. С. (прочитать книгу TXT) 📗

Рис. 7.9. Гипотетическая схема экспрессии одного гена V_H и многих генов С_Н [93]. 1. Пул локусов гена V_H обозначен набором генов, связанных с несколькими генами С_Н, расположенными в данном порядке. Для экспрессии выбирается единственный V-ген (V_H) и происходит перестройка ДНК, в результате которой гены V^X_H и С сближаются. Между генами V^X_H и С_Н может присутствовать, а может и отсутствовать промежуточная последовательность (обозначена S). В процессе такой перестройки клетка коммитируется к V_H-гену и активируется единица транскрипции Н-цепи. 2. В результате транскрипции единицы Н-цепи образуется гигантская молекула предшественника ядерной РНК, которая включает V — С-промежуточную последовательность, V^X_H-ген и С_Н-гены. 3. При образовании мРНК в ходе внутриядерного процессинга этой гигантской молекулы может возникать любая комбинация генов V^X_H и С_Н. 3а. Например, мРНК V^X_HC_μ может образоваться посредством формирования петли из промежуточной V — С-области, сшивания V^X_H- и C_μ-областей и деградации оставшейся РНК. 3б. мРНК V^X_HC_δ образуется из того же предшественника формированием петли из последовательностей S и С_μ и сшиванием областей V и С_δ. 3 в. Аналогично образуется мРНК V^X_HC_γ. Поэтому одна клетка может одновременно вырабатывать один, два или три вида мРНК с одним и тем же геном V_H, но с разными генами С_Н. Спейсерные последовательности, которые расположены между СН-генами, определяют специфичность процессинга: эти гипотетические последовательности элиминируются при процессинге ядерной РНК. Данная модель является минимальной, так как она не учитывает гены С_α и С_ε, которые тоже могут участвовать в подобном процессе благодаря тому, что предшественник гяДНК может содержать один из этих или оба С_Н-гена

Механизм, по которому все плазматические клетки, образованные клоном В-клеток, вырабатывают иммуноглобулин только одного типа, по-видимому, включает особое расположение специфических молекул Ig на специфических клонах В-лимфоцитов, подходящее для того, чтобы они могли служить рецепторами. Это может происходить во время созревания стволовых клеток в фабрициевой сумке или костном мозге. Связывание специфического антигена со специфическим иммуноглобулиновым рецептором стимулирует деление В-клеток. На этой стадии может также происходить селекция вариабельного гена, константного гена для χ- и λ-цепей и константного гена для Н-цепи с целью синтеза специфического иммуноглобулина.

Легкие и тяжелые цепи транслируются раздельно на полисомах шероховатого эндоплазматического ретикулума плазматических клеток. Легкие цепи ковалентно связываются с новообразованными тяжелыми цепями. Затем молекулы иммуноглобулина проникают в аппарат Гольджи, где в Н-цепи включается углеводный компонент, после чего молекула секретируется плазматической клеткой. Процесс синтеза молекулы Ig завершается за несколько минут. Поскольку весь белоксинтезирующий механизм плазматической клетки запрограммирован на синтез молекул только одного типа, как в случае ретикулоцитов, синтезирующих только глобин, каждая плазматическая клетка способна в 1 с дать несколько тысяч молекул Ig.

Ответ животного на антиген проверяется введением 0,1–0,5 мг антигена, эмульгированного в полном адъюванте Фрейнда (FCA). Для выявления антител используют иммунодиффузию по Ухтерлони или иммуноэлектрофорез в агаровом геле в сыворотке. Если материал обладает антигенными свойствами и животное не имело с ним контакта ранее, Ig определяется через 6–7 дней после введения. Это называется первичным ответом. Введение разрешающих доз антигена с интервалами в 7-10 дней вызывает нарастание уровня Ig в сыворотке примерно до 30-го дня, после чего этот уровень выходит на плато. Если затем прекратить введение антигена, то уровень Ig падает и примерно через три месяца антитела уже не определяются. Если тот же антиген затем ввести через несколько месяцев, то Ig появляются в сыворотке через 3–4 дня, т. е. гораздо быстрее, чем в первый раз. Это называется вторичным ответом. Полагают, что первоначально введение антигена стимулирует специфические В-клетки к делению. Некоторые из этих делящихся клеток образуют плазматические клетки для синтеза Ig. Вместе с тем другие превращаются в долгоживущие клетки памяти. Считают, что именно эти клетки памяти ответственны за раннее распознавание того антигена, который вызвал первичный ответ (рис. 7.3).

Изменения В- и Т-клеток

Для изучения причин снижения иммунной функции были использованы методы in vivo и in vitro [70]. Метод in vivo включает введение суспензии клеток селезенки мыши-донора сингенному, или генетически совместимому, реципиенту, чья иммунная система разрушена облучением или иммунодепрессантами. В этом методе оценивается способность клеток селезенки молодых и старых доноров формировать колониеобразующие единицы (CFU) в селезенке реципиента (рис. 7.10). При использовании другого метода in vivo клетки селезенки мыши-донора помещают вместе с антигеном в диффузионную камеру, которую имплантируют под кожу облученной мыши-реципиента и затем определяют у нее титр антител. Такие исследования проводят с целью установить, вызвано ли снижение иммунной функции изменениями окружения лимфоидных клеток или внутренними изменениями в самих клетках.

Рис. 7.10. Схема метода клеточного переноса для исследования образования антител и стволовых клеток [73]

Функцию В-клеток в период старения определяют по уровню и скорости продукции Ig, вызванной антигеном. Уровень циркулирующих естественных иммуноглобулинов человека снижается с возрастом вскоре после инволюции тимуса, так же как и уровень тимозина [6]. У грызунов первичный, но не вторичный иммунный ответ на антиген в старости снижается [74, 81, 129]. Титр антител после введения антигена падает с возрастом как у мышей, так и у человека (рис. 7.11). Это указывает на то, что функция хелперных Т-клеток или их число после инволюции тимуса может снижаться, что в свою очередь влияет на функцию В-клеток [17]. В определенных случаях, однако, не обнаружено снижения первичного ответа на бактериальные и вирусные вакцины [32, 62]. Это может быть обусловлено либо предшествующим контактом с данным антигеном, либо тем, что на ответ не влияют хелперные Т-клетки.

Рис. 7.11. Снижение титров естественных антител к флагеллину Salmonella с возрастом и увеличение частоты антиядерных факторов у людей обоих полов [99]

С возрастом число В-клеток в селезенке, по-видимому, не изменяется. Об этом свидетельствует постоянное содержание а) клеток, несущих иммуноглобулиновые рецепторы, б) клеток, реагирующих на Т-независимый антиген, и в) клеток, чувствительных к анти-В-реагентам [1, 72]. У человека число циркулирующих В-клеток [22], а также скорость их пролиферации после стимуляции митогеном не меняются [54]. Однако не исключено, что изменениям подвержены субпопуляции В-клеток.