Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografie? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis - wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 2/2016, s. 126-131
*Joanna Kopeć-Szlęzak
Nowe subpopulacje limfocytów T pomocniczych CD4+
New T CD4+ helper cells subpopulations
Instytut Hematologii i Transfuzjologii, Warszawa
Dyrektor Instytutu: prof. dr hab. med. Krzysztof Warzocha
Streszczenie
Różnicowanie limfocytów T pomocniczych (Th) w poszczególne subpopulacje angażuje czynniki wewnątrzkomórkowe (czynniki transformacyjne) i zewnątrzkomórkowe (cytokiny), które indukują zmiany w ekspresji genów określających powstawanie danej subpopulacji. Oznaczone niedawno subpopulacje limfocytów Th to: Th9, Th17, Th22 i limfocyty grudkowe (ang. T follicular helper – Tfh). Th9 to subpopulacja wydzielająca interleukinę IL-9, istotnym czynnikiem transkrypcyjnym w rozwoju jest PU.1, specyficzny dla komórek odpornościowych oraz IRF4 (ang. interferon regulator factor 4), związane też z wydzielaniem IL-9. Komórki Th9 uczestniczą głównie w procesach odpornościowych błon śluzowych i odporności przeciwnowotworowej. Limfocyty Th17, główne źródło cytokiny IL-17, uczestniczą w procesach zapalnych, a kluczowym czynnikiem transkrypcyjnym w ich rozwoju są RORγt (ang. retinoid acid related orphan receptor) oraz cytokiny IL-6 i TGF-β. Limfocyty Th22 charakteryzuje wydzielanie IL-22, a w ich różnicowaniu kluczowymi czynnikami transkrypcyjnymi są AHR (ang. aryl hydrocarbon receptor) oraz cytokiny IL-6 i TNF. Th22 są zaangażowane w rozwój procesów zapalnych (np. w skórze) oraz niektórych nowotworów układu krwiotwórczego. Limfocyty grudkowe Tfh indukują proliferację i dojrzewanie komórek B w centrach rozrodczych grudek chłonnych narządów limfoidalnych. Kluczowym czynnikiem transkrypcyjnym limfocytów Tfh jest BCL6 (ang. B-cell lymphoma), znacznikiem immunofenotypu – ekspresja receptora CXCR5, a wydzielaną cytokiną – IL-21. Specyficzną cechą subpopulacji Th jest zdolność plastyczności (przekształcania) jednej subpopulacji w inną, np. Th17 w Treg i Tfh, zależnie od kompleksu cytokin obecnych w środowisku tkankowym. Stanowi to istotny mechanizm usprawniający przebieg procesów odpornościowych.
Summary
Differentiation of T helper cells (Th) into subsets involves intrinsic (transcriptional factors) and extrinsic elements (cytokines) that mediate changes in the gene expression programs to define the Th cell subset. New Th subsets are: Th9, Th17, Th22 and Tfh (follicular). Th9 cells are a distinct IL-9 secreting subset. Immune cell specific transcription factor PU.1 and IRF4 (interferon regulator factor 4) play an important role in Th9 development and IL-9 secretion. Moreover TGF-β together with IL-4 induce the differentiation of Th9 cells which involve in mucosal and cancer immunity. Th17 cells differentiation is mediated by cytokines IL-6 and TGF-β and by RORγt (retinoid acid related orphan receptor) – “master” transcription factor. Th17 are involved in tissue inflammation, autoimmunity and cancer development. Th22 cells secrete the IL-22. AHR (aryl hydrocarbon receptor) – the key transcription factor and IL-6 and TNF induce Th22 development. Th22 cells are involved in tissue inflammation and hematological malignancies. Tfh cells provide help for proliferation and differentiation of B cells in germinal center of lymphoid follicle. Development of Tfh cells is induced by master transcriptional factor BCL6 (B-cell lymphoma) and IL-6 cytokine. Tfh cells express CXCR5 chemokine receptor and are active in humoral immunity, autoimmunity and cancers. Plasticity (flexability) of Th lymphocytes is an important specify of Th cells which may convert from one subset to another; Th17 may transform into Treg and Tfh cells. Plasticity of Th cells is very useful mechanism in the immunity processes.
Ogólna charakterystyka subpopulacji limfocytów T pomocniczych
Limfocyty T pomocnicze odgrywają wiodącą rolę w systemie odpornościowym; stymulują limfocyty B do wytwarzania przeciwciał, a także indukują limfocyty cytotoksyczne T CD8+ i makrofagi do zwalczania patogennych mikroorganizmów. Populacja limfocytów T CD4+ u człowieka jest heterogenna i dzieli się na subpopulacje w zależności od pełnionych funkcji. Czynności poszczególnych subpopulacji wynikają z rodzaju zawartych w komórkach czynników transkrypcyjnych i receptorów oraz wydzielanych cytokin, specyficznych dla każdej subpopulacji (1).
Poza dobrze poznanymi subpopulacjami Th1 i Th2, a także limfocytami regulatorowymi Treg opisanymi w latach 80. ubiegłego wieku, zostały ostatnio opisane i scharakteryzowane pod względem immunofenotypu i specyficznych czynności „nowe” subpopulacje. Należą do nich: Th9, Th17, Th22, oznaczone zgodnie z rodzajem wydzielanej „głównej” cytokiny, oraz Tfh (ang. T follicular helper) – czyli limfocyty grudkowe, występujące w narządach limfoidalnych (2). Tak przyjmowany obecnie podział limfocytów T pomocniczych opiera się na bardzo licznych pracach z ostatnich lat, wskazujących na istotne różnice we właściwościach i czynnościach tych subpopulacji w procesach odpornościowych, w chorobach autoimmunologicznych, w procesach zapalnych, a także w rozwoju nowotworów, w tym nowotworów układu krwiotwórczego (3).
Ponadto interesującym odkryciem ostatnich lat jest stwierdzenie zjawiska plastyczności limfocytów poszczególnych subpopulacji komórek T CD4+, czyli zdolności do transformacji jednej subpopulacji T CD4+ w komórki T CD4+, należące do innej subpopulacji pod wpływem odpowiedniego kompleksu cytokin w danym środowisku tkankowym. Niekiedy odbywa się to poprzez powstanie tzw. limfocytu T hybrydowego, o cechach limfocytu subpopulacji wyjściowej i nowo powstającej (4).
W przebiegu różnicowania subpopulacji Th9, Th17, Th22 i Tfh należy wyróżnić dwa etapy procesów. Pierwszy etap to powstawanie populacji limfocytów T pomocniczych z limfocytów T CD4+ naiwnych, w którym tzw. sygnał 1 pochodzi z kontaktu receptora TCR limfocytu T naiwnego z antygenem prezentowanym przez MHC II komórki dendrytycznej lub makrofaga (czyli komórek APC – ang. antigen presenting cells), a sygnał 2 wynika z reakcji pomiędzy molekułami kostymulującymi limfocytu i komórki APC. Drugi etap (czyli tzw. sygnał 3) to właściwe różnicowanie limfocytów T pomocniczych w subpopulacje, zależny od stymulacji odpowiednimi cytokinami. Różnicowanie w kierunku subpopulacji np. Th17 zachodzi pod wpływem IL-6 + TGF-β, w kierunku Tfh – IL-21 (5).
W etapie różnicowania limfocytów TCD4+ w poszczególne subpopulacje poza wpływami zewnętrznymi (cytokiny) ważne są czynniki wewnętrzne, które pośredniczą w zmianach ekspresji genów, co skutkuje „promowaniem” określonego kierunku różnicowania (np. w subpopulację Th17), z jednoczesnym wyłączeniem kierunków różnicowania w inne subpopulacje limfocytów Th CD4+. W tym mechanizmie uczestniczą czynniki transkrypcyjne, rozpoznające odpowiednie sekwencje DNA i mające zdolność aktywacji odpowiednich białek regulatorowych (6).
W sygnalizacji wewnątrzkomórkowej limfocytów Th CD4+ istotną rolę odgrywają tzw. czynniki TNFR zasocjowane z receptorem TNF (ang. tumor necrosis factor), określone jako TRAF. Mają one charakter białek adaptorowych, łączących zaktywizowane receptory z białkami szlaków sygnalizacyjnych w limfocycie. Jak wynika z badań na poziomie molekularnym białka TRAF tworzą sieć kontrolującą procesy różnicowania subpopulacji T CD4+ (5).
Limfocyty Th9
Komórki te zostały opisane po raz pierwszy około 20 lat temu, ale dopiero w ostatnich kilku latach wzrosło zainteresowanie tą subpopulacją limfocytów T pomocniczych. Z definicji są to limfocyty o bardzo dużym potencjale wydzielniczym IL-9 – interleukiny o znaczeniu plejotropowym. Wskutek tego wielostronnego działania IL-9 komórki Th9 są zaangażowane w procesy i choroby związane z patogenezą systemu odpornościowego, takie jak choroby autoimmunologiczne czy nowotwory (7).
Kilka istotnych cech wyróżnia limfocyty Th9 od innych subpopulacji Th, np. nie mają zdolności wydzielania IL-4 w odróżnieniu od Th2, a przede wszystkim w procesie różnicowania wykazują ekspresję specyficznych czynników transkrypcyjnych. Kluczowym czynnikiem jest istotny dla komórek odpornościowych czynnik transkrypcyjny PU.1, który jest aktywowany przez IL-4. Inną cytokiną ważną dla różnicowania Th9 jest TGF-β (ang. transforming growth factor) (8). W późniejszej pracy stwierdzono, że obok PU.1 ważnym czynnikiem transkrypcyjnym w procesie wydzielania IL-9 jest IRF4 – tzw. czynnik regulatorowy interferonu (6). Proces różnicowania Th9 może być hamowany przez interferon IFN- γ in vitro i in vivo. Interferon może działać na ten proces bezpośrednio oraz poprzez mechanizm indukowania interleukiny IL-27, wydzielanej z komórek dendrytycznych (9).
Limfocyty Th9 występują w błonie śluzowej jelita i dróg oddechowych, w skórze oraz w centralnym układzie nerwowym. Wykazują one działanie prozapalne w procesach zapalnych rozwijających się w chorobach autoimmunologicznych oraz w astmie i alergiach (10). W astmie stwierdzono podwyższenie odsetka Th9 oraz wzrost poziomu IL-9 w surowicy krwi; równolegle następowało obniżenie odsetka apoptotycznych granulocytów kwasochłonnych, co wskazuje na „ochronne” działanie komórek Th9 wobec tych granulocytów (11).
W zapaleniu płuc u myszy doświadczalnych związanym z alergią Th9 wykazały zdolność promowania procesu zapalnego, m.in. wskutek rekrutacji granulocytów kwasochłonnych i mastocytów, które mają receptor dla IL-9 i są aktywowane przez IL-9 w kierunku funkcji sprzyjających rozwojowi procesu zapalnego (7). W stwardnieniu rozsianym, chorobie o podłożu autoimmunologicznym związanej z centralnym układem nerwowym, limfocyty Th9 indukowane przez komórki dendrytyczne obniżają wydzielanie IL-17, co w tym przypadku hamuje rozwój procesu zapalnego (12). Udział Th9 i IL-9 sugerowano w rozwoju tocznia rumieniowatego SLE (ang. systemic lupus erythrematosus) (13). Limfocyty Th9 w skórze okazały się aktywne w odpowiedzi na specyficzne antygeny grzybicze (14).
Rola Th9 w nowotworach jest ostatnio tematem wielu badań. Wykazano, że Th9 nie tylko hamują rozwój czerniaka B16, ale zwiększają niszczenie komórek guza. Limfocyty Th9 nie są bezpośrednio zaangażowane w cytolizę komórek nowotworowych, ale IL-9 indukuje powstanie specyficznego mikrośrodowiska nowotworu sprzyjającego migracji i aktywacji komórek cytotoksycznych CTL CD8+ powodujących lizę komórek nowotworowych. Proces ten jest wieloetapowy: wydzielana IL-9 przez limfocyty Th9 indukuje komórki nowotworowe do wydzielania chemokiny CCL20, która rekrutuje z krwiobiegu komórki dendrytyczne do nowotworu, gdzie rozpoznają antygen komórek nowotworowych. Następnie komórki dendrytyczne wędrują do węzłów chłonnych sąsiadujących z nowotworem, gdzie aktywują komórki cytotoksyczne CD8+. Komórki te migrują do nowotworu na zasadzie chemotaksji wobec chemokiny CCL20 i doprowadzają do lizy komórek nowotworowych (15). IL-9 jest uważana za główną cytokinę w procesie zasiedlania komórek CTL CD8+ w tkankach nowotworowych, a silne przeciwnowotworowe działanie Th9 (jako źródło IL-9) proponuje się do wykorzystania w terapii nowotworów (16).
Limfocyty Th17
Limfocyty Th17 opisano po raz pierwszy w 2005 roku. Jest to obecnie subpopulacja dość dobrze scharakteryzowana, ale ważniejsze prace pojawiały się w ostatnich kilku latach. Według danych zebranych przez Muranskiego i Restifo (17) limfocyty Th17 pełnią istotną rolę w ochronie przeciwbakteryjnej i przeciwgrzybicznej, a także w rozwoju procesów autoimmunologicznych i w rozwoju nowotworów.
Proces różnicowania Th17 zależy od indukcji przez cytokiny IL-6 i TGF-β, a dominującym czynnikiem transkrypcyjnym (tzw. „master”) jest kodowany przez gen Rorc (ang. retinoid orphan receptor) – RORγt, który także jest odpowiedzialny za wydzielanie głównej cytokiny Th17, tj. IL-17A. Poza czynnikiem „master” jako kluczowe wymieniane są czynniki transkrypcyjne: AHR (ang. aryl hydrocarbon receptor) i IRF4 (ang. interferon regulator factor 4). Stabilność subpopulacji Th17 jest zależna od cytokiny IL-23. Na proces różnicowania limfocytów w kierunku Th17 u myszy doświadczalnych ma także wpływ mikroRNA – miRNA21 (18). Receptor dla cytokiny IL-17 mają limfocyty T, B, granulocyty obojętnochłonne, a także komórki nabłonkowe. Inne cytokiny wydzielane przez limfocyty Th17 to IL-17F oraz IL-21 i IL-22. IL-17A ma zdolności promowania granulopoezy w podścielisku szpiku (17). W procesie różnicowania ważną rolę spełniają molekuły kostymulacyjne CD28, ICOS (ang. inducible T-cell costimulator – CD278) oraz molekuła TIM (ang. T immunoglobulin superfamily). Blokowanie CD28 prowadzi do wstrzymania procesu różnicowania Th17, hamowanie ICOS skutkuje zatrzymaniem wydzielania IL-17A, a blokowanie TIM prowadzi do zaprzestania wydzielania cytokin prozapalnych przez Th17 (19).
Limfocyty Th17 są licznie zlokalizowane w błonie śluzowej jelita, a także w kępkach Peyera węzłów chłonnych jelita; ich rolą jest zapewnienie „integralności” bariery immunologicznej pomiędzy środowiskiem światła jelita a tkankami ściany jelita i utrzymanie homeostazy tego środowiska (20). Subpopulacja Th17 (podobnie jak Th9 i Th22) to typ limfocytów T pomocniczych o charakterze efektorowym; istnieją także dane wskazujące na występowania limfocytów Th17 o charakterze komórek pamięci. U człowieka wśród limfocytów Th17 o cechach komórek pamięci stwierdzono wysoki odsetek komórek proliferujących, zbliżonych do niedawno opisanej subpopulacji komórek pamięci TSCM (ang. T memory stem cells) w przewlekłej chorobie GVHD (ang. graft versus host disease) (17, 21).
Limfocyty Th17 są uważane za komórki związane z rozwojem chorób autoimmunologicznych. W małopłytkowości autoimmunologicznej (ang. idiopathic thrombocytopenic purpura – ITP) stwierdzono zwiększoną liczebność limfocytów Th17, podobnie jak w toczniu rumieniowatym (SLE), a także w chorobie Hashimoto i w łuszczycy. W łuszczycy IL-17A z limfocytów Th17 stymuluje komórki naskórka do wytwarzania cytokin prozapalnych. Ponadto same limfocyty Th17 wydzielają cytokiny stymulujące rozwój procesu zapalnego jak IL-17F, IL-21 i IL-22, a także rekrutują neutrofile do ognisk zapalnych w skórze (22). Jednocześnie w chorobach autoimmunologicznych, m.in. w małopłytkowości ITP oraz w łuszczycy, stwierdzono zaburzenia w równowadze pomiędzy subpopulacją Th17 a limfocytami regulatorowymi Treg, odpowiedzialnymi za tolerancję immunologiczną i chroniącymi przed chorobami autoimmunologicznymi (dzięki wydzielaniu cytokin IL-10 i TGF-β o działaniu immunosupresyjnym). Obecnie uważa się, że to zaburzenie równowagi pomiędzy subpopulacjami Th17 i Treg może decydować o powstawaniu choroby autoimmunologicznej (23).
Ostatnio pojawiło się wiele prac dotyczących roli limfocytów Th17 w procesach nowotworowych; stwierdzono infiltrację nowotworu lub mikrośrodowiska nowotworowego przez limfocyty Th17 w nowotworach żołądka, trzustki, wątroby, okrężnicy, jajnika, stercza, a także w szpiczaku mnogim i w chłoniakach (24). Rekrutację limfocytów Th17 do środowiska nowotworu wywołują same komórki nowotworowe oraz komórki dendrytyczne oraz fibroblasty wydzielając chemokiny CCL2 i CCL5. Następnie za ich ekspansję odpowiadają cytokiny IL-1, IL-6, IL-23, TGF-β oraz chemokiny CXCL12 i CCL20. Limfocyty Th17 napływające do nowotworu wykazują ekspresję receptorów chemokin CXCR4 dla chemokiny CXCL12 i CCR6 dla chemokiny CCL20 (25).
Zgodnie z danymi zabranymi przez Ye i wsp. (24) aktywność Th17 ma charakter zarówno sprzyjający rozwojowi nowotworu, jak i przeciwnowotworowy. Do aktywności pronowotworowej należy przede wszystkim działanie aktywujące angiogenezę wskutek stymulacji przez IL-17A wydzielania czynnika wzrostu komórek śródbłonka (ang. vascular endothelial growth factor – VEGF) i prostaglandyny PGE2. Jest interesujące, że proangiogenne działanie IL-17 w szpiczaku mnogim ma miejsce tylko pod nieobecność innych limfocytów w środowisku nowotworu (24). Aktywność przeciwnowotworowa może być wyrażona bezpośrednio przez wydzielanie z limfocytów Th17 interferonu IFN-γ. Pośrednia aktywność przeciwnowotworowa limfocytów Th17 zachodzi dzięki wydzielaniu chemokin rekrutujących do nowotworu komórki cytotoksyczne NK, CTL oraz komórki dendrytyczne, co można określić wywołaniem „mobilizacji” odpowiedzi przeciwnowotworowej komórek układu odpornościowego.
W nowotworach układu krwiotwórczego występuje zarówno podwyższenie, jak i obniżenie liczebności subpopulacji Th17. W szpiczaku mnogim stwierdzono, że podwyższona liczba Th17 i zwiększenie wydzielania IL-17 wywołuje wzrost liczby komórek plazmatycznych i hamowanie odpowiedzi przeciwnowotworowej (24). W ostrej białaczce limfoblastycznej z limfocytów T zarówno u chorych diagnozowanych, jak i podczas remisji morfologicznej liczebność limfocytów Th17 była znacznie podwyższona (26). W przewlekłej białaczce szpikowej stwierdzono obniżenie liczebności limfocytów Th17 u chorych podczas diagnozy, w porównaniu do ludzi zdrowych, ale wartości te ulegają normalizacji w remisji po leczeniu (27). Podobnie jak w przewlekłej białaczce limfocytowej – obniżenie liczebności Th17 towarzyszy progresji choroby i podwyższeniu limfocytów Treg, o znaczeniu supresyjnym wobec komórek układu odpornościowego (28).
Limfocyty Th22
Od niedawna funkcjonuje określenie subpopulacji limfocytów T pomocniczych o cechach wysokiej zdolności wydzielania interleukiny IL-22 jako limfocytów Th22. Głównym czynnikiem transkrypcyjnym jest tu AHR, a niektóre prace wymieniają jeszcze takie czynniki transkrypcyjne jak RORγt, istotny dla różnicowania Th22, ale charakteryzujący się niską ekspresją (29). Limfocyty Th22 tzw. klasyczne różnicują się z naiwnych limfocytów CD4+, a „nieklasyczne” mogą różnicować się z limfocytów T pamięci, co zachodzi głównie w nowotworach. W immunofenotypie Th22 ważna jest ekspresja receptorów chemokin CCR6, CCR4 i CCR10 (30).
Th22 występują głównie w błonach śluzowych, a wydzielana IL-22 wykazuje silne działanie antybakteryjne i wpływa na utrzymanie integralności nabłonka błony śluzowej jelita i tym samym na proces odporności przeciw patogenom wnikającym do przewodu pokarmowego. Th22 i Th17 mają zarówno wspólne, jak i odmienne cechy, np. Th22 występują liczniej w błonie śluzowej jelita aniżeli Th17, także Th22 nie mają zdolności wydzielania IL-17, choć Th17 mogą wydzielać niewielkie ilości IL-22. Podobnie jak Th17, Th22 działają na komórki poza układem odpornościowym, a w zakażeniach wirusem HIV-1 podobnie jak Th17 ulegają zniszczeniu, ponieważ mają receptor CCR5, który jest jednocześnie koreceptorem dla wirusa HIV-1 (31).
Limfocyty Th22 występują też w skórze, co ułatwia im obecność receptorów chemokin istotnych dla zasiedlania skóry, tj. CCR4 i CCR10, które stwierdzono nie tylko w zdrowej skórze, ale i w łuszczycy. Interleukina IL-22 indukuje proliferację keratynocytów, prowadzącą do hiperplazji naskórka i blokującą jednocześnie ich ostateczne różnicowanie (32).
W rozwoju ostrej białaczki mieloidalnej i limfoblastycznej sugerowany jest udział limfocytów Th22, jako elementu immunopatogenezy (33). W szpiczaku mnogim komórki Th22 występują licznie w zaawansowanym stadium choroby i w niepowodzeniach terapii (34).
Limfocyty Tfh – grudkowe limfocyty pomocnicze
Limfocyty grudkowe jako subpopulacja limfocytów T pomocniczych zostały opisane po raz pierwszy w 2000 roku w migdałkach u człowieka. Są to komórki wyspecjalizowane we współpracy z limfocytami B w grudkach chłonnych. Limfocyty Tfh są uważane za główne komórki odpowiedzialne za stymulowanie limfocytów B do proliferacji i różnicowania w centrach rozrodczych grudek narządów chłonnych i za powstawanie długotrwałej pamięci humoralnej. Pierwszą cechą tych komórek była opisana powierzchniowa ekspresja receptora CXCR5 dla chemokiny CXC13 (wydzielanej przez komórki B), pojawiająca się na początku procesu różnicowania naiwnych T CD4+ w kierunku Tfh; do dziś niektórzy autorzy uważają tę cechę fenotypu za najważniejszą (35). We wczesnym etapie różnicowania limfocytów Tfh pojawia się aktywność głównego czynnika transkrypcyjnego („master”) – BCL6, a także czynników transkrypcyjnych jak np. IRF4. BCL6 działa najpierw poprzez supresję molekuł mikroRNA, uczestniczących w rozwoju subpopulacji Th1, Th2 i Th17, co równocześnie stabilizuje limfocyty Tfh. Z kolei ekspresję czynnika transkrypcyjnego BCL6 reguluje receptor Notch, indukując jego ekspresję i wzmacniając w ten sposób proces różnicowania w kierunku limfocytów Tfh (36, 37).
Na różnicowanie limfocytów Tfh mają też wpływ cytokiny: interleukina IL-6 i IL-21. Uważa się, że limfocyty Tfh poza cytokiną IL-21 mogą wydzielać inne cytokiny w zależności od sytuacji w mikrośrodowisku tkankowym (37). Obecność czynnika BCL6 wskazuje, że w tym czasie limfocyty Tfh mają już własności indukowania limfocytów B do proliferacji i różnicowania, ale typowy immunofenotyp limfocytów Tfh wykazuje też ekspresję molekuł kostymulacyjnych, istotnych podczas procesu indukowania limfocytów B, np. ICOS (CD278), CD40L, OX40 (CD134) czy PD.1 (ang. programmed cell death protein 1 – CD279) (36).
W procesie różnicowania limfocytów Tfh najpierw naiwne limfocyty T CD4+ migrują z krwi obwodowej do narządów chłonnych dzięki receptorowi CCR7, reagującemu na chemokiny CCL19 i CCL21 wydzielane przez komórki tych narządów. W węźle chłonnym limfocyty te tracą receptor CCR7 i wykazują już typową ekspresję receptora CCR5. Limfocyty Tfh migrują do strefy „przejściowej” między strefami T i B, wskutek reakcji receptora CXCR5 na chemokinę CXCL13, wydzielaną przez limfocyty B. Ruchliwość limfocytów Tfh zależy od modulacji ich cytoszkieletu, co jest wynikiem działania molekuły kostymulacyjnej ICOS. W strefie przejściowej następuje kontakt pomiędzy limfocytem Tfh i komórkami B. Jeden limfocyt Tfh może łączyć się nawet z kilkoma limfocytami B, a czas połączenia może wynosić od kilku do trzydziestu minut (38).
W kontakcie pomiędzy limfocytami Tfh i B uczestniczą aktywnie molekuły kostymulacjne: ICOS, CD40L, PD.1 limfocytów Tfh i odpowiednio komórek B ICOSL, CD40 i PD.1 L (CD274) oraz TCR i MHC II limfocytów B. Utworzenie stabilnego połączenia limfocytów Tfh i komórek B jest indukowane przez koreceptor SAP (ang. signaling lymphocytic activating molecule SLAM-associated protein). Skutkuje to powstawaniem ognisk „pozagrudkowych”, gdzie komórki B różnicują się w krótko żyjące komórki plazmatyczne. Ma to szczególne znaczenie w szybkim zwalczaniu infekcji. Powstają też centra rozrodcze w grudkach chłonnych, gdzie limfocyty Tfh dzięki wydzielanym interleukinom IL-4 i IL-21 indukują różnicowanie komórek B w komórki B pamięci lub w komórki plazmatyczne długo żyjące, wytwarzające szereg przeciwciał. Intensywna ekspansja i różnicowanie limfocytów B, obejmujące powstawanie klonalnych komórek B i hipermutacje somatyczne, prowadzi do utworzenia centrum rozrodczego w grudce węzła chłonnego (36).
Są dane wskazujące na występowanie limfocytów Tfh jako komórek pamięci, a ich reaktywacja wymaga obecności w grudce chłonnej komórek pamięci B, które prezentują antygen limfocytom Tfh, co przywraca ich efektorowe funkcje (39). Powstawanie centrów rozrodczych może ograniczać działanie limfocytów regulatorowych Tfr, czyli follicular regulatory cells (38). Natomiast krążące plazmoblasty indukują procesy różnicowania limfocytów Tfh, co może też podtrzymywać procesy związane z powstawaniem chorób autoimmunologicznych (40).
Subpopulacja limfocytów Tfh w chłoniaku grudkowym zwiększa liczebność, zwłaszcza komórek Tfh z ekspresją CD10, które stymulują dłuższą przeżywalność limfocytów nowotworowych B (41). W zakażeniach wirusem HIV-1 limfocyty Tfh z uwagi na ekspresję receptora CXCR5 (koreceptora dla wirusa HIV-1) są subpopulacją sprzyjającą rozprzestrzenieniu zakażenia w organizmie i miejscem replikacji wirusa (42). Główne cechy subpopulacji limfocytów T pomocniczych przedstawia tabela 1.
Tabela 1. Główne cechy subpopulacji limfocytów T pomocniczych (wg 7, 17, 29, 36)
Subpopulacja ThCzynniki transkrypcyjne i cytokiny indukcyjneWydzielane cytokinyImmunofenotyp
Th9PU.1, IFR4, IL-4, TGF-betaIL-9++OX40 (CD134)
Th17RORγt, IL-6, TGF-betaIL-17A++, Il-17F+CCR5 (CD195), CCR6 (CD196), IL-23R, CCR5 (CD195)
Th22AHRIL-22++CCR6 (CD196), CCR10
TfhBCL6, IL-6, IL-21IL-21CXCR5 (CD185), ICOS (CD278), CD40L (CD154)
Własności plastyczne limfocytów T pomocniczych
Efekt plastyczności limfocytów pomocniczych Th jest przejawem zdolności dostosowania reakcji układu odporności do adekwatnej odpowiedzi immunologicznej. Limfocyty subpopulacji T CD4+ wykazują zdolności plastyczne, polegające na transformacji poszczególnych typów komórek, np. Th17, w inne subpopulacje limfocytów, np. Treg. Plastyczność (określana także jako elastyczność) danej subpopulacji Th jest zależna od regulacji epigenetycznej, tj. nadzorującej aktywność kluczowego czynnika transkrypcyjnego i jest związana z działaniem cytokin, np. TGF-β. Na to nakłada się mechanizm sprzężenia zwrotnego między regulatorami wewnątrzkomórkowymi a czynnikami mikrośrodowiska. Można powiedzieć, że istnieje regularna sieć obejmująca interakcje czynników transkrypcyjnych oraz sygnalizację cytokin wydzielanych zarówno przez limfocyty T, jak i cytokin wydzielanych przez inne komórki obecne w danym mikrośrodowisku (43).
Największa zdolność do plastyczności charakteryzuje subpopulację Th17. Jak twierdzą niektórzy badacze, wysoka zdolność plastyczności komórek Th17 może być efektem niepełnego ich zróżnicowania (17). Stwierdzono, że limfocyty Th17 transformują w Th1, ale nie vice versa; natomiast w Th17 mogą transformować Th2 (44). W przypadku transformacji Th17 w Th1 konieczna jest obecność IL-12, a powstające Th1 charakteryzuje obecność molekuły CD161; są to tzw. Th1 nieklasyczne (45). Poza tym Th17 transformują w subpopulację Treg oraz w specyficznych warunkach w limfocyty Tfh. Transformacja Th17 w Treg wiąże się z powstawaniem komórek hybrydowych Th17/Treg IL-17A+FOXPo3+ z obecnością czynników transkrypcyjnych charakterystycznych dla obu typów komórek, co sprzyja procesowi plastyczności. Komórki takie obserwowano m.in. w przebiegu procesu zapalnego błony śluzowej jelita w chorobie Crohna (46). W zakażeniach jelita mikroorganizmami w kępkach Peyera błony śluzowej Th17 mogą transformować w limfocyty Tfh, które w centrach rozrodczych stymulują proliferację limfocytów B i wydzielanie immunoglobuliny IgA (44). Plastyczność limfocytów Tfh jest niepotwierdzona, wiadomo jednakże, iż komórki Tfh mogą powstawać z Th17, co opisano w błonie śluzowej jelita, a także mogą pochodzić od Th1 i Th2, a ma to miejsce zwłaszcza w zakażeniu przewlekłym, gdzie obecność obcych antygenów stymuluje rozwój limfocytów Tfh (47).
Stabilność fenotypu poszczególnych subpopulacji limfocytów T wiąże się z nieodwracalnością zróżnicowania komórek T. Nie uwzględnia jednakże potrzeb różnych mikrośrodowisk tkankowych, w których limfocyty T CD4+ są obecne i nie jest sytuacją korzystną dla powstania szybkiej reakcji odpornościowej. Zjawisko plastyczności umożliwia zmienność odpowiedzi immunologicznej np. w przebiegu procesu zapalnego. Sam proces zapalny jest korzystną reakcją organizmu na zakażenie mikroorganizmami, ale może doprowadzać do przewlekłego schorzenia, jeśli nie jest regulowany. Zdolność limfocytów Th17 do transformacji w limfocyty Treg jest przykładem samoograniczenia odpowiedzi adaptacyjnego układu odpornościowego organizmu, które jest zależne od właściwości plastycznych subpopulacji limfocytów Th (48).
Piśmiennictwo
1. Luckeeram RV, Zhou R, Verma AD, Xia B: CD4+T cells differentiation and functions. Clin Develop Immunol 2012; doi:10.1155/2012/925135.
2. Shih HY, Sciume G, Poholek AC et al.: Transcriptional and epigenetic networks that drive helper T cell identities. Immunol Rev 2014; 261: 23-49.
3. Yamane H, Paul WE: Early signaling events that underlie fate decisions of naïve CD4+ T cells towards distinct T-helper cell subset. Immunol Rev 2013; 252: 12-23.
4. Geginat J, Paroni M, Maglie S et al.: Plasticity of human CD4 T cell subset. Front Immunol 2014; doi: 10. 3389/fimmu.2014:00630.
5. So T, Nagashima H, Ishii N: TNF receptor-associated factor (TRAF) signaling network in CD4+ T-lymphocytes. Tohoku J Exp Med 2015; 236: 139-154.
6. Tripathi SK, Lahesmaa R: Transcriptional and epigenetic regulation of T-helper lineage specification. Immunol Rev 2014; 261: 62-83.
7. Kaplan MH: Th9 cells: differentiation and disease. Immunol Rev 2013; 252: 104-115.
8. Zhao P, Xiao X, Ghobrial RM, Li XC: IL-9 and Th9 cells: progress and challenges. Intern Immunol 2013; 25: 547-551.
9. Murugaiyan G, Beynon V, Da Cunha AP et al.: IFN-γ limits Th9 – mediated autoimmune inflammation through dendritic cell modulation of IL-27. J Immunol 2012; 189: 5277-5283.
10. Jabeen R, Kaplan MK: The symphony of the ninth: the development and function of Th9 cells. Curr Opin Immunol 2012; 24: 303-307.
11. Hoppenot D, Malauskas K, Lavinskienie S et al.: Peripheral blood Th9 cells and eosinophil apoptosis in asthma patients. Medicina 2015; 51: 10-17.
12. Leng RX, Pan HF, Ye DQ, Xu Y: Potential roles of IL-9 in the pathogenesis of systemic lupus erythrematosus. Am J Clin Exp Immunol 2012; 1: 28-32.
13. Ruocco G, Rossi S, Motta C et al.: T helper 9 cells induced by plasmocytoid dendritic cells regulate IL-17 in multiple sclerosis. Clin Sci 2015; 129: 291-303.
14. Dardalhon V, Collins M, Kuchroo VK: Physical attraction of Th9 in skin deep. Ann Transl Med 2015; 3: 74-77.
15. Lu Y, Hong S, Li H et al.: Th9 cells promote antitumor immune responses in vivo. J Clin Invest 2012; 122: 4160-4171.
16. Lu Y, Yi Q: Utilizing Th9 cells as a novel therapeutic strategy for malignancies. Oncoimmunology 2013; 2: dx. doi: org/10.4161/onci23084.
17. Muranski P, Restifo NP: Essentials of Th17 cell commitment and plasticity. Blood 2013; 121: 2402-2414.
18. Sethi A, Kulkami N, Sonar S et al.: Role of miRNAs in CD4 T cell plasticity during inflammation and tolerance. Front Genet 2013; doi: 10.3389/fgene.2013,00008.
19. Abdoli R, Najafian N: T helper cells fate mapping by costimulatory molecules and its functions in allograft rejection and tolerance. Int J Org Transplant Med 2014; 5: 97-107.
20. Bixler S, Mattapallil J: Loss and dysregulation of Th17 cells during HIV infection. Clin Develop Immunol 2013; dx. doi.org/10.1155/2013 852418.
21. Mc Geachy MJ: Th17 memory cells. J Leukoc Biol 2013; 94: 921-926.
22. Yu S, Liu C, Li L: Inactivation of Notch signaling reverses the Th17/Treg imbalance in cells from patients with immune thrombocytopenia. Lab Invest 2015; 95: 157-167.
23. Zambrano-Zagaroza JF, Romo-Martinez EJ, Duran-Aveler MJ et al.: The cells in autoimmune and infectious disease. Int J Inflamm 2014; dx. doi.org/10,1155/2014/651503.
24. Ye J, Livergood RS, Pen G: The role and regulation of human Th17 cells in tumor immunity. Am J Pathol 2013; 182: 10-20.
25. Bailey SR, Nelson MH, Himes RA et al.: Th17 in cancer : the ultimate and identity crisis. Front Immunol 2014; dx.doi 10.3389/fimmu.2014.00276.
26. Tian T, Sun Y, Li M et al.: Increased Th22 cells as well as Th17 cells in patients with adult T-cell acute lymphoblastic leukemia. Clin Chim Acta 2013; 426: 108-113.
27. Chen P, Wang M, Li M et al.: The alteration and clinical significance of Th22/Th17/Th1 cells in patients with chronic myeloid leukemia. J Immunol Res 2015; dx. doi.org/10.1155/2015/416123.
28. Jadidi-Niaragh F, Mirshafiey A: The deviated balance between regulatory T cell and TH17 in autoimmunity. Immunopharmacol Immunotoxicol 2012; 34: 727-739.
29. Zhang N, Pan HF, Ye DQ: Th22 in inflammatory and immune disease, prospects for therapeutic intervention. Moll Cell Biochem 2011; 353: 41-46.
30. Kuang DM, Xiao X, Zhao Q et al.: B-7-H1 expressing antigen – presenting cells mediate polarization of protumorigenic Th22 subset. J Clin Invest 2014; 124: 4657-4671.
31. Xu H, Wang X, Veazey RS: Th17 cells coordinate with Th22 cells in maintaining homeostasis of intestinal tissues. J AIDS Clin Res 2014; 5: pii 302.
32. Fuita H: The role of IL-22 and Th22 cells in human skin. J Dermat Sci 2013; 72: 3-8.
33. Azizi G, Pouyani MR, Navabi S et al.: The newly identified Th22 cell lodge in leukemia. Int J Jematol-Oncol Stem cell Res 2015; 9: 143-151.
34. Wang M, Chen P, Jia Y et al.: Elevated Th22 as well as Th17 cells associated with therapeutic outcome and clinical stage are potential targets in patients with multiple myeloma. Oncotarget 2015; 20: 17958-17967.
35. Moser B: CXCR5, the defining marker for follicular B helper T (Tfh) cells. Front Immunol 2015; 6: 296. doi: 10.3389/fimmu2015.00296.
36. Suh WK: Life of T follicular helper cells. Mol Cells 2015: 38: 195-201.
37. Liu X, Nurieva R, Dong C: Transcriptional regulation of follicular T-helper (Tfh) cells. Immunol Rev 2013; 252: 139-145.
38. Park HJ, Kim DH, Lim SH et al.: Insights into the role of follicular helper T cells in autoimmunity. Immune Network 2014; 14: 21-29.
39. Ise W, Inoue T, McLachlan JB et al.: Memory B cells contribute to rapid BCL6 expression by memory follicular helper T cells. PNAS 2014; 111: 11792-11797.
40. Chavele KM, Merry E, Ehrenstein MR: Circulating plasmablasts induce the differentiation of human Tfh cells. J Immunol 2015; 194: 2462-2485.
41. Ame-Thomas P, Hoeller S, Artchouinin C et al.: Cd10 delineates asubset of human IL-4 producing follicular helper T cells involved in the survival of follicular lymphoma B cells. Blood 2015; 125: 2381-2385.
42. Parreau M, Savoye AL, De Crignis E et al.: Follicular helper T cells serve as the major CD4 T cell compartment for HIV-1 infection and production. J Exp Med 2013; 210: 143-156.
43. Martinez-Sanchez ME, Mendoza L, Willarreal C et al.: A minimal regulatory network of extrinsic and intrinsic factors recovers observed patterns of CD4+ T cell differentiation and plasticity. PLOS Comput Biology 2015; doi: 10.137/journal.pcbi.1004324.
44. Brucklacher-Waldert V, Carr EJ, Linterman MA et al.: Cellular plasticity of CD4+ T cells in the intestine. Front Immunol 2014; doi: 10.3389/fimmu.2014.00488.
45. Cosmi L, Maggi L, Santarlasci V et al.: T helper cells plasticity in inflammation. Cytometry Part A 2014; 85A: 36-42.
46. Hirota H, Turner JE, Vilha M et al.: Th17 cell plasticity in Peyer’s patches is responsible for induction of T cell-dependent IgA responses. Nat Immunol 2013; 14: 372-379.
47. Hirahara K, Poholek A, Vahedi G et al.: Mechanisms underlaying helper T cell plasticity: implications for immune mediate disease. J Allergy Clin Immunol 2013; 131: 1276-1287.
48. Gagliani N, Vesely MC, Issepon A et al.: Th17 cells transdifferentiation into regulatory T cells during resolution of inflammation. Nature 2015; 523: 221-225.
otrzymano: 2016-01-04
zaakceptowano do druku: 2016-01-29

Adres do korespondencji:
*Joanna Kopeć-Szlęzak
ul. Bajońska 5 m. 1, 03-963 Warszawa
tel. +48 (22) 617-88-37
jszlez@poczta.onet.pl


Postępy Nauk Medycznych 2/2016
Strona internetowa czasopisma Postępy Nauk Medycznych