Thymická sestra - Thymic nurse cell

Thymické sesterské buňky (TNC) jsou velké epiteliální buňky nacházející se v kůra z brzlík a také v kortiko-medulární spojce.[1] Mají vlastní jádro a je známo, že se internalizují thymocyty prostřednictvím prodloužení plazmatické membrány.[1][2] Buněčné povrchy TNC a jejich cytoplazmatické vakuoly vyjádřit MHC třída I. a MHC třídy II antigeny. Interakce těchto antigenů s vyvíjejícími se thymocyty určuje, zda thymocyty procházejí pozitivní nebo negativní selekcí.[2]

Struktura a funkce

Thymic nurse cells (TNC) jsou subpopulací kortikální thymické epiteliální buňky (cTEC).[3] pH91, což je TNC specifické monoklonální protilátka, které lze použít k identifikaci TNC.[2] Sesterské buňky thymic exprimují antigeny MHC třídy I i II,[3][4] a nacházejí se v kortiko-medulární spojce kromě kortexu brzlíku.

Sesterské buňky brzlíku v kortiko-medulární spojce se vyjadřují cytokeratin 5 (K5) a cytokeratin 8 (K8), zatímco ty v kůře exprimují pouze cytokeratin 8.[2] Thymické sesterské buňky exprimující pouze cytokeratin 5 nebyly dosud identifikovány. Hendrix et. al. ve své studii zjistili, že čtvrtina z ošetřovatelských buněk izolovaných z myší byla dvojitě pozitivní pro K5 a K8, zatímco zbytek z nich byl pozitivní pouze pro K8.[2]

Prodloužení plazmatické membrány z thymických ošetřovacích buněk tvoří strukturu podobnou kleci, která zachycuje (Hendrix et. Al., 2010) trojité pozitivní T buňky, αβTCRnízkýCD4+CD8+ v prostorech vytvořených vzájemným propojením membrány. Některé z těchto T buněk si zachovávají svoji mobilitu a podléhají zrání do vývojového stadia αβTCRvysokýCD69+; poté jsou uvolněny z komplexu TNC.[2] Bylo zjištěno, že uzavřené thymocyty zůstávají neporušené a zachovávají si metabolické i mitotické aktivity i přes nedostatek kontaktu s extracelulárním prostředím.[5][6]

Ačkoli se původně předpokládalo, že se účastní pouze pozitivní selekce, nyní byly objeveny thymické ošetřovatelské buňky, které usnadňují také negativní selekci thymocytů.[7][2] Negativní selekce se týká degradace thymocytů a bylo zjištěno, že k ní dochází pomocí lysozomy. Lysosomy jsou přítomny v blízkosti jádra v cytoplazmě TNC.[7] Pokud jsou internalizované thymocyty vybrány pro negativní selekci, vakuoly obsahující thymocyty se posunou blíže k oblasti s lysozomy a nakonec fúzují s lysozomy. To vede k degradaci T buněk ve vakuolách.[7] Bylo také zjištěno, že makrofágy se aktivně pohybují dovnitř a ven z vakuol uvnitř TNC v době vysoké apoptotické aktivity, což naznačuje jejich účast na eliminaci negativně vybraných T lymfocytů.[8]

Omezení MHC v rámci TNC

Zda thymocyty podstoupí pozitivní nebo negativní selekci, se určí pomocí Omezení MHC, který se týká interakce mezi αβTCR (αβ T buněčný receptor) T buněk a MHC antigeny na buňky prezentující antigen.[2][9][10]

Tato role omezení MHC byla pozorována ve studii provedené Martinez et. u HY-TCR transgenních myší. Protože HY je mužský specifický antigen, lze očekávat, že vyvíjející se thymocyty podstoupí degradaci u mužů, ale ne u žen. Bylo však zjištěno, že muži i ženy obsahují TNC.[9] Dále bylo zjištěno, že TNC samic myší obsahovalo pětkrát více thymocytů než myších samců a méně než 4% z nich byly apoptotické ve srovnání s téměř 50% u samců TNC. Rovněž téměř 90% všech thymocytů extrahovaných z ženských TNC bylo shledáno dvojitým pozitivním (CD4+CD8+), zatímco žádný takový fenotyp nebyl přítomen v mužských sesterských buňkách brzlíku. Jelikož ne všechny thymocyty internalizované TNC prošly apoptotickými cestami, bylo použito k závěru, že thymické sesterské buňky jsou zapojeny do restrikčního procesu MHC.[9]

Bylo navrženo, aby došlo k negativní selekci, když aβTCR ve vyvíjejících se T buňkách interaguje s MHC přítomným na buňkách prezentujících antigen, jako je dendritické buňky a makrofágy se silnými afinitami, které pak vedou T buňky dolů apoptotickou cestou uvnitř TNC. Podobně extrémně slabé afinity vedou ke smrti T lymfocytů zanedbáním. Pouze meziproduktová afinitní interakce mezi αβTCR T buněk a MHC antigeny v TNC vede k pozitivní selekci.[2][8][11]

Příjem thymocytů

Thymické kortikální buňky se vstřebávají brzy thymocyty migrace z kostní dřeň do brzlíku a tvoří komplexy thymocyt-TNC. Bylo zjištěno, že vytváření prstovitých projekcí usnadňuje toto vychytávání; což také vyžaduje účast membránových a cytoskeletových proteinů TEC a thymocytů. Ostatní hráči, kteří tento proces zprostředkovávají, jsou ICAM-1, což je buňka adhezní molekula nachází se na povrchu vakuol a TNC a dalších extracelulárních glykoproteinů fibronektin, laminin a kolagen typu IV, které vyrábí TNC.[3]

Podobně cytoplazmatické vakuoly přítomné v cytoplazmě v blízkosti membránové sítě také usnadňují příjem thymocytů, které byly negativně vybrány, aby podstoupily apoptóza.[2]

Molekuly jako gal-3 (Galectin-3) a gal-1 (Galectin-1) mají naopak antagonistické účinky. Inhibují interakci thymocytů / TEC a ovlivňují pohyb thymocytů do a z TNC, zejména zvýšením uvolňování thymocytů z TNC.[3]

Thymocyty v TNC

Inkubace TNC při 37 ° C v tkáňové kultuře uvolňuje thymocyty (TNC-T) přítomné v ní.[12][13] Inkubace TNC při 4 ° C nebo teplotě místnosti inhibuje uvolňování TNC-T. Inkubace TNC při 37 ° C v přítomnosti 0,1% azidu sodného zabraňuje uvolňování TNC-T zevnitř, i když jsou TNC-T životaschopné. To naznačuje, že metabolická aktivita komplexu epiteliálního thymocytů je nezbytná pro uvolňování TNC-T.

TNC-T jsou funkčně vyspělé než ty, které jsou mimo TNC (ET).[12][14][15] Na rozdíl od ET proliferují myší TNC-T buňky po stimulaci aloantigenem [12][13][14][15], mitogen [13] a pomáhají B buňkám vytvářet protilátky[14] při testování v experimentech s tkáňovými kulturami. Kuřecí TNC-T buňky vykazují větší reaktivitu štěpu proti hostiteli než T buňky nebo ET buňky v periferní krvi, když byly TNC z jednoho kmene kuřete umístěny na vaječnou choriallantoickou membránu jiného kmene kuřete s odlišným MHC antigenem [15]. Na základě pozorování, že TNC obsahuje funkčně dospělou populaci TNC-T [12][13][14][15] a elektronové mikroskopické studie naznačující, že TNC jsou lokalizovány v těsné blízkosti krevních kapilár jak v kůře, tak v kortiko-medulární oblasti brzlíku, Vakharia & Mitchison předpokládali, že TNC-T jsou potenciální emigrantské buňky brzlíku.[13][14]

Poznámky

  1. ^ A b Ritter, M. A., C. A. Sauvage a S. F. Cotmore. „Mikroprostředí lidského brzlíku: in vivo identifikace ošetřovatelských buněk brzlíku a dalších antigenně odlišných subpopulací epiteliálních buněk.“ Immunology 44,3 (1981): 439.
  2. ^ A b C d E F G h i j Hendrix, Tonya M. a kol. "Thymic Nurse Cells vykazují epitelový progenitorový fenotyp a vytvářejí jedinečný extracytoplazmatický membránový prostor pro výběr thymocytů." Buněčná imunologie 261.2 (2010): 81–92. PMC. Web. 6. února 2017
  3. ^ A b C d Gameiro, Jacy, Patrícia Nagib a Liana Verinaud. „Mikroprostředí brzlíku při regulaci diferenciace thymocytů.“ Adheze a migrace buněk 4.3 (2010): 382-390.
  4. ^ Nakagawa, Yasushi et al. "Thymic Nurse Cells poskytují mikroprostředí pro sekundární receptory T buněk Α přeskupení v kortikálních thymocytech." Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických 109,50 (2012): 20572–20577. PMC. Web. 6. února 2017.
  5. ^ Wekerle, H. A. R. T. M. U. T., U. P. Ketelsen a M. A. R. T. I. N. Ernst. „Thymic nurse cells. Komplexy lymfoepiteliálních buněk v myších brzlících: morfologická a sérologická charakterizace.“ Journal of Experimental Medicine 151.4 (1980): 925-944.
  6. ^ Ritter, M. A., C. A. Sauvage a S. F. Cotmore. „Mikroprostředí lidského brzlíku: in vivo identifikace sesterských buněk brzlíku a dalších antigenně odlišných subpopulací epiteliálních buněk.“ Imunologie 44.3 (1981): 439.
  7. ^ A b C Samms, Michael a kol. „Lysosomem zprostředkovaná degradace apoptotických thymocytů v thymických sesterských buňkách.“ Buněčná imunologie 197.2 (1999): 108-115.
  8. ^ A b Reyes García, María Guadalupe a Fernando García Tamayo. „Význam kontrolních buněk a regulačních buněk při kontrole odpovědí T lymfocytů.“ BioMed Research International 2013 (2012).
  9. ^ A b C Martinez, Marcia a kol. „Mnohobuněčné komplexy thymických sesterských buněk u transgenních myší HY-TCR prokazují jejich asociaci s omezením MHC.“ Experimental Biology and Medicine 232.6 (2007): 780-788.
  10. ^ Ohigashi, Izumi, Mina Kozai a Yousuke Takahama. „Vývoj a vývojový potenciál kortikálních epiteliálních buněk brzlíku.“ Imunologické recenze 271,1 (2016): 10-22.
  11. ^ C Guyden, J., et al. „Thymic Nurse Cells Participant in Heterotypic Internisation and Repertoire Select of Immature Thymocytes; their Removal from the Thymus of Autoimmune Animals may be important to Disease Etiologie.“ Současná molekulární medicína 15.9 (2015): 828-835.
  12. ^ A b C d Vakharia D.D. „Demonstrace keratinových vláken v thymických ošetřovatelských buňkách (TNC) a aloreaktivita TNC-T buněk.“ Thymus 5.1 (1983): 43-52.
  13. ^ A b C d E Dilip Dwarkadas Vakharia. "Thymic Nurse Cells in the Mouse." Disertační práce, UCL, Velká Británie (1983): 1-205.https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.759963
  14. ^ A b C d E Vakharia DD, Mitchison NA. „Aktivita pomocných T buněk prokázána thymickými sesterskými T buňkami (TNC-T).“ Immunology 51,7 (1984): 269-273.
  15. ^ A b C d Penninger J, Hála K, Wick G. „Inrathymické sesterské lymfocyty mohou vyvolat specifickou reakci štěpu proti hostiteli.“ J Exp Med 172,2 (1990): 521-529.