Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Определенные участки человеческого тела обладают иммунной привилегией , что означает, что они способны переносить введение антигенов, не вызывая воспалительного иммунного ответа. Тканевые трансплантаты обычно распознаются организмом как чужеродные антигены и подвергаются атаке со стороны иммунной системы . Однако в привилегированных иммунных зонах тканевые трансплантаты могут выжить в течение продолжительных периодов времени без отторжения . [1] Иммунологически привилегированные сайты включают:

Также считается, что иммунная привилегия в некоторой степени возникает или может быть индуцирована в суставном хряще . [2] [3] [4] Когда-то считалось, что это также относится к мозгу , но теперь известно, что это неверно, поскольку было показано, что иммунные клетки ЦНС способствуют поддержанию нейрогенеза и способности к пространственному обучению в совершеннолетие. [5]

Иммунная привилегия считается эволюционной адаптацией для защиты жизненно важных структур от потенциально разрушительного воздействия воспалительного иммунного ответа. Воспаление мозга или глаза может привести к потере функции органа, а иммунные реакции, направленные против плода, могут привести к выкидышу .

С медицинской точки зрения это используется при трансплантации роговицы [6] , а также при трансплантации мениска коленного сустава. [7]

Механизмы [ править ]

Было обнаружено, что антигены из привилегированных иммунных регионов взаимодействуют с Т-клетками необычным образом: вызывая толерантность к обычно отклоняемым стимулам. [8] Иммунные привилегии превратились в активный, а не пассивный процесс.

Физические структуры, окружающие привилегированные участки, вызывают недостаток лимфатического дренажа, ограничивая способность иммунной системы проникать в эти участки . К другим факторам, которые способствуют поддержанию иммунных привилегий, относятся:

Характер изоляции иммунологически привилегированных участков от остальной части иммунной системы организма может привести к тому, что они станут мишенями аутоиммунных заболеваний или состояний, включая симпатическую офтальмию в глазу.

Иммунологически привилегированные сайты [ править ]

Глаз [ править ]

Основная статья: Глазная иммунная система

Помимо механизмов, которые ограничивают проникновение иммунных клеток и вызывают подавление иммунитета, в глазу содержатся активные иммунные клетки, которые действуют при обнаружении чужеродных антигенов. Эти клетки взаимодействуют с иммунной системой, вызывая необычное подавление реакции системной иммунной системы на антиген, введенный в глаз. Это известно как иммунное отклонение, связанное с передней камерой (ACAID). [11] [12]

Симпатическая офтальмия - редкое заболевание, которое возникает в результате изоляции глаза от системной иммунной системы. Обычно травма одного глаза вызывает высвобождение глазных антигенов, которые распознаются и улавливаются местными антигенпрезентирующими клетками (APC), такими как макрофаги и дендритные клетки . Эти APC переносят антиген к местным лимфатическим узлам, где они отбираются Т-клетками и В-клетками . Попадая в системную иммунную систему, эти антигены распознаются как чужеродные, и против них устанавливается иммунный ответ. Результатом является сенсибилизация иммунных клеток против собственного белка, вызывающая аутоиммунную атаку как на поврежденный, так и на неповрежденный глаз. [8]

Таким образом, собственность с иммунными привилегиями вместо этого работает против глаз. Т-клетки обычно сталкиваются с аутоантигенами во время своего развития, когда они перемещаются в лимфатические узлы, дренирующие ткань . Анергияиндуцируется в Т-клетках, которые связываются с аутоантигенами, дезактивируя их и предотвращая аутоиммунный ответ в будущем. Однако физическая изоляция глазных антигенов приводит к тому, что Т-клетки организма никогда не сталкивались с ними во время развития. Исследования на мышах показали, что отсутствие представления глазных аутоантигенов специфическим Т-клеткам не может вызвать достаточную анергию по отношению к аутоантигенам. В то время как недостаточной презентации антигена (из-за физических барьеров) достаточно для предотвращения активации аутореактивных иммунных клеток глаза, неспособность вызвать достаточную анергию к Т-клеткам имеет пагубные результаты. В случае повреждения или случайного проявления иммунной системы презентация антигена и иммунный ответ будут происходить с повышенной скоростью. [13]

Плацента и плод [ править ]

Основная статья: Иммунная толерантность при беременности

Иммунная система матери способна обеспечить защиту от микробных инфекций, не вызывая иммунного ответа против тканей плода, экспрессирующих аллоантигены, унаследованные от отца . Лучшее понимание иммунологии беременности может привести к обнаружению причин выкидыша .

Регуляторные Т-клетки (Tregs), по-видимому, важны для поддержания толерантности к антигену плода. Повышенное количество Treg обнаруживается во время нормальной беременности. И на мышах, и на людях уменьшение количества Treg было связано с иммунологическим отторжением плода и выкидышем. Эксперименты на мышах по переносу CD4 + / CD25 + Treg-клеток от нормальных беременных мышей животным, склонным к абортам, привели к предотвращению абортов. [14] Это подтвердило важность этих клеток в поддержании иммунных привилегий в утробе матери.

Существует ряд теорий относительно точного механизма, с помощью которого поддерживается толерантность плода. В недавней литературе [15] было предложено, что толерантное микроокружение создается на границе раздела между матерью и плодом регуляторными Т-клетками, производящими «толерантные молекулы». Эти молекулы, включая гемоксигеназу 1 (HO-1), фактор ингибирования лейкемии (LIF), трансформирующий фактор роста β (TGF-β) и интерлейкин 10 (IL-10), все участвуют в индукции иммунной толерантности. Foxp3 и нейропиллин являются маркерами, экспрессируемыми регуляторными Т-клетками, с помощью которых они идентифицируются.

Яички [ править ]

Основная статья: Иммунология яичек

Сперматозоиды иммуногенны, то есть они вызывают аутоиммунную реакцию, если их пересадить из яичка в другую часть тела. Это было продемонстрировано в экспериментах на крысах Lansteiner (1899) и Metchinikoff (1900), [16] [17], мышах [18] и морских свинках. [19] Вероятная причина их иммуногенности или, скорее, антигенности заключается в том, что сперматозоиды впервые созревают в период полового созревания, после того, как центральная толерантность установлена, поэтому организм распознает их как чужеродные и вызывает иммунную реакцию против них. [20] Следовательно, в этом органе должны существовать механизмы их защиты, чтобы предотвратить любую аутоиммунную реакцию. Вгематоэнцефалический барьер может способствовать сохранению сперматозоидов. Однако в области тестикулярной иммунологии считается, что гемато-яичковый барьер не может объяснить полное подавление иммунитета в яичках из-за (1) его неполноты в области, называемой ретенционным яичком [17] и (2) присутствия иммуногенных молекул вне гемато-семенникового барьера, на поверхности сперматогониев . [16] [17] Клетки Сертоли играют решающую роль в защите сперматозоидов от иммунной системы. Они создают клеточный барьер Сертоли, который дополняет барьер между кровью и яичками. [21] Защита обеспечивается плотными соединениями., которые появляются между двумя соседними клетками Сертоли. [22] Другой механизм, который, вероятно, защищает сперму, - это подавление иммунных ответов в яичках. [23] [24]

Центральная нервная система [ править ]

Центральная нервная система (ЦНС), которая включает в себя головную и спинной мозг, является чувствительной системой с ограниченной способностью к регенерации . В связи с этим когда-то считалось, что концепция «иммунных привилегий» в ЦНС имеет решающее значение для ограничения воспаления. Гематоэнцефалический барьер играет важную роль в поддержании отделения ЦНСА от системной системы иммунитета , но наличие гематоэнцефалического барьера, не по себе, обеспечивает иммунную привилегию. [25] Считается, что иммунные привилегии в ЦНС различаются по разным частям системы, наиболее ярко проявляясь в ткани паренхимы или «белом веществе». [25]

Однако за последние два десятилетия концепция ЦНС как системы органов с «иммунными привилегиями» подвергалась огромному сомнению и переоценивалась. Текущие данные не только указывают на присутствие резидентных макрофагов ЦНС (известных как микроглия ) в ЦНС, но также есть множество доказательств, свидетельствующих об активном взаимодействии ЦНС с периферическими иммунными клетками. [26]

Обычно в нормальной (неповрежденной) ткани антигены поглощаются антигенпрезентирующими клетками ( дендритными клетками ) и впоследствии транспортируются к лимфатическим узлам. В качестве альтернативы растворимые антигены могут стекать в лимфатические узлы. Напротив, в ЦНС дендритные клетки, как полагают, не присутствуют в нормальной паренхиматозной ткани или периваскулярном пространстве, хотя они присутствуют в мозговых оболочках и сосудистых сплетениях . [25] Таким образом, считается, что способность ЦНС доставлять антигены к локальным лимфатическим узлам и вызывать активацию Т-клеток ограничена. [27]

Хотя в ЦНС нет обычной лимфатической системы, был продемонстрирован отток антигенов из ткани ЦНС в шейные лимфатические узлы. Реакция лимфатических узлов на антигены ЦНС смещена в сторону В-клеток. Было обнаружено, что дендритные клетки из спинномозговой жидкости мигрируют в В-клеточные фолликулы шейных лимфатических узлов. [28] Смещение ответа на антиген ЦНС в сторону гуморального ответа означает, что можно избежать более опасного воспалительного ответа Т-клеток.

Ранее была показана индукция системной толерантности к антигену, введенному в ЦНС. [29] Это было замечено в отсутствии опосредованной Т-клетками воспалительной «реакции гиперчувствительности замедленного типа» (DTH), когда антиген был повторно введен в другую часть тела. Этот ответ аналогичен ACAID в глазах.

Клинические применения [ править ]

Существует большой потенциал для использования молекулярных механизмов, присутствующих в привилегированных иммунных зонах, при трансплантации, особенно аллотрансплантации . По сравнению с кожными аллотрансплантатами, которые отторгаются почти в 100% случаев, аллотрансплантаты роговицы долго сохраняются в 50-90% случаев. Привилегированные иммунные трансплантаты выживают даже без иммуносупрессии , которая обычно применяется к различным реципиентам ткани / органа. [30] Исследования показывают, что использование иммунного отклонения, связанного с передней камерой (ACAID), водянистой влаги и ее противовоспалительных свойств, а также индукции регуляторных Т-клеток (Treg) может привести к увеличению выживаемости аллотрансплантатов. [31]

Другой вариант использования иммунной привилегии - генная терапия . Клетки Сертоли уже использовались в исследованиях для производства инсулина у живых мышей с диабетом. Клетки Сертоли были генетически сконструированы с использованием рекомбинантного лентивируса для производства инсулина, а затем трансплантированы мышам. Несмотря на то, что результаты были краткосрочными, исследовательская группа установила, что можно использовать генно-инженерные клетки Сертоли в клеточной терапии [32].

Клетки Сертоли также использовались в экспериментах для их иммуносупрессивной функции. Их использовали для защиты и выращивания островков, вырабатывающих инсулин, для лечения диабета I типа . Использование клеток Сертоли значительно увеличило выживаемость пересаженных островков. Однако необходимо провести больше экспериментов, прежде чем этот метод может быть опробован в медицине как часть клинических испытаний. [33] В другом исследовании на мышах с диабетом II типа и тучных мышах трансплантация микрокапсулированных клеток Сертоли в подкожные жировые отложения в брюшной полости привела к возвращению нормального уровня глюкозы у 60% животных. [34]

История исследований [ править ]

Существование иммунных привилегированных областей глаза было признано еще в конце 19 века и исследовано Питером Медаваром . [35] Первоначальное объяснение этого явления заключалось в том, что физические барьеры вокруг привилегированного иммунного сайта позволяли ему полностью избежать обнаружения со стороны иммунной системы, не позволяя иммунной системе реагировать на любые присутствующие антигены. Более поздние исследования выявили ряд различных механизмов, с помощью которых иммунные привилегированные участки взаимодействуют с иммунной системой.

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Хонг С., Ван Каер Л. (ноябрь 1999 г.). «Иммунная привилегия: следить за естественными Т-клетками-киллерами» . Журнал экспериментальной медицины . 190 (9): 1197–200. DOI : 10,1084 / jem.190.9.1197 . PMC  2195673 . PMID  10544192 .
  2. ↑ Sun Z, Zhang M, Zhao XH, Liu ZH, Gao Y, Samartzis D, Wang HQ, Luo ZJ (2013). «Иммунные каскады межпозвоночного диска человека: плюсы и минусы» . Международный журнал клинической и экспериментальной медицины . 6 (6): 1009–1014. PMC 3657352 . PMID 23696917 .  
  3. ^ Fujihara Y, Такато Т, Хоши К (2014). «Макрофаг-индуцирующий FasL на хондроцитах формирует иммунную привилегию в инженерии хрящевой ткани, усиливая регенерацию in vivo» . Стволовые клетки . 32 (2): 1208–1219. DOI : 10.1002 / stem.1636 . PMID 24446149 . 
  4. ^ Abazari A, Jomha Н.М., Эллиот JA, McGann LE (2013). «Криоконсервация суставного хряща» . Криобиология . 66 (3): 201–209. DOI : 10.1016 / j.cryobiol.2013.03.001 . PMID 23499618 . 
  5. ^ Зив, Y.et аль (2006). Nature Neuroscience, Иммунные клетки способствуют поддержанию нейрогенеза и способности к пространственному обучению во взрослом возрасте 9, 268 - 275.
  6. ^ Нидеркорн, Джерри У. (2017-01-27). «Трансплантация роговицы и иммунные привилегии» . Международные обзоры иммунологии . 32 (1): 57–67. DOI : 10.3109 / 08830185.2012.737877 . ISSN 0883-0185 . PMC 3885418 . PMID 23360158 .   
  7. ^ Garrett JC, Steensen RN, Stevensen RN (1991). «Трансплантация мениска коленного сустава человека: предварительный отчет». Артроскопия: журнал артроскопической и родственной хирургии . 7 (1): 57–62. DOI : 10.1016 / 0749-8063 (91) 90079-D . PMID 2009121 . 
  8. ^ a b Джейнвей, CAJr., Трэверс, П., Уолпорт, М., Шломчик. MJ (2005). ImmunoBiology, иммунная система в здоровье и болезни 6-е издание. Наука о гирляндах.
  9. ^ «Аутоиммунитет» . webMIC 419: Иммунология . Университет Аризоны. Архивировано из оригинала на 2003-06-10.
  10. ↑ Green DR, Ware CF (июнь 1997 г.). «Фас-лиганд: привилегия и опасность» . Proc Natl Acad Sci USA . 94 (12): 5986–90. Bibcode : 1997PNAS ... 94.5986G . DOI : 10.1073 / pnas.94.12.5986 . PMC 33671 . PMID 9177153 .  
  11. ^ Кейно Н, Такеучи М, Kezuka Т, Т Хаттори, Узуи М, Тагучи О, Streilein JW, Штейна-Streilein J (март 2006 г.). «Индукция глазной толерантности не зависит от встречающихся в природе регуляторных CD4 + CD25 + Т-клеток» . Исследовательская офтальмология и визуализация . 47 (3): 1047–55. DOI : 10.1167 / iovs.05-0110 . PMID 16505040 . 
  12. ^ Streilein JW, Stein-Streilein J (2002). «Иммунное отклонение, связанное с передней камерой (ACAID): регуляция, биологическая значимость и значение для терапии». Международные обзоры иммунологии . 21 (2–3): 123–52. DOI : 10.1080 / 08830180212066 . PMID 12424840 . S2CID 40690072 .  
  13. ^ Ламбе Т., Люнг Дж. С., Ферри Х, Бурье-Джонс Т., Макинен К., Крокфорд Т.Л., Цзян Х.Р., Никерсон Дж. М., Пелтонен Л., Форрестер СП, Корнолл Р. Дж. (2007). «Ограниченная анергия периферических Т-клеток предрасполагает к аутоиммунитету сетчатки» . Журнал иммунологии . 178 (7): 4276–4283. DOI : 10.4049 / jimmunol.178.7.4276 . PMID 17371984 . 
  14. ^ Zenclussen AC (2006). «Регуляторные Т-клетки при беременности». Семинары Springer по иммунопатологии . 28 (1): 31–39. DOI : 10.1007 / s00281-006-0023-6 . PMID 16838178 . S2CID 40735131 .  
  15. ^ Zenclussen AC, Шумахер A, Zenclussen ML, Wafula P, Volk HD (апрель 2007). «Иммунология беременности: клеточные механизмы, обеспечивающие выживание плода в материнской матке». Обзоры экспертов в области молекулярной медицины . 9 (10): 1–14. DOI : 10.1017 / S1462399407000294 . PMID 17462112 . 
  16. ↑ a b Hedger MP, Hales DB (2006). «Иммунофизиология мужского репродуктивного тракта». В Neill JD (ред.). Кнобил и физиология репродукции Нилла . Эльзевир. С. 1195–1286. ISBN 978-0-12-515401-7.
  17. ^ a b c Fijak M, Meinhardt A (2006). «Яички в иммунной привилегии» . Immunol Rev . 213 (1): 66–81. DOI : 10.1111 / j.1600-065X.2006.00438.x . PMID 16972897 . S2CID 3048709 .  
  18. ^ Коно S, Муньос JA, Williams TM, Teuscher C, Bernard CC, Tung KS (1983). «Иммунопатология экспериментального аллергического орхита мышей». J. Immunol . 130 (6): 2675–2682. PMID 6682874 . 
  19. ^ Teuscher C, Дикий GC, Tung KS (1982). «Иммунохимический анализ аутоантигенов спермы морских свинок» . Биол. Репродукция . 26 (2): 218–229. DOI : 10.1095 / biolreprod26.2.218 . PMID 7039703 . 
  20. ^ Каур, Гурвиндер; Томпсон, Леа Энн; Дюфур, Джаннетт М. (01.06.2014). «Клетки Сертоли - иммунологические дозорные сперматогенеза» . Семинары по клеточной биологии и биологии развития . Регуляция сперматогенеза, часть II и репликация ДНК. 30 : 36–44. DOI : 10.1016 / j.semcdb.2014.02.011 . PMC 4043859 . PMID 24603046 .  
  21. ^ Каур, Гурвиндер; Томпсон, Леа Энн; Дюфур, Джаннетт М. (27 января 2017 г.). «Клетки Сертоли - иммунологические датчики сперматогенеза» . Семинары по клеточной биологии и биологии развития . 0 : 36–44. DOI : 10.1016 / j.semcdb.2014.02.011 . ISSN 1084-9521 . PMC 4043859 . PMID 24603046 .   
  22. ^ Mital, Payal; Хинтон, Барри Т .; Дюфур, Джаннетт М. (01.05.2011). «Барьеры кровь-яички и кровь-придаток яичка - это больше, чем просто их плотные соединения» . Биология размножения . 84 (5): 851–858. DOI : 10.1095 / biolreprod.110.087452 . ISSN 1529-7268 . PMC 4574632 . PMID 21209417 .   
  23. Перейти ↑ Kern S, Robertson SA, Mau VJ, Maddocks S (1995). «Секреция цитокинов макрофагами в семенниках крысы» . Биол. Репродукция . 53 (6): 1407–1416. DOI : 10.1095 / biolreprod53.6.1407 . PMID 8562698 . 
  24. ^ О'брайан М.К., Gerdprasert O, Николич-Патерсон DJ, Meinhardt A, Muir JA, Фоулдс LM, Phillips DJ де Kretser DM, Hedger MP (2005). «Профили цитокинов в семенниках крыс, получавших липополисахарид, выявляют локальное подавление воспалительных реакций» . Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol . 288 (6): R1744 – R1755. DOI : 10,1152 / ajpregu.00651.2004 . PMID 15661966 . S2CID 15841104 .  
  25. ^ a b c Galea I, Bechmann I, Perry VH (январь 2007 г.). «Что такое иммунная привилегия (не)?». Направления иммунологии . 28 (1): 12–8. DOI : 10.1016 / j.it.2006.11.004 . PMID 17129764 . 
  26. ^ Carson MJ, Doose JM, Мельхиор B, Schmid CD, Плуа CC (октябрь 2006). «Иммунитет ЦНС: прячется у всех на виду» . Иммунол. Ред . 213 (1): 48–65. DOI : 10.1111 / j.1600-065X.2006.00441.x . PMC 2633103 . PMID 16972896 .  
  27. ^ Мендес-Фернандес YV; и другие. (2005). «Анатомические и клеточные требования для активации и миграции вирус-специфических CD8 + Т-клеток в мозг во время заражения вирусом Тейлера» . Журнал вирусологии . 79 (5): 3063–3070. DOI : 10.1128 / jvi.79.5.3063-3070.2005 . PMC 548433 . PMID 15709026 .  
  28. ^ Hatterer E, et al. (2006). «Как дренировать без лимфатических сосудов? Дендритные клетки мигрируют из спинномозговой жидкости в В-клеточные фолликулы шейных лимфатических узлов» . Кровь . 107 (2): 806–812. DOI : 10.1182 / кровь-2005-01-0154 . PMID 16204309 . 
  29. ^ Венкель Х и др. (2000). «Системные иммунные отклонения в ЦНС не обязательно зависят от целостности гематоэнцефалического барьера» . Журнал иммунологии . 164 (10): 5125–5131. DOI : 10.4049 / jimmunol.164.10.5125 . PMID 10799870 . 
  30. ^ Нидеркорн, Джерри У. (2013-01-13). «Трансплантация роговицы и иммунные привилегии» . Международные обзоры иммунологии . 32 (1): 57–67. DOI : 10.3109 / 08830185.2012.737877 . ISSN 0883-0185 . PMC 3885418 . PMID 23360158 .   
  31. ^ Тейлор, Эндрю В. (2016-01-01). «Привилегия глазного иммунитета и трансплантация» . Границы иммунологии . 7 : 37. DOI : 10.3389 / fimmu.2016.00037 . PMC 4744940 . PMID 26904026 .  
  32. ^ Каур, Гурвиндер; Томпсон, Леа Энн; Пашам, Митхун; Тессанн, Ким; Long, Charles R .; Дюфур, Джаннетт М. (04.01.2017). «Устойчивая экспрессия инсулина генетически сконструированной клеточной линией Сертоли после аллотрансплантации у диабетических мышей BALB / c» . Биология размножения . 90 (5): 109. DOI : 10,1095 / biolreprod.113.115600 . ISSN 0006-3363 . PMC 4076370 . PMID 24695630 .   
  33. ^ Ли, Ян; Сюэ, Уцзюнь; Лю, Хунбао; Вентилятор, Пинг; Ван, Сяохун; Дин, Сяомин; Тиан, Сяохуэй; Фэн, Синьшунь; Пан, Сяомин (20.02.2013). «Комбинированная стратегия покрытия эндотелиальных клеток, сокультивирования и инфузии клеток Сертоли улучшает васкуляризацию и защиту от отторжения островкового трансплантата» . PLOS ONE . 8 (2): e56696. Bibcode : 2013PLoSO ... 856696L . DOI : 10.1371 / journal.pone.0056696 . ISSN 1932-6203 . PMC 3577699 . PMID 23437215 .   
  34. ^ Лука, Джованни; Арато, Ива; Манкузо, Франческа; Кальвитти, Марио; Фалабелла, Джулия; Мурдоло, Джузеппе; Баста, Джузеппе; Кэмерон, Дон Ф .; Хансен, Барбара К. (01.11.2016). «Ксенотрансплантат микрокапсулированных клеток Сертоли восстанавливает гомеостаз глюкозы у мышей db / db со спонтанным сахарным диабетом» . Ксенотрансплантация . 23 (6): 429–439. DOI : 10.1111 / xen.12274 . ISSN 1399-3089 . PMID 27678013 . S2CID 46744082 .   
  35. ^ Медавар, PB (2017-01-04). «Иммунитет к гомологичной трансплантированной коже. III. Судьба гомографов кожи, трансплантированных в мозг, в подкожную ткань и в переднюю камеру глаза» . Британский журнал экспериментальной патологии . 29 (1): 58–69. ISSN 0007-1021 . PMC 2073079 . PMID 18865105 .