Клетки Лангерганса

КЛ рассматривают как стадию развития «профессиональных» АПК — дендритных клеток миелоидной природы. Они занимают принципиально иное место в иммунной системе кожи, чем кератиноциты. Во-первых, они поступают в кожу извне, поскольку происходят из миелоидных клеток костного мозга. Во-вторых, несмотря на то, что при иммунных процессах КЛ получают активационный сигнал в коже, для выполнения антигенпредставляющей функции они должны покинуть её и мигрировать в лимфатический узел.

КЛ — это отростчатые клетки (их новое название согласно международной классификации — белые отростчатые эпидермоциты), которые локализуются преимущественно в исчерченном ороговевающем эпителии, но обнаруживаются также в дерме, составляют 2–3% от общего числа эпидермальных клеток; всего в эпидермисе взрослого человека содержится около 10⁹ КЛ [98, 599].

Морфологической особенностью КЛ помимо отростчатой формы являются содержащиеся в них гранулы Бирбека — трехслойные цитоплазматические образования. КЛ практически не прилипают к стеклу, слабо фагоцитируют, определяются в срезах и суспензиях гисто-химически (окрашивание на АТФазу), а также путём выявления характерных мембранных маркёров. Таковыми являются прежде всего лангерин (CD208), представляющий собой связывающий маннозу C–лектин и функционально связанный с гранулами Бирбека [475], а также CD68, Е–кадгерин, Аг CD1a и молекулы MHC класса II (у человека главным образом — HLA–DR) [504]. На части КЛ присутствует Аг CD4, но отсутствует Аг CD8, маркирующий дендритные T–клетки. КЛ несут также молекулы адгезии CLA, LFA–3 (CD58), ICAM–1 (CD54), ICAM–3 (CD–50), b₄-интегрины, экспрессируют Рц для ряда цитокинов — TNFa, ГМ–КСФ, М-КСФ [182, 293, 509] и т.д.

КЛ появляются в эпидермисе мышей на 16–17 сутки эмбрионального развития. Их непосредственными предшественниками являются циркулирующие в крови клетки фенотипа CD14⁺, CD11b^–, CD11c⁺ [305]. Предшественники КЛ мигрируют в кожу благодаря присутствию на их поверхности Рц CCR2, распознающего b-хемокин MCP–1, который вырабатыватся кератиноцитами, активируемыми при воспалении [397]. В процессе миграции из кожи в региональный лимфатический узел под влиянием активирующих сигналов ЛК превращаются в интердигитирующие клетки лимфатических узлов [303].

In vitro дендритные клетки наращивают из фракции стволовых кроветворных клеток (фенотип CD34) или из моноцитов (фенотип CD14) в присутствии ГМ–КСФ и ИЛ–4. Для варианта с формированием ЛК из CD34–клеток ключевым оказалось введение в среду культивирования ТФРb1 (наряду с ГМ–КСФ, TNFa, фактором стволовых клеток и Flt3–лигандом). В его присутствии образуются ЛК, содержащие гранулы Бирбека и Е–кадгерин, а без него — моноциты [615]. Из циркулирующих моноцитов ЛК образуются in vitro в присутствии ИЛ–4, ИЛ–10, ФНОa и моноклональных АТ — агонистов aнти–CD40; ТФРb также усиливает этот процесс [251]. При этом клетки–предшественницы утрачивают Аг CD14 и экспрессируют Е–кадгерин и молекулы MHC класса II.

Для большей части мембранных маркёров ЛК установлена функция. Так, экспрессия Аг CLA важна для локализации КЛ в коже, Е–кадгерин и b-катенин обеспечивают установление контактов ЛК с кератиноцитами [291], лангерин выполняет функцию маннозоcвязывающего Рц [475]. Предшественники ЛК не экспрессируют Е–кадгерин, он исчезает при их активации, когда ЛК покидают эпидермис [567].

С молекулами MHC класса II и CD1 связана способность ЛК осуществлять начальные этапы представления Аг (связывание, процессинг Аг и экспрессия его фрагментов в составе указанных молекул) [504]. Особенностью КЛ является выраженная способность к эндоцитозу и процессингу Аг и отсутствие способности эффективно представлять антигенные пептиды T–хелперам. Зрелые дендритные клетки лимфатических узлов (интердигитирующие клетки) наоборот, утрачивают способность связывать и обрабатывать Аг, но обладают выраженной способностью представлять его T–хелперам [519]. Последнее свойство, как уже отмечалось выше, зависит не только от присутствия на поверхности дендритных клеток молекул MHC класса II, несущих антигенный пептид, но и от экспрессии костимулирующих молекул CD80 и CD86. КЛ слабо экспрессируют CD86, но лишены CD80, тогда как интердигитирующие клетки содержат на своей поверхности много костимулирующих молекул [509].

Срок пребывания КЛ в коже составляет в нормальных условиях 18 месяцев (в других органах и тканях — 2 месяца) [397]. В случае отсутствия повреждения кожи или каких–либо проявлений биологической агрессии КЛ заканчивают здесь свой жизненный цикл. В условиях активации иммунной системы кожи бактериальные продукты, субстанции, выделяющиеся из повреждённых клеток и образующиеся локально цитокины (продукты кератиноцитов, T–клеток и самих КЛ) существенно влияют на судьбу КЛ. В связи с тем, что на КЛ присутствует только один Toll-подобный Рц —TLR2 — они способны отвечать на бактериальные пептидогликаны, но не на липополисахариды [550]. Бактериальные пептидогликаны, цитокины, продуцируемые кератиноцитами, T–клетками и самими КЛ (ИЛ–1, TNFa, ГМ–КСФ и т.д.), а также такие агенты, как динитрохлорбензол и соли никеля, активируют КЛ. Это выражается в изменении мембранного фенотипа — появлении на мембране КЛ молекулы CD83, служащей маркёром дендритных клеток, хемокинового Рц CCR7, обеспечивающего направленную миграцию КЛ в лимфатические узлы, и молекул адгезии VLA–4 иCD44, способствующих этой миграции, а также в усилении экспрессии молекул MHC классов I и II, костимулирующей молекулы CD86, наконец, — ослаблении экспрессии Е–кадгерина и Аг CLA, удерживающих КЛ в эпидермисе [104, 202, 250, 293, 550].

Активированные КЛ вырабатывают ряд цитокинов — ИЛ–1a ГМ–КСФ, интерфероны [218, 321], а также ИЛ–16 и b-хемокины, необходимые для привлечения T–клеток в кожу [508, 583]. Кроме того, они секретируют ИЛ–12, важный для развития Тh1 — клеток–продуцентов ИФНg и ряд других цитокинов, ответственных за развитие в коже клеточных иммунных процессов. В свою очередь выработка ИЛ–12 в КЛ усиливается при связывании мембранной молекулы CD40, а также при действии ИФНg. ГМ–КСФ, напротив, подавляет выработку ИЛ–12.

Пусковым стимулом, индуцирующим миграцию КЛ из кожи в лимфатические узлы и выработку КЛ TNFa, служит взаимодействие молекулы CD40 КЛ с CD40L T–клеток кожи [412]. TNFa, а также ИЛ–1b являются главными факторами, ответственными за реализацию этого процесса [202]; ИЛ–4 (через подавление экспрессии Рц для TNFa) и ИЛ–10 подавляют его [583]. Начальный этап миграции — выход КЛ в дерму — обеспечивается действием ГМ–КСФ.

Общепризнанно, что в процессе миграции в лимфатические узлы через афферентные лимфатические сосуды КЛ подвергаются дифференцировке, результатом которой является ослабление их способности связывать и обрабатывать Аг и усиление антигенпредставляющей способности [303] (рис. 39). Промежуточным этапом на пути превращения КЛ в зрелые дендритные (интердигитирующие) клетки являются вуалевидные клетки лимфы [504]. TNFb подавляет дифференцировку КЛ. Локализация созревших КЛ (интердигитирующих клеток) в тимусзависимых зонах лимфатических узлов зависит от выделения клетками микроокружения этих зон (в том числе самими интердигитирующими клетками) b-хемокинов CCL19 (ELC) и особенно CCL21 (SLC), взаимодействующих с Рц CCR7 КЛ [508, 583, 611]. Путь КЛ из кожи в региональный лимфатический узел и локализация в нём детально прослежен в связи с обнаружением специфического маркёра этих клеток (отсутствующего на других дендритных клетках), каковым оказался лангерин (CD208) [292, 538]. В условиях воспалительной реакции срок пребывания ЛК в эпидермисе сокращается с 18 мес до 2 нед; одновременно стимулируется приток из циркуляции ССR2⁺–предшественников ЛК в ответ на секрецию кератиноцитами b-хемокина MCP–1 [397].

Рис. 39. Характеристика мембранного фенотипа и антигенпредставляющей активности дендритных клеток кожи на разных этапах их созревания и миграции в лимфатические узлы. Над строчками вверху цитокины, способствующие выходу клеток Лангерганса в лимфу (слева) и хемокины, обеспечивающие локализацию интердигитирующих клеток в тимусзависимых зонах лимфатического узла [справа); ГМ–КСФ — гранулоцитарно–макрофагальный колониестимулирующий фактор; CCR — Рц β -хемокинов (от CC–chemokine Receptor); CLA — Аг лимфоцитов кожи (от Cutaneous Lymphocyte Antigen); MCP — хемоаттрактантный белок моноцитов (от — Monocyte Chemoattractant Protein); SLC — хемокин вторичной лимфоидной ткани (от — SecondaryLymphoid tissue Chemokine); VLA — очень поздний активационный Аг (от — Very Late Activation antigen).

Таким образом считается, что КЛ выполняют функцию АПК, но процесс реализации этой функции распределён во времени и пространстве: в коже КЛ эндоцитируют и перерабатывают Аг, а в региональном лимфатическом узле, куда они мигрируют, КЛ представляют антигенный пептид T–хелперам, включая, таким образом, специфический иммунный ответ. Активность КЛ проявляется в виде индукции ответа T–клеток при любых формах иммунного ответа, но особенно очевидна она при защите от вирусов, модифицирующих поверхность кератиноцитов, меланоцитов и других клеток, окружающих КЛ. Она же лежит и в основе развития контактной гиперчувствительности, поскольку аллергены, в том числе низкомолекулярные, могут проявить своё сенсибилизирующее действие только после связывания с молекулой MHC класса II на поверхности КЛ и последующего развития аллергической реакции по обычному механизму. In vitro эту реакцию удаётся воспроизвести только с помощью КЛ, но не других клеток. Присутствие КЛ в трансплантатах кожи является обязательным условием их отторжения при различиях по генам MHC класса II. КЛ служат в данном случае «лейкоцитами-пассажирами», обязательными для запуска реакции отторжения.

Установлено, что КЛ очень чувствительны к ультрафиолетовому облучению кожи [237]. После облучения действие на эпидермис сенсибилизирующих субстанций (например, динитрофенола), не только не вызывает контактную гиперчувствительность, но индуцирует специфическую ареактивность к данному аллергену. Это связано с тем, что под влиянием ультрафиолета КЛ инактивируются и вместо них Аг воспринимают АПК, которые активируют преимущественно T–супрессоры — непосредственно (клетки Гранштейна у мышей) [259] или опосредованно через активизацию индукторов супрессоров фенотипа CD4, CD45RA (макрофаги фенотипа CD1^–, HLA–DR⁺ человека).

Таким образом, КЛ — клетки костномозгового происхождения, проводящие в коже часть своего жизненного цикла. При воздействии повреждающих факторов, возбудителей инфекций, аллергенов и других факторов, КЛ активируются и покидают кожу, мигрируя в региональный лимфатический узел. В процессе миграции они созревают до стадии активных АПК и, попав в лимфатический узел, представляют антигенный пептид T–хелперам, включая тем самым специфический иммунный ответ.