Клетки T-хелперы 17 ( Th 17 ) представляют собой подгруппу провоспалительных клеток T-хелперов, определяемых их продукцией интерлейкина 17 (IL-17). Они связаны с регуляторными клетками T и сигналами, которые заставляют T 17 фактически ингибировать дифференцировку T reg . [1] Однако T 17 отличаются по развитию от линий Th 1 и Th 2. Клетки T 17 играют важную роль в поддержании слизистых барьеров и способствуют очищению слизистых поверхностей от патогенов; такие защитные и непатогенные клетки T 17 были названы клетками T reg 17. [2]
Они также были вовлечены в аутоиммунные и воспалительные расстройства. Потеря популяции клеток T h 17 на слизистых поверхностях была связана с хроническим воспалением и микробной транслокацией. Эти регуляторные клетки T h 17 могут быть получены TGF-бета плюс IL-6 in vitro.
Подобно обычным регуляторным Т-клеткам (T reg ), индукция регуляторных T reg 17-клеток может играть важную роль в регуляции и профилактике некоторых аутоиммунных заболеваний. T reg 17-клетки (регуляторные T h 17-клетки) генерируются из CD4 + T-клеток.
Трансформирующий фактор роста бета (TGF-β), интерлейкин 6 (IL-6), интерлейкин 21 (IL-21) и интерлейкин 23 (IL-23) способствуют формированию T h 17 у мышей и людей. Ключевыми факторами дифференциации клеток T h 17 являются трансдуктор сигнала и активатор транскрипции 3 ( Stat3 ) и рецепторы-сироты, связанные с рецептором ретиноевой кислоты гамма ( RORγ ) и альфа (RORα). [3] Клетки T h 17 дифференцируются, когда наивные Т-клетки подвергаются воздействию цитокинов, упомянутых выше. Эти цитокины вырабатываются активированными антигенпрезентирующими клетками (АПК) после контакта с патогенами. [4] Клетки T h 17 могут изменять свою программу дифференциации, в конечном итоге приводя к появлению либо защитных, либо провоспалительных патогенных клеток. Защитные и непатогенные клетки T h 17, индуцированные IL-6 и TGF-β, называются клетками T reg 17. Патогенные клетки T h 17 индуцируются IL-23 и IL-1β . [5] Было также показано , что IL-21, вырабатываемый самими клетками T h 17, инициирует альтернативный путь активации популяций T h 17. [6] Было показано, что как интерферон гамма (IFNγ), так и IL-4 , основные стимуляторы дифференцировки T h 1 и Th 2 соответственно, ингибируют дифференцировку T h 17. [ требуется ссылка ]
Подобно клеткам Th 17, развитие T reg 17 зависело от фактора транскрипции Stat3 . [7]
Клетки T h 17 играют роль в адаптивном иммунитете, защищая организм от патогенов. Однако противогрибковый иммунитет, по-видимому, ограничен определенными участками с наблюдаемыми пагубными эффектами. [8] Их основными эффекторными цитокинами являются IL-17A, IL-17F, IL-21 и IL-22, [9] а также гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор ( GM-CSF ). Цитокины семейства IL-17 (IL-17A и IL-17F) нацелены на врожденные иммунные клетки и эпителиальные клетки, среди прочего, для выработки G-CSF и IL-8 (CXCL8), что приводит к выработке и рекрутированию нейтрофилов . Таким образом, линия клеток Th 17, по-видимому, является одним из трех основных подтипов эффекторных Т-клеток, поскольку эти клетки участвуют в регуляции нейтрофилов, в то время как клетки Th 2 регулируют эозинофилы , базофилы и тучные клетки , а клетки Th 1 регулируют макрофаги и моноциты . [10] Таким образом, три подтипа Т-хелперных клеток способны влиять на миелоидную часть иммунной системы, в значительной степени ответственную за врожденную защиту от патогенов.
Клетки T reg 17 с регуляторным фенотипом и иммуносупрессивными свойствами in vivo в кишечнике также были идентифицированы как клетки rT h 17. [11]
Клетки T reg 17 продуцируют IL-17 и IL-10 и низкий уровень IL-22 и подавляют аутоиммунные и другие иммунные реакции. CD4 + T-клетки, поляризованные IL-23 и IL-6, являются патогенными при адоптивном переносе при диабете 1 типа, тогда как клетки, поляризованные TGF-бета и IL-6, не являются патогенными., [12] [13] Внутриклеточный арильный углеводородный рецептор (AhR), который активируется определенными ароматическими соединениями, специфически экспрессируется в клетках T reg 17. [14] Эти клетки регулируются IL-23 и TGF-бета. [15] [16] [17] Продукция IL-22 в этой подгруппе клеток T h 17 регулируется AhR, а клетки T reg 17 зависят от активации фактора транскрипции Stat3 . В устойчивом состоянии лиганды TGF-бета и AhR вызывают низкую экспрессию IL-22 наряду с высокой экспрессией AhR, c-MAF, IL-10 и IL-21, которые могут играть защитную роль в регенерации клеток и гомеостазе микробиома хозяина .
Клетки T h 17 опосредуют регрессию опухолей у мышей, [18] [19] но также было обнаружено, что они способствуют образованию опухолей, вызванному воспалением толстой кишки у мышей. [20] Как и другие клетки T-хелперов, клетки T h 17 тесно взаимодействуют с В-клетками в ответ на патогены. Клетки T h 17 участвуют в рекрутировании В-клеток посредством сигнализации хемокина CXCL13, а активность T h 17 может стимулировать выработку антител. [21]
Клетки T reg 17 регулируют функцию клеток Th 17, которые играют важную роль в защите хозяина от грибковых и бактериальных патогенов и участвуют в патогенезе множественных воспалительных и аутоиммунных заболеваний. Избирательная делеция Stat3 вызвала спонтанный тяжелый колит из-за отсутствия клеток T reg 17 и увеличения патогенных клеток Th 17. Механизм действия клеток T reg 17 заключается в экспрессии хемокинового рецептора CCR6 , который облегчает перемещение в области воспаления Th 17. Это также наблюдается при человеческом заболевании, таком как гломерулонефрит (ГН) в почках. Преобразование патогенных клеток Th 17 in vivo в конце процесса воспалительного заболевания под действием TGF-β приводит к образованию клеток, подобных T reg 17. [22] Также существует консервация между видами клеток T reg 17.
Нарушение регуляции T h 17 и переключение на патогенный фенотип клеток Th17 связаны с аутоиммунными расстройствами и воспалением. В случае аутоиммунных расстройств чрезмерная активация клеток Th 17 может вызвать неадекватное количество воспаления, как в случае ревматоидного артрита. Также было показано, что клетки Th 17 необходимы для поддержания иммунитета слизистой оболочки. При ВИЧ потеря популяции клеток Th 17 может способствовать хронической инфекции.
Клетки T h 17, особенно аутоспецифические клетки T h 17, связаны с аутоиммунными заболеваниями, такими как рассеянный склероз, ревматоидный артрит и псориаз. [9] Чрезмерная активация T h 17 против аутоантигена вызовет иммунный комплекс 3 типа и комплемент-опосредованную гиперчувствительность. Ревматоидный артрит или реакция Артюса относятся к этой категории. [23] Помимо реактивности аутоантигена, присущая клеткам T h 17 биология сигнализации низкоуровневых MAP-киназ, особенно Erk1/2 и p38, помогает их выживанию, отказываясь от активации-индуцированной клеточной смерти (AICD). [24] В совокупности чрезмерная активность против аутоантигена и длительное существование клеток T h 17 имеют пагубные последствия при аутоиммунном заболевании, таком как ревматоидный артрит. [25]
Эрозия костей, вызванная зрелыми остеокластными клетками, часто встречается у пациентов с ревматоидным артритом. Активированные Т-хелперные клетки, такие как Th 1 , Th 2 и Th 17, обнаруживаются в синовиальной полости во время воспаления, вызванного ревматоидным артритом. Известные механизмы, связанные с дифференциацией предшественников остеокластов в зрелые остеокласты, включают сигнальные молекулы, продуцируемые иммуноассоциированными клетками, а также прямой межклеточный контакт остеобластов и предшественников остеокластов. Однако было высказано предположение, что Th 17 также может играть более важную роль в дифференциации остеокластов посредством межклеточного контакта с предшественниками остеокластов. [26] [27]
Клетки T h 17 могут способствовать развитию астматической реакции поздней фазы из-за увеличения экспрессии генов по сравнению с клетками T reg . [28]
Истощение популяции клеток Th17 в кишечнике нарушает кишечный барьер, увеличивает уровень перемещения бактерий из кишечника посредством микробной транслокации и способствует хронической ВИЧ-инфекции и прогрессированию СПИДа. [29] Микробная транслокация приводит к перемещению бактерий из просвета кишечника в собственную пластинку , в лимфатические узлы и далее в нелимфатические ткани. Это может вызвать постоянную иммунную активацию, наблюдаемую в организме на поздних стадиях ВИЧ. Было показано, что увеличение популяции клеток Th17 в кишечнике является как эффективным лечением, так и, возможно, профилактическим средством. [30]
Хотя все клетки CD4+ T кишечника сильно истощены ВИЧ, потеря клеток T h 17 кишечника, в частности, была связана с симптомами хронической, патогенной инфекции ВИЧ и SIV. Микробная транслокация является основным фактором, который способствует хроническому воспалению и активации иммунитета в контексте ВИЧ. [31] В непатогенных случаях SIV микробная транслокация не наблюдается. Клетки Th17 предотвращают тяжелую инфекцию ВИЧ, поддерживая кишечный эпителиальный барьер во время заражения ВИЧ в кишечнике. [30] Из-за их высокого уровня экспрессии CCR5, корецептора ВИЧ, они преимущественно инфицируются и истощаются. [32] Таким образом, именно через истощение клеток Th17 происходит микробная транслокация.
Кроме того, потеря клеток T h 17 в кишечнике приводит к потере баланса между воспалительными клетками T h 17 и клетками T reg , их противовоспалительными аналогами. Из-за их иммуносупрессивных свойств считается, что они снижают противовирусный ответ на ВИЧ, способствуя патогенезу. Активность T reg выше по сравнению с активностью T h 17, а иммунный ответ на вирус менее агрессивен и эффективен. [29]
Было показано, что оживление клеток T h 17 уменьшает симптомы хронической инфекции, включая уменьшение воспаления, и приводит к улучшению ответов на высокоактивную антиретровирусную терапию (ВААРТ) . Это важное открытие — микробная транслокация в целом приводит к невосприимчивости к ВААРТ. У пациентов продолжают проявляться симптомы, и вирусная нагрузка не снижается так, как ожидалось. [33] В модели обезьяны-резус было обнаружено, что введение IL-21 , цитокина, который, как было показано, стимулирует дифференциацию и пролиферацию Th17, снижает микробную транслокацию за счет увеличения популяции клеток Th17. [30] Есть надежда, что больше иммунотерапий, нацеленных на клетки Th17, могут помочь пациентам, которые плохо реагируют на ВААРТ.
Кроме того, клетки Th17 являются клеточными резервуарами вируса у пациентов, проходящих антиретровирусную терапию (в дополнение к основному убежищу клеток, которым являются фолликулярные клетки Th), и должны способствовать латентности ВИЧ-инфекции. [34]
Недавние исследования признали, что T -клетки Th 17 могут играть роль в туберкулезе . Полифункциональные T-клетки с признаками T 17 T-клеток истощаются у лиц, у которых после заражения развивается активный туберкулез. В свежерезецированной легочной ткани у лиц с активным или предыдущим туберкулезом были идентифицированы CD4 + T-клетки, обогащенные клетками, продуцирующими IL-17, включая антигенспецифические T-клетки. [35] Когортное исследование, проведенное в Перу, показало, что у лиц, у которых после заражения развивается активный туберкулез, истощаются функционирующие T-клетки Th 17. [36]
Было обнаружено, что активная форма витамина D (1,25-дигидроксивитамин D3) «серьезно ухудшает» [37] выработку цитокинов IL-17 и IL-17F клетками T h 17. Таким образом, активная форма витамина D является прямым ингибитором дифференцировки T h 17. Таким образом, пероральное введение витамина D3 было предложено в качестве перспективного средства для лечения заболеваний, опосредованных Th17. [38] У молодых пациентов с астмой дендритные клетки, обработанные 1,25-дигидроксивитамином D3, значительно снижали процент клеток T h 17, а также выработку IL-17. [39]
Интенсивные исследования, начатые в 2004 году на моделях мышей, выявили факторы транскрипции и цитокины, которые вызывают дифференциацию. [40]