Взаимодействие на имунни и бъбречни резидентни клетки при формирането на третични лимфоидни структури при лупусен нефрит

за повече информация:ali.ma@wecistanche.com

Симин Джамали и др

РЕЗЮМЕ

Бъбрекучастието води до значителна заболеваемост и смъртност при пациенти със системен лупус еритематозус (СЛЕ). Патогенезата на лупусния нефрит (LN) включва различни механизми, предизвикани от елементи на автоимунния отговор, които променят биологията набъбрекрезидентни клетки. Процесите в гломерулите и интерстициума могат да протичат независимо, въпреки че кръстосаното взаимодействие между двете е неизбежно. Подоцити, мезангиални клетки, тубуларни епителни клетки,бъбрекрезидентните макрофаги и стромалните клетки с принос от цитокини и автоантитела, присъстващи в кръвообращението, променят експресията на ензими, произвеждат цитокини и хемокини, което води до тяхното нараняване и увреждане набъбрек. Няколко от тези молекули могат да бъдат насочени независимо за предотвратяване и обръщане на бъбречна недостатъчност. Третични лимфоидни структури с истински зародишни центрове присъстват в бъбреците на пациенти с лупусен нефрит и все повече се признава, че се свързват с по-слабитебъбречнарезултати. Стромалните клетки, тубулните епителни клетки, високите ендотелни съдове и клетките на лимфните венули произвеждат хемокини, които позволяват образуването на структури, съставени от богата на Т-клетки зона със зрели дендритни клетки до В-клетъчен фоликул с характеристиките на зародишен център заобиколен от плазмени клетки. След общ преглед на взаимодействието на имунните клетки с бъбречните резидентни клетки, ние обсъждаме клетъчните и молекулярните събития, които водят до образуването на третични лимфоидни структури в интерстициума набъбрецина мишки и пациенти с лупусен нефрит. Успоредно с това се представят молекули и процеси, които могат да бъдат насочени терапевтично.

Щракнете върху Cistanche DHT за бъбречно заболяване

Въведение

Системният лупус еритематозус (SLE) е автоимунно заболяване с впечатляваща клинична хетерогенност, което се проявява с прояви от множество органи. Идентифицирани са множество патогенни пътища, произхождащи от генетични, епигенетични, хормонални, екологични и имунорегулаторни фактори и всички се събират при причиняване на възпаление на тъкани и увреждане на органи [1,2]. Съобщава се, че всеки аспект на вродения и адаптивен имунен отговор е включен при пациенти със SLE и те допринасят за изразяването на заболяването в отделни подгрупи от пациенти. Наличието на множество автоантитела е типично за заболяването, докато производството на тези, насочени срещу ядрени антигени, малки ядрени рибонуклеопротеини, двойноверижна ДНК (dsDNA) и нуклеозоми представляват отличителния белег на заболяването [1,3]. Автоантитела от разтворими имунни комплекси (IC) с автоантигени (като нуклеозоми), освободени в изобилие в кръвообращението на пациенти със SLE, могат да се отложат в базалните мембрани на различни органи, включителнобъбрек, и инициирайте възпаление. Автоантителата могат да се свържат директно сбъбрециантигени и образуват in situ IC, както се характеризира с катионни анти-dsDNA антитела, които се свързват с гломерулната базална мембрана [4–6]. Успоредно с това, прекомерното производство на цитокини, включително интерферон тип I (IFN), интерлевкин (IL)-17 и IL-23 допълнително ускорява аномалиите на имунните клетки или действа директно върхубъбрекрезидентните клетки да причинят увреждане [7]. Не на последно място, автореактивните Т клетки инфилтриратбъбреккъдето те могат да образуват третична лимфоидна структура (TLS) и да причинят увреждане на органи.

Отлагане на автоантитела или IC в рамките набъбрек, заедно с действието на цитокините и инфилтрацията на имунните клетки допринасят за развитието на бъбречно възпаление при пациенти със SLE, което се проявява като лупусен нефрит (LN) със значителна заболеваемост и смъртност [8,9]. След актуализиране на взаимодействието на резидентни и имунни бъбречни клетки, ние ще обсъдим подробно образуването на TLS вбъбречнаинтерстициум и неговия ефект върху бъбречната функция.

Бъбречни резидентни клетки

2.1. Подоцити

Подоцитите са специализирани клетки от висцералната страна на капсулата на Bowman, които обграждат гломерулните капиляри. Те са част от механизма за гломерулна филтрация и са критични за поддържанебъбречнафункция [10]. Те експресират уникални протеини, включително синаптоподин, нефрин [11], подоцин [12] и туморен протеин на Wilms [13], всички от които са от съществено значение за поддържането на тяхната структура и функция [14]. Генетични или придобити дефекти в експресията на ключови подоцитни молекули неизменно водят до тяхното отделяне и развитие набъбречнаповреда [15]. Увреждането на подоцитите е забележимо при хора с LN и е причина за развитието на протеинурия и гломерулно увреждане [16,17].

Известно е, че подоцитите произвеждат и експресират компоненти на пътя на комплемента, което заедно с отлагането и активирането на комплемента от кръвообращението допринася за увреждане на подоцитите. Инхибирането на пътя на комплемента се разглежда в клинични изпитвания за лечение на хора с LN [18]. Освен това подоцитите експресират всички Toll-подобни рецептори (TLR) и Nod-подобен рецепторен протеин -3 (NLRP3) и каспаза 1 [19]. Хомоцистеинът активира NLRP3 инфламазомите в подоцитите на предразположени към лупус мишки и пациенти с LN [20] и неговото потискане намалява протеинурията, хистологичнитебъбречналезии и изтриване на израстъка на подоцитното краче [16], което предполага, че NLRP3 може да бъде насочен терапевтично.

Подоцитите от предразположени към лупус мишки и хора с LN експресират повишени нива на основните молекули на хистосъвместимостта заедно с костимулаторните молекули CD80 и CD86, които се считат за маркери на клетъчно увреждане, но едновременно с това могат да активират преминаващите лимфоцити и да допринесат за натрупването им в набъбречнапаренхим. Обратно, пробиви в капсулата на Bowman при човешки полумесечен гломерулонефрит могат да позволят на CD8 плюс Т клетките да достигнат до гломерулния сноп и подоцитите и да причинят тяхното унищожаване [21].

Подоцитите експресират неонаталния Fc рецептор (FcRn), който позволява прехвърлянето на IgG от капиляра към пространството на урината. IgG от пациенти с LN навлиза в подоцити с помощта на FcRn и предизвиква регулиране на калций/калмодулин-зависима протеин киназа IV (CaMK4), която фосфорилира 14–3-3, скелетния протеин на синаптоподин, който при освобождаването му се разгражда. Синаптоподинът е важен за поддържането на структурата на подоцитите [22]. Успоредно с това, CaMK4 активира NFkB, който потиска експресията на нефрин, важен протеин на разделената диафрагма, чрез насърчаване на функцията на транскрипционния репресор SNAIL [23]. IgG от пациенти с активен LN причинява повишена регулация на CaMK4 при недостатъчно галактозилиране [23]. Глобалната делеция на Camk4 в MRLlpr предразположени към лупус мишки ефективно потиска LN [24]. По-важното е, че насоченото към подоцити доставяне на CaMK4 инхибитор потиска всички елементи на LN и предотвратява отлагането на IC [22], което предполага, че поддържането на структурата и функцията на подоцитите чрез потискане на активността на CaMK4 IC не се отлага. Тази линия от информация говори за значението на локалните фактори в развитието на органно увреждане и стойността на специфичното за клетката/органа доставяне на лекарства за ограничаване на органното увреждане при автоимунитет.

Cistanche е подходящ забъбрек

2.2. Мезангиални клетки

Мезангиалните клетки и мезангиалният матрикс образуватбъбречнасъдовия полюс на корпускула и са важни за отстраняването на агрегирани протеини и малки IC от базалната мембрана [19]. Те участват в патогенезата на LN, тъй като пролиферацията на мезангиалните клетки и мезангиалната матрица присъстват неизменно в LNбъбреци[25]. Мезангиалните клетки експресират Toll-подобни рецептори (TLRs) [25,26] и когато се стимулират с TLR3 лиганд (dsRNA), те произвеждат тип I IFN [25] – цитокин, за който се твърди, че е важен в патогенезата на SLE [25]. ,27].

Антителата срещу dsDNA се свързват с мезангиалните клетки и активират възпалителни и фиброзни пътища, особено тези, които включват сигналните пътища на митоген-активирана протеин киназа (MAPK) и протеин киназа С (PKC), което води до производството на провъзпалителни цитокини [27,28]. Мезангиалните клетки отделят интерлевкин (IL) -6, който сам по себе си може да стимулира развитието на гломерулонефрит [29]. CaMK4 е необходим за пролиферацията на мезангиалните клетки и производството на цитокини. По-конкретно, мезангиалните клетки от предразположените към лупус MRLlpr мишки, които нямат генетично CaMK4, не пролиферират в отговор на произхождащи от тромбоцитите растежни фактори и не произвеждат IL-6 [30].

2.3. Бъбречни тубулни епителни клетки

Бъбречнатубулните епителни клетки участват в патофизиологията на LN. Те отделят патогенни цитокини, включително тип I IFN [31] и В-клетъчно активиращ фактор (BAFF) [32], като и двата имат значителна роля в развитието на SLE (фиг. 1). Освен това,бъбречнатубулните епителни клетки от пациенти с LN експресират костимулаторната молекула B7-H4, което предполага, че те могат да активират Т клетки. Добавянето на анти-dsDNA антитела към бъбречните тубулни епителни клетки в културата води до последователна регулация на фактора на туморната некроза (TNF), IL-1 и IL-6 [33], което предполага, че клетките допринасят към възпалителните процеси в тубулоинтерстициума при LN [34].Бъбректубулните епителни клетки експресират апоптотични ендонуклеази [35], които очевидно, когато се активират чрез все още неизвестни механизми, могат да причинят клетъчна смърт [36]. Съвсем наскоро беше показано, че тубулните епителни клетки могат да произвеждат CXCL12 в отговор на IL-23 за насърчаване на интерстициална и неговата генетична делеция само в тези клетки, ограничен гломерулонефрит при предразположени към лупус мишки [7].

BAFF е добре установен фактор за растеж и диференциация на В клетки, който помага на автореактивните В клетки да оцелеят и да избягат от периферната толерантност [37,38]. Блокадата на BAFF с антитяло (Benlysta) е одобрена за лечение на SLE [39] и LN [40]. BAFF също се експресира от тубулни епителни клетки на хора с пролиферативен LN и нивата на експресия корелират с хистопатологично дефинирания индекс на активност [32]. BAFF може да насърчи по-нататъшното диференциране на В клетките, които присъстват в интерстициалното пространство набъбрециот пациенти с LN [41]. Освен това се твърди, че BAFF насърчава образуването на TLS вбъбрекчрез увеличаване на броя на Т клетките, разположени вътре в гломерулите и увеличаване на възпалението при мишки [42], което може да обясни терапевтичния ефект на Benlysta при пациенти с LN [40]. Benlysta е насочена към съзряването и сигнализирането на В клетките чрез инхибиране на преживяемостта на В клетките и намаляване на диференциацията до Ig-продуциращи плазмени клетки при пациенти с LN [43].

2.4. Мезенхимни стволови клетки

Мезенхимните стволови клетки (MSC) са мултипотентни прогениторни имуномодулаторни клетки, присъстващи във всички тъкани [44]. Те изглежда имат роля в потискането на дендритните и Т-клетките [45]. Предишни проучвания показват, че когато концентрациите на провъзпалителни цитокини са ниски, MSC могат да имат имуностимулиращ потенциал [45,46]. MSC се откриват в стената на таза, а TLS вбъбрецина предразположени към лупус мишки [47]. Стимулирането на MSC с възпалителни цитокини води до експресия на TNF-, IL-1, CCL19 и ICAM [47]. Въпреки че не е ясно, изглежда, че MSCs имат роля, подобна на тази на клетките организатори на лимфоидна тъкан (LTo) и че резидентните тъканно-специфични MSCs функционират като клетки индуктори на лимфоидна тъкан (LTi). Те могат да препрограмират и да започнат ранна възпалителна каскада чрез взаимодействие с Т клетки [47]. Диференциацията на MSC и натрупването на имунни клетки причиняват разширяване на лимфните съдове и следователно образуването на TLS [48].

Cistanche е подходящ забъбрек

2.5. Макрофаги

Резидентните макрофаги вбъбрекобикновено се наблюдават в интерстициума около гломерулите [49]. Периферни моноцити след навлизане вбъбректъкан и диференциация към макрофаги действат като основни играчи при възпаление, нараняване и фиброза при остри и хронични бъбречни заболявания [50]. CD16 плюс или CD14 плюс макрофаги се набират за увреденибъбрецив присъствието на цитокини и хемокини [50]. Няколко подтипа макрофаги (M1, M2a-c) [51] са регистрирани в тъканите на LN с неизвестен произход и функция [49,50,52]. Като цяло изглежда, че ако резидентните макрофаги са изложени на ендозомни TLR лиганди и свързани с увреждане молекули на молекулния модел (DAMPs) [53], те преминават от фаза на разделяне към фаза на възпаление. По време на фазата на възпаление, макрофагите превключват своя фенотип към M1 и експресират Ly6C/Gr1 и секретни провъзпалителни цитокини [54,55]. Обратно, по време на фазата на възстановяване или разрешаване, те се поляризират във фенотипа M2 [56,57]. Следователно изглежда, че макрофагите имат двойна функционалност и показват висока пластичност по време на хода на бъбречното заболяване.

3. Третични лимфоидни структури

Терминът „третичен лимфоид“ е въведен от Picker and Butcher [58], за да обясни екстралимфоидните места в нелимфоидните тъкани. TLS се споменава по много начини, включително третични лимфоидни органи, третични лимфоидни тъкани и ектопични лимфоидни структури. Натрупването на лимфоцити в периферните нелимфоидни тъкани и степента, в която те се организират, варира в зависимост от вида и продължителността на антигенните възпалителни стимули [59]. В резултат на това лимфоидните агрегати варират от свободни колекции, включващи няколко Т или В клетки, до организирани тъкани, показващи отличителните белези на TLS [60–63].

TLS се състои от богата на Т-клетки зона със зрели DC до В-клетъчен фоликул с характеристиките на зародишен център, заобиколен от плазмени клетки. Минималните атрибути, необходими за формиране на функционален TLS, не са известни, но TLS се определя като лимфоиден агрегат с организирани стромални компоненти, състоящи се от фоликуларни дендритни клетки (FDC) и фибробластни ретикуларни клетки (FRC), и характерно, с високи ендотелни венули (HEVs) и лимфни съдове (LVs) [64,65]. Дефиниция, базирана на тези критерии, ще изключи агрегати от В или Т клетки в отговор на възпаление без диференцирани стромални компартменти (Каре 1).

TLS се развиват в различнибъбреципатологии, включително IgA нефропатия [66], ранен стадий на IgG4-свързан тубулоинтерстициален нефрит [67], остърбъбрекнараняване [68,69], рак [70], пиелонефрит [71], трансплантация и LN [41,72,73]. При мишки, предразположени към лупус, TLS се намират близо до стената на таза, до големи артерии и вени [74]. При автоимунни заболявания като ревматоиден артрит, синдром на Sjogren, множествена склероза, диабет, тиреоидит на Хашимото, първичен склерозиращ холангит и първична билиарна цироза и миастения гравис, TLS може да даде възможност за генериране in situ на автореактивни Т и В клетки и производството на автоантитела, които поддържат патогенния процес [63,70,75,76].

3.1. Връзка между имунните клетки на бъбреците и третичните лимфоидни структури

Т-клетките поддържат имунната хомеостаза при физиологични условия и насърчават толерантността срещу собствените антигени. При автоимуннибъбрекНарушенията в неизправността на Т-клетъчната толерантност към автоантигени могат да доведат до генериране на автоантитела, възпаление, инфилтрация на имунни клетки и развитие на различни видове нефрит [77,78].

Т-клетките могат да инфилтриратбъбректъкан или защото са били активирани в периферията и експресират адхезионни молекули, или може да са наивни и да се активират, след като навлязат вбъбрекпаренхим от подоцити или тубуларни епителни клетки, както е обсъдено по-горе. Активираните клетки експресират адхезионни молекули като CD44, които, когато са свързани с фосфорилиран ESRIN/редизайн/моезин [79], се свързват с неговия лиганд хиалуронова киселина, чийто синтез се увеличава в бъбреците на предразположени към лупус мишки [80]. Тъй като есрин/редизайн/моезин се фосфорилира от Rho-киназа, инхибирането на неговата активност ограничава навлизането на Т клетки вбъбрек[81]. По същия начин, инхибирането на синтеза на хиалуронова киселина намалява навлизането на Т клетки в бъбреците на предразположени към лупус мишки [80] Интересното е, че броят на CD3 плюс CD44 плюс клетките в периферната кръв на хора със SLE корелира с активността на бъбречното заболяване [82] .

По-голямата част от клетките в TLS са CD3 плюс Т клетки [74] и включват експресиращи цитотоксични гранули CD8 плюс Т клетки и CD4 плюс Т клетки, които показват TH1 клетъчен фенотип и CD4 плюс Treg клетки [83–86 ]. Предполага се, че зрелите дендритни клетки (DCs) представят антиген на CD4 плюс Т клетките в Т-клетъчната зона на TLS [87], но DC-LAMP плюс DCs също са открити в зародишните центрове, което предполага, че те имат роля в представяне на антиген към В клетки [88]. В клетките се организират в зародишни центрове с плазмени клетки. В-клетъчните области съдържат CD21 плюс FDCs, докато Т-клетъчните области съдържат MIDC-8 плюс DCs [74].

Двойно отрицателните (DN) Т клетки се определят от наличието на Т-клетъчен рецептор (TCR) плюс и отсъствието на CD4 и CD8 молекули. Те се размножават в периферната кръв на пациенти със СЛЕ, подпомагат В клетките да произвеждат автоантитела [89] и да произвеждат IL-17 [90]. Изглежда, че те произлизат от CD8 плюс Т клетки [91,92] в отговор на стимулация с автоантиген и присъствието на IL-23 [93]. Механично, CD8 локусът се изключва чрез епигенетични модификации, наложени от репресорния cAMP отговор-елемент модулатор (CREM) [94]. По-интересното е, че DN Т клетки присъстват вбъбрецина пациенти с LN и те произвеждат IL-17 [90], което сочи техния пряк принос къмбъбреквъзпаление.

Подгрупата TH17 на Т клетката се определя от експресията на определящ линията транскрипционен фактор ROR t. Те насърчават автоимунен отговор при хора и мишки чрез продуциране на фактор, стимулиращ колониите на гранулоцити-макрофаги (GM-CSF), IFN и IL-17, −21 и −22 [95,96]. TH17 клетките експресират C–C мотив хемокинов рецептор тип 6 (CCR6) и се набират къмбъбрекот C–C мотив хемокин 20 (CCL20), който се произвежда от мезангиални клетки след стимулация от IL-17 (също произведени от неутрофили или δT клетки) [97] и от TEC, изложени на IL-23 [ 7]. TH17 клетки, присъстващи вбъбрексекретират IL-17 и насърчават възпалението чрез генериране на TLS [98], насърчавайки активирането на B-клетките и загубата на толерантност [99,100].

Фоликуларните Т-хелперни (TFH) клетки са CD4 плюс Т клетки, които експресират транскрипционния фактор BCL6 и CXC мотив хемокинов рецептор тип 5 (CXCR5). Тези клетки мигрират в зародишни центрове в отговор на CXC мотив хемокин 13 (CXCL13). Те също така експресират три повърхностни рецептора, включително индуцируемия костимулатор на Т-клетките, CD40L, PD-1, и произвеждат IL-21 за ускоряване на активирането на В-клетките и диференциацията на В-клетките в В-клетки на паметта и плазмобласти [ 101–103].

Нивата на циркулиращи TFH клетки са повишени при хора с автоимунни заболявания, включително SLE, а проучванията при предразположени към лупус мишки потвърждават тяхната патогенна роля [102]. При пациенти със СЛЕ, честотата на подгрупа от тези клетки – екстрафоликуларни ТН клетки – корелира с нивата на анти-dsDNA антитяло и количеството на плазмобластните В клетки. Екстрафоликуларните TH клетки дефинират CCR6 плюс подгрупа, която експресира CXCR5, но не и BCL6 и може да секретира IL-17 и да улесни производството на имуноглобулин от В клетки [103,104].

Treg клетките са TCR плюс Foxp3 плюс CD4 плюс Т клетки, които се развиват в тимуса или периферията. Те проявяват супресивна активност и контролират повечето имунни отговори чрез различни механизми [105]. Една от най-известните им роли вбъбреке секрецията на противовъзпалителния цитокин IL-10 [106]. Някои от молекулярните събития, които водят до дисфункция на Treg клетките, са изяснени. Включените молекули включват протеинова фосфатаза 2A (PP2A), мишена на бозайници на рапамицин комплекс 1 (mTORC1), фосфатидилинозитол 3,4, 5-трифосфат 3- фосфатаза, протеинова фосфатаза с двойна специфичност (PTEN) и калций /калмодулин-зависима протеин киназа IV (CaMK4). Насочването към тях може да спаси или потисне функцията на Treg клетките и да модулирабъбреквъзпаление [107].

Анализ на Т-клетъчни клонотипове от различни тъкани на LN мишки, както и от периферна кръв илибъбрецина пациенти със SLE, разкрива разширяване на ограничена подгрупа от TCR репертоар, което показва отговор към определения брой автоантигени [93]. Този репертоар остава стабилен в продължение на месеци или години [108,109]. При пациенти със СЛЕ клоновете в периферната кръв са различни от тези в бъбрека [110], което предполага, че наивните Т клетки се активират независимо в периферията ибъбрек.

Локалното производство на антитела е критично за образуването на TLS. Интересното е, чебъбрекСвързаният с имунната система TLS генен профил при предразположени към лупус мишки е подобен на този в лимфните възли по време на активните стадии на LN [74]. TLS осигурява Т- и В-клетъчните фактори за оцеляване IL-7 и BAFF, които набират лимфоцити и благоприятстват взаимодействието между Т и В клетките в затворена среда [111]. Локално В-клетъчно активиране е демонстрирано в TLS чрез експресията на индуцирана от активиране цитидин деаминаза (AICDA), ензим, отговорен за рекомбинацията на класа и соматичната хипермутация [112] и активната пролиферация. Наблюдавана е и локална диференциация на автореактивни плазмени клетки [113].

В модел на миши SLE, индуциран от пристан, В клетките пролиферират и превключват класове в рамките на TLS, а плазмените клетки и плазмобластите, произвеждащи Sm/RNA антитела, произвеждат локално автоантитела [114,115]. Освен това,бъбрециот пациенти с LN съдържат подобни на зародишния център структури, съдържащи FDC. Тези центрове могат да играят роля в активните локални тъканно-специфични имунни отговори [41]. Идентифицирането на събитията, които инициират формирането на TLS, трябва да подобри нашето разбиране забъбрекувреждане при пациенти с LN. Нивата на BAFF и серумните автоантитела корелират с образуването на TLS вбъбреци[42]. Намаляването на нивата на BAFF намалява броя на Т-клетките в гломерулите и предотвратява LN и образуването или поддържането на TLS [42].

Освен това, наличието на FDC или свързването на IgG-ICs с Fc RIIB може да осигури източник на интактен антиген [41,116,117] за експанзия и активиране на В клетки и производството на лимфотоксин 1 2, което може допълнително насърчават развитието на TLS [118,119]. Като алтернатива, CD11b плюс миелоидните клетки секретират високо ниво на BAFF и повишават хемотактичната способност на В клетките чрез модулиране на индуцирано от хемокин сигнализиране [120], като по този начин водят до клетъчна агрегация и компартментализация на TLS. Тъй като повишените нива на BAFF усилват локалното Т-клетъчно активиране [121], те могат да насърчат активността на TFH и да удължат in situ реакциите на зародишния център набъбрекTLS. Освен това, при пациенти с LN, само взаимодействието между клетката между клетките на TFH и В клетките индуцира високи нива на Bcl-6 и IL-21 в интерстициума [122]. Това може да представлява ефекта на BAFF, който насърчава експресията на ICOSL върху активирани В клетки [123] и индуцира образуването на TFH клетки [124,125]. По този начин,бъбречнаTLS може да се образува в LN поради инфилтрация на хематопоетични клетки вбъбрек, но са необходими високи нива на BAFF за формиране или поддържане на правилно разделен TLS. Това предполага, че високото ниво или продължителното производство на BAFF може да бъде ключово събитие при формирането на отделен TLS.

Cistanche е подходящ забъбрек

3.2. Молекулярни знаци за образуването на третични лимфоидни структури

CXCL13, който се произвежда от фибробластни стромални клетки, е решаващ хемокин за В и лимфоидно-тъканни индукторни (LTi) клетки. Мишки без CXCL13 не образуват лимфни възли с изключение на лицевите, цервикалните и мезентериалните [126]. Индуцирането на образуването на TLS [127] при мишки може да се осъществи чрез свръхекспресия на CXCL13, задвижван от плъши инсулинов промотор (RIP), който е активен в панкреаса ибъбрек. Това води до образуването на TLS, който се характеризира със сегрегирани В- и Т-клетъчни зони, наличието на конвенционални DCs и гъста мрежа от стромални клетки и кръвоносни съдове от тип високи ендотелни венули (HEV) [128]. CXCL12 (или фактор 1, получен от стромални клетки (SDF1)) се експресира от стромални клетки на костния мозък и е от решаващо значение за хематопоезата на костния мозък и развитието на В-клетките [129]. CXCL12 се експресира от HEV във вторични лимфоидни органи (SLO) и действа като основен хемокин за набиране на В-клетки, докато Т-клетките в повечето случаи не реагират [130] (Таблица 1).

Тубулните епителни клетки от предразположени към лупус мишки могат да експресират IL-23 рецептори и да произвеждат хемокина CCL20, който може да привлича лимфоцити къмбъбрекинтерстициум (фиг. 1) [7]. Освен това, IL-23, действащ върху тубулните епителни клетки, може да потисне производството на аргиназа 1, която катаболизира аргинина и следователно води до повишени концентрации на аргинин, които са необходими за локалния растеж на лимфоцитите [7]. Чрез първия механизъм тубулните епителни клетки са способни да произвеждат провъзпалителни хемокини за привличане на лимфоцити, които могат да се активират локално. Чрез втория механизъм, тубулните епителни клетки могат да покажат имуносупресивен капацитет, който може да бъде премахнат в присъствието на IL-23 и евентуално други стимуланти.

CCL19 и CCL21 се експресират от HEV и някои стромални клетки. Те са лигандите за CCR7, присъстващи в Т клетки, DCs и LTi клетки. Plt мишки, които нямат гена CCL19 и CCL21, експресирани от лимфоидна тъкан в лимфните съдове, разкриват критична роля за CCR7 и CCL19/CCL21 в насочването на Т-клетките. В модела на свръхекспресия на RIP, CCL21 се оказа по-ефективен от CCL19 при индуциране на образуването на TLS [131,132]. Въпреки това, дори при свръхекспресия на CCL21, няма ясно образуване на В-клетъчни фоликули [131]. CCL28 играе роля в набирането и насочването на В и Т клетки и насърчава адаптивните имунни отговори [133–135]. Сигналите от взаимодействието между CCL28 и CCR3/CCR10 управляват тези процеси и привличат различни имунни клетки от местния квартал [135,136]. Наскоро беше наблюдавано набиране на Treg клетки от CCL28, което демонстрира, че има роля в модулирането на имунната система, поддържането на толерантност към собствените антигени и предотвратяването на развитието на автоимунни заболявания [137,138] (Таблица 1).

Предполага се, че членовете на суперсемейството на TNF (TNFSF), а именно TNF, лимфотоксин (LT) и и техните сигнални рецептори TNFRI/II и LT R насърчават образуването на TLS. Също така, ектопичната експресия на TNF или LT, но не и LT, под контрола на RIP доведе до образуването на TLS [139,140]. Най-същественият ефект се наблюдава, когато LT и LT са ко-експресирани, което води до инвазивно натрупване на левкоцити в островите на панкреаса и значително по-големи TLS от тези, образувани в LT трансгенни мишки [139]. TNFR-I е основният регулатор на органогенезата на лимфоидната тъкан и образуването на зародишни центрове, а не TNFR-II [141], и медиира LT-индуцираната панкреатична TLS [142]. Активирането на TNFR-I и LT R също е замесено в аортния TLS, при който аберацията на LT R сигнализирането води до потискане на експресията на CCL21 и CXCL13, с последица от намалено образуване на HEV и нарушено развитие на TLS [143,144] (фиг. 2).

Въпреки че ефектът от LT, самостоятелно или с LT, изглежда ясен, ролята на TNF е оспорвана. При някои възпалителни заболявания, включително тези, включващи TLS, TNF има противовъзпалителна активност [144]; инсулит при мишки NOD и лупус при мишки от Нова Зеландия се подобряват след инжектиране на TNF [144,145].

Трансгенната свръхекспресия на IL-6 и IL-6R води до периваскуларно натрупване на В клетки и зрели плазмени В клетки [146]. IL-1, продуциран от MSCs, е свръхекспресиран в предразположени към лупус мишки и може да допринесе за образуването на TLS [47]. Стимулиране на Т клетки с IL-4 или IL-7 индуцирана експресия на LT; IL-7 е най-мощен за CD4 плюс Т клетки [131]. Семейството гени IL-17 е жизненоважно за защита срещу патогени и е замесено в различни сценарии на хронично възпаление. Подобно на членовете на TNFRSF, IL-17 рецепторните сигнали през NF-kB и IL-17 Т клетки се индуцират от IL-6, TGF и IL-23, но се инхибират от IL-27. Следователно IL-17 е основен медиатор за индуцирани от липополизахариди около [147]. IL-7R се експресира от LTi клетки и заедно с CXCR5) IL-7 насърчава тяхното образуване в SLO [126].

BAFF може да насърчи увреждане на тъканите чрез повлияване на качеството и количеството на Т-клетъчно управляваните цитокини като IL-17, IL-4 и IFN. Повишени нива на BAFF вбъбрециможе да предизвика увреждане на гломерулите чрез нахлуване на Т клетки в гломерулите или чрез индуциране на образуването на TH17 клетки. Не е ясно дали позицията на Т-клетките е паралелен или съвместно зависим процес, който насърчава гломерулонефрит и тубулоинтерстициален нефрит. Доказано е, че блокирането на ко-стимулацията на Т-клетките [148] или неутрализирането на IFN и IL-4 [149,150], води до подобрение или забавяне набъбречнапатология. За сравнение, Т-клетъчна инфилтрация и агрегация са открити вбъбрекбиопсии от пациенти със СЛЕ [151]. Инфилтрацията на имунните клетки в тубулоинтерстициалните зони при SLE е свързана с LN [41], което предполага, че позицията на Т клетките в бъбрека е жизненоважна за заболяването.

3.3. Съдове в третичните лимфоидни структури

TLS е подобен на лимфните възли по отношение на структура, васкулатура, клетъчен състав и хемокинов профил. Имунните клетки включват Т и В-клетъчни зони и антиген-представящи клетки, включително FDC и зрели DC. Съдовете в TLS се разделят главно на лимфни и кръвоносни съдове (фиг. 3).

Бъбречналимфните съдове (LV) се считат за част от интерстициума, тъй като нямат базална мембрана и са със слепи краища и нямат перицити [152]. Лимфните капиляри експресират PROX-1, LYVE-1, CCL21, подопланин, VEGFR-2 и VEGFR-3 [153]. Лимфните съдове на TLS експресират лимфни маркери като LYVE-1, PROX-1, подопланин (както при мишки, така и при хора) и D2–40 (при хора) [154], както се съобщава от различни проучвания на хроничнибъбрекотхвърляне [155,156], сърдечни алографти [157], трансгенни миши модели [158] и миши модел на свързано с възрастта първично Sjogren-подобно ¨ заболяване [159]. Въпреки това има още много за изясняване.

Не е известно дали TLS съдовете изпълняват същите функции като тези в лимфните възли. Изглежда, че те допринасят за дренажа на течности, но това не е напълно проучено. Също така не е известно дали LV пренасят антиген и клетки в TLS и клетки извън TLS, като аферентни и еферентни съдове в лимфните възли. Това, че TLS LV често съдържат клетки [159,160], предполага, че те играят роля на транспортери чрез експресията на CCL21, който взаимодейства с CCR{3}}експресиращите клетки. Въпреки това, LV в някои TLS натрупват клетки, което предполага, че те не улесняват клетъчния дренаж и имат нарушена еферентна функция.

Резидентните клетки на лимфните възли експресират сфингозин-1 фосфат (S1P) и взаимодействието му с рецептора S1P1 върху лимфоцитите е важно за тяхното излизане от лимфните възли. FTY720 (финголимод) е агонист на S1P1, който причинява неговата интернализация и натрупване на лимфоцити в лимфните възли [161], като по този начин функционира като имуносупресор. Когато NOD мишки с панкреатичен TLS се лекуват с FTY720, те не развиват разрушаване на островчета и диабет [162]. FTY720 инхибира прогресията на заболяването само по времето, когато мишките показват TLS [163]. Техните панкреатични TLS са свързани с високи резултати за инсулит след лечение с FTY720, което показва, че клетките са хванати в тях. Разрушаване на островчета и диабет настъпват в рамките на дни след спиране на лечението с FTY720 [162,164]. По този начин изглежда, че S1P градиентът засяга трафика на лимфоцити в TLS LV. Финголимод може да накара TLS да се разтвори при пациенти и мишки с лупус.

LVs транспортират разтворими или клетъчно-асоциирани антигени в лимфните възли. Свързаният с везикулите на плазмалемата протеин (PLVAP) се експресира от лимфните ендотелни клетки на кръвоносните съдове в лимфния синус в лимфните възли. PLVAP-позитивните лимфни ендотелни клетки допринасят за пресяването на лимфоцити и антигени с високо молекулно тегло, влизащи в лимфните възли [165]. Тъй като TLS съдържа кондуитна система [166], разумно е да се постави под въпрос дали LV в TLS и лимфните възли функционират по подобен начин. Транспортът на антиген може да бъде по-малко критичен, отколкото при SLO, тъй като антигенът е действителен компонент на TLS. Въпреки това, тъй като антиген-представящите клетки обикновено присъстват в TLS, това е спорно.

Както беше отбелязано по-горе, LV в лимфните възли представят самоантигени [167–169] или директно чрез експресията на основни молекули на комплекса за хистосъвместимост (МНС) или антиген върху „класически“ антиген-представящи клетки. Представянето на собствен антиген от LVs [167] може да улесни индуцирането на толерантност или Т-клетъчно активиране в лимфните възли или TLS. Не са провеждани проучвания, изследващи способността на TLS LVs да представят антиген и да индуцират някой от тези резултати.

HEV са специализирани кръвоносни съдове с адресин на периферните възли (PNAd) с различна структура. Изглежда, че HEV имат роля в транспортирането на кръвни лимфоцити в TLS. Това явление е вид специализирана инфилтрация, която главно Т-клетки на паметта с ниска експресия на L-селектин (вероятно поради експресията на PNAd) могат да навлязат вбъбрек[139]. Експериментално проучване при мишки с дефицит на LT или LT LN установи, че развитието на PNAd-експресиращи HEVs е забавено, което води до намаляване на размера и клетъчността на лимфоидните инфилтрати [139]. По този начин може да е необходимо LT R сигнализиране за организирана лимфоидна агрегация и образуване на HEV.

4. Изводи и отворени въпроси

Въпреки че имунните отговори, генерирани в SLO, могат да генерират защита срещу патогени, автоимунните отговори в TLS могат да бъдат разрушителни. Зародишните центрове в TLS имат подобни характеристики на зародишните центрове в SLO и осигуряват основа за клонална експанзия на имунни клетки и соматична хипермутация [41]. Въпреки че наличието на имунни комплекси се счита за важно за образуването на TLS, по-нови доказателства сочат, че под влиянието на цитокини тубулните епителни клетки могат да произвеждат цитокини, способни да привличат Т клетки [7].

Показано е, че В клетките, присъстващи в TLS, са претърпели соматична хипермутация [41] и следователно локалното производство на автоантитела и възможното образуване на in situ ICs е сигурно. Th17 клетки присъстват вбъбрецина хора и мишки с лупус, което показва директния принос на тези клетки във възпалителния отговор ибъбрекщети [101,170–172]. Фактът, че репертоарът на TCR набъбрекинфилтрирането на клетки при мишки и хора с лупус е ограничено [93] показва, че специфичните за бъбреците антигени, все още на свобода, се разпознават. Th17 клетките са жизненоважни за образуването на TLS при разпространението на възпаление в централната нервна система и неонаталните бели дробове [173–175]. Подобна роля може да се предвиди за клетките в установяването и поддържането на възпаление в LN.

Наличието на Treg клетки вбъбрекTLS и тяхната възможна функция не са известни. Възможно е те да бъдат изключени чрез неизвестни механизми или ако присъстват, да изгубят очакваната си функция. Известно е, че Treg клетките при наличие на възпалителна среда губят своята регулаторна функция [78].

Въпреки че се твърди, че интензивността на интерстициалното възпаление представлява зловещ знак забъбречнафункция, за която все още не е известно как TLS допринасябъбрекщета. Т клетките могат да унищожатбъбрекрезидентни клетки, както е показано за подоцитите [21], чрез директна цитотоксичност или чрез компрометиране на функцията на бъбречните клетки чрез действието на цитокини, както е показано за IL-23 [7] и BAFF [123].

Напълно неизследвана е областта на приноса на TLS за развитието набъбрекфиброза, която е необратима и определя края на функцията. Цитокините, произведени от инфилтриращите клетки, заедно с приноса на други фактори, произведени от бъбречни резидентни клетки, могат да насърчат производството на колаген от фибробластите.

Предстоящите технологии, включително едноклетъчно РНК секвениране [176] и пространствена транскриптомика, ще позволят характеризирането на взаимодействията между клетките, включващи TLS ибъбрекрезидентни клетки. Те могат също така да позволят характеризирането на подгрупи сред пациенти с LN, тъй като е сигурно, че LN е клинично и патогенетично хетерогенен. Усилията за обръщане на бъбречната патология чрез доставяне на лекарства набъбрекрезидентните клетки (подоцити [22], тубуларни епителни клетки [7]) трябва да позволят по-ефективно възстановяване на функцията на бъбречните клетки, докато страничните ефекти, произтичащи от системното приложение, са избегнати.

Благодарности

Подкрепено от безвъзмездна помощ за изследване на Регионалния здравен орган на Северна Норвегия HNF 1427-18.

От: „Взаимодействие на имунната ибъбрекрезидентни клетки при образуването на третични лимфоидни структури при лупусен нефрит“ отСимин Джамали и др

---1568-9972/© 2021 Авторите. Публикувано от Elsevier BV Това е статия с отворен достъп под лиценз CC BY.