Естественные клетки-киллеры (НК-клетки) составляют приблизительно до 10% всех лимфоцитов крови. В них не происходит перегруппировки генов, кодирующих рецепторы антигенов, как в Т- и В-лимфоцитах. Клетки- киллеры не атакуют клетки с нормальным уровнем экспрессии молекул МНС класса I, но убивают клетки с посторонними МНС, а также те. у которых снижена или отсутствует экспрессия МНС класса I. Это часто наблюдается при вирусной инфекции и раке. НК-клетки в периферической крови можно идентифицировать как крупные лимфоциты с азурофильными (красного цвета) гранулами (большие гранулярные лимфоциты).
A. Развитие клеток-киллеров
Общие предшественники НК- и Т-клеток, экспрессирующие CD7, CD2 и иногда CD5, обнаруживаются в костном мозге, печени плода и в тимусе. Интерлейкин 15, в большом количестве синтезируемый стромальными клетками костного мозга, чрезвычайно важен для дифференцировки НК-клеток; ИЛ-2 и ИЛ-8 способствуют их дальнейшему созреванию.
Типичными маркерами клеток-киллеров являются низкоаффинный рецептор Fc-фрагмента IgG (CD16) и молекула адгезии CD56.
Б. Узнавание мишени клетками-киллерами
Большинство активирующих и ингибирующих рецепторов клеток-киллеров кодируется генами хромосомы 19. Активирующие рецепторы, например, NKp46, ІМКр30 и NKp44 (natural cytotoxicity receptor, NCR) позволяют НК-клетке состыковаться с клеткой-мишенью. Эти молекулы относятся к суперсемейству иммуноглобулинов и характеризуются наличием короткого цитоплазматического хвоста. Поэтому для активации клеток-киллеров им необходимо дополнительно связаться с такими полипептидами, как ζ-цепь, FcεRly или DAP12. Лиганды этих молекул до сих пор не известны. Четвертым запускающим активацию рецептором является NKG2D, пектиновый гомодимер С-типа, связывающийся с полипептидом DAP10 Рецептор NKG2D взаимодействует с белками MICA и MICB, родственными молекулам МНС класса I, которые обычно слабо экспрессируются на нормальных клетках, но в стрессированных и опухолевых клетках уровень их экспрессии повышается. Эти белки похожи на классические молекулы МНС класса I, но они не связывают пептиды и не ассоциируют с β2-микроглобулином.
B. Ингибирующие рецепторы НК-клеток
В распознавании классических молекул МНС задействовано множество рецепторов. В отличие от рецепторов антиген-специфичных Т-клеток, эти рецепторы обычно распознают целую группу различных аллелей FILA класса I, но не комплекс пептид/МНС. Данные рецепторы можно сгруппировать в два больших семейства: lg-подобные рецепторы KIR и lg-подобные транскрипты ILT (также известны как lg-подобные рецепторы лейкоцитов LIR). Рецепторы KIR экспрессируются только на клетках-киллерах и субпопуляции Т-клеток, а рецепторы ILT (LIR) также экспрессируются на моноцитах, дендритных клетках и В-клетках. Эти рецепторы могут способствовать как активации, так и ингибированию, что определяется в основном структурой их цитоплазматического хвоста В большинстве случаев длинный цитоплазматический хвост указывает на наличие рецепторного богатого тирозином ингибирующего мотива ITIM. Мотив ITIM запускает действие специфической фосфатазы, которая блокирует в клетке передачу сигнала от активирующих рецепторов. Рецепторы с коротким цитоплазматическим хвостом не имеют мотива ITIM и для передачи сигнала активации связываются с полипептидами типа адапторных молекул DAP12 или FcyR, содержащими рецепторный богатый тирозином активирующий мотив ITAM. Известно больше дюжины различных рецепторов, относящихся к семействам LIR и KIR. Третий класс FIK-клеточных рецепторов относится к семейству лектиноподобных рецепторов С-типа (например, упоминавшийся ранее активирующий NKG2D-рецептор). Хотя большинство рецепторов клеток-киллеров существует как в виде активирующих, так и в виде ингибирующих изоформ, по всей видимости сигналы ингибирования, посылаемые ITIМ-содержащими рецепторами, значительно сильнее активирующих сигналов. Некоторые ингибирующие молекулы и соответствующие им лиганды показаны на рисунке В.
Г. Механизм цитотоксического действия клеток-киллеров
Секреции клетками-киллерами литических ферментов не происходит, если клетка-мишень имеет рецепторы апоптоза типа антигена CD95 (другое название Fas или АРО-1) (Г1), запускающего механизм «самоубийства» клетки, называемый программированной клеточной смертью, или апоптозом (см. с. 84).
Наиболее распространенным механизмом лизиса под действием клеток-киллеров является выделение литических гранул (Г2). Эти гранулы содержат перфорин (белок, создающий поры в мембране клетки-хозяина) и гран- зимы (набор различных протеиназ). В присутствии перфорина гранзим В достигает клеточного ядра, где активирует каспазы (белки, способствующие апоптозу) и индуцирует гибель клетки. Клетки-киллеры могут уничтожать клетки, покрытые антителами. Связывание антител с Fc-рецептором на НК-клетке (CD16) активирует программу антителозависимой клеточной цитотоксичности, индуцируя выделение протеолитических ферментов (Г3).
