Инициация дифференцировки В-лимфоцитов. Схема начала дифференцировки В-клеток
Содержание цАМФ и цГМФ в клетках в значительной мере определяется соотношением между активностью аденилциклазы и гуанилциклазы (катализирующих их образование из АТФ и ГТФ), с одной стороны, и активностью фосфодиэстераз, катализирующих их распад,— с другой. Гормоны, соединяясь с рецепторами поверхности клеток, активируют эти ферменты, фиксированные в клеточных мембранах. Это приводит к изменению внутри клеток как соотношения, так и уровня цАМФ и цГМФ и изменяет ход ряда внутриклеточных биохимических процессов (Chandra е. а., 1974). Было заманчиво предположить, что именно таким образом антигены и митогены, присоединившись к рецепторам поверхности В-лимфоцитов, «запускают» в них цепь биохимических процессов, приводящих к дифференцировке и пролиферации.
Изучение этого вопроса проводилось в нескольких направлениях. Согласно этой схеме, антиген, реагируя с иммуноглобулиновыми рецепторами мембраны, активирует аденилциклазу, увеличивает синтез цАМФ и изменяет в ее пользу соотношение цАМФ/цГМФ. Это сдвигает биохимические процессы в сторону негативной реакции. В отличие от антигена сигнал Т-клеток и митогены, действуя на мембрану клеток, активируют гуанилциклазу и сдвигают соотношение цАМФ/цГМФ в пользу цГМФ. Это направляет биохимические процессы в сторону позитивной иммунной реакции, связанной с пролиферацией и дифференциацией соответствующих клеток.
В пользу этой схемы говорят следующие данные.
1. Добавление митогенов как В-клеток (Watson, 1975a), так и Т-клеток (Hadden е. а., 1972, 1976) вызывает быстрое (за 15—30 мин) и резкое (в 5—50 раз) увеличение содержания цГМФ без значительного изменения уровня цАМФ (De Rubertis е. а., 1974).
2. Основная масса (свыше 90%, по данным Watson, 1975a) аденилциклазы и гаунилциклазы фиксирована в лимфоцитах на их клеточных мембранах. Митогены могут активировать эти ферменты (Watson, 1975b; Smith е. а., 1971).
3. Отношение цАМФ/ /цГМФ в медленно пролиферирующих культурах значительно выше, чем в быстро пролиферирующих. Так, оно в клетках селезенки бестимусных мышей после стимуляции митогеном липополисахаридом падало с 9,2 до 3,1 (Watson, 1975b).
4. Добавление цГМФ к клеткам селезенки бестимусных мышей вызывало резкое усиление синтеза ДНК. Ауторадиографически тимидиновая метка обнаруживалась после стимуляции в 10% клеток суспензии селезенки (вместо 1 % в контроле).
В противоположность этому действие цАМФ тормозило синтез ДНК (Webb е. а., 1975; Watson, 1975b). Такое же действие оказывали вещества (например, токсин холеры, простагладин, теофиллин), повышавшие эндогенный уровень цАМФ вследствие активации аденилциклазы или ингибиции цАМФ-фос-фодиэстеразы (De Rubertis, 1974).
В пользу значения изменения содержания цАМФ для развития антителообразования указывают опыты, в которых изучалось это изменение после иммунизации мышей эритроцитами барана. Уровень цАМФ в клетках селезенки сразу же (через 2 мин) после иммунизации резко (в 2— 3 раза) увеличивался, но затем снижался на весь период наиболее интенсивной пролиферации АОК (Plescia е. а., 1975; Yammamoto, Webb, 1975). При действии митогенов на Т-клетки увеличение содержания цГМФ или цАМФ наблюдали многие исследователи (например, Hadden е. а., 1976).
Необходимо, однако, отметить, что как обсуждавшаяся схема, так и вообще изучение роли циклических 3',5'-монофосфатнуклеотидов сталкивается со многими трудностями. Во-первых, повышение внутриклеточного содержания цГМФ вызывают многие вещества, не обладающие митогенным действием. Во-вторых, в определенных условиях добавление цАМФ резко стимулирует синтез ДНК (Mac Manus е. а., 1975). В-третьих, популяция лимфатических клеток очень геторогенна и опасно связывать изменения, выявленные при суммарном анализе популяции, с изменениями в изучаемом клоне АОК.
Гетерогенность популяции лимфатических клеток делает очень сложным и изучение действия на них извне добавленного цАМФ или соединений, повышающих его внутриклеточный уровень. Некоторые исследователи при этом наблюдали подавление антителообразования (Chandra е. а., 1974; Watson, 1975а), а другие — стимуляцию (Ishizuka е. а., 1970; Winchurch, 1974). Кроме того, действие цАМФ и цГМФ может быть противоположным в зависимости от их концентрации (Webb е. а., 1973). И, наконец, имеются убедительные данные в пользу того, что участие цАМФ в регуляции клеточного цикла необязательно. На это указывает сохранение нормального клеточного цикла у мутантов мышиной лимфомы S49 несмотря на отсутствие у них зависимой от цАМФ протеинкиназы. Добавление к этим клеткам даже большого количества цАМФ не ингибировало их пролиферацию (Coffino е. а., 1975). Несмотря на все эти трудности, изучение роли циклических 3'-,5'-нуклеотидов в активации В-лимфоцитов является весьма перспективным.
