Т-клетъчни рецептори за разпознаване на антиген
Изследването на процеса на разпознаване на антигена от В клетките не е причинило никакви специални експериментални усложнения. Лесното откриване на мембранния имуноглобулин в този тип клетки дава на изследователите основа за подробен анализ на явлението. В същото време търсенето на подобни структури в Т-клетките срещна определени трудности. Използването на същите експериментални подходи, които са били използвани за изследване на антигенни рецептори в В клетки, не е довело до положителни резултати. Първите стъпки за решаване на проблема бяха направени, колкото и да е странно, не в молекулярната имунология, а в клетъчната имунология - в експерименти с генетично различни клетки, взаимодействащи in vitro.
Първоначално, в хипотетична, базирана на клетъчна феноменология, а след това в експериментално добре документирана форма, използваща методи на молекулярна биология, беше установено, че Т-клетъчният рецептор не разпознава самия чужд антиген, а неговия комплекс с протеини, контролирани от основен комплекс за хистосъвместимост (MHC).
Основното доказателство за двойното разпознаване на молекулите на МНС клас I и II и свързания с тях антигенен пептид е получено от R. Zinkernagel и P. Doherty. Изследванията на тези учени бяха признати с присъждането на Нобелова награда за медицина през 1997 г.
Структурата на Т-клетъчните рецептори за разпознаване на антиген
Има два типа рецептори за разпознаване на антигени на T-клетки: TCRaB и TCRyb (от английски - рецептор на Т клетки, TCR). Последното се експресира върху незначителна субпопулация от Т клетки (Tyb), които присъстват в малък брой в тимуса и по периферията - в далака и кръвта. В онтогенезата те предшестват Т-клетките с TCRaB (TaB). За тяхното узряване тимусът не е необходим, те са способни на самовъзпроизвеждане, участват в антибактериална защита, реагирайки на въглехидратни компоненти.
Филогенетично, Tyb предшества TaB.
Опитите за откриване на TCR с помощта на анти-имуноглобулинови антитела, както беше направено при търсенето на разпознаващи антиген структури в В-клетките, бяха неуспешни. TCR е идентифициран само с използването на моноклонални антитела (mAbs) и клонирани Т-клетъчни линии. Някои специфични за клонинги mAbs реагираха само с клонинги, изолирани от предварително имунизирани животни. Въвеждането в култура на такива клонинги, съответстващи на специфичността на mAbs, потиска способността на клонираните Т клетки да разпознават антигена, използван за имунизация. Наличието на такива антиген-специфични mAbs осигури цялостно проучване на антиген-разпознаващите структури на Т-клетките.
Всяка функционално зряла Т-клетка има около 3 х 104 TCR.
Те са хетеродимер, изграден за повечето клетки от оси и (3-вериги, ковалентно свързани от цистеинов мост. Всяка верига се състои от променлив V-домен и постоянен C-домен, хомоложни на съответните имуноглобулинови домейни. TCR структура също съдържа шарнирен домейн с цистеинов остатък, който образува дисулфиден мост, който обединява а- и В-вериги в една молекула.TCR се задържа върху клетъчната мембрана от хидрофобна трансмембранна последователност от аминокиселинни остатъци. характерна характеристика на трансмембранния домен е наличието на положително заредени аминокиселинни остатъци. Всяка верига завършва с къса цитоплазматична опашка. Съществуващите структурни разлики между TCRu BCR не могат да се считат за решаващи, тъй като основното свойство - изграждането на активен антиген-разпознаване сайт поради процесите на рекомбинация и взаимодействие на два V-домена - остава често срещано.
Генетичен контрол на структурата на Т-клетъчния рецептор за разпознаване на антиген
Организацията на гените, кодиращи а- и В-веригите на TCR, е до голяма степен хомоложна на тази, известна с леките и тежки вериги на имуноглобулините. V-доменът на α-веригата, подобно на леката верига на имуноглобулините, се контролира само от V- и J-генните сегменти. В същото време образуването на V-домена на В-веригата, както и тежката верига на имуноглобулините, се осигурява от пълен набор от V-, D-, J-генни сегменти.
В генома на Т клетките има повече от 100 V-гена за TCR а-веригата, което е два пъти и половина по-малко от количеството, известно за леките вериги на имуноглобулините. Всеки такъв ген включва два екзона - един за лидерската (L) последователност, който отсъства в зрялата а-верига, но присъства в тази верига по време на нейния транспорт от ендоплазмения ретикулум до клетъчната повърхност, а вторият за кодиране на самия V-домейн на TCR. J генните сегменти за веригата са значително по-големи, отколкото за леката верига на имуноглобулините (100 срещу 4). Константната област на а-веригата се контролира от С-гена, който включва отделни екзони за С-домена и шарнира и един общ екзон за трансмембранните и опашните части на молекулата.
Броят на V гените за В веригата е 30. Освен това има два DJC клъстера. Всеки клъстер съдържа един D и шест активни J генни сегмента. Функционалните разлики между клъстерите са неизвестни. Генът С за константната област на В веригата включва четири екзона за константната, шарнирната, трансмембранната и опашната области на полипептида. Процесите на рекомбинация, транскрипция, сплайсинг и транслация на генетичен материал за а- и Р-вериги по време на образуването на TCR в Т-клетки са подобни на тези, които осигуряват синтеза на имуноглобулини в В-клетките.
Както при имуноглобулините и имуноглобулиновите рецептори, вариабилността на TCR зависи от случайното взаимодействие на генни сегменти в процеса на рекомбинация на генетичен материал, кодиращ V-домейни: VJ за a-вериги и VDJ за B-вериги, както и поради тези допълнителни промени, които, както в случая с BCR, придружават рекомбинацията. Изключение прави липсата на соматична мутагенеза във V-гени. Изчисляването на променливостта на TCR V-домейните, което се извършва по същия начин, както при имуноглобулините, показва изключително високо ниво на разнообразие на тези разпознаващи антиген структури. Така че само наличието на нерекомбинирани V-, D- и J-генни сегменти в генома дава потенциално (с изключение на модификациите по време на реорганизацията) 2.8 × 106 варианта.