Разнообразие в иммунной системе позвоночных

Основные этапы возникновения адаптивного иммунитета

РАЗНОВИДНОСТИ ЛИМФОИДНЫХ ОРГАНОВ ПОЗВОНОЧНЫХ
Тип органов
Название органов
Функция
Первичные
Костный мозг, тимус,
Фабрициева сумка (у птиц)
Развитие клеток
Вторичные:
Инкапсулированные
Неинкапсулирован-
ные
Лимфоузлы, селезенка,
пейеровы бляшки
Миндалины, лимфоидные
фолликулы, криптопатчи
Диффузная лим-
фоидная ткань
Слизистых оболочек,
кожи,
нелимфоидных органов
Индукция (частично
реализация) ответа
Реализация
иммунного ответа
Слайд взят из материалов лекции А.А.Ярилина

Дифференцировка лимфоцитов в тимусе может определяться одним единственным мастер-геном

Замена гена Foxn1 на его паралог Foxn4 приглашает В-клетки в тимус
(Swann, et al 2014)

У мышей с заменой foxn1 на foxn4 наблюдается созревание В-клеток в тимусе

В связи с отсутствием лимфатических узлов лимфомиелоидные ткани у рыб часто оказываются локально расположенными в различных эпителиях, например, в эпителии жаберных лепестков

Орган Лейдига
Эпигональный орган

Ультраструктура органа Лейдига схожа со структурой костного мозга млекопитающих

Клетки органа Лейдига
А – гранулоциты с дольчатым ядром,
В – лимфоцит, справа от него – эозинофил
С – Две плазмати-ческие клетки
Д – Малые лимфо-циты и гранулоцит
Е – Гетерофильный гранулоцит

Плазматические клетки акул
Из селезенки
Из органа Лейдига

Только эпигональный орган, без органа Лейдига имеют акулы и скаты Ginglymostoma cirratum, Rhinoptera bonasus, Heterodontus francisci и Negaprion brevirostris.
Оба органа присутствуют у видов Raja sp., Scyliorhinus canicula, Scyliorhinus stellaris и Sequalus acanthias.
Только орган Лейдига остался у Somniosus microcephalus, Etmopterus spinax и Torpedo sp.
У некоторых хрящевых рыб, например у цельноголовых (химеры) отсутствуют оба этих органа.
Важнейший вклад в изучение лимфоидных органов хрящевых и костистых рыб внесла в 50-80х годах группа доктора Рагнара Фанге

Иммуногистохимическое окрашивание тканей тимуса акулы

Лимфомиелоидные ткани костных рыб
Головная почка – первичный источник иммунных клеток
Стрелками отмечены частицы активированного угля, введенные форели в брюшную полость и сорбировавшиеся в почечных синусах. Также видны меланомакрофаги.
Стенка кишечника форели

Тимус человека

Тимус костной рыбы
Покровный эпителий
Медула
Кортекс
Жаберная камера

Селезенка человека

Селезенка костной рыбы
Селезенка лосося
Видны В-лимфоциты и меланомакрофаги
Селезенка лосося через час после иммунизации антигеном
В-лимфоциты перегруппировались к артериолам

Обзор иммунной системы у тетрапод

Иммунитет амфибий

Иммунитет у головастика и взрослой лягушки

Иероним Фабрициус
Брюс Глик

Созревание В-лимфоцитов у курицы

Rag-зависимая рекомбинация или конверсия генов?

Общая схема конверсии

После открытия дезаминазы AID предполагали, что она может редактировать РНК

Разнообразие антител позвоночных

Наличие генов тяжелых и легких цепей антител у различных классов позвоночных

Антитела у акул

Характеристика антител млекопитающих

Бычьи антитела имеют длинный CDR3 V-домена тяжелой цепи

Одноцепочечные антитела – результат конвергентной эволюции
Обычное антитело
Антитела из тяжелых цепей
Мозоленогие
Акулы
большинство Млекопитающих

Однодоменные антиген-распознающие структуры возникали в ходе эволюции позвоночных неоднократно

Топология однодоменных антител

Структура однодоменных антител мозоленогих

Гипотетическое применение однодоменных антител
Моновалентные антитела (АТ)
а- ингибитор фермента с нежелательной активностью
b и c– носители радиоактивных, флуоресцентных и т.д. меток
d- гомовалентное и e- гетеро-валентное бивалентные АТ
f– рекомбинантное АТ с Fc-фрагментом человека
g– рекомбинатная лактобакте-рия, производящая АТ
h- генотерапия плазмидами, кодирующими АТ
i- вакцина- макромолекулярный комплекс из АТ и адъюванта
j- антиидиотипическое АТ