Лейкоциттердің Моноциттер Төрі: Қызметтері мен Түрлері

Кіріспе

Лейкоциттердің кіші түрі

Моноциттер – лейкоциттердің немесе ақ қан жасушаларының бір түрі. Олар қандағы ең ірі лейкоциттер болып табылады және макрофагтарға, сондай-ақ моноциттерден туындаған дендриттік жасушаларға айналуға қабілетті. Омыртқалы жануарлардың туа біткен иммундық жүйесінің құрамында моноциттер адаптивті иммундық жауаптарға да әсер етеді және тіндерді қалпына келтіруге қатысады. Адам қанында фенотиптік рецепторлары бойынша кемінде үш моноциттердің топшасы бар.

Құрылымы

Моноциттер амеба тәрізді көрінеді және грануласы жоқ цитоплазмаға ие. Сондықтан олар агранулоциттер класына жатады, бірақ кейде азурофильді гранулалар мен/немесе вакуольдерді көрсетуі мүмкін. Диаметрі 15–22 мкм болатын моноциттер – перифериялық қандағы ең ірі жасуша түрі. Моноциттер – мононуклеарлы жасушалар, ал эллипсоидты ядросы көбінесе бөлінген/қиылысқан болады, нәтижесінде бұршақ немесе бүйрек пішіндес көрініс туады. Адам организміндегі барлық лейкоциттердің 2%-дан 10%-ына дейін моноциттер құрайды.

Даму

Моноциттер сүйек кемігінде монобласттар деп аталатын алғашқы жасушалардан пайда болады, бұл гематопоэтикалық шекті жасушалардан дифференциацияланған екі бағытты жасушалар. Моноциттер қан ағынында шамамен бір-үш күн бойы циркуляциялайды, содан кейін әдетте дене тіндеріне өтеді, онда олар макрофагтар мен дендриттік жасушаларға айналады.

Тышқанда

Тышқандарда моноциттер екі субпопуляцияға бөлінеді. Адамның классикалық CD14++ CD16− моноциттеріне сай келетін қабынулы моноциттер (CX3CR1low, CCR2pos, Ly6Chigh, PD L1neg) және адамның классикалық емес CD14+ CD16+ моноциттеріне сай келетін резидентті моноциттер (CX3CR1high, CCR2neg, Ly6Clow, PD L1pos). Резидентті моноциттер тұрақты жағдайда да, қабыну кезінде де эндотелий қабырғасы бойымен патрульдеуге қабілетті.

Функция

Моноциттер – механикалық белсенді жасушалар, олар өз функцияларын орындау үшін қаннан қабыну ошағына миграциялайды. Бұрын айтылғандай, олар макрофагтар мен дендриттік жасушаларға дифференциалдануы мүмкін, бірақ моноциттердің әртүрлі субпопуляциялары өздеріне тән функцияларды да атқара алады. Жалпы, моноциттер және олардың макрофагтар мен дендриттік жасушалардан туған ұрпақтары иммундық жүйеде үш негізгі функцияны атқарады: фагоцитоз, антигенді ұсыну және цитокин өндірісі. Фагоцитоз – бұл микроорганизмдер мен бөлшектерді қабылдау процесі, одан кейін осы материалдың қорытылуы мен жойылғанға дейін өңделуі. Моноциттер патогенді қаптаған антиденелер немесе комплемент сияқты аралық (опсонизациялық) ақуыздарды пайдаланып, сондай-ақ патогендерді танитын үлгіні тану рецепторлары арқылы микробтармен тікелей байланыс арқылы фагоцитозды жүзеге асыра алады. Моноциттер антиденеге тәуелді жасушалық цитотоксикалық әсер арқылы инфекцияланған жасушаларды да өлтіре алады. Фагоцитоз жасаған жасушада шешінділер (вакуольдер) болуы мүмкін.

Басқа эффекттік жасушаларға дифференциациялау

Моноциттер тіндерге миграцияланып, резидентті макрофагтар популяциясын толықтырады. Макрофагтардың антимикробтық және фагоциттік белсенділігі жоғары, осылайша тіндерді шетелдік заттардан қорғайды. Олар – ірі, тегіс ядросы, цитоплазманың кең аумағы және шетелдік материалды өңдеуге арналған көптеген ішкі көпіршіктері бар жасушалар. Олар моноциттерден туындауы мүмкін, бірақ олардың көп бөлігі аналық сарыауыз және ұрықтың бауырында туа біткенге дейін қалыптасады. In vitro жағдайында моноциттер гранулоцит-макрофаг колониясын стимуляциялайтын фактор (GM-CSF) және интерлейкин-4 цитокиндерін қосу арқылы дендриттік жасушаларға дифференциацияланады. Дегенмен, мұндай моноциттерден алынған жасушалар өз транскриптомдарында моноциттерге тән белгілерді сақтайды және нағыз дендриттік жасушалармен емес, моноциттермен кластерленеді.

Моноциттер қосалқы популяцияларының ерекше функциялары

Дифференциациялау қабілетінен басқа, моноциттер иммундық жауапты тікелей реттей алады. Бұрын айтылғандай, олар фагоцитоз жүзеге асыра алады. Классикалық субпопуляция жасушалары ең тиімді фагоциттер болып табылады және қабынуды күшейтетін факторларды қосымша бөліп шығарады. Орташа субпопуляция антигендік ұсынылым және Т-лимфоциттерін стимуляциялау үшін маңызды. Қысқаша айтқанда, антигендік ұсынылым – фагоцитоз кезінде моноциттерде кездесетін микробтық фрагменттердің МХК молекулаларына енгізілу процесін сипаттайды. Содан кейін олар моноциттердің (немесе макрофагтардың немесе дендриттік жасушалардың) жасушалық қабырғасына жеткізіліп, Т-лимфоциттерін белсендіру үшін антигендер ретінде ұсынылады, одан кейін антигенге қарсы нақты иммундық жауап қалыптасады. Микробтық өнімдермен стимуляцияланған кезде классикалық емес моноциттерде ісік некрозы факторы және интерлейкин 12 сияқты қабынуға қарсы цитокиндердің жоғары деңгейі түзіледі. Сонымен қатар, адамдарда классикалық және классикалық емес моноциттердің эндотелийді патогендерге тексеру мақсатымен баяу қозғалуы – патрульдік мінез-құлқы анықталды. Саид және авторлар тобы көрсеткендей, CD14+CD16++ моноциттерімен салыстырғанда CD14++CD16− моноциттерінде PD-1 экспрессиясының жоғары деңгейі осымен түсіндіріледі. PD-L1 лигандасымен экспрессияланатын PD-1 моноциттерін белсендіру IL-10 өндірісін шақырады, ол CD4 Th2 жасушаларын белсендіреді және CD4 Th1 жасушаларының функциясын тежейді. Басқа жасушалардың өндіретін көптеген факторлар моноциттердің хемотаксисі және басқа да функцияларын реттей алады. Бұл факторларға ең алдымен моноциттерді тартатын протеин 1 (CCL2) және моноциттерді тартатын протеин 3 (CCL7) сияқты хемокиндер; лейкотриен B4 және 5-гидроксиэйкозатетраеновая қышқыл мен 5-оксоэйкозатетраеновая қышқыл отбасының мүшелері сияқты OXE1 рецепторларының агонистері (мысалы, 5-HETE және 5-оксо ETE); және бактериялармен синтезделген және формаль пептид рецепторын 1 белсендіретін N-формилметионин лейцил фенилаланин және басқа N-формилденген олигопептидтер жатады. Басқа микробтық өнімдер моноциттерді тікелей белсендіре алады, бұл қабынуға қарсы цитокиндердің өндірісіне, ал кейбір кідіріспен – қабынуға қарсы цитокиндердің өндірісіне әкеледі. Моноциттер өндіретін типтік цитокиндер – TNF, IL-1 және IL-12.

Aside from their differentiation capacity, monocytes can also directly regulate immune responses. As explained before, they are able to perform phagocytosis. Cells of the classical subpopulation are the most efficient phagocytes and can additionally secrete inflammation stimulating factors. The intermediate subpopulation is important for antigen presentation and T lymphocyte stimulation. Briefly, antigen presentation describes a process during which microbial fragments that are present in the monocytes after phagocytosis are incorporated into MHC molecules. They are then trafficked to the cell surface of the monocytes (or macrophages or dendritic cells) and presented as antigens to activate T lymphocytes, which then mount a specific immune response against the antigen. Non classical monocytes produce high amounts of pro inflammatory cytokines like tumor necrosis factor and interleukin 12 after stimulation with microbial products. Furthermore, a monocyte patrolling behavior has been demonstrated in humans both for the classical and the non classical monocytes, meaning that they slowly move along the endothelium to examine it for pathogens. Said et al. showed that activated monocytes express high levels of PD 1 which might explain the higher expression of PD 1 in CD14+CD16++ monocytes as compared to CD14++CD16− monocytes. Triggering monocytes expressed PD 1 by its ligand PD L1 induces IL 10 production, which activates CD4 Th2 cells and inhibits CD4 Th1 cell function. Many factors produced by other cells can regulate the chemotaxis and other functions of monocytes. These factors include most particularly chemokines such as monocyte chemotactic protein 1 (CCL2) and monocyte chemotactic protein 3 (CCL7); certain arachidonic acid metabolites such as leukotriene B4 and members of the 5 hydroxyicosatetraenoic acid and 5 oxo eicosatetraenoic acid family of OXE1 receptor agonists (e. g., 5 HETE and 5 oxo ETE); and N Formylmethionine leucyl phenylalanine and other N formylated oligopeptides which are made by bacteria and activate the formyl peptide receptor 1. Other microbial products can directly activate monocytes and this leads to production of pro inflammatory and, with some delay, of anti inflammatory cytokines. Typical cytokines produced by monocytes are TNF, IL 1, and IL 12.

Клиникалық маңызы

Моноциттер саны – толық қан анализінің бір бөлігі болып табылады және ол ақ қан клеткаларының арасындағы моноциттердің пайыздық көрсеткіші немесе абсолюттік саны түрінде беріледі. Екеуі де пайдалы болуы мүмкін, бірақ бұл жасушалар моноциттердің топтарын анықтағанда ғана нақты диагностикалық құралға айналады. Моноциттік жасушалар COVID-19 науқастарындағы аурудың ауырлығына және оның прогрессиясына әсер етуі мүмкін.

Моноцитопения

Моноцитопения – моноциттердің жетіспеуімен байланысты лейкопенияның бір түрі. Иммунобелінді глюкокортикоидтармен емдеуден кейін осы жасушалардың саны күрт төмендейді. Сонымен қатар, классикалық емес slan+ моноциттері макрофаг колониясын стимуляциялайтын фактор рецепторы генінің мутацияларымен байланысты шар тәрізді тұқым қуалайтын диффузиялық лейкоэнцефалопатиясымен ауырған науқастарда айқын түрде азаяды.