Các Phân Nhóm Tế Bào Hỗ Trợ T và Sự Phân Cực (Th1, Th2, Th17, Tfh)

Các tế bào T CD4 non (naive CD4 T cells) chưa cam kết về chức năng; khi được kích hoạt, chúng biệt hóa thành các phân nhóm tế bào hỗ trợ riêng biệt được xác định bởi các yếu tố phiên mã đặc trưng và các chương trình cytokine. Môi trường cytokine tại thời điểm khởi tạo phân cực chúng theo hướng Th1, Th2, Th17, tế bào hỗ trợ nang T (T follicular helper), và các số phận khác, mỗi loại được điều chỉnh để chống lại một loại mầm bệnh cụ thể và mỗi loại đều có khả năng góp phần vào bệnh lý miễn dịch khi bị định hướng sai.

Definition

Sự biệt hóa phân nhóm tế bào T hỗ trợ là sự phân cực theo cơ chế kháng nguyên và cytokine của các tế bào T CD4 non đã được kích hoạt thành các dòng tế bào chuyên biệt về chức năng — bao gồm tế bào Th1, Th2, Th17 và tế bào hỗ trợ nang T — mỗi loại được đặc trưng bởi một yếu tố phiên mã xác định dòng và một sản lượng cytokine đặc trưng.

Scope

Chủ đề này bao gồm sự biệt hóa của các tế bào T hỗ trợ CD4 thành các phân nhóm hiệu ứng chính, các yếu tố phiên mã chủ đạo và cytokine xác định chúng, cũng như các vai trò chức năng và tính dẻo của các dòng tế bào này. Đây là một mục tham khảo cơ chế trong miễn dịch thích ứng và không phải là hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Những tín hiệu nào xác định phân nhóm hỗ trợ mà một tế bào T CD4 non sẽ trở thành?
• Các yếu tố phiên mã chủ đạo và cytokine đặc trưng định nghĩa từng dòng như thế nào?
• Mầm bệnh hoặc nhiệm vụ miễn dịch nào mà mỗi phân nhóm chuyên biệt chống lại?
• Số phận của tế bào T hỗ trợ ổn định hay dẻo như thế nào sau khi đã được thiết lập?

Key concepts

• Các yếu tố phiên mã chủ đạo (T-bet, GATA3, RORgammat, Bcl-6)
• Các cytokine đặc trưng (IFN-gamma, IL-4, IL-17, IL-21)
• Tế bào Th1 và miễn dịch qua trung gian tế bào
• Tế bào Th2 và các phản ứng với giun sán và chất gây dị ứng
• Tế bào Th17 và miễn dịch niêm mạc/hàng rào
• Tế bào hỗ trợ nang T (Tfh) và sự giúp đỡ tế bào B
• Sự phân cực do cytokine điều khiển
• Tính dẻo của dòng tế bào

Key theories

Mô hình Th1/Th2

Mosmann và Coffman đã chỉ ra rằng các tế bào T hỗ trợ phân tách thành các phân nhóm với các hồ sơ cytokine và chức năng hiệu ứng riêng biệt, thiết lập khung nền tảng sau này được mở rộng sang Th17, Tfh và các dòng khác.

Mechanisms

Khi một tế bào T CD4 non được kích hoạt bởi peptide-MHC và đồng kích thích, các cytokine có mặt tại thời điểm khởi tạo sẽ cảm ứng một yếu tố phiên mã chủ đạo cam kết tế bào vào một dòng. Các tín hiệu do interferon điều khiển và T-bet thúc đẩy các tế bào Th1, chúng tiết ra IFN-gamma và hỗ trợ hoạt hóa đại thực bào cũng như bảo vệ chống lại các mầm bệnh nội bào. IL-4 và GATA3 thúc đẩy các tế bào Th2, chúng sản xuất IL-4, IL-5 và IL-13 và điều phối các phản ứng với giun sán và viêm dị ứng. Sự kết hợp của yếu tố tăng trưởng biến đổi beta (transforming growth factor-beta) với IL-6 và RORgammat định hướng sự biệt hóa Th17, tạo ra các tế bào sản xuất IL-17 quan trọng tại các hàng rào niêm mạc. Bcl-6 xác định các tế bào hỗ trợ nang T, chúng cung cấp IL-21 và phối tử CD40 (CD40-ligand) giúp đỡ các tế bào B trong các trung tâm mầm. Các chương trình này có thể thể hiện tính dẻo, chuyển đổi lẫn nhau trong điều kiện cytokine thay đổi thay vì không thể đảo ngược một cách nghiêm ngặt [mosmann-coffman-1989][murphy-reiner-2002][zhu-paul-2008][crotty-2014].

Clinical relevance

Sự phân cực của tế bào T hỗ trợ định hình đặc điểm của các phản ứng miễn dịch trong nhiễm trùng, dị ứng, tự miễn và viêm mạn tính, và sự mất cân bằng các phân nhóm có liên quan đến nhiều bệnh do miễn dịch. Nội dung ở đây mô tả sinh học để tham khảo và giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cho bất kỳ cá nhân nào.

History

Mô tả của Mosmann và Coffman năm 1989 về các kiểu cytokine Th1 và Th2 riêng biệt trong các tế bào T hỗ trợ ở chuột đã khởi xướng nghiên cứu hiện đại về chuyên môn hóa tế bào hỗ trợ. Khung này sau đó được mở rộng bởi sự phát hiện các tế bào Th17 như một dòng riêng biệt và các tế bào hỗ trợ nang T như những nhà cung cấp chính sự giúp đỡ cho tế bào B, mở rộng mô hình hai phân nhóm ban đầu thành một bản đồ phong phú hơn về sự biệt hóa CD4 [mosmann-coffman-1989][zhu-paul-2008][crotty-2014].

Debates

Các dòng tế bào T hỗ trợ ổn định đến mức nào?

Các mô hình ban đầu coi các phân nhóm là đã cam kết cuối cùng, nhưng bằng chứng về tính dẻo — các tế bào có được các đặc điểm của các dòng khác trong điều kiện cytokine thay đổi — đã thúc đẩy một cái nhìn linh hoạt hơn về bản sắc của tế bào hỗ trợ.

Key figures

• Tim Mosmann
• Robert Coffman
• Kenneth Murphy
• Shane Crotty
• William Paul

Seminal works

• mosmann-coffman-1989
• murphy-reiner-2002
• crotty-2014

Frequently asked questions

Điều gì xác định phân nhóm tế bào T hỗ trợ mà một tế bào T CD4 sẽ trở thành?

Các cytokine có mặt khi tế bào T CD4 non được kích hoạt sẽ cảm ứng một yếu tố phiên mã xác định dòng; ví dụ, tín hiệu interferon ưu tiên Th1, IL-4 ưu tiên Th2, và sự kết hợp của TGF-beta với IL-6 ưu tiên Th17.

Các tế bào T hỗ trợ nang làm gì?

Các tế bào T hỗ trợ nang chuyên giúp đỡ các tế bào B: chúng định vị tại các trung tâm mầm và cung cấp các tín hiệu như IL-21 và phối tử CD40 hỗ trợ quá trình trưởng thành ái lực kháng thể và tạo ra các phản ứng kháng thể chất lượng cao.