Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Постовалова Е.А.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт морфологии человека» Министерства науки и высшего образования РФ, Москва, Россия

Макарова О.В.

Государственная новосибирская областная клиническая больница

Косырева А.М.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт морфологии человека» Министерства науки и высшего образования РФ, Москва, Россия

Михайлова Л.П.

ФГБНУ «НИИ морфологии человека», Москва, Россия

Морфология тимуса и особенности его клеточного состава при экспериментальном остром и хроническом язвенном колите

Авторы:

Постовалова Е.А., Макарова О.В., Косырева А.М., Михайлова Л.П.

Подробнее об авторах

Журнал: Архив патологии. 2019;81(5): 53‑63

Просмотров: 4611

Загрузок: 112


Как цитировать:

Постовалова Е.А., Макарова О.В., Косырева А.М., Михайлова Л.П. Морфология тимуса и особенности его клеточного состава при экспериментальном остром и хроническом язвенном колите. Архив патологии. 2019;81(5):53‑63.
Postovalova EA, Makarova OV, Kosyreva AM, Mikhailova LP. Morphology of the thymus and the specific features of its cellular composition in experimental acute and chronic ulcerative colitis. Russian Journal of Archive of Pathology. 2019;81(5):53‑63. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/patol20198105153

Рекомендуем статьи по данной теме:
Мор­фо­ло­гия те­лец Гас­са­ля и их мик­ро­ок­ру­же­ние у но­во­рож­ден­ных с уве­ли­чен­ной мас­сой ти­му­са. Ар­хив па­то­ло­гии. 2024;(1):13-20
Осо­бен­нос­ти вза­имос­вя­зи суб­по­пу­ля­ци­он­но­го сос­та­ва и со­дер­жа­ния ци­то­ки­нов в пе­ри­фе­ри­чес­кой кро­ви и пе­ри­то­не­аль­ной жид­кос­ти жен­щин с эн­до­мет­ри­озом. Проб­ле­мы реп­ро­дук­ции. 2023;(1):19-32
Сов­ре­мен­ные под­хо­ды к вы­бо­ру ме­то­ди­ки эн­дос­ко­пи­чес­кой ти­мэк­то­мии. Эн­дос­ко­пи­чес­кая хи­рур­гия. 2023;(3):62-72

При различных острых и хронических воспалительных заболеваниях в тимусе развиваются стереотипные реакции, которые морфологически проявляются акцидентальной инволюцией [1—3]. Акцидентальная инволюция тимуса характеризуется прогрессирующим снижением его массы и изменением функциональной активности [3—5]. Выраженность акцидентальной инволюции тимуса зависит от тяжести воспалительного процесса, а также исходного генофенотипически обусловленного функционального состояния иммунной системы. Морфологические проявления акцидентальной инволюции детально охарактеризованы в отечественных работах Т.Е. Ивановской и соавт. (1996) и О.В. Зайратьянца (1998) [3, 6]. В отличие от отечественной в зарубежной литературе выделяют гиперплазию тимуса, острую и хроническую инволюцию [4, 5, 7, 8].

В последнее 10-летие в связи с расширением представлений об иммунологических механизмах толерантности возобновился интерес к изучению тимуса и, в частности, к установлению функциональной роли его эпителиальных клеток. Эпителиальные клетки субкапсулярного, коркового и мозгового вещества тимуса имеют сходную звездчатую форму, но они различаются на ультраструктурном уровне, выделяют светлые и темные клетки соответственно экто- и эндодермального происхождения [9]. По функциональным параметрам различают секреторные клетки, являющиеся источником тимических гормонов и гуморальных факторов, таких как цитокины и хемокины, и поддерживающие клетки. Следует отметить, что функция эпителиальных клеток тимуса может изменяться в зависимости от их микроокружения [10].

Функции тимуса реализуются благодаря контактным взаимодействиям эпителиальных клеток, в основе которых лежит взаимное распознавание лигандов и рецепторов дифференцировочных факторов семейства Notch [11]. Помимо этого, межклеточная адгезия, в частности контакты эпителиальных и лимфоидных клеток тимуса, обеспечивается молекулой CD2. У человека она присутствует на поверхности практически всех зрелых T-лимфоцитов и NK-клеток, а у мышей CD2 экспрессируется также на B-лимфоцитах, которые в норме присутствуют в мозговом веществе тимуса [12]. Контррецептором CD-2 на поверхности различных клеток человека (стромальных, макрофагов, лимфоцитов, клеток эпителия и др.) служит белок LFA-3 (CD58), заякоренный в мембране с помощью фосфатидилинозитола [13]. Также на поверхности эпителиальных клеток есть рецепторы β1-интегрина (ICAМ-1) и β2-интегрина (VCAM-1), взаимодействующие с интегринами β1 (LFA-1) и β2 (VLA-4 — Verylate antigen-4) и VLA-6 на поверхности тимоцитов [14]. Контакты между эпителиальными и лимфоидными клетками важны для передачи ростовых и дифференцировочных сигналов при осуществлении селекции. Кортикальные эпителиальные клетки отвечают за положительную, а медуллярные — за отрицательную селекцию Т-лимфоцитов за счет экспрессии на их поверхности молекул MHC-I и MHC-II.

В мозговом веществе тимуса расположены особые морфологические структуры, образованные эпителиальными клетками, тимические тельца, отличающиеся от других медуллярных клеток мембранными маркерами и секретируемыми гуморальными факторами. Тимические тельца у человека и некоторых животных описаны как многослойные чешуйчатые скопления эпителиальных клеток с отложениями кератогиалина в центре. Клетки тимических телец относятся к светлым и имеют эктодермальное происхождение [3]. Установлено, что эпителиальные клетки тимических телец секретируют цитокин-тимический стромальный лимфопоэтин (Thymic Stromal Lymphopoietin — TSLP), влияющий на дендритные клетки, базофилы, эозинофилы, тучные клетки, натуральные киллеры, В-лимфоциты, эпителиальные клетки, а также на корецепторы, представленные на мембране Т-лимфоцитов, CD4, CD8 [15]. Дендритные клетки, активированные TSLP, играют ключевую роль в процессе дифференцировки регуляторных Т-клеток. Кроме того, они индуцируют дифференцировку аллергического варианта Th2-клеток, блокируют Th1-/Th17-иммунный ответ, индуцируя развитие аутоиммунных заболеваний [10, 15].

Функции эпителиальных клеток тимуса реализуются также через выделяемые ими гуморальные факторы, такие как цитокины и хемокины. В тимусе образуется IL-7, главный лимфопоэтический фактор, необходимый для запуска перестройки гена γ-цепи TCR, происходит усиление пролиферации зрелых Т-клеток и секреции IFNγ Т-лимфоцитами по принципу положительной обратной связи [16]. Провоспалительные цитокины IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α, продуцируемые в тимусе, выполняют функцию дифференцировочных факторов, оказывая действие в комбинации друг с другом.

Несмотря на обширные знания о морфофункциональном состоянии тимуса в условиях физиологической нормы, в литературе представлены единичные работы, посвященные изучению его акцидентальной инволюции вообще и эпителиального компонента в частности при различных патологических процессах. В обзоре J. Berthelot и соавт. [17] представлены данные литературы, свидетельствующие о том, что при таком воспалительном заболевании, как ревматоидный артрит, у человека увеличивается количество тимических телец и изменяется их функциональная активность. Нарушения взаимодействия эпителия тимуса и регуляторных Т-лимфоцитов, наблюдаемые у пациентов с ревматоидным артритом, могут приводить к изменению репертуара регуляторных Т-лимфоцитов на периферии и к инволюции Т-клеточного звена иммунной системы, с последующим повышением содержания эффекторных CD4+ Т-лимфоцитов и регуляторных Т-лимфоцитов в периферической крови.

В последние годы показана важная роль регуляторных Т-лимфоцитов в развитии различных аутоиммунных и воспалительных заболеваний, таких как сахарный диабет 1-го типа, системная красная волчанка, туберкулез, псориаз, дерматомиозит, воспалительные заболевания кишечника и, в частности, язвенный колит [18]. Однако на клиническом материале исследование тимуса невозможно, поэтому для оценки его морфологических изменений широко используют экспериментальные модели заболеваний человека, в частности модели язвенного колита. В ряде работ при язвенном колите у человека в периферической крови и стенке ободочной кишки выявлено увеличение числа дифференцированных в тимусе регуляторных Т-лимфоцитов [19], что рассматривается как один из возможных дополнительных диагностических критериев заболевания. Данные литературы об изменении тимуса у половозрелых мышей линии C57BL/6 при язвенном колите ограничиваются работой S. Sasaki и соавт. [4], в которой показано прогрессирующее снижение массы тимуса и числа CD4+CD8+ тимоцитов в нем.

Следует отметить, что акцидентальная инволюция тимуса — это сложный и еще не в полной мере изученный процесс. Так, в литературе отсутствуют сведения о взаимосвязи морфологических изменений тимуса с субпопуляционным составом лимфоцитов и его нелимфоидных клеток: эпителиальных, дендритных и макрофагов.

Материал и методы

Работа выполнена на 68 половозрелых самцах мышей линии C57BL/6 с массой тела 18—20 г, полученных из питомника филиала «Столбовая» ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий» Федерального медико-биологического агентства. Животных содержали по 10 особей в клетке в стандартных условиях вивария. Мыши имели свободный доступ к питьевой воде и брикетированному корму ПК-120−1 (ООО «Лабораторснаб»). При работе с экспериментальными животными руководствовались приказом Минздрава СССР № 755 от 12.08.77. На проведение исследования получено разрешение биоэтической комиссии ФГБУН «НИИ морфологии человека».

С целью моделирования острого и хронического язвенного колита (ХЯК) мыши опытных групп получали вместо питьевой воды 1% водный раствор декстрансульфата натрия — ДСН (Mr ~40,000, «BioChemica», Германия).

Для моделирования острого (n=12) и раннего срока хронического язвенного колита (ХЯК) животные (n=22) получали 1% водный раствор ДСН в течение первых 5 сут эксперимента, затем животные с острым колитом были выведены из эксперимента на 7-е сутки, а с ранним сроком развития ХЯК на 28-е сутки эксперимента. Поздний срок ХЯК (n=16) моделировали путем курсового интервального потребления животными 1% водного раствора ДСН на 1—5, 11—15 и 21—26-е сутки, животные этой группы были выведены из эксперимента на 56-е сутки. Средний суточный объем потребляемого раствора ДСН на каждую мышь варьировал от 4,2 до 5,1 мл. Мыши контрольных групп (n=18) получали питьевую воду и были выведены из эксперимента на 7-е и 56-е сутки.

Для морфологического исследования дистальный отдел ободочной кишки и тимус фиксировали в жидкости Буэна, проводили по спиртовым растворам восходящей концентрации и ксилолам в аппарате Tissue-Tek VIP5Jr («Sakura», США). Обезвоженные образцы заливали в гистомикс на аппарате Tissue-Tek TEC («Sakura», США). С блоков на микротоме модели Microm HM340E («ThermoScientific», США) изготовляли срезы толщиной 4—6 мкм, монтировали их на предметные стекла, депарафинировали и затем окрашивали гематоксилином и эозином.

На окрашенных гематоксилином и эозином гистологических срезах оценивали объемную плотность структурно-функциональных зон тимуса методом точечного счета под световым микроскопом Leica DM2000 (Германия) при увеличении 200. В гистологических срезах тимуса подсчитывали количество тимических телец, состоящих из 3—7,7 и более эпителиальных клеток, с отложениями кератогиалина и тимических телец в виде кистоподобных полостей.

Иммуногистохимическое (ИГХ) исследование проводили с использованием иммунопероксидазного метода. Цитокератин-19-положительные эпителиальные клетки в мозговом веществе тимуса выявляли с помощью антител Rabbitmonoclonal [EP1580Y] Anti-Cytokeratin 19 antibody, «Abcam» (Великобритания) в разведении 1:200; Goat F (ab’)2 Anti-Rabbit IgG (Fab’)2 (HRP), «Abcam» (Великобритания) в разведении 1:400. Для каждого ИГХ-исследования ставили отрицательный и положительный контроль.

На микрофотоснимках препаратов с ИГХ-реакцией с антителами к цитокератину-19 проводили выделение каналов 3,3’-диаминобензидина и гематоксилина с использованием функции Colordeconvolution и стандартных векторов H+DAB. Пороговую сегментацию осуществляли с применением алгоритмов AutoThreshold и Autolocalthreshold. Применяли анализ частиц Analyzeparticles. Оценивали абсолютную площадь тимических телец, состоящих из цитокератин-19-положительных эпителиальных клеток.

Для иммунофенотипического исследования суспензию лимфоцитов тимуса получали с помощью гомогенизатора Поттера в культуральной среде RPMI 1640 («Gibco», Великобритания), клеток стромы тимуса — методом ферментативной дезагрегации по Y. Xing, K. Hogquist. Фрагменты тимуса инкубировали в трех сменах культуральной среды RPMI 1640 («Gibco», Великобритания), содержащей коллагеназу D, выделенную из Clostridium histolyticum («Roche», Швейцария), диспазу 2, полученную из Bacillus polymyxa («Roche», Швейцария), ДНКазу 1 («ThermoScientific», США), затем суспензию клеток для нейтрализации действия ферментов переносили в буфер, состоящий из культуральной среды RPMI 1640 («Gibco», Великобритания), бычьего сывороточного альбумина («Sigma Aldrich», США) и ЭДТА («Sigma Aldrich», США).

Субпопуляционный состав лимфоцитов и клеток стромы тимуса определяли методом проточной цитофлуориметрии на приборе Cytomics FC 500 («Beckman Coulter», США), использовали антитела CD3e-FITC, CD4-PE-Cy5, CD8a-PE-Cy7, CD19-PE, F4/80-PE, CD11c-PE, CD45-FITC, CD205-PE, CD326 (EpCAM)-PE-Cy7 («eBioscience», США), UEA1-FITC («Vector Laboratories», США). Выявление субпопуляции регуляторных Т-лимфоцитов и гибнущих клеток проводили в соответствии с протоколами с помощью наборов MouseRegulatoryT-CellStainingKit #3 («eBioscience», США) и Annexin V-FITC kit («Beckman Coulter», Франция). Абсолютное количество клеток в суспензии тимуса подсчитывали в камере Горяева.

Проводили статистическую обработку полученных данных в программе StatSoft Statistica 10. Поскольку экспериментальные группы были небольшими (10—22 животных в группе) и исследуемые параметры, как правило, по результатам теста χ2 были распределены ненормально, использовали методы непараметрической статистики. Вычисляли медиану и интерквартильный размах (Med (25—75%), для сравнения групп использовали дисперсионный анализ Краскела—Уоллиса и U-критерий Манна—Уитни. Различия считали статистически значимыми при вероятности ошибки p<0,05.

Результаты

Потребление животными 1% водного раствора ДСН в течение первых 5 сут эксперимента на 7-е сутки приводило к индукции острого язвенно-воспалительного процесса, ограничивающегося толстой кишкой. Развитие патологического процесса проявлялось диареей с кровью, снижением массы тела и ухудшением общего состояния животных. В ободочной кишке была выявлена картина острого катарально-язвенного колита, проявления которого в разных зонах дистального отдела ободочной кишки варьировали от минимально до максимально выраженных. В зонах ободочной кишки с максимально выраженными альтеративными и воспалительными изменениями выявлены язвы, дно которых было заполнено массивными скоплениями лейкоцитов и небольшими отложениями эозинофильных масс фибрина у 2 из 14 животных. Собственная пластинка слизистой оболочки (СПСО) в этих зонах замещена грануляционной тканью с большим количеством тонкостенных сосудов и выраженной воспалительной инфильтрацией макрофагами, лимфоцитами, нейтрофилами (рис. 1, а).

Рис. 1. Морфологическая характеристика ободочной кишки у мышей контрольной и экспериментальной групп. а — контрольная группа: эпителиальная выстилка не нарушена, просветы крипт узкие, много бокаловидных клеток, в соединительной ткани СПСО небольшое количество клеток, в ее базальных отделах лимфатические сосуды со щелевидным просветом; б — острый язвенный колит: на поверхности язвы слизь, СПСО замещена грануляционной тканью с выраженной воспалительной инфильтрацией, отек и диффузная воспалительная инфильтрация подслизистого слоя; в — хроничеcкий язвенный колит, 28-е сутки развития: эпителизирующаяся язва, регенераторные изменения: эпителий крипт высокий, цилиндрический, с гиперхромными ядрами, выраженная воспалительная инфильтрация; г, д — хронический язвенный колит, 56-е сутки развития; г — эпителизирующаяся язва, регенераторные изменения, выраженная воспалительная инфильтрация; д — в СПСО выраженная воспалительная инфильтрация, преимущественно плазмоцитами. Окраска гематоксилином иэозином.

При морфологическом исследовании тимус половозрелых животных контрольных групп (на 7-е и 56-е сутки) соответствовал физиологической норме (рис. 2, а).

Рис. 2. Морфологическая характеристика тимуса у половозрелых самцов мышей линии C57BL/6 контрольной группы (а, б) и с острым язвенным колитом (в, г). а — корковое вещество плотно заселено лимфоцитами, границы между корковым и мозговым веществом четкие; в, г — острая акцидентальная инволюция; в — границы коркового и мозгового вещества очагово-нечеткие, тимические тельца в виде кистоподобных полостей в корковом веществе и на границе коркового и мозгового вещества; б, г — тимические тельца, образованные цитокератин-19-позитивными эпителиальными клетками. а, в — окраска гематоксилином и эозином; б, г – ИГХ-реакция с антителами к цитокератину-19.
Статистически значимых различий показателей субпопуляций лимфоцитов тимуса и его нелимфоидных клеток между контрольными группами выявлено не было, что позволило объединить контрольные группы разных серий экспериментов.

При морфологическом исследовании в тимусе у половозрелых самцов с острым язвенным колитом выявлена острая акцидентальная инволюция (ОАИ). По сравнению с животными контрольной группы при ОАИ корковое вещество было сужено (см. рис. 2, в). Соотношение коркового и мозгового вещества составило 1:1 (рис. 3).

Рис. 3. Морфометрические показатели объемной доли коркового вещества. Статистически значимые различия: * — по сравнению с контрольной группой, # — с группой острого язвенного колита.
Корковое вещество очагово опустошено, в части долек выявлялась картина «звездного неба». Границы между корковым и мозговым веществом очагово-нечеткие.

По данным проточной цитофлуориметрии в тимусе по сравнению с животными контрольной группы при ОАИ снижалось абсолютное количество лимфоцитов, CD4+CD8+незрелых дубль-позитивных Т-лимфоцитов, CD3+ CD4+ Т-хелперов, CD3+ CD8+ цитотоксических Т-лимфоцитов и CD4+ CD25+ Foxp3+и регуляторных Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов (табл. 1),

Таблица 1. Субпопуляционный состав лимфоцитов в тимусе у половозрелых самцов мышей линии C57BL/6 контрольной группы с острым и хроническим язвенным колитом (Me 25—75%)
но увеличивалось относительное содержание гибнущих по механизму апоптоза Ann+PI--клеток (контроль — 8,2 (1,6; 9,7); ОАИ — 10,0 (8,8; 10,4); p=0,03).

В мозговом веществе при морфологическом исследовании определялись многочисленные тимические тельца, их относительная площадь при ОАИ была выше, чем у животных контрольной группы (контроль — 1,9 (1,4; 2,2); ОАИ —3,9 (2,9; 4,9); p=0,0004). При ОАИ появлялись тимические тельца в виде кистоподобных полостей. По сравнению с контрольной группой при ОАИ увеличивалась доля тимических телец с отложениями кератогиалина (рис. 4),

Рис. 4. Морфометрические показатели доли каждого типа тимических телец от общего количества тимических телец. Статистически значимые различия: * — по сравнению с контрольной группой, # — с группой острого язвенного колита.
а также площадь тимических телец, состоящих из CK19+-эпителиальных клеток (контроль — 154,5 мкм2 (50,2; 214,2); ОАИ — 201,3 мкм2 (153,3; 472,4); p=0,05) (см. рис. 2, б, г).

По данным проточной цитофлуориметрии при ОАИ соотношение эпителиальных клеток коркового (СD326+UEACD205+) и мозгового вещества (СD326+UEA+CD205) не отличалось от такового у животных контрольной группы, в то время как содержание CD45+CD4CD8CD11c+-дендритных клеток снижалось (табл. 2).

Таблица 2. Показатели нелимфоидных клеток (в %) в тимусе у половозрелых самцов мышей линии C57BL/6 контрольной группы с острым и хроническим язвенным колитом (Me 25— 75%)

Таким образом, по данным морфологического, морфометрического, иммуногистохимического исследований и проточной цитофлуориметрии при остром катарально-язвенном колите развивается умеренная ОАИ тимуса, характеризующаяся опустошением и уменьшением объемной доли коркового вещества, увеличением содержания гибнущих по механизму апоптоза клеток, снижением абсолютного количества всех исследуемых субпопуляций Т- и В-лимфоцитов, увеличением показателя площади тимических телец и содержания среди них телец поздних фаз развития, состоящих из 7 и более эпителиальных клеток с отложениями кератогиалина, и появлением тимических телец в виде кистоподобных полостей.

На 28-е сутки (ранний срок) эксперимента острый язвенный колит хронизировался, в ободочной кишке крипты деформированы, их просветы расширены, местами заполнены слизью, в СПСО наблюдались очаговый отек, выраженная диффузная и очаговая воспалительная инфильтрация, состоящая из лимфоцитов, плазмоцитов, макрофагов и единичных нейтрофилов, очаговый фиброз (см. рис. 1, в). На 56-е сутки (поздний срок) после курсового интервального потребления животными 1% ДСН в толстой кишке выявлена картина ХЯК, наблюдались изменения, характерные для язвенного колита человека: деформация крипт, небольшие острые и эпителизированные язвы с регенераторными изменениями крипт в их краях, выраженная воспалительная инфильтрация базального отдела СПСО преимущественно плазмоцитами, склероз СПСО и подслизистой основы (см. рис. 1, г, д).

При морфологическом исследовании на 28-е и 56-е сутки развития ХЯК в тимусе выявлялась гиперплазия коркового вещества, объемная доля которого была выше, чем у животных контрольной группы и с острым язвенным колитом (см. рис. 3). У 2 из 16 животных на 56-е сутки ХЯК развивалась выраженная ОАИ, характеризующаяся опустошением коркового вещества, картиной «звездного неба», очаговой нечеткостью границ между корковым и мозговым веществом (рис. 5, а,

Рис. 5. Морфологическая характеристика тимуса у половозрелых самцов мышей C57BL/6 с хроническим язвенным колитом в разные сроки развития. а, б — хронический язвенный колит, 28-е сутки развития; а — границы коркового и мозгового вещества очагово-нечеткие, в корковом веществе выявляется скопление тимических телец в виде кистоподобных полостей; в, г — хронический язвенный колит, 56-е сутки развития; в — корковое вещество очагово неплотно заселено лимфоцитами, границы между корковым и мозговым веществом очагово-нечеткие, на границе коркового и мозгового вещества гигантское тимическое тельце; б — тимические тельца в виде кистоподобных полостей, образованные цитокератин-19-позитивными эпителиальными клетками; г — тимическое тельце, состоящее из скопления цитокератин-19-позитивных эпителиальных клеток, и тимическое тельце на начальном этапе формирования кистоподобной полости. а, в — окраска гематоксилином и эозином; б, г — ИГХ-реакция с антителами к цитокератину-19.
в).

По данным проточной цитофлуориметрии в тимусе по сравнению с животными контрольной группы в оба срока ХЯК снижалось абсолютное число CD3-CD19+ В-лимфоцитов. Количество CD4+CD8+-незрелых дубль-позитивных лимфоцитов было ниже на 28-е сутки по сравнению с 56-ми сутками ХЯК (см. табл. 1).

Мозговое вещество тимуса при морфологическом исследовании опустошено, в нем выявлялись эпителиальные клетки и лимфоциты, причем лимфоциты преобладали. В мозговом веществе определялись многочисленные тимические тельца, состоящие из 3—7 и более эпителиальных клеток, с отложениями кератогиалина и виде кистоподобых полостей (см. рис. 4). По данным морфометрической оценки, относительная площадь тимических телец в мозговом веществе была выше в поздний срок ХЯК по сравнению с таковой у животных контрольной группы и в ранний срок ХЯК (контроль — 1,9 (1,4; 2,2); ранний срок ХЯК — 2,1 (1,1; 3,0); поздний срок ХЯК — 3,3 (2,8; 4,6);pк-56=0,0003 и p28–56=0,001). По сравнению с животными контрольной группы в поздний срок ХЯК доля тимических телец, состоящих из 7 и более эпителиальных клеток, от общего количества тимических телец была выше (см. рис. 4). По сравнению с животными контрольной группы площадь тимических телец, состоящих из CK19+-эпителиальных клеток, повышалась только на 56-е сутки развития ХЯК (контроль — 154,5 (50,2; 214,2); ранний срок ХЯК — 163,5 (109,0; 298,6); поздний срок ХЯК — 185,7 мкм2 (122,7; 310,7); pк-56=0,01), а их количество увеличивалось в ранний и поздний сроки развития (контроль — 1,0 (0; 1,0); ранний срок ХЯК — 6,0 (3,0; 7,0); поздний срок ХЯК — 4,5 (2,5; 6,0); pк-28=0,001 и pк-56=0,001) (см. рис. 5, б, г).

Тимические тельца в виде кистоподобных полостей определялись в оба срока развития ХЯК и были локализованы не только в корковом и мозговом веществе, но и на их границе. В ранний срок развития ХЯК у 6 животных из 22 тимические тельца в виде кистоподобных полостей формировали «розетки» — скопления из 3 кист и более, при этом по данным морфометрического исследования относительная площадь кистоподобных полостей мозгового вещества и их доля от общего количества тимических телец достоверно не отличались в ранний и поздний сроки развития ХЯК.

По данным проточной цитофлуориметрии, содержание СD326+UEA+CD205-эпителиальных клеток в мозговом веществе по сравнению с таковым у животных контрольной группы увеличивалось в оба срока развития ХЯК и было максимальным в поздний срок ХЯК (табл. 2). Содержание дендритных клеток увеличивалось только на 28-е сутки ХЯК.

Таким образом, морфологическое, морфометрическое и иммуногистохимическое исследования, а также данные, полученные с помощью проточной цитофлуориметрии, показали, что при ХЯК у половозрелых самцов мышей линии C57BL/6 развивается гиперплазия коркового вещества и эпителиальных клеток мозгового вещества, более выраженная по сравнению с ранним сроком (28-е сутки) в поздний срок (56-е сутки) развития ХЯК. У 2 самцов в поздний срок ХЯК выявлена выраженная акцидентальная инволюция тимуса, характеризующаяся резким опустошением коркового и мозгового вещества, нечеткостью границ между ними.

Обсуждение

Работа посвящена изучению изменений морфофункционального состояния тимуса у половозрелых самцов мышей линии C57BL/6 при остром язвенном колите и в разные сроки развития ХЯК.

При остром катарально-язвенном колите при морфологическом и морфометрическом исследованиях в тимусе выявлена ОАИ с опустошением и уменьшением объемной доли коркового вещества, гиперплазией тимических телец и увеличением среди них телец с отложениями кератогиалина и появлением кистоподобных полостей. Выявленные реактивные изменения тимуса характерны для острой фазы воспалительного процесса, индуцированного липополисахаридом [20]. Данные литературы об изменении тимуса при экспериментальном остром язвенном колите ограничиваются работой S. Sasaki и соавт. [4], в которой авторы выявили снижение массы тимуса у половозрелых мышей линии C57BL/6 на 7-е сутки развития язвенного колита, индуцированного ДСН.

Выявленное уменьшение числа Т-хелперов, цитотоксических и регуляторных Т-лимфоцитов, по-видимому, связано с усилением их миграции и гибели, а также торможением дифференцировки из-за уменьшения количества незрелых дубль-позитивных лимфоцитов [21]. По нашим данным, по сравнению с животными контрольной группы при ОАИ содержание аннексинv+PI- гибнущих по механизму апоптоза клеток тимуса в 1,2 раза выше, а незрелых CD4+CD8+ Т-лимфоцитов в 4 раза ниже. Полученные данные о снижении абсолютного числа В-лимфоцитов в тимусе отражают уменьшение содержания этой субпопуляции лимфоцитов в периферической крови, что было показано ранее [22].

Наряду с оценкой субпопуляционного состава лимфоцитов тимуса при ОАИ впервые был проведен комплексный анализ его нелимфоидных клеток: морфометрическое исследование разных типов тимических телец, иммуногистохимическая оценка количества и площади тимических телец, состоящих из цитокератин-19-положительных эпителиальных клеток, а также с помощью проточной цитофлуориметрии анализ субпопуляций эпителиальных клеток мозгового и коркового вещества, дендритных клеток и макрофагов.

По данным комплексного морфометрического исследования на препаратах, окрашенных гематоксилином и эозином и антителами к цитокератину-19, в мозговом веществе тимуса при ОАИ увеличиваются количество и площадь тимических телец. Среди них преобладают тельца, состоящие из 3—7 эпителиальных клеток, появляются тельца в виде кистоподобных полостей.

По данным литературы [3] прошлых лет, тимические тельца представляют терминальный этап дифференцировки эпителиальных клеток тимуса. Сейчас считается, что их количество и размеры служат показателем секреторной активности [23]. Тимические тельца, секретирующие TSLP, играют ключевую роль в позитивной селекции Т-лимфоцитов, опосредованной дендритными клетками, что в первую очередь необходимо для дифференцировки регуляторных Т-лимфоцитов тимуса [10, 15, 17].

При ОАИ по сравнению с контролем показано увеличение в 3 раза доли тимических телец с отложениями кератогиалина. Появление фибрилл кератина в кератиноцитах тимических телец связано с преобразованием гибнущих эпителиальных клеток в так называемые чешуи. Кератинизация может быть снижена, но не блокирована ингибиторами трансглутаминазы или каспазы-14 [24].

Среди нелимфоидных клеток тимуса при ОАИ снижается содержание CD45+CD4CD8CD11c+-дендритных клеток, что может быть следствием их усиленной миграции в периферические органы иммунной системы и очаг воспаления или гибели наряду с Т-лимфоцитами коркового и мозгового вещества тимуса.

Дендритные клетки мозгового вещества тимуса несут на своей поверхности собственные антигенные пептиды организма в составе белков главного комплекса гистосовместимости и осуществляют процесс отрицательной селекции созревающих Т-лимфоцитов и тем самым участвуют в регуляции центральной аутотолерантности [25]. Снижение их содержания также может влиять на нарушение дифференцировки Т-лимфоцитов в тимусе.

В тимусе при ХЯК выявлена гиперплазия коркового вещества и эпителиальных клеток, более выраженная на 56-е сутки развития. Реактивные изменения тимуса — гиперплазия его коркового вещества чаще всего ассоциирована с миастенией гравис, но также наблюдается при аутоиммунных заболеваниях, таких как системная красная волчанка, ревматоидный артрит и склеродермия [17, 18].

В ранний срок развития ХЯК (28-е сутки) в тимусе уменьшается содержание цитотоксических Т-лимфоцитов, увеличивается количество эпителиальных клеток мозгового вещества, дендритных клеток, уменьшается число эпителиальных клеток мозгового вещества. В поздний срок ХЯК (56-е сутки) в тимусе по сравнению с контролем увеличивается содержание эпителиальных клеток мозгового вещества, уменьшается количество эпителиальных клеток коркового вещества и макрофагов. Выявленные при морфологическом и морфометрическом исследовании изменения тимуса свидетельствуют о восстановлении коркового вещества за счет активации процессов пролиферации и дифференцировки тимоцитов, что характерно, как показано О.В. Макаровой и соавт. [2], для хронического воспалительного процесса, индуцированного подкожным введением липополисахарида с частицами сефарозы.

Выявленная при морфологическом исследовании в тимусе животных острая и хроническая акцидентальная инволюция является стереотипным реактивным процессом, который развивается при патологических стрессах и воспалительных заболеваниях разной тяжести. Нами впервые была показана гиперплазия эпителиальных клеток мозгового вещества и тимических телец, состоящих из цитокератин-19+-эпителиальных клеток, при обеих формах акцидентальной инволюции. Более выраженная реакция со стороны эпителиальных клеток обнаружена в поздний срок развития ХЯК, что косвенно отражает усиление дифференцировки регуляторных Т-лимфоцитов, увеличение числа которых выявлено ранее в эксперименте [26] и согласуется с данными литературы [19] о повышении этой субпопуляции в периферической крови и очаге воспаления у больных язвенным колитом.

Заключение

Острая акцидентальная инволюция тимуса, развивающаяся при экспериментальном остром язвенном колите, характеризуется опустошением и уменьшением объемной доли коркового вещества, увеличением содержания гибнущих по механизму апоптоза клеток, снижением абсолютного количества лимфоцитов, Т-хелперов, цитотоксических и регуляторных Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, увеличением показателя площади тимических телец и содержания среди них телец поздних фаз развития, состоящих из 7 и более эпителиальных клеток, с отложениями кератогиалина, появлением тимических телец в виде кистоподобных полостей, снижением содержания дендритных клеток.

Гиперплазия коркового вещества тимуса и его эпителиальных клеток, развивающаяся при экспериментальном хроническом язвенном колите в ранний и поздний сроки его развития, характеризуется расширением коркового вещества, увеличением площади тимических телец и содержания эпителиальных клеток мозгового вещества, появлением тимических телец в виде кистоподобных полостей и формированием «розеток» — скопления 3 кист и более в ранний срок развития ХЯК. В ранний срок развития ХЯК повышено содержание дендритных клеток, в оба срока развития ХЯК снижено содержание макрофагов.

Острая и хроническая акцидентальная инволюция тимуса сопровождается гиперплазией эпителиальных клеток мозгового вещества и тимических телец.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — О.В.М., Е.А.П.

Сбор и обработка материала — Е.А.П., А.М.К.

Статистическая обработка — Е.А.П.

Написание текста — Е.А.П., О.В.М.

Редактирование — О.В.М., Е.А.П., А.М.К.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflict of interest.

Сведения об авторах

Постовалова Е.А. — https://orcid.org/0000-0002-3413-3122, e-mail: e.a.postovalova@gmail.com;

Макарова О.В. — https://orcid.org/0000-0001-8581-107X;

Косырева А.М. — https://orcid.org/0000-0002-6182-1799;

Михайлова Л.П. — https://orcid.org/000-0002-0479-8664

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Постовалова Е.А., Макарова О.В., Косырева А.М., Михайлова Л.П. Морфология тимуса и особенности его клеточного состава при экспериментальном остром и хроническом язвенном колите. Архив патологии. 2019;81(5):53-63. https://doi.org/10.17116/patol20198105153

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail



Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.