Т-клетки незаменимы для формирования защитных иммунных ответов против патогенов и опухолей. Наивные Т-клетки активно поддерживаются в состоянии покоя для обеспечения их долгосрочного выживания и персистенции1. При стимуляции антигеном Т-клетки выходят из состояния покоя, подвергаясь клональной экспансии и эффекторной дифференцировке2. Сигналинг Т-клеточного рецептора (TCR) является основным процессом инициации и регуляции адаптивного иммунного ответа3. После специфического распознавания молекул пептида-главного комплекса гистосовместимости (pMHC), представленных на поверхности антигенпрезентирующих клеток (АПК), запускается каскад сигнальных событий, который стимулирует клональную экспансию и функциональную дифференцировку Т-клеток4,5,6.
Интенсивность стимуляции TCR, определяемая такими ключевыми факторами, как аффинность, авидность и концентрация антигена, играет критическую роль в регулировании степени активации T-клеток, приобретения ими эффекторных функций и траектории дифференцировки в различные подмножества эффекторных T-клеток или T-клеток памяти7,8,9. Современные модели in vitro для исследования TCR-зависимой активации T-клеток преимущественно используют антитела к CD3 и CD28, иммобилизованные на планшете или конъюгированные с микросферами, что обеспечивает одновременное получение сигналов лигации TCR и костимуляции10,11. Несмотря на широкое применение таких систем, в них обычно используется только одна, зачастую насыщающая концентрация антител к CD3, что позволяет проводить лишь бинарное сравнение активации T-клеток по принципу «все или ничего», а не фиксировать динамический диапазон силы сигналов TCR, достижимый при использовании титрованного градиента стимулов12,13.
Описанный здесь протокол предоставляет стандартизированную и воспроизводимую систему in vitro для систематической оценки того, как градуальная сила сигнала TCR модулирует активацию, пролиферацию и функциональный фенотип первичных CD8+ T-клеток мышей с использованием титрованных градиентов анти-CD3 (0.1–10 µg/mL) и постоянной концентрации анти-CD28 (1 µg/mL). В основе данного подхода лежит многопараметрическая проточная цитометрия, которая позволяет фиксировать как вышележащие сигнальные пути — через внутриклеточный фосфорилированный рибосомальный белок S6 (p-S6) в качестве индикатора активности комплекса 1 мишени рапамицина в клетке (mTORC1), — так и нижележащие клеточные эффекты, включая пролиферацию, отслеживаемую по разведению CTV, поверхностные маркеры активации (CD69, CD25, индуцибельный костимулирующий молекульный маркер T-клеток [ICOS], программируемый белок смерти 1 [PD-1]) и экспрессию эффекторных молекул (гранузим B, фактор некроза опухоли-альфа [TNF-α]) в течение периода времени от 6 до 48 h.
В нашем протоколе используется градиент концентрации иммобилизованных на планшете антител к CD3 для точного модулирования интенсивности стимуляции, что позволяет имитировать различную авидность связывания TCR, наблюдаемую в физиологических условиях. Данный метод обеспечивает высокую эффективность кросс-линкинга TCR и устойчивую активацию первичных покоящихся Т-клеток. Стандартизированная процедура покрытия гарантирует равномерное распределение антител по поверхности планшета, что приводит к единообразной стимуляции клеток в пределах одной партии и отличной воспроизводимости экспериментов. Такой формат представляет собой экономически выгодный и операционно простой подход к активации Т-клеток.
Тем не менее, следует признать определенные ограничения данного подхода. Стимуляция, опосредованная антителами к CD3/CD28, существенно отличается от физиологического контекста in vivo. Хотя экспериментальные методы, использующие только агонистические антитела к CD3 и CD28 для оценки активации Т-клеток, могут обеспечить эффективный мониторинг активации, они не позволяют в полной мере воспроизвести взаимодействия между антигенпрезентирующими клетками и Т-клетками, а также костимулирующее микроокружение, характерное для физиологических условий14.
Несмотря на эти ограничения, данный протокол представляет собой систематическую и воспроизводимую платформу, которая служит ценным и доступным инструментом для исследования Т-клеточных ответов, зависящих от силы сигнала TCR, и может дополнять более сложные антигенспецифические модели.