Иммунология: миелоидные супрессорные клетки

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

Федеральное государственное бюджетное  

образовательное учреждение высшего образования 

«ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

С. А. Заморина, М. Б. Раев, П. В. Храмцов 

 
 

ИММУНОЛОГИЯ 

 

МИЕЛОИДНЫЕ СУПРЕССОРНЫЕ КЛЕТКИ 

 
 

Допущено методическим советом  

Пермского государственного национального  
исследовательского университета в качестве  
учебного пособия для студентов, обучающихся 

по направлению подготовки бакалавров  

«Биология» 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пермь 2019 

УДК 612.017;612.018;571.27  
ББК 28.591: 20.18я73 

З264 

 

 

З264 

Заморина С. А.

Иммунология: миелоидные супрессорные клетки: учеб. пособие / 
С. А. Заморина, М. Б. Раев, П. В. Храмцов; Перм. гос. нац. исслед. 
ун-т. – Пермь, 2019. – 88 с. 

ISBN 978-5-7944-3413-2 

 

В пособии рассмотрен один из механизмов иммуносупрессии, связанный 

с функционированием миелоидных супрессорных клеток (MDSC). Детальное 
изучение MDSC преимущественно связано с увеличением их количества 
при онкологических заболеваниях и подавлением ими противоопухолевого 
иммунитета. В пособии рассматриваются механизмы снижения этими клетками 
иммунного ответа, анализируются данные о роли MDSC при различных 
патологических состояниях, таких как онкологические и аутоиммунные 
заболевания. Кроме того, представлены данные о том, как эти клетки участвуют 
в формировании иммунной толерантности в период беременности. 

Отдельно 
представлены 
методики, 
позволяющие 
изучать 

дифференцировку и функциональную активность MDSC. 

Ил. 16. Библиогр. 176 назв. 

  
 

УДК 612.017;612.018;571.27  

ББК 28.591: 20.18я73 

 
 

Печатается по решению ученого совета биологического факультета 

Пермского государственного национального исследовательского университета 
 

Учебное пособие написано при поддержке РФФИ  

в рамках научного проекта № 19-29-04055 

 
 
Рецензенты: лаборатория экологической иммунологии «ИЭГМ УрО РАН», 

г. Пермь (зав. лабораторией, д-р мед. наук К. В. Шмагель); 

заведующий лабораторией центра иммунологии и клеточных 
биотехнологий БФУ им. И. Канта (г. Калининград) д-р мед. наук 
Л. С. Литвинова 

 

 
 
ISBN 978-5-7944-3413-2 

© ПГНИУ, 2019 
© Заморина С. А., Раев М. Б., 

Храмцов П. В., 2019 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

Введение…………………………………………………………………
5 

1. Миелоидные супрессорные клетки (mdsc): определение…………. 7 

2. Происхождение MDSC………………………………………………. 9 

3. Фенотипическая характеристика MDSC……………………………. 11 

4. MDSC-опосредованные механизмы иммуносупрессии…………… 14 

4.1. Влияние на Т-лимфоциты, в том числе цитотоксические. 

Истощение питательных веществ для Т-лимфоцитов……..… 14 

4.2. Препятствие нормальному хомингу лимфоцитов…………….. 17 

4.3. Снижение функциональной активности Т-лимфоцитов……... 17 

4.4. Блокада функции NK-клеток……………………………………. 17 

4.5. MDSC и Treg……………………………………………………… 18 

4.6. MDSC и Breg……………………………………………………... 18 

5. Факторы, регулирующие созревание и активность MDSC………...
20 

6. MDSC в условиях физиологической нормы………………………...
23 

7. MDSC и опухолевые заболевания…………………………………... 24 

8. MDSC в патогенезе критических состояний……………………….. 27 

9. MDSC и аутоиммунные заболевания……………………………….. 33 

10. MDSC и беременность……………………………………………… 35 

11. MDSC и трансплантация…………………………………………… 40 

12. MDSC, ожирение и диабет…………………………………………. 42 

13. MDSC и старение…………………………………………………… 44 

14. MDSC как мишень терапевтического воздействия………………. 47 

15. Двойстенная роль MDSC…………………………………………... 
50 

16. Методы изучения MDSC…………………………………………… 52 

16.1. Идентификация и сортировка человеческих клеток MDSC 

из периферической крови доноров……………………………..
52 

16.2. Изучение дифференцировки MDSC in vitro……………………
55 

16.3. Изучение морфологических и молекулярно-генетических 

характеристик MDSC…………………………………………. 57 

Заключение…………………………………………………………….. 
62 

Список сокращений……………………………………………………
63 

Список литературы……………………………………………………. 66 

ВВЕДЕНИЕ 

 
Иммунология – относительно молодая наука, результаты достижений 

которой применяются как в медицине, так и в биологии. С успехами 

иммунологии связывается решение таких проблем, как получение новых 

высокоэффективных диагностических и лечебных препаратов методами 

иммунобиотехнологии, преодоление инфекционных и иных заболеваний 

блягодаря использованию принципиально новых подходов (искусственные, 

генные вакцины), расшифровка механизмов наиболее тяжелых заболеваний 

человека 
(иммунодефициты, 
в 
частности 
СПИД, 
аутоиммунные, 

аллергические, онкологические и инфекционные заболевания и т. д.). В наше 

время иммунология становится ключевой дисциплиной современной 

медицины, поэтому будущему биологу необходимы глубокие знания о 

строении и функциях иммунной системы. Многие заболевания протекают на 

фоне измененных функций иммунной системы организма. Эти изменения 

затрагивают функции разных клеток иммунной системы, в том числе клеток 

с супрессорной активностью. Так, ключевая с точки зрения эволюционной 

биологии 
популяция 
клеток, 
отвечающая 
за 
иммуносупрессию, 
– 

миелоидные супрессорные клетки (Myeloid-Derived Suppressor Cells, MDSC) 

[Talmadge, Gabrilovich, 2013; Bronte, 2016]. В последние 10 лет наблюдается 

устойчивый рост интереса к этой популяции клеток (PUBMED: 2008  

(65 статей), 2018 (>550 статей)). MDSC представляют собой гетерогенную 

популяцию 
незрелых 
миелоидных 
клеток, 
которые 
в 
норме 

дифференцируются в макрофаги, гранулоциты и дендритные клетки. Однако 

при патологических состояниях эти клетки приобретают супрессорный 

фенотип, подавляя иммунный ответ [Gabrilovich, 2012]. Так, уровень MDSC 

возрастает при многих патологических состояниях, включая воспаление, 

сепсис, травматический шок, аутоиммунные заболевания, онкологический 

процесс, а также беременность. Основные механизмы иммуносупрессорной 

активности MDSC связаны с экспрессией ряда поверхностных маркеров 

(CD73, ADAM17, PD-L1), внутриклеточной экспрессией аргиназы 1 (Arg 1), 

iNO-синтазы (индуцибильная синтаза оксида азота, iNOS), индоламин-2,3
диоксигеназы (IDO) и продукцией ряда цитокинов (IL-10, TGF-β1) 

[Пономарев, 2016; Атретханы, Друцкая, 2016]. Таким образом, изучение 

данной субпопуляции клеток позволит расширить наши представления о 

функционировании иммунной системы.  

Вызов для современной иммунологии заключается в выявлении 

специфических маркеров этих клеток, которые позволят легко отличить 

MDSC от нейтрофилов и моноцитов по фенотипическим характеристикам, 

что дало бы возможность лучше понять биологию этих клеток. Дальнейшей 

задачей является разработка технологий направленного манипулирования 

состоянием MDSC с целью применения данных технологий в клинической 

практике.  

1. МИЕЛОИДНЫЕ СУПРЕССОРНЫЕ КЛЕТКИ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ 

 
Миелоидные супрессорные клетки (Myeloid Derived Suppressor Cells, 

MDSC) 
– 
гетерогенная 
популяция, 
представленная 
незрелыми 

нейтрофилами, 
дендритными 
клетками 
и 
моноцитами, 
способными 

подавлять иммунный ответ, в т. ч. на опухоли [Gabrilovich, Nagaraj, 2009; 

Ostrand-Rosenberg, Sinha, 2009]. Этим клеткам приписывается иерархическая 

вершина в регуляции иммунного ответа (“MDSCs are at the top of the 

regulatory immune cell hierarchy, and their precise tuning is a hot topic of today’s 

research” [Pak, 2018]). Более того, R. J. Tesi [Tesi, 2019] посвятил этим 

клеткам обзор под названием «Самые важные клетки, о которых вы никогда 

не слышали», в котором он образно сравнивает их по функционалу в 

микроокружении опухоли с пчеломатками в улье [Tesi, 2019]. Эти клетки 

обнаруживаются в повышенном количестве в микроокружении сóлидных 

опухолей [Greten et al., 2011]. На данный момент очевидно, что MDSC 

защищают опухоль от иммунной системы пациента, делая ее устойчивой к 

иммунотерапии. Также имеются данные, что MDSC участвуют в ангиогенезе 

и метастазировании при онкологическом процессе. Ликвидация этих клеток 

из микроокружения опухоли повышает выживаемость онкологических 

больных [Tesi, 2019].  

Однако уровень MDSC увеличивается при многих патологических 

состояниях, 
включая 
воспаление, 
сепсис, 
травматический 
шок, 

аутоиммунные заболевания, а также беременность [Goedegebuure et al., 

2011]. Их основная функция – супрессия врожденного и адаптивного 

иммунного ответа.  

Исследовано несколько популяций иммунных клеток с супрессорными 

функциями. Среди лимфоидных клеток наиболее известны регуляторные  

Т-клетки (Treg), а среди миелоидных клеток достаточно хорошо изучены 

опухоль-ассоциированные макрофаги, хотя и другие популяции миелоидной 

линии могут проявлять регуляторные функции [Gabrilovich et al., 2012].  

В 
целом 
данные 
свидетельствуют 
о 
способности 

недифференцированных миелоидных клеток при определенных условиях 

проявлять достаточно выраженную супрессорную активность. Для них 

характерно отсутствие или снижение экспрессии маркеров зрелых 

миелоидных клеток. В англоязычной литературе их принято называть 

супрессорными клетками миелоидного происхождения (Myeloid-Derived 

Suppressor Cells, MDSC) [Gabrilovich et al., 2007]. В русскоязычной 

литературе имеется термин «миелоидные супрессоры» (МС).  

На данный момент вопрос терминологии также не изучен полностью. 

Особенно это касается исследования регуляторной функции миелоидных 

клеток (такие клетки называются также миелоидными регуляторными 

клетками (Myeloid Regulatory Cells, MRC)). MRC рассматривают как 

гетерогенную 
группу 
миелоидных 
клеток, 
которые 
приобретают 

иммунорегуляторную и/или иммуносупрессивную активность вследствие 

различных патологических состояний. Известны иммуносупрессивные 

гранулоциты, 
толерогенные 
дендритные 
клетки 
(DC), 
регуляторные 

макрофаги (Mreg) и гетерогенная группа 
MDSC. 
Таким образом, 

концептуально MDSC являются и MRC, в то же время понятие MRC – более 

широкое [Brandau, 2019]. 

 

Миелоидные супрессорные клетки (Myeloid Derived Suppressor 

Cells, MDSC) – гетерогенная популяция, представленная незрелыми 
нейтрофилами, дендритными клетками и моноцитами, способными 
подавлять иммунный ответ, в т. ч. на опухоли.  
 

2. ПРОИСХОЖДЕНИЕ MDSC 

 
MDSC – клетки костного мозга миелоидного происхождения, 

присутствующие в крови, лимфатических узлах, селезенке, а также в 

опухолях и в тех тканях, где имеются иммунокомпетентные клетки. MDSC 

образуются в результате изменения дифференцировки гемопоэтического 

пути, которое ведет к накоплению гетерогенной популяции незрелых 

миелоидных 
клеток. 
Миелоидные 
клетки-предшественники 

дифференцируются в костном мозге в незрелые миелоидные клетки. Именно 

на этом этапе клетки покидают костный мозг и выходят в периферическое 

кровообращение (рис. 1) [Millrud et al., 2017].  

MDSC, как и другие лейкоциты, происходят от самообновляющихся и 

длительно живущих гематопоэтических стволовых клеток (HSC, англ. 

Hematopoietic Stem Cells). HSC являются прекурсорами MDSC, поэтому при 

патологии наблюдается трехкратное увеличение процента и двукратное 

увеличение абсолютного числа HSC в течение 36 ч. с момента инициации 

генерализованной инфекции [цит. по: Григорьев и соавт., 2016]. 

Как 
правило, 
миелоидные 
клетки 
мигрируют 
в 
различные 

периферические органы, где они подвергаются дифференцировке в зрелые 

миелоидные клетки, такие как макрофаги, дендритные клетки (DC) или 

гранулоциты. Однако при инфекции [Bowen, Olson, 2009], сепсисе [Delano et 

al., 2007], травме [Makarenkova et al., 2006] либо в микроокружении опухоли 

[Serafini et al., 2006] дифференцировка незрелых миелоидных клеток в 

нормальные зрелые миелоидные клетки блокируется; в то же время незрелые 

миелоидные 
клетки 
могут 
активироваться 
и 
становиться 
MDSC 

[Goedegebuure et al., 2011]. В настоящее время охарактеризованы две 

основные 
популяции 
MDSC: 
моноцитарные 
(M-MDSC) 
и 

полиморфноядерные (или гранулоцитарные) (PMN-MDSC или G-MDSC) 

[Gabrilovich et al., 2012].