Перфорин-зависимый механизм контактного цитолиза, осуществляемого NK-клетками и цитотоксическими Т-лимфоцитами, сводится к следующим событиям. Периферия зрелого иммунного синапса, как отмечалось выше, представляет зону прочной адгезии, образованную в2-интегринами и их рецепторами. Эта адгезия сохраняется и после получения NK-клетками активационного сигнала. В то же время в центральной части синапса межмолекулярные контакты разрушаются. В результате образуется микрополость. При формировании межклеточного контакта и иммунного синапса происходит взаимная поляризация взаимодействующих клеток. Посредством талина, связанного с интегринами, происходит организация цитоскелета NK-клетки, приводящая к концентрации около синпаса нитей F-актина и формированию центра, организующего микротрубочки. Движение гранул, содержащих перфорин и гранзимы, в зону контакта направляют микротрубочки, ориентированные в направлении клетки-мишени. Сокращение актиновых волокон приводит к выбросу гранул в зону контакта, что гарантирует адресность их действия и безопасность этого процесса для окружающих клеток.
Как уже упоминалось, гранулы NK-клеток содержат перфорин, гранзим В и гранулизин. В присутствии Са2+ (содержится в зоне контакта) конформация перфорина изменяется, приводя к открытию в его молекуле гидрофобного участка. Это позволяет перфорину встраиваться в клеточную мембрану, чему способствует также сродство упомянутого участка к фосфорилхолину. Другая важная особенность перфорина — способность к полимеризации в гидрофобном окружении мембраны. Объединяясь, 10—20 молекул перфорина образуют пору со средним диаметром 16 мкм (10—20 мкм), достаточным для прохождения не только ионов, но и молекул белка. Однако не нарушение целостности плазмалеммы служит причиной гибели клетки-мишени, а «впрыскивание» в нее через поры собственно цитотоксических молекул — гранзимов В (наиболее активен гранзим В9) и гранулизинов, запускающих апоптоз, т.е. активную гибель клетки, вызванную активацией ее собственных молекулярных механизмов. Условие развития апоптоза — активация сериновых протеаз — каспаз, имеющая каскадный характер: сначала активируются инициаторные, затем — исполнительные каспазы. Гранзим В — сериновая протеаза; он способен включать апоптоз путем прямой активации исполнительной каспазы 3 или запуска митохондриального механизма развития апоптоза через активацию проапоптотического фактора Bid. Гранулизин активирует в мембране клетки-мишени сфингомиелиназу (Smase), расщепляющую сфингомиелин с образованием церамида. Церамид служит одним из факторов, нарушающих проницаемость мембраны митохондрий, что приводит к выходу из них цитохрома с и фактора AIF (Apoptosis inducing factor), что служит пусковым событием апоптоза. В процессе апоптоза происходит расщепление ДНК в участках между нуклеосомами и множество других изменений, приводящих к гибели клетки в основном от истощения энергетических ресурсов (см. раздел 3.4.1.5). Таким образом, программирование лизиса состоит в доставке в клетку-мишень веществ, способных вызвать ее апоптоз.
Помимо описанного выше классического механизма цитолиза, осуществляемого NK-клетками, некоторый (относительно небольшой) вклад в гибель клетки-мишени вносит индукция ее апоптоза через лиганд-рецепторное взаимодействие молекул семейств TNF и TNFR. В качестве индукторов апоптоза выступают мембранные молекулы NK-клеток FasL, TRAIL, мембранная форма TNF, а в качестве акцепторов летального сигнала — соответственно Fas-рецептор (CD95), рецепторы DR4, DR5 и TNFRI. Этот механизм явно второстепенный, поскольку при инактивации гена перфорина NK-клетки практически теряют киллерную активность. В связи с этим такой тип цитолиза более детально будет рассмотрен при описании цитотоксических Т-лимфоцитов, значительно активнее его использующих.
Выделяют еще один механизм проявления NK-клетками цитолитической активности — антителозависимый. Запуск цитолиза по этому пути происходит при распознавании Fc-рецепторами естественных киллеров FcyRIII (CD16) специфических участков в доменах C2 и С3 антител (подклассы IgG1 и IgG3), связавшихся с клетками-мишенями. Включение активационного сигнала при этом (как и в случае NKp46) происходит через вспомогательные молекулы Fc-рецептора — Z-цепь CD3 или у-цепь FceRI (хотя ни CD3, ни FceRI отдельно на поверхности NK-клеток не экспрессируются, указанные цепи присутствуют на ней в составе FcyRIII). Участие антител и Fc-рецепторов существенно повышают эффективность цитолиза, называемого в этом случае антителозависимым клеточным цитолизом. Первоначально считали, что этот тип цитолиза осуществляется клетками особой субпопуляции естественных киллеров — К-клетками. Затем было установлено, что при наличии IgG-антител, опсонизирующих клетку-мишень, антителозависимый клеточный цитолиз может осуществлять любая NK-клетка, экспрессирующая молекулы CD16 (т.е. зрелая NK-клетка фенотипа CD56dimCD16++).