stringtranslate.com

Иммунологический синапс

Иммунологический синапс между Т-клеткой Jurkat, экспрессирующей GFP-актин (зеленый), и В-клеткой Raji, окрашенной CMAC (синий). Образование синапса было вызвано суперантигеном стафилококкового энтеротоксина E.

В иммунологии иммунологический синапс ( или иммунный синапс ) — это интерфейс между антиген-презентирующей клеткой или целевой клеткой и лимфоцитом, таким как Т-клетка , В-клетка или естественная клетка-киллер . Интерфейс был первоначально назван в честь нейронного синапса , с которым он разделяет основную структурную схему. [1] Иммунологический синапс состоит из молекул, участвующих в активации Т-клеток, которые составляют типичные схемы — кластеры активации. Иммунологические синапсы являются предметом многих текущих исследований. [2]

Структура и функции

Иммунный синапс также известен как супрамолекулярный активационный кластер или SMAC . [3] Эта структура состоит из концентрических колец, каждое из которых содержит отдельные кластеры белков, — часто называемая моделью иммунологического синапса «бычий глаз» :

Новые исследования, однако, показали, что «бычий глаз» присутствует не во всех иммунологических синапсах. Например, в синапсе между Т-клеткой и дендритной клеткой появляются разные паттерны . [8] [9]

Предполагается, что этот комплекс в целом имеет несколько функций, включая, но не ограничиваясь:

Недавние исследования предложили поразительную параллель между иммунологическим синапсом и первичной ресничкой, основанную главным образом на схожей перестройке актина , ориентации центросомы по отношению к структуре и вовлеченности схожих транспортных молекул (таких как IFT20 , Rab8 , Rab11 ). Эта структурная и функциональная гомология является темой продолжающихся исследований. [11] [12]

Формирование

Первоначальное взаимодействие происходит между LFA-1, присутствующим в p-SMAC Т-клетки , и неспецифическими молекулами адгезии (такими как ICAM-1 или ICAM-2 ) на целевой клетке. При связывании с целевой клеткой Т-клетка может расширять псевдоподии и сканировать поверхность целевой клетки, чтобы найти определенный комплекс пептид:MHC . [13] [14]

Процесс формирования начинается, когда рецептор Т-клетки ( TCR ) связывается с комплексом пептид:MHC на антигенпрезентирующей клетке и инициирует активацию сигнализации посредством образования микрокластеров/липидных рафтов. Специфические сигнальные пути приводят к поляризации Т-клетки, ориентируя ее центросому к месту иммунологического синапса. Симметричный центростремительный поток актина является основой формирования кольца p-SNAP. Накопление и поляризация актина запускаются взаимодействиями TCR / CD3 с интегринами и малыми ГТФазами (такими как Rac1 или Cdc42). Эти взаимодействия активируют большие многомолекулярные комплексы (содержащие WAVE (Scar), HSP300, ABL2, SRA1 и NAP1 и другие) для ассоциации с Arp2/3 , что напрямую способствует полимеризации актина. По мере накопления и реорганизации актина он способствует кластеризации TCR и интегринов. Таким образом, процесс саморегулируется посредством положительной обратной связи. [1]

Некоторые части этого процесса могут различаться в клетках CD4+ и CD8+. Например, образование синапсов происходит быстро в клетках CD8+ T, поскольку для клеток CD8+ T принципиально важно быстро устранить патоген. Однако в клетках CD4+ T весь процесс образования иммунологических синапсов может занять до 6 часов. [13] [1]

В CD8+ T-клетках образование синапса приводит к уничтожению клетки-мишени посредством секреции цитолитических ферментов. [1] CD8+ T-лимфоциты содержат литические гранулы — специализированные секреторные лизосомы, заполненные перфорином , гранзимами , лизосомальными гидролазами (например, катепсинами B и D, β-гексозаминидазой) и другими цитолитическими эффекторными белками. Как только эти белки доставляются в клетку-мишень, они вызывают ее апоптоз . [15] Эффективность уничтожения клетки-мишени зависит от силы сигнала TCR . Даже после получения слабых или кратковременных сигналов MTOC поляризуется в направлении иммунологического синапса, но в этом случае литические гранулы не транспортируются, и поэтому эффект уничтожения отсутствует или слаб. [16]

синапс NK-клеток

Известно, что NK-клетки образуют синапсы с цитолитическим эффектом по отношению к целевой клетке. На этапе инициации NK-клетка приближается к целевой клетке, случайно или преднамеренно из-за хемотаксической сигнализации. Во-первых, сиалил Льюис X, присутствующий на поверхности целевой клетки, распознается CD2 на NK-клетке. Если рецепторы KIR NK-клетки находят свой родственный антиген на поверхности целевой клетки, образование литического синапса ингибируется. [17] Если такой сигнал отсутствует, прочная адгезия через LFA1 и MAC1 стимулируется и усиливается дополнительными сигналами, такими как взаимодействия CD226 -лиганд и CD96 - CD155 . [18]

Литические гранулы представляют собой секреторные органеллы, заполненные перфорином , гранзимами и другими цитолитическими ферментами. После инициации межклеточного контакта литические гранулы NK-клеток движутся вокруг микротрубочек к центросоме , которая также перемещается к месту синапса. Затем содержимое литических гранул высвобождается и через везикулы с белками SNARE переносится в целевую клетку. [19]

Ингибирующий иммунологический синапс NK-клеток

Когда NK-клетка сталкивается с собственной клеткой, она образует так называемый ингибиторный иммунологический синапс для предотвращения нежелательного цитолиза целевой клетки. В этом процессе иммуноглобулин-подобные рецепторы клеток-киллеров (KIR), содержащие длинные цитоплазматические хвосты с иммунорецепторными тирозиновыми ингибиторными мотивами (ITIM), группируются в месте синапса, связывают свой лиганд на поверхности целевой клетки и образуют надмолекулярный ингибиторный кластер (SMIC). Затем SMIC действует, предотвращая перестройку актина , блокируя привлечение активаторных рецепторов к месту синапса и, наконец, способствуя отсоединению от целевой клетки. Этот процесс имеет важное значение для защиты NK-клеток от уничтожения собственных клеток. [17]

История

Иммунологические синапсы были впервые обнаружены Авраамом Купфером в Национальном еврейском медицинском и исследовательском центре в Денвере. Их название было придумано Майклом Дастином в Нью-Йоркском университете, который изучал их более подробно. Дэниел М. Дэвис и Джек Строминджер показали структурированные иммунные синапсы для другого лимфоцита, естественной клетки-киллера , и опубликовали это примерно в то же время. [20] Авраам Купфер впервые представил свои выводы во время симпозиума Keystone в 1995 году, когда он показал трехмерные изображения иммунных клеток, взаимодействующих друг с другом. Ключевыми молекулами в синапсе являются рецептор Т-клеток и его аналог главный комплекс гистосовместимости (MHC). Также важны LFA-1 , ICAM-1 , CD28 и CD80 / CD86 .

Ссылки

  1. ^ abcd Ортега-Каррион, Альваро; Висенте-Мансанарес, Мигель (2016-03-31). "О иммунных синапсах: пространственно-временная шкала времени". F1000Research . 5 : 418. doi : 10.12688/f1000research.7796.1 . ISSN  2046-1402. PMC  4821290 . PMID  27092248.
  2. ^ "Каково значение иммунологического синапса?" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-09-23 . Получено 2015-10-02 .
  3. ^ ab Monks CR, Freiberg BA, Kupfer H, Sciaky N, Kupfer A (сентябрь 1998 г.). «Трехмерная сегрегация супрамолекулярных активационных кластеров в Т-клетках». Nature . 395 (6697): 82–86. Bibcode :1998Natur.395...82M. doi :10.1038/25764. PMID  9738502. S2CID  4319319.
  4. ^ Monks CR, Kupfer H, Tamir I, Barlow A, Kupfer A (январь 1997). «Селективная модуляция протеинкиназы C-theta во время активации Т-клеток». Nature . 385 (6611): 83–86. Bibcode :1997Natur.385...83M. doi :10.1038/385083a0. PMID  8985252. S2CID  4255930.
  5. ^ Lee KH, Holdorf AD, Dustin ML, Chan AC, Allen PM, Shaw AS (февраль 2002 г.). «Сигнализация рецептора Т-клеток предшествует формированию иммунологического синапса». Science . 295 (5559): 1539–1542. Bibcode :2002Sci...295.1539L. doi :10.1126/science.1067710. PMID  11859198. S2CID  6601206.
  6. ^ Delon J, Kaibuchi K, Germain RN (ноябрь 2001 г.). «Исключение CD43 из иммунологического синапса опосредовано регулируемым фосфорилированием перемещением цитоскелетного адаптера моезина». Иммунитет . 15 (5): 691–701. doi : 10.1016/S1074-7613(01)00231-X . PMID  11728332.
  7. ^ Freiberg BA, Kupfer H, Maslanik W, Delli J, Kappler J, Zaller DM, Kupfer A (октябрь 2002 г.). «Стадирование и сброс активации Т-клеток в SMAC». Nat. Immunol . 3 (10): 911–917. doi :10.1038/ni836. PMID  12244310. S2CID  2397939.
  8. ^ Tseng, Su-Yi; Waite, Janelle C.; Liu, Mengling; Vardhana, Santosha; Dustin, Michael L. (2008-10-01). "T Cell-Dendritic Cell Immunological Synapses Contain TCR-зависимые CD28-CD80 Clusters That Recruit Protein Kinase Cθ". Журнал иммунологии . 181 (7): 4852–4863. doi :10.4049/jimmunol.181.7.4852. ISSN  0022-1767. PMC 2556893. PMID  18802089 . 
  9. ^ Броссар, Седрик; Фейе, Винсент; Шмитт, Ален; Рандриамампита, Клотильда; Ромао, Мариз; Рапозо, Граса; Траутманн, Ален (1 июня 2005 г.). «Мультифокальная структура Т-клетки – синапс дендритной клетки». Европейский журнал иммунологии . 35 (6): 1741–1753. дои : 10.1002/eji.200425857 . ISSN  1521-4141. ПМИД  15909310.
  10. ^ abc Davis, DM; Dustin, ML (июнь 2004 г.). «Каково значение иммунологического синапса?». Trends in Immunology . 25 (6): 323–7. CiteSeerX 10.1.1.523.189 . doi :10.1016/j.it.2004.03.007. PMID  15145322. S2CID  16788947. 
  11. ^ Финетти, Франческа; Балдари, Козима Т. (2013-01-01). «Компартментализация сигнализации везикулярным трафиком: общая конструкция здания для иммунного синапса и первичной реснички». Immunological Reviews . 251 (1): 97–112. doi :10.1111/imr.12018. ISSN  1600-065X. PMID  23278743. S2CID  28587751.
  12. ^ Финетти, Франческа; Паккани, Сильвия Росси; Рипарбелли, Мария Джованна; Джакомелло, Эмилиана; Перинетти, Джузеппе; Пазур, Грегори Дж.; Розенбаум, Джоэл Л.; Балдари, Козима Т. (ноябрь 2009 г.). «Внутрижгутиковый транспорт необходим для поляризованной переработки комплекса TCR/CD3 в иммунный синапс». Nature Cell Biology . 11 (11): 1332–1339. doi :10.1038/ncb1977. ISSN  1476-4679. PMC 2837911 . PMID  19855387. 
  13. ^ ab Xie, Jianming; Tato, Cristina M.; Davis, Mark M. (2013-01-01). «Как иммунная система разговаривает сама с собой: различная роль синапсов». Immunological Reviews . 251 (1): 65–79. doi :10.1111/imr.12017. ISSN  1600-065X. PMC 3645447 . PMID  23278741. 
  14. ^ Мерфи, Кеннет М. (2011-07-25). Иммунобиология Джейнвея. Taylor & Francis Group. ISBN 9781136665219.
  15. ^ Дженкинс, Мисти Р .; Гриффитс, Джиллиан М. (2010). «Синапс и цитолитический аппарат цитотоксических Т-клеток». Current Opinion in Immunology . 22 (3): 308–313. doi :10.1016/j.coi.2010.02.008. PMC 4101800. PMID  20226643 . 
  16. ^ Дженкинс, Мисти Р.; Цун, Энди; Стинчкомб, Джейн К.; Гриффитс, Джиллиан М. (2009). «Сила сигнала рецептора Т-клеток контролирует поляризацию цитотоксического аппарата в иммунологическом синапсе». Иммунитет . 31 (4): 621–631. doi :10.1016/j.immuni.2009.08.024. PMC 2791175. PMID  19833087 . 
  17. ^ ab Orange, Jordan S. (сентябрь 2008 г.). «Формирование и функция литического иммунологического синапса NK-клеток». Nature Reviews Immunology . 8 (9): 713–725. doi :10.1038/nri2381. ISSN  1474-1741. PMC 2772177. PMID 19172692  . 
  18. ^ Мартине, Людовик; Смит, Марк Дж. (апрель 2015 г.). «Балансировка активации естественных клеток-киллеров через парные рецепторы». Nature Reviews Immunology . 15 (4): 243–254. doi :10.1038/nri3799. ISSN  1474-1741. PMID  25743219. S2CID  20825600.
  19. ^ Стоу, Дженнифер Л .; Мандерсон, Энтони П.; Мюррей, Рэйчел З. (2006). «SNAREing immunity: the role of SNAREs in the immunity system». Nature Reviews Immunology . 6 (12): 919–929. doi :10.1038/nri1980. PMID  17124513. S2CID  31267022.
  20. ^ Davis DM, Chiu I, Fassett M, Cohen GB, Mandelboim O, Strominger JL (декабрь 1999 г.). "Иммунный синапс человеческой естественной клетки-киллера". Proc Natl Acad Sci USA . 96 (26): 15062–7. Bibcode : 1999PNAS ...9615062D. doi : 10.1073/pnas.96.26.15062 . PMC 24773. PMID  10611338. 

Внешние ссылки