stringtranslate.com

Изотип (иммунология)

Некоторые антитела образуют комплексы , которые связываются с несколькими молекулами антигена.
  1. Потрясающий регион
  2. ФК регион
  3. Тяжелая цепь (синяя) с одним вариабельным (V H ) доменом, за которым следует константный домен (C H 1), шарнирная область и еще два константных (C H 2 и C H 3) домена
  4. Легкая цепь (зеленая) с одним вариабельным (V L ) и одним константным (C L ) доменом
  5. Участок связывания антигена (паратоп)
  6. Шарнирные области

В иммунологии антитела ( иммуноглобулины (Ig) ) подразделяются на несколько типов, называемых изотипами или классами . Вариабельные (V) области вблизи кончика антитела могут отличаться от молекулы к молекуле бесчисленным количеством способов, что позволяет им специфически нацеливаться на антиген (или, точнее, на эпитоп ). Напротив, константные (C) области встречаются только в нескольких вариантах, которые определяют класс антитела. Антитела разных классов активируют различные эффекторные механизмы в ответ на антиген (запуская различные элементы врожденной иммунной системы ). Они появляются на разных стадиях иммунного ответа, различаются по структурным особенностям и по своему расположению в организме. [1]

Экспрессия изотипа отражает стадию созревания В-клетки . Наивные В-клетки экспрессируют изотипы IgM и IgD с немутированными вариабельными генами, которые производятся из того же исходного транскрипта после альтернативного сплайсинга. Экспрессия других изотипов антител (у людей: IgG, IgA и IgE) происходит посредством процесса переключения класса после воздействия антигена. [2] Переключение класса опосредовано ферментом AID ( активационно-индуцированная цитидиндезаминаза ) и происходит после того, как В-клетка связывает антиген через свой В-клеточный рецептор. Переключение класса обычно требует взаимодействия с Т-хелперной клеткой . [3] [4]

У человека существует пять изотипов тяжелой цепи α, δ, γ, ε, μ, соответствующих пяти изотипам антител:

Существуют также два изотипа легкой цепи κ и λ; однако, между ними нет существенной разницы в функциях. Таким образом, изотип антитела определяется только константными областями тяжелых цепей. [1]

IgM сначала экспрессируется как мономер на поверхности незрелых В-клеток. При антигенной стимуляции В-клетки IgM+ секретируют пентамерное антитело IgM, образованное пятью мономерами Ig, связанными дисульфидными связями. Пентамер также содержит полипептидную J-цепь, которая связывает два мономера и облегчает секрецию на слизистых поверхностях. Пентамерная структура антител IgM делает их эффективными при связывании антигенов с повторяющимися эпитопами (например, бактериальной капсулой, вирусным капсидом) и активации каскада комплемента. Поскольку антитела IgM экспрессируются на ранней стадии ответа В-клеток, они редко сильно мутируют и обладают широкой антигенной реактивностью, тем самым обеспечивая ранний ответ на широкий спектр антигенов без необходимости помощи Т-клеток. [5]

Изотипы IgD экспрессируются на наивных В-клетках, когда они покидают костный мозг и заселяют вторичные лимфоидные органы. Уровни поверхностной экспрессии изотипа IgD связаны с различиями в статусе активации В-клеток, но их роль в сыворотке плохо изучена. [6]

Изотипы антител IgG, IgE и IgA генерируются после переключения классов во время реакции зародышевого центра и обеспечивают различные эффекторные функции в ответ на определенные антигены. IgG является наиболее распространенным классом антител в сыворотке и делится на 4 подкласса на основе различий в структуре генов константной области и способности запускать различные эффекторные функции. Несмотря на высокое сходство последовательностей (90% идентичны на уровне аминокислот), каждый подкласс имеет разный период полураспада, уникальный профиль связывания антигена и различную способность к активации комплемента. Антитела IgG1 являются наиболее распространенным классом IgG и доминируют в ответах на белковые антигены. Нарушенная продукция IgG1 наблюдается в некоторых случаях иммунодефицита и связана с рецидивирующими инфекциями. [7] Ответы IgG на бактериальные капсульные полисахаридные антигены опосредуются в первую очередь через подкласс IgG2, и дефициты в этом подклассе приводят к восприимчивости к определенным видам бактерий. [8] IgG2 представляет собой основной подкласс антител, реагирующих на гликановые антигены, но подклассы IgG1 и IgG3 также наблюдались в таких реакциях, особенно в случае конъюгатов белок-гликан. [9]

IgG3 является эффективным активатором провоспалительных реакций, запуская классический путь комплемента. [10] Он имеет самый короткий период полураспада по сравнению с другими подклассами IgG [11] и часто присутствует вместе с IgG1 в ответ на белковые антигены после вирусных инфекций. [12] IgG4 является наименее распространенным подклассом IgG в сыворотке и часто образуется после повторного воздействия одного и того же антигена или во время персистирующих инфекций.

Антитела IgA секретируются в дыхательных путях или кишечнике и действуют как основные медиаторы иммунитета слизистой оболочки. [13] Они мономерны в сыворотке, но появляются в виде димера, называемого секреторным IgA (sIgA) на поверхности слизистой оболочки. Секреторный IgA связан с J-цепью и другой полипептидной цепью, называемой секреторным компонентом. [14] Антитела IgA делятся на два подкласса, которые различаются по размеру их шарнирной области. [15] IgA1 имеет более длинную шарнирную область, что увеличивает его чувствительность к бактериальным протеазам. [16] Таким образом, этот подкласс доминирует над сывороточным IgA, в то время как IgA2 преимущественно обнаруживается в секретах слизистой оболочки. Фиксация комплемента IgA не является основным эффекторным механизмом на поверхности слизистой оболочки, но рецептор IgA экспрессируется на нейтрофилах, которые могут быть активированы для опосредования антителозависимой клеточной цитотоксичности. [17] Также было показано, что sIgA усиливает иммунный ответ в кишечной ткани путем поглощения антигена вместе со связанным антителом дендритными клетками. [18]

Антитела IgE присутствуют в самых низких концентрациях в периферической крови, но составляют основной класс антител при аллергических реакциях посредством вовлечения тучных клеток, эозинофилов и клеток Лангерганса. [19] Реакции на определенных гельминтов также характеризуются повышенным уровнем антител IgE. [20]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Janeway, CA; Travers, P; Walport, M; et al. (2001). "Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезни. 5-е издание". NCBI . NCBI . Получено 19.01.2016 .
  2. ^ Ставнезер, Джанет (1996). «Переключение классов иммуноглобулинов». Current Opinion in Immunology . 8 (2): 199–205. doi :10.1016/s0952-7915(96)80058-6. PMID  8725943.
  3. ^ Альбертс, Брюс; Джонсон, Александр; Льюис, Джулиан; Рафф, Мартин; Робертс, Кейт; Уолтер, Питер (01.01.2002). «Т-хелперные клетки и активация лимфоцитов».
  4. ^ Чандра, Вивек; Бортник, Александра; Мурре, Корнелис (2015-09-01). «Нацеливание на СПИД: старые тайны и новые вызовы». Тенденции в иммунологии . 36 (9): 527–535. doi :10.1016/j.it.2015.07.003. PMC 4567449. PMID  26254147 . 
  5. ^ Чен, Дж., Боес, М. (1998). «Важнейшая роль естественного иммуноглобулина М в немедленной защите от системной бактериальной инфекции». J Exp Med . 188 (12): 2381–6. doi :10.1084/jem.188.12.2381. PMC 2212438. PMID 9858525  . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. ^ Ахац, Г., Гейсбергер, Р. (2006). «Загадка двойной экспрессии IgM и IgD». Иммунология . 118 (4): 429–37. doi :10.1111/j.1365-2567.2006.02386.x. PMC 1782314. PMID  16895553 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Актон, РТ, Бартон, Дж. К. (2016). «Избирательный субнормальный IgG1 у 54 взрослых пациентов с индексом с частыми или тяжелыми бактериальными инфекциями дыхательных путей». J Immunol Res . 2016 : 1405950. doi : 10.1155/2016/1405950 . PMC 4830719. PMID  27123464 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ Аут, ТА, Куиджперс, TW (1992). «Дефициты подкласса IgG и рецидивирующие пиогенные инфекции, невосприимчивость к бактериальным полисахаридным антигенам». Allergol Immunopathol (Madr) . 20 (1): 28–34. PMID  1509985.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Йонсдоттир, И., Видарссон, Г. (1998). «Изотипы и опсонофагоцитоз антител пневмококка типа 6B, вызванных у младенцев и взрослых экспериментальной вакциной на основе столбнячного анатоксина пневмококка типа 6B». Infect Immun . 66 (6): 2866–70. doi :10.1128/IAI.66.6.2866-2870.1998. PMC 108283. PMID  9596761 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ Барандун, С., Морелл, А. (1972). «Подклассы IgG: развитие концентраций сыворотки у «нормальных» младенцев и детей». J Pediatr . 80 (6): 960–4. doi :10.1016/s0022-3476(72)80007-6. PMID  4623683.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ Смит, CI, Хассан, MS (1991). «Биологический период полураспада нормального и укороченного человеческого IgG3 у мышей scid». Eur J Immunol . 21 (5): 1319–22. doi :10.1002/eji.1830210534. PMID  2037016. S2CID  45417913.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  12. ^ Wahren, B., Linde, GA (1983). "Вирусспецифическая активность антител различных подклассов иммуноглобулинов G и A при цитомегаловирусных инфекциях". Infect Immun . 42 (1): 237–44. doi :10.1128/iai.42.1.237-244.1983. PMC 264549. PMID  6311746 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Хонджо, Т.; Фэгэрэшан, Сидония (2001). «Переключение классов in situ и дифференциация в клетки, продуцирующие IgA, в собственной пластинке кишечника». Nature . 413 (6856): 639–43. Bibcode :2001Natur.413..639F. doi :10.1038/35098100. PMID  11675788. S2CID  4393498.
  14. ^ Hilschmann, N., Bastian, A. (1992). «Внутри- и межцепочечные дисульфидные мостики человеческой цепи J в секреторном иммуноглобулине A». Biol Chem Hoppe-Seyler . 373 (2): 1255–63. doi :10.1515/bchm3.1992.373.2.1255. PMID  1292512.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Perkins, SJ, Furtado, PB (2004). «Определение структуры раствора мономерного человеческого IgA2 с помощью рентгеновского и нейтронного рассеяния, аналитического ультрацентрифугирования и ограниченного моделирования: сравнение с мономерным человеческим IgA1». J Mol Biol . 338 (5): 921–41. doi :10.1016/j.jmb.2004.03.007. PMID  15111057.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Франдсен, Э.В., Килиан, М. (1992). «Биологическое значение протеаз IgA1 в бактериальной колонизации и патогенезе: критическая оценка экспериментальных доказательств». APMIS . 104 (1–6): 321–38. doi :10.1111/j.1699-0463.1996.tb00724.x. PMID  8703438. S2CID  19432279.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  17. ^ Палезе, П., Малларки, CE (2016). «Широко нейтрализующие гемагглютининовые специфичные антитела вызывают мощный фагоцитоз иммунных комплексов нейтрофилами в зависимости от Fc». mBio . 7 (5): e01624-16. doi :10.1128/mBio.01624-16. PMC 5050345 . PMID  27703076. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  18. ^ van Kooten, C., Heystek, HC (2002). «Незрелые дендритные клетки человека эффективно связывают и поглощают секреторный IgA без индукции созревания». J Immunol . 168 (1): 102–7. doi : 10.4049/jimmunol.168.1.102 . PMID  11751952.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  19. ^ Уолпорт М., Джейнвэй К. А. младший (2001). Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезни .
  20. ^ Groenen, P. J, Appenzeller, S. (2015). «Анализ перестройки иммуноглобулина из нескольких поражений у одного пациента с использованием секвенирования следующего поколения». Histopathology . 67 (6): 843–58. doi :10.1111/his.12714. PMID  25891511. S2CID  36669923.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Внешние ссылки