Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Презентация антигена стимулирует незрелые Т-клетки превращаться либо в зрелые «цитотоксические» клетки CD8 +, либо в зрелые «хелперные» клетки CD4 +.

Антиген-представляющих клеток ( АРС ) или аксессуар сотового является ячейка , которая отображает антигена в виде комплекса с основными гистосовместимости комплексов (MHCs) на их поверхности; этот процесс известен как презентация антигена . Т-клетки могут распознавать эти комплексы с помощью своих Т-клеточных рецепторов (TCR). APC обрабатывают антигены и представляют их Т-клеткам.

Практически все типы клеток могут так или иначе представлять антигены. Они содержатся в различных типах тканей. Профессиональные антигенпрезентирующие клетки, включая макрофаги , В-клетки и дендритные клетки , представляют чужеродные антигены для Т-хелперов , в то время как инфицированные вирусом клетки (или раковые клетки) могут представлять антигены, происходящие внутри клетки, цитотоксическим Т-клеткам . В дополнение к семейству белков MHC, презентация антигена зависит от других специализированных сигнальных молекул на поверхности как APC, так и Т-клеток.

Антигенпрезентирующие клетки жизненно важны для эффективного адаптивного иммунного ответа , поскольку функционирование как цитотоксических, так и хелперных Т-клеток зависит от APC. Презентация антигена обеспечивает специфичность адаптивного иммунитета и может способствовать иммунным ответам как против внутриклеточных, так и внеклеточных патогенов. Он также участвует в защите от опухолей. Некоторые методы лечения рака включают создание искусственных APC, чтобы настроить адаптивную иммунную систему на поражение злокачественных клеток.

Типы и функции [ править ]

Антигенпрезентирующие клетки делятся на две категории: профессиональные и непрофессиональные. Те, которые экспрессируют молекулы MHC класса II вместе с костимулирующими молекулами и рецепторами распознавания образов , часто называют профессиональными антигенпрезентирующими клетками . [1] Непрофессиональные APC экспрессируют молекулы MHC класса I.

Т-клетки должны быть активированы, прежде чем они смогут делиться и выполнять свою функцию. Это достигается путем взаимодействия с профессиональным APC, который представляет антиген, распознаваемый их Т-клеточным рецептором. APC, участвующий в активации Т-клеток, обычно является дендритной клеткой. Т-клетки не могут распознавать (и, следовательно, не могут реагировать) «свободные» или растворимые антигены. Они могут распознавать и реагировать только на антиген, который был обработан и представлен клетками через молекулы-носители, такие как молекулы MHC. Хелперные Т-клетки могут распознавать экзогенный антиген, представленный на MHC класса II; цитотоксические Т-клетки могут распознавать эндогенный антиген, представленный на MHC класса I. Большинство клеток в организме могут представлять антиген цитотоксическому Т- лимфоциту CD8 +.клетки через MHC класса I; однако термин «антигенпрезентирующая клетка» часто используется специально для описания профессиональных APC. Такие клетки экспрессируют молекулы MHC класса I и MHC класса II и могут стимулировать CD4 + хелперные Т-клетки, а также цитотоксические Т-клетки. [2] [3]

APC могут также представлять чужеродные и собственные липиды Т-клеткам и NK-клеткам с использованием семейства белков CD1 , которые структурно подобны семейству MHC класса I. [4]

Профессиональный [ править ]

Профессиональные APC специализируются на представлении антигенов Т-клеткам. [5] Они очень эффективны при интернализации антигенов либо за счет фагоцитоза (например, макрофагов), либо за счет рецептор-опосредованного эндоцитоза (B-клетки), преобразовывая антиген в пептидные фрагменты и затем отображая эти пептиды (связанные с молекулой MHC класса II). на их мембране. [1] Т-лимфоциты распознают комплекс молекул MHC класса II антиген-класса и взаимодействуют с ним на мембране антигенпрезентирующей клетки. Затем антигенпрезентирующая клетка вырабатывает дополнительный костимулирующий сигнал, что приводит к активации Т-клетки. Экспрессия костимулирующих молекул и MHC класса II являются определяющими характеристиками профессиональных APC. [1]Все профессиональные APC также экспрессируют молекулы MHC класса I. [2]

Основными типами профессиональных антигенпрезентирующих клеток являются дендритные клетки, макрофаги и В-клетки. [1]

Дендритные клетки (ДК) [ править ]

Дендритные клетки имеют самый широкий спектр представления антигена и необходимы для активации наивных Т-клеток. [1] ДК представляют антиген как хелперам, так и цитотоксическим Т-клеткам. Они также могут выполнять перекрестную презентацию - процесс, посредством которого они представляют экзогенный антиген на молекулах MHC класса I цитотоксическим Т-клеткам. Перекрестная презентация позволяет активировать эти Т-клетки. [2] Дендритные клетки также играют роль в периферической толерантности , что способствует предотвращению аутоиммунных заболеваний . [6]

До встречи с чужеродным антигеном дендритные клетки экспрессируют очень низкие уровни MHC класса II и костимулирующих молекул на своей клеточной поверхности. Эти незрелые дендритные клетки неэффективны для презентации антигена Т-хелперам. Как только рецепторы распознавания паттернов дендритных клеток распознают молекулярный паттерн, связанный с патогеном, антиген фагоцитируется, и дендритная клетка активируется, повышая экспрессию молекул MHC класса II. Он также активирует несколько костимулирующих молекул, необходимых для активации Т-клеток, включая CD40 и B7. Последний может взаимодействовать с CD28 на поверхности CD4 + Т-клетки. [2] [7] [8]Таким образом, дендритная клетка представляет собой полностью зрелую профессиональную АПК. Он перемещается из ткани в лимфатические узлы, где встречает и активирует Т-клетки. [1]

Макрофаги [ править ]

Макрофаги могут стимулироваться секрецией интерферона Т-клетками . [9] После этой активации макрофаги способны экспрессировать MHC класса II и костимуляторные молекулы, включая комплекс B7, и могут представлять фагоцитированные пептидные фрагменты хелперным Т-клеткам. [7] [8] Активация может помочь макрофагам, инфицированным патогенами, избавиться от инфекции. [10] Полученные из моноцитов , белых кровяных телец , они будут циркулировать в крови, проникать в пораженные участки и дифференцироваться от моноцитов до макрофагов. На пораженном участке макрофаг окружает участок инфекции или повреждения ткани своей мембраной по механизму, называемому фагоцитозом.. [11]

B-клетки [ править ]

В-клетки могут интернализовать антиген, который связывается с их рецептором В-клеток, и представлять его Т-хелперам. [1] В отличие от Т-клеток, В-клетки могут распознавать растворимый антиген, для которого специфичен их рецептор В-клеток. Затем они могут обрабатывать антиген и представлять пептиды, используя молекулы MHC класса II. Когда связывается Т-хелперная клетка с TCR, специфичным для этого пептида, маркер В-клеток CD40 связывается с CD40L на поверхности Т-клеток. При активации Т-клеткой В-клетка может претерпевать переключение изотипа антитела, созревание аффинности, а также образование клеток памяти. [2]

Непрофессиональный [ править ]

Непрофессиональные антигенпредставляющие клетки включают все типы ядерных клеток в организме. Они используют молекулу MHC класса I, связанную с бета-2 микроглобулином, для отображения эндогенных пептидов на клеточной мембране. Эти пептиды происходят внутри самой клетки, в отличие от экзогенного антигена, отображаемого профессиональными APC, использующими молекулы MHC класса II. Цитотоксические Т-клетки способны взаимодействовать с эндогенным антигеном, представленным с помощью молекулы MHC класса I. [2]Непрофессиональные APC обычно не экспрессируют молекулы MHC класса II. Однако было замечено, что презентация антигена CD4 + клеткам через MHC класса II не ограничивается классически профессиональными APC. Другие лейкоциты, включая гранулоциты, такие как тучные клетки и нейтрофилы, могут быть индуцированы к этому, как и эндотелиальные и эпителиальные клетки при определенных обстоятельствах. Даже в этом случае мало доказательств того, что эти атипичные APC способны активировать наивные CD4 + Т-клетки. [1]

Взаимодействие с Т-клетками [ править ]

После того, как дендритные клетки фагоцитируют патогены, они обычно мигрируют в обширную сеть лимфатических сосудов и переносятся потоком лимфы к дренирующим лимфатическим узлам . Каждый лимфатический узел является точкой сбора, где APC могут взаимодействовать с Т-клетками. [1] Во время миграции DCs подвергаются процессу созревания: они теряют большую часть своей способности поглощать патогены и созревают за счет изменения поверхностной экспрессии MHC и костимуляторных молекул, а также увеличения производства цитокинов. Интернализованный антиген расщепляется на более мелкие пептиды, содержащие эпитопы , которые затем представляются Т-клеткам посредством MHC. [2] [12]

В-клетки находятся в лимфатическом узле. Как только их рецептор В-клеток связывается с антигеном, они могут взаимодействовать с активированными Т-хелперами, как описано выше.

Дендритная клетка, которая взаимодействует с уже активированной хелперной Т-клеткой, может получить лицензию. [13] Это происходит за счет взаимодействия костимулирующих молекул, включая B7 и CD40, на дендритной клетке, с CD28 и лигандом CD40 на Т-клетке. Только лицензированные дендритные клетки способны активировать цитотоксические Т-клетки. Т-клеточное лицензирование дендритных клеток является ключом к активации цитотоксических Т-клеток для многих патогенов, хотя степень, в которой требуется помощь Т-клеток, может варьироваться. [14]

В молекулах MHC класса I и класса II могут быть представлены только определенные эпитопы интернализованного пептида. Эти эпитопы называются иммунодоминантными. [15]

В терапии рака [ править ]

APC, естественно, играют роль в борьбе с опухолями посредством стимуляции B- и цитотоксических T-клеток, соответственно, для выработки антител против антигена, связанного с опухолью, и для уничтожения злокачественных клеток. Дендритные клетки, представляющие опухоль-специфический антиген Т-клеткам, являются ключом к этому процессу. Лечение рака включало лечение пациента с повышенным количеством дендритных клеток или раковых Т-клеток. Однако новые методы лечения обратились к генно-инженерным искусственным антигенпрезентирующим клеткам, предназначенным для подготовки иммунной системы к атаке злокачественных клеток. Некоторые искусственные APC происходят из клеток человека; другие - бесклеточные, содержащие белки MHC, костимуляторные молекулы и необходимые пептиды. [16] [17]

Активатор APC IMP321 проходит клинические испытания [18]

[19] для ускорения иммунной реакции с целью устранения метастатического рака груди или меланомы.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i Kambayashi T, Laufer TM (ноябрь 2014 г.). «Атипичные антигенпрезентирующие клетки, экспрессирующие MHC класса II: может ли что-нибудь заменить дендритную клетку?». Обзоры природы. Иммунология . 14 (11): 719–30. DOI : 10.1038 / nri3754 . PMID  25324123 .
  2. ^ Б с д е е г ден Хаан JM, Аренс R, ван ZELM MC (декабрь 2014). «Активация адаптивной иммунной системы: перекрестное взаимодействие между антигенпрезентирующими клетками, Т-клетками и В-клетками». Письма иммунологии . 162 (2 Pt B): 103–12. DOI : 10.1016 / j.imlet.2014.10.011 . PMID 25455596 . 
  3. ^ Hivroz С, Чемин К, Tourret М, Bohineust А (2012). «Перекрестное взаимодействие между Т-лимфоцитами и дендритными клетками». Критические обзоры в иммунологии . 32 (2): 139–55. DOI : 10,1615 / critrevimmunol.v32.i2.30 . PMID 23216612 . 
  4. ↑ Barral DC, Brenner MB (декабрь 2007 г.). «Презентация антигена CD1: как это работает». Обзоры природы. Иммунология . 7 (12): 929–41. DOI : 10.1038 / nri2191 . PMID 18037897 . 
  5. ↑ Mann ER, Li X (август 2014). «Антигенпрезентирующие клетки кишечника в иммунном гомеостазе слизистой оболочки: взаимодействие между дендритными клетками, макрофагами и B-клетками» . Всемирный журнал гастроэнтерологии . 20 (29): 9653–64. DOI : 10,3748 / wjg.v20.i29.9653 . PMC 4123356 . PMID 25110405 .  
  6. ^ Mbongue J, Николас Д, Firek А, Лэнгриддж Вт (2014-04-30). «Роль дендритных клеток в тканеспецифическом аутоиммунитете» . Журнал иммунологических исследований . 2014 : 857143. дои : 10,1155 / 2014/857143 . PMC 4022068 . PMID 24877157 .  
  7. ^ a b Mittal SK, Roche PA (июнь 2015 г.). «Подавление презентации антигена IL-10» . Текущее мнение в иммунологии . 34 : 22–7. DOI : 10.1016 / j.coi.2014.12.009 . PMC 4444374 . PMID 25597442 .  
  8. ^ a b Brzostek J, Gascoigne NR, Rybakin V (01.01.2016). "Типовая регуляция иммунологической динамики синапсов путем распознавания лиганда B7" . Границы иммунологии . 7 : 24. DOI : 10.3389 / fimmu.2016.00024 . PMC 4740375 . PMID 26870040 .  
  9. ^ Soudja С.М., Chandrabos С, Е Якоба, Веенстра М, Паллизер D, G Lauvau (июнь 2014). «Интерферон-γ, полученный из Т-клеток памяти, дает команду на мощную активацию врожденных клеток для обеспечения защитного иммунитета» . Иммунитет . 40 (6): 974–88. DOI : 10.1016 / j.immuni.2014.05.005 . PMC 4105986 . PMID 24931122 .  
  10. Перейти ↑ Harding CV, Boom WH (апрель 2010 г.). «Регулирование презентации антигена Mycobacterium tuberculosis: роль Toll-подобных рецепторов» . Обзоры природы. Микробиология . 8 (4): 296–307. DOI : 10.1038 / nrmicro2321 . PMC 3037727 . PMID 20234378 .  
  11. ^ «Макрофаги». Доступ к науке . 2015. DOI : 10,1036 / 1097-8542.BR1109151 .
  12. ^ Dalod М, Chelbi R, Malissen В, Лоуренс Т (май 2014 г.). «Созревание дендритных клеток: функциональная специализация посредством специфичности передачи сигналов и транскрипционного программирования» . Журнал EMBO . 33 (10): 1104–16. DOI : 10.1002 / embj.201488027 . PMC 4193918 . PMID 24737868 .  
  13. ^ Lanzavecchia A (июнь 1998). «Иммунология. Лицензия на убийство» . Природа . 393 (6684): 413–4. DOI : 10.1038 / 30845 . PMID 9623994 . 
  14. ^ Crispe IN (2014-01-01). «Лицензирование APC и помощь CD4 + Т-лимфоцитами при малярии на стадии печени» . Границы микробиологии . 5 : 617. DOI : 10,3389 / fmicb.2014.00617 . PMC 4227505 . PMID 25426113 .  
  15. ^ Sadegh-Нассери S, Chou CL, Хартман IZ, Ким А, Нараян K (июнь 2012). «Как работает HLA-DM: распознавание конформационной гетерогенности MHC II». Границы биологических наук . 4 (4): 1325–32. DOI : 10.2741 / S334 . PMID 22652874 . 
  16. Перейти ↑ Butler MO, Hirano N (январь 2014 г.). «Искусственные антигенпрезентирующие клетки на основе человеческих клеток для иммунотерапии рака» . Иммунологические обзоры . 257 (1): 191–209. DOI : 10.1111 / imr.12129 . PMC 3869003 . PMID 24329798 .  
  17. ^ Eggermont LJ, Paulis LE, Tel J, Figdor CG (сентябрь 2014). «На пути к эффективной иммунотерапии рака: успехи в разработке искусственных антигенпрезентирующих клеток» . Тенденции в биотехнологии . 32 (9): 456–65. DOI : 10.1016 / j.tibtech.2014.06.007 . PMC 4154451 . PMID 24998519 .  
  18. ^ Номер клинического испытания NCT02676869 для «Фаза 1 исследования адъюванта IMP321 для терапии анти-PD-1 при неоперабельной или метастатической меланоме» на ClinicalTrials.gov
  19. ^ Номер клинического испытания NCT02614833 для "IMP321 в качестве дополнения к стандартной химиотерапевтической метастатической карциноме молочной железы паклитакселом" на ClinicalTrials.gov

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Киндт Т.Дж., Голдсби РА | title = Кубинская иммунология | edition = 6-е издание | издатель = WH Freeman | date = 2007}}

Внешние ссылки [ править ]

  • Антиген: деградация протеазы на YouTube -анимация PMAP
  • Antigen-Presenting + Cells в Национальных медицинских предметных рубриках США (MeSH)