Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Презентация антигена стимулирует Т-клетки становиться либо «цитотоксическими» клетками CD8 +, либо «вспомогательными» клетками CD4 +.

Презентация антигена - это жизненно важный иммунный процесс, необходимый для запуска иммунного ответа Т-клеток. Поскольку Т-клетки распознают только фрагментированные антигены, отображаемые на поверхности клеток , процессинг антигена должен происходить до того, как фрагмент антигена, теперь связанный с основным комплексом гистосовместимости (MHC) , будет перенесен на поверхность клетки, процесс, известный как презентация, где он может распознаваться рецептором Т-клеток . Если имело место заражение вирусами или бактериями, клетка представит эндогенный или экзогенный пептид.фрагмент, полученный из антигена, связанного с молекулами MHC. Существует два типа молекул MHC, которые различаются по поведению антигенов: молекулы MHC класса I (MHC-I) связывают пептиды из цитозоля клетки , а пептиды, образующиеся в эндоцитарных везикулах после интернализации , связываются с MHC класса II (MHC- II). [1] Клеточные мембраны разделяют эти две клеточные среды - внутриклеточную и внеклеточную. Каждая Т-клетка может распознавать от десятков до сотен копий уникальной последовательности одного пептида среди тысяч других пептидов, представленных в одной и той же клетке, потому что молекула MHC в одной клетке может связываться с довольно большим диапазоном пептидов. [2] [3]

Представление внутриклеточных антигенов: Класс I [ править ]

Процессинг и презентация антигена в пути MHC-I

Цитотоксические Т-клетки (также известные как Т с , киллерные Т-клетки или цитотоксические Т-лимфоциты (CTL)) экспрессируют корецепторы CD8 и представляют собой популяцию Т-клеток, которые специализируются на индукции запрограммированной гибели других клеток. Цитотоксические Т-клетки регулярно патрулируют все клетки тела, чтобы поддерживать гомеостаз организма. Когда они сталкиваются с признаками заболевания, вызванного, например, наличием вирусов, внутриклеточных бактерий или трансформированной опухолевой клетки, они инициируют процессы по уничтожению потенциально опасной клетки. [1] Все ядерные клетки в организме (вместе с тромбоцитами ) обладают основным комплексом гистосовместимости I класса.(Молекулы MHC-I). Антигены, генерируемые эндогенно в этих клетках, связаны с молекулами MHC-I и представлены на поверхности клетки. Этот путь презентации антигена позволяет иммунной системе обнаруживать трансформированные или инфицированные клетки, демонстрирующие пептиды из модифицированных собственных (мутировавших) или чужеродных белков. [4] [5]

В процессе презентации эти белки в основном расщепляются на небольшие пептиды цитозольными протеазами в протеасоме , но существуют и другие цитоплазматические протеолитические пути. Затем пептиды распределяются в эндоплазматический ретикулум (ER) под действием белков теплового шока и переносчика, связанного с процессингом антигена (TAP), который перемещает цитозольные пептиды в просвет ER посредством АТФ-зависимого транспортного механизма. В сборке MHC-I участвует несколько шаперонов ER, таких как калнексин , кальретикулин и тапазин.. Пептиды загружаются в желобок связывания пептида MHC-I между двумя альфа-спиралями в нижней части доменов α1 и α2 молекулы MHC класса I. После высвобождения из тапазина комплексы пептид-MHC-I (pMHC-I) выходят из ER и транспортируются на поверхность клетки с помощью экзоцитарных везикул. [6]

Наивные противовирусные Т-клетки ( CD8 + ) не могут напрямую уничтожать трансформированные или инфицированные клетки. Они должны активироваться комплексами pMHC-I антигенпрезентирующих клеток (APC). Здесь антиген может быть представлен прямо (как описано выше) или косвенно ( перекрестная презентация ) из инфицированных вирусом и неинфицированных клеток. [7] После взаимодействия между pMHC-I и TCR в присутствии костимулирующих сигналов и / или цитокинов, Т-клетки активируются, мигрируют в периферические ткани и убивают клетки-мишени (инфицированные или поврежденные клетки), вызывая цитотоксичность .

Перекрестная презентация - это особый случай, когда молекулы MHC-I способны представлять внеклеточные антигены, обычно отображаемые только молекулами MHC-II. Эта способность проявляется в нескольких APC, в основном плазматических дендритных клетках в тканях, которые напрямую стимулируют CD8 + Т-клетки. Этот процесс важен, когда APC не инфицированы напрямую, вызывая локальный противовирусный и противоопухолевый иммунный ответ немедленно, без перемещения APC в местные лимфатические узлы. [5]

Представление внеклеточных антигенов: Класс II [ править ]

Путь процессинга антигена MHC II A Чужой белок; B эндосома; C лизосома; D Поздняя эндосома / эндолизосома; E ER; F аппарат Гольджи; G CLIP для обмена антигенами; Презентация H-антигена на плазматической мембране

Антигены из внеклеточного пространства, а иногда и эндогенные, [8] заключены в эндоцитозные везикулы и представлены на поверхности клетки молекулами MHC-II в Т- хелперные клетки, экспрессирующие молекулу CD4 . Только APC, такие как дендритные клетки , B-клетки или макрофаги, экспрессируют молекулы MHC-II на своей поверхности в значительном количестве, поэтому экспрессия молекул MHC-II более специфична для клеток, чем MHC-I.

APC обычно усваивают экзогенные антигены посредством эндоцитоза , но также посредством пиноцитоза , макроаутофагии , эндосомальной микроаутофагии или опосредованной шапероном аутофагии . [8] В первом случае после интернализации антигены заключены в пузырьки, называемые эндосомами . В этом пути презентации антигена участвуют три отдела: ранние эндосомы, поздние эндосомы или эндолизосомы и лизосомы , где антигены гидролизуются ферментами, ассоциированными с лизосомами (кислотозависимыми гидролазами, гликозидазами, протеазами, липазами). Этому процессу способствует постепенное снижение pH. Основные протеазы в эндосомах - катепсины. в результате антигены распадаются на олигопептиды.

Молекулы MHC-II транспортируются из ER в загрузочный отсек MHC класса II вместе с инвариантной белковой цепью (Ii, CD74). Неклассическая молекула MHC-II ( HLA-DO и HLA-DM ) катализирует обмен части CD74 ( пептид CLIP ) на пептидный антиген. Комплексы пептид-MHC-II (pMHC-II) транспортируются к плазматической мембране, и обработанный антиген представляется хелперным Т-клеткам в лимфатических узлах. [6]

APC подвергаются процессу созревания во время миграции посредством хемотаксических сигналов в лимфоидные ткани, в которых они теряют фагоцитарную способность и развивают повышенную способность связываться с Т-клетками посредством презентации антигена. [9] Как и в CD8 + цитотоксических Т-клетках, APC нуждаются в pMHC-II и дополнительных костимулирующих сигналах для полной активации наивных Т-хелперов.

Альтернативный путь процессинга и презентации эндогенного антигена над молекулами MHC-II существует в медуллярных эпителиальных клетках тимуса (mTEC) через процесс аутофагии . Это важно для процесса центральной толерантности Т-клеток, в частности для отрицательного отбора аутореактивных клонов. Случайная генная экспрессия всего генома достигается за счет действия AIRE и самопереваривания экспрессированных молекул, представленных как на молекулах MHC-I, так и на молекулах MHC-II.

Представление нативных интактных антигенов В-клеткам [ править ]

Рецепторы B-клеток на поверхности B-клеток связываются с интактными нативными и непереваренными антигенами структурной природы, а не с линейной последовательностью пептида, который был расщеплен на небольшие фрагменты и представлен молекулами MHC. Большие комплексы интактного антигена, представлены в лимфатических узлах в В - клетках с помощью фолликулярных дендритных клеток в виде иммунных комплексов . Таким образом, некоторые APC, экспрессирующие сравнительно более низкие уровни лизосомальных ферментов, с меньшей вероятностью переваривают захваченный ими антиген перед тем, как представить его В-клеткам. [10] [11]

См. Также [ править ]

  • Иммунная система
  • Иммунология
  • Иммунологический синапс
  • Трогоцитоз

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Джейнвей младший Калифорния, Трэверс П., Уолпорт М., Шломчик MJ (01.01.2001). «Глава 5 Презентация антигена Т-лимфоцитам» . Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезнях. 5-е издание .
  2. ^ Перселл AW, Крофт NP, Tscharke DC (июнь 2016). «Иммунология в цифрах: количественное определение представления антигена завершает количественную среду системной иммунологии!». Текущее мнение в иммунологии . 40 : 88–95. DOI : 10.1016 / j.coi.2016.03.007 . PMID 27060633 . 
  3. ^ Джейнуэй Jr CA, Трэверс P, M Walport, Shlomchik MJ (2001-01-01). «Главный комплекс гистосовместимости и его функции» . Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезнях (5-е изд.).
  4. ↑ Hewitt EW (октябрь 2003 г.). «Путь презентации антигена MHC класса I: стратегии уклонения от вирусного иммунитета» . Иммунология . 110 (2): 163–9. DOI : 10.1046 / j.1365-2567.2003.01738.x . PMC 1783040 . PMID 14511229 .  
  5. ^ a b Жоффр О.П., Сегура Э, Савина А, Амигорена S (июль 2012 г.). «Перекрестное представление дендритными клетками». Обзоры природы. Иммунология . 12 (8): 557–69. DOI : 10.1038 / nri3254 . PMID 22790179 . S2CID 460907 .  
  6. ^ а б Синха Дж. К., Бхаттачарья С. Учебник иммунологии . Академические издательства. ISBN 9788189781095.
  7. ^ Sei JJ, Haskett S, Kaminsky LW, Lin E, Truckenmiller ME, Bellone CJ и др. (Июнь 2015 г.). «Пептид-MHC-I из эндогенного антигена превышает количество пептидов из экзогенного антигена, независимо от фенотипа или активации APC» . PLoS Патогены . 11 (6): e1004941. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1004941 . PMC 4479883 . PMID 26107264 .  
  8. ^ a b Stern LJ, Santambrogio L (июнь 2016 г.). «Плавильный котел пептидома MHC II» . Текущее мнение в иммунологии . 40 : 70–7. DOI : 10.1016 / j.coi.2016.03.004 . PMC 4884503 . PMID 27018930 .  
  9. ^ Flores-Ромо L (март 2001). «Созревание и миграция дендритных клеток in vivo» . Иммунология . 102 (3): 255–62. DOI : 10.1046 / j.1365-2567.2001.01204.x . PMC 1783189 . PMID 11298823 .  
  10. ↑ Batista FD, Harwood NE (январь 2009 г.). «Кто, как и где презентации антигена В-клеткам». Обзоры природы. Иммунология . 9 (1): 15–27. DOI : 10.1038 / nri2454 . PMID 19079135 . S2CID 2413048 .  
  11. ↑ Harwood NE, Batista FD (декабрь 2010 г.). «Презентация антигена В-клеткам» . F1000 Биологические отчеты . 2 : 87. DOI : 10,3410 / B2-87 . PMC 3026618 . PMID 21283653 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • ImmPort - обзоры генов, онтологии, пути, белок / белковые взаимодействия и многое другое для генов, участвующих в процессинге и представлении антигена
  • antigen + в Национальной медицинской библиотеке США по предметным заголовкам по медицинским предметам (MeSH)