Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Иммунологический синапс между Т-клеткой Jurkat, экспрессирующей GFP-актин (зеленый), и В-клеткой Raji, окрашенной CMAC (синий). Образование синапсов было индуцировано суперантигеном стафилококкового энтеротоксина E.

В области иммунологии , иммунологический синапс (или иммунный синапс ) представляет собой интерфейс между антигенпрезентирующей клеткой или клеткой - мишенью и лимфоцитом , такими как Т - клетка / или естественными клетками - киллерами . Первоначально интерфейс был назван в честь нейронального синапса , с которым он разделяет основной структурный паттерн. [1] Иммунологический синапс состоит из молекул, участвующих в активации Т-клеток, которые составляют типичные паттерны - кластеры активации. Иммунологические синапсы являются предметом многих текущих исследований. [2]

Структура и функции [ править ]

Иммунный синапс также известен как кластер супрамолекулярной активации или SMAC . [3] Эта структура состоит из концентрических колец, каждое из которых содержит сегрегированные кластеры белков, что часто называют моделью иммунологического синапса:

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

Постулируется, что этот комплекс в целом выполняет несколько функций, включая, но не ограничиваясь:

  • Регуляция активации лимфоцитов [10]
  • Перенос комплексов пептид-MHC из APC в лимфоциты [10]
  • Направление секреции цитокинов или литических гранул [10]

Недавние исследования предложили поразительную параллель между иммунологическим синапсом и первичной ресничкой, основанную в основном на сходной перестройке актина , ориентации центросомы по отношению к структуре и участию сходных транспортных молекул (таких как IFT20 , Rab8 , Rab11 ). Эта структурная и функциональная гомология является предметом текущих исследований. [11] [12]

Формирование [ править ]

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

Процесс формирования начинается, когда Т-клеточный рецептор ( TCR ) связывается с комплексом пептид: MHC на антигенпрезентирующей клетке и инициирует активацию передачи сигналов посредством образования микрокластеров / липидных рафтов. Специфические сигнальные пути приводят к поляризации Т-клетки, ориентируя ее центросому в сторону иммунологического синапса. Симметричный центростремительный поток актина лежит в основе образования кольца p-SNAP. Накопление и поляризация актина запускается взаимодействиями TCR / CD3 с интегринами и малыми GTPases (такими как Rac1 или Cdc42). Эти взаимодействия активируют большие многомолекулярные комплексы (содержащие WAVE (Scar), HSP300, ABL2, SRA1, NAP1 и другие) для связывания сArp2 / 3 , который непосредственно способствует полимеризации актина. По мере того, как актин накапливается и реорганизуется, он способствует кластеризации TCR и интегринов. Таким образом, процесс активируется посредством положительной обратной связи. [1]

Некоторые части этого процесса могут отличаться в клетках CD4 + и CD8 +. Например, образование синапсов происходит быстро в CD8 + Т-клетках, потому что для CD8 + Т-клеток очень важно быстро устранить патоген. Однако в CD4 + Т-клетках весь процесс формирования иммунологического синапса может занять до 6 часов. [13] [1]

В CD8 + Т-клетках образование синапсов приводит к гибели клетки-мишени за счет секреции цитолитических ферментов. [1] CD8 + Т-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 попадают в клетку-мишень, они вызывают ее апоптоз . [15] Эффективность уничтожения клетки-мишени зависит от силы сигнала TCR . Даже после получения слабых или непродолжительных сигналов MTOCполяризуется в сторону иммунологического синапса, но в этом случае литические гранулы не передаются, и, следовательно, убивающий эффект отсутствует или слабый. [16]

Синапс NK-клеток [ править ]

Известно, что NK-клетки образуют синапсы с цитолитическим действием по отношению к клетке-мишени. На этапе инициации NK-клетка приближается к клетке-мишени случайно или намеренно из-за хемотаксической передачи сигналов. Во-первых, сиалил Льюис X, присутствующий на поверхности клетки-мишени, распознается CD2 на NK-клетке. Если рецепторы KIR NK-клетки обнаруживают свой родственный антиген на поверхности клетки-мишени, образование литического синапса подавляется. [17] Если такой сигнал отсутствует, плотно адгезия с помощью LFA - 1 и Mac1 способствует и усиливается дополнительными сигналы , такие как CD226 -лиганда и CD96 - CD155 взаимодействия.[18]

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

Тормозной иммунологический синапс NK-клеток

Когда NK-клетка встречает собственную клетку, она образует так называемый тормозной иммунологический синапс, чтобы предотвратить нежелательный цитолиз клетки-мишени. В этом процессе иммуноглобулиноподобные рецепторы киллерных клеток (KIR), содержащие длинные цитоплазматические хвосты с иммунорецепторными ингибиторами на основе тирозина (ITIM) , группируются в месте синапса, связывают свой лиганд на поверхности клетки-мишени и образуют супрамолекулярный тормозной кластер (SMIC). Затем SMIC действует, предотвращая перестройку актина , блокируя рекрутирование активирующих рецепторов в место синапса и, наконец, способствуя отсоединению от клетки-мишени. Этот процесс важен для защиты NK-клеток от уничтожения собственных клеток. [17]

История [ править ]

Иммунологические синапсы были впервые обнаружены Абрахамом Купфером в Национальном еврейском медицинском и исследовательском центре в Денвере. Их имя было придумано Майклом Дастином из Нью-Йоркского университета, который изучил их более подробно. Дэниел М. Дэвис и Джек Строминджер продемонстрировали структурированные иммунные синапсы для другого лимфоцита, клетки Natural Killer , и опубликовали это примерно в то же время. [20] Абрахам Купфер впервые представил свои открытия во время одного из симпозиумов 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 аналогглавный комплекс гистосовместимости (MHC). Также важны LFA-1 , ICAM-1 , CD28 и CD80 / CD86 .

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Ортега-Каррион, Альваро; Висенте-Мансанарес, Мигель (31 марта 2016 г.). «Относительно иммунных синапсов: пространственно-временная шкала» . F1000 Исследования . 5 : 418. DOI : 10,12688 / f1000research.7796.1 . ISSN  2046-1402 . PMC  4821290 . PMID  27092248 .
  2. ^ "Каково значение иммунологического синапса?" (PDF) .
  3. ^ a b Monks CR, Freiberg BA, Kupfer H, Sciaky N, Kupfer A (сентябрь 1998 г.). «Трехмерная сегрегация супрамолекулярных активационных кластеров в Т-клетках». Природа . 395 (6697): 82–86. DOI : 10.1038 / 25764 . PMID 9738502 . 
  4. ^ Монахи CR, Купферы Н, Тамир я, Барий А, Купферы А (январь 1997 года). «Селективная модуляция протеинкиназы С-тета во время активации Т-клеток». Природа . 385 (6611): 83–86. DOI : 10.1038 / 385083a0 . PMID 8985252 . 
  5. ↑ Lee KH, Holdorf AD, Dustin ML, Chan AC, Allen PM, Shaw AS (февраль 2002 г.). «Передача сигналов рецептора Т-клеток предшествует формированию иммунологического синапса» . Наука . 295 (5559): 1539–1542. DOI : 10.1126 / science.1067710 . PMID 11859198 . 
  6. ^ Делон Дж, Kaibuchi К, Жермен РН (ноябрь 2001 г.). «Исключение CD43 из иммунологического синапса опосредуется регулируемым фосфорилированием перемещением цитоскелетного адаптера моэзина». Иммунитет . 15 (5): 691–701. DOI : 10.1016 / S1074-7613 (01) 00231-X . PMID 11728332 . 
  7. ^ Фрайберг Б.А., Купферы Н, Maslanik Вт, Делл J, J Каплер, Zaller ДЙ, Купферы А (октябрь 2002 г.). «Постановка и сброс активации Т-клеток в SMAC». Nat. Иммунол . 3 (10): 911–917. DOI : 10.1038 / ni836 . PMID 12244310 . 
  8. ^ Ценг, Су-И; Уэйт, Джанель С.; Лю, Менглинг; Вардхана, Сантоша; Дастин, Майкл Л. (2008-10-01). «Иммунологические синапсы Т-клетки-дендритные клетки содержат TCR-зависимые кластеры CD28-CD80, которые рекрутируют протеинкиназу 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; Рапосо, Граса; Траутманн, Ален (01.06.2005). «Мультифокальная структура Т-клетки - синапс дендритных клеток» . Европейский журнал иммунологии . 35 (6): 1741–1753. DOI : 10.1002 / eji.200425857 . ISSN 1521-4141 . PMID 15909310 .  
  10. ^ a b c Дэвис, DM; Дастин, ML (июнь 2004 г.). «В чем важность иммунологического синапса?». Тенденции в иммунологии . 25 (6): 323–7. CiteSeerX 10.1.1.523.189 . DOI : 10.1016 / j.it.2004.03.007 . PMID 15145322 .  
  11. ^ Финетти, Франческа; Балдари, Козима Т. (01.01.2013). «Компартментализация передачи сигналов с помощью везикулярного транспорта: общий строительный дизайн для иммунного синапса и первичной реснички». Иммунологические обзоры . 251 (1): 97–112. DOI : 10.1111 / imr.12018 . ISSN 1600-065X . PMID 23278743 .  
  12. ^ Финетти, Франческа; Паккани, Сильвия Росси; Рипарбелли, Мария Джованна; Джакомелло, Эмилиана; Перинетти, Джузеппе; Пазур, Грегори Дж .; Rosenbaum, Joel L .; Балдари, Козима Т. (ноябрь 2009 г.). «Внутрилагеллярный транспорт необходим для поляризованного рециклинга комплекса TCR / CD3 в иммунный синапс» . Природа клеточной биологии . 11 (11): 1332–1339. DOI : 10.1038 / ncb1977 . ISSN 1476-4679 . PMC 2837911 . PMID 19855387 .   
  13. ^ а б Се, Цзяньминь; Тато, Кристина М .; Дэвис, Марк М. (1 января 2013 г.). «Как иммунная система говорит сама с собой: разнообразная роль синапсов» . Иммунологические обзоры . 251 (1): 65–79. DOI : 10.1111 / imr.12017 . ISSN 1600-065X . PMC 3645447 . PMID 23278741 .   
  14. ^ Мерфи, Кеннет М. (2011-07-25). Иммунобиология Джейнвей . Группа Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9781136665219.
  15. ^ Дженкинс, Мисти R ; Гриффитс, Джиллиан М (2010). «Синапс и цитолитический аппарат цитотоксических Т-клеток» . Текущее мнение в иммунологии . 22 (3): 308–313. DOI : 10.1016 / j.coi.2010.02.008 . PMC 4101800 . PMID 20226643 .  
  16. ^ Дженкинс, Мисти Р .; Цун, Энди; Стинкомб, Джейн С.; Гриффитс, Джиллиан М. (2009). «Сила сигнала рецептора Т-клеток контролирует поляризацию цитотоксического оборудования к иммунологическому синапсу» . Иммунитет . 31 (4): 621–631. DOI : 10.1016 / j.immuni.2009.08.024 . PMC 2791175 . PMID 19833087 .  
  17. ^ a b Оранжевый, Джордан С. (сентябрь 2008 г.). «Формирование и функция литического иммунологического синапса NK-клеток» . Обзоры природы Иммунология . 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». Обзоры природы Иммунология . 15 (4): 243–254. DOI : 10.1038 / nri3799 . ISSN 1474-1741 . PMID 25743219 .  
  19. ^ Стоу, Дженнифер Л .; Manderson, Anthony P .; Мюррей, Рэйчел З. (2006). «SNAREing иммунитет: роль SNARE в иммунной системе». Обзоры природы Иммунология . 6 (12): 919–929. DOI : 10.1038 / nri1980 . PMID 17124513 . 
  20. ↑ Дэвис Д.М., Чиу И., Фассетт М., Коэн Г.Б., Мандельбойм О, Строминджер Д.Л. (декабрь 1999 г.). «Человеческий естественный иммунный синапс клетки-киллера» . Proc Natl Acad Sci USA . 96 (26): 15062–7. DOI : 10.1073 / pnas.96.26.15062 . PMC 24773 . PMID 10611338 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Иммунологический синапс - база данных, ориентированная на клетки