Immunologisk synaps

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 29 oktober 2020; kontroller kräver 2 redigeringar .

Immunologisk synaps är en kontakt  mellan en antigenpresenterande cell ( målcell ) och en lymfocyt , såsom en T/B-lymfocyt (T-cell) eller naturlig mördare (NK-cell). Denna kontakt fick sitt namn från synapsen i nervsystemet , som den är strukturellt lik [1] . Den immunologiska synapsen består av molekyler involverade i T-cellsaktivering [2] . Ibland kallas en immunologisk synaps för ett supramolekylärt aktiveringskluster ( SMAC ) [3] .  

Struktur

Den immunologiska synapsen är sammansatt av koncentriska ringar, som var och en är sammansatt av kluster av proteiner separerade från varandra . Den har tre zoner:

Det har visats att den beskrivna modellen av koncentriska ringar inte förekommer i alla immunologiska synapser. Till exempel är synapsen mellan en T-cell och en dendritisk cell organiserad annorlunda [8] [9] .

Funktioner

Huvudfunktionerna för den immunologiska synapsen inkluderar reglering av lymfocytaktivering [10] , överföring av det stora histokompatibilitetskomplexet (MHC) och ett antigenfragment från en antigenpresenterande cell till en lymfocyt [10] samt tillhandahåller riktad utsöndring av cytokiner eller innehållet av lytiska granulat [10] . Det har visat sig att den immunologiska synapsen och den primära cilium har mycket likartade organisationsmönster för aktincytoskelettet , dessutom är centrosomen i båda fallen riktad mot strukturen (immunologisk synaps eller primär cilium), och deras arbete är baserat på användningen av samma transportmolekyler, inklusive IFT20 , Rab8, Rab11. Grunderna för strukturell och funktionell homologi av den immunologiska synapsen och det primära ciliumet studeras aktivt [11] [12] .

Utbildning

När en kontakt bildas mellan en antigenpresenterande cell och en T-cell, är LFA-1 från T-cellens p-SMAC-region och icke-specifika adhesionsmolekyler såsom ICAM-1 eller ICAM-2 på den antigenpresenterande cellen de första att påverka varandra. När kontakt har etablerats mellan den antigenpresenterande cellen och T-cellen kan T-cellen börja sticka ut pseudopodia och använda dem för att "skanna" ytan av den antigenpresenterande cellen i jakt på ett specifikt MHC:antigenkomplex [13 ] [14] .

Bildandet av den egentliga immunologiska synapsen börjar när T-cellsreceptorn (TCR) binder till MHC:antigenkomplexet på ytan av den antigenpresenterande cellen, varefter aktiverande signalvägar utlöses i T-cellen . Under påverkan av dessa signalvägar polariserar T-cellen på grund av omorienteringen av centrosomen till den framtida immunologiska synapsen. Symmetriska aktinflöden rusar till den bildande p-SNAP-ringen. Aktinackumulering och polarisering underlättas av interaktioner mellan TCR/ CD3 med integriner och små GTPaser som Rac1 och Cdc42 . Dessa interaktioner aktiverar stora multimolekylära komplex som innehåller WAVE (Scar), HSP300, ABL2 , SRA1 , NAP1 och andra proteiner, så att de börjar interagera med Arp2/3-komplexet , vilket direkt stimulerar aktinpolymerisation . Ackumulerat och omarrangerat aktin främjar klustring av T-cellsreceptorer och integriner. Således är bildandet av en immunologisk synaps självbärande genom en positiv återkopplingsmekanism [1] .

CD4+ ( T-hjälpare ) och CD8 + T-celler ( T-dödare ) kan ha vissa skillnader i bildandet av immunologiska synapser. Således bildar CD8+ T-celler synapser snabbare eftersom deras syfte är att snabbt förstöra patogena celler. Bildandet av en immunologisk synaps kan dock ta upp till 6 timmar totalt [13] [1] .

Bildandet av en synaps av CD8+ T-celler leder till att deras partners förstörs i den immunologiska synapsen på grund av utsöndringen av cytolytiska enzymer . CD8+ T-celler innehåller specifika lytiska granuler fyllda med perforiner , granzymer , lysosomala hydrolaser såsom katepsin B , D och β-hexosaminidas och andra cytolytiska effektorproteiner. Efter att ha kommit in i målcellen inducerar dessa proteiner apoptos i den [15] . Effektiviteten av att döda målcellen beror på styrkan på signalen från TCR. Även efter en svag eller kortvarig signal från TCR polariseras mikrotubulusorganiseringscentret (MTOC) mot den immunologiska synapsen, men innehållet i de lytiska granulerna frigörs inte, så målcellen förstörs inte [16] .

Förutom CD8+ T-celler bildar immunologiska synapser med cytolytiska egenskaper NK-celler. Först känner CD2-proteinet på ytan av NK-cellen igen CD15 - kolhydratfragmentet på ytan av målcellen. Om hämmande receptor- NK-celler känner igen sitt antigen på målcellen, undertrycks ytterligare steg i immunologisk synapsbildning [17] . Om det inte finns några hämmande signaler bidrar ytterligare interaktioner (till exempel CD96 och CD155 ) mellan NK-celler och målceller till bildningen av starka bindningar mellan LFA-1 och MAC1 [18] . Efter att kontakt mellan två celler har etablerats, rör sig lytiska granuler av NK-celler innehållande perforiner, granzymer och andra lytiska enzymer längs mikrotubuli till centrosomen, som också flyttar till den immunologiska synapsen. Vidare frigörs innehållet i granulerna och, som en del av vesiklar som innehåller SNARE- proteiner , levereras till målcellen [19] .

Studiens historia

Den immunologiska synapsen i T-celler upptäcktes av Abraham Kupfer vid National Jewish Health Center i Denver på 1990-talet. Termen "immunologisk synaps" myntades av Michael Dustin, som beskrev de nya strukturerna i detalj. Daniel Davis och Jack Strominger beskrev immunologiska synapser i NK-celler ungefär samtidigt [20] .

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 Ortega-Carrion A. , Vicente-Manzanares M. Angående immunsynapser: en spatiotemporal tidslinje.  (engelska)  // F1000Research. - 2016. - Vol. 5 . — PMID 27092248 .
  2. ↑ Vilken betydelse har den immunologiska synapsen? . Hämtad 1 april 2020. Arkiverad från originalet 23 september 2017.
  3. ↑ 1 2 Monks CR , Freiberg BA , Kupfer H. , Sciaky N. , Kupfer A. Tredimensionell segregation av supramolekylära aktiveringskluster i T-celler.  (engelska)  // Nature. - 1998. - 3 september ( vol. 395 , nr 6697 ). - S. 82-86 . - doi : 10.1038/25764 . — PMID 9738502 .
  4. ↑ Monks CR , Kupfer H. , Tamir I. , Barlow A. , Kupfer A. Selektiv modulering av proteinkinas C-theta under T-cellsaktivering.  (engelska)  // Nature. - 1997. - 2 januari ( vol. 385 , nr 6611 ). - S. 83-86 . - doi : 10.1038/385083a0 . — PMID 8985252 .
  5. ↑ Lee KH , Holdorf AD , Dustin ML , Chan AC , Allen PM , Shaw AS T-cellreceptorsignalering föregår immunologisk synapsbildning.  (engelska)  // Science (New York, NY). - 2002. - 22 februari ( vol. 295 , nr 5559 ). - P. 1539-1542 . - doi : 10.1126/science.1067710 . — PMID 11859198 .
  6. ↑ Delon J. , Kaibuchi K. , Germain RN Uteslutning av CD43 från den immunologiska synapsen förmedlas av fosforyleringsreglerad omlokalisering av cytoskelettadaptern moesin.  (engelska)  // Immunitet. - 2001. - November ( vol. 15 , nr 5 ). - s. 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. Staging och återställning av T-cellsaktivering i SMACs.  (engelska)  // Nature Immunology. - 2002. - Oktober ( vol. 3 , nr 10 ). - P. 911-917 . doi : 10.1038 / ni836 . — PMID 12244310 .
  8. ↑ Tseng SY , Waite JC , Liu M. , Vardhana S. , Dustin ML Immunologiska synapser för T-cellsdendritiska celler innehåller TCR-beroende CD28-CD80-kluster som rekryterar proteinkinas C theta.  (engelska)  // Journal Of Immunology (Baltimore, Md.: 1950). - 2008. - 1 oktober ( vol. 181 , nr 7 ). - P. 4852-4863 . - doi : 10.4049/jimmunol.181.7.4852 . — PMID 18802089 .
  9. ↑ Brossard C. , Feuillet V. , Schmitt A. , Randriamampita C. , Romao M. , Raposo G. , Trautmann A. Multifokal struktur av T-cell-dendritiska cellsynapsen.  (engelska)  // European Journal Of Immunology. - 2005. - Juni ( vol. 35 , nr 6 ). - P. 1741-1753 . - doi : 10.1002/eji.200425857 . — PMID 15909310 .
  10. ↑ 1 2 3 Davis DM , Dustin ML Vilken betydelse har den immunologiska synapsen?  (engelska)  // Trends In Immunology. - 2004. - Juni ( vol. 25 , nr 6 ). - s. 323-327 . - doi : 10.1016/j.it.2004.03.007 . — PMID 15145322 .
  11. ↑ Finetti F. , Baldari CT Uppdelning av signalering genom vesikulär trafficking: en delad byggnadsdesign för immunsynapsen och det primära cilium.  (engelska)  // Immunologiska recensioner. - 2013. - Januari ( vol. 251 , nr 1 ). - S. 97-112 . - doi : 10.1111/imr.12018 . — PMID 23278743 .
  12. ↑ Finetti F. , Paccani SR , Riparbelli MG , Giacomello E. , Perinetti G. , Pazour GJ , Rosenbaum JL , Baldari CT Intraflagellär transport krävs för polariserad återvinning av TCR/CD3-komplexet till immunsynapsen.  (engelska)  // Nature Cell Biology. - 2009. - November ( vol. 11 , nr 11 ). - P. 1332-1339 . - doi : 10.1038/ncb1977 . — PMID 19855387 .
  13. ↑ 1 2 Xie J. , Tato CM , Davis MM Hur immunsystemet talar till sig självt: synapsernas varierande roll.  (engelska)  // Immunologiska recensioner. - 2013. - Januari ( vol. 251 , nr 1 ). - S. 65-79 . - doi : 10.1111/imr.12017 . — PMID 23278741 .
  14. ↑ Murphy, Kenneth M. Janeways immunbiologi  . — Taylor & Francis Group , 2011. — ISBN 9781136665219 .
  15. ↑ Jenkins MR , Griffiths GM Synapsen och cytolytiska maskineriet av cytotoxiska T-celler.  (engelska)  // Current Opinion In Immunology. - 2010. - Juni ( vol. 22 , nr 3 ). - s. 308-313 . - doi : 10.1016/j.coi.2010.02.008 . — PMID 20226643 .
  16. ↑ Jenkins MR , Tsun A. , Stinchcombe JC , Griffiths GM Styrkan hos T-cellsreceptorsignalen styr polariseringen av cytotoxiska maskiner till den immunologiska synapsen.  (engelska)  // Immunitet. - 2009. - 16 oktober ( vol. 31 , nr 4 ). - s. 621-631 . - doi : 10.1016/j.immuni.2009.08.024 . — PMID 19833087 .
  17. ↑ Orange JS Bildning och funktion av den lytiska NK-cells immunologiska synapsen.  (engelska)  // Naturrecensioner. Immunologi. - 2008. - September ( vol. 8 , nr 9 ). - s. 713-725 . - doi : 10.1038/nri2381 . — PMID 19172692 .
  18. ↑ Martinet L. , Smyth MJ Balanserar naturlig mördarcellsaktivering genom parade receptorer.  (engelska)  // Naturrecensioner. Immunologi. - 2015. - April ( vol. 15 , nr 4 ). - S. 243-254 . - doi : 10.1038/nri3799 . — PMID 25743219 .
  19. ↑ Stow JL , Manderson AP , Murray RZ SNAREing immunitet: rollen av SNAREs i immunsystemet.  (engelska)  // Naturrecensioner. Immunologi. - 2006. - December ( vol. 6 , nr 12 ). - P. 919-929 . - doi : 10.1038/nri1980 . — PMID 17124513 .
  20. ↑ Davis DM , Chiu I. , Fassett M. , Cohen GB , Mandelboim O. , Strominger JL The human natural killer cell immune synapse.  (engelska)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States Of America. - 1999. - 21 december ( vol. 96 , nr 26 ). - P. 15062-15067 . - doi : 10.1073/pnas.96.26.15062 . — PMID 10611338 .