Обработка антигена - Antigen processing

Обработка антигена, или цитозольный путь, это иммунологический процесс, который подготавливает антигены за презентация в специальные камеры иммунная система называется Т-лимфоциты. Это считается этапом путей презентации антигена. Этот процесс включает два различных пути обработки антигенов из собственных (собственных) белков организма или внутриклеточный патогены (например. вирусы ) или из фагоцитированный патогены (например, бактерии ); последующая презентация этих антигенов на класс I или же класс II главный комплекс гистосовместимости (MHC) молекул зависит от того, какой путь используется. И MHC класса I, и II должны связывать антиген до того, как они стабильно экспрессируются на поверхности клетки. Типичная презентация антигена MHC I (учитывая перекрестное представление ) включает эндогенный путь процессинга антигена, а презентация антигена MHC II включает экзогенный путь процессинга антигена. Перекрестная презентация включает в себя части экзогенного и эндогенного путей, но в конечном итоге включает последнюю часть эндогенного пути (например, протеолиз антигенов для связывания с молекулами MHC I).

Хотя совместное различие между этими двумя путями полезно, есть случаи, когда пептиды внеклеточного происхождения представлены в контексте MHC класса I, а цитозольные пептиды представлены в контексте MHC класса II (это часто происходит в дендритные клетки ).

Эндогенный путь

Эндогенный путь используется для представления клеточного пептид фрагменты на поверхности клетки на молекулах MHC класса I. Если вирус заразил клетку, также будут представлены вирусные пептиды, позволяющие иммунной системе распознать и убить инфицированную клетку. Изношенные белки внутри клетки становятся убиквитинированный, отмечая их для протеасома деградация. Протеасомы расщепляют белок на пептиды, которые включают около девяти аминокислот (подходит для размещения в пептидсвязывающей щели молекул MHC класса I). Транспортер, связанный с процессингом антигена (TAP), белок, который охватывает мембрану шероховатой эндоплазматической сети, переносит пептиды в просвет грубого эндоплазматического ретикулума (ER). Также в грубой реанимации существует серия белки-шапероны, включая калнексин, кальретикулин, ERp57, и Связывающий белок иммуноглобулина (BiP) способствует правильному сворачиванию MHC класса I и его ассоциации с β2 микроглобулин. Частично свернутая молекула MHC класса I затем взаимодействует с TAP через тапасин (полный комплекс также содержит кальретикулин и Erp57, а у мышей - калнексин). Как только пептид транспортируется в просвет ER, он связывается с расщелиной ожидающей молекулы MHC класса I, стабилизируя MHC и позволяя ему переноситься на поверхность клетки посредством аппарат Гольджи.

Экзогенный путь

Экзогенный путь используется специализированными антигенпрезентирующие клетки для представления пептидов, полученных из белков, эндоцитозированных клеткой. Пептиды представлены молекулами MHC класса II. Белки подвергаются эндоцитозу и разрушаются кислотозависимыми протеазами в эндосомы; этот процесс занимает около часа.[1]

У возникающего белка MHC класса II в грубом ER заблокирована пептид-связывающая щель Ii ( инвариантная цепочка; тример), чтобы предотвратить связывание клеточных пептидов или пептидов эндогенного пути. Инвариантная цепь также способствует экспорту MHC класса II из ER в везикуле. Это сливается с поздней эндосомой, содержащей эндоцитозированные деградированные белки. Затем инвариантная цепь разрушается поэтапно, оставляя только небольшой фрагмент, называемый «ассоциированный с классом II инвариантный цепной пептид» (ЗАЖИМ ), который все еще блокирует щель для связывания пептида. Структура, подобная MHC класса II, HLA-DM, удаляет CLIP и заменяет его пептидом из эндосомы. Затем стабильный MHC класса II представлен на поверхности клетки.

Обработка кросс-презентаций

В Перекрестная презентация, пептиды, происходящие из внеклеточных белков, представлены в контексте MHC класса I. Клетка начинает с экзогенных путей, но направляет антигены (цитозольное отклонение) на эндогенный путь. Это может позволить клетке пропустить те части эндогенного пути, которые включают синтез антигенов из антигенных генов с помощью клеточного аппарата при инфицировании, поскольку эндогенный путь может включать инфекцию до того, как сможет представить антигены с MHC I, и перекрестная презентация сохраняет Они прилагают усилия, необходимые для этого, и позволяют профессиональным антигенпрезентирующим клеткам (дендритным клеткам) обрабатывать и представлять антигены без заражения, что не происходит с дендритными клетками и является довольно распространенным сценарием обработки антигена с использованием эндогенного пути.[2] Не все антиген-презентирующие клетки используют перекрестную презентацию.

Вирусное уклонение от процессинга антигена

Определенные виды в семействе Cytolomegavirus могут вызывать продуцирование инфицированной клеткой белков, подобных US2, 3, 6 и / или 11. US11 и US2 вводят MHC I в цитоплазму; US3 подавляет транспортировку MHC I в ER (часть эндогенного пути и перекрестной презентации); US6 блокирует транспорт пептида с помощью TAP к MHC I.

Mycobacterium tuberculosis подавляет слияние фагосомы и эндосомы, избегая, таким образом, разрушения в агрессивной среде фагосомы.[3]

ICP47 от некоторых вирусов герпеса блокирует транспорт пептида с помощью TAP. U21 из некоторых вирусов герпеса человека 7 связывается и нацеливается на определенные молекулы MHC I для лизосомной деградации.

E19 из некоторых аденовирусов блокирует движение MHC I в нужные места для эндогенного пути.

Nef из некоторых штаммов ВИЧ усиливает перемещение молекул MHC обратно в цитоплазму, предотвращая их представление антигенов.

Роль дендритных клеток Лангерганса в процессинге антигена

Клетки Лангерганса представляют собой особый тип дендритных клеток, присутствующих в нелимфоидных тканях вместе с интерстициальными клетками. Когда эти клетки (в незрелом состоянии) вступают в контакт с антигенными клетками или вирусами, вызывающими заболевание, и т. Д., Эти клетки производят воспалительный стимул, начинают процессинг антигена и движутся к лимфатическим узлам, где эти APC представляют антиген зрелым Т-лимфоцитам.

Т-зависимый антиген - Антигены, которым требуется помощь Т-клеток для индукции образования специфических антител. Т-независимый антиген - Антигены, которые напрямую стимулируют В-клетки.

Активация B-клеток с взаимодействием B-T-клеток

Лимфоциты являются одним из пяти видов лейкоцитов или лейкоцитов, циркулирующих в крови. Хотя зрелые лимфоциты во многом похожи, они разнообразны по своим функциям. Наиболее распространенные лимфоциты:

В-клетки продуцируются в костном мозге. Предшественники Т-клеток также продуцируются в костном мозге, но покидают костный мозг и созревают в тимусе (что и объясняет их назначение). Каждая В-клетка и Т-клетка специфичны для определенного антиген, что просто означает, что каждая из этих клеток способна связываться с определенной молекулярной структурой (например, с антигеном). Специфичность связывания заключается в специфическом рецепторе антигена: B-клеточный рецептор (BCR) и Рецептор Т-клеток (TCR) для B- и T-клеток соответственно. Оба BCR и TCR имеют следующие свойства:

  • Это интегральные мембранные белки.
  • Они присутствуют в тысячах идентичных копий, экспонируемых на поверхности клетки.
  • Они создаются до того, как клетка когда-либо встречает антиген.
  • Они кодируются генами, собранными рекомбинация сегментов ДНК.

Как создается разнообразие рецепторов антигенов

Каждый рецептор имеет уникальный сайт привязки. Этот сайт связывается с частью антигена, называемой антигенная детерминанта или же эпитоп. Связывание, как и между ферментом и его субстратом, зависит от взаимодополняемость поверхности рецептора и поверхности эпитопа и происходит в основном за счет нековалентных сил. Успешное связывание рецептора антигена с эпитопом, если оно сопровождается дополнительными сигналами, приводит к:

  1. Стимуляция клетки к выходу грамм0 и войдите в клеточный цикл.
  2. Повторяется митоз приводит к развитию клона клеток, несущих тот же рецептор антигена; это клон клеток одинаковой специфичности. BCR и TCR различаются по:
  • их структура
  • в гены которые их кодируют
  • тип эпитоп к которому они привязаны

В-клетки

BCR связывают интактные антигены (например, дифтерийный анатоксин, белок, введенный в вакцину против дифтерии, столбняка и коклюша). Это могут быть растворимые молекулы, присутствующие во внеклеточной жидкости; или интактные молекулы, которые В-клетки отрывают от поверхности антиген-презентирующих клеток, таких как макрофаги и дендритные клетки. Связанные молекулы антигена поглощаются В-клеткой посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза. Антиген расщепляется на пептидные фрагменты различными протезомами и затем отображается на поверхности клетки вместе с молекулой гистосовместимости класса II. Хелперные Т-клетки, специфичные для этой структуры (то есть с комплементарными TCR), связываются с этой В-клеткой и секретируют лимфокины, которые:

  1. Стимулируйте В-клетку войти в клеточный цикл
  2. В-клетка подвергается повторной митотический деление клеток, в результате чего клон клеток с идентичными BCR;
  3. В-клетки переключаются с синтеза своих BCR в качестве интегральных мембранных белков на растворимую версию;
  4. Клональные клетки дифференцируются в плазматические клетки, которые секретируют эти растворимые BCR, которые мы теперь называем антитела

Т-клетки

Существует два типа Т-клеток, которые различаются своим TCR:

  1. альфа / бета (αβ) Т-клетки: их TCR представляет собой гетеродимер альфа-цепи с бета-цепью. Каждая цепь имеет вариабельную (V) область и постоянную (C) область. Каждая V-область содержит 3 гипервариабельных участка, которые составляют антигенсвязывающий сайт.
  2. гамма / дельта (γδ) Т-клетки: их TCR также является гетеродимером гамма-цепи, соединенной с дельта-цепью. Они демонстрируют характеристики как врожденного иммунного ответа, так и приобретенного иммунного ответа; следовательно, рассматривается как мост между двумя иммунными системами.

Дальнейшее обсуждение касается альфа / бета Т-клеток. TCR (αβ Т-клеток) связывает бимолекулярный комплекс, отображаемый на поверхности некоторых других клеток, называемый антигенпрезентирующая клетка (БТР). Этот комплекс состоит из: фрагмента антигена, лежащего в бороздке гистосовместимость молекула. Комплекс сравнивают с «хот-догом в булочке».[нужна цитата ]

Процессинг антигена для цитотоксического действия лимфоцитов

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ли, Тим; МакГиббон, Анджела. "Книжный шкаф по иммунологии Далхаузи: взаимодействие Т- и В-клеток". Иммунология для студентов-медиков. Университет Далхаузи. Архивировано из оригинал 4 июня 2008 г.. Получено 2008-06-23.
  2. ^ Уильям Р. Хит и Фрэнсис Р. Карбоун (ноябрь 2001 г.). «Перекрестная презентация вирусного иммунитета и самотолерантности». Nature Reviews Иммунология. 1 (2): 126–134. Дои:10.1038/35100512. PMID  11905820.
  3. ^ Деретич, В., и Фратти, Р. А. (1999). Фагосома Mycobacterium tuberculosis. Молекулярная микробиология, 31 (6), 1603-1609. Чикаго

внешняя ссылка