Falus András, Buzás Edit, Holub Marianna Csilla, Rajnavölgyi Éva (szerk.)

Az immunológia alapjai


3.7.4.2. Sejtmembránhoz kötött mintázatfelismerő molekulák
Az elmúlt évtized immunológiai kutatásainak egyik legizgalmasabb területe a természetes immunitás szerepének újraértékelése és az adaptív immunrendszer működésének szabályozásában betöltött szerepe volt.
 
1. Toll-like-receptorok (3.7.2. táblázat). Az ecetmuslicában a Toll-fehérjét eredetileg mint az embryo dorsoventralis tengelyének kialakulásában fontos szerepet játszó molekulát írták le. Később ismertté vált, hogy a felnőtt ecetmuslicában, melynek nincs adaptív immunrendszere, a Toll-fehérje központi szerepet játszik a patogénekkel szembeni rezisztenciában.
1997-ben találták meg az ecetmuslica Toll-fehérjéjéhez hasonló aminosav-sorrendű első emlősfehérjét, az úgynevezettt Toll-like-receptor, TLR (Toll-szerű receptor) fehérjét.
A Toll-like-receptorok erősen konzervált, patogénekkel asszociált molekuláris mintázatot (PAMP – pathogen associated molecular pattern) felismerő receptorok, melyek vírus, baktérium, gomba és parazita eredetű mintázatokat ismernek fel jelentős targetspecifitást mutatva. A TIR [Toll/interleukin-1 (IL-1) receptor] szupercsaládba tartoznak (3.7.2. ábra).
A Toll-like-receptorok I-es típusú transzmembrán-receptorok, melyek aktiválni képesek az adaptív immunrendszert, így képesek összekapcsolni a természetes és szerzett immunitást. A defenzinek után a humán immunrendszer legősibb elemeinek tekinthetők. Feltehetőleg mintegy 500 millió évvel ezelőtt nyerték el proinflammatorikus szerepüket. Az emlősök TLR1 és TLR 6 génje egy közös emlősgénből kb. 95 millió éve vált szét.
 
3.7.2. táblázat. Toll-like receptor ligandok
Toll-like receptor-család
Ligandjaik
TLR1
triacil-lipopeptid (baktérium, Mycobacterium)
szolubilis faktorok (Neisseria meningitides)
TLR2
peptidoglikánok (Gram-pozitív baktériumok)
lipoprotein-lipopeptidek (számos patogén)
lipoarabinomannan (Mycobacterium)
zymosan (gombák)
porinok (Neisseria) stb.
TLR3
kettős szálú RNS (vírus)
TLR4
LPS (Gram-negatív baktériumok)
taxol (növényi)
Hsp60, Hsp 70 (gazdaszervezet)
a gazdaszervezet hialuronsav oligoszacharid fragmentumai
a gazdaszervezet heparán-szulfát polisza- charid fragmentumai
fibinogén (gazdaszervezet) stb.
TLR5
flagellin (bakteriális ostor)
TLR6
diacil-lipopeptidek (Mycoplasma)
TLR7
imidazoquinoline (szintetikus)
TLR8
?
TLR9
CpG DNS (baktériumok)
 
3.7.2. ábra. A PAMP (a pathogen associated molecular pattern) receptorokhoz tartozó Toll-szerű receptorok (TLR) általános felépítése
 
A TLR4, mely az emlősök endotoxint érzékelő receptora, mintegy 180 millió éve jelent meg. A TLR3 és TLR5 is mintegy 150 millió éve különült el egy közös génből, csakúgy, mint a TLR7 és a TLR8 génje.
A Toll-like-receptorok különböző immunrendszeri sejteken különböző kombinációban fordulnak elő. Gyakran egymással is kapcsolódnak (pl. TLR1-TLR2, TLR2-TLR6, TLR4-TLR4).
Egyes Toll-like-receptorok intracellulárisan, az endoszómák falában helyezkednek el (TLR3, 7, 8, 9) (3.7.3. ábra).
A bakteriális és gomba sejtfalkomponenseket kötő TLR-ek jelátviteli folyamatok után elsősorban IL-2, TNFα és IL-8 citokinek termelődését serkentik, míg a vírusokra jellemző molekuláris mintázatot kötő TLR-ek elsősorban interferonok termelődését indukálják.
Emberben 10 Toll-like-receptort ismerünk, a 11-est pszeudogén képviseli a genomban. A TLR2 internalizálódik is, és MHC-II antigénprezentálási útvonalra juttatja a megkötött ligandját.
 
3.7.3. ábra. Toll-szerű receptorok (TLR) sejtfelszíni kombinációi és endoszómán belüli előfordulása
 
3.7.4. ábra. A Toll-like receptorokon (TLR) keresztüli jelátvitel
Először a megfelelő ligand kötődik a TLR-hez [pl. a bakteriális lipopoliszacharid (LPS) és az LPS-kötő fehérje (LBP) komplexe a TLR4-hez]. Ezt követően a TLR TIR doménje köti a MyD88 adapter fehérjét. A kötődő MyD88 aktiválja a SIIK-t és elindítja a TRAF6 és az Iκκ kaszkádot. Az Iκκ foszforilálja az IκB-t, mely lebomlik, és az ezáltal felszabaduló NFκB a magba transzlokálódik, és számos gén transzkripcióját aktiválja.
 
A TLR-ek és a rajtuk keresztül megvalósuló jelátvitel.
A TLR-ek extracelluláris, patogéneket felismerő része patkó alakú, leucinben gazdag motívumot tartalmaz. Ez utóbbi ismétlődő szakaszokból áll, melyek mindegyike kb. 24–29 aminosav hosszú (XXLXLXX). A TLR-ek az IL-1-receptorhoz hasonlóan rendelkeznek egy citoplazmatikus, konzervált, kb. 200 aminosavból álló Toll/IL-1R (TIR) doménnel is (3.7.2. ábra).
A TLR ligandkötését követően a citoplazmatikus domén kölcsönhatásba lép további TIR doménekkel, mint amilyen a MyD88 adapter molekulában található (3.7.4. ábra). A MyD88 tartalmaz haláldomént is, melynek segítségével más haláldomént tartalmazó SIIK kinázokkal (serine/theronine innate immunity kinase) kapcsolódik. Ezek végül a TRAF6-ot [tumornekrózis faktor (TNF) receptor asszociált faktor 6] aktiválják. A TRAF6 aktiválja az Ik-kináz a-t és az Ik-kináz b-t, melyek létrehozzák az Iκκ-dimert. Az Iκκ foszforilálja az IκB-t, azt a citoszól fehérjét, mely az NFκB transzkripciós faktort a citoplazmában tartja. Miután foszforilálódott, az IκB leválik az NFκB-vel képzett komplexről, így az utóbbi a magba transzlokálódhat és géneket aktiválhat (pl. TNFα, IL-1, IL-6, kostimulációs molekulák) (3.7.5. ábra). A levált IκB ubikvitinmediált proteoszomális lebontásra kerül.
 
3.7.5. ábra. A Toll-like receptorok által érzékelt „vészjelzések” (danger signals) kostimulációs molekula expressziót okoznak
A Toll-like receptorok ligandkötése (PAMP ligandok) a receptort expresszáló sejtek felszínén kostimulációs molekulák megjelenését indukálja
 
2. A CD1 molekulacsalád tagjai nem polimorf, nem klasszikus MHC-I-molekulák, melyek β2-mikroglobulinhoz kapcsolódnak az endoplazmás retikulumban, majd a sejtfelszínre szállítódnak, és lipid, valamint glikolipid antigéneket mutatnak be T-sejteknek.
A lipid antigéneket az apolipoprotein-E köti meg, és segítségével kerülnek a lipid antigének receptormediált endocitózis útján az antigénbemutató sejtek CD1-et tartalmazó endoszomális kompartmentjébe. I. csoportjukba tartozik a CD1a, CD1b, CD1c és az intracelluláris CD1e, míg a II. csoportjukba tartozó CD1d-molekula NKT-sejtek számára mutat be antigéneket.
 
3.7.6. ábra. Intracelluláris mintázatfelismerő receptorok
A sejten belül inaktív, autorepresszált formában vannak jelen. A leucinben gazdag domén (LRR) visszahajlik a molekulán belül a Nacht/NOD doménre, ezáltal megakadályozza a receptor spontán oligomerizációját és aktivációját. Amennyiben PAMP kötődik a receptorhoz, konformációváltozást idéz elő, hozzáférhetővé válik a Nacht/NOD domén és oligomerizáció történik Ezt követően az effektor domének további molekulákat kötnek. Végső soron az NFκB sejtmagba történő transzlokációját követően pl. citokin gének aktivációjára kerül sor. RICK = RICK kináz, PAMP = pathogén asszociált molekuláris mintázat
 
3.7.7. ábra. Az intracelluláris mintázatfelismerő receptorok által közvetített szignál
Amennyiben a sejten belül található mintázatfelismerő receptorok (pl. NOD1) PAMP-ot kötnek, úgy végső soron az NFκB a sejtmagba transzlokálódik, és ennek következményeként pl. citokin gének aktiválódnak.
 
3. Peptidoglikán felismerő fehérjék (1-4). Már az ecetmuslicában is megtalálhatók, az egyik Drosophila peptidoglikán felismerő fehérjét kódoló gént Semmelweis Ignác emlékére semmelweis génnek nevezték el.
 
4. A CD14 leucinben gazdag ismétlődéseket (LRR) tartalmaz, köti az LPS-t (a TLR4 koreceptoraként) és peptidoglikánokat is.
 
5. C-típusú lektinek
A mannózreceptor-család számos tagja sejtfelszíni mintázatfelismerő receptor, pl. a CD205/DC-SIGN, CD206/macrophag-mannóz-receptor (MMR). A receptorcsalád számos tagja dendritikus sejtek felszínén található, pl. a CD20/langerin, a dectin-1.
A molekulacsalád tagjaként sejtfelszíni mintázatfelismerő receptor még többek között a CD23 / FceRII.
Dektinek. Míg a dectin-1 (dendritic cell-associated C-type lectin) 13-glukánt, a dectin-2 high-mannóz oligoszacharidokat köt. A Langerin epidermalis Langerhans-sejtek szénhidrátkötő receptora. A DC-SIGN a dendritikus sejtek többségének felszínén expresszálódik.
Scavanger receptorok (A-H) olyan fagocitózist segítő receptorok, melyek ligandjai anionos polimerek, acetilált és oxidált LDL, AGE (advanced glycation end products), szérumamiloid-A. Szerepet játszanak az elöregedett, felszíni sziálsavburkukat elvesztett vörösvértestek eltávolításában is.
 

Az immunológia alapjai

Tartalomjegyzék


Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 710 5

Hét év telt el a „Az Immunológiai alapjai” című tankönyv kiadása óta. A természettudományok számára hét év nagyon hosszú idő, különösképpen így van ez az élettudományok egyes diszciplináival, köztük az immunológiával is. A jelen kiadásban a helyenként nagyon jelentős módosulások, kiegészítések, sőt cáfolatok két forrásból fakadnak, részben a szűken vett immunológiai tudás gazdagodásából, másrészt a társtudományok (pl. a sejtbiológia, genetika-genomika, bioinformatika) immunrendszerre is vonatkozó eredményeiből. Csak pár példa, a 2007-es kiadásban alig esett szó az extracelluláris vezikulák feladatairól, ezek, az intercelluláris kommunikációs struktúrák mára a sejtbiológia tudományának egyik „forró pontjává” váltak. Akkor sokkal kevesebb hangsúlyt fordítottunk az epigenetikai módosítások jelentőségére és alig esett szó a velünk élő mikrobiális flóra szerepéről. Ma már nem csak sokkal több citokin és kemokin vált ismertté, de funkcióikat is mélyebben értjük. Emellett a CD antigének azonosítása és funkcionális jelentőségükkel kapcsolatos tudásunk is markánsan kibővült.

Hivatkozás: https://mersz.hu/falus-buzas-holub-rajnavolgyi-az-immunologia-alapjai//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave