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

Az immunológia alapjai


3.4.4.1. Citokinreceptorok és asszociált molekulák
A citokinek felszíni receptorokkal reagálnak, melyek eloszlása igen eltérő. Vannak olyan citokinek (IL-1, TNF), melyek receptorai rendkívül sokféle sejten kimutathatók, míg mások (pl. IL-2, IL-4) sokkal kevesebb sejthez (elsősorban lymphocytákhoz) képesek kötődni.
A 3.4.7. ábra a leggyakoribb citokinreceptorok „modul”-szerű felépítését mutatja be. Az immunglobulin szupergéncsaládhoz tartozó, illetve az ún. „haematopoeticus citokinreceptor család”-hoz sorolható (négy ciszteint és egy pentapeptid, a WSXWS, azaz a triptofán-szerin-X-triptofán-szerin motívumot tartalmazó) receptorok között átfedések is kimutathatók. Teljesen eltérő szerkezetű a hét transzmembrán régiót tartalmazó, a rodopszin géncsaládba sorolható IL-8-receptor és egyéb kemokinek „szerpentin”-szerű szerkezete. Ismét mások az extra- és intracelluláris részén nyolc, illetve négy ciszteint tartalmazó IFNγ és a négy extracelluláris doménben 6-6 ciszteint tartalmazó TNF-receptor-I és -II (ide tartozik az idegi növekedési faktor, az NGF receptora, az apoptózist indukáló sejteken levő Fas ligand, a CD27, CD30 és a CD40 is).
A citokinreceptorok szerkezeti szempontból „családokra” oszthatók, ezek az alábbiak.
 
3.4.7. ábra. Citokinreceptorok szerkezeti felosztása modulok alapján
 
3.4.4.1.1. Haematopoeticus citokinreceptor géncsalád
Kevert elemekből (fibronektin-III típus, immunglobulin-C2) álló, a ma ismert legnagyobb csoport. Jellegzetes doméneket is tartalmaz, ezek kb. 100 aminosavból állnak és Cys-X-Try motívumokat, valamint 3 Cys aminosavat tartalmaznak. Jellegzetes elemük a WSXWS (triptofán-szerin-X-triptofán-szerin) motívum.
Ebben a citokinreceptor családban közös „β”-lánc is található (3.4.5. táblázat), ezek a gp130, a gp140 (KH-97) és az IL-2-receptor γ-lánca. A citokin kapcsolódása egyes esetekben eltérő sztöchiometriájú receptorkomplexet hoz létre (pl. az IL-6-receptoroknál az IL-6 bekötődése a gp130 homodimerizációját idézi elő).
 
3.4.5. táblázat. Járulékos (β-) láncot tartalmazó citokinreceptor családok
β-lánc
Citokinreceptor
Gp130
IL-6 IL-11
oncostatin M
LIF
CNTF
G-CSF (?)
IL-12 (*)
kardiotrofin-1 (***)
IL-27
IL-31
γc
IL-2
IL-4
IL-7
IL-9
IL-13
IL-15(**)
Gp140
IL-3
IL-5
GM-CSF
?: vitatott,
*: az IL-12-receptor gp130 homológ molekula,
**: az IL-15-receptor T-lymphocytákon (egyéb sejteken nem) az IL-2-receptor két másik (β, γ) komponensét is tartalmazza,
***: még vitatott, hogy a gp130 mellett van-e másik receptorlánca
 
Ezek a láncok (gp130, gp140, g-lánc) maguk nem vagy csak kismértékben kötik a citokint, de jelentősen emelik a ligand kötési affinitását, vagyis a citokinek biológiai hatását a sejtekre.
Az asszociált láncok döntő szerepére génkiütéses eredmények utalnak. Gp130 hiányos egerek még embryonalis korban elpusztulnak, a letalitás oka szívelégtelenség, hiszen a kardiotrofin is a gp130-on át hat, annak hiányában a szívizom atrophiája következik be. Ugyanerre utal, hogy a γ-lánc hiánya jelentősen csökkent T- és B-lymphocyta-fejlődést okoz.
Ebben a citokinreceptor családban szolubilis formában is előfordulnak (szerepüket lásd 3.4.6. alfejezet) a receptorok, az IL-4-, IL-5-, IL-7-, IL-9-, GM-CSF-, G-CSF-, GH-, LIF-, IL-6-, CNTF- receptorok szolubilis formáját ismerjük.
 
3.4.4.1.2. Interferonreceptor-géncsalád
Ide tartoznak az IFN α/β és IFNγ és IL-10-receptorok.
 
3.4.4.1.3. „Immunglobulin” receptorcsalád
A legtöbb citokinreceptor tartalmaz Ig-domént (IL-1-, IL-6-, FGF-, PDGF-, M-CSF-, SCF-receptorok), de ezek a citokinreceptorok elsősorban ebbe a családba sorolhatók. Nyilvánvaló tehát, hogy egyes citokinreceptorok több családba is tartoznak.
 
3.4.4.1.4. Protein-tirozin-kináz receptorcsalád
Ezek a receptorok citoplazmatikus részükön tirozin-kináz-aktivitással rendelkeznek. Ide tartoznak az EGF-, NGF-, BDNF-receptorok.
 
3.4.4.1.5. NGF-receptorcsalád
Szerkezetileg e citokin-receptorcsaládra 3-4 ciszteingazdag ismétlődés jellemző. Itt említhetők az NGF-, TNF- (receptor-I), CD27, CD30, CD40, OX-40, 4-1BB, Fas-receptorok, illetve egyéb molekulák (lásd 3.4.1A ábra).
 
3.4.4.1.6. G-protein-kapcsolt receptorcsalád, kemokinreceptorok
Ezideig közel 50 kemokint (lásd Függelék 3. táblázata) azonosítottak, és csak 20 kemokinreceptort. Ez azt jelenti hogy számos közös aktivációs folyamatot indítanak el. A kemokinek kötődése a receptorokhoz azok homo- vagy heterodimerizációját indítja el. E receptorok általános jellemzője, hogy a sejtmembránban elhelyezkedő, hét transzmembrán doménből álló, ún. szerpentinreceptorok csoportjába tartoznak (3.4.8. ábra). Az extracellulárisan elhelyezkedő aminoterminális lánc felelős a ligandkötés specificitásáért, ennek további stabilizálója a 6. és 7. transzmembrán domént összekötő extracelluláris hurok. A kemokinreceptorok jelátvitele jellemzően G-protein-kapcsolt folyamat. A kemokinreceptorok megjelenése a lymphocyták érésének markere, így pl. a monocyták és éretlen dendritikus sejtek keringésből a szövetekbe vándorlása során fokozatosan expresszálják a CCR1-, CCR2-, CCR5-, CCR6- és CXCR2-receptorokat. A legfontosabb kemokinreceptorokat, ligand- és sejtspecificitásukat a 3.4.6. táblázat mutatja.
Az endothelfelszínek jellemző komponensei egyes glükóz-aminoglikánok (GAG), például a heparán-szulfát-proteoglikán. Ezek a kemokinmolekulák karboxiterminális részén elhelyezkedő heparinkötő doménjeivel alakítanak ki kapcsolatot, míg ugyanezen kemokin aminoterminális szakasza a leukocyta kemokinreceptorához kötődik, biztosítva ezzel, hogy a leukocytaadhézió és -aktiváció megfelelő felszínen menjen végbe. Így valósul meg a leukocyták érpályán belüli adhéziója, majd az ezt követő extravasatio.
A kemokinek jelátvitele a receptorhoz kötődésük után két fő úton haladhat: egyrészt a tirozin-kináz aktiválásán keresztül egy ras-raf-MAP-kináz úton, PKC-tól függetlenül, másrészt foszfolipáz-C (PLC)-PKC-MAP-kináz úton is hathatnak. A vázolt szignalizációs folyamatok eredményeként a citoszkeleton aktinja polimerizálódik, amely a sejt elmozdulásának elengedhetetlen előfeltétele. E folyamat létrejöttében döntően két hatás játszik szerepet, az IP3 indukálta intracelluláris Ca2+-koncentráció emelkedése, valamint a DAG indukálta PKC aktiválódása. Emellett a kemokinreceptor indukciójával olyan más, a mozgás kivitelezésében fontos folyamatok is aktiválódnak, mint a sejtadhézió, a cytoskeletalis elemek átrendeződése (amely a folyamatos sejtmozgás alapfeltételét jelenti), valamint egyéb differenciálódási folyamatok.
Kiemelt klinikai jelentőségűnek tűnik az a felfedezés, amely szerint a humán immundeficiencia vírus (HIV) is kemokinreceptorhoz kötődve fertőzi egyes célsejtjeit. A T-sejt-tropikus HIV1 a T-sejtek CXCR4-, a macrophagokban szaporodó HIV1 pedig a macrophagok CCR5-receptorához kötődik A folyamat két lépésben zajlik. Első lépésben a vírus membránjának gp120-as glikoproteinje a rajta található, ún. V3-hurok segítségével alakít ki kapcsolatot a célsejt CD4-molekuláival és az annak közelében található kemokinreceptorral. E kezdeti kapcsolat teszi azután lehetővé, hogy a mélyebben elhelyezkedő virális gp41-molekula segítségével a vírus és a célsejtmembránok fúziója ténylegesen bekövetkezzen (3.4.11. ábra).
 
3.4.8. ábra. A kemokinreceptorok jellegzetes 7-transzmembrán domén szerkezete
C = cisztein (stabilizáló diszulfidhidak)
3.4.6. táblázat. Legfontosabb kemokinreceptorok, ligandjaik és sejtspecificitásuk
Kemokinreceptor
Ligand
Sejt
CXCR 1
IL-8
neutrophil, NK-sejt
2
IL-8, GRO-α, NAP-2, ENA-78
neutrophil, NK-sejt
3
IP-10, MIG (IFNγ-stimulált)
T-sejt (Th1 > Th2)
4
SDF-1
monocyta, T-sejt, granulocyta, szöveti sejtek
5
BLC/BCA1
B-sejt, T-sejt
CCR 1
MIP-1α, RANTES, MCP-2, -3
monocyta, basophil eosinophil, T-sejt
2
MCP-1, -2, -3, -4,
monocyta, basophil, T-sejt
3
eotaxin, RANTES, MCP-2, -3, -4
eosinophil, basophil, T (Th2 > Th1)
4
TARC
T-sejt (Th2 > Th1)
5
MIP-1α, MIP-1β, RANTES
Monocyta, T-sejt (Th1 > Th2)
6
LARC/MIP-3α
T-sejt, B-sejt
7
ELC
monocyta, dendritikus sejt, naív T-sejt
8
I-309
monocyta, T-sejt
CX3CR 1
fraktalkin
monocyta, aktivált T-sejt, NK-sejt
Duffy-antigén-receptor
(DARC)
IL-8, GROα, NAP-2, ENA-78, RANTES, MCP-1, MCP-3
vörösvértest, posztkapilláris venulák endothelje
Virális* receptorok
U28
ECRF-3
MIP-1α, RANTES, MCP, IL-8, GROα, NAP-2
 
A cytomegalovírus U28 kemokin receptora
A herpesvírus saimiri ECRF3 CXC ligandok kötésére képes
BLC: B-lymphocyta kemokin; ELC: EBV (Epstein–Barr-vírus) ligand kemokin; IP10: IFN-inducible protein; LARC: liver and activation-regulated chemokine; MCP: monocyte chemoattractant protein; MIP: macrophage inflammatory protein; RANTES: regulated upon activation normal T cell expressed and secreted; SDF-1: stromal cell derived factor-1; TARC: thymus and activation-regulated chemokine.
 
A CCR5 populációs (etnikai) szinten eltérő genetikai polimorfizmusa magyarázatot ad arra is, hogy egyes, HIV-1-infekció szempontjából magas rizikójú személyek miért nem fertőződnek meg, illetve miért van egyes etnikumok között eltérés e tekintetben.
 

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