Mało znane receptory komórek odpornościowych
advertisement
Śliwa-Dominiak J i wsp. Mało znane receptory komórek odpornościowych... 125 Mało znane receptory komórek odpornościowych – wybrane dane Less known receptors of immunity cells – selected data JOANNA ŚLIWA-DOMINIAK, WIESŁAW DEPTUŁA Katedra Mikrobiologii i Immunologii, Wydział Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet Szczeciński Streszczenie Summary W pracy przedstawiono charakterystykę receptorów komórek układu immunologicznego, którymi są receptory TIM, TAM i CLR. Są to receptory, które biorą udział w regulacji odpowiedzi immunologicznej na wielu poziomach. W artykule opisano różne rodzaje receptorów TIM oraz TAM i CLR, które występują zarówno na komórkach układu odpornościowego, jak i układu nerwowego, rozrodczego oraz krwionośnego. Scharakteryzowano 4 receptory TIM, z których TIM1 i TIM2 pełnią rolę w regulowaniu odpowiedzi immunologicznej komórek Th2. TIM3 reguluje odpowiedź immunologiczną komórek Th1 oraz bierze udział w rozpoznawaniu i procesie fagocytozy apoptycznych, zaś TIM4 bierze udział w aktywacji limfocytów T oraz pobudza syntezę wielu cytokin w komórkach Th2. Opisano 3 receptory TAM – TYRO2, AXL i MER, które pełnią fundamentalną rolę w odporności wrodzonej poprzez regulującą aktywność komórek DC i makrofagów oraz proces fagocytozy. Scharakteryzowano także 2 rodzaje (grupy) receptorów CLR – typ I i typ II, które są ważnym elementem w obrębie receptorów PRR i biorą udział m.in. w procesie fagocytozy, endocytozy, prezentacji antygenu oraz różnicowania limfocytów T. The paper presents the characteristics of the immune system cells receptors TIM, TAM and CLR. These receptors are involved in the regulation of immunological response on different levels. The article describes groups of TIM, TAM and CLR receptors that occur on immune system cells, as well as on nervous, reproductive and circulatory system cells. There are 4 TIM receptors characterized. Among them, TIM1 and TIM2 are involved in the regulation of Th2 cells immunological response. TIM3 regulates immunological response of Th1, and takes part in the recognition and phagocytosis of apoptic cells, whereas TIM4 participates in the activation of T cells, and induces the synthesis of many cytokines in Th2 cells. In the article there are 3 TAM receptors described: TYRO2, AXL and MER that perform a fundamental role in the innate immunity by phagocytosis and regulatory activity of DC cells and macrophages. Furthermore, 2 groups of CLR are characterised type I and type II which are the important elements of PRR, and are involved in phagocytosis, endocytosis, antigen presentation and T cells differentiation. Słowa kluczowe: układ odpornościowy, odporność, receptory komórek układu odpornościowego © Alergia Astma Immunologia 2010, 15 (3): 125-131 www.alergia-astma-immunologia.eu Przyjęto do druku: 31.03.2010 Key words: immune system, immunity, receptors of immune system cells Adres do korespondencji / Address for correspondence Prof. dr hab. Wiesław Deptuła Katedra Mikrobiologii i Immunologii, Wydział Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet Szczeciński ul. Felczaka 3c, 71-412 Szczecin, Polska e-mail: [email protected] Wykaz skrótów AKT (protein kinase B) – kinaza białkowa B AP1 (activator protein 1) – białko aktywatorowe CLR (C-type lectin receptors) – receptory lektynowe typu C CTLA4 (cytotoxic T-lymphocyte antygen 4) – antygen 4 limfocytów T cytotoksycznych DCIR (immunoreceptor DC) – immunoreceptor komórek DC DC-SIGN (Dc-specific ICAM3-grabbing non-integrin) – receptor CLR typu II EAE (experimental autoimmune encephalomyelitis) – progresja encephalomyelitis EPH (ephrin receptor) – receptor efrynowy ERBB (epidermal growth factor receptor) – receptor naskórkowego czynnika wzrostu ERKs (extracellular-signal-regulated kinases) – kinazy regulowane sygnałem pozakomórkowym FOXP3 (forkhead box P3) – białko regulatorowe regulujące rozwój i funkcjonowanie komórek Treg GAS6 (growth-arrest-specific 6) – białko – ligand dla receptorów TAM GITR (glucocorticoid-induced TNF-receptor related protein) – białko związane z receptorem indukowanym glukokortykoidem ITAM (immunoreceptor tyrosine-based activation motif) – motyw opartej o tyrozynę aktywacji immunoreceptora LARG (leukemia-associated Rho guanine nucleotide exchange factor) – czynnik kluczowy w formowaniu synaps pomiędzy komórkami DC i limfocytami T LAT (linker for activation of T cells) – łącznik dla aktywacji komórek T MER (monocyte-expressed receptor) – receptor TAM występujący na monocytach 126 Alergia Astma Immunologia 2010, 15 (3): 125-131 MET (hepatocyte growth factor) – czynnik wzrostu hepatocytów MST1 (human macrophage-stimulating-1 receptor) – receptor stymulujący ludzkie makrofagi NFAT (nuclear factor of activated T cells) – czynnik jądrowy zaktywowanych komórek T PAMP (patogen-associated molecular patterns) – wzorce molekularne związane z patogenem PRR (pattern recognition receptor) – receptor prezentujący antygen PTK (protein tyrosine kinase) – tyrozynowa kinaza białkowa RON (protein tyrosine kinases receptor for macrophagestimulating protein) – receptor kinazy tyrozynowej dla białek stymulujących makrofagi SEMA4 – semaforyna 4 TLR – receptory Toll-podobne TIM – T-cell immunoglobulin domain and mucin domain TYRO3 (tyrosine kinase receptor 3) – receptor 3 kinazy tyrozynowej, jeden z receptorów TAM Wśród receptorów, które w minionych latach wzbudziły duże zainteresowanie w immunologii, po raz pierwszy opisywane w piśmiennictwie krajowym były znaczniki TLR (receptory Toll-podobne) [1-4,57,58,62]. W ostatnim czasie duże zainteresowanie wzbudziły również inne – nowe receptory, które wpływają na efektywność układu odpornościowego (UO). Są to receptory TIM, należące do rodziny białek TIM, postrzegane jako ważne regulatory w odporności [5], niedawno odkryte receptory TAM (Tyro3, Axl, Mer), które pełnią istotną rolę przede wszystkim w odporności wrodzonej [26] oraz receptory lektynowe typu C (CLR), które mają ogromne znacznie w odpowiedzi przeciwzakaźnej [42]. go z receptorem indukowanym glukokortykoidem (GITR), antygenu 4 limfocytów T cytotoksycznych (CTLA4) oraz IL-4 [18]. Wśród nich opisano także i takie, które oprócz wysokiego powinowactwa do wiązania receptorów TIM1 charakteryzują się, właściwościami agonistycznymi i małym powinowactwem do wiązania TIM1 oraz właściwościami blokującymi ten receptor i hamującym oddziaływaniem na limfocyty T [16]. Przyjmuje się, że takie przeciwstawne działanie tych przeciwciał wywołane jest różnymi ścieżkami sygnalnymi działania białka receptorowego TIM1 [16]. Wykazano, że znacznik TIM1 może być składową części kompleksu TCR-CD3 w trakcie aktywacji limfocytów T i że wpływa na aktywację oraz proliferacje tych komórek poprzez reorganizację tych cząsteczek sygnalnych [12]. Charakterystyka receptorów TIM Receptory TIM początkowo były uważane za cząsteczki swoiste tylko dla limfocytów T, które miały głównie regulować odpowiedź limfocytów Th. Obecnie wykazano, że występują one także na typowych komórkach prezentujących antygen (APC) [5]. Wykazano, że występujące na tych komórkach receptory TIM regulują aktywację komórek Th [5] oraz wpływają na syntezę i wydzielanie IL-4 przez komórki Th2 i interferonu-γ (IFNγ) przez komórki Th1 [5,6,11-14]. Geny białek receptorów TIM po raz pierwszy odkryto w 2001 roku, stwierdzając ich lokalizację na mysim chromosomie 11B1.1 – regionie genetycznym związanym z wieloma chorobami, takimi jak choroby alergiczne i procesy autoimmunizacyjne [5,6,61]. U myszy opisano cztery geny kodujące białka TIM: gen Havcr1 lub Timd1, który koduje białko TIM1, gen Timd2 kodujący białko TIM2, gen Havcr2 albo Timd3 kodujący TIM3 oraz gen Timd4 kodujący TIM4 [5]. Natomiast u ludzi wykazano gen: HAVCR1 (koduje TIM1), HAVCR2 (koduje TIM3) oraz TIMD4 (koduje TIM4) [5,61]. W przypadku receptora TIM1 stwierdzono, że występuje on na wielu zaktywowanych limfocytach T z receptorem CD4, choć jego ekspresja jest intensywniejsza na komórkach Th2 w stosunku do limfocytów Th1 i Th17 [8,10,15,61]. Receptor ten występuje także na komórkach tucznych, makrofagach oraz na subpopulacji komórek B [61,63]. Gen kodujący białko TIM1 warunkuje zdolność do transkrypcji IL-4 oraz aktywacji czynnika jądrowego zaktywowanych komórek T (NFAT) i białka aktywatorowego 1 (AP1) [14]. Wykazano, że podanie przeciwciał TIM1 specyficznych zwiększa produkcję IFNγ przez komórki T ze znacznikiem CD4+ [15] oraz wzmacnia ekspansję i przeżycie alloreaktywnych komórek Th1 i Th17 [5,18]. Przeciwciała te obniżają supresyjną zdolność komórek Treg wraz z redukcją ekspresji takich składników jak FOXP3, białka związane- Receptor TIM2, podobny do TIM1, to specyficzny regulator odpowiedzi immunologicznej komórek Th2 [13]. Podanie go łącznie z immunoglobuliną powoduje wybiórczą indukcję odpowiedzi komórek Th2, zahamowanie odpowiedzi komórek Th1 oraz opóźnienie progresji encephalomyelitis (EAE) [13]. Zahamowanie eksperymentalnego zapalenia opon mózgowych powoduje także semaforyna 4 (SEMA4) – przeciwciało przeciw ligandowi znacznika TIM2. Brak SEMA4 u myszy powoduje rozregulowanie procesu różnicowania się komórek Th i uszkodzoną odpowiedź komórek Th1 [7]. Nadekspresja tego białka znacznie szkodzi indukcji czynnika jądrowego zaktywowanych komórek T (NFAT) i białka aktywatorowego 1 (AP1) [5]. Znacznik TIM3 zarejestrowany został na komórkach Th1 [9,61]. U myszy występują one także na komórkach dendrytycznych (DC) jako cząsteczki CD11b+ [11]. U ludzi wysoką ekspresję TIM3 stwierdzono także na komórkach DC, zaś mniejszą – na monocytach, komórkach NK, tucznych i makrofagach [11,61]. Oddziaływanie TIM3 na mysie komórki DC oraz ludzkie monocyty prowadzi do wzbudzenia wydzielania cytokin prozapalnych, np. TNF [5,10]. Ponadto nieobecność TIM3 powoduje zaburzenie wrażliwości na ligandy receptorów TLR [5,10]. Wykazano, że w początkowych etapach odpowiedzi immunologicznej wzbudzenia stanów zapalnych, znacznik TIM3 występujący na komórkach DC, prawdopodobnie łączy się w synergistycznym oddziaływaniu z receptorami TLR [5]. W trakcie chronicznego zakażenia ludzi wirusem hepatitis typu C dochodzi do zwiększenia ekspresji TIM3 na komórkach T CD4+ i T CD8+ [59]. Receptory te biorą udział także w rozpoznawaniu i procesie fagocytozy komórek apoptycznych [60]. W przypadku receptora TIM4 stwierdzono, że występuje on tylko na komórkach APC. Ustalono jego duży udział w aktywacji limfocytów T [8,61]. Znacznik TIM4 jest Śliwa-Dominiak J i wsp. Mało znane receptory komórek odpornościowych... ligandem dla TIM1 i stanowi dla niego cząsteczkę kostymulującą [17]. Mechanizm aktywacji limfocytów T polega na tym, że dochodzi do specyficznej fosforylacji TIM1, co z kolei prowadzi do zwiększonej proliferacji limfocytów T wskutek wzmacniania podziałów komórkowych i redukcji apoptozy [17]. Na efekt składa się fakt, że TIM4, reagując z TCR limfocytów T, indukuje w nich fosforylację cząsteczki sygnalnej łącznika dla aktywacji komórek T (LAT), kinazy białkowej B (AKT) oraz kinazy regulowanej sygnałem pozakomórkowym (ERKs) [17]. Wykazano także, że TIM4 pobudza syntezę cytokin IL-4, IL-6, IL-13 w komórkach Th2. Poza tym dowiedziono, że na limfocytach T są dwa ligandy dla znaczników TIM4, wśród których jeden z nich hamuje ich aktywację, zaś drugi pobudza ich działanie [5,7,63]. Charakterystyka receptorów TAM Znaczniki TAM należą do grupy receptorów tyrozynowych kinaz białkowych (PTK) [24,30]. Są to receptory transmembranowe, znajdujące się na powierzchni wielu komórek ssaków i zawierające wewnątrz swoich domen cytoplazmatycznych regulacyjną aktywność białkowych kinaz tyrozynowych [26]. Receptory te występują nie tylko na komórkach układu odpornościowego, ale także na komórkach układu nerwowego, rozrodczego oraz krwionośnego [26]. Na komórkach DC występuje ekspresja wielu receptorów TAM, choć na wielu z nich odnotowano obecność tylko jednego lub dwóch ligandów [26]. Receptory PTK funkcjonują jako sensory dla pozakomórkowych ligandów, których związanie wyzwala ich dimeryzację i aktywację kinaz receptorowych. Prowadzi to do napływu, fosforylacji i aktywacji wielu białek sygnalnych, które w dalszej kolejności zmieniają zjawiska fizjologiczne w komórce [26]. U ludzi jest zaledwie 58 genów kodujących receptory PTK [30], wśród których jest także receptor naskórkowego czynnika wzrostu (ERBB), który bierze udział np. w progresji niektórych form raka piersi [20], a także receptory efrynowe (EPH), istotne w morfogenezie tkanek i kształtowaniu połączeń nerwowych w rozwijającym się mózgu [32]. W 1991 roku zidentyfikowano trzy różne receptory TAM, mianowicie: TYRO3 (znany także jako BRT, DTK, RSE, SKY), AXL (z gr. anaxeleto; znany również jako ARK, TYRO7, UFO) oraz MER (znany także jako EYK, NYM, TYRO12) [24,31]. Wykazano, że te charakterystyczne dla kręgowców znaczniki jako ostatnie pojawiły się w ewolucji pośród grupy receptorów PTK [25]. Opisując receptory TAM, stwierdzono ich duże podobieństwo do receptorów tyrozynowych kinaz białkowych dla białek stymulujących makrofagi (RON), znanych również jako CD136 czy MST1R, które są receptorami dla białek stymulujących makrofagi i które wykazują podobieństwo do receptora czynnika wzrostu hepatocytów (MET) [30]. Znaczniki te mają dwa spokrewnione ze sobą ligandy, które wiążą się z nimi i je aktywują. Są to: białko GAS6 i białko S (protein S) [26,38]. Białko GAS6 wiąże i aktywuje wszystkie trzy receptory TAM, zaś białko S wiąże ligandy tylko dla dwóch receptorów TAM, tj. TYRO3 i MER [33]. Białko S występuje w dość dużych ilościach w surowicy i służy jako kofaktor dla zaktywowanego białka C, tj. proteazy, która degraduje czynnik Va i czynnik VIIIa [34]. Białko to posiada właściwości antykoagulacyjne krwi, niezależne od aktywności receptorów TAM [34]. 127 Ekspresja tych receptorów u ssaków jest wysoka zaraz po porodzie i utrzymuje się ona na tym poziomie przez całe życie [26]. Mutanty mysie pozbawione receptorów TAM wykazują duże defekty w układzie odpornościowym już około trzeciego tygodnia po urodzeniu. Wykazano, że obwodowe narządy limfatyczne zaczynają szybko rosnąć, a po 6 miesiącach, wskutek ekspansji populacji komórek mieloidalnych i limfoidalnych, śledziona i węzły chłonne są dziesięciokrotnie większe niż u zwierząt dzikiego typu [21,28]. Stwierdza się u tych zwierząt podwyższoną ilość zaktywowanych komórek T i B oraz makrofagów i komórek DC, a także podwyższoną ilość markerów CD95 i CD44 na komórkach B, CD25 na komórkach T oraz MHC klasy I i II, CD86 i IL-12 na makrofagach otrzewnowych i śledzionowych komórkach DC CD11c+ [26,28,35]. Zwierzęta te wykazują większą podatność na rozwój wielu chorób autoimmunologicznych oraz zwiększoną wrażliwość na endotoksynę (LPS) [21,28]. Opisując defekty zwierząt z brakiem receptorów TYRO3, AXL, MER lub białka GAS6, stwierdzono, że większość tych zwierząt, pozbawionych genu mer warunkującego receptor MER, padało po podaniu LPS, czego nie obserwowano w przypadku zwierząt dzikiego typu [19-22,27,28,35,40]. W przypadku chorób autoimmunologicznych, rozwijających się u myszy pozbawionych receptorów TAM, obraz zmian przypomina rezultaty występujące przy braku regulacji przez receptory TAM dwóch powiązanych zjawisk – wrodzonej odpowiedzi związanej z komórkami DC i odpowiedzi makrofagów na patogeny oraz fagocytozę komórek apoptycznych przez komórki APC, wśród których są typowe i nietypowe komórki DC [28,35,84]. Wiadomo, że odpowiedź w ramach wrodzonej odporności organizmu musi być swoiście regulowana, a szybka reakcja organizmu na zarazki jest kluczowa dla ich zwalczania, jako że nieograniczona sygnalizacja receptorów TLR i receptorów cytokinowych, m.in. na komórkach DC i makrofagach, powoduje chroniczne stany zapalne prowadzące do choroby, a nawet śmierci [35]. Przyjmuje się, że receptory TAM pełnią istotną rolę jako czynniki, które hamują takie dysregulacje [35]. Zarejestrowano, że receptory TAM hamują indukowaną receptorami TLR produkcję cytokin takich jak TNF, IL-6, IL-12 oraz interferonu typu I (IFN) [35]. Udowodniono, że taka inhibicja indukowana jest ekspresją genów, a spośród najważniejszych genów hamujących, indukowanych przez receptory TAM, wyróżnia się geny kodujące białka supresorowe sygnałów cytokin (SOCS) – SOCS1 i SOCS3 [35]. Zarejestrowano, że indukcja tych białek receptorami TAM odbywa się poprzez aktywację receptorów cytokinowych, a głównie przez aktywację receptora IFN (IFNAR) [39,41]. Dowodem tego jest obraz uzyskany przy infekcjach bakteryjnych i wirusowych, w których rejestruje się dużą liczbę martwych komórek apoptycznych w organizmie. Są one z niego usuwane, m.in. głównie dzięki makrofagom i komórkom DC [23,26]. Odnotowano, że taka forma homeostatycznej fagocytozy, głównie poprzez makrofagi, jest osłabiona u myszy bez receptorów TAM [23,36,37]. Zarejestrowano, że obecność podwyższonej liczby komórek apoptycznych mysich 128 mutantów bez receptorów TAM prawdopodobnie usposabia również do rozwoju chorób autoimmunologicznych [29]. Wykazano także, iż receptory TAM aktywują komórki NK – element wrodzonej odporności, głównie w odpowiedzi przeciwzakaźnej [22,26]. Zaobserwowano, że nabywanie przez komórki NK aktywujących je receptorów, rozpoznających ligandy patogenu oraz zabijających patogeny, wymaga obecności i sygnałów z receptorów TAM [22]. Chociaż poziom perforyn oraz granzymów B w komórkach NK u myszy bez receptorów TAM był w normie, komórkom tym brakowało komplementu aktywującego receptory, które były obecne na komórkach NK. Ponadto komórki te były niezdolne do wydzielania IFNγ w odpowiedzi na ich stymulowanie i wykazywały, dziesięciokrotnie niższą niż u myszy dzikiego typu, zdolność zabijania patogenów. Charakterystyka receptorów CLR Receptory lektynowe typu C występują przede wszystkim na komórkach dendrytycznych (DC) i pełnią ważną rolę w odpowiedzi immunologicznej wobec patogenów [42,64]. Wyzwalają one różne ścieżki sygnalne, które indukują wiele cytokin i aktywują, m.in. komórki T [43,44,49]. Niektóre z nich mogą indukować te ścieżki sygnalne, które bezpośrednio aktywują czynnik jądrowy-ĸβ (NF-ĸβ), podczas gdy inne działają poprzez receptory TLR [42]. Wykazano, że receptory CLR są ważnymi elementami w obrębie receptorów prezentujących antygen (PRR), zaangażowanymi w rozpoznawanie różnych patogenów posiadających na swej powierzchni wzorce molekularne związane z patogenem (PAMP) [43,44]. Są one błonowymi znacznikami zależnymi od wapnia, które w swojej budowie posiadają przynamniej jedną domenę rozpoznającą i wiążącą węglowodany [45]. Dodatkowo wykazano, że do rodziny tych receptorów należą także białka, które mają jedną lub więcej domen homologicznych do domen rozpoznających węglowodany, lecz nie zawsze je wiążących [45]. Wśród receptorów CLR wyosabnia się CLR typu I, i jest to rodzina receptorów mannozowych, które rozpoznają glikany zakończone mannozą i/lub fukozą oraz CLR typu II – rodzina receptorów asialoglikoproteinowych, w obrębie której wyróżnia się dwie podrodziny, którymi są lektyna 1 typu C związana z komórkami prezentującymi antygen DC (dektyna 1; receptor zwany także jak CLEC7A) i immunoreceptor DC (DCIR; zwany także CLEC4A) [42]. Do receptorów CLR z rodziny (typu) I zaliczono receptor mannozowy (CD206) oraz receptor DEC205 (LY75, CD205). Pierwszy z tych receptorów występuje na mieloidalnych komórkach DC oraz makrofagach, zaś drugi jedynie na mieloidalnych komórkach DC [65-68]. Biorą one udział w fagocytozie, endocytozie i prezentacji antygenu. Natomiast do receptorów CLR z rodziny II należy receptor DC-SIGN (CD209) obecny na mieloidalnych komórkach DC, langeryna (CLEC4K, CD207) obecna na komórkach Langerhansa i komórkach DC, receptor MGL (CLEC10A, CD301) występujący na mieloidalnych komórkach DC oraz makrofagach, a także receptor CLEC5A (MDL1) występujący na monocytach i makrofagach [42,43,56,69-74]. Rola ich łączy się z regulacją różnicowania komórek T i prezentacją antygenu oraz indukcją produkcji TNF, indukowaniem różnicowania Alergia Astma Immunologia 2010, 15 (3): 125-131 komórek Th1, Th2 i Th17 oraz z regulowaniem produkcji Il10 indukowanej przez receptory TLR [42,43,55,56,69-74]. Do receptorów CLR z rodziny (typu) II, czyli do grupy dektyn 1, należy zaliczyć dektynę 1 (CLEC7A) występującą na mieloidalnych komórkach DC, monocytach, makrofagach i komórkach B; receptor MICL (CLEC12A, DCAL2) znajdujący się na komórkach DC, monocytach, makrofagach i neutrofilach; receptor CLEC2 (CLEC1B) występujący na płytkach krwi oraz DNGR1 (CLEC9A) będący na komórkach DC typu BDCA3+, monocytach i komórkach B, a także receptor CLEC12B występujący na makrofagach. Znaczniki te mają za zadanie indukować różnicowanie się komórek Th1 i Th17 poprzez aktywację produkcji Il-1β, Il-6, Il-12 i Il-23, indukcję produkcji TNF oraz chemokiny CXCL2, jak też prezentację antygenu i proces fagocytozy [42,44,48,7579]. Natomiast podrodzinę drugą receptorów CLR rodziny (typu) II, czyli DCIR reprezentują: dektyna 2 obecna na komórkach DC, monocytach, makrofagach, komórkach B i neutrofilach; receptor BDCA2 (CD303) obecny na monocytach, makrofagach i nautrofialch; receptor MINCLE (CLEC4E) występujący na komórkach mieloidalnych DC, monocytach i makrofagach oraz receptor DCIR (CLEC4A) obecny na komórkach mieloidalnych DC, monocytach, makrofagach, komórkach B i neutrofilach [42,49,80-83]. Do najważniejszych funkcji tej grupy receptorów należy, m.in.: indukcja produkcji TNF, CXCL2, Il-6 i Il-10 oraz hamowanie indukowanej receptorem TLR9 produkcji TNF, IFN i IL-6, jak też hamowanie indukowanej receptorem TLR8 produkcji TNF i Il-12 [42,49,80,81,82,83]. Stwierdzono, że występujące na komórkach DC receptory CLR oddziałują na patogeny, przede wszystkim poprzez rozpoznanie struktur mannozowych, fukozowych oraz glikanów. Dzięki takiemu działaniu receptory te mogą oddziaływać na ogromną liczbę zarazków. Poprzez mannozę rozpoznają wirusy, grzyby i mykobakterie, a poprzez struktury fukozowe przede wszystkim bakterie i pasożyty, wreszcie poprzez glikany – mykobakterie i grzyby [4,45,55,56,6673,75,76,80,82]. Rozpoznanie danego patogenu przez receptory CLR indukuje różne reakcje immunologiczne, w tym prowadzi do jego internalizacji, degradacji, a następnie prezentacji [47]. Zarejestrowano, że istnieją dwie główne drogi działania receptorów CLR. Pierwsza z nich jest związana z indukowaniem ścieżek sygnalnych poprzez adaptorowe cząsteczki, zawierające motywy opartej o tyrozynę aktywacji immunoreceptora (ITAM), jakim są FcRγ (Fc receptor γ-chain) lub białko adapterowe (DAP12) [80,82]. Natomiast druga droga jest związana z indukowaniem ścieżek sygnalnych, poprzez aktywację kinaz białkowych lub fosfataz, które w sposób pośredni lub bezpośredni oddziałują z ich domenami cytoplazmatycznymi [43,48,77]. Niektóre receptory CLR, np. DC-SIGN oraz DCIR indukują ścieżki sygnalne, które modulują ekspresję genów indukowaną receptorami TLR na poziomie transkrypcji i potranskrypcyjnym [43,49,77]. Wykazano, że interakcja receptora DC-SIGN z zarazkami zawierającymi mannozę, np. Mycobacterium (M.) tuberculosis, M. leprae, HIV-1, Candida (C.) albicans wpływa na odpowiedź immunologiczną komórek DC, w której bierze udział receptor TLR4 [43,69]. Śliwa-Dominiak J i wsp. Mało znane receptory komórek odpornościowych... Współdziałanie pomiędzy tymi dwoma rodzajami receptorów zależy od wcześniejszej aktywacji czynnika NF- ĸβ poprzez sygnały TLR, głównie TLR4, TLR 3 i TLR5 [43]. W badaniach wykazano, że receptory DC-SIGN, pobudzane przez M. tuberculosis, indukują różnicowanie się komórek Th1, podczas gdy M. bovis zarówno prowadzi do różnicowania komórek Th1, jak i komórek Th2 [49]. Ponadto stwierdzono, że M. tuberculosis indukuje różnicowanie komórek Th17, na co także ma wpływ ścieżka sygnalna receptora DC-SIGN, w której biorą udział kinazy białkowe seryna/treonina (RAF1) [50]. Z badań przeprowadzonych w 2007 roku wynika, że receptor DC-SIGN, pobudzony przez wirus HIV-1, aktywuje czynnik LARG, który jest czynnikiem kluczowym w formowaniu „synaps infekcyjnych” pomiędzy komórkami DC i limfocytami T, co ułatwia transmisję wirusa HIV-1 [56]. Wykazano również, że dektyna 1 rozpoznaje mykobakteryjne PAMP i sprzyja różnicowaniu się subpopulacji komórek Th bez udziału receptorów TLR [42,51,52]. Substancja ta aktywuje ekspresję genów aktywujących NF- ĸβ poprzez rozpoznanie β-1,3glukanu – wzorca molekularnego PAMP, który występują u wielu patogenów, w tym także u C. albicans, Aspergillus fumigatus czy Pneumocystis carinii [43]. Udowodniono, że receptory dektyna 1 i DC-SIGN rozpoznają patogeny grzybicze np. C. albicans poprzez struktury β-glukanowe, ale także mannozowe. Indukują także odpowiedź immunolo- 129 giczną, w której pośredniczą komórki Th1 oraz Th2 [53,54]. Nadto aktywacja dektyny 1, znajdującej się na komórkach DC, skutkuje wydzielaniem prozapalnych cytokin, w tym Il-6, TNF i Il-23, substancji które bardzo istotnie wpływają na aktywność UO [54]. Podsumowanie Należy stwierdzić, że bogactwo znaczników układu odpornościowego powoduje, że zbliżamy się do poznania coraz bardziej swoistych szlaków UO. W przypadku receptorów TIM badania nad nimi skierowane były przede wszystkim na identyfikację ich ligandów oraz określenie ich biologicznych funkcji. Dzisiaj wydaje się być jasne, że ekspresja cząsteczek TIM nie jest ograniczona tylko do komórek T, oraz że regulują one odpowiedź immunologiczną na wielu poziomach. Receptory TAM pełnią fundamentalną rolę w odporności wrodzonej poprzez regulującą aktywność komórek DC i makrofagów oraz proces fagocytozy. Receptory CLR są znacznikami PRR, wykorzystywanymi w konstruowaniu i rozwoju szczepionek, które kształtowałyby odporność nie tylko wobec chorób infekcyjnych, ale również wobec chorób nowotworowych oraz immunologicznych (alergie i choroby autoimmunizacyjne). Piśmiennictwo 1. Deptuła W, Tokarz-Deptuła B, Niedźwiedzka P. Rola i znaczenie receptorów Toll-podobnych w odporności. Post. Mikrobiol 2006; 45: 221-231. 12. Binne L, Scott ML, Rennert PD. Human TIM-1 associates with the TCR complex and up-regulates T cell activation signals. J Immunol 2007; 178: 4342-4350. 2. Niedźwiedzka P, Tokarz-Deptuła B, Deptuła W. Znaczenie receptorów Toll-podobnych u zwierząt gospodarskich. Medycyna Wet 2007; 63: 900-903. 13. Chakravarti S, Sabatos CA, Xiao S i wsp. TIM-2 regulates T helper type 2 responses and autoimmunity. J Exp Med 2005; 202: 437-444. 3. Śliwa J, Niedźwiedzka P, Tokarz-Deptuła B i wsp. Receptory TLR w zarażeniach pierwotniakami. Medycyna Wet 2008; 64: 1098-1103. 14. 4. Tokarz-Deptuła B, Niedźwiedzka P, Deptuła W. Receptory Tollpodobne- nowe znaczniki w immunologii. Alergia Astma Immunologii 2006; 11: 23-28. de Souza AJ, Oriss TB, O’Malley KJ i wsp. T cell Ig and mucin 1 (TIM-1) is expressedon in vivo-activated T cells and provides a costimulatory signal for T cell activation. Proc Natl Acad Sci USA 2005; 102: 17113-17118. 15. 5. Kuchroo VK, Dardalhon V, Ciao S i wsp. New roles for TIM family members in immune regulation. Nat Rev Immunol 2008; 8: 577-580. Umetsu S, Lee WL, McIntire J i wsp. TIM-1 induces T cell activation and inhibits the development of peripheral tolerance. Nat Immunol 2005; 6: 447-454. 16. Xiao S, Najafian N, Reddy J i wsp. Differential engagement of TIM-1 during activation can positively or negatively costimulate T cell expansion and effector function. J Exp Med 2007; 204: 1691-1702. 17. Rodriguez-Manzanet R, Meyers JH, Balasubramanian S i wsp. TIM-4 expressed on APCs induces T cell expansion and survival. J Immunol 2008; 180: 4706-4713. 6. Kuchroo VK, Umetsu DT, DeKruyff RH i wsp. The TIM gene family: emerging roles in immunity and disease. Nat Rev Immunol 2003; 3: 454-462. 7. Kumanogoh A, Shikina T, Suzuki K i wsp. Nonredundant roles of Sema4A in the immune system: defective T cell priming and Th1/Th2 regulation in Sema4A-deficient mice. Immunity 2005; 22: 305-316. 18. 8. Meyers JH, Chakravarti S, Schlesinger D i wsp. Tim-4 is the ligand for TIM-, and the TIM-1 – TIM-4 interaction regulates T cell proliferation. Nat Immunol 2005; 6: 455-464. Degauque N, Mariat C, Kenny J i wsp. Immunostimulatory TIM1 specific antibody deprograms Tregs and prevents transplant tolerance in mice. J Clin Invest 2008; 118: 735-741. 19. 9. Monney L, Sabatos CA, Gaglia JL i wsp. Th1-specific cell surface protein Tim-3 regulates macrophage activation and severity of an autoimmune disease. Nature 2002; 415: 536-541. Angelillo-Scherrer A, de Frutos P, Aparicio C i wsp. Deficiency or inhibition of Gas6 causes platelet dysfunction and protects mice against thrombosis. Nat Med 2001; 7: 215-221. 20. 10. Nakae S, Iwakura Y, Suto H i wsp. Phenotypic differences between Th1 and TH17 cells and negative regulstion of Th1 cell differentiation by IL-17. J. Leukoc Biol 2007; 81: 1258-1268. Bublil EM, Yarden Y. The EGF receptor family: spearheading a mereger of signaling and therapeutics. Curr Opin Cell Biol 2007; 19: 124-134 21. 11. Anderson AC, Anderson DE, Bregoli L i wsp. Promotion of tissue inflammation by the immune receptor Tim-3 expressed on innate immune cells. Science 2007; 318: 1141-1143. Camenish TD, Koller BH, Earp HS i wsp. A novel receptor tyrosine kinase, Mer, inhibits TNF-α production and lipopolysaccharideinduced endotoxic shock. J Immunol 1999; 162: 3498-3503. 130 Alergia Astma Immunologia 2010, 15 (3): 125-131 22. Caraux A, Lu Q, Fernandez N i wsp. Natural killer cell differentiation driven by Tyro3 receptor tyrosine kinases. Nat Immunol 2006; 7: 747-754. 23. Cohen PL, Caricchio R, Abraham V i wsp. Delayed apoptotic cell clearance and lupus-like autoimmunity in mice lacking the c-mer membrane tyrosine kinase. J Exp Med 2002; 196: 135140. 24. Lai C, Lemke G. An extended family of protein-tyrosine kinase genes differentially expressed in the vertebrate nervous system. Neuron 1991; 6: 691-704. 43. Gringhuis SI, den Dunnen J, Litjens M i wsp. C-type lectin DCSIGN modulates Toll-like receptor signaling via Raf-1 kinasedependent acetylation of transcription factor NF- ĸβ. Immunity 2007; 26: 605-616. 44. Gringhuis SI, den Dunnen J, Litjens M i wsp. Dectin-1 directs T helper cell differentiation by controlling noncanonical NF- ĸβ activation through Raf-1 and SYK. Nature Immun 2009; 10: 203-213. 45. Zelensky AN, Gready JE. The C-type lectin-like domain superfamily. FEBS J 2005; 272: 6179-6217. 46. Rothfuchs AG, Bafica A, Feng CG i wsp. Dectin-1 interaction with Mycobacterium tuberculosis leads to enhanced Il-12p40 production by splenic dendritic cells. J Immunol 2007; 179: 3463-3471. 25. Lapraz F, Röttinge E, Duboc V i wsp. RTK and TGF-β signaling pathways genes in the sea urchin genome. Dev Biol 2006; 300: 132-152. 26. Lemke G, Rothlin CV. Immunobiology of the TAM receptors. Nat Rev Immunol 2008; 8: 327-336. 47. 27. Lu Q, Gore M, Zhang Q i wsp. Tyro-3 family receptors are essential regulators of mammalian spermatogenesis. Nature 1999; 398: 723-728. Van Kooyk Y, Rabinovitch GA. Protein-glycan interactions in the control of innate and adaptive immune responses. Nat Immunol 2008; 9: 593-601. 48. 28. Lu Q, Lemke G. Homeostatic regulation of the immune system by receptor tyrosine kinases of the Tyro 3 family. Science 2001; 293: 306-311. 29. Mahoney JA, Rosen A. Apoptosis and autoimmunity. Curr Opin Immunol 2005; 17: 583-588. Marshall ASJ, Willment JA, Lin HH i wsp. Identification and characterization of a novel human myeloid inhibitory C-type lectin-like receptor (MICL) that is predominantly expressed on granlocytes and monocytes. J Biol Chem 2004; 279: 1479214802. 49. 30. Manning G, Whyte DB, Mrtinez R i wsp. The protein kinase complement of the human genome. Science 2002; 298: 19121934. Meyer-Wentrup F, Cambi A, Joosten B i wsp. DCIR is endocytosed into human dendritic cells and inhibits TLR8-mediated cytokine production. J Leukoc Biol 2009; 85: 518-525. 50. O’Bryan JP, Frye RA, Cogswell PC i wsp. axl, a transforming gene isolated from primary human myeloid leukemia cells, encodes a novel receptor tyrosine kinase. Mol Cell Biol 1991; 11: 5016031. Madura Larsen J, Benn CS, Fillie Y i wsp. BCG stimulated dendritic cells induce an interleukin-10 producing T-cell population with no T helper 1 or T helper 2 bias in vitro. Immunology 2007; 121: 276-282. 51. Khader SA, Bell GK, Pearl JP i wsp. Il-23 and Il-17 in the establishment of protective pulmonary CD4+cell responses after vaccination and during Mycobacterium tuberculosis challenge. Nat Immunol 2007; 8: 369-377. 52. Yadav M. Schorey JS. The β-glucan receptor dectin-1 functions together with TLR2 to mediate macrophage activation by mycobacteria. Blood 2006; 108: 3168-3175. 53. Werninghause K, Babiak A, Groß O i wsp. Adjuvanticity of a synthetic cord factor analogue for subunit Mycobacterium tuberculosis vaccination requires FcRγ-Syk-Card9 dependent innate immune activation. J Exp Med 2009; 206: 89-97. 54. Netea MG, Brown GD, Kullberg BJ. Gow NAR.: An integrated model of the recognition of Candida albicans by the innate immune system. Nat Rev Microbiol 2008; 6: 67-78. 55. LeibunbGut-Landmann S, Gross O, Robinson MJ i wsp. Syk- and CARD9- dependent coupling of innate immunity to the induction of T helper cells that produce interleukin 17. Nat Immunol 2007; 8: 630-638. 56. Hodges A, Sharrocks K, Baban D i wsp. Activation of the lectin DC-SIGN induces an immature dendritic cell phenotype triggering Rho-GTPase activity required for HIV-1 replication. Nat Immunol 2007; 8: 569-577. 31. 32. Pasquale EB. Eph receptor signalling casts a wide net on cell behaviour. Nat. Rev. Mol Cell Biol 2005; 6: 462-475. 33. Prasad D, Rothlin CV, Burrola P i wsp. TAM receptor function in the retinal pigment epithelium. Mol Cell Neurosci 2006; 33: 96108. 34. Rezende SM, Simmonds RE, Lane DA. Coagulation, inflammation, and apoptosis: different roles for protein S and protein S-C4b binding protein complex. Blood 2004; 103: 1192-1201. 35. Rothlin CV, Ghosh S, Zuniga EI i wsp. TAM receptors are pleiotropic inhibitors of the innate immune response. Cell 2007; 131: 1124-1136. 36. Scott RS, McMahon EJ, Pop SM i wsp. Phagocytosis and clearance of apoptotic cells is mediated by MER. Nature 2001; 411: 207-211. 37. Seitz HM, Camenish TD, Lemke G i wsp. Macrophages and dendritic cells use different Axl/Mertk/Tyro3 receptors in clearance of apoptotic cells. J Immunol 2007; 178: 5635-5642. 38. Stitt TN, Conn G, Goret M i wsp. The anticoagulation factor protein S and its relative, Gas6, are ligands for the Tyro 3/Axl family of receptor tyrosine kinases. Cell 1995;80: 661-670. 39. Wormald S, Hilton DJ. The negative regulatory roles of suppressor of cytokine signaling proteins in myeloid signaling pathways. Curr Opin Hematol 2007; 14: 9-15. 57. Szczepański MJ, Góralski M, Mozer-Lisewska I i wsp. Rola receptorów Toll-podobnych w odporności. Post Biol Kom 2004; 31: 543-561. 40. Yanagita M, Yshimoto Y, Arai H i wsp. Essential role of Gas6 for glomerular injury in nephrotoxic nephritis. J Clin Invest 2002; 110: 239-246. 58. 41. Yoshimura A, Nishinakamura H, Matsumura Y i wsp. Negative regulation of cytokine signaling and immune responses by SOCS protein. Arthritis Res Ther 2005; 7: 100-110 Majewska M, Szczepanik M. Rola receptorów Toll-podobnych (TLR)w odporności wrodzonej i nabytej oraz ich funkcja w regulacji odpowiedzi immunologicznej. Post Hig Med Dośw 2006; 60; 52-63. 59. Golden-Mason L, Palmer BE, Kassam N i wsp. Negative immune regulator Tim-3 is overexpressed on T cells in hepatitis C virus infection and its blockade rescue dysfunctial CD4+ and CD8+ T cells. J Virol 2009; 83: 9122-9130. 42. Geijtenbeek TBH, Gringhuis SI. Signalling through C-type lectin receptors: szhaping immune responses. Nat Rev Immunol 2009; 9: 465-479. Śliwa-Dominiak J i wsp. Mało znane receptory komórek odpornościowych... 131 60. Nakayama M, Akiba H, Takeda K i wsp. Tim-3 mediates phagocytosis of apoptotic cells and cross-presentation. Blood 2009; 113: 3821-3830. 73. van Vliet SJ, Sealand E, van Kooyk Y. Sweet preferences of MGL: carbohydrate specificity and function. Trends Immunol 2008; 29: 83-90. 61. Rodriguez-Manzanet R, DeKruyff R, Kuchroo VK i wsp. The costimulatory role of TIM molecules. Immun Rev 2009; 229: 259-270. 74. Chen ST, Lin YL, Huang MT i wsp. CLEC5A is critical for denguevirus – induced lethal disease. Nature 2008; 453: 672-676. 75. 62. Kontny E, Rudnicka W, Maśliński W. Receptory Toll-podobne: znaczenie fizjologiczne i udział w patogenezie chorób reumatycznych. Reumatologia 2004; 42: 551-561. Saijo S, Fujikado N, Furuta T i wsp. Dectin-1 is required for host defense against Pneumocystis carinii but not against Candida albicans. Nature Immunol 2007; 8: 39-46. 76. 63. Su EW, Liu JY, Kane LP. TIM-1 and TIM-3 proteins in immune regulation. Cytokine 2008; 44: 9-13. Taylor PR, Tsoni SV, Willment JA i wsp. Dectin-1 is required for β-glucan recognition and control of fungal infection. Nature Immunol 2007; 8: 31-38. 64. Steinman RM, Banchereau J. Taking dendritic cells into medicine. Nature 2007; 449: 419-426. 77. 65. Bonifaz LC, Bonnyay AP, Charalambous A i wsp. In vivo targeting of antigens to maturing dendritic cells in via the DEC-205 receptor improves T cell vaccination. J Exp Med 2004; 199: 815824. Chen CH, Floyd H, Olson NE i wsp. Dendritic-cell-associated Ctype lectin (DCAL-2) alters dendritic-cell maturation and cytokine production. Blood 2006; 107: 1459-1467. 78. Chaipan C, Soilleux EJ, Simpson P i wsp. DC-SIGN and CLEC-2 mediate human immunodeficiency virus type 1 capture by platelets. J Virol 2006; 80: 8951-8960. 79. Hoffmann SC, Schellack C, Textor S i wsp. Identification of CLEC12B, an inhibitory receptor on myeloid cells. J Biol Chem 2007; 282: 22370-22375. 80. Sato K, Yang XL, Yudate T i wsp. Dectin-2 is a pattern recognition receptor for fungi that couples with Fc receptor γ chain to induce innate immune responses. J Biol Chem 2006; 281: 38854-38866. 66. Gazi U, Martinez-Pomares L. Influence of the mannose receptor in host immune responses. Immunobiol. 2009; 214: 554-561. 67. Miller JL, de Wet BJ, Martinez-Pomares L i wsp. The mannose receptor mediates dengue virus infection of macrophages. PLOS Pathog 2008; 4: e17. 68. Zhang J, Zhu J, Bu X i wsp. Cdc 42, and RhoB activation are required for mannose receptor-mediated pahgocytosis by human alveolar macrophages. Mol Biol Cell 2005; 16: 824-834. 81. 69. Geijtenbeek TBH, van Vliet SJ, Koppel EA i wsp. Mycobacteria target DC-SIGN to suppress dendritic cell function. J Exp Med 2003; 197: 7-17. Rock J, Schneider E, Grun JR i wsp. CD303 (BCCA-2) signals in plasmocytoid dendritic cells via a BCR-like signalsome involving Syk, Slp65, and PLCγ2. Eur J Immunol 2007; 37: 3564-3575. 82. 70. Geijtenbeek TBH, Kwon DS, Torensma A i wsp. DC-SIGN, a dendritic cell-specific HIV-1 binding protein that enhances transinfection of T cells. Cell 2000; 100; 587-597. Yamasaki S, Ishikawa E, Sakuma M i wsp. Mincle is an ITAMcoupled activating receptor that senses damaged cells. Nature Immunol 2008; 9: 1179-1188. 83. 71. van Liempt E, van Vliet SJ, Engerin A i wsp. Schistosoma mansoni soluble egg antigens are internalized by human dendritic cells through multiple C-type lectins and suppress TLR-induced dendritic cellactivation. Med Immunol 2007; 44: 2605-2615. Meyer-Wentrup F, Benitez-Ribas D, Tacken PJ i wsp. Targeting DCIR an human plasmacytoid dendritic cells results in antigen presentation and inhibits IFN-α production. Blood 2008, 111, 4245-4253. 84. 72. de Witt L, Nabatov A, Pion M i wsp. Langerin is anatural barrier to HIV-1 transmission by Langerhans cells. Nature Med 2007; 13: 367-371. Deptuła W, Tokarz-Deptuła B, Stosik M. Immunologia dla biologów. Wyd. Nauk. US, Szczecin 2008.
