7. Mintázatfelismerő receptorok megjelenése, szerkezete és funkciója nov. 15. Bajtay Zsuzsa

Átírás

1 7. Mintázatfelismerő receptorok megjelenése, szerkezete és funkciója nov. 15. Bajtay Zsuzsa

2 PRR (pattern recognition receptors) membránstruktúrák APC-ken patogén asszociált molekuláris mintázat (PAMP) Patogén mintázat felismerő receptorok (PRR) C-Lectin Fagocitótikus receptorok C1qR MBL-R CRIg *

3 PAMP felismerő PRR-ek

4 PRR-ek szerepe az adaptív immunválasz kialakításában patogén kötődése különböző PRR-hez különböző kostimulátor molekulák kifejeződése különböző citokin-koktélok kifejeződése Th1 vagy Th2 limfociták aktiválása celluláris vagy humorális immunválasz beindulása

5 PAMP felismerő PRR-ek

6 Scavenger receptorok (SR) Kzhyshkowska,Immunobiology,2012 Lipid A LPS -Listeria mon. -Sptaph. A -Neisseria men. -Streptococcus LPS,LTA -Neisseria men. -Streptococcus pneum. SRCR Staph.A, E. coli HepaC LPS, dsrns, oxidált LDL apoptotikus sejtek, megváltozott saját molekulák, mikróbák felvétele, eliminálása

7 Kzhyshkowska,Immunobiology,2012 Ligand Class A Class B Class C Class E Class F SR-AI & SR-AII MARCO (Macrofag receptor for collagenous structure) SR-BI CD36 SR-CI LOX-1 SREC oxldl + ND + + ND + + acldl ± + + LDL + HDL ND + + ND ND ND vldl ND ND + ND ND ND ND malbsa + ND + ND + ND BSA ND ND ND Fuciodin + ND + ND Dextran sulphate + ND ND ND ND ND ND Chondroitin sulphate ND ND ND ND ND PolyI/PolyG PolyC/PolyA ND ND Phosphatidylserine ND + + ND ND Phosphatidylcholine ND ND ND Apoptotic cells + ND + + ND + ND Gram-negative bacteria Gram-postitive bacteria + + ND ND ND ND ND + + ND ND ND ND ND Asbestos + + ND ND ND ND ND Other LPS, LTA, AGE-modified proteins, β- amyloid Collagen, Plasmodiuminfected erythrocytes, thrombospondin β-glucan, poly D- glutamic acid, laminarin

8 Kzhyshkowska,Immunobiology,2012 SR lipoprotein kölcsönhatás - feltételezett mechanizmusa endocitózis fagocitózis Patológiás fagocitózis: Patocitózis

9 A natív LDL-t az endocitótikus LDL receptor távolítja el a keringésből A módosított LDL nem eliminálódik ezen az úton, hanem a monociták /makrofágok scavenger receptoraihoz kötődik, ezáltal az LDL szint nő és foam (habos) sejtek jelennek meg Kzhyshkowska,Immunobiology,2012 Makrofág SR szerepe az arteriosclerosis kialakulásában SR mediated

10 TLR Christiane Nüsslein-Volhard; Drosophila Toll-receptora 1996-ban írták le,hogy az az embrió dorsoventralis polarizációja és a gombafertőzés elleni védelemben fontos A Toll-szerű receptorok; a Charles Janeway és munkatársai azonosították az emlősökben található formát (1999), 2000-ben B. Beutler is leírja ezeket a receptorokat Jelenleg emlősökben 11 Toll-szerű receptort ismerünk (TLR1-TLR11) Transzmembránfehérjék; ligandumaik felismerése homo- vagy heterodimerizációval jár -ezt követően indulnak el a sejten belüli jelátviteli folyamatok -a ligandum felismerése során más fehérjék és receptorok kooperációja A TLR-ek közös szerkezeti jellemzői: -EC leucinban gazdag domén (leucin rich repeat, LRR) -valamint az intracelluláris Toll/IL-1R (TIR-) domén

11 Orvosi Nobel-díj Bruce A. Beutler Jules A. Hoffmann Ralph M. Steinman Veleszületett (öröklött) immunitás TLR-ek Dendritikus sejtek

12 PAMP felismerő PRR-ek

13

14 Toll-like receptorok Human lipopolysaccharide (LPS) : TLR4; Lipotejkol sav and diacil-lipopeptidek: TLR2 TLR6; Triacil-lipopeptidek:TLR2 TLR1 dimer; CpG motifs: TLR9; Flagellin: TLR5. (Egér TLR11: uropathogenic bacterium). TLR2 TLR6 dimer: zymosan anti-viral responses: TLR4: F protein from respiratory syncytial virus (RSV); TLR3: double-stranded RNA (polyi:c) TLR9: viral CpG DNA TLR7 (human) and TLR8 (human and mouse):ssrna TLR2: Protozoal products (GPI-anchor proteins) TLR4: heat-shock protein 60 (HSP60)

15 A bakteriális LPS a Toll-szerű receptorokhoz (TLR) kötődik és aktiválja az éretlen Langerhans-sejteket (DC) A DCk a nyirokcsomóba vándorolnak az afferens nyirokerek útján A DCk aktiválódnak és érett DC-ként érkeznek a nyirokcsomó T-sejtes areájába Janeway TLR - antigén felismerés

16 A Toll-szerű receptorok jelátvitelének fő komponensei és kapcsolataik TIR-domén (intracelluláristoll/ IL-1R): TLR, IL-1R, IL-18R közös szerkezeti eleme TIR kapcsolat a Myd88 (myeloid diff.88.factor) adapterfehérjével Myd88: C-TIR és N-DD domének TLR stimuláció - Myd88-IRAK kapcsolódás és IRAK (IL-1R kapcsolt ser/trekináz) foszforiláció hatására aktiválódik és TRAF6-ot (TNF-R asszoc.6.faktor) foszforilálja TRAF6 ubikvitináció MAPK aktiváció és IKK, p38, JNK aktiváció NK-κB aktiváció, transzlokáció Intracelluláris Toll/IL-1-receptor- (TIR-) domén: ligandumaik felismerés homo- vagy heterodimerizáció sejten belüli jelátviteli folyamatok

17 TLR kapcsolt (IRAK4, IKBalfa, NEMO) primer immundeficienciák Ku, Imm.Rev. 2005

18 Bakteriális patogének hatása makrofág funkciókra extracelluláris védelem kizárása NADPH oxidáz függő ROI hatás kivédése Citokin szekréció megváltoztatása: -Immunsejtek toborzásának gátlása -Szöveti károsodás -Fertőzés terjedése Mf migráció:fertőzés terjedése Rosenberger 2003

19 Patogén indukálta effektor működések makrofágban Patogén elininálás Antigénprezentáció TLR- NF-kB aktiváció Rosenberger 2003

20 β2-integrinek - CR3 (CD11b/CD18) szerepe immunsejtek β-glukán felismerésében CR3 CR3 CR3

21 β2-integrinek - CR3 (CD11b/CD18) szerepe immunsejtek β-glukán felismerésében J Hematol Oncol. 2009

22 A fagocitózisban szerepet játszó receptorok Stuart, Immunity,2005

23 Makrofág Macrophage TLR surveillance szerepe bakteriális systems to detect kórokozók bacteria. azonosításában TLR-k kölcsönhatása fokozza a felimert ligandum repertoárt A különböző patogén ligandumok azonos szignál transzdukciós utat aktiválhatnak, ami hasonló az IL-1R által kiváltott hatáshoz Az aktiváció eredménye: - NF-kB aktiváció - gyulladásos citokin gének transzkripciója Rosenberger 2003

24 TLR mediált NF- kb szignál baktériumok általi gátlása Nyugvó makrofág: NF-kB I-kB TLR stimulus: IkB foszforiláció (IkB proteassomális degradáció) Foszforilált NF-kB transzlokáció Yersinia enterocolitica YopP virulencia faktor Yersinia pseudotuberculosis YopJ virulencia faktor gátolja az IkB foszforilációt Mycobacterium ulcerans NF-kB transzlokáció gátlás Fentitől eltérő módon Listeria monocytogenes Listeriolysin O and Internalin B (InlB), PI3K-függő NF-kB aktiváció Rosenberger 2003

25 Rosenberger 2003 TLR mediált NF- kb szignál Disruption baktériumok of MAPK signalling általi gátlása - MAPK Patogén felvétel: TLR stimulus, fagocitózis, gyull. citokin aktiváció Kináz aktiváció (NF- B) and AP-1 Gyull. Citokin, kemokin Endoszoma aktiváció - Antimicrobiális effektorok: NADPH oxidáz NO szintáz Bacillus anthracis toxin (PA) Bejut a lipid raft-ba Endoszómában a lethal factor (LF) felszabadul, ami hasítja a MAPKK-t Yersinia pestis virulencia protein YopJ Gátolja a MAPK foszforilációt

26 Apoptotikus sejtek és patogének TLR szabályozott megkülönböztetése A. B. Plazmamembrán Apoptotikus sejt Patogén peptid-mhcii citoplazma fagoszóma szignál fagolizoszóma enzim aktiváció Ii hasítás Terminális degradáció MHCII-peptid kapcsolódás Patogén MHCII-peptid kompartmentum A. Fagoszóma terminális lizoszómává érik, ami az apoptotikus sejt degradációját eredményezi B. Endoszóma a TLR szignál következtében érésen megy keresztül, enzim aktiváció, Ii lehasítás A degradációtól megmenekült MHCII-peptid komplex bemutásra kerül

27 TLR9 felismerés és szignál TLR9 felismerés Nem-metilált bakteriális CpG DNS, C-metilálás gátolja a kötődést GACGTT(egér) és GTCGTT(huma) felismerés Kölcsönhatás intracelluláris kompartmentumokban, endszómákban MyD88 szignál NF-kB Gyulladási citokin gén expresszió

28 PAMP felismerő PRR-ek NOD-szerű receptorok (NLR): NOD domén (Nucleotide binding oligomerization domain) LRR ligandum felismerő domen, effektor domén (NOD, NAPL, NAIP)

29 PAMP felismerő PRR-ek RIG-szerű receptorok (RLR) intracelluláris receptorok: virális nukleinsav felismerés Hasonlóság TLR-el: NF-kB és IRF aktiváció Hasonlóság NLR-el: CARD domén

30 PAMP felismerő PRR-ek C-típusú lektin receptorok (CLR) carbohydrate recognition domain (CRD)

31 C-Lectin receptorok (CLR) I. típusú MMR, DEC-205 -Cisztein gazdag domén -fibronektin domén (FN) CRD N-terninálison II. típusú CD-SIGN, Langerin, Dectin -1 CRD a C-terminális végen CRD: Ca 2+ függő szénhidrát ligandum kötés Antigén felvételben fontos domének

32 4.5. ábra CLR (C-type Lectin Receptors), C-típusú lektinreceptorok

33 C-lektin receptorok közötti kölcsönhatás: DC-SIGN és MMR szerepe C. albicans internalizációjában Candida albicans anti-dc-sign anti-mmr

34 Patogen receptorok DC-n: C-típusú lektinek és Toll-like receptorok

35 A C-lektin család Multilektin receptorai 8-10 lektin-szerű domén -szénhidrát kötés A legjobban karakterizált PRR A patogének szénhidrátmintázatát ismerik fel CRD mannóz, fukóz Résztvesznek a sejtek lipid-metabolizmusában, modifikált LDL-t kötnek Mannóz receptor (MR) család Cystein-rich domain Fibronectin typeii domain Carbohydrate recognition domains (CRD) makrofágokon, dendritikus sejteken Hormonok megkötése pl. SO 4- tartalmú pl. TSH hormon Mannose Receptor MMR Stahl and Ezekowitz, COI, PLA2 receptor DEC 205 Mannose Receptor X, MR-like multilectin receptor, Endo-180

36 Mannóz receptorok szerepe PLA2 felvétel EC matrix remodelling Patogén felismerés Patogén internalizáció és átadás T-sejteknek

37 Humán és egér DC-SIGN domén szerveződés (Dendritic Cell-Specific Intercellular adhesion molecule-3-grabbing Non-integrin, CD209) Kölcsönhatás vírusokkal, baktériumokkal és parazitákkal Mannóz (8-9) oligoszacharidok, fukóz-glikánok DC-n máj endotélen DC-SIGN szerepe: - Adhéziós molekula; T-sejt kölcsönhatás - Patogén felismerő receptor

38 Primer HIV fertőzés, DC-SIGN szerepe DC T HIV transzfer két fázisban: a/ transz-infekció (lizoszómális út elkerülése, sejtfelszíni transzfer, T-sejt fertőzés) b/ de novo van Kooyk 2003

39 PAMP felismerő PRR-ek Pentraxinok (PTX): Öt domenből álló szolubilis receptorok zym, LPS, apo-sejt, (C1q) kötődés Klasszikus PTX: CRP, SAP... akut fázis fehérjék (C1q kötődés-klassz.kompl akziváció)

40 Knockout MØ phenotype summary SR-A Impaired clearance of modified LDL. Impaired phagocytosis of apoptotic cells (in vitro) and select microorganisms. Altered susceptibility to endotoxic shock and atherosclerosis CD36 Effects on clearance of apoptotic cells, atherogenesis and resistance to select bacteria CD14 Impaired responses to endotoxin and altered responses to infection PSR Neonatal lethal, defective fetal liver erythropoiesis, variable effects on development and clearance of apoptotic cells