A Kv1.3 ioncsatorna szerepe a T sejt aktivációban



Hasonló dokumentumok
Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet

Az ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása. A patch-clamp technika

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Sejt - kölcsönhatások az idegrendszerben

Membránpotenciál, akciós potenciál

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

Szívelektrofiziológiai alapjelenségek. Dr. Tóth András 2018

Érzékszervi receptorok

CELLULÁRIS SZÍV- ELEKTROFIZIOLÓGIAI MÉRÉSI TECHNIKÁK. Dr. Virág László

A szívizom akciós potenciálja, és az azt meghatározó ioncsatornák

Elektrofiziológiai alapjelenségek 1. Dr. Tóth András

térrészek elválasztása transzport jelátvitel Milyen a membrán szerkezete? Milyen a membrán szerkezete? lipid kettısréteg, hidrofil/hidrofób részek

Biológiai membránok és membrántranszport

Az idegsejt elektrokémiai és

Zárójelentés OTKA K 60740: K + csatornák és a T sejt receptor jelátvitelének kapcsolata Dr. Panyi György

EGYETEMI DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS. A Kv1.3 ioncsatornák szterolok általi szabályozásának vizsgálata in vitro és ex vivo rendszerekben

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

Gyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan

ÖSSZ-TARTALOM. 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás 4. Idegi kommunikáció 3.

A szívizomsejt ioncsatornái és azok működése

ÖSSZ-TARTALOM 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás

Az ingerületi folyamat sejtélettani alapjai

Jelutak ÖSSZ TARTALOM. Jelutak. 1. a sejtkommunikáció alapjai

Az idegsejtek kommunikációja. a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció

a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció. Szinaptikus jelátvitel.

Membránpotenciál. Nyugalmi membránpotenciál. Akciós potenciál

IONCSATORNÁK. Osztályozás töltéshordozók szerint: pozitív töltésű ion: Na+, K+, Ca2+ negatív töltésű ion: Cl-, HCO3-

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

S-2. Jelátviteli mechanizmusok

In vitro elektrofiziológiai technikák Mike Árpád

Nyugalmi potenciál, akciós potenciál és elektromos ingerelhetőség. A membránpotenciál mérése. Panyi György

Immunológia alapjai. Az immunválasz szupressziója Előadás. A szupresszióban részt vevő sejtes és molekuláris elemek

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

BIOFIZIKA. Membránpotenciál és transzport. Liliom Károly. MTA TTK Enzimológiai Intézet

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

Szignalizáció - jelátvitel

A rövidtávú limfocita aktiváció vizsgálata áramlási citometriával

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

Termodinamikai egyensúlyi potenciál (Nernst, Donnan). Diffúziós potenciál, Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet.

Egyetemi doktori (PhD) értekezés tézisei. A Kv1.3 ioncsatornák szterolok általi szabályozásának vizsgálata in vitro és ex vivo rendszerekben

Egyetemi doktori (PhD) értekezés tézisei. Lipoprotein szubfrakciók vizsgálata lipidanyagcsere zavarral járó kórképekben.

B-sejtek szerepe az RA patológiás folyamataiban

Válaszok Dr. Panyi György Professzor kérdéseire

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

A KOLESZTERIN SZERKEZETE. (koleszterin v. koleszterol)

Lymphoma sejtvonalak és gyerekkori leukémia (ALL) sejtek mikro RNS (mir) profiljának vizsgálata

CELLULÁRIS SZÍV- ELEKTROFIZIOLÓGIAI MÉRÉSI TECHNIKÁK. Dr. Virág László

A membránpotenciál. A membránpotenciál mérése

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Sejt - kölcsönhatások. az idegrendszerben és az immunrendszerben

Ioncsatorna funkciók mérése in vitro körülmények között. Dr. Nagy Norbert Tudományos munkatárs SZTE Farmakológiai és Farmakoterápiai Intézet

A koleszterinben gazdag lipidtutajok szabályozó hatásai a limfociták effektor funkciói, differenciálódása és kommunikációja során.

OTKA ZÁRÓJELENTÉS

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Immunológia Alapjai. 13. előadás. Elsődleges T sejt érés és differenciálódás

Membránszerkezet Nyugalmi membránpotenciál

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Az akciós potenciál (AP) 2.rész. Szentandrássy Norbert

INTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK

Ca 2+ Transients in Astrocyte Fine Processes Occur Via Ca 2+ Influx in the Adult Mouse Hippocampus

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Hodkin-Huxley formalizmus.

Intézeti Beszámoló. Dr. Kovács Árpád Ferenc

Transzporterek vizsgálata lipidmembránokban Sarkadi Balázs MTA-SE Molekuláris Biofizikai Kutatócsoport, MTA-TTK Budapest

Izomműködés. Az izommozgás. az állati élet legszembetűnőbb külső jele a mozgás amőboid, ostoros ill. csillós és izomösszehúzódással

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

Immunológia alapjai előadás. Az immunológiai felismerés molekuláris összetevői.

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

Dr. Zsiros Emese IONCSATORNÁK TERMÉSZETES KÖRNYEZETBEN: EGYETEMI DOKTORI (Ph.D.) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI. Témavezető: Dr. Panyi György, az MTA doktora

Membránszerkezet, Membránpotenciál, Akciós potenciál. Biofizika szeminárium

Az immunválasz akadálymentesítése újabb lehetőségek a daganatok a immunterápiájában

3. Főbb Jelutak. 1. G protein-kapcsolt receptor által közvetített jelutak 2. Enzim-kapcsolt receptorok által közvetített jelutak 3.

Antigén, Antigén prezentáció

Dr. Csanády László: Az ioncsatorna-enzim határmezsgye: egyedi CFTR és TRPM2 csatornák szerkezete, működése c. MTA doktori értekezésének bírálata

AZ ADENOZIN HATÁSA A PERIFÉRIÁS CD4 + T-LIMFOCITÁK AKTIVÁCIÓJÁRA. Balicza-Himer Leonóra. Doktori értekezés tézisei

Új terápiás lehetőségek (receptorok) a kardiológiában

Immunológia alapjai előadás. Az immunológiai felismerés molekuláris összetevői

szekrécióra kifejtett hatásukat vizsgáltuk. I. Epesavak hatásának karakterizálása a pankreász duktális sejtek működésére

Receptorok, szignáltranszdukció jelátviteli mechanizmusok

Elválasztástechnikai és bioinformatikai kutatások. Dr. Harangi János DE, TTK, Biokémiai Tanszék

Az idegi működés strukturális és sejtes alapjai

A MASP-1 dózis-függő módon vazorelaxációt. okoz egér aortában

Immunológia alapjai 7-8. előadás Adhéziós molekulák és ko-receptorok.

Doktori értekezés tézisei

1. Mi jellemző a connexin fehérjékre?

A koleszterin-anyagcsere szabályozása (Csala Miklós)

Neuronok előkészítése funkcionális vizsgálatokra. Az alkalmazható technikák előnyei és hátrányai. Neuronok izolálása I

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A szívizomsejtek ionáramai

Limfocita aktiváció vizsgálata áramlási citométerrel

Orvosi élettan. Bevezetés és szabályozáselmélet Tanulási támpontok: 1.

Az immunológia alapjai

TÁMOP /1/A

Kutatási beszámoló ( )

Sejtek membránpotenciálja

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

Átírás:

Debreceni Egyetem Orvos-és Egészségtudományi Centrum, Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet A Kv1.3 ioncsatorna szerepe a T sejt aktivációban Hajdu Péter Debrecen, 211. november 14.

Az előadás tematikája: 1. A Kv1.3 csatornák szerepe a T sejtekben 2. A Kv1.3 csatorna: a lipidkörnyezet és az immunológiai szinapszis hatása 3. A Kv1.3 csatornák útja az immunszinapszisba 4. Kv1.3 ioncsatorna jellemzői a Smith-Lemli-Opitz szindrómás betegek T sejtjeiben

Az ioncsatorna egyszerűsített képe: A hidrofil pórus teszi lehetővé az ionok gyors membránon keresztüli áramlását (1 8 ion/s)

immunitás mozgás szívműködés ioncsatornák szekréció memória kontrakció gondolkodás érzékelés

Hogyan szabályozzák az ioncsatornák a T sejtes immunválaszt? K + K + TCR/ CD3 Kv1.3 ER IP 3 PLC E m ~-5 mv CaM Ca 2+ proliferáció CRAC [Ca 2+ ] idő T sejt CRAC:calcium release activated calcium channel (kalcium felszabadulás aktivált kalcium csatorna)

Miképpen tanulmányozhatók az ioncsatornák? Az ionáramok mérése a patch-clamp technikával R f E m I m I p - + V tartási V ki műv. erősítő áram (pa) 6 4 2 +3 mv -4 mv +3 mv -1 mv -5 mv -8 mv 2 4 6 8 1 idő (ms)

Az előadás tematikája: 1. A Kv1.3 csatornák szerepe a T sejtekben 2. A Kv1.3 csatorna: a lipidkörnyezet és az immunológiai szinapszis hatása 3. A Kv1.3 csatornák útja az immunszinapszisba 4. Kv1.3 ioncsatorna jellemzői a Smith-Lemli-Opitz szindrómás betegek T sejtjeiben

A koleszterin hatása a Kv1.3 kapuzására Hogyan befolyásolja a Kv1.3 csatorna funkcióját a humán T sejtmembrán koleszterintartalmának változása? az aktiváció és inaktiváció kinetikai paraméterei az egyensúlyi aktiváció és inaktiváció feszültségfüggése

A membrán koleszterin tartalom növelése lassítja a Kv1.3 (in)aktivációs kinetikát normált K + áram 1 3 Inaktivációs kinetika t τ = i I(t) I e + C max 1.5 mg/ml MβCD/C Kontroll 1.425 mg/ml MβCD 1 2 Idő idő (s) normált K + áram 2 Aktivációs kinetika 1 t τ = m ax + a I(t) I 1 e C 1.425 mg/ml MβCD Kontroll 1.5 mg/ml MβCD/C 1 2 idő (ms) 4 τ i (ms) 2 1 τ a (ms) 1 kontroll.5 1. 1.5 MβCD/C koncentráció (mg/ml) kontroll 1 1.5 MβCD/C koncentráció (mg/ml)

Az aktiváció kétfázisúvá válik a koleszterin bevitel hatására normált K + áram 1 Kontroll 1.5 mg/ml MβCD/C 25 5 idő (ms) τ a (ms) 5 τ a,f τ a,s 1 1.5 MβCD/C koncentráció (mg/ml) Módosított Hodgkin-Huxley modell: 1 mv 5 mv I t = I 1 exp t/ τ + ( ) a,f ( a,f ) ( a,s ) I a,s 1 exp t/ τ + C 4 4 R Ia,f R = I + I a,f a,s 1 1.5 MβCD/C koncentráció (mg/ml)

Összefoglalás I. A T sejt membrán koleszterintartalmának növelése lassítja a Kv1.3 inaktivációt és aktivációt, megváltoztatja az aktiváció feszültség függését. A membrán koleszterintartalmának csökkentése nincs biológiailag releváns hatással a Kv1.3 csatornák egyensúlyi és kinetikai paramétereire. A koleszterinszint emelése az aktiváció kétfázisú viselkedését eredményezte. Modell Z Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 NY I K + AZ

Immunológiai szinapszis T sejtek aktivációja az immunszinapszisban (IS) zajlik le, ahová számos intracelluláris és sejtmembrán fehérje szegregálódik APC T sejt TCR/CD3 LFA-1 Kv1.3 TCR/ CD3 CD4/CD8 p56 lck elkülönülő piros és zöld jel a két molekula eltérő régióban lokalizálódik (c-smac és p-smac) hdlg K v β 2 ZIP-1/2 PKC Monks et al., Nature, 1998, 395:82-86

Az endogén Kv1.3 csatornák az IS-ba szegregálódnak PKC-θ-GFP ext. anti-kv1.3+ IgG-Cy3 tramszmissziós T sejt APC

A Kv1.3 csatornák áramának kinetikája megváltozik az IS-ban Aktivációs kinetika Inaktivációs kinetika Egyensúlyi aktiváció normált áram 1..5. -.5-1. 2 4 6 8 1 12 14 16 18 idő idő (ms) (ms) normált áram 1..8.6.4.2...2.4.6.8 1. 1.2 1.4 idő idő (s) (s) norm. konduktancia 1..8.6.4.2. -6-4 -2 2 4 6 tesztfeszültség (mv) :T-sejt IS-ben :egyedülálló T-sejt τ a (ms) 2.5 * 2. 1.5 1..5. D1 D1 IS-ban τ i (ms) 4 3 2 1 D1 * D1 IS-ban V 1/2 (mv) 2 1-1 -2-3 2 1-1 -2-3 k(mv)

A PK antagonisták gyorsítják a Kv1.3 csatornák inaktivációját Aktivációs kinetika Inaktivációs kinetika Egyensúlyi aktiváció normált áram 1..5. -.5 1 2 3 idő idő (ms) (ms) normált áram 1..8.6.4.2...5 1. 1.5 idő (s) norm. konduktancia 1..8.6.4.2. :,1 µm H89 (PKA) :,5 µm GF1923X (PKC) : kontroll -6-4 -2 2 4 6 tesztfeszültség (mv) τ a (ms) 2.5 2. 1.5 1..5 τ i (ms) 4 3 2 1 * * V 1/2 (mv) 1-1 -2-3 1-1 -2-3 k(mv). kontroll GF H89 kontroll GF H89-4 -4

Összefoglalás II a T-sejt és az APC közötti IS-ban feldúsulnak az endogén Kv1.3 csatornák az IS-ba rendeződés módosítja a Kv1.3 funkcióját a PK antagonisták egyértelműen nem bizonyítják a Kv1.3 működés foszforiláció indukálta megváltozását (a Kv1.3 átrendeződik más membrándoménekbe??)

Az előadás tematikája: 1. A Kv1.3 csatornák szerepe a T sejtekben 2. A Kv1.3 csatorna: a lipidkörnyezet és az immunológiai szinapszis hatása 3. A Kv1.3 csatornák útja az immunszinapszisba 4. Kv1.3 ioncsatorna jellemzői a Smith-Lemli-Opitz szindrómás betegek T sejtjeiben

A Kv1.3 ioncsatorna interakciós partnereinek keresése Potenciális interakciós partnerek: MAGUK (membrane-associated guanylate kinases): PSD-95 (SAP-9) SAP97 (hdlg) PCR totál Jurkat cdns-ből Western blot PSD-95 SAP97 1. 2. 3. 7 bp 95 kda WB: PSD-95 1. Jurkat 13 kda 1. 2. 3. WB: SAP97

A T sejtvonalak és Kv1.3 csatornák mgfp-vel jelölt vad típusú és C mutáns Kv1.3 csatornát kifejező T sejtvonalak PSD-95 és SAP97gén lecsendesítése shrns-sel

A Kv1.3-feldúsulás mérése és kvantitatív jellemzése Jurkat-mGFP-Kv1.3-WT-B-sejt párok APC mgfp-kv1.3 CD3 merge T sejt APC mgfp-kv1.3 CD3 merge I IS, AREA IS : átlagos intenzitás az IS-ben illetve az IS területe I outside : átlagos intenzitás a sejten belül I inside : átlagos intenzitás a citoszólban AREA membrane = AREA outside AREA inside I BG : átlagos háttér intenzitás AR = ( ) I I AREA IS BG IS ( I I ) AREA ( I I ) AREA AREAIS AREA outside BG outside inside BG inside membrane

Az előadás tematikája: 1. A Kv1.3 csatornák szerepe a T sejtekben 2. A Kv1.3 csatorna: a lipidkörnyezet és az immunológiai szinapszis hatása 3. A Kv1.3 csatornák útja az immunszinapszisba 4. Kv1.3 ioncsatorna jellemzői a Smith-Lemli-Opitz szindrómás betegek T sejtjeiben

Az SLO klinikai tünetei Rendkívül változatos tünetek: - súlyos és középsúlyos esetek: súlyos veleszületett rendellenességek (gyakran nem élik túl a perinatális periódust). - enyhébb esetek: különböző fizikális eltérések, viselkedészavarok, tanulási problémák. Kicsi, előrenéző orrlyukak, csüngő szemhéj, fejletlen állcsont. Abnormális genitáliák, pseudohermaphroditismus. A 2. és 3. lábujj összenövése (95%!). Hiperaktivitás, autoagresszivitás. Autista vonások. Alvási problémák. Visszamaradt növekedés. Késleltetett fejlődés. Porter 26, 28

Az SLO kialakulásáért felelős enzim: 7-dehidrokoleszterin reduktáz (DHCR7) 7-dehidrokoleszterin (7-DHC) NADPH NADP + koleszterin DHCR7 szteroid hormonok neuroszteroidok oxiszterolok epesavak magzati fejlődés, embrionális sejtdifferenciáció membránok

Kv1.3 csatornák biofizikai karakterizálása CD 4+ T sejt populáció szelekciója (panning) Elektrofiziológia (patch-clamp, teljes sejt konfiguráció) R f Kv1.3 I p - + V ki CD4 T helper E m I K+ V tartási teljes sejt áram (na) 1.5 1..5. -.5 Aktivációs kinetika t τ = m ax + a I(t) I 1 e C 4 8 12 16 idő idõ (ms) 4 teljes sejt áram (na) 1.2.8.4. Inaktivációs kinetika t τ = i I(t) I e + C max..5 1. 1.5 idő idő (s) (s) norm. konduktancia 1.2 1..8.6.4.2 G Egyensúlyi aktiváció = n V V 1/2 k 1+ e 1 V 1/2 =-2.8 mv k=-1.7 mv. -8-6 -4-2 2 4 6 tesztfeszültség (mv)

Membránösszetétel és aktivációs útvonalak monitorozása Gáz kromatográfia (7DHC és koleszterin) CFSE (karboxifluoreszcein- szukcinimidilészter) hígítási esszé sejtszám CFSE intenzitás

Köszönöm a figyelmet!