Антиген-презентативная клетка

Антиген -презентативная клетка ( APC ) или вспомогательная клетка представляет собой клетку , которая демонстрирует антиген , связанный с помощью основных белков комплекса гистосовместимости (MHC) на ее поверхности; Этот процесс известен как презентация антигена . Т -клетки могут распознавать эти комплексы, используя их Т -клеточные рецепторы (TCR). APC обрабатывают антигены и представляют их Т -клеткам.

Почти все типы клеток могут каким -то образом представлять антигены. Они встречаются в различных типах тканей. Выделенные антиген-презентативные клетки, включая макрофаги , В-клетки и дендритные клетки , представляют инородные антигены в помощниках Т-клетки , в то время как вирус-инфицированные клетки (или раковые клетки) могут представлять антигены, происходящие внутри клетки в цитотоксических Т-клетках . В дополнение к семейству белков MHC, антигеновое представление зависит от других специализированных сигнальных молекул на поверхностях как APC, так и Т -клеток.

Антиген-презентативные клетки жизненно важны для эффективного адаптивного иммунного ответа , поскольку функционирование как цитотоксических, так и вспомогательных Т-клеток зависит от APC. Презентация антигена обеспечивает специфичность адаптивного иммунитета и может способствовать иммунным реакциям как внутриклеточных, так и против внеклеточных патогенов. Это также участвует в защите от опухолей. Некоторые методы лечения рака включают создание искусственных АРК, чтобы заполнить адаптивную иммунную систему для нацеливания на злокачественные клетки.

Типы и функции

Антиген-презентативные клетки делятся на две категории: профессиональные и непрофессиональные. Те, которые экспрессируют молекулы MHC класса II, наряду с костимулирующими молекулами и рецепторами распознавания карт часто называют профессиональными антиген-презентативными клетками . ^{[ 1 ]} Непрофессиональные APC экспрессируют молекулы MHC класса I.

Т -клетки должны быть активированы, прежде чем они смогут разделить и выполнять свою функцию. Это достигается путем взаимодействия с профессиональным APC, который представляет антиген, распознаваемый их рецептором Т -клеток. APC, участвующий в активации Т -клеток, обычно является дендритной клеткой. Т -клетки не могут распознать (и, следовательно, не могут ответить) «свободные» или растворимые антигены. Они могут распознавать и реагировать на антиген, который был обработан и представлен клетками через молекулы носителя, такие как молекулы MHC. Помощные Т -клетки могут распознавать экзогенный антиген, представленный на MHC Class II; Цитотоксические Т -клетки могут распознавать эндогенный антиген, представленный на классе MHC I. Большинство клеток в организме могут представлять антиген в CD8+ цитотоксические Т -клетки через MHC класса I; Тем не менее, термин «антиген-презентативная ячейка» часто используется специально для описания профессиональных APC. Такие клетки экспрессируют молекулы MHC класса I и MHC класса II и могут стимулировать CD4 ⁺ Помощные Т -клетки, а также цитотоксические Т -клетки. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

APC также могут представлять инородные и самостоятельные липиды в Т -клетки и природные клетки -убийцы, используя CD1 , которые структурно похожи на семейство MHC класса I. семейство белков ^{[ 4 ]}

Профессиональные APCS

Профессиональные APC специализируются на представлении антигенов Т -клеткам. ^{[ 5 ]} Они очень эффективны для интернализующих антигенов, либо путем фагоцитоза (например, макрофагов), либо с помощью рецептор-опосредованного эндоцитоза (В-клетки), перерабатывая антиген в пептидные фрагменты, а затем демонстрируя эти пептиды (связанные с молекулой MHC класса II) на их мембране) на их мембране) на их мембране) на их мембране) на их мембране). Полем ^{[ 1 ]} Т-клетка распознает и взаимодействует с молекулярным комплексом MHC антиген-класса II на мембране антиген-презентативной клетки. Дополнительный костимуляторный сигнал затем вырабатывается антиген-презентативной клеткой, что приводит к активации Т-клеток. Экспрессия костимулирующих молекул и MHC Class II определяют особенности профессиональных APC. ^{[ 1 ]} Все профессиональные APC также экспрессируют молекулы MHC класса I. ^{[ 2 ]}

Основными типами профессиональных антиген-презентативных клеток являются дендритные клетки, макрофаги и В-клетки. ^{[ 1 ]}

Дендритные клетки (DCS)

Дендритные клетки имеют самый широкий диапазон презентации антигена и необходимы для активации наивных Т -клеток. ^{[ 1 ]} ДК представляют антиген как к помощникам, так и в цитотоксических Т -клетках. Они также могут выполнять перекрестную презентацию , процесс, посредством которого они представляют экзогенный антиген на молекулах класса I MHC в цитотоксических Т-клетках. Поперечная презентация позволяет активировать эти Т-клетки. ^{[ 2 ]} Дендритные клетки также играют роль в периферической толерантности , что способствует профилактике аутоиммунного заболевания . ^{[ 6 ]}

До встречи с иностранным антигеном дендритные клетки экспрессируют очень низкие уровни молекул MHC класса II и костимуляторных молекул на их клеточной поверхности. Эти незрелые дендритные клетки неэффективны при представлении антигена с Т -хелперными клетками. После того, как рецепторы распознавания паттернов дендритной клетки распознают молекулярный паттерн, ассоциированный патогеном, антиген фагоцитозирован, а дендритная клетка становится активируется, что повышает экспрессию молекул MHC класса II. Он также активирует несколько костимулирующих молекул, необходимых для активации Т-клеток, включая CD40 и B7. Последний может взаимодействовать с CD28 на поверхности CD4 ⁺ Т -клетка. ^{[ 2 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Дендритная клетка является тогда полностью зрелой профессиональной APC. Он перемещается от ткани к лимфатическим узлам, где встречается и активирует Т -клетки. ^{[ 1 ]}

Макрофаги

Макрофаги могут быть стимулированы секрецией Т -клеток интерферона . ^{[ 9 ]} После этой активации макрофаги способны экспрессировать молекулы MHC класса II и костимуляторных молекул, включая комплекс B7, и могут представлять фагоцитозированные пептидные фрагменты для вспомогательных Т-клеток. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Активация может помочь макрофагам, инфицированным патогеном, при очистке инфекции. ^{[ 10 ]} Выходя из моноцитов , типа лейкоцитов , они будут циркулировать в крови и входить в пораженные участки и дифференцироваться от моноцитов к макрофагам. На пораженном участке макрофаг окружает место инфекции или повреждения тканей с его мембраной в механизме, называемом фагоцитозом . ^{[ 11 ]}

В -клетки

В -клетки могут усвоить антиген, который связывается с их рецептором В -клеток и предлагать его вспомогательным Т -клеткам. ^{[ 1 ]} В отличие от Т -клеток, В -клетки могут распознавать растворимый антиген, для которого специфичен их рецептор В -клеток. Затем они могут обрабатывать антиген и представлять пептиды, используя молекулы MHC класса II. Когда T -Helper Cell с TCR, специфичной для этого пептида, связывает B -клеточный маркер CD40 связывается с CD40L на поверхности Т -клеток. При активации Т -клетками В -клетка может подвергаться переключению изотипа антител, созреванию аффинности, а также образованием клеток памяти. ^{[ 2 ]}

Непрофессиональные APCS

Непрофессиональный антиген, представляющие клетки, включают все зародышевые типы клеток в организме. Они используют молекулу MHC класса I в сочетании с бета-2 микроглобулином для отображения эндогенных пептидов на клеточной мембране. Эти пептиды происходят в самой клетке, в отличие от экзогенного антигена, демонстрируемого профессиональными APC с использованием молекул MHC класса II. Цитотоксические Т -клетки способны взаимодействовать с эндогенным антигеном, представленным с использованием молекулы MHC класса I. ^{[ 2 ]} Непрофессиональные APC обычно не экспрессируют молекулы MHC класса II. Тем не менее, было отмечено, что презентация антигена с CD4 ⁺ Клетки через MHC Class II не ограничиваются классически профессиональными APC. Другие лейкоциты, в том числе гранулоциты, такие как тучные клетки и нейтрофилы, могут быть индуцированы для этого, а также эндотелиальные и эпителиальные клетки при определенных обстоятельствах. Несмотря на это, существует мало доказательств того, что эти нетипичные APC способны активировать Naive CD4 ⁺ Т -клетки. ^{[ 1 ]}

Взаимодействие с Т -клетками

После того, как дендритные клетки имеют фагоцитозированные патогенные микроорганизмы, они обычно мигрируют в обширную сеть лимфатических сосудов и переносятся по потоку лимфы в дренирующие лимфатические узлы . Каждый лимфатический узел является точкой сбора, где APC могут взаимодействовать с Т -клетками. ^{[ 1 ]} Во время миграции DC проходят процесс созревания: они теряют большую часть своей способности дальнейшего охвата патогенов, и они созревают, изменяя поверхностную экспрессию MHC и костимуляторных молекул, а также увеличение производства цитокинов. Интернализованный антиген расщепляется в более мелкие пептиды, содержащие эпитопы , которые затем представлены Т -клеткам MHC. ^{[ 2 ]}^{[ 12 ]}

В -клетки находятся в лимфатическом узле. Как только их B -клеточный рецептор связывается с антигеном, они могут взаимодействовать с активированными вспомогательными Т -клетками, как описано выше.

Дендритная клетка, которая взаимодействует с уже активированной помощной Т-клетками, может стать лицензированной. ^{[ 13 ]} Это происходит благодаря взаимодействию костимуляторных молекул, включая B7 и CD40 на дендритной клетке, с CD28 и CD40 лигандом на Т-клетках. Только лицензированные дендритные клетки способны активировать цитотоксические Т -клетки. Лицензирование Т -клеток дендритных клеток является ключевым для активации цитотоксических Т -клеток для многих патогенов, хотя степень необходимой помощи Т -клеток может варьироваться. ^{[ 14 ]}

В молекулах класса I и класса MHC могут быть представлены только определенные эпитопы интернализованного пептида. Эти эпитопы называются иммунодоминантными. ^{[ 15 ]}

В терапии рака

APC естественным образом играют роль в борьбе с опухолями посредством стимуляции B и цитотоксических Т-клеток, соответственно, продуцируют антитела против антигена, связанного с опухолями, и убивают злокачественные клетки. Дендритные клетки, представляющие опухоль-специфический антиген с Т-клетками, являются ключом к этому процессу. Терапия рака включала лечение пациента с увеличением числа дендритных клеток или специфичных для рака Т-клеток. Тем не менее, более новые методы лечения обратились к генетически спроектированным искусственным антиген-презентативным клеткам, предназначенным для загадки иммунной системы для атаки злокачественных клеток. Некоторые искусственные APC получены из клеток человека; Другие являются бесклеточными, содержащими белки MHC, костимуляторные молекулы и необходимые пептиды. ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}

Активатор APC IMP321 тестируется в клинических испытаниях для ускорения иммунной реакции для устранения метастатического рака молочной железы или меланомы. ^{[ 18 ]}^{[ 19 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я Kambayashi T, Laufer TM (ноябрь 2014 г.). «Атипичные антиген-презентативные клетки класса II класса MHC: может ли что-нибудь заменить дендритную клетку?». Природные обзоры. Иммунология . 14 (11): 719–30. doi : 10.1038/nri3754 . PMID 25324123 . S2CID 22184839 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин Den Haan JM, Arens R, Van Zelm MC (декабрь 2014 г.). «Активация адаптивной иммунной системы: перекрестный разговор между антиген-презентативными клетками, Т-клетками и В-клетками». Иммунологические письма . 162 (2 pt b): 103–12. doi : 10.1016/j.imlet.2014.10.011 . PMID 25455596 .
^ Hivroz C, Chemin K, Tourret M, Bohineust A (2012). «Перекрестка между Т -лимфоцитами и дендритными клетками». Критические обзоры иммунологии . 32 (2): 139–55. doi : 10.1615/critrevimmunol.v32.i2.30 . PMID 23216612 .
^ Barral DC, Brenner MB (декабрь 2007 г.). «Презентация антигена CD1: как это работает». Природные обзоры. Иммунология . 7 (12): 929–41. doi : 10.1038/nri2191 . PMID 18037897 . S2CID 21290096 .
^ Манн Эр, Ли Х (август 2014 г.). «Клетки кишечного антигена в слизистой оболочке иммунной гомеостаз: перекрестные помехи между дендритными клетками, макрофагами и В-клетками» . Всемирный журнал гастроэнтерологии . 20 (29): 9653–64. doi : 10.3748/wjg.v20.i29.9653 . PMC 4123356 . PMID 25110405 .
^ Mbongue J, Nicholas D, Firek A, Langridge W (2014-04-30). «Роль дендритных клеток в тканеспецифическом аутоиммунитете» . Журнал иммунологических исследований . 2014 : 857143. DOI : 10.1155/2014/857143 . PMC 4022068 . PMID 24877157 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Миттал С.К., Рош П.А. (июнь 2015 г.). «Представление антигена с помощью IL-10» . Текущее мнение в иммунологии . 34 : 22–7. doi : 10.1016/j.coi.2014.12.009 . PMC 4444374 . PMID 25597442 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Brzostek J, Gascoigne NR, Rybakin V (2016-01-01). «Специфичная регуляция динамики иммунологической синапсы с помощью распознавания лиганда B7» . Границы в иммунологии . 7 : 24. doi : 10.3389/fimmu.2016.00024 . PMC 4740375 . PMID 26870040 .
^ Soudja SM, Chandrabos C, Yakob E, Veenstra M, Palliser D, Lauvau G (июнь 2014 г.). «Память T-клеточная интерферон-γ инструктирует мощную активацию врожденной клеток для защитного иммунитета» . Иммунитет . 40 (6): 974–88. doi : 10.1016/j.immuni.2014.05.005 . PMC 4105986 . PMID 24931122 .
^ Harding CV, Boom WH (апрель 2010 г.). «Регуляция презентации антигена микобактерием туберкулеза: роль для рецепторов, подобных Toll» . Природные обзоры. Микробиология . 8 (4): 296–307. doi : 10.1038/nrmicro2321 . PMC 3037727 . PMID 20234378 .
^ "Макрофаги". Доступ к науке . 2015. DOI : 10.1036/1097-8542.br1109151 .
^ Далод М., Челби Р., Малиссен Б., Лоуренс Т (май 2014). «Созревание дендритных клеток: функциональная специализация посредством сигнальной специфичности и программирования транскрипции» . Embo Journal . 33 (10): 1104–16. doi : 10.1002/embj.201488027 . PMC 4193918 . PMID 24737868 .
^ Lanzavecchia A (июнь 1998 г.). «Иммунология. Лицензия на убийство» . Природа . 393 (6684): 413–4. Bibcode : 1998natur.393..413L . doi : 10.1038/30845 . PMID 9623994 .
^ Crispe In (2014-01-01). "Лицензирование APC и CD4 ⁺ Помощь Т-клеток при малярии на стадии печени » Границы в микробиологии . 5 : 617. DOI : 10.3389/fmicb.2014.00617 . PMC 4227505. 25426113 PMID . .
^ Sadegh-Nasseri S, Chou CL, Hartman IZ, Kim A, Narayan K (июнь 2012 г.). «Как работает HLA-DM: признание конформационной неоднородности MHC II» . Границы в биологии . 4 (4): 1325–32. doi : 10.2741/s334 . PMID 22652874 .
^ Батлер Мо, Хирано Н. (январь 2014 г.). «Основанные на клетках человека искусственные антиген-презентативные клетки для иммунотерапии рака» . Иммунологические обзоры . 257 (1): 191–209. doi : 10.1111/imr.12129 . PMC 3869003 . PMID 24329798 .
^ Eggermont LJ, Paulis Le, Tel J, Figdor CG (сентябрь 2014 г.). «На пути к эффективной иммунотерапии рака: достижения в развитии искусственных антиген-презентативных клеток» . Тенденции в биотехнологии . 32 (9): 456–65. doi : 10.1016/j.tibtech.2014.06.007 . PMC 4154451 . PMID 24998519 .
^ Клиническое исследование номер NCT02676869 для «Фаза 1 исследования IMP321 адъюванта к терапии против PD-1 при неоперабельной или метастатической меланоме» на клинических
^ Номер клинического испытания NCT02614833 для «IMP321 в качестве дополнения к стандартной химиотерапии Метастатическая карцинома молочной железы» на клинических.

Дальнейшее чтение

Kindt TJ, Goldsby RA (2007). Kuby Immunology (6 Ed.). WH Freeman.

Внешние ссылки

Антиген: деградация протеазы на YouTube - PMAP анимация
Антиген-презентатирование+клетки в Национальной медицине Медицинской библиотеки США (Mesh)

[:4-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я Kambayashi T, Laufer TM (ноябрь 2014 г.). «Атипичные антиген-презентативные клетки класса II класса MHC: может ли что-нибудь заменить дендритную клетку?». Природные обзоры. Иммунология . 14 (11): 719–30. doi : 10.1038/nri3754 . PMID 25324123 . S2CID 22184839 .

[:1-2] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин Den Haan JM, Arens R, Van Zelm MC (декабрь 2014 г.). «Активация адаптивной иммунной системы: перекрестный разговор между антиген-презентативными клетками, Т-клетками и В-клетками». Иммунологические письма . 162 (2 pt b): 103–12. doi : 10.1016/j.imlet.2014.10.011 . PMID 25455596 .

[3] Hivroz C, Chemin K, Tourret M, Bohineust A (2012). «Перекрестка между Т -лимфоцитами и дендритными клетками». Критические обзоры иммунологии . 32 (2): 139–55. doi : 10.1615/critrevimmunol.v32.i2.30 . PMID 23216612 .

[4] Barral DC, Brenner MB (декабрь 2007 г.). «Презентация антигена CD1: как это работает». Природные обзоры. Иммунология . 7 (12): 929–41. doi : 10.1038/nri2191 . PMID 18037897 . S2CID 21290096 .

[:3-5] Манн Эр, Ли Х (август 2014 г.). «Клетки кишечного антигена в слизистой оболочке иммунной гомеостаз: перекрестные помехи между дендритными клетками, макрофагами и В-клетками» . Всемирный журнал гастроэнтерологии . 20 (29): 9653–64. doi : 10.3748/wjg.v20.i29.9653 . PMC 4123356 . PMID 25110405 .

[6] Mbongue J, Nicholas D, Firek A, Langridge W (2014-04-30). «Роль дендритных клеток в тканеспецифическом аутоиммунитете» . Журнал иммунологических исследований . 2014 : 857143. DOI : 10.1155/2014/857143 . PMC 4022068 . PMID 24877157 .

[:0-7] Jump up to: ^а ^{беременный} Миттал С.К., Рош П.А. (июнь 2015 г.). «Представление антигена с помощью IL-10» . Текущее мнение в иммунологии . 34 : 22–7. doi : 10.1016/j.coi.2014.12.009 . PMC 4444374 . PMID 25597442 .

[:2-8] Jump up to: ^а ^{беременный} Brzostek J, Gascoigne NR, Rybakin V (2016-01-01). «Специфичная регуляция динамики иммунологической синапсы с помощью распознавания лиганда B7» . Границы в иммунологии . 7 : 24. doi : 10.3389/fimmu.2016.00024 . PMC 4740375 . PMID 26870040 .

[9] Soudja SM, Chandrabos C, Yakob E, Veenstra M, Palliser D, Lauvau G (июнь 2014 г.). «Память T-клеточная интерферон-γ инструктирует мощную активацию врожденной клеток для защитного иммунитета» . Иммунитет . 40 (6): 974–88. doi : 10.1016/j.immuni.2014.05.005 . PMC 4105986 . PMID 24931122 .

[10] Harding CV, Boom WH (апрель 2010 г.). «Регуляция презентации антигена микобактерием туберкулеза: роль для рецепторов, подобных Toll» . Природные обзоры. Микробиология . 8 (4): 296–307. doi : 10.1038/nrmicro2321 . PMC 3037727 . PMID 20234378 .

[11] "Макрофаги". Доступ к науке . 2015. DOI : 10.1036/1097-8542.br1109151 .

[12] Далод М., Челби Р., Малиссен Б., Лоуренс Т (май 2014). «Созревание дендритных клеток: функциональная специализация посредством сигнальной специфичности и программирования транскрипции» . Embo Journal . 33 (10): 1104–16. doi : 10.1002/embj.201488027 . PMC 4193918 . PMID 24737868 .

[pmid9623994-13] Lanzavecchia A (июнь 1998 г.). «Иммунология. Лицензия на убийство» . Природа . 393 (6684): 413–4. Bibcode : 1998natur.393..413L . doi : 10.1038/30845 . PMID 9623994 .

[14] Crispe In (2014-01-01). "Лицензирование APC и CD4 ⁺ Помощь Т-клеток при малярии на стадии печени » Границы в микробиологии . 5 : 617. DOI : 10.3389/fmicb.2014.00617 . PMC 4227505. 25426113 PMID . .

[15] Sadegh-Nasseri S, Chou CL, Hartman IZ, Kim A, Narayan K (июнь 2012 г.). «Как работает HLA-DM: признание конформационной неоднородности MHC II» . Границы в биологии . 4 (4): 1325–32. doi : 10.2741/s334 . PMID 22652874 .

[16] Батлер Мо, Хирано Н. (январь 2014 г.). «Основанные на клетках человека искусственные антиген-презентативные клетки для иммунотерапии рака» . Иммунологические обзоры . 257 (1): 191–209. doi : 10.1111/imr.12129 . PMC 3869003 . PMID 24329798 .

[:5-17] Eggermont LJ, Paulis Le, Tel J, Figdor CG (сентябрь 2014 г.). «На пути к эффективной иммунотерапии рака: достижения в развитии искусственных антиген-презентативных клеток» . Тенденции в биотехнологии . 32 (9): 456–65. doi : 10.1016/j.tibtech.2014.06.007 . PMC 4154451 . PMID 24998519 .

[18] Клиническое исследование номер NCT02676869 для «Фаза 1 исследования IMP321 адъюванта к терапии против PD-1 при неоперабельной или метастатической меланоме» на клинических

[19] Номер клинического испытания NCT02614833 для «IMP321 в качестве дополнения к стандартной химиотерапии Метастатическая карцинома молочной железы» на клинических.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]