Jump to content

Иммунология слизистой оболочки

Компоненты иммунной системы слизистой оболочки

Мукозальная иммунология — изучение реакций иммунной системы , возникающих на слизистых оболочках кишечника , урогенитального тракта и дыхательной системы . [ 1 ] Слизистые оболочки находятся в постоянном контакте с микроорганизмами , пищей и вдыхаемыми антигенами . [ 2 ] В здоровых состояниях иммунная система слизистой оболочки защищает организм от инфекционных возбудителей и поддерживает толерантность к неопасным комменсальным микробам и доброкачественным веществам окружающей среды. [ 1 ] Нарушение этого баланса между толерантностью и лишением болезнетворных микроорганизмов может привести к таким патологическим состояниям, как пищевая аллергия , синдром раздраженного кишечника , восприимчивость к инфекциям и многое другое. [ 2 ]

Иммунная система слизистой оболочки состоит из клеточного компонента , гуморального иммунитета и защитных механизмов, предотвращающих проникновение в организм микроорганизмов и вредных чужеродных веществ. Эти защитные механизмы можно разделить на физические барьеры ( эпителиальная выстилка , слизь , функция ресничек , перистальтика кишечника и т. д.) и химические факторы ( рН , антимикробные пептиды и т. д.). [ 3 ]

слизистой оболочки Иммунная система выполняет три основные функции:

Физический барьер

[ редактировать ]

Целостность барьера слизистой оболочки физически предотвращает попадание патогенов в организм. [ 4 ] Барьерная функция определяется такими факторами, как возраст, генетика , типы муцинов, присутствующих на слизистой оболочке, взаимодействие между иммунными клетками, нервами и нейропептидами , а также коинфекция . Целостность барьера зависит от иммуносупрессивных механизмов, реализуемых на слизистой оболочке . [ 3 ] Слизистый барьер формируется за счет плотных контактов между эпителиальными клетками слизистой оболочки и присутствия слизи на поверхности клеток. [ 4 ] Муцины , образующие слизь, обеспечивают защиту от компонентов слизистой оболочки посредством статического экранирования и ограничивают иммуногенность кишечных антигенов , индуцируя противовоспалительное состояние в дендритных клетках (ДК) . [ 5 ]

Активный иммунитет

[ редактировать ]
Назальная лимфоидная ткань и пейеровы бляшки тонкой кишки генерируют иммунитет IgA. Оба используют М-клетки для транспортировки антигена внутри организма, чтобы можно было вызвать иммунный ответ. [ 6 ] .

Поскольку поверхности слизистой оболочки находятся в постоянном контакте с внешними антигенами и микробиотой, большое количество иммунных клеток требуется . Например, примерно 3/4 всех лимфоцитов находится в слизистых оболочках. [ 3 ] Эти иммунные клетки находятся во вторичной лимфоидной ткани , в основном распределенной по поверхности слизистых оболочек. [ 3 ]

Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистой оболочкой (MALT), обеспечивает организму важную первую линию защиты. Наряду с селезенкой и лимфатическими узлами миндалины . MALT считаются вторичной лимфоидной тканью и [ 7 ]

MALT Клеточный компонент состоит в основном из дендритных клеток , макрофагов , врожденных лимфоидных клеток , инвариантных Т-клеток, ассоциированных со слизистой оболочкой , интраэпителиальных Т-клеток, регуляторных Т-клеток (Treg) и плазматических клеток , секретирующих IgA . [ 1 ] [ 3 ] [ 8 ]

Внутриэпителиальные Т-клетки, обычно CD8+ , располагаются между эпителиальными клетками слизистой оболочки . Эти клетки не нуждаются в первичной активации, как классические Т-клетки . Вместо этого, после распознавания антигена , эти клетки инициируют свои эффекторные функции, что приводит к более быстрому удалению патогенов . [ 8 ] Трег-клетки в изобилии присутствуют на слизистых оболочках и играют важную роль в поддержании толерантности посредством различных функций, особенно за счет выработки противовоспалительных цитокинов . [ 9 ] Резидентные антигенпрезентирующие клетки слизистой оболочки (АПК) у здоровых людей демонстрируют толерогенный фенотип . [ 10 ] Эти APC не экспрессируют TLR2 или TLR4 на своей поверхности. Кроме того, ЛПС лишь незначительные уровни рецептора CD14 обычно присутствуют в этих клетках . [ 10 ] слизистой оболочки Дендритные клетки определяют тип последующих иммунных ответов путем продукции определенных типов цитокинов и типа молекул, участвующих в костимуляции . [ 3 ] Например, продукция IL-6 и IL-23 вызывает ответ Th17 . [ 4 ] IL-12 , IL-18 и INF-γ индуцируют ответ Th1 , [ 3 ] [ 4 ] IL-4 индуцирует ответ Th2 , [ 4 ] а IL-10 , TGF-β и ретиноевая кислота вызывают толерантность. [ 11 ] Врожденные лимфоидные клетки в изобилии присутствуют в слизистой оболочке, где посредством быстрого производства цитокинов в ответ на сигналы тканей они действуют как регуляторы иммунитета , воспаления и барьерного гомеостаза . [ 12 ]

Адаптивная иммунная система слизистой оболочки участвует в поддержании слизистой оболочки гомеостаза посредством механизма иммунного исключения, опосредованного секреторными антителами (преимущественно IgA ), которые подавляют проникновение инвазивных возбудителей в ткани организма и предотвращают проникновение потенциально опасных экзогенных белков . [ 13 ] Другим механизмом адаптивного мукозального иммунитета является реализация иммуносупрессивных механизмов, опосредованных преимущественно Treg, для предотвращения местной и периферической гиперчувствительности к безвредным антигенам , т. е. пероральной толерантности . [ 11 ]

антитело IgA

Основной иммунный ответ в кишечнике

[ редактировать ]

В кишечнике лимфоидная ткань рассеяна в лимфоидной ткани, связанной с кишечником (GALT). Большое количество клеток иммунной системы в кишечнике обнаружено в куполообразных структурах, называемых пейеровыми бляшками , и в небольших лимфоидных агрегатах слизистой оболочки, называемых криптопатчами. [ 14 ] Над пейеровыми бляшками расположен слой эпителиальных клеток , которые вместе со слизью образуют барьер против инвазии микробов в подлежащие ткани. Отбор антигенов является ключевой функцией пластырей Пейера. Над пейеровыми бляшками находится гораздо более тонкий слой слизи, который помогает собирать образцы антигена. [ 14 ] Специализированные фагоцитирующие клетки , называемые М-клетками , которые обнаруживаются в эпителиальном слое пейеровых бляшек, могут транспортировать антигенный материал через кишечный барьер посредством процесса трансцитоза . [ 15 ] Материал, транспортируемый таким образом из просвета кишечника , затем может быть представлен антигенпрезентирующими клетками, присутствующими в пейеровых бляшках . [ 14 ] [ 15 ] Кроме того, дендритные клетки в пейеровых бляшках могут распространять свои дендриты через трансклеточные поры, специфичные для М-клеток, а также захватывать транслоцированные IgA иммунные комплексы . [ 16 ] Затем дендритные клетки представляют антиген наивным Т-клеткам в местных мезентериальных лимфатических узлах . [ 17 ]

Если гомеостаз слизистой оболочки не нарушен и инвазивные патогены отсутствуют, дендритные клетки индуцируют толерантность в кишечнике за счет индукции Treg путем секреции TGF-β и ретиноевой кислоты . [ 17 ] Эти Treg далее попадают в пластинку ворсинок собственную через лимфатические сосуды . Там Treg продуцируют IL-10 и IL-35 , которые воздействуют на другие иммунные клетки в собственной пластинке пластинки, приводя к толерогенному состоянию . [ 17 ]

Однако нарушение гомеостаза барьера кишечного приводит к воспалению . Эпителий молекулярные структуры , при прямом контакте с бактериями активируется и начинает вырабатывать связанные с опасностью (DAMP). [ 17 ] Сигнальные молекулы, высвобождаемые из эпителиальных клеток, активируют иммунные клетки. [ 17 ] [ 18 ] Дендритные клетки и макрофаги активируются в этой среде и производят ключевые провоспалительные цитокины , такие как IL-6 , IL-12 и IL-23 , которые активируют больше иммунных клеток и направляют их в провоспалительное состояние. [ 18 ] Активированные эффекторные клетки затем производят TNF , IFNγ и IL-17 . [ 18 ] Нейтрофилы притягиваются к пораженному участку и начинают выполнять свои эффекторные функции . [ 1 ] После устранения продолжающейся инфекции воспалительную реакцию необходимо остановить для восстановления гомеостаза . [ 17 ] Поврежденная ткань заживает, и все возвращается в свое естественное состояние . [ 17 ]

Неонатальный

[ редактировать ]

При рождении новорожденных слизистой оболочки иммунная система относительно неразвита и кишечной флоры . для развития необходима колония [ 7 ] Состав микробиоты стабилизируется примерно к 3-летнему возрасту. [ 2 ] В период новорожденности и в раннем детстве хозяина решающее значение имеет взаимодействие иммунитета с микробиомом . В ходе этого взаимодействия иммунитета формируются различные ветви . Они способствуют гомеостазу и определяют будущие настройки иммунной системы, то есть ее восприимчивость к инфекциям и воспалительным заболеваниям . [ 2 ] [ 3 ] Например, линия В-клеток в слизистой оболочке кишечника регулируется внеклеточными сигналами комменсальных микробов , которые влияют на репертуар кишечных иммуноглобулинов . [ 19 ] Разнообразие микробиоты в раннем детстве защищает организм от индукции IgE слизистой оболочки , что связано с развитием аллергии . [ 20 ]

Слизистые вакцины

[ редактировать ]

Из-за своего передового статуса в иммунной системе иммунная система слизистой оболочки исследуется на предмет использования в вакцинах от различных заболеваний, включая COVID-19, [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] ВИЧ , [ 26 ] аллергии , полиовирус , грипп А и В , ротавирус , холерный вибрион и многие другие. [ 27 ] [ 28 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с д «Иммунология слизистых оболочек – Последние исследования и новости» . Природное портфолио . Спрингер Натюр Лимитед . Проверено 8 ноября 2016 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Чжэн Д., Ливински Т., Элинав Э. (июнь 2020 г.). «Взаимодействие микробиоты и иммунитета в здоровье и болезни» . Клеточные исследования . 30 (6): 492–506. дои : 10.1038/s41422-020-0332-7 . ПМЦ   7264227 . ПМИД   32433595 .
  3. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Брандцаег П. (2009). Брандцаег П., Исолаури Э., Прескотт С.Л. (ред.). « Азбука иммунологии слизистой оболочки». Серия семинаров Nestle по питанию. Педиатрическая программа . Серия семинаров Института питания Nestlé. 64 : 23–38, обсуждение 38–43, 251–7. дои : 10.1159/000235781 . ISBN  978-3-8055-9167-6 . ПМИД   19710513 .
  4. ^ Перейти обратно: а б с д и Окумура Р., Такеда К. (декабрь 2018 г.). «Поддержание гомеостаза кишечника с помощью слизистых барьеров» . Воспаление и регенерация . 38 (1): 5. дои : 10.1186/s41232-018-0063-z . ПМЦ   5879757 . ПМИД   29619131 .
  5. ^ Шан М., Джентиле М., Йейзер Дж.Р., Уолланд А.К., Борнштейн В.Ю., Чен К. и др. (октябрь 2013 г.). «Слизь улучшает гомеостаз кишечника и пероральную толерантность, передавая иммунорегуляторные сигналы» . Наука . 342 (6157): 447–453. Бибкод : 2013Sci...342..447S . дои : 10.1126/science.1237910 . ПМК   4005805 . ПМИД   24072822 .
  6. ^ В эту статью включен текст , доступный по лицензии CC BY 4.0 . Беттс, Дж. Гордон; Дезе, Питер; Джонсон, Эдди; Джонсон, Джоди Э; Король, Оксана; Круз, Дин; По, Брэндон; Мудро, Джеймс; Уомбл, Марк Д; Янг, Келли А. (13 сентября 2023 г.). Анатомия и физиология . Хьюстон: OpenStax CNX. 21.5 Иммунный ответ против патогенов. ISBN  978-1-947172-04-3 .
  7. ^ Перейти обратно: а б Тороу Н., Марсланд Б.Дж., Хорнеф М.В., Голлвитцер Э.С. (январь 2017 г.). «Иммунология слизистых оболочек новорожденных» . Иммунология слизистой оболочки . 10 (1): 5–17. дои : 10.1038/ми.2016.81 . ПМИД   27649929 . S2CID   3556125 .
  8. ^ Перейти обратно: а б Оливарес-Вильягомес Д., Ван Каер Л. (апрель 2018 г.). «Кишечные интраэпителиальные лимфоциты: стражи барьера слизистой оболочки» . Тенденции в иммунологии . 39 (4): 264–275. дои : 10.1016/j.it.2017.11.003 . ПМК   8056148 . ПМИД   29221933 .
  9. ^ Рихерт-Шпулер Л.Е., Лунд Дж.М. (2015). «Иммунная опора: регуляторные Т-клетки нарушают баланс между про- и противовоспалительными эффектами при инфекции» . Прогресс молекулярной биологии и трансляционной науки . 136 . Эльзевир: 217–243. дои : 10.1016/bs.pmbts.2015.07.015 . ISBN  978-0-12-803415-6 . ПМЦ   4769439 . ПМИД   26615099 .
  10. ^ Перейти обратно: а б Кениг Дж.Э., Спор А., Скальфоне Н., Фрикер А.Д., Стомбо Дж., Найт Р. и др. (март 2011 г.). «Последовательность микробных консорциумов в развивающемся микробиоме кишечника младенца» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (Дополнение_1): 4578–4585. Бибкод : 2011PNAS..108.4578K . дои : 10.1073/pnas.1000081107 . ПМК   3063592 . ПМИД   20668239 .
  11. ^ Перейти обратно: а б Траксингер Б.Р., Рихерт-Шпулер Л.Е., Лунд Дж.М. (ноябрь 2021 г.). «Регуляторные Т-клетки слизистой оболочки играют важную роль в балансировании иммунитета и толерантности на порталах входа антигена» . Иммунология слизистой оболочки . 15 (3): 398–407. дои : 10.1038/s41385-021-00471-x . ПМЦ   8628059 . ПМИД   34845322 .
  12. ^ Зонненберг Г.Ф., Хепворт М.Р. (октябрь 2019 г.). «Функциональные взаимодействия между врожденными лимфоидными клетками и адаптивным иммунитетом» . Обзоры природы. Иммунология . 19 (10): 599–613. дои : 10.1038/s41577-019-0194-8 . ПМЦ   6982279 . ПМИД   31350531 .
  13. ^ Чен К., Магри Г., Грассе Е.К., Черутти А. (июль 2020 г.). «Переосмысление реакции антител слизистой оболочки: IgM, IgG и IgD присоединяются к IgA» . Обзоры природы. Иммунология . 20 (7): 427–441. дои : 10.1038/s41577-019-0261-1 . ПМЦ   10262260 . ПМИД   32015473 . S2CID   211017339 .
  14. ^ Перейти обратно: а б с Мёрбе У.М., Йоргенсен П.Б., Фентон Т.М., фон Бург Н., Риис Л.Б., Спенсер Дж., Агаче В.В. (июль 2021 г.). «Лимфоидные ткани кишечника человека (GALT); разнообразие, структура и функции» . Иммунология слизистой оболочки . 14 (4): 793–802. дои : 10.1038/s41385-021-00389-4 . ПМИД   33753873 . S2CID   232322692 .
  15. ^ Перейти обратно: а б Диллон А., Ло Д.Д. (2 июля 2019 г.). «М-клетки: интеллектуальная инженерия иммунного надзора слизистой оболочки» . Границы в иммунологии . 10 : 1499. дои : 10.3389/fimmu.2019.01499 . ПМК   6614372 . ПМИД   31312204 .
  16. ^ Стэгг Эй Джей (06 декабря 2018 г.). «Кишечные дендритные клетки в здоровье и воспалении кишечника» . Границы в иммунологии . 9 : 2883. дои : 10.3389/fimmu.2018.02883 . ПМК   6291504 . ПМИД   30574151 .
  17. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Тордесильяс Л., Берин М.К. (октябрь 2018 г.). «Механизмы пероральной толерантности» . Клинические обзоры по аллергии и иммунологии . 55 (2): 107–117. дои : 10.1007/s12016-018-8680-5 . ПМК   6110983 . ПМИД   29488131 .
  18. ^ Перейти обратно: а б с Чистяков Д.А., Бобрышев Ю.В., Козаров Е., Собенин И.А., Орехов АН (13.01.2015). «Толерантность слизистой оболочки кишечника и влияние микробиоты кишечника на толерантность слизистой оболочки» . Границы микробиологии . 5 : 781. дои : 10.3389/fmicb.2014.00781 . ПМЦ   4292724 . ПМИД   25628617 .
  19. ^ Весеманн Д.Р., Португальский А.Дж., Мейерс Р.М., Галлахер М.П., ​​Клафф-Джонс К., Маги Дж.М. и др. (сентябрь 2013 г.). «Микробная колонизация влияет на раннее развитие B-линии в собственной пластинке кишечника» . Природа . 501 (7465): 112–115. Бибкод : 2013Natur.501..112W . дои : 10.1038/nature12496 . ПМЦ   3807868 . ПМИД   23965619 .
  20. ^ Консорциум исследовательской сети интегративного HMP (iHMP); Проктор, Лита М.; Кризи, Хизер Х.; Феттвайс, Дженнифер М.; Ллойд-Прайс, Джейсон; Махуркар, Ануп; Чжоу, Вэньюй; Бак, Грегори А.; Снайдер, Майкл П.; Штраус, Джером Ф.; Вайнсток, Джордж М.; Уайт, Оуэн; Хаттенхауэр, Кертис (май 2019 г.). «Проект интегративного микробиома человека» . Природа . 569 (7758): 641–648. Бибкод : 2019Natur.569..641I . дои : 10.1038/s41586-019-1238-8 . ПМК   6784865 . ПМИД   31142853 .
  21. ^ Мандавилли, Апурва (2 февраля 2022 г.). «Вакцина от Covid, которая нам нужна сейчас, может оказаться неэффективной» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 18 ноября 2022 г.
  22. ^ Мюллер, Бенджамин (18 ноября 2022 г.). «Конец вакцинации на «варп-скорости» » . Нью-Йорк Таймс . Проверено 18 ноября 2022 г.
  23. ^ Тан, Дж; Цзэн, К; Кокс, ТМ; Ли, С; Сын, Ю.М.; Чеон, И.С.; Ву, Ю; Бел, С; Тейлор, Джей-Джей; Чакараборти, Р; Джонсон, Эй Джей; Шиаво, Д.Н.; Утц, JP; Райзенауэр, Дж.С.; Мидтун, Делавэр; Маллон, Джей-Джей; Эделл, ЕС; Аламе, МГ; Бориш, Л; Тиг, РГ; Каплан, Миннесота; Вайсман, Д; Керн, Р; Хм; Вассалло, Р; Лю, СЛ; Сан, Дж (28 октября 2022 г.). «Иммунитет слизистой оболочки дыхательных путей против SARS-CoV-2 после вакцинации мРНК» . Наука Иммунология . 7 (76): eadd4853. doi : 10.1126/sciimmunol.add4853 . ПМЦ   9348751 . ПМИД   35857583 .
  24. ^ Тополь, Э.Дж.; Ивасаки, А. (12 августа 2022 г.). «Операция «Назальная вакцина-Молниеносная скорость» по противодействию COVID-19» . Наука Иммунология . 7 (74): eadd9947. doi : 10.1126/sciimmunol.add9947 . ПМИД   35862488 . S2CID   250954536 .
  25. ^ Мао, Т; Исраэлов, Б; Рок-Эрнандес, Массачусетс; Субери, А; Чжоу, Л; Люйтен, С; Решке, М; Донг, Х; Гомер, Р.Дж.; Зальцман, ВМ; Ивасаки, А. (27 октября 2022 г.). «Интраназальная пиковая вакцина без адъюванта вызывает защитный иммунитет слизистой оболочки против сарбековирусов» . Наука 378 ( 6622 ): из 2 дои : 10.1126/science.abo2523 . ПМЦ   9798903 . ПМИД   36302057 . S2CID   253182948 .
  26. ^ Козловский П.А., Альдовини А (12 апреля 2019 г.). «Подходы к вакцинации слизистой оболочки для профилактики передачи ВИЧ и ВИО» . Текущие обзоры иммунологии . 15 (1): 102–122. дои : 10.2174/1573395514666180605092054 . ПМК   6709706 . ПМИД   31452652 .
  27. ^ Уайлд С., Валлнер М., Хуфнагль К., Фукс Х., Хоффманн-Зоммергрубер К., Брайтенедер Х. и др. (январь 2007 г.). «Химер рекомбинантного аллергена как новый кандидат на вакцину для слизистой оболочки для профилактики мультичувствительности». Аллергия . 62 (1): 33–41. дои : 10.1111/j.1398-9995.2006.01245.x . ПМИД   17156339 . S2CID   9883901 .
  28. ^ Лавель EC, Уорд RW (июль 2021 г.). «Слизистые вакцины – укрепление границ» . Обзоры природы. Иммунология . 22 (4): 236–250. дои : 10.1038/s41577-021-00583-2 . ПМЦ   8312369 . ПМИД   34312520 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 75a4d324dad02788f22aaac0c96be02f__1704077700
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/75/2f/75a4d324dad02788f22aaac0c96be02f.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Mucosal immunology - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)