Презентация антигена

Презентация антигена — это жизненно важный иммунный процесс, который необходим для запуска Т-клеточного иммунного ответа. Поскольку Т-клетки распознают только фрагментированные антигены, представленные на поверхности клеток , обработка антигена должна произойти до того, как фрагмент антигена сможет быть распознан рецептором Т-клеток . В частности, фрагмент, связанный с главным комплексом гистосовместимости (MHC) , транспортируется на поверхность антигенпрезентирующей клетки – процесс, известный как презентация. Если произошла инфекция вирусами или бактериями, клеточная антигенпрезентирующая клетка будет представлять эндогенный или экзогенный пептидный фрагмент, полученный из антигена молекулами MHC. Существует два типа молекул MHC, которые различаются поведением антигенов: молекулы MHC класса I клетки (MHC-I) связывают пептиды из цитозоля , тогда как пептиды, образующиеся в эндоцитарных везикулах после интернализации, связываются с MHC класса II (MHC-I). II). ^[1] Клеточные мембраны разделяют эти две клеточные среды — внутриклеточную и внеклеточную. Каждая Т-клетка может распознавать только от десятков до сотен копий уникальной последовательности одного пептида среди тысяч других пептидов, представленных в той же клетке, поскольку молекула MHC в одной клетке может связываться с довольно большим спектром пептидов. ^[2]^[3] Предсказать, какие (фрагменты) антигены будут представлены иммунной системе определенным типом MHC/HLA, сложно, но используемая технология совершенствуется. ^[4]

Презентация внутриклеточных антигенов: Класс I

Цитотоксические Т-клетки (также известные как Т _{-клетки} , Т-киллеры или цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ)) экспрессируют корецепторы CD8 и представляют собой популяцию Т-клеток, которые специализируются на индукции запрограммированной гибели других клеток. Цитотоксические Т-клетки регулярно патрулируют все клетки организма, поддерживая гомеостаз организма. Всякий раз, когда они сталкиваются с признаками заболевания, вызванными, например, присутствием вирусов, внутриклеточных бактерий или трансформированной опухолевой клетки, они инициируют процессы разрушения потенциально опасной клетки. ^[1] Все ядросодержащие клетки в организме (наряду с тромбоцитами ) содержат главный комплекс гистосовместимости I класса (молекулы MHC-I). Антигены, генерируемые эндогенно внутри этих клеток, связываются с молекулами MHC-I и представлены на поверхности клетки. Этот путь презентации антигена позволяет иммунной системе обнаруживать трансформированные или инфицированные клетки, демонстрирующие пептиды из модифицированных собственных (мутировавших) или чужеродных белков. ^[5]^[6]

В процессе презентации эти белки в основном расщепляются на небольшие пептиды цитозольными протеазами в протеасомах , но существуют и другие цитоплазматические протеолитические пути. Затем пептиды распределяются в эндоплазматический ретикулум (ЭР) посредством действия белков теплового шока и транспортера, связанного с процессингом антигена (ТАП), который перемещает цитозольные пептиды в просвет ЭР по АТФ-зависимому механизму транспорта. В сборке MHC-I участвуют несколько шаперонов ER, таких как кальнексин , кальретикулин , Erp57, протеиндисульфидизомераза (PDI), ^[7] и тапасин . В частности, комплекс TAP, тапасина, MHS класса 1, ERp57 и кальретикулина называется пептид-нагрузочным комплексом (PLC). ^[8] Пептиды загружаются в бороздку связывания пептида MHC-I между двумя альфа-спиралями в нижней части доменов α1 и α2 молекулы MHC класса I. После высвобождения тапасина комплексы пептид-MHC-I (pMHC-I) покидают ЭР и транспортируются на поверхность клетки экзоцитическими везикулами. ^[9]^[10]

Наивные антивирусные Т-клетки ( CD8+ ) не могут напрямую уничтожать трансформированные или инфицированные клетки. Они должны быть активированы комплексами pMHC-I антигенпрезентирующих клеток (APC). Здесь антиген может быть презентирован непосредственно (как описано выше) или опосредованно ( перекрестная презентация ) из инфицированных вирусом и неинфицированных клеток. ^[11] После взаимодействия между pMHC-I и TCR в присутствии костимулирующих сигналов и/или цитокинов Т-клетки активируются, мигрируют в периферические ткани и убивают клетки-мишени (инфицированные или поврежденные клетки), вызывая цитотоксичность . ^{[ нужна ссылка ]}

Перекрестная презентация — это особый случай, когда молекулы MHC-I способны презентировать внеклеточные антигены, обычно отображаемые только молекулами MHC-II. Эта способность проявляется у некоторых АПК, в основном у плазмоцитоидных дендритных клеток в тканях, которые непосредственно стимулируют CD8+ Т-клетки. Этот процесс важен, когда АПК не заражаются напрямую, немедленно вызывая местный противовирусный и противоопухолевый иммунный ответ без попадания АПК в местные лимфатические узлы. ^[6]

Презентация внеклеточных антигенов: Класс II

**Путь А процессинга антигена MHC II.** Инородный белок; Б Эндосома; С Лизосома; D Поздняя эндосома/эндолизосома; Э ЕР; F аппарат Гольджи; G CLIP для обмена антигенов; Презентация H-антигена на плазматической мембране

Антигены из внеклеточного пространства, а иногда и эндогенные, ^[12] заключены в эндоцитарные везикулы и представлены на поверхности клетки молекулами MHC-II Т- хелперам, экспрессирующим молекулу CD4 . Только APC, такие как дендритные клетки , B-клетки или макрофаги, экспрессируют молекулы MHC-II на своей поверхности в значительном количестве, поэтому экспрессия молекул MHC-II более специфична для клеток, чем MHC-I. ^{[ нужна ссылка ]}

АПК обычно интернализуют экзогенные антигены путем эндоцитоза , а также путем пиноцитоза , макроаутофагии , эндосомальной микроаутофагии или шаперон-опосредованной аутофагии . ^[12] В первом случае после интернализации антигены заключаются в пузырьки, называемые эндосомами . В этом пути презентации антигена участвуют три компартмента: ранние эндосомы, поздние эндосомы или эндолизосомы и лизосомы , где антигены гидролизуются ассоциированными с лизосомами ферментами (кислотно-зависимыми гидролазами, гликозидазами, протеазами, липазами). Этому процессу способствует постепенное снижение pH. Основными протеазами эндосом являются катепсины , в результате чего антигены расщепляются на олигопептиды. ^{[ нужна ссылка ]}

Молекулы MHC-II транспортируются из ЭР в загрузочный отсек MHC класса II вместе с инвариантной цепью белка (Ii, CD74). Неклассическая молекула MHC-II ( HLA-DO и HLA-DM ) катализирует обмен части CD74 ( пептид CLIP ) с пептидным антигеном. Комплексы пептид-MHC-II (pMHC-II) транспортируются к плазматической мембране, а процессированный антиген презентируется Т-хелперам в лимфатических узлах. ^[9]

АПК подвергаются процессу созревания при миграции посредством хемотаксических сигналов в лимфоидные ткани, в которых они теряют фагоцитарную способность и развивают повышенную способность связываться с Т-клетками путем презентации антигена. ^[13] Как и в цитотоксических Т-клетках CD8+, APC нуждаются в pMHC-II и дополнительных костимулирующих сигналах для полной активации наивных Т-хелперных клеток.

Альтернативный путь процессинга и презентации эндогенного антигена с помощью молекул MHC-II существует в медуллярных эпителиальных клетках тимуса (mTEC) посредством процесса аутофагии . важен Для процесса центральной толерантности Т-клеток , в частности, отрицательный отбор аутореактивных клонов. Случайная экспрессия генов всего генома достигается за счет действия AIRE и самопереваривания экспрессируемых молекул, представленных как на молекулах MHC-I, так и на MHC-II. ^{[ нужна ссылка ]}

Презентация нативных интактных антигенов В-клеткам

Рецепторы В-клеток на поверхности В-клеток связываются с интактными нативными и непереваренными антигенами структурной природы, а не с линейной последовательностью пептида, расщепленного на небольшие фрагменты и представленного молекулами MHC. Крупные комплексы интактного антигена презентируются в лимфатических узлах В -клеткам в фолликулярными дендритными клетками виде иммунных комплексов . Таким образом, некоторые АПК, экспрессирующие сравнительно более низкие уровни лизосомальных ферментов, с меньшей вероятностью переваривают захваченный ими антиген перед представлением его В-клеткам. ^[14]^[15]

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Джейнвей-младший, Калифорния, Трэверс П., Уолпорт М., Шломчик М.Дж. (01.01.2001). «Глава 5. Презентация антигена Т-лимфоцитам» . Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезни. 5-е издание . Гирляндная наука.
^ Перселл А.В., Крофт Н.П., Чарк, округ Колумбия (июнь 2016 г.). «Иммунология в цифрах: количественное определение презентации антигена завершает количественную среду системной иммунологии!». Современное мнение в иммунологии . 40 : 88–95. дои : 10.1016/j.coi.2016.03.007 . ПМИД 27060633 .
^ Джейнвей-младший, Калифорния, Трэверс П., Уолпорт М., Шломчик М.Дж. (01.01.2001). «Главный комплекс гистосовместимости и его функции» . Иммунобиология: Иммунная система в здоровье и болезнях (5-е изд.). Гирляндная наука.
^ Бузид Р., де Бейер М.Т., Луитен Р.Дж., Безстарости К., Кесслер А.Л., Бруно М.Дж., Пеппеленбош М.П., Деммерс Дж.А., Бушоу С.И. (май 2021 г.). «Эмпирическая оценка использования вычислительного связывания HLA в качестве раннего фильтра для рабочего процесса обнаружения эпитопов на основе масс-спектрометрии» . Раки . 13 (10): 2307. doi : 10.3390/cancers13102307 . ПМК 8150281 . ПМИД 34065814 .
^ Хьюитт EW (октябрь 2003 г.). «Путь презентации антигена MHC класса I: стратегии уклонения от вирусного иммунитета» . Иммунология . 110 (2): 163–9. дои : 10.1046/j.1365-2567.2003.01738.x . ПМК 1783040 . ПМИД 14511229 .
^ Jump up to: ^а ^б Жоффр О.П., Сегура Э., Савина А., Амигорена С. (июль 2012 г.). «Перекрестная презентация дендритных клеток». Обзоры природы. Иммунология . 12 (8): 557–69. дои : 10.1038/nri3254 . ПМИД 22790179 . S2CID 460907 .
^ «Обработка и презентация антигена | Британское общество иммунологии» . www.immunology.org . Проверено 27 ноября 2021 г.
^ Томас, Кристоф; Тампе, Роберт (2017). «Корректировка комплексов пептид-MHC посредством динамических многовалентных взаимодействий» . Границы в иммунологии . 8:65 . дои : 10.3389/fimmu.2017.00065 . ISSN 1664-3224 . ПМЦ 5296336 . ПМИД 28228754 .
^ Jump up to: ^а ^б Синха Дж. К., Бхаттачарья С. Учебник по иммунологии . Академические издательства. ISBN 9788189781095 .
^ Несмиянов, Павел П. (2020), «Презентация антигена и главный комплекс гистосовместимости» , Справочный модуль по биомедицинским наукам , Elsevier, стр. 90–98, doi : 10.1016/b978-0-12-818731-9.00029-x , ISBN 978-0-12-801238-3 , S2CID 234948691 , получено 2 декабря 2021 г.
^ Сей Дж.Дж., Хаскетт С., Каминский Л.В., Лин Э., Тракенмиллер М.Э., Беллоне С.Дж. и др. (июнь 2015 г.). «Пептид-MHC-I из эндогенного антигена превосходит количество пептидов из экзогенного антигена, независимо от фенотипа или активации APC» . ПЛОС Патогены . 11 (6): e1004941. дои : 10.1371/journal.ppat.1004941 . ПМЦ 4479883 . ПМИД 26107264 .
^ Jump up to: ^а ^б Стерн LJ, Сантамброджо L (июнь 2016 г.). «Плавильный котел пептидома MHC II» . Современное мнение в иммунологии . 40 :70–7. дои : 10.1016/j.coi.2016.03.004 . ПМЦ 4884503 . ПМИД 27018930 .
^ Флорес-Ромо Л. (март 2001 г.). «Созревание и миграция дендритных клеток in vivo» . Иммунология . 102 (3): 255–62. дои : 10.1046/j.1365-2567.2001.01204.x . ПМК 1783189 . ПМИД 11298823 .
^ Батиста Ф.Д., Харвуд, штат Небраска (январь 2009 г.). «Кто, как и где презентация антигена В-клеткам». Обзоры природы. Иммунология . 9 (1): 15–27. дои : 10.1038/nri2454 . ПМИД 19079135 . S2CID 2413048 .
^ Харвуд, штат Небраска, Батиста, федеральный округ (декабрь 2010 г.). «Представление антигена В-клеткам» . Отчеты о биологии F1000 . 2 : 87. дои : 10.3410/B2-87 . ПМК 3026618 . ПМИД 21283653 .

Внешние ссылки

ImmPort — сводки генов, онтологии, пути, межбелковые взаимодействия и многое другое для генов, участвующих в процессинге и презентации антигена.
антиген+презентация в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)

[:1-1] Jump up to: ^а ^б Джейнвей-младший, Калифорния, Трэверс П., Уолпорт М., Шломчик М.Дж. (01.01.2001). «Глава 5. Презентация антигена Т-лимфоцитам» . Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезни. 5-е издание . Гирляндная наука.

[2] Перселл А.В., Крофт Н.П., Чарк, округ Колумбия (июнь 2016 г.). «Иммунология в цифрах: количественное определение презентации антигена завершает количественную среду системной иммунологии!». Современное мнение в иммунологии . 40 : 88–95. дои : 10.1016/j.coi.2016.03.007 . ПМИД 27060633 .

[3] Джейнвей-младший, Калифорния, Трэверс П., Уолпорт М., Шломчик М.Дж. (01.01.2001). «Главный комплекс гистосовместимости и его функции» . Иммунобиология: Иммунная система в здоровье и болезнях (5-е изд.). Гирляндная наука.

[4] Бузид Р., де Бейер М.Т., Луитен Р.Дж., Безстарости К., Кесслер А.Л., Бруно М.Дж., Пеппеленбош М.П., Деммерс Дж.А., Бушоу С.И. (май 2021 г.). «Эмпирическая оценка использования вычислительного связывания HLA в качестве раннего фильтра для рабочего процесса обнаружения эпитопов на основе масс-спектрометрии» . Раки . 13 (10): 2307. doi : 10.3390/cancers13102307 . ПМК 8150281 . ПМИД 34065814 .

[:0-5] Хьюитт EW (октябрь 2003 г.). «Путь презентации антигена MHC класса I: стратегии уклонения от вирусного иммунитета» . Иммунология . 110 (2): 163–9. дои : 10.1046/j.1365-2567.2003.01738.x . ПМК 1783040 . ПМИД 14511229 .

[:2-6] Jump up to: ^а ^б Жоффр О.П., Сегура Э., Савина А., Амигорена С. (июль 2012 г.). «Перекрестная презентация дендритных клеток». Обзоры природы. Иммунология . 12 (8): 557–69. дои : 10.1038/nri3254 . ПМИД 22790179 . S2CID 460907 .

[7] «Обработка и презентация антигена | Британское общество иммунологии» . www.immunology.org . Проверено 27 ноября 2021 г.

[8] Томас, Кристоф; Тампе, Роберт (2017). «Корректировка комплексов пептид-MHC посредством динамических многовалентных взаимодействий» . Границы в иммунологии . 8:65 . дои : 10.3389/fimmu.2017.00065 . ISSN 1664-3224 . ПМЦ 5296336 . ПМИД 28228754 .

[:3-9] Jump up to: ^а ^б Синха Дж. К., Бхаттачарья С. Учебник по иммунологии . Академические издательства. ISBN 9788189781095 .

[10] Несмиянов, Павел П. (2020), «Презентация антигена и главный комплекс гистосовместимости» , Справочный модуль по биомедицинским наукам , Elsevier, стр. 90–98, doi : 10.1016/b978-0-12-818731-9.00029-x , ISBN 978-0-12-801238-3 , S2CID 234948691 , получено 2 декабря 2021 г.

[11] Сей Дж.Дж., Хаскетт С., Каминский Л.В., Лин Э., Тракенмиллер М.Э., Беллоне С.Дж. и др. (июнь 2015 г.). «Пептид-MHC-I из эндогенного антигена превосходит количество пептидов из экзогенного антигена, независимо от фенотипа или активации APC» . ПЛОС Патогены . 11 (6): e1004941. дои : 10.1371/journal.ppat.1004941 . ПМЦ 4479883 . ПМИД 26107264 .

[:4-12] Jump up to: ^а ^б Стерн LJ, Сантамброджо L (июнь 2016 г.). «Плавильный котел пептидома MHC II» . Современное мнение в иммунологии . 40 :70–7. дои : 10.1016/j.coi.2016.03.004 . ПМЦ 4884503 . ПМИД 27018930 .

[13] Флорес-Ромо Л. (март 2001 г.). «Созревание и миграция дендритных клеток in vivo» . Иммунология . 102 (3): 255–62. дои : 10.1046/j.1365-2567.2001.01204.x . ПМК 1783189 . ПМИД 11298823 .

[14] Батиста Ф.Д., Харвуд, штат Небраска (январь 2009 г.). «Кто, как и где презентация антигена В-клеткам». Обзоры природы. Иммунология . 9 (1): 15–27. дои : 10.1038/nri2454 . ПМИД 19079135 . S2CID 2413048 .

[15] Харвуд, штат Небраска, Батиста, федеральный округ (декабрь 2010 г.). «Представление антигена В-клеткам» . Отчеты о биологии F1000 . 2 : 87. дои : 10.3410/B2-87 . ПМК 3026618 . ПМИД 21283653 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]