Микроскладчатая клетка
| Микроскладчатая клетка | |
|---|---|
| Подробности | |
| Система | Иммунная система |
| Расположение | Лимфоидная ткань, связанная с кишечником (GALT) пейеровых бляшек в тонком кишечнике и лимфоидная ткань, связанная со слизистой оболочкой (MALT) других частей желудочно-кишечного тракта. |
| Функция | антигена Поглощение |
| Идентификаторы | |
| латинский | эпителиоциты микропликатус |
| МеШ | Д000092303 |
| ТД | Х3.04.03.0.00010 |
| ФМА | 62929 |
| Анатомические термины микроанатомии | |
Микроскладчатые клетки (или М-клетки ) обнаруживаются в лимфоидной ткани, связанной со слизистой оболочкой (GALT) пейеровых бляшек в тонком кишечнике , и в лимфоидной ткани, связанной со слизистой оболочкой (MALT) других частей желудочно-кишечного тракта . Известно, что эти клетки инициируют иммунные реакции слизистой оболочки на апикальной мембране М-клеток и обеспечивают транспорт микробов и частиц через слой эпителиальных клеток из просвета кишечника в собственную пластинку , где может иметь место взаимодействие с иммунными клетками. [1]
В отличие от своих соседних клеток, М-клетки обладают уникальной способностью поглощать антиген из просвета тонкой кишки посредством эндоцитоза , фагоцитоза или трансцитоза . Антигены доставляются к антигенпрезентирующим клеткам , таким как дендритные клетки и В-лимфоциты . М-клетки экспрессируют протеазу катепсин Е , как и другие антигенпрезентирующие клетки. Этот процесс происходит в уникальной карманообразной структуре на их базолатеральной стороне. Антигены распознаются посредством экспрессии рецепторов клеточной поверхности, таких как гликопротеин-2 (GP2), которые обнаруживают бактерии и специфически связываются с ними. Клеточный прионный белок (PrP) является еще одним примером рецептора клеточной поверхности М-клеток. [2]
М-клетки лишены микроворсинок, но, как и другие эпителиальные клетки, они характеризуются прочными клеточными соединениями . Это обеспечивает физический барьер, который представляет собой важную линию защиты между содержимым кишечника и иммунной системой хозяина. Несмотря на наличие эпителиального барьера, некоторые антигены способны проникать через М-клеточный барьер и инфицировать близлежащие эпителиальные клетки или проникать в кишечник. [3]
Структура
[ редактировать ]М-клетки отличаются от других эпителиальных клеток кишечника своими морфологическими различиями. Они характеризуются короткими микроворсинками или отсутствием этих выступов на поверхности клетки. Когда они представляют собой микроворсинки, они короткие, неправильной формы и располагаются на апикальной поверхности или в виде кармановидных инвагинаций на базолатеральной поверхности этих клеток. Когда у них отсутствуют микроворсинки, они характеризуются микроскладками и отсюда получают свое общеизвестное название. Эти клетки гораздо менее распространены, чем энтероциты . Эти клетки также можно идентифицировать по компонентам цитоскелета и внеклеточного матрикса, экспрессируемым на краях клеток или на их клеточных поверхностях, таким как актин , вилин, цитокератин и виментин. [3]
Разработка
[ редактировать ]Факторы, способствующие дифференцировке М-клеток, еще не выяснены, но считается, что они развиваются в ответ на сигналы иммунных клеток, обнаруженных при развитии пейеровых бляшек. [4] В-клетки участвуют в развитии М-клеток, поскольку они также в больших количествах локализуются в фолликулярно-ассоциированном эпителии (FAE). В FAE отсутствует популяция В-клеток, что приводит к уменьшению количества М-клеток, выстилающих пейеровы бляшки. Аналогично, известно, что клеточная линия лимфомы человека претерпевает переход от клеток аденокарциномы к М-клеткам.
Хотя многие исследования показали, что различные типы клеток управляют дифференцировкой М-клеток, новые исследования характеризуют молекулярные пути, которые управляют дифференцировкой М-клеток. Совсем недавно в ходе исследований потери функции и фенотипа спасения было показано, что RANKL является активатором рецептора лиганда NF-κB и играет роль в дифференцировке М-клеток. RANKL экспрессируется по всему тонкому кишечнику, способствует поглощению патогенов, таких как сальмонелла, и является наиболее важным фактором дифференцировки М-клеток. [5] Известно, что микробы, обнаруженные в кишечном эпителии, управляют развитием М-клеток. Например, эффекторный белок SopB системы секреции III типа активирует переход М-клеток из энтероцитов . [6] М-клетки проходят процесс дифференцировки в течение четырех дней, прежде чем достигнут полного созревания. Недавние исследования показали, что они возникают отдельно от лимфоидных и миелоидных линий. [7]
Патогены могут использовать пути дифференцировки клеток для проникновения в клетки-хозяева. Это достигается путем индукции дифференцировки энтероцитов в М-клеточный тип эпителия кишечника. [1] В одном случае упомянутый выше эффекторный белок SopB секретируется, чтобы инициировать быструю дифференцировку энтероцитов, локализованных в FAE, путем инициации эпителиально-мезенхимального перехода в этих клетках. Когда SopB активирует дифференцировку энтероцитов, он действует посредством активации сигнального пути Wnt / b-катенин и запускает RANKL и его рецептор, участвующий в регуляции клеточного апоптоза . [8]
Функция
[ редактировать ]М-клетки не выделяют слизь или пищеварительные ферменты и имеют более тонкий гликокаликс , что позволяет им иметь легкий доступ к просвету кишечника для эндоцитоза антигенов. Основная функция М-клеток — селективный эндоцитоз антигенов и транспортировка их к интраэпителиальным макрофагам и лимфоцитам, которые затем мигрируют в лимфатические узлы , где может быть инициирован иммунный ответ. [9]
Пассивный иммунитет
[ редактировать ]М-клетки играют роль в пассивном иммунитете или передаче активного гуморального иммунитета во время и после беременности. Младенцам необходимы антитела, специфичные к кишечным антигенам их матери, которые выходят из кишечника матери и попадают в грудное молоко. Эти антитела способны проникать в молоко через лимфатическую систему . Хотя механизм этого транспорта до конца не изучен, предполагается, что роль транспортных средств играют дендритные клетки и макрофаги. У женщин, не кормящих грудью, когда М-клетки распознают антиген в кишечнике, они стимулируют выработку многих антител иммуноглобулина А ( IgA ). Эти антитела выделяются в слизистую оболочку кишечника, слюнные железы и лимфатические узлы . Однако у кормящих женщин М-клетки распознают антиген, и IgA направляется из кишечника в молочную железу. Перемещение IgA из кишечника в грудное молоко контролируется гормонами, хемокинами и цитокинами. Таким образом, молочная железа и грудное молоко играют решающую роль наряду с М-клетками в иммунная система слизистой оболочки . [10]
Клиническое значение
[ редактировать ]М-клетки используются несколькими патогенными грамотрицательными бактериями, включая Shigella flexneri , Salmonella typhimurium и Yersinia pseudotuberculosis , а также инфекционными прионами , например, при губчатом энцефалите крупного рогатого скота (коровье бешенство), как способ проникновения в эпителий кишечника. Использование фактора вирулентности зависит от способности возбудителя связываться с М-клетками и, таким образом, гарантировать проникновение таким образом, когда М-клетки отбирают содержимое кишечника. ЕРЕС (см. Патогенная кишечная палочка ), содержащий плазмиды с генами EAF ( фактор присоединения Escherichia coli ), будет прикрепляться к М-клеткам. Они также используются для распространения такими вирусами, как полиомиелит и реовирус. [11] Было отмечено, что тропик CXCR4 , но не тропик CCR5, ВИЧ способен связываться с М-клетками и транспортироваться ими через эпителий. [12]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Мабботт Н.А., Дональдсон Д.С., Оно Х., Уильямс И.Р., Махаджан А. (июль 2013 г.). «Микроскладчатые (М) клетки: важные посты иммунонадзора в эпителии кишечника» . Иммунология слизистой оболочки . 6 (4): 666–677. дои : 10.1038/ми.2013.30 . ПМЦ 3686595 . ПМИД 23695511 .
- ^ Миллер Х., Чжан Дж., Куоли Р., Патель ГБ, Чен В. (март 2007 г.). «Кишечные М-клетки: ошибочные стражи?» . Всемирный журнал гастроэнтерологии . 13 (10): 1477–1486. дои : 10.3748/wjg.v13.i10.1477 . ПМЦ 1876659 . ПМИД 17461437 .
- ^ Jump up to: а б Канайя Т., Оно Х (2014). «Механизмы дифференцировки М-клеток» . Бионаука о микробиоте, еде и здоровье . 33 (3): 91–97. дои : 10.12938/bmfh.33.91 . ПМК 4098651 . ПМИД 25032083 .
- ^ Креэнбюль Дж. П., Нейтра М. Р. (2000). «Эпителиальные М-клетки: дифференцировка и функция». Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития . 16 : 301–332. doi : 10.1146/annurev.cellbio.16.1.301 . ПМИД 11031239 . Связь
- ^ Кнуп К.А., Кумар Н., Батлер Б.Р., Сактивел С.К., Тейлор Р.Т., Ночи Т. и др. (ноябрь 2009 г.). «RANKL необходим и достаточен для инициации развития М-клеток, отбирающих антиген, в эпителии кишечника» . Журнал иммунологии . 183 (9): 5738–5747. doi : 10.4049/jimmunol.0901563 . ПМЦ 2922944 . ПМИД 19828638 .
- ^ Тахун А., Махаджан С., Пакстон Э., Мальтерер Г., Дональдсон Д.С., Ван Д. и др. (ноябрь 2012 г.). «Сальмонелла трансформирует эпителиальные клетки, связанные с фолликулами, в М-клетки, способствуя инвазии в кишечник» . Клетка-хозяин и микроб . 12 (5): 645–656. дои : 10.1016/j.chom.2012.10.009 . ПМИД 23159054 .
- ^ Оно Х., Канайя Т., Уильямс И.Р. (ноябрь 2012 г.). «Дифференцировка М-клеток: отдельная линия или фенотипический переход? Сальмонелла дает ответы» . Клетка-хозяин и микроб . 12 (5): 607–609. дои : 10.1016/j.chom.2012.11.003 . ПМИД 23159049 .
- ^ Тахун А., Махаджан С., Пакстон Э., Мальтерер Г., Дональдсон Д.С., Ван Д. и др. (ноябрь 2012 г.). «Сальмонелла трансформирует эпителиальные клетки, связанные с фолликулами, в М-клетки, способствуя инвазии в кишечник» . Клетка-хозяин и микроб . 12 (5): 645–656. дои : 10.1016/j.chom.2012.10.009 . ПМИД 23159054 .
- ^ Мерфи К.М. (2012). Иммунобиология Джейнвей (8-е изд.). Нью-Йорк: Garland Science. ISBN 978-0-8153-4243-4 .
- ^ Миллиган Л. (апрель 2013 г.). «От материнского кишечника к молоку» . Международный консорциум по геномике молока . Проверено 20 февраля 2019 г.
- ^ Узилу Л., Калио Э., Пеллетье И., Прево М.К., Прево Э., Кольбер-Гарапен Ф. (сентябрь 2002 г.). «Транцитоз полиовируса через М-подобные клетки» . Журнал общей вирусологии . 83 (Часть 9): 2177–2182. дои : 10.1099/0022-1317-83-9-2177 . ПМИД 12185271 .
- ^ Фотопулос Г., Харари А., Микетти П., Троно Д., Панталео Г., Креэнбюль Дж. П. (июль 2002 г.). «Трансэпителиальный транспорт ВИЧ-1 М-клетками опосредован рецепторами» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (14): 9410–9414. Бибкод : 2002PNAS...99.9410F . дои : 10.1073/pnas.142586899 . ПМЦ 123154 . ПМИД 12093918 .