Дисциплина «Иммунология» РЕЦЕПТОРЫ ЛИГАНДЫ ЦИТОТОКСИНЫОпределение Кластеры дифференцировки (англ.

Дисциплина «Иммунология» РЕЦЕПТОРЫ ЛИГАНДЫ ЦИТОТОКСИНЫ

Определение Кластеры дифференцировки (англ. Cluster of differentiation CD) – антигены клеточной поверхности, выявляемые с помощью моноклональных антител (CD – своеобразные маркеры клеток определенного типа).

Кластеры дифференцировки Каждому CD присвоен порядковый номер Клетка, несущая на своей поверхности определенный CD (например, CD8), обозначается как CD+ (например, CD8+) Каждый CD – не только антиген, но и белок, выполняющий определенные функции

Клеточные рецепторы Клеточные рецепторы – молекулы, распознающие специфические сигналы. Как правило, это белки, расположенные на клеточной мембране, а иногда в цитоплазме.

Рецепторы распознают определенное сигнальное вещество и, связавшись с ним, изменяют свои свойства таким образом, что это приводит к серии биохимических превращений, началу транскрипции некоторых генов, синтезу соответствующих белков и в итоге к интегрированной реакции клетки на сигнал.

Лиганды Лиганды – молекулы, специфически связывающиеся с рецепторами. Лиганды могут быть связанными с мембраной (например, молекулы адгезии) или быть растворимыми (например, цитокины). Многие лиганды существуют в обеих формах.

Лиганды Мембраносвязанные молекулы имеют гидрофильный внеклеточный домен, липофильный трансмембранный домен и гидрофильный цитоплазматический домен. Характерным для лиганда является более длинный внеклеточный домен, тогда как рецепторные молекулы (молекулярные комплексы) несут длинный цитоплазматический хвост.

Рецепторы Антигенраспознающий В-клеточный рецептор В-лимфоцитов (англ. B-cell Receptor BcR) построен из молекулы мембранного иммуноглобулина (mIg). Антигенраспознающий В-клеточный рецептор В-лимфоцита

Рецепторы Антигенраспознающий Т-клеточный рецептор Т-лимфоцитов (англ. T-cell Receptor TcR) построен из α- и β-цепей. Антигенраспознающий Т-клеточный рецептор Т-лимфоцитов (для цепей CD3 – цепи γ, δ, ε и η есть с каждой стороны)

Наиболее важные СD CD2 – присутствует на поверхности практически всех зрелых Т-лимфоцитов, тимоцитов и NK. CD2 участвует в иммунологических реакциях, требующих межклеточного взаимодействия. СD3 – является компонентом TcR. CD4 – находится на поверхности одной из разновидностей Т-лимфоцитов, тимоцитах, моноцитах, некоторых клетках головного мозга. CD4 может участвовать в передаче в клетку активационного сигнала и сигналов, индуцирующих гибель клеток по механизму апоптоза. CD5 – находится на поверхности всех Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов периферической крови. На мембране клетки расположен рядом с TcR. CD8 – находится на поверхности ЦТЛ и Т-супрессоров, на части NK. На незрелых кортикальных тимоцитах одновременно могут находиться CD4 и CD8. На зрелых Т-клетках CD8 ассоциирован с CD3. CD8 обладает сродством к антигенам МНС класса I. CD8 принимает участие в активации Т-лимфоцитов

Цитокины Цитокины – эндогенные регуляторные пептиды, продуцируемые практически всеми ядросодержащими клетками организма, причем гены некоторых цитокинов экс-прессируются во всех без исключения клетках организма. В настоящее время известно более 30 цитокинов.

История терминов Вещества, активирующие и координирующие взаимодействие Т-клеток, ранее называли лимфокинами (греч. kineo – возбуждать) или интерлейкинами (лат. inter – взаимно и греч. leukos – белые); стимулирующие В-клетки или макрофаги – факторами; индуцирующие образование и диффренциацию других кроветворных клеток – гемопоэтинами (греч. haima – кровь и poiesis – выработка)

Сейчас всех их называют цитокинами и подразделяют: интерлейкины (ИЛ) со сложившимися исторически порядковыми номерами; интерфероны (ИНФ); факторы некроза опухолей (ФНО) – ФНОα и ФНОβ; колониестимулирующие факторы (КСФ); хемокины и некоторые другие.

Критерии цитокинов молекулярное клонирование и экспрессия гена изучаемого фактора; наличие уникальной нуклеотидной и аминокислотной последовательности; молекула должна продуцироваться клетками иммунной системы (лимфоцитами, моноцитами или другими типами лейкоцитов); молекула должна иметь важную биологическую функцию в регуляции иммунного ответа, а также дополнительные функции, из-за чего ей не может быть дано функциональное название; перечисленные свойства нового ИЛ должны бытьопубликованы в рецензируемом научном издании.

Закономерности функционирования системы цитокинов Синтез большинства цитокинов индуцируется, в покоящейся клетке синтезируется только небольшое количество ИЛ-12 и ИЛ-15. Действие цитокинов локально, цитокины практически не поступают в системный кровоток.

Закономерности функционирования системы цитокинов Цитокины синтезируются на протяжении небольшого периода времени (от 1–2 суток до 6 суток) и быстро выводятся из организма (от нескольких минут до нескольких часов). Каждый тип клеток иммунной системы способен продуцировать несколько цитокинов, и каждая разновидность может секретироваться разными клетками.

Закономерности функционирования системы цитокинов Один и тот же цитокин может выполнять несколько функций (плейотропность эффектов), а одна и та же функция (действие) может выполняться разными цитокинами (взаимозаменяемость). При действии цитокина сигнал внутрь клетки проводится путем взаимодействия со специфическими клеточными рецепторами.

Рецепторы цитокинов цитокиновые – для ИЛ-2 – 7, 9, 12, гранулоцитарно-макрофагальный-КСФ и др.; интерфероновые – все ИНФ, ИЛ-10; рецепторы для ФНО – ФНОα и др.; иммуноглобулиноподобные – ИЛ-1; тирозинкиназные – макрофагального-КСФ.

Toll-рецепторы В настоящее время в геноме человека обнаружены гены как минимум 10 Toll-подобных рецепторов. Связывание компонентов микробной стенки с Toll-подобными рецепторами приводит к активации системы внутриклеточной передачи сигналов от мембраны к ядру и транскрипции генов цитокиновых каскадов, ответственных за активацию фагоцитов и других иммунокомпетентных клеток.

Функции цитокинов 1. Регуляция иммунного ответа на всех этапах его развития. Цитокины воздействуют почти на все клетки, участвующие в развитии воспаления. 2. Регуляция защитных реакций организма на местном уровне.

Функции цитокинов 3. Регуляция защитных реакций организма на системном уровне. 4.Осуществление взаимосвязи между неспецифическим и специфическим иммунитетом. 5. Регуляция эмбриогенеза, закладки и развития ряда органов, в том числе органов иммунной системы.

Функции цитокинов Регуляция отдельных нормальных физиологических функций. Регуляция процессов регенерации для восстановления поврежденных тканей.

Применение цитокинов стимуляторы гемопоэза (гранулоцитарно-макрофагальный и гранулоцитарный КСФ); противовирусные и иммуностимулирующие средства (ИНФ); иммуностимуляторы при аутоиммунных и иммунодефицитных состояниях (ИЛ-1, -2); противовоспалительные средства при ревматических заболеваниях (препарат Арил – рецепторный антагонист ИЛ-1 человека; растворимые рецепторы для ИЛ-1 и ФНО); противоопухолевые препараты (ИНФ-α и ИНФ-γ, ИЛ-1, ИЛ-2, ФНОα).

Виды цитокинов Цитокины, обусловливающие приобретенный иммунитет Цитокины, обусловливающие естественный иммунитет

Цитокины, обусловливающие приобретенный иммунитет регулирующие активацию, рост и дифференциацию лимфоцитов; активирующие неспецифические – эффекторные клетки воспаления; стимулирующие гемопоэз.

Цитокины, регулирующие активацию, рост и дифференциацию лимфоцитов. Из трех цитокинов этой группы – интерлейкин-2 (ИЛ-2), интерлейкин-4 (ИЛ-4), трансформирующий рост-фактор  (ТРФ-) – ключевую роль играет ИЛ-2.

Цитокины, регулирующие активацию, рост и дифференциацию лимфоцитов ИЛ-2 ИЛ-4 ТРФ- Гликопротеид М = 14–17 кД Продукция: Т-хелперы Полипептид М = 20 кД Продукция: Т-хелперы Полипептид М = 28 кД Продукция: многие ИКК

Цитокины, активирующие неспецифические эффекторные клетки воспаления К этой группе цитокинов относятся гамма-интерферон (γ-ИНФ), лимфо-токсин и интерлейкин-5 (ИЛ-5). Все они являются полипептидами с молекулярной массой 20–25 кД.

Цитокины, активирующие неспецифические эффекторные клетки воспаления γ-ИНФ Лимфотоксин ИЛ-5 Продуцируют Т-хелперы. Активатор фагоцитов, стимулирует фагоцитоз Продуцируют активные Т-лимфоциты. Стимулирует лизис клеток Продуцируют стволовые клетки и Т-хелперы. Повышает синтез антител

Цитокины, стимулирующие гемопоэз К ним относятся два интерлейкина – 3 и 7 (ИЛ-3, ИЛ-7) и три колониестимулирующих фактора (КСФ) – гранулоцитарно-макрофагальный (ГМ), моноцитарно-макрофагальный (М) и гранулоцитарный (Г). Все цитокины, стимулирующие гемопоэз, являются полипептидами с молекулярной массой 20–40 кД.

Цитокины, стимулирующие гемопоэз ИЛ-3 М КСФ и Г КСФ ГМ КСФ ИЛ-7

Цитокины природного иммунитета В группу цитокинов природного иммунитета, кроме ИНФ и ФНО, относят три ингерлейкина – ИЛ-1, ИЛ-6 и семейство низкомолекулярных цитокинов воспаления ИЛ-8. Являются полипептидами с молекулярной массой от 8–10 кД (ИЛ-8) до 26 кД (ИЛ-6).

Цитокины природного иммунитета ИЛ-1 стимулирует процесс пролиферации Т-клеток, рост и дифференциацию В-клеток. ИЛ-6 индуцирует выработку фибриногена, С-реактивного белка и других белков острой фазы воспаления, является активатором роста и дифференциации В-клеток, стимулятором Т-клеток. ИЛ-8 продуцируются под воздействием бактериальных эндотоксинов и цитокинов. Активируют нейтрофилы, вызывают их хемотаксис в очаг воспаления.

Основные источники и функции цитокинов ИЛ-1 (макрофаги) – участвует в иммунных и воспалительных реакциях, стимулирует продукцию острофазовых белков, активирует покоящиеся Т-лимфоциты ИЛ-2 (Т-лимфоциты) – фактор роста Т-лимфоцитов ИЛ-3 (Т-лимфоциты) – полипотентный КСФ (стимулирует все ростки кроветворения)

Основные источники и функции цитокинов ИЛ-4 (Т-лимфоциты) – фактор роста и дифференцировки В-лимфоцитов, стимулирует синтез IgE, дифференцировку Т-лимфоцитов и созревание тучных клеток ИЛ-5 (Т-лимфоциты) – фактор роста и дифференцировки В-лимфоцитов, стимулирует синтез IgA, фактор роста и дифференцировки эозинофилов ИЛ-6 (макрофаги, Т-лимфоциты) – фактор дифференцировки В-лимфоцитов, участвует в воспалительных реакциях, стимулирует продукцию острофазовых белков

Основные источники и функции цитокинов ИЛ-7 (стромальные клетки костного мозга и тимуса) – фактор роста предшественников Т- и В-лимфоцитов ИЛ-8 (макрофаги, Т-лимфоциты, фибробласты) – фактор хемотаксиса нейтрофилов ИЛ-9 (Т-лимфоциты) – в сочетании с ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4 и эритропоэтином стимулирует кроветворение

Основные источники и функции цитокинов ИЛ-10 (макрофаги, Т-лимфоциты) – угнетает синтез ИНФ-γ ГА, экспрессию антигенов HLA класса II, синтез медиаторов воспаления ИЛ-11 (костный мозг и фибробласты легких плода) – вместе с ИЛ-3 и ИЛ-4 стимулирует пролиферацию полипотентных стволовых клеток, фактор роста и дифференцировки мегакариоцитов, стимулирует продукцию острофазовых белков

Основные источники и функции цитокинов ИЛ-12 (макрофаги и моноциты, 5-лимфоциты) – стимулирует пролиферацию ГА и продукцию ими ИНФ-у,активирует NK ИЛ-13 (Г-лимфоциты) – стимулирует экспрессию CD23, CD72 и антигенов HLA класса II на В-лимфоцитах, стимулирует пролиферацию В-лимфоцитов и синтез IgE

Основные источники и функции цитокинов ФНО (макрофаги и моноциты, Т-лимфоциты) – участвует в иммунных и воспалительных реакциях, стимулирует продукцию острофазовых белков, обладает противоопухолевой активностью, активирует свертывающую систему крови, фактор хемотаксиса моноцитов ИНФ-α (макрофаги, лейкоциты), ИНФ-β (фибробласты и эпителиальные клетки) – обладают противовирусной и противоопухолевой активностью, повышают экспрессию антигенов HLA класса II на макрофагах, стимулируют макрофаги и NK-лимфоциты;

Основные источники и функции цитокинов ИНФ-γ (Г-лимфоциты) – антагонист ИЛ-4, подавляет экспрессию CD23 и синтез IgE, мощный активатормакрофагов гранулоцитарно-макрофагальный КСФ (макрофаги, Т-лимфоциты, фибробласты и эпителиальные клетки) – фактор роста колоний гранулоцитов и моноцитов, активирует фагоцитоз, стимулирует цитотоксическую функцию эозинофилов, индуцирует высвобождение гистамина базофилами и нейротоксина эозинофилами

Взаимодействие цитокинов Синергизм функций цитокинов. ИЛ-1, ИЛ-6, ФНОа – факторы неспецифической защиты, они участвуют в патогенезе некоторых аутоиммунных заболеваний. ИЛ-1, ИЛ-6 – стимулируют пролиферацию тимоцитов. Синергизм проявляют цитокины ИЛ-6 и ИЛ-11; ИЛ-2 и ИЛ-7, ИЛ-8, ИЛ-9, ИЛ-12.

Взаимодействие цитокинов Антагонистами к цитокинам являются растворимые рецепторы к ним и моноклональные антитела. Антагонисты ИЛ-2 и ИЛ-4, ИЛ-12 и ИЛ-10. ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-4 усиливают свою собственную продукцию, а ИЛ-10 тормозит свой синтез. ИЛ-1 вызывает синтез ИЛ-6, но ИЛ-10 угнетает синтез ИЛ-1.

МОЛЕКУЛЫ МЕЖКЛЕТОЧНОЙ АДГЕЗИИ Молекулы межклеточной адгезии – это поверхностные (трансмембранные) гликопротеины, обеспечивающие многочисленные клеточно-матриксные и клеточно-клеточные взаимодействия.

Существуют следующие разновидности молекул межклеточной адгезии: Молекулы суперсемейства Ig называются так потому, что содержат один или более иммуноглобулиновых доменов, характерных для молекул антител. Являются Са2+ – независимыми молекулами адгезии.

I. JCAM (intercellular adhesion molecules) ICAM-1 (CD54) экспрессируется на сосудистом эндотелии, моноцитах, В- и Т-лимфоцитах, кератиноцитах и некоторых других типах клеток, в том числе опухолевых. Максимальная экспрессия достигается через 6–12 ч активации клеток и долго остается на высоком уровне (до 48 ч).

JCAM (intercellular adhesion molecules) Функции: обеспечивают адгезию нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов к активированному сосудистому эндотелию с последующим их выходом из сосудов и миграцией в очаг воспаления; участвуют в контактных взаимодействиях клеток в иммунных реакциях (Т-лимфоцита с моноцитом, ЦТЛ с клеткой-мишенью); обеспечивают прикрепление опухолевых клеток к эндотелиоцитам.

JCAM (intercellular adhesion molecules) Карциноэмбриональный антиген – специфический маркер опухолевых клеток, например карциномы толстого кишечника человека, локализованный на их поверхности. Участвует в адгезии опухолевых клеток к коллагену.

JCAM (intercellular adhesion molecules) PECAM-1. (platelet/endothelial cell adhesion molecule, СD31) экспрессируется на эндотелии, тромбоцитах, T-лимфоцитах, нейтрофилах и моноцитах, а также на опухолевых клетках. Функция: адгезия лейкоцитов, тромбоцитов и опухолевых клеток к сосудистому эндотелию.

JCAM (intercellular adhesion molecules) VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule) экспрессируется в сосудистом эндотелии, макрофагах, экспрессия стимулируется цитокинами, достигает максимума через 6–12 ч и длительно держится на высоком уровне. Функции: обеспечение адгезии лимфоцитов, моноцитов и эозинофилов (но не нейтрофилов) к активированному эндотелию с последующим их выходом из сосуда и миграцией в очаг воспаления; обеспечение адгезии опухолевых клеток к эндотелиальным клеткам, способствующее их инвазии.

JCAM (intercellular adhesion molecules) LFA2 (lymphocyteJunction associated antigen, CD2) экспрессируется на поверхности практически всех зрелых Г-лимфоцитов (ранний маркер Т-клеток), а также тимоцитов и NK. Лиганд – LFA-3 (CD58). Функции: Т-В-кооперации при индукции образования антител; образование конъюгатов между NK и клетками-мишенями; являетсярецептором альтернативного пути активации Т-лимфоцитов, способствует их пролиферации.

II. Интегрины. Это большое семейство трансмембранных связывающих белков, которые играют роль рецепторов большинства белков внеклеточного матрикса (коллагена, фибронектина, витронектина и др.). Структурно интегрины состоят из двух цепей: а и р. Интегрины на поверхности лейкоцитов носят названия LFA-1, Мас-1.

Интегрины: LFA-1 (СD18, интегрин лейкоцитарный) экспрессируется только на лейкоцитах. Функции: инициация В- и Т-клеточной пролиферации, опосредованного Т-клеточного цитолиза; обеспечение взаимодействия лейкоцитов с другими тканями, включая эндотелий; CD18 взаимодействует с компонентом комплемента и с фибриногеном; адгезия нейтрофилов к другим клеткам; миграция лейкоцитов к очагу воспаления.

III. Селектин-лектиновое семейство Пектины – класс белков, способных быстро, избирательно и обратимо связываться с сахарами, поэтому основная их функция – связывание с углеводами соседних клеток. Селектины относят к семейству лектинов: L-селектин находится на поверхности лимфоцитов, .Е-селектин и Р-селектин (CD62) обнаруживаются в основном на эндотелиальных клетках.

IV. Муцины Это семейство высокогликозилированных протеинов высокого молекулярного веса. Экспрессируются на поверхности человеческих эпителиоцитов. Наиболее изучен MUC-1. Возможные лиганды – селектины.

V. Суперсемейство рецепторов к ФНО и фактору роста нервов Это молекулы, опосредующие апоптоз. К ним относят CD95, рецептор ФНО-1, рецепторы смерти 3, 4, 5 и 6 и др

Спасибо за внимание! Все свободны!