Gamtinių žudikų (NK) ląstelės: naudingos pastabos dėl natūralių žudikų (NK) ląstelių

Natūralių žudikų (NK) ląstelės buvo atrasta atsitiktinai eksperimentuojant su pelių T ląstelių aktyvumu in vitro navikų ląstelėse.

Tuose eksperimentuose buvo panaudotos pelių ir T-ląstelių T-ląstelės iš normalių pelių be auglio. Mokslininkai nustebino, kad T-ląstelės iš normalių pelių taip pat turėjo didelį aktyvumą prieš naviko ląsteles. Šie limfocitai buvo vadinami natūraliais žudikais (NK).

NK ląstelė yra didelis granuliuotas limfocitas ir sudaro 15 proc. Periferinių kraujo limfocitų. NK ląstelės yra kilusios iš kaulų čiulpų kraujo kamieninių ląstelių. Tačiau jų giminė yra neaiški. Yra tam tikrų panašumų tarp NK ląstelių ir T ląstelių.

Tačiau yra keletas svarbių skirtumų tarp NK ląstelių ir T ląstelių:

i. NK ląstelėms jų vystymuisi nereikia timuso.

ii. Dauguma NK ląstelių ekspresuoja CD16 ir CD56 molekules jų paviršiuje. NK ląstelėse nėra CDS molekulių, o T ląstelės yra CD3 + . Taigi CD3, CD16 ir CD56 analizė padeda atskirti NK ląsteles nuo T ląstelių. (NK ląstelės yra CD3 ir paprastai CD16 +, CD56 +, T ląstelės yra CD3 + ir paprastai CD16 -, CD56 - ).

iii. NK ląstelės gali lizuoti tam tikras naviko ląsteles ir virusines infekuotas ląsteles in vitro. Kaip ir citolitinės T ląstelės (NKL), NK ląstelėse yra citoplazmos granulių, turinčių perforinų ir granzimų, kurie naikina tikslines ląsteles. Tačiau yra skirtumų tarp NK ląstelių ir CTL, atsižvelgiant į jų taikinių ląstelių žudymą.

NK ląstelių aktyvumui nereikia jokio ankstesnio antigenų poveikio. Kadangi CTL reikia išankstinio jautrumo antigenui.

Be to, NK ląstelės gali veikti prieš bet kokį naviko arba viruso infekuotą ląstelę (ty NK ląstelių aktyvumas nėra specifinis). Kadangi CTL veikia tik ant antigenų, kuriems jie buvo aktyvuoti (ty CTL aktyvumas yra specifinis).

Tikslinių ląstelių žudymo mechanizmas NK ląstelėse:

1. NK ląstelės žudo naviko ląsteles ir viruso infekuotas ląsteles per panašų procesą kaip ir CTL. Kaip ir CTL, NK ląstelių granulės taip pat turi granzimų ir perforino. Po prisijungimo prie tikslinių ląstelių NK ląstelės išskiria granzimus ir perforinus. Manoma, kad granzimai ir perforinai tarpininkauja tikslinių ląstelių žudymui panašiai kaip CTL (12.5 pav.). Tačiau yra skirtumų tarp NK ląstelių ir CTL, palyginti su tikslinių ląstelių žudymu.

i. NK ląstelėms nereikalaujama, kad APC jiems pateiktų antigenus (kadangi CTL reikalauja, kad MHC I klasės molekulės pateiktų antigenus). Nėra žinoma NK ląstelių antigenų atpažinimo tikslinių ląstelių mechanizmas.

ii. NK ląstelių ląstelių membranoje nėra antigenų receptorių (kadangi CTL turi TCR, kurie jungiasi prie specifinių antigenų).

iii. NK ląstelės nesukuria imunologinės atminties (kadangi aktyvuoti CTL vysto imuninę atmintį ir gamina atminties CTL).

2. NK ląstelės taip pat gali nužudyti antikūnais dengtas tikslines ląsteles per nuo antikūnų priklausomą ląstelinį citotoksiškumo (ADCC) mechanizmą.

CD16 molekulės NK ląstelėse veikia kaip antikūnų Fc regiono receptoriai. NK ląstelė prisijungia prie antigenų antikūnų komplekso per CD16 molekulę.

Antikūno Fc regiono prisijungimas prie CD16 inicijuoja NK ląstelių aktyvumą (9.9 pav.).

NK ląstelės išskiria lytines medžiagas per tikslinę ląstelę. Lytinės medžiagos, išskiriamos iš NK ląstelių, veikia antigeną turinčią ląstelę ir naikina ląstelę. Kadangi NK ląstelės gali spontaniškai veikti bet kuriam antigenui ir nereikalauja išankstinio jautrinimo antigenais (ir tuo pačiu pavadinimu NK ląstelėmis), labiau tikėtina, kad NK ląstelės yra vienas svarbiausių įgimto imuninio atsako dalyvių. NK ląstelės prieš prasidedant specifinėms B ląstelėms ir T ląstelėms prieš tam tikrą antigeną veikia kaip priekinė linija.

Pasikartojančios virusinės infekcijos atsiranda asmenims, turintiems selektyvaus NK ląstelių trūkumo. Todėl atrodo, kad NK ląstelės vaidina svarbų apsauginį vaidmenį prieš virusines infekcijas. NK ląstelės taip pat gali atlikti svarbų vaidmenį apsaugant nuo bakterinių ir parazitinių infekcijų.

NK ląstelės užpuls vėžinių ląstelių, persodintų svetimų ląstelių ir virusų užkrėstų ląstelių. Tačiau ląstelių paviršiaus molekulės ant naviko ir viruso infekuotų ląstelių, kurias atpažįsta NK ląstelės, dar nėra žinomos.

Aktyvuotos NK ląstelės gamina daug citokinų, tokių kaip IFNγ ir TNFα. NK ląstelių išskiriamas IFNγ gali padidinti aktyvuotų makrofagų CMI atsakus. Daugiau nei NK ląstelių išskiriamas IFNγ gali padėti nukreipti TH ląsteles link TH 1 atsako.

Ląstelinis imunitetas:

Antikūnai nepatenka į gyvą ląstelę ir atakuoja ląstelių ląstelių mikrobus. Todėl humorinis imuninis atsakas nėra veiksmingas prieš mikrobus, gyvenančius šeimininko ląstelėje. Intracelulinių mikrobų aptikimą ir pašalinimą perneša ląstelių tarpinis imuninis (CMI) atsakas.

CD8 + T C ląstelės atlieka ląstelių ląstelių mikrobų atpažinimą ir pašalinimą. Tačiau CD8 + T ląstelių aktyvavimui ir veikimui reikia pagalbos iš CD4 + T H ląstelių. Todėl veiksmingam CMI atsakui reikia tiek T H, tiek T C ląstelių.

DiGeorge sindromas:

DiGeorge sindromas yra įgimtas imunodeficito sutrikimas, kurio metu vaikas gimsta be nosies. Todėl T ląstelių medijuojamų imuninių atsakų nėra. Vaikas kenčia nuo pakartotinių virusinių, bakterinių ir grybelinių infekcijų išpuolių. Tačiau vaikas gali susidoroti su ekstraląstelinėmis bakterinėmis infekcijomis (nes jas sprendžia antikūnai).

DiGeorge sindromo vaikams netgi susilpnėjusi virusinė vakcina gali sukelti gyvybei pavojingą infekciją. Šis sutrikimas pabrėžia T ląstelių poreikį veikti prieš ląstelių ląstelių mikrobus. CMI atsakai taip pat atpažįsta ir pašalina vėžines ląsteles ir transplantuotų organų ląsteles.

TCR genų organizacija ir TCR gamyba:

T ląstelių receptoriai (TCR) visuomet yra, nes T ląstelės yra su membrana susieti receptoriai, o TCR nėra išskiriamos kaip laisvos molekulės. (Nors imunoglobulinas egzistuoja dviem būdais: sigai egzistuoja kaip membranos surištos formos ir išskirti imunoglobulinai nėra prijungti prie B ląstelės paviršiaus.)

Yra dvi TCR formos, išreikštos T ląstelių, αβ TCR ir γδ TCR paviršiuose. AT ląstelėje yra tik αβ TCR arba y8 TCR. TCR α, β, γ ir δ polipeptidų grandines koduoja keturios TCR daugiageno šeimos. Α, β, γ ir δ daugelio genų šeima, TCR DNR genominis pertvarkymas ir TCR polipeptidų gamyba paprastai yra panašūs į imunoglobulino genų organizaciją ir imunoglobulino gamybą.

i. TCR genų ląstelių DNR perskirstymas yra panašus į imunoglobulino genų DNR persodinimą.

ii. Išsaugotos heptamero ir nonomerio atpažinimo signalų sekos (RSS), turinčios 12 bp (vieno posūkio) arba 23 bp (dviejų posūkių) distancines sekas, kiekviename V, D ir J segmente yra TCR gemalo linijos DNR.

iii. TCR a grandinė (kaip ir imunoglobulino lengvoji grandinė) yra koduojama V, J ir C geno segmentais. TCR β grandinė koduojama V, D, J ir C geno segmentais.

iv. TCR genų perskirstymas vyksta pagal vieną posūkio / dvipusio jungimo taisyklę, matomą imunoglobulino geno perskirstymuose.

v. T ląstelės taip pat išreiškia rekombinacijos aktyvuojančius genus RAG-1 ir RAG-2. RAG-l / RAG-2 rekombinazės fermentas atpažįsta heptamero ir nekomercinio atpažinimo signalus ir katalizuoja VJ ir VDJ jungtis TCR geno pertvarkymo metu panašiais ištrynimo ar inversijos mechanizmais, kurie atsiranda imunoglobulino genų perorganizavimo metu.

TCR a grandinės polipeptidas turi Vα (kintamąjį) regioną ir Ca (pastovų) regioną. Panašiai TCR β grandinėje yra Vβ ir Cβ regionai. Α ir β grandinės yra sujungtos disulfidinėmis jungtimis.

TCR a grandinės multigeno šeima ir TCR a grandinės polipeptido gamyba:

Pelės TCR a grandinės genų šeima 14 chromosomoje susideda iš 100Vα, 50Jα geno segmentų ir vieno Cα segmento. (Viena unikali TCR savybė - grandinės genų šeima yra ta, kad TCR δ geno šeimos genų segmentai yra tarp TCR α grandinės genų šeimos Vα ir Jα geno segmentų).

Bet kuris iš Vα geno segmentų prisijungia prie bet kokio Jα geno segmento (VJ prisijungimo). Po to pašalinami tarpiniai segmentai.

Pertvarkytas V α J α yra transkribuojamas RNR polimerazės fermentu, kad gautų pirminį RNR transkriptą.

RNR apdorojimo fermentai pašalina intronus pirminiame RNR transkripte ir gautas TCR a grandinės mRNR išeina iš branduolio į citoplazmą.

MRNR transliacijos ribosomos paverčia TCR a grandinės polipeptidu.

Lyderių sekos nukreipia peptido grandinę į neapdorotą endoplazminį retikululį (RER). Vėliau lyderių sekų aminorūgštys yra suskaldytos ir sudaromas galutinis TCR grandinės polipeptidas.

TCR β grandinės daugelio genų šeima ir TCR β grandinės polipeptido gamyba:

Pelės TCR β grandinės multi-geno genų šeimos, esančios 7 chromosomoje, turi 20–30 V β geno segmentus ir du beveik identiškus D, J ir C segmentų kartojimus. (Kiekvienas pakartojimas susideda iš vieno D β segmento, 6 arba 7 J β segmentų ir vieno geno segmento.

TCR β grandinės genų pertvarkymas yra panašus į sunkiosios grandinės pertvarkymą. Pirmasis D β ir J β sujungimas (DJ sujungimas) (12.10 pav.).

Tada D β J β prisijungia prie vieno V β, kad sudarytų V β D β J β vienetą (VDJ jungtis).

V β D β J β C β vienetą transkribuoja fermento RNR polimerazė ir generuojamas pirminis RNR transkriptas. RNR apdorojimo fermentai pašalina intronus pirminiame RNR transkripte ir gautas TCR β grandinės mRNR palieka branduolį ir patenka į citoplazmą.

Ribosomos prisijungia prie mRNR ir paverčia jį į TCR β polipeptido grandinę.

Lyderių sekos nukreipia TCR β grandinės polipeptidą į RER. Vėliau lyderių sekos yra suskaldytos ir sukuriamas galutinis TCR β grandinės polipeptidas.

TCR α ir β grandinės pereina į Golgi aparatą, o po to į sekrecines vezikules. Sekretorinių pūslelių saugiklis su T ląstelių membrana, todėl TCR yra išreikštas išoriniame T ląstelės aspekte. TCR α ir β grandinės yra ekspresuojamos kaip disulfido susietas heterodimeris T ląstelių membranoje.

TCR įvairovės generavimas:

Keli mechanizmai (kaip nustatyta imunoglobulino įvairovės formavime) taip pat veikia siekiant sukurti milžinišką skaičių TCR, kad būtų atpažįstami skirtingi antigenai.

i. Kombinatorinis VJ (α grandinėje) ir VDJ (β grandinėje) sujungimas generuoja daug atsitiktinių genų derinių.

ii. Funkcinis lankstumas.

iii. P-nukleotidų pridėjimas.

iv. N-nukleotidų pridėjimas.

v. α ir β grandinių arba y ir δ grandinių kombinatorinė asociacija.

Somatinė imunoglobulino geno mutacija yra vienas iš mechanizmų, kurie prideda imunoglobulinų susidarymo įvairovę. Tačiau pertvarkytuose TCR genuose somatinių mutacijų nėra. Nepriklausomai nuo DNR perskirstymo, kuris įvyko T-ląstelių brandinimo metu, tęsiasi po to. (Jei brandžios T ląstelėse atsitinka somatinė TCR mutacija, periferijoje gali būti generuojamos autoaktyvios T ląstelės, kurios gali sukelti autoimuninį priepuolį šeimininko savianalizmams).