Начало >> Статьи >> Архивы >> Основы иммунологии (Ярилин)

Дальнейшая передача сигнала и формирование транскрипционных факторова активации лимфоцитов - Основы иммунологии (Ярилин)

Оглавление
Основы иммунологии (Ярилин)
Введение
Лимфоциты
В-лимфоциты
Субпопуляции В-лимфоцитов
Т-лимфоциты
Генез Т-лимфоцитов
Формирование рецептора Т-клеток для антигена
Кортикальные тимоциты и селекция их клонов
Формирование субпопуляций Т-клеток
Подготовка Т-клеток к эмиграции, эмиграция и заселение
Маркеры Т-лимфоцитов, определение Т-клеток и их субпопуляций
NK-клетки
Моноциты и макрофаги
Дендритные клетки
Нейтрофилы
Эозинофилы
Базофилы и тучные клетки
Тромбоциты
Стромальные клетки
Структурная организация иммунной системы
Структурная организация иммунной системы - костный мозг
Структурная организация иммунной системы - тимус
Лимфоидные клетки тимуса
Микроокружение, инволюция тимуса
Периферические лимфоидные органы - структурная организация иммунной системы
Лимфоидные ткань и структуры, связанные со слизистыми оболочками
Лимфоидная ткань, связанная с кожей
Кровь и лимфа
Рециркуляция лимфоцитов
Молекулы адгезии
Преодоление сосудистого барьера и миграция лимфоцитов в ткань
Рециркуляция лимфоцитов и взаимодействие со стромой лимфоидных органов
Факторы естественного иммунитета
Вовлечение и активация клеток—эффекторов естественного иммунитета
Фагоцитоз
Адгезия фагоцитов к объекту фагоцитоза
Активация фагоцитов при адгезии, погружение частицы
Формирование фаголизосомы, лизис и расщепление фагоцитированных клеток
Секреторная активность фагоцитов
Киллерная активность фагоцитов
Функционирование естественных киллеров
Гуморальные факторы естественного иммунитета
Классическая активация комплемента
Альтернативная активация комплемента
Атака клеточной мембраны
Роль комплементзависимых процессов в иммунной защите
Медиаторы воспаления
Белки острой фазы
Другие медиаторы воспаления
Молекулярные и клеточные основы адаптивного иммунитета
Мембранные иммуноглобулины
Fc-рецепторы
Рецепторный комплекс Т-лимфоцитов TCR-CD3
Формирование разнообразия антигенраспознающих молекул лимфоцитов
Антигены и их взаимодействие с антителами
Иммуногенность антигенов
Тимуснезависимые антигены, толерогенность
Специфичность антигенов
Взаимодействие антигенов и антител
Антигены и Т-клетки
Процессинг и презентация антигенов Т-клеткам
Особенности антигенов, распознаваемых Т-клетками
Молекулярные основы межклеточных взаимодействий
Интегрины, цитокины
Интерлейкины
Интерлейкины - факторы некроза опухолей
Интерфероны
Трансформирующий фактор роста
Эффекты цитокинов на уровне организма
Активация лимфоцитов
Дальнейшая передача сигнала и формирование транскрипционных факторова активации лимфоцитов
Сигналы лимфоцитов, включаемые через корецепторы
Сигнализация лимфоцитов, запускаемая цитокинами
Продвижение активации лимфоцитов по клеточному циклу
Дифференцировка лимфоцитов
Дифференцировка Т-хелперов
Дифференцировка цитотоксических Т-лимфоцитов и Т-клеток памяти
Апоптоз
Нобелевские премии, литература

Фосфолипаза С активируется в результате фосфорилирования по тирозиновому остатку и транспортируется из цитоплазмы в мембрану благодаря связыванию с упомянутым выше белком p31lnk. Фермент имеет несколько изомерных форм, объединяемых в 4 типа — α, β, γ (имеет несколько субтипов), δ, из которых в лимфоцитах представлен тип γ1, активируемый при участии тирозинкиназ. Субстратом фосфолипазы С являются фосфоинозитиды, метаболизм которых контролируется липидными киназами (Р13-, Р14-киназами и т.д.). Наиболее важной реакцией, катализируемой. Этим ферментом, является расщепление фосфатидилинозитол-4,5-дифосфата на 1,2-диацилглицерин и 1,4,5-инозитолтрифосфат. Этот этап активации показан на рис. 70.
Диацилглицерин служит активатором протеинкиназы С — «узлового» фермента процесса активации лимфоцитов. Протеинкиназа С имеет молекулярную массу 77 000—80 000 и состоит из регуляторной (30 000) и каталитической (50 000) субъединиц. Из нескольких изоформ протеинкиназы С в лимфоцитах содержатся изоформы β1 и β2, в меньшем количестве — а. При запуске активационного сигнала наряду с активацией протеинкиназы С происходит ее перемещение из цитозоля в мембранную фракцию клетки. Протеинкиназа С катализирует фосфорилирование белков по остаткам серина и треонина. Ее мишени многочисленны. Среди них ряд мембранных белков (CD4, 8, 5, 7, 43, 45), β-цепь LFA-1, молекулы МНС класса I, α-цепь рецептора для ИЛ-2 (CD25), тирозинкиназа р561ск, а также γ- и ε-цепи CD3. Фосфорилирование цепей CD3, а также CD4 и CD8 приводит к снижению экспрессии соответствующих молекул на клеточной мембране. Протеин киназа С фосфорилирует также некоторые другие ферменты, в том числе ГТФ-связывающий белок p21ras и серинтреониновую киназу Raf-1, которые участвуют в дальнейшей передаче сигнала. Однако протеинкиназа С «причастна» не ко всем проявлениям активности перечисленных факторов. Протеинкиназа С также участвует в формировании транскрипционного фактора NF-κΒ (см. ниже).
Инозитолтрифосфат обусловливает мобилизацию из внутриклеточных депо другого важного передатчика сигналов — Са2+. Ионы Са необходимы для реализации активности протеинкиназы С и ряда других ферментов, участвующих в процессе активации. Так, Са2+ вместе с инозитолтрифосфатом активируют серинтреониновую инозитолтрифосфаткиназу (1Р3-киназу). Изменение баланса других ионов также служит важным проявлением активации лимфоцитов. При активации изменяется режим работы мембранных каналов для ионов; усиливаются приток Са2+ и К+ и противоток Na+/H+, незначительно защелачивается внутренняя среда клетки, происходит деполяризация клеточной мембраны.
Образование инозитолтрифосфата и диацилглицерина свидетельствует о раздвоении активационного сигнала. В экспериментах активацию лимфоцитов часто моделируют в обход связывания мембранных рецепторов. Для этого на клетку действуют комбинацией форболовых эфиров, служащих аналогами диацилглицерина и активаторами протеинкиназы С, с ионофорами Са2+, которые усиливают поступление этих ионов извне. Начиная с образования инозитолтрифосфата и диацилглицерина формируются завершающие звенья реакций, приводящих к образованию транскрипционных факторов NF-ATc/p и АР-1 (c-jun/c-fos), которым принадлежит основная роль в активации гена ИЛ-2, а также генов ряда других цитокинов и их рецепторов. Эти факторы взаимодействуют с соответствующими нуклеотидными последовательностями регуляторных участков цитокиновых генов.
Одна из заключительных цепей активационного процесса состоит в следующем. Под влиянием повышенного уровня Са2+ с участием Са2+- связывающего белка кальмодулина активируется серинтреониновая тирозинфосфатаза кальциневрин. Он катализирует дефосфорилирование неактивной формы с-субъединицы транскрипционного фактора NF-AT, что приводит к приобретению этой субъединицей способности связываться с предсуществующей субъединицей NF-ATp, т.е. к формированию транскрипционного фактора NF-ATc/p. Эта фаза активации чувствительна к циклоспорину А и веществу FK506, которые образуют комплекс с иммунофиллином, и данный комплекс связывает и инактивирует кальциневрин. Эти субстанции используются в качестве лекарственных препаратов для подавления активации лимфоцитов с целью направленной иммуносупрессии при аллотрансплантациях и аутоиммунной патологии. Схема рассмотренных взаимодействий приведена на рис. 138.
Внутриклеточная сигнализация при активации Т-лимфоцитов
Рис. 71. Внутриклеточная сигнализация при активации Т-лимфоцитов. Жирными стрелками отмечены превращения веществ, тонкими — влияния, прерывистыми — перемещения веществ (с. 287).


Рис. 72. Сигнализация через рецептор для интерферона (ИФН)у (с. 291).
Другая ветвь активационного процесса связана с активацией так называемого MAP-каскада (МАР — от англ, mitogen-activated protein). Узловым событием в его включении является активация ГТФ-связывающего белка p21ras. В клетках различных типов это происходит при участии фактора mSOS и адапторных белков Grb2 и She (осуществляют обмен гуанинового нуклеотида). В Т-клетках активация белка Grb2 происходит при участии мембранного фактора Lnk (р36), о котором уже упоминалось в связи с перемещением фосфолипазы С в мембрану. В Т-клетках в активации p21ras участвует белок Vav. Активация p21ras создает условия для связывания с ним регуляторного участка серинтреониновой киназы Raf-1, запускающий МАР-каскад. Фактор p21ras активирует также ГТФ-связывающий белок Rac, включающий еще один сигнальный путь, который приводит к фосфорилированию транскрипционных факторов.
Под влиянием Raf-Ι включается MAP-каскад: происходит последовательная активация киназ МЕК, МАРК и МАР. Последнее звено этой цепи представлено двумя МАР-киназами — ERK1 и ERK2 (от англ. Extracellular signal regulated kinase). К формированию ERK2, помимо рассмотренного каскада, приводит недостаточно изученный путь, включаемый протеинкиназой С. Киназы ERK перемещаются в ядро и активируют Elkl — один из белков, ответственных за экспрессию «ранних генов активации», в частности c-fos. Активация этого и, возможно, других путей приводит к кратковременной (примерно на 15 мин) экспрессии генов c-fos и c-jun; их продукты димеризуются, и димер выступает в качестве транскрипционного фактора АР-1. Связывание участков NF-AT и АР-1 означает выполнение основного условия активации генов ИЛ-2 и 2Р.
Еще один транскрипционный фактор, важный для индукции активационных генов, — NF-κΒ (судя по названию, он впервые был обнаружен при анализе регуляции активности гена κ-цепи иммуноглобулинов). В отличие от двух рассмотренных выше факторов он активируется не при сборке субъединиц, а при отделении ингибирующей субъединицы. Этот фактор предсуществует в клетке в форме тримера, включающего субъединицы Rei, NF-κΒ 1 и IkB. Последняя субъединица является ингибирующей. Ее удаление приводит к активации фактора NF-κΒ и его перемещению в ядро. В активации NF-κΒ участвуют некоторые из рассмотренных выше факторов, в том числе протеинкиназа С. Однако для эффективной реализации этого акта требуются дополнительные сигналы, включаемые вследствие костимуляции клеток.
Выше описаны лишь основные процессы активации. Схематически они отражены на рис. 71 (с. 285). В действительности в этот процесс вовлекается значительно большее число передаточных путей, при его осуществлении формируется большее число транскрипционных факторов и экспрессируется много других генов (при активации Т-клеток по меньшей мере 70).



 
« Основы иммунологии   Основы педиатрии »