А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 30
Текст из файла (страница 30)
К этим цитокинам относятCXCL12, CXCL13, ССL17, CCL19, CCL20, CCL21, CCL22, ССL25, CCL27,ССL28, а также СХ 3СL, ХСL1 и XCL2. Остальные хемокины (подавляющеебольшинство) относят к группе провоспалительных, поскольку они отвечают за активацию клеток и привлечение их в очаг воспаления. Хемокиныэтих групп различаются условиями синтеза и секреции: гомеостатическиецитокины секретируются постоянно, обычно стромальными и эндотели-112Глава 2. Врожденный иммунитетальными, иногда дендритными клетками, реже — самими лимфоцитами.Хемокины определяют миграцию клеток иммунной системы в процессеих созревания. Так, хемокины обусловливают «заселение» тимуса лимфоидными клетками-предшественниками, направление миграции тимоцитовв процессе созревания внутри тимуса и последующую эмиграцию Т-клеток в периферические отделы иммунной системы.
Аналогично хемокиныопределяют направление миграции дендритных клеток на разных этапахих созревания: сначала — движение клеток из кровотока в барьерныеткани, а затем перемещение в Т-зоны региональных лимфатических узлов.В лимфоидных органах разные участки стромы секретируют различныегомеостатические хемокины, что определяет их заселение разными типамилимфоцитов (Т-зоны — Т-клетками, а В-зоны — В-клетками). Это обеспечивает стабильность состава лимфоидных органов при непрерывной рециркуляции лимфоцитов.Хемокиновые рецепторы, как и рецепторы других «профессиональных»хемотаксических агентов, относят к семейству родопсиноподобных рецепторов. Они 7-кратно пронизывает мембрану α-спирализованными участками(7-трансмембранные рецепторы) (см. рис. 2.20).
N-конец молекулы рецептора и 3 петли обращены наружу и участвуют (особенно N-конец) в распознавании и связывании хемокина-лиганда. С-конец и 3 петли обращены внутрьклетки. С внутриклеточными петлями рецептора связаны G-белки (белки,связывающие гуаниннуклеотиды), что определяет обозначение этих рецепторов как GPCR (G protein-coupled receptor). Роль G-белков в передаче хемокиновых сигналов в клетку будет рассмотрена далее.
Хемокиновые рецепторы обладают высоким сродством к лигандам (порядка 10 -9 М). Сродствоосновано на взаимодействии домена сердцевины хемокина с N-концевойНаружные петлиNH2G:протеинсвязывающий доменCOOHУчасткифосфорилированияРис. 2.20. Структура рецептора для хемокинов, его положение в клеточной мембранеи связь с G-белком2.3. Клеточные механизмы врожденного иммунитета113частью рецептора.
Пептиды, воспроизводящие фрагменты этих участковхемокина и рецептора, используют как инструменты для модификацииэффектов хемокинов. Специфичность хемокиновых рецепторов характеризуется вырожденностью: с одним и тем же рецептором взаимодействуетдо 10 хемокинов (например, в случае CCR3). Только единичные рецепторыимеют один лиганд (см. табл. 2.15). С другой стороны, системе хемокиновсвойственна избыточность: один и тот же хемокин может взаимодействовать с разными рецепторами, как, например, CXCL8/IL-8, распознаваемыйрецепторами CXCR1 и CXCR2. Как правило, гомеостатические и провоспалительные хемокины взаимодействуют с разными рецепторами.При взаимодействии хемокинов с их рецепторами на поверхности клеткипроисходит димеризация рецепторов.
Вслед за этим запускаются события,вовлекающие G-белки, связанные с гуаниннуклеотидами. Функция G-белков состоит в регуляции внутриклеточных сигнальных процессов, осуществляемой за счет обратимых переходов ГТФ↔ГДФ. G-белки чувствительны ктоксину столбняка, инактивирующему передачу сигнала от этих рецептороввнутрь клетки, обусловленную обменом ГТФ↔ГДФ и молекулярными превращениями белка G. G-белки — тримерные молекулы, содержащие цепиGα, Gβ и Gγ.
Gα-цепь связана с ГДФ. Конформационные изменения, происходящие в рецепторе при связывании хемокина, и его фосфорилированиепод влиянием тирозинкиназ обусловливают замещение ГДФ на ГТФ, чтовызывает выход Gα-цепи из состава комплекса и переход ее в цитозоль. Gβ- иGγ-цепи остаются в составе димера, связанного с мембраной. Разделившиесякомпоненты G-белка действуют затем самостоятельно (рис. 2.21).
Их эффекты состоят в активации ряда протеинкиназ (тирозинкиназы семейства Src,серинтреониновой протеинкиназы С, липидной фосфатидилинозитол3-киназы), а также ГТФ-свзывающих белков и ГТФаз.Достаточно подробно изучена роль димера βγ. Он активирует 2 фермента —фосфолипазу С (PLC) (изоформа β) и фосфатидилинозитол-3-киназу (PI3K,изоформа γ). Эти ферменты участвуют в функционировании различныхсигнальных путей. Важнейший продукт, формирующийся из мембранныхфосфоинозитидов под влиянием PLC, — инозитол 3,4,5-трифосфат. Действуяна рецепторы на поверхности мембраны эндоплазмтического ретикулума,он вызывает раскрытие кальциевых каналов и выход в цитозоль депонированного Са2+. Другой продукт превращения фосфоинозитидов — диацилглицерол — активирует некоторые изоформы серинтреониновой протеинкиназы С, участвующей во многих внутриклеточных процессах.
Это звеноважно для обеспечения активации клетки, но непосредственно не связано сосновным результатом действия хемотаксических факторов — влиянием нацитоскелет. Оно будет рассмотрено более подробно в разделе 3.5.2.1.Активация цитоскелета происходит с вовлечением сигнальных путей,зависимых и не зависимых от PI-3К.
Фосфатидилинозитол-3-фосфат активирует протинкиназу В (Akt), а также низкомолекулярные гуанининнуклеоидсвязывающие белки семейства Rh0, (Rho, Rap1 и Cdc42); их называютфакторами обмена гуаниннуклеотидов — GEF (Guanine-nucleotide exchangefactors). Обеспечивая превращение ГДФ в ГТФ эти белки активируют малуюГТФазу Rac — незаменимый фактор клеточной миграции.
Rac реализуетсвою активность через взаимодействие с факторами, контролирующими114Глава 2. Врожденный иммунитетВзаимодействиерецептора с лигандомАктивация G:протеина(освобождение ГДФ)ГДФГДФα βγα βγФосфатАктивацияG:протеинаГТФГТФ(гидролиз ГДФ)Эффекты α:субъединицы:активация аденилатциклаз,фосфолипазы Сβ, протеин:киназы Сζ, миозина II, интег:ринов, открытие ионныхканаловαβγДиссоциация G:протеина(присоединение ГТФ к α:цепи)Эффекты βγ :димера, активацияфосфолипазы Сβ, PI:3K,протеинкиназ В и С, факторовобмена гуаниннуклеотидов,подъем концентрации Са++в цитозолеРис.
2.21. Активация и интактивация G-белков, связанных с рецепторами, и вызываемые ими биологические эффектыактин (WASP, WIP, Arp1/2, миозин II). В результате происходит полимеризация мономерного G-актина с его превращением в F-актин (филаментозный) (рис. 2.22). Актин составляет основу микрофиламентов и служитглавным контрактильным белком клетки, от которого зависит ее движение,формирование контактов и фагоцитоз. Направленность движения клеткиопределяется активностью GEF-белка Cdc42, обеспечивающего формирование F-актина и удаление некоторых ингибиторов из лидирующего краяклетки.
Для проявления Cdc42 своей активности необходим белок РАС-1.В результате локального образования F-актина формируется ламеллоподия,в которую перемещается значительная часть актина и действующих факторов локомоции. Поляризация клетки и активация интегринов (обеспечивает усиление адгезии клеток к субстрату и объектам фагоцитоза) происходитпри участии еще одного из упомянутых GEF-белков — Rар1.Роль комплекса α-цепи G-белка с ГТФ изучена менее подробно; ееможно расценивать как вспомогательную. Комплекс участвует в подготовкеклетки к миграции.
При этом происходит активация Rho-GEF, участвующего в активации изоформы ζ протеинкиназы С (контролирует состояниеинтегринов), а также в активации контрактильного белка миозина II, чтонеобходимо для реализации сократительной активности микрофиламентов.Помимо роли в контракции цитосеклета, комплекс α-цепи и ГТФ участвует1152.3. Клеточные механизмы врожденного иммунитетаПсевдоподияОриентациядвиженияАктивацияинтегриновF:актинCdc42Хемокиновые рецепторыПолимеризацияF:актинаИнтегриныУроподРетракцияуроподаРис.
2.22. Внутриклеточная передача сигнала и внутриклеточные процессы, обеспечивающие направленное движение клетки. Для осуществления хемотаксиса необходимы: полимеризация актина, регистрация градиента хемокина, усиление опосредованной интегринами адгезии и ретракция уропода вследствие формированияактинмиозиновых комплексов и их сокращенияв активации интегринов.
Поскольку Gα-цепь обладает слабой ГТФазнойактивностью, ГТФ в составе комплекса превращается в ГДФ, и Gα-цепьвоссоединяется с димером Gβγ. Образующийся тример восстанавливаетсвою связь с хемокиновым рецептором и передача сигнала прекращается.Таким образом, связывание хемотаксических факторов с рецепторамисопряжено с активацией интегринов, усилением адгезии, поляризациейклеток, образованием полимерной формы актива (F-актина), формированием двигательного псевдоподия (ламеллоподия) и, наконец, контракциейактомиозина, обеспечивающей движение клетки.2.3.2.3. Хемокины в очаге воспаления.
Интерлейкин-8 и другиепровоспалительные хемокиныПровоспалительные хемокины продуцируются миелоидными (моноциты, макрофаги) и эндотелиальными клетками после их активации. В очагах116Глава 2. Врожденный иммунитетвоспаления в синтезе хемокинов участвуют и активированные эпителиальные клетки. Стимул к выработке хемокинов — прямое действие патогенов,распознаваемых в основном TLR, а также действие провоспалительныхцитокинов (IL-1, TNFα, IL-6, IL-17 и т.д.). В этом отношении провоспалительные хемокины ничем не отличаются от других провоспалительныхцитокинов. Хотя эти хемокины преимущественно индуцибельные, онимогут нарабатываться заранее, связываться с глюкозаминогликанами, храниться в гранулах (в нейтрофилах, эозинофилах, цитотоксических Т-клетках) и выбрасываться при дегрануляции клетки.
При активации лимфоциты (особенно Т-клетки) тоже секретируют хемокины. Уже упоминалось,что иммобилизация хемокинов глюкозаминогликанами межклеточногоматрикса и на поверхности клеток необходима для формирования их градиента, обеспечивающего направленность миграции.К провоспалительным хемокинам относят лиганды рецепторов CXCR1,CXCR2, CXCR3, CCR1, CCR2, CCR3 и CCR5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
