Transcript Kemokinek
Kemokinek: kemotaxis kiváltására specializálódott citokinek Dr. Lajkó Eszter Kemotaxis Speciálkollégium 2012.03.28. 1 A kemotaxis kiváltására specializálódott ligandok 1. Szolubilis bakteriális termékek (fMLP) 2. Plazma eredetű anyagok – komplement fehérjék 3. Arachidonsav metabolizmus – lipoxigenáz útvonal (leukotrién, eikonazoid) 4. Kemokinek: kemotaxist indukáló citokinek 2 Kemokinek 3D szerkezete 3 CXC kemokinek = α kemokinek Platelet faktor 4 Epitheliális neutrophil aktiváló Granulocita chemotaktikus protein 2 Neutrofil aktiváló peptid 2 Granulocita chemotaktikus protein ELR: Gln-Leu-Arg szekvencia megléte Monokinindukált gamma-interferon Interferon indukált protein-10 ELR szekvencia hiánya Stroma sejt eredetű factor 1 α/β Stomal cell-derived factor 1 α/β 4 CC kemokinek = β kemokinek Monocita chemotaktikus protein Makrofág inflammatorikus protein Regulated upon activation, normal T cell expressed and secreted 3 diszulfid híd 5 C kemokinek = γ kemokinek CX3C kemokinek = δ kemokinek 6 Kemokin dimerizáció, oligomerizáció Homodimer képzés CCL2 Heterodimer képzés!!! CC – CC kemokinek CXC – CXC kemokinek CC – CXC kemokinek között CXCL8 Heterodimerek képződése szabályozza a kemokinek meglévő funkcióját • Szinergista • Antagonista • új hatás 7 Glükózaminoglikán-kötő képesség CCL4 ● Szerepe van sejtfelszini gradiens kialakításában ● Sejttípus-függő a GAG mintázat – más kemokinek kötődnek hozzájuk ● Dimerképződés irányába tolja el az egyensúlyt CXCL12 CXCL8 8 Haptotaxis fehérvérsejtek kemokin glükózaminoglikán Endotél sejt 9 Glükózaminoglikán-kötő képesség, mint terápiás támadáspont Minőségi / mennyiségi változások megfigyelhetőek a GAG expresszióban különböző kórképek esetén Heparin: 1. 2. 3. 4. Megvédi a kemokineket a lebomlástól Tároló funkció Befolyásolja a kemokinek hozzáférhetőségét Kemokin – GAG interakciót gátolja Gyulladásgátló (asztma, gyulladásos bélbetegségek) 10 Kemokinek osztályozása Homeosztatikus kemokinek • Folyamatosan expresszálódnak • Embriogenesisben, organogenesisben játszanak fontos szerepet (CCL-12) • Immun surveillance Inflammatorikus / gyulladásos kemokinek • Időlegesen termelődnek (gyulladáskor) • proinflammatorikus citokinek hatására termelődnek • Immunfolyamatokban vesznek részt 11 Szecernáló sejtek Inflammatorikus / gyulladásos kemokinek kemokinek • Immunrendszer sejtjei termelik Homeosztatikus kemokinek • Specificitást mutatnak bizonyos szövetekhez, sejtekhez – CCL 25 – thymus • Magas az expressziójuk • Kis mennyiségben termelődnek 12 Kemokin szekréció Makrofág Endotél sejt 13 Poszttranszlációs módosítás • Glikolizáció • Proteolitikus hasítás – Kemokinek amino-terminálisát érinti – Matrix metalloproteázok (MMP) vesznek részt benne – Hatása: • Általában megmarad a receptor affinitás • Változhat a receptor specificitás • Változhat a hatás (jelátvitel) • CX3CL1 felszabadítja a membrán-kötésből 14 IL-8 poszttranszlációs módosítása • 99 aminosav hosszúságú prekurzor fehérjeként szintetizálódik – szignál szekvencia levágódik • N-terminális további proteolitikus hasítása (alternatív) – Endothel, fibroblaszt: CXCL8 – IL-8 (1-77) – Monocita, neutrofil granulocyta, limfocita: 5-8 aminosav lehasítása – Plazmin, trombin, matrix metalloproteáz (pl. MMP-1, -9) • Aktivitás: – 1-8 aminosav lehasadása: aktivitás fokozódik – 1-10 aminosav lehasítása: antagonista hatás 15 IL-8 (1-77) IL-8 receptor = CXCR1 MMP-9 tartalmú granulumok 16 Célsejtek CXC kemokinek = α kemokinek ELR (Glu-Leu-Arg) szekvencia megléte Neutrofil kemotaxis ELR szekvencia hiánya Limfocita, NK sejt kemotaxis 17 Célsejtek - CC kemokinek MCP Monocita, NK sejt, dendritikus sejt CCL28 / MEC T és B sejt, eozinofil CCL5 / RANTES T sejt, eozinofil, bazofil granulociták CCL 11 / Eotaxin Eozinofil granulociták 18 Célsejtek - C kemokinek XCL-1 / Limfotaktin α / SMC-1 α T sejt prekurzor XCL-2 / Limfotaktin β / SMC-1 β Célsejtek – CX3C kemokinek CX3CL-1 / fraktalkin T sejt, monocita, neutrofil granulocita 19 Genetika Kromoszómán való elhelyezkedés Klaszterekbe szerveződő gének Mini klaszterekbe szerveződő, vagy magányos gének CC és CXC kemokinek Sok receptorhoz képesek kötődni Általában egy receptoron át hatnak Hasonló funkciót látnak el (MCP, MIP) Fiziológiás folyamatokban játszanak szerepet Gén duplikációval alakultak ki Inflammatorikus kemokinek Homeosztatikus kemokinek Különböző fajok között kicsi a megfeleltetés Konzervatív a fajok között 20 Kemokin receptor Ligandkötés specificitásáért Gα Gβ DRY motívum Gγ • kb. 20 „jeltovábbító” receptor • 3 scavenger receptor (jelátvitel nincs) 21 Kemokin – receptor interakció Receptor kötés N hurok Receptor kötés N terminális 30s hurok Szignál-továbbítás 22 Receptor – kemokin interakció Kemokin: IL-8 NH2- GAG foszforiláció HOOC- Receptor CXCR-1 G-protein Cellular and Molecular Immunology 1999 23 Kemokin receptorok Redundancia: több kemokin – egy receptor Pleiotrópia: egy kemokin – több receptor 24 25 Kemokinek átfedő hatásai Homeosztatikus kemokinek 26 Receptor dimerizáció, oligomerizáció ● TM1 és TM4 van szerepe a dimerizációban ● Feltételezhetően 1 kemokin tud kötődni a dimerhez ● Homo- és heterodimerizáció egyaránt lehetséges ● Hatása van: receptor sejtfelszínre való szállításra receptor specificitásra szignalizációra 27 Jelátvitel αi α β γ β γ Ras PI3 K PIP2 PIP3 CRAC Akt/PKB Arp 2/3 Rac Wasp 28 „Nem-jeltovábbító” kemokin receptorok • Duffy antigén / kemokin receptor (DARC), D6 receptor • Scavenger receptorok • Kemokin affinitásuk a „signaling” receptorokéhoz hasonló • A jeltovábbításért felelős DRY motívum hiányzik • Szabályozzák, lecsendesítik az immunválaszt 29 CCL5 = RANTES DARC CCR5 G protein trimer Ca2+ kis G fehérjék Kemotaxis 30 Kemokinek fő funkciói Leukocita kemotaxis Integrin aktiváció a leukocita-endotél interakció során Leukocita degranuláció Angiogenezis, angiosztázis 31 Extravazáció limfocita szelektin kemokin receptor integrin (inaktív) integrin (aktív) Endotél sejt adressin kemokin Ig domain tartalmazó adhéziós molekula 32 33 Th1/Th2 polarizáció 34 Kemokinek funkciói Homeosztázis és egyedfejlődés • Hematopoesis – MIP-1α (CCL3): csökkenti a csontvelői myeloid progenitor sejtek számát – SDF-1 (CXCL12): elősegíti B sejt progenitorok osztódását • Másodlagos immunszervek fejlődése • T sejt érés – TECK (CCL25): szelektív kemoattraktáns • Angiogenezis, angiosztázis – ELR (Glu-Leu-Arg) szekvencia megléte meghatározó (kivétel az SDF-1) 35 Kemokin mimikri Vírusok stratégiái: • Kemokin homológok termelése – Szerkezeti hasonlóság – CC és CXC kemokinek – Agonista / antagonista hatás • Kemokin receptor homológok – 25-59% szekvencia homológia az humán receptorokkal – Sokféle kemokint kötnek • Szecernált kemokin-kötőproteinek: – kemokinek heparin kötő régiójával lép interakcióba 36 HIV vírus és a kemokin receptor CCR5 receptor antagonista: Maraviroc 37 Kemokinek kórélettani jelentősége • Gyulladás – akut: fehérvérsejt toborzás, sejttörmelék eltakarítás, sebgyógyulás – krónikus: CCR1 és CCR2 megemelkedett szintje • Atherosclerosis: fehérvérsejt toborzás, simaizomsejt migráció és ploriferáció • Allergia – Megemelkedett eozinofilgranulocita és hízósejt beáramlás – Eotaxin expresszója • Tumor és metasztázisképzés – A szövetek kemokin expressziója meghatározza az áttétek kialakulását – 22 receptor közül 13-nak szerepe van a tumor progresszióban • Kilökődés – Kilökődésért felelős sejtek beszűrődése 38