2. gyakorlat: Az immunrendszer sejtjei, CD markerek Az immunológia alapjai PTE-KK, Immunológiai és Biotechnológiai Intézet Pécs, 2016.
A veleszületett és az adaptív immunrendszer sejtjei Veleszületett:
Adaptív:
1. Granulocyták: neutrophil, eosinophil, basophil
T-sejt
B-sejt
2. Monocyta (vérben), macrophag (szövetekben) Cytotoxicus
Helper
3. Dendritikus sejt (DC), follicularis dendritikus sejt (FDC) 4. Hízósejt
5. NK-sejt (természetes ölősejt)
Plazmasejt
A fehérvérsejtek képzése SCF Csontvelői őssejt (HSC)
Myeloid őssejt
c-kit
Pluripotens őssejt
B-sejt
Erythroid Megakaryocyta Basophil Eosinophil CFU CFU CFU
Lymphoid őssejt
T-sejt
Granulocyta-monocyta CFU
Eosinophil Neutrophil Monocyta granulocyta granulocyta granulocyta
Hízósejt Erythrocyta Thrombocyta Basophil
NK-sejt
Dendritikus sejt
c-kit: SCF-receptor (receptor tirozinkináz a HSC-k sejtmembránjában) SCF: Őssejt faktor → HSC túlélés, önmegújulás↑ • Erythropoetin → erythrocyta↑ • Thrombopoetin → thrombocyta↑ • GM-CSF: granulocyta-monocyta kolónia stimuláló faktor → granulocyta és monocyta képzés↑ • G-CSF: granulocyta kolónia stimuláló faktor → granulocyta képzés↑ • IL-3: Interleukin-3 → myeloid vonal • IL-7: Interleukin-7 → lymphoid vonal
Az őssejtek és a progenitorok jellemzői Jellemző lépések a vérképzés során:
1. Szimmetrikus, önmegújuló osztódás 2. Asszimmetrikus osztódás: önmegújulás és differenciáció progenitorrá 3. Progenitor szimmetrikus osztódása 4. További differenciáció
A lymphopoesis egyszerűsített, morfológia-alapú menete (részletesen lásd előadáson):
Lymphoblast
Prolymphocyta
Lymphocyta A: Őssejt (önmegújuló, korlátlanul osztódhat + multipotens, sokféle sejt kialakulhat belőle) B: Progenitor sejt (már nem önmegújuló, korlátozottan osztódhat + oligopotens, valamilyen irányba elkötelezett, vagyis már csak néhány féle sejt alakulhat ki belőle) C: Véglegesen differenciált sejt (valamilyen funkciót tölt be)
CD markerek •
Az egyes sejtcsoportok nem mindig különíthetők el morfológiai jegyek alapján, pl.: T-sejtek? B-sejtek? Nem tudni, lymphocyták.
•
•
• •
•
A sejtcsoportok azonosítása és elkülönítése a felszínükön vagy a citoplazmájukban jelen lévő molekulák segítségével lehetséges. (ezek összessége a fenotípus) Ennek meghatározása az egyes sejtfelszíni és sejten belüli fehérjékre specifikus antitestekkel történik. Az így meghatározott, az adott sejtre jellemző mintázat az immunfenotípus. A sejtek azonosítására ily módon alkalmas sejtfelszíni molekulákat ellátták egy egységes nevezéktannal → CD: „Cluster of differentiation” Használata: CD + sorszám (leírás időpontjától függően), jelenleg több száz CD marker ismert – Pl.: CD3, CD4, CD8, stb. Az immunfenotípus leírásánál a „+” és „-” jelekkel jelzik, hogy az adott sejten jelen van-e a vizsgált marker, illetve a „high” (magas) és „low” (alacsony) szavakkal utalhatnak a pozitivitás mértékére is. – Pl.: CD3+/CD4-/CD8+ Cytotoxicus T-sejtekre jellemző fenotípus
A CD markerek típusai •
•
Sejtvonal markerek: Kizárólag egy sejtvonalra jellemzőek, az adott vonal összes sejtjén jelen vannak, de más sejteken nem találhatók meg. – Pl.: CD3 → minden T-sejten CD19 → minden B-sejten Érési markerek: A sejtérés eltérő fázisaiban különbözik az immunfenotípus, egyes molekulák csak a sejtérés bizonyos fázisaiban vannak jelen, később eltűnnek, más molekulák csak az érett sejteken találhatók meg, stb. – Pl.: CD20 (B-sejt marker is egyben, más sejteken nem fordul elő)[1.] CLP CD20 negatív
•
Pro-B-sejt
Pre-B-sejt
CD20 negatív
CD20 pozitív
Éretlen B-sejt Érett B-sejt CD20 pozitív
CD20 pozitív
Plazmasejt CD20 negatív
Aktivációs markerek: Nyugvó sejteken nincsenek, vagy csak nagyon kis mennyiségben vannak jelen, de a sejtaktiváció hatására megjelennek, pl.: – CD25 (az interleukin-2 receptorának az alfa lánca, IL-2Rα, lásd később) – CD80 és CD86 (B7-1 és B7-2, az antigén prezentáló sejteken található ún. kostimulációs molekulák, lásd később)
A vér elkülönülő elemei Alakos elemek
Vérvétel
Centrifugálás
Vérplazma: alvadásgátolt vér felülúszója Vérszérum: alvadt vér felülúszója
Vérplazma (térfogat kb. 55 százaléka) Buffy coat (fvs+tct) < 1% Erythrocyták (térfogat kb. 45 százaléka)
Normális Gyulladásos Leukémiás
Vérplazma
A kettőből különböző laboratóriumi vizsgálatok végezhetők (lásd később), pl. alvadási teszteket szérumból nem lehet végezni.
Buffy coat Vvt
Buffy coat
Buffy coat
A vér sejtes összetétele A vérkép meghatározása áramlási citometria elvén (lásd később), hematológiai automatákkal történik. Kvalitatív vérkép Sejt
Abszolút szám (db/µl)
Arány (%)
Össz. fehérvérsejt
4500-10.000
Neutrophil
2200-6300
55-70
Pálcikaforma
120-450
3-5
Szegmentforma
2000-6300
50-70
Eozinophil
80-360
2-4
Basophil
< 90
0-1
Monocyta
80-540
2-6
Lymphocyta
1000-3600
25-40
Neutrophil granulocyta • • •
• •
• •
A perifériás vérben legnagyobb számban megtalálható fehérvérsejt. (55-70%) Rövid élettartam (4-6 óra), gyors, folyamatos utánpótlás a csontvelőből. „Bajban az első”:[2.] A fertőzés vagy szöveti sérülés hatására gyorsan a sérülés helyére vándorolnak (chemotaxis), az érpályát elhagyják (extravazáció) és a szövetekben, helyileg felveszik a harcot a kórokozókkal. (akut gyulladásos reakciókban nagy számban láthatók) Fő funkciójuk: kórokozók phagocytosisa, lysise, sejttörmelék eltakarítása. Felismerés: PRR-ekkel. Granulomaik számos enzimet (elasztáz, kollagenáz, defenzin, neuramidáz, hidrolázok, mátrix metalloproteináz) tartalmaznak, ezek az extracelluláris mátrixot oldva megkönnyítik a mozgásukat a szövetekben, illetve elpusztítják a kórokozókat (degranuláció). Oxidatív burst: reaktív oxigén szabadgyökök segítségével is pusztítják a kórokozókat. IgG ellenanyagokat megkötő receptoraik vannak. (FcγR, lásd később)
Kórokozók phagocytosisa, lysise
Extravazáció
Oxidatív burst Neutrophil sejtmembránja
Phagolysosoma
1. Phagocytosis (phagosoma) 2. Phagosoma + enzimeket és szabadgyököket tartalmazó lysosoma egyesül → phagolysosoma
Baktérium NADPH-oxidáz Szuperoxid-dizmutáz Mieloperoxidáz Kataláz Glutation-reduktáz Glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz
Neutrophil
Kórokozó baktérium
3. Az enzimek és az oxidáló szabadgyökök elpusztítják a kórokozót
Eosinophil granulocyta • • • • •
• • •
A perifériás vérben a fehérvérsejtek 2-4 százaléka. A legnagyobb számban a nyálkahártyákon találhatók meg, főleg a gastrointestinumban. Élettartamuk rövid, a csontvelőben interleukin-5 hatására fokozódhat a termelésük.[3.] Fő élettani funkciójuk a paraziták elleni védelem. Granulumaik enzimeket, toxikus fehérjéket (pl. fő bázikus protein = MBP, eosinophil-eredetű neurotoxin = EDN, stb.) tartalmaznak. Degranuláció → parazita ellenes hatás Lipid mediátorokat (prostaglandinok, leukotriének) és gyulladásos citokineket is képesek termelni. (lásd később) IgE ellenanyagokat nagy affinitással (=erősséggel) megkötő sejtfelszíni receptoruk van. (FcεR, lásd később) Szerepük van az allergiás betegségekben és asztmában.
Eosinophilek egy Strongyloides stercoralis lárva körül. (köpet parazitás tüdőgyulladásból)
Basophil granulocyta • •
• •
• • •
Arányuk a perifériás vérben < 1%. Pontos élettani szerepük nem minden részletében ismert, azonban bizonyítottan részt vesznek a paraziták elleni védekezésben.[3.] Granulumaik hisztamint, heparint, illetve különböző enzimeket (pl. triptáz) tartalmaznak. Aktiváció esetén a degranuláció mellett citokineket (pl. interleukin-4, lásd később) és lipid mediátorokat (pl. leukotriének) termelnek. – IL-4 → IgE termelés ↑ – Leukotriének → érfal áteresztőképessége fokozódik, bronchus izomzat összehúzódik Felszínükön IgE-t megkötő receptorok találhatók. (FcεR, lásd később) Szerepük van a memória típusú immunválaszban. (lásd később)[4,5.] Részt vesznek a kóros allergiás reakciókban is.
Hízósejt (mastocyta) • • • •
• •
• • •
A szövetekben találhatók. Myeloid eredetű sejtek, precursoraik a vérben keringenek, majd a szövetekbe vándorolnak, ahol a végső érésük végbemegy.[3.] Mind a precursorokon, mind az érett sejteken jelen van a c-kit. (érésük SCF-függő) Morfológiájuk és funkcióik nagyban hasonlítanak a basophil granulocytakéhoz. Granulumaikban vazoaktív anyagok (hisztamin, Hízósejtek szövettenyészetben heparin) és enzimek (kimáz, triptáz) találhatók. (Toluidinkék festés) Aktiváció hatására gyors degranuláció mellett citokineket és lipid mediátorokat (prostaglandinok, leukotriének) termelnek. Élettani szerepük van a sebgyógyulásban, angiogenezisben és a kórokozók (különösen a paraziták) elleni védekezésben. Nagy affinitású IgE-receptorok (FcεR) találhatók a felszínükön. Szerepet játszanak a kóros allergiás reakciókban. (lásd később) Hízósejt (elektronmikroszkópos felvétel)
Hízósejt gyors degranulációja
Monocyta, macrophag • • • • • •
•
Myeloid sejtek, a vérben monocytáknak, a szövetekben macrophagoknak (falósejtek) [6.] nevezik őket. Monocyták aránya a perifériás vérben kb. 2-8%. Vérben Fő funkciójuk: kórokozók, elhalt sejtek (lépben látható az elöregedett vvt-k), daganatsejtek, monocyta szövettörmelék phagocytosisa, lebontása. A fertőzést/sérülést chemotaxis segítségével találják meg a szövetben. A kórokozókat molekuláris mintázatuk alapján ismerik fel, PRR-ek segítségével. Professzionális antigén bemutató sejtek (APC: antigen presenting cell): folyamatosan jelen van a felszínükön az MHC II molekula (konstitutív MHC II expresszió), ami a kórokozók lebontásából származó antigéneket mutatja be HELYILEG a helper T-sejteknek. (lásd előadáson) Citokineket termelnek, amikkel az immunválasz szabályozásában vesznek részt (lásd később), Baktériumokat bekebelező macrophag (pásztázó elektronmikroszkópos illetve további gyulladásos sejteket (pl. felvétel) neutrophil granulocytákat) vonzanak a sérülés helyére.
Mintázat-felismerés • •
PAMP (kórokozó-asszociált molekuláris mintázat): Olyan, a kórokozókon gyakran előforduló mintázatok, amiket a veleszületett immunsejtek idegenként fel tudnak ismerni. DAMP (sérülés-asszociált molekuláris mintázat): Sérült/elhalt sejtekre jellemzőek. RNS vírusok
DNS vírusok Mikrobiális DNS (TLR9)
Mikrobiális RNS (TLR3, 7, 8)
Gram-pozitív baktériumok Lipopeptidek (TLR1, 2 6)
Lipoteikolsav Mikrobiális Lipopoliszacharid Mikrobiális DNS (TLR2) DNS (TLR9) (TLR4) (TLR9)
Béta-glukán (TLR2)
Mikrobiális DNS (TLR9)
• •
Gram-negatív baktériumok
Gombák
Flagellin (TLR5)
Protozoa
Mikrobiális DNS (TLR9) Glikofoszfatidilinozitol (TLR2, 4)
Példa PAMP-okra: • LPS (lipopoliszacharid) • Béta-glukán • dsRNS (kettős szálú RNS) • CpG-DNS (mikrobiális DNS) • Flagellin Példa PRR-ekre: • LPS-receptor (CD14) • Mannóz-receptor C-lectin-R • Glukán-receptor • Toll-like receptorok (TLR) • Scavenger receptorok
PRR (Mintázat-felismerő receptor): Génjeik nem rendeződnek át, életünk folyamán ugyanazok a PRR-ek találhatók meg a veleszületett immunsejtjeinken. A receptorok egy része sejtfelszíni, egy részük azonban intracelluláris.
Scavenger receptorok • •
•
Macrophagokon és endothelsejteken található receptor család. Nagyon széles ligand-specificitás[7,8.] („to scavenge” angol, jelentése „guberálni”), pl.: – Különböző PAMP-ok (pl. LTA, LPS, stb.) – Oxidált és acetilált lipoproteinek (o-LDL, ac-LDL) Fontos szerep az érelmeszesedés (atherosclerosis) kialakulásában (lásd klinikumban): ÉRLUMEN
Necrotikus sejt
Monocyta
Fibroticus sapka
Állandó utánpólás Sapka vékonyodása
NECROSIS Endothelsejt
TUNICA INTIMA
Koleszterin Másodlagos necrosis a károsodott efferocytosis miatt
Gyulladásos citokin Habos sejt Kijutás akadályozott
Simaizom sejt TUNICA MEDIA
A macrophagok sejtfelszíni molekulái LPS-receptor (CD14) Scavenger receptor Mannóz receptor
MHC I
FcγRI (CD64) FcγRII (CD32)
MHC II
FcγRIII (CD16)
LFA-1 (CD11α + CD18)
CR1 (CD35) CR3 (CD11β +CD18)
Phagocytosis A macrophagok phagocytosisa és antigén-bemutatása: Pseudopodium Baktérium
Lysosoma Phagosoma
Phagolysosoma MHC II
MHC II + lebontott baktériumból származó peptid Lebontott anyagok exocytosisa
Ilja Iljics Mecsnyikov, a macrophagok és a phagocytosis leírója. 1908-as Fiziológiai és orvostudományi Nobel-díj: Paul Ehrlich-el megosztva „az immunitás terén végzett munkásságukért”.[9.]
Macrophag aktiváció NK-sejt
APC
Th1 sejt M1 gyulladásos macrophag
PRR + Th1 citokinek Th2 sejt
Macrophag M2 macrophag (szöveti regeneráció)
Th2 citokinek
HSC
Monocyta precursor
Monoblast
KLASSZIKUS AKTIVÁCIÓ HATÁSAI[10.]: • Phagocytosis fokozódása • Gyulladásos citokinek termelése (lásd később) • Chemokinek termelése • Az MHC II expressziója fokozódik • Kostimulációs molekulák jelennek meg a sejtfelszínükön (pl. CD40, CD80, CD86) HIPERAKTIVÁLT M1 MACROPHAG: • Daganatellenes immunitásban fontos
Monocyta
Aktiváció Macrophag
Aktivált macrophag
Dendritikus sejt (DC) • • •
•
•
B7 A fő professzionális antigén bemutató sejtek. (APC) Szövetek között, szerte a szervezetben megtalálhatók. Szintén képesek phagocytosisra, de a macrophagokkal és a neutrophilekkel CD40 ellentétben nem a minél több kórokozó elpusztítása a feladatuk, hanem a kórokozó MHC II lebontása során megkötött antigének eljuttatása a T-sejtekben gazdag nyirokszövetekbe és bemutatása a helper Tsejteknek. Emberben két fő altípus: – CD11c+ Myeloid DC – CD11c- Plasmacytoid DC (pDC) → Erős IFNα termelés vírusfertőzés esetén. Eredetük vitatott, egy részük lymphoid, más részük myeloid eredetű.[11,12.] Dendritikus sejtek (Langerhans-sejt) a bőr hámrétegében Mycobacterium ulcerans fertőzésben. (immunhisztokémia)
A dendritikus sejtek funkciója Éretlen DC (Langerhans-sejt) a bőr epidermisében
Antigén befogása a DC által
DC aktiváció
DC migráció
Dermalis DC Nyirokcsomó
Az antigén bemutatása: Érett DC bemutatja a Th-sejteknek
Afferens nyirokér
1. Az antigén befogása a szövetekben PRR-ek segítségével 2. Az antigén mielőbbi eljuttatása a legközelebbi nyirokcsomóba „Beviszünk az őrsre 3. Az antigén bemutatása szembesítésre” MHC II molekulával a helper T-sejteknek Nyugvó, „éretlen” DC antigén-bemutatása: MHC IIlow/CD80 low /CD86 low (nincs kostimuláció)
TOLERANCIA Th-sejt
PRR által aktivált, „érett” DC antigén-bemutatása: MHC IIhigh/CD80 high /CD86 high/CD40+ TÁMADÓ IMMUNVÁLASZ
Follicularis dendritikus sejt (FDC) • • •
•
Mesenchymalis eredetű sejtek, a primer és secunder nyiroktüszőkben foglalnak helyet. (Pl. lép, nyirokcsomó, mandula, Peyer-plakk) Chemokinek termelésével fontos szerepük van a nyiroktüszők kialakításában. (maguk köré vonzzák a B-sejteket) A tüszőbe jutott natív antigént képesek megkötni a felszínükön (pl. complement receptorokkal vagy Fcγ-receptorokkal, lásd később) → helyben tartják és elérhetővé teszik a B-sejtek számára[13.] Az antigén lehorgonyzásával szerepet játszanak a B-sejtek affinitás-érésében és a memória B-sejtek kialakulásában. (lásd később) CXCR5 (chemokin receptor) B-sejt
CXCL13 (chemokin) Stromasejt
CXCL13 grádiens
FDC Nyiroktüsző
FDC
B-sejt
T-sejt
Veleszületett lymphoid sejtek (ILC) • •
Morfológiailag lymphocytáknak tűnő, de adaptív felismerésre képtelen lymphoid sejtek. → Nincs antigén-felismerő receptoruk. Az általuk termelt citokinek, illetve a kialakulásukhoz szükséges transzkripciós faktorok alapján további alcsoportok[14.] (részletesen lásd előadáson): – 1-es típusú: • NK-sejtek • ILC1 Cytotoxicus Nem cytotoxicus – 2-es típusú: • ILC2 NK-sejt ILC1 ILC2 ILC3 – 3-as típusú: • ILC3/LTi Citokinek →
Természetes ölősejtek (NK-sejtek) • • •
Két NK-sejt elpusztít egy tumorsejtet. (Pásztázó elektronmikorszkópos felvétel) • NK-sejt
KAR
NK-sejt
KIR
•
MHC I Normális saját sejt SEJT ÉLETBEN HAGYÁSA
Kóros sejt SEJT ELPUSZTÍTÁSA
• •
A veleszületett immunrendszer részei, nagy cytoplasmatikus granulumaik vannak (LGL). A perifériás vérben a lymphocyta méretű sejtek 1015 százaléka. Cytotoxicus sejtek, a célsejtben apoptózist vagy sejtlízist váltanak ki. (perforin, granzim felszabadulással, Fas-FasL kölcsönhatáson keresztül, lásd később) Antigén-független módon képesek célsejtjeiket kiválasztani:[15.] – KIR (killer-cell immunoglobulin-like receptor) – KAR (killer activation receptor) – Az aktiváló és gátló jel együttes aránya számít Szerepük: – Daganatsejtek eliminálása – Vírusfertőzött sejtek elpusztítása – Idegen sejtek elpusztítása Markerük: CD56 (nem csak NK-sejten van) Immunfenotípusuk: sIg-/CD3-/CD16+/CD56+
Lymphocyták • •
• •
•
•
A perifériás vérben a fehérvérsejtek 25-40 százalékát teszik ki. Az emberi szervezetben kb. 2x1012 lymphocyta található, ez tömegre vonatkoztatva a májnak vagy az agynak feleltethető meg.[16.] Az adaptív immunrendszer lymphocytáira az antigén-specifikus felismerés jellemző. Minden egyes újonnan képzett érett, naiv lymphocyta egy csak rá jellemző egyedi antigénfelismerő receptorral rendelkezik. (lásd később) Nagy mennyiségben képződnek, így összességében rengeteg antigént tudnak felismerni. (mindig lesznek olyan sejtek, amik az adott antigént felismerhetik) Sokféle funkciót látnak el, pl. antitest termelés, fertőzött/daganatos sejtek elpusztítása, az immunválasz szabályozása, immunológiai memória fenntartása, stb. (lásd később)
Egy vörösvérsejt, egy vérlemezke és egy lymphocyta pásztázó elektronmikroszkópos felvétele.
Lymphocyták főbb csoportjai Plazmasejt
B-sejt Natív antigén
Antitestek
Citokinek Helper T-sejt
Kórokozó neutralizálása, phagocytosis megkönnyítése Macrophag aktiváció Gyulladás
Antigén-bemutatás APC által
T- és B-sejtek proliferációjának és differenciációjának szabályozása
Fertőzött sejt elpusztítása
Cytotoxicus T-sejt Fertőzött sejt antigén-bemutatása
Klonalitás B-sejt precursor
Érett, naiv B-sejt
1. Minden újonnan keletkezett naiv lymphocyta egyedi antigénfelismerő receptorral rendelkezik. 2. Aktiválódni csak azok fognak, amik antigént ismertek fel, ezek kiszelektálódnak és azonos antigén-felismerő receptorral rendelkező utódsejteket (klónok) hoznak létre. 3. Ezek a klónok aztán az adott antigénnel szemben effektor funkciót látnak el. (pl. antitesttermelés B-sejtek esetében)
„A” antigén KLONÁLIS EXPANZIÓ
Anti-„A” antitest
T-sejtek •
• • • •
Felszínén minden T-sejt egy heterodimer T-sejt receptort (TCR) és a hozzá kapcsolódó CD3 coreceptort hordozza = T-sejt receptor complex (lásd előadáson) – αβ láncú TCR = αβ T-sejt → Adaptív lymphocyta, thymusból másodlagos nyirokszervekbe vándorol – γδ láncú TCR = γδ T-sejt → Veleszületett-szerű lymphocyta, thymusból a perifériás szövetekbe vándorol (bőr, bél, stb.) A sejteken található TCR egyedi génátrendeződés terméke → egyedi antigén-felismerés Az αβ T-sejtek csak feldogozott, MHC molekulán keresztül bemutatott antigént tudnak felismerni. (MHC restrikció, lásd később) Az éretlen αβ T-sejtek a thymusban érésen, szelekción mennek át, ennek során kb. 90 százalékuk elpusztul. (lásd később) T-sejtek általános sejtvonal markere: CD3 (minden T-sejten van, semmilyen más sejten nincs)
TCR CD8
CD3
TCR CD40L CD4
Cytotoxicus T-sejtek (Tc vagy CTL) • •
•
• •
A celluláris immunválasz effektor sejtje. Csak MHC I molekulán át bemutatott, intracelluláris antigéneket ismer fel, pl.: – Vírusfertőzött sejt virális antigénjeit – Daganatos sejt megváltozott antigénjeit – Intracelluláris baktériumokkal, parazitákkal fertőzött sejt antigénjeit Az elpusztítandó sejtben apoptózist vagy sejtlízist vált ki. (pl. granzim, perforin felszabadulással, a Fas-FasL kölcsönhatáson keresztül, lásd később) A perifériás vér T-sejtjeinek 1/3-a cytotoxicus sejt. Immunfenotípusa: CD3+/CD4-/CD8+ (Hívják CD8 T-sejtnek is)
Cytotoxicus T-sejt elpusztít egy tumorsejtet. (Pásztázó elektronmikroszkópos felvétel)
Helper T-sejtek (Th) • Th
Th
•
• • • Dendritikus sejt •
Egy DC és két hozzá kapcsolódó helper T-sejt. (Pásztázó elektronmikroszkópos felvétel)
Feladatuk az immunválasz szabályozása (pl. citokin termelésen keresztül, lásd később) Kizárólag APC által az MHC II molekulán keresztül bemutatott extracelluláris antigéneket ismernek fel. A perifériás vér T-sejtjeinek 2/3-a helper sejt. Immunfenotípus: CD3+/CD4+/CD8- (Hívják CD4 T-sejteknek is őket) A termelt citokinek és funkciók alapján sok altípus (lásd később) A HIV elsődleges célpontjai. (lásd később) sárgásbarna: Th-sejt lila: HIV virionok (Utólag színezett pásztázó elektronmikroszkópos kép)
Th sejtek főbb altípusai Citokinek Th1 IFNγ
Celluláris immunválasz (intracelluláris kórokozók)
Humorális immunválasz (extracelluláris kórokozók)
Th2 IL-4, IL-13
APC Naiv Th-sejt
Extracelluláris kórokozók, gombák
Th17 IL-17, IL-21
Antigén-specifikus szuppresszió (lásd később)
iTreg IL-10, TGFβ
• Th17 sejteknek szerepe lehet különböző gyulladásos autoimmun kórképekben. (lásd később) • Regulatórikus T-sejtek (Treg): Az immunválasz negatív szabályozásában (szuppreszió) fontosak (lásd később), jellemző immunfenotípusuk: CD4+/CD25+/Foxp3+
γδ T-sejtek • • • • • •
Felszínükön γ és δ láncokból álló TCR-t hordoznak. Veleszületett-szerű sejtek, az αβ T-sejtekhez képest jóval kevesebbet tudunk róluk.[17.] A perifériás vérben csak nagyon kis számban vannak jelen, főleg a nyálkahártyák és a bőr hámrétegében találhatók, mint IEL. (intraepithelialis lymphocyta) Az invazív kórokozókkal szembeni immunválasz korai szakában aktiválódnak. Antigén-felismerésük döntően MHC-független. Elsősorban lipid természetű antigéneket ismernek fel. A T-sejt receptorok szerkezete Antigén-kötő hely
Antigén-kötő hely
α lánc β lánc
γ lánc δ lánc Variábilis régió (V) Konstans régió (C) Transzmembrán régió Citoplazmatikus régió
B-sejtek • • •
• • • •
B1 és B2 B-sejtek, általánosságban B-sejtként az utóbbiakra szoktak hivatkozni. A csontvelőt már érett, naiv B-sejtek hagyják el, amik a másodlagos nyirokszervek B-sejt zónáiba vándorolnak (pl. nyiroktüszőkbe). Antigén-specifikus felismerés, a sejtfelszíni receptoruk (BCR) egy membránba ágyazott immunglobulin molekula. → Az antigént natív formában ismerik fel, nincs szükségük antigén-bemutatásra MHC molekulákon keresztül! Antigén hatására további, antigén-függő érés a csíraközpontokban. (lásd később) Fő funkciójuk: plazmasejtté érve az általuk felismert antigén ellen antitestet (szekretált immunglobulin) termelnek. MHCI II molekulán keresztül antigén-bemutatást végeznek a helper T-sejteknek. Sejtvonal markerük: CD19
B-sejt receptor Antigén Nehézlánc
Antigénkötő hely
Könnyűlánc
CD79
Jelátvitel antigénkötődés esetén
B2 B-sejtek • • • •
• •
Konvencionális B-sejtek, legnagyobb számban a nyiroktüszőkben találhatók. (Pl. nyirokcsomók, mandulák, Peyer-plakkok) A perifériás vér lymphocytáinak kb. 10 százaléka. Az érett, naiv B-sejtek felszínén IgM és IgD izotípusú ellenanyagok vannak (BCR). Az antigénnel való találkozás után további érés a csíraközpontban (centrum germinativum reakció, lásd később), melynek során fokozódik az általuk termelt ellenanyag antigén iránti affinitása és megváltozhat az izotípusa is. Plazmasejtté érve a BCR-jük által korábban felismert antigén ellen antitestet termelnek. Egy részük memória B-sejtté alakul: az antigénnel való ismételt találkozáskor (szekunder immunválasz) gyorsabb, hatékonyabb immunválasz. Csíraközpont
Naiv B-sejt + antigén
Memória B-sejt + Ugyanaz az antigén IgA, IgE, IgG
Plazmasejt
IgM
Plazmasejt
B1 B-sejtek • • • • • •
A perifériás vérben keringő B-sejtek kis százalékát teszik csak ki. Veleszületett-szerű sejtek, a serosus hártyákon találhatók meg nagyobb számban (pl. pericardium, pleura, peritoneum). A foetalis életben keletkeznek, majd későbbi pótlásuk nem a csontvelőben, hanem a periférián zajlik. Biológiailag konzervált struktúrák ellen termelnek természetes autoantitesteket. Eredetileg CD5 pozitív B-sejtekként írták le őket egérben. Immunfenotípusuk emberben ellentmondásos.[18,19,20.]
B1 B-sejtek
B2 B-sejtek
Spontán antitest termelés
Jelentős
Minimális
Termelt antitestek izotípusa
IgM
IgM/IgG/IgA/IgE
Antitestek specificitása és affinitása
Polispecifikus, alacsony affinitású
Monospecifikus, nagy affinitású
Affinitás érés, memória
Nincs
Van
Hivatkozások 1. 1.
Mayo Clinic: CD20 on B Cells (http://www.mayomedicallaboratories.com/testcatalog/Clinical+and+Interpretive/89584) 2. Nauseef WM1, Borregaard N2: Neutrophils at work. Nat Immunol. 2014 Jul;15(7):602-11. doi: 10.1038/ni.2921. 3. Stone KD1, Prussin C, Metcalfe DD: IgE, mast cells, basophils, and eosinophils. J Allergy Clin Immunol. 2010 Feb;125(2 Suppl 2):S73-80. doi: 10.1016/j.jaci.2009.11.017. 4. Denzel A1, Maus UA, Rodriguez Gomez M, Moll C, Niedermeier M, Winter C, Maus R, Hollingshead S, Briles DE, Kunz-Schughart LA, Talke Y, Mack M: Basophils enhance immunological memory responses. Nat Immunol. 2008 Jul;9(7):733-42. doi: 10.1038/ni.1621. Epub 2008 May 30. 5. Karasuyama H, Mukai K, Tsujimura Y, Obata K: Newly discovered roles for basophils: a neglected minority gains new respect. Nat Rev Immunol. 2009 Jan;9(1):9-13. doi: 10.1038/nri2458. 6. Auffray C1, Sieweke MH, Geissmann F: Blood monocytes: development, heterogeneity, and relationship with dendritic cells. Annu Rev Immunol. 2009;27:669-92. doi: 10.1146/annurev.immunol.021908.132557. 7. Johnathan CPeiser L1, Mukhopadhyay S, Gordon S: Scavenger receptors in innate immunity. Curr Opin Immunol. 2002 Feb;14(1):123-8. 8. anton, Dante Neculai, Sergio Grinstein: Scavenger receptors in homeostasis and immunity. Nat Rev Immunol. 13, 621–634 (2013) doi:10.1038/nri3515 9. Nobelprize.org: Ilya Mechnikov – Biographical (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1908/mechnikov-bio.html) 10. Mosser DM1, Edwards JP: Exploring the full spectrum of macrophage activation. Nat Rev Immunol. 2008 Dec;8(12):958-69. doi: 10.1038/nri2448.
Hivatkozások 2. 11. Wu L1, Liu YJ: Development of dendritic-cell lineages. Immunity. 2007 Jun;26(6):741-50. 12. Liu K1, Nussenzweig MC: Origin and development of dendritic cells. Immunol Rev. 2010 Mar;234(1):45-54. doi: 10.1111/j.0105-2896.2009.00879.x. 13. Heesters BA1, Myers RC2, Carroll MC2: Follicular dendritic cells: dynamic antigen libraries. Nat Rev Immunol. 2014 Jul;14(7):495-504. doi: 10.1038/nri3689. Epub 2014 Jun 20. 14. Juelke K1, Romagnani C2: Differentiation of human innate lymphoid cells (ILCs). Curr Opin Immunol. 2016 Feb;38:75-85. doi: 10.1016/j.coi.2015.11.005. Epub 2015 Dec 17. 15. Vivier E1, Raulet DH, Moretta A, Caligiuri MA, Zitvogel L, Lanier LL, Yokoyama WM, Ugolini S: Innate or adaptive immunity? The example of natural killer cells. Science. 2011 Jan 7;331(6013):44-9. doi: 10.1126/science.1198687. 16. Molecular Biology of the Cell. 4th edition: Lymphocytes and the Cellular Basis of Adaptive Immunity (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26921/) 17. Bonneville M1, O'Brien RL, Born WK: Gammadelta T cell effector functions: a blend of innate programming and acquired plasticity. Nat Rev Immunol. 2010 Jul;10(7):467-78. doi: 10.1038/nri2781. Epub 2010 Jun 11. 18. Rothstein TL1, Griffin DO, Holodick NE, Quach TD, Kaku H: Human B-1 cells take the stage. Ann N Y Acad Sci. 2013 May;1285:97-114. doi: 10.1111/nyas.12137. 19. Covens K1, Verbinnen B, Geukens N, Meyts I, Schuit F, Van Lommel L, Jacquemin M, Bossuyt X: Characterization of proposed human B-1 cells reveals pre-plasmablast phenotype. Blood. 2013 Jun 27;121(26):5176-83. doi: 10.1182/blood-2012-12-471953. Epub 2013 Apr 23. 20. Rothstein TL1, Quach TD1: The human counterpart of mouse B-1 cells. Ann N Y Acad Sci. 2015 May 18. doi: 10.1111/nyas.12790.
