7. A lipid raft mikrodomének (MLR‐ CSK rendszer) szerepe az immun‐ sejtek életében: ¾ sejtérés ¾ jelátávitel/aktiváció ¾ sejthalál ¾ effektor funkciók és betegségek...
1. A lipid mikrodomének szerepe a T‐ és B‐sejtek érésében
Lipid raftok a T- limfociták aktivációjában
“Konstitutív” raft komponensek: CD4, (CD8),Lck, fyn, LAT, Fas/CD95 Antigén‐kiváltott raft‐asszociáció: T cell receptor (TCR), ZAP70,Ras, Raf, CD2... Egyes fehérjék dinamikusan raft‐ lokalizáltak: pl. CD45 (PTP) Kostimulátor receptorok (pl. CD28) és az integrinek (pl. LFA‐1): A PI3‐K/Vav/ WASP‐szignál tengely által indukált aktin citoszkeleton átrendeződés révén asszociálódnak a raftokhoz Génaktiváció/transzkripció, (IL‐2, IL‐2R), proliferáció de novo GSL szintézis révén a raftok mennyisége nő Naïv effektor T sejt differenciálódás
A lipid raftok és a T sejt érés: a kritikus preTCR állapot/ jelátvitel Ligand ? raft palmitoylation TcRβ/pre TCRα
+ selection
“survival”, differentiation signaling
TcR αβ, CD4+CD8+ thymocyte
LAT‐dependent ERK kinase activation
pre T cell TcR αβ raft localization γδ T cell
CD3δ‐dependence
A lipid raftok kontrollálják a B sejt érés folyamatát is: a
pre-BCR közvetített jelátvitel raft-dependens... egy raft‐dependens kalcium szignál kompartment /Ca2+‐signalosome/ (Igβ/Lyn/Syk/Btk/BLNK/PLCγ/ Vav/PI3K) közvetíti a „túlélési” szignálokat a pre‐B sejtek számára
• a pre‐BCR molekulák többsége konstitutiven raft‐asszociált
A B sejt receptor és a raftok viszonya a B sejt ontogenezis során
2. A lipid raftok szerepe az érett T‐ és B‐limfociták aktivációjában
A T sejt receptor komplex szerkezete
Antigén felismerő láncok: α, β, γ, δ Jelátvivő láncok (ITAM): CD3δ, ε, γ, ... és a ζ láncok
A T sejt receptor complex (TCR/CD3) triggerelése: Molekuláris modellek
Aktiváció hatására a TCR lipid raftokba lokalizálódik: Az anti-CD3 és anti-CTXB által kiváltott „patch -ek korrelálnak Az anti‐CTXB keresztkötéssel kiváltott raft‐összeolvadás (koaleszcencia) tirozin foszforilációt is indukál (!)
A TCR Ag‐dependens stimulációja de novo GSL szintézist indukál naív T sejtekben: a raft mennyiség növekszik az effektor/memória T sejtek plazmamembránjában
(sejtmag: piros, raft (anti‐Lck): zöld)
Memória T sejtekben (CD45R0 high/ CD45RA low) a GM1 (raft) szint magasabb...
The 2nd signal model of TcR lipid raft translocation
... and the 3rd signal: ICAMs/DCSign – LFA‐1 !
A TCR és a CD48 GPI‐raft protein ko‐ligációja (az APC‐n levő MHC/p‐el és CD2‐vel), valamint a kostimuláció (CD28 ligációja B7‐el) fokozzák a T sejt aktiváció intenzitását: Ez az aktivációs küszöb finomhangolása! Aktivált T sejtek citokintermelése
Mind a három ligáció (stimulus) raft‐asszociált P‐ERM cluster képződését indukálja (kortikális aktin kontrakció) az APC‐T sejt kontakt‐régió centrumában!
A CD8+ CTL funkcionális aviditása: az optimális TcR-CD8 kolokalizáció, mint meghatározó faktor... IFN‐γ production
lowAv Tc
highAv Tc
lowAv Tc: CD8 αα, CD8αβ highAv Tc: CD8αβ
co‐capping: anti‐CD8 (green) anti‐CD3 (red)
+ MβCD
A lipid raftok és a BcR‐szignalizáció • A BCR kompartmentalizációja Src kinázokkal, CD19/CD21 koreceptorokkal a plazmamembránban; Syk toborzás az aktivációs ponthoz... • Adaptor fehérjék toborzása (pl. NTAL, GRB2, PAG, SLP76).... • A kalcium szignaloszómák kialakulása (PLCγ, PI3K, Vav, Btk...)
A B sejtek aktivációja és az antigén re-prezentációja • A BCR keresztkötése Ag‐el (microaggregation‐capping) • A rafton belüli és a rafton kívüli szignalizáció eltérő sejtválaszokhoz vezet! • A BCR‐Ag komplex chlatrin (CCP)‐ közvetített endocytózissal kerül internalizációra • intracelluláris vezikula transzport; Antigén‐targeting specifikus kompartmentekbe • antigén processzálás/re‐prezentáció
A lipid raftok kontrollálják a BCR chlatrin-közvetített internalizációját
A chlatrin transzlokációja a plazmamembránhoz és tyr-P-függő kolokalizációja a BCR-el
A BCR internalizációja függ a lipid raftok szerkezeti integritásától
A B sejt aktiváció kinetikája, lépései A B sejtek felszínének dinamikus polarizációja a raft‐kortikális citoszkeleton hardware által
Jó esélyt biztosít a kontaktus (IS) kialakítására a T sejtekkel ..
3. A lipid raftok az FcεRI‐közvetített leukocita/hízósejt aktivációt is kontrollálják..., de egy kicsit máshogyan
A hízósejtek aktivációja az FcεRI/IgE Ag általi keresztkötése által • XL IgE‐receptor: raft‐asszociáció, kompartmentáció Lyn/Syk (tyr‐P)‐el • Szignaloszóma ‐ adaptor komplexek toborzása (LAT/GRB2/SOS, GAB2/PI3K, SLP76/Vav/GADS/PLCγ)
IgE
RBL‐2H3 mucosa hízósejt
DNP-BSA DNP-BSA
DNP-BSA
FcεRI
Lyn Syk
A kortikális aktin citoszkeleton kontrakciója: Destabilizálja a RECEPTOR‐Lyn clustereket: A sejt képes lesz újabb allergén stimulus fogadására... Alexa647‐IgE Alexa488‐CTX B
‐ tirozin foszforilációs kaszkád ... ‐ kalcium szignál ‐ degranuláció/histamine release MIND ERŐSEN KOLESZTERIN‐ FÜGGŐ...
4. Az endotél-limfocita/myelocita/ECM kölcsönhatás-rendszer: a MLR szerepe
Példák: 5. A MLR és a ‘programozott sejthalál’ (apoptózis) az immunrendszerben
„The ceramide‐centric Universe”
Apoptotic cell death in lymphocytes stress
ceramide
+
FAS
ASM
FADD
+
PC-PLC
sphingomyelin
CERAMIDES
FLIP
procaspase-8
caspase-6
caspase-3 caspase-7
APAF-1
ion channels
ST8
kinases, phosphatases
transcription factors
GD3
caspase-9
PARP
iCAD CAD
lamins
apoptosis
AIF
actin fodrin
CYT-C
gelsolin
chromatin condensation Cell shrinking DNA degradation
cell cycle arrest
proliferation
differentiation
BaxBak Bcl-XL
Bcl-2 (Hannun, Obeid JBC, 2001)
A szfingomielin‐ciklus és a programozott sejthalál (PCD) Szfingomielin (SM) hidrolízist / membrán ceramid felszabadulást SMase aktiválás révén számos eltérő jellegű inger képes kiváltani
Ceramid képződése szfingomielinből szfingomielin
ceramid foszfokolin
zsírsav
szfingozin
C2 ceramid
A T sejtek stimulálása CD95 (FasR)‐on keresztül specifikus, gyors CD95 clusteresedést eredményez
A Fas cap kialakulását extracellulárisan orientált, raft lokalizált ASM és ceramid mediálják
A felszabaduló ceramid a raft‐aggregáció fokozása révén erősen oligomerizálja a Fas‐t : növeli a hatékony DISC mennyiségét
“Signaling for death” death ligand (FasL, TNF, TRAIL)
+ DT FAD
death receptor (Fas, TNFR, DCR1,2, DR4,5)
Type I.
D RAD
DISC (caspase 8,10)
Bim ?
caspase 3 (6,7)
ionizing radiation, chemoterapy, stress
SMase ceramide
?
?
CSS, GF
GD3
ROS
AKT
FLIP BAD BID
BAX, BAK
Bcl-2/Bcl-xL*
HSP 27, 70, 90
IAPs
mitochondrium (MOMP)
Caspase 9
ICAD/CAD, DNA fragmentation]
APAF-1 Cyt-C, dATP
“apoptosome”
AIF, ?
Type II.
APOPTOTIC CELL DEATH
CIDP
