Варианты образраспознающих рецепторов PRRs. Toll-подобные рецепторы
Секретируемые PRRs — это белки жидких сред организма. Для «хвостов» этих молекул есть специальные рецепторы на мембранах фагоцитов, что обеспечивает передачу информации из раствора в клетки врожденного иммунитета. Сериновые протеазы 1 и 2, ассоциированные с маннансвязывающим лектином (Maspl и Masp2), подобно протеазам классического пути активации комплемента С1r и C1s. Однако, протеазы маннансвязывающего пектина активируются при связывании с микробным лигандом.
Эндоцитозные PRRs локализуются на поверхности фагоцитов. После распознавания PAMPs микробов PRRs опосредуют поглощение патогена и его доставку к лизосомам для расщепления. Процессированные пептиды представляются молекулами МНС на поверхности макрофага Т-лимфоцитам. К эндоцитозным PRRs принадлежит маннозный рецептор макрофага, распознающий терминальную маннозу и остатки фукозы на клеточных стенках микробов, и опосредует их фагоцитоз. Другой эндоцитозный PRR — макрофагальный рецептор-мусорщик, распознающий полианионные лиганды (двунитчатые ДНК, ЛПС, липотейхоевые кислоты), при связывании с бактериальной стенкой способствует клиренсу бактерий из кровообращения. PRRs усиливают фагоцитарные функции эффекторов врожденного иммунитета и обеспечивают удаление всех разрушенных фрагментов клеток.
Сигнальные PRRs распознают PAMPs и активируют пути передачи сигнала для экспрессии разнообразных генов иммунного ответа, включая провоспалительные цитокины Данный класс рецепторов включает эволюционно законсервированные, так называемые Toll-подобные рецепторы (TLR), «звонящие» на мембране клетки, «оповещающие о приходе чужого».
Toll-подобные рецепторы (TLR). Первый рецептор Toll-семейства, реагирующий с паттернами микроорганизмов, был идентифицирован у дрозофил. У них обнаружен ген, ответственный за формирование дорсо-вентральной полярности в эмбриогенезе, а также, обеспечивающий врожденный иммунитет против грибков.
Цитоплазматические домены рецептора IL-1 млекопитающих и Toll у дрозофил, названные TIR доменом (Toll/IL-1 гомологичный домен), обладают гомологичным строением и индуцируют пути передачи сигнала, активирующего транскрипцию ядерных факторов-кВ (NF-kB).
Несмотря на то что различные TLR- и NOD-рецепторы имеют специфические лиганды, пострецепторные сигнальные пути, приводящие к активации NFkB, одинаковы. Сигнальный каскад начинается с привлечения молекул адаптерных белков MyD88, IRAK и TRAF6, что ведет к активации IкК, который, в свою очередь, фосфорилирует IкВа, нацеливая его на убиквитинацию и распад под действием 26S протеасомы. Высвобожденный таким образом NFkB переносится в ядро и присоединяется к ДНК, что ведет к транскрипции гена.
IкВ — ингибитор каппа В;
IкК — IкВ-киназа;
IL — интерлейкин; IRAK — киназа, ассоциированная с рецептором IL-1;
NFkB — нуклеарный фактор каппа В;
NOD — нуклеотидсвязывающий олигомерный домен;
Р — фосфорилирование;
TLR — Toll-подобные рецепторы;
TNF — фактор некроза опухоли;
TRAF6 — ассоциированный с TNF фактор 6;
дцРНК — двухцепочечная РНК;
ЛПС — липополисахариды.
Гомологи Toll дрозофилы у млекопитающих получили название Toll-подобные рецепторы. У человека одним из первых был идентифицирован TLR4. TLR стимулируют активацию сигнального пути NF-kB с экспрессией различных цитокинов и костимулирующих молекул, что является решающим фактором для формирования адаптивного иммунного ответа. В связи с этим сделано предположение о функционировании TLR в качестве рецепторов врожденной иммунной системы. Сейчас в семействе Toll-подобных рецепторов у человека известно около 23 членов (TLR-TLR23), однако не все они являются достаточно хорошо охарактеризованными. У мыши не выявлен TLR10, но обнаружен TLR11. Мыши, дефектные по TLR11 гену чувствительны к уропатогенным инфекциям.
Трансмембранные Toll-подобные рецепторы характеризуются внеклеточным NH-концом и внутриклеточным СООН-концом. TIR домен (Toll/IL-1 гомологичный домен) TLR, состоящий из 200 аминокислот и содержащий три высококонсервативных участка, опосредует взаимодействие между Toll-подобными рецепторами и молекулами, осуществляющими трансдукцию сигнала.
Toll-подобные рецепторы экспрессируются на клетках, осуществляющих первую линию защиты — нейтрофилах, макрофагах, ДК, эндоте-лиальных и эпителиальных клетках слизистых тканей. Недавно выявлено, что NK-клетки человека экспонируют следующие рецепторы: TLR3, TLR7, и TLR8. TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6 и TLR11 располагаются на поверхности клетки. TLR7, TLR8 и TLR9, распознающие структуры, подобные нуклеиновым кислотам, локализуются внутриклеточно.
TLR1 (ген локализован на 4р14 хромосоме) высоко экспрессирован на клетках селезенки и клетках периферической крови. Предполагается, что TLR1-рецепторы функционируют в качестве корецепторов, однако прямые лиганды рецептора не выявлены и точная функция остается до конца неясной. Показано, что в комплексе с TLR2 рецепторами они участвуют в ответе на триацилированные липопротеины.
TLR2 (4q 31/3-32) играют ключевую роль в реагировании на продукты грамположительных бактерий, микобактерий, дрожжей. Широкий спектр распознаваемых паттернов TLR2 (пептидогликанов, липопротеинов и липотейхоевых кислот клеточной стенки) связан с возможностью образования данными рецепторами гетеродимеров с другими TLR. TLR2 образуют димеры с TLR6 и участвуют в распознавании пептидогликанов и диацилированных липопептидов грамположительных бактерий и микоплазм. Димеризуясь с TLR1, рецептор распознает триацилированные липопротеины, такие как Borrelia burgdorferi OspA.
TLR3 (4q35) распознают двухцепочечную РНК, молекулярные структуры вирусов, но не проводят сигнал от одноцепочечной РНК или двухцепочечной ДНК. У мышей, дефицитных по TLR3, наблюдается снижение ответа на полиинозин-полицитидин (синтетический аналог двухцепочечной РНК), в то время как чувствительность клеток, экспрессирующих TLR3, на него сохраняется.
Среди всех TLR наиболее изучен TLR4 (9q32-33). Он экспрессируется в организме на поверхности макрофагов, нейтрофилов, ДК, Т-, В-лимфоцитов и других. Напротив, у мышей, нокаутированных по TLR2 гену, ответ на ЛПС сохраняется. В TLR-опосредованном распознавании участвует еще белок MD2, а распознавание ЛПС осуществляется комплексом, состоящим из нескольких компонентов: CD14, TLR4, MD2. TLR4 и MD2 находятся в связанном состоянии, a CD14 вовлекается в комплекс после связывания ЛПС.
