Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ»




НазваниеСтатья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ»
страница2/4
Дата22.09.2012
Размер2.8 Mb.
ТипСтатья
1   2   3   4

Иммунозащитные пептиды – синтез, экспрессия и механизм действия


ИЗП могут экспрессироваться конститутивно или индуцироваться в ответ на специфический стрессорный фактор, такой как инфекция или воспаление (Sima et al. 2003; Diamond et al. 2000; Hirsch et al. 2008,

2009). α-Дефензинам более свойственна конститутивная экспрессия, тогда как выработка β-дефензинов чаще индуцируется (Hancock and Scott 2000; Scott and Hancock 2000). Кроме того, было установлено, что α-дензины в основном действуют внутри фагосом, тогда как β-дефензины производятся в основном эпителиальными клетками (Boman 2003). Липополисахарид (ЛПС) и провоспалительный цитокин IL-1b и TNF-α способствуют синтезу ИЗП (Sima et al. 2003). Такая выработка напоминает выработку пептидных гормонов, предполагающую наличие крупной молкулы-предшественника и тканеспецифического последовательного протеолитического процессинга (Ganz 2005). После удаления сигнальной последовательности, прорегион устранняется, оставляя активные ИЗП. (Scott and Hancock 2000). Молекулы дефензинов продуцируются как нейтральные препродефензины, которые состоят из, приблизительно, 95 аминокислот, нецитотоксичных по отношению к клетке (Ganz 2005). Предполагается, что антимикробные и цитотоксические функциональные свойства зрелых дефензинов и других ИЗП в основном ассоциируются с наличием у них, как у мультимеров, способности образовывать поры в мембранах, ведущие к самопроизвольной диффузии (Ganz 2005; Scott and Hancock 2000), механизм был описан моделью Shia–Matsuzaki–Huang (Matsuzaki 1999; Shai 1999; Yang et al. 2000).

Противомикробные свойства ИЗП как мембранных агентов, обладающих вторичной α–спиральной пептидной структурой, зависит от наличия ионной среды, сходной с физиологическими жидкостями млекопитающих (Dorschner et al. 2006; Johansson et al. 1998; Oren et al. 1999). ИЗП нацелено определяют самое слабое место микробной цитоплазматической мембраны (например, отсутствие холестерина и негативно заряженные фосфолипиды на внешнем листе цитоплазматической мембраны) (Zasloff 2002). Суммарный позитивный заряд (от + 2 до + 7 вследствие избытка основных аминокислот по сравнению с кислыми аминокислотами) (Scott and Hancock 2000) облегчает связывание возрастающего количества ИЗП с фосфолипидами на поверхности бактерии до полного разрушения бактериальной мембраны. (Boman 2003; Hale and Hancock 2007; Sallum and Chen 2008; Steiner et al. 1988).

Холестерин предотвращает повреждение мембраны, и так как он является неотъемлемой частью эукариотической мембраны, то, становится ясно, почему нормальная концентрация ИЗП не приводит к повреждению клеток организма-хозяина (Boman 2003). Мембранный потенциал эукариотических клеток (−15 мВ) также ниже трансмембранного потенциала бактерий (−140 mV), что уменьшает вероятность взаимодействия (Scott and Hancock 2000). Резистентность к ИЗП – редкое явление, и любому микроорганизму особенно трудно изменить свою структурную организацию поверхностных фосфолипидов (Zasloff 2002). Некоторые ИЗП, помимо разрашуения бактериальной мембраны, также нацелены на внутреннеее содержимое (Jenssen et al. 2006; Xiong et al. 1999).

Хотя многие ИЗП, например, дефензины, демонстрируют прямую антимикробную активность против бактерий, грибков, эукариотических паразитов и/или вирусов (Steinstraesser et al. 2005, 2008; Hirsch et al. 2008; Larrick et al. 1995), также было установлено, что многие из них играют ключевую модулирующую роль во врожденном иммунном ответе, и представляют важное связующее звено между врожденным и адаптивным иммунным ответом (Zasloff 2002).

Различные ткани и виды клеток в организме содержат генно-закодированные образораспознающие рецепторы (ОРР) и могут задействовать ряд разных сигнальных путей в ответ на стресс, в конечном счете, обеспечивая выработку всех сигнальных и эффекторных молекул, необходимых для соответствующей и немедленной иммунной защиты. ООР организма – это, как правило, поверхностные белки, которые незамедлительно определяют консервативную молекулярную структуру, связанную с патогенными микроорганизмами или иной предстоящей опасностью. Репертуар ООР, способных регулировать экспрессию гена, включает TLR и обнаруживающие вирусы RIG-I и Mda5 геликазы (Onomoto et al. 2007; Yoneyama et al. 2005; Zou et al. 2009; Robinson et al. 2006). Однако, были описаны и другие распознающие молекулы, не относящиеся к TLR. Структуры, распознанные данным ООР, классифицируются или как участки молекул, связанные с патогенами (PAMP), или как участки молекул, связанные с опасностями (DAMP). К классическим PAMP относятся липосахариды и липотейхоевая кислота (LTA) из грамотрицательных и из грамположительных бактерий, соответственно, вирусная двухспиральная РНК (дсРНК), и грибковые b-глюканы (Robinson et al. 2006; Jo 2008). Понятие DAMP тут используется как общее название для PAMP и эндогенных сигналов опасности, испускаемых умирающими или поврежденными клетками (Matzinger 2007; Seong and Matzinger 2004). Модель опасности Метцингер определяет «опасность» как что-либо (экзогенное или эндогенное), способное вызвать стресс тканей или их разрушение (Matzinger 1994, 2007). Также к врожденным рецепторам относятся внутриклеточные nod-подобные рецепторы (NLR), которые представляют собой мощную комбинированную защиту в клеточной мембране (например, TLR, а также и в самой клетке (например, NLR) (Benko et al. 2008; Fritz et al. 2006). И TLR, и Nodg белки могут запустить транскрипционный фактор ядерного фактора-kB (NF-KB), таким образом активируя чрезвычайно стереотипный сингальный путь, отвечающий за ряд различных клеточных ответов, в том числе выработку ИЗП (Fritz et al. 2006). NLR были связаны с распознаванием бактериальных компонентов, а также эндогенных сигналов опасности (Fritz et al. 2006). TLR изначально вызвали значительный интерес у исследователей, в результате чего эта группа ООР описана лучше всего: сообщалось о почти 20 представителях в шести основных семействах, каждый представитель признавался отдельным PAMP. Липосахарид – классический лиганд для TLR-4, где олигодезоксинуклеотиды LTA и CpG распознаются TLR-2 и TLR-9, соответственно (Dalpke et al.2005). Сигнальный NF-kB – один из главных низлежащих путей, отвечающих за выработку ИЗП, хотя другие сигнальные пути (в том числе MAPKh и JAK/STATi) вовлечены в их синтез (Ji et al. 2009; Krisanaprakornkit et al. 2002). NF-kB – транскрипционный фактор, участвующий в объединении многочисленных параллельных сигнальных путей и множества клеточных ответов в основную немедленную и эффективную иммунную реакцию, а также выработке цитокинов и молекул неспецифической адгезии клеток (Scott and Hancock 2000). Подача сигнала по этим путям приводит к транскрипционной активации и последующей выработке ИЗП. TLR и NLR также влекут за собой активацию воспалительных каспаз, однако данная область исследований лежит вне предмета данной статьи (Martinon and Tschopp 2007; Scott and Saleh 2007; Steinstrasser et al. 2007).


Биологическая активность ИЗП


ИЗП являются первой линией защиты врожденного иммунитета фактически у всех видов живых существ, высокая значимость ИЗП подтверждается их высоким содержанием в циркулирующих нейтрофилах (Scott and Hancock 2000). Существенные доказательства, накопленные на протяжении последних лет, указывают на то, что дефензины млекопитающих являются многофункциональными и, взаимодействуя с рецепторами клеток организма-хозяина, участвуют в механизмах как врожденного, так и приобретенного иммунитета (Scott and Hancock 2000). ИЗП участвуют в воспалительном ответе, действуя в качестве хемоаттрактантов для иммунных клеток, включая рекрутинг нейтрофилов путем индуцирования выработки IL-8 и мобилизации имунокомпетентных T-клеток, а также агентов, усиливающих клеточную адгезию и последующую трансэпителиальную миграцию клеток (Chertov et al. 1996; Hata and Gallo 2008; Van Wetering et al. 1997). Кроме того, исследования позволяют полагать, что дефензины могут усиливать цитотоксочность NK-клеток (Scott and Hancock 2000). Многогранная природа ИЗП также включает в себя такие функции как участие в заживлении ран, возможно, путем индуцирования синтеза синдеканка (Gallo et al. 1994), а также модуляции воспалительного ответа при ингибировании активации классического пути комплемента через C1q (Groeneveld et al. 2007; van den Berg et al. 1998). Вследствие повсеместной выработки ИЗП в организме, неудивительно, что многие из них обнаруживаются в разных видах жидкостей и секретов организма (Sima et al. 2003). Нормальная концентрация α-дефензинов в плазме составляет 40 нг/мл, а во время инфекции возрастает до 41 мг/мл (Zanetti 2004). Также, были зафиксированы такие значения концентрации в плазме, как 170 мг/мл при сепсисе и 41,600 мг/мл в слюне пациентов больных муковисцидозом (Aarbiou et al. 2002; Soong et al. 1997). Антимикробная активность α-дефензинов in vitro обычно возможна при концентрациях от 10 до 100 мг/мл, хотя их участие в лизисе опухолевых клеток происходит при более высоких концентрациях (Zanetti 2004). В инфицированных или иным образом поврежденных тканях ИЗП наиболее вероятно выделяются в более высокой концентрации, но их локальная концентрация все еще является предметом для исследований (Zanetti 2004). Некоторые ИЗП действуют при сепсисе как противовоспалительные соединения благодаря их ЛПС- и ЛТK-связывающей способности (Scott and Hancock 2000) и также, помимо способности к нейтрализации эндотоксинов, некоторые кателицидины оказывают прямое воздействие и снижают выработку TNF-α (Bals et al. 1999; Braff et al. 2007). Некоторые ИЗП инактивируются солевыми растворами, а у некоторых противомикробная активность снижена даже при концентрациях, присутствующих в физиологических жидкостях (Boman 2003; Yang et al. 2002). Внеклеточное выделение некоторых типов дефензинов приводит к выработке инактивных ИЗП, однако одновременная выработка кателицидина обеспечивает активную функциональную синергию ИЗП (Chen et al. 2005) Для нейтрализации микробов такие ИЗП могут также действовать в синергии с такими молекулами организма-хозяина как протеины, лизоцимы, а также, с традиционными антибиотиками (Scott and Hancock 2000). Некоторые ИЗП, помимо функционирования в качестве хемокинов и привлечения мигрирующих и циркуляторных клетки, ускоряют заживление ран через ангиогенез и эпителиальный рост (Zasloff 2002; Chertov et al. 2000; De Smet and Contreras 2005; De et al. 2000; Lee et al. 2009). Дефензины имеют хемотаксические свойства по отношению к моноцитам, и функционируют как «кортикостатины» вступая в двустороннее взаимодействие с рецептором адренокортикотропного гормона (Yang et al. 2007). Дефензины обладают способностью преобразовывать определенные сигнальные пути и клеточные функции путем эффективного ингибирования протеинкиназы C (Charp et al. 1988). Также предполагается участие β-дефензинов в процессе созревания спермы (Zhou et al. 2004a,b).


Иммунозащитные пептиды и модуляция врожден-ной иммунной системы


На данный момент hCAP18/LL-37 – единственный описанный человеческий кателицидин. Как отмечалось ранее, семейство кателицидинов представлено множеством вариантов, но только hCAP-18 с геном кателицидина, расположенным на третьей хромосоме, может вырабатываться как пропептид. Он накапливается как предшественник в нейтрофильных гранулах (Ganz 2004) и в таких различных клетках и тканях, как В-клетки, Т-лимфоциты, лимфоциты, моноциты, в естественных клектках-киллерах и мастоцитах. Как обнаружилось, эпителий верхних отделов желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей, в том числе слюнные железы, тонкая кишка и некоторые части мужских (эпидидимис и яички) и женских (влагалище и шейка матки) половых путей экспрессирют LL-37 (De et al. 2000; Agerberth et al. 2000). Кроме того, LL-37 секретируется из ран человека, пота и поверхностных жидкостей дыхательных путей (Dorschner et al. 2001; Gallo et al. 2002; Ong et al. 2002; Sorensen et al. 1997) и активируется в ответ на кожные инфекции или повреждения (Dorschner et al. 2001; Turner et al. 1998).

В качестве иммунных модуляторов HNP-1, -2, и -3 активируют фактор некроза опухоли альфа (TNF- α) и IL-1 в человеческих моноцитах, активированных бактериями (Braff et al. 2005a,b). Более того, HNP-1 и -2 способны напрямую уничтожать грамотрицательные и грамположительные бактерии (Lehrer et al. 1993), грибки Candida albicans (Schroder and Harder 1999), а также оболочечные вирусы, например, представителей семейства Herpes (Schroder and Harder 1999). В зависимости от концентрации, HNP-5 проявляет бактерицидную активность против кишечной палочки, бактерий Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium, и C. albicans (Porter et al. 1997).

В 1995 году hBD-1 был выделен и очищен из плазмы крови пациентов с почечной недостаточностью (Bensch et al. 1995). hBD-1 конститутивно экспрессируется в различных тканях с первичной экспрессией в эпителиальной выстилке дыхательных и мочевых путей (Valore et al. 1998; Zhao et al. 1996). Различные исследования показали, что экспрессия hBD-1 может быть усилена липополисахаридами (ЛПС), инактивированой теплом Pseudomonas aeruginosa и интерфероном гамма (IFN-γ) (Valore et al. 1998; Duits et al. 2002). По сравнению со многими другими противомикробными пептидами, hBD-1 особых функций в заживлении кожных ран не имеет. Однако он проявляет особую активность против таких грамотрицательных бактериальных штаммов как E. coli и P. aeruginosa (Sorensen et al. 2005).

hBD-2 впервые был изолирован в 1997 г. из пораженных псориазом участков кожи (Harder et al. 1997). Экспрессия hBD-2 наблюдается преимущественно в кератиноцитах, желудочно-кишечном и респираторном трактах (Bals et al. 1998; O’Neil et al. 1999). hBD-2 накапливаются в ламеллярных тельцах кератиноцитов (Oren et al. 2003) и может быть активизирован напрямую под воздействием бактериальных патогенов (Liu et al.2002) или воспалительных клеток,таких как производные клетки моноцитов, макрофагов (Fang et al. 2003; Tsutsumi-Ishii and Nagaoka 2003) и лимфоцитов (Selsted and Ouellette 2005). В экспрессии hBD-2 участвуют несколько механизмов и сигнальных путей. Обнаружение бактериальных полисахаридов (ЛПС) с помощью CD14 и TLR-2 и последующая активация каскада NF-kB индуцирует hBD-2 (Birchler et al. 2001). Кроме этого, TLR-2 человека служит посредником для индукции антимикробного пептида hBD-2 в ответ на бактериальный липопротеин (Birchler et al. 2001). Сигнальные пути HBD-2 включают в себя NF-kB (Tsutsumi-Ishii and Nagaoka, 2002) и митоген-активируемую протеинкиназу (Krisanaprakornkit et al. 2002), включая Src-зависимый Raf-MEK1/2-ERK (93). Активатор of hBD-2 обладает связывающими сайтами для NF-kB и предполагаемыми связывающими последовательностями для AP-1, NF-IL6, и STATs (Tsutsumi-Ishii and Nagaoka 2002; Wang et al. 2003). После повышения экспрессии, hBD-2 демонстрирует иммуностимулирующие свойства в качестве хемоаттрактанта для незрелых дендритных клеток и Т-клеток для того, чтобы скорректировать реакцию приобретенного иммунитета (Yang et al. 1999). Будучи индуцируемым иммунозащитным пептидом, hBD-2, вероятно, принимает участие в заживлении ран путем активации естественного иммунитета после разрушения эпидермального слоя кожи и воспаления (Schmid et al. 2001).

Медиаторами, повышающими экспрессию hBD-2 в эпителиальной ткани, являются провоспалительныйе цитокины, такие как IL-1 (Liu et al. 2003), IL-22 (Wolk et al. 2006), бактериальные липополисахариды (ЛПС) (Kawai et al. 2002) и прямые контакты бактерий с клетками эпителия (Harder et al. 2000). После активации, hBD-2 действует непосредственно против таких возбудителей как P. aeruginosa, E. coli, и C. albicans (Singh et al. 1998). Кроме того, hBD-2 демонстрирует синергию с LL-37 в виде повышенной активности, направленной против S. aureus (Ong et al. 2002). Онг и др. обнаружили постоянное повышение экспрессии hBD-2 в псориатических чешуйках и низкую восприимчивость к кожным инфекциям в условиях хронического заболевания кожи (Ong et al. 2002). В ожоговых ранах была зафиксирована пониженная активность hBD-2, указывающая на то, что дефекты врожденного иммунитета способствуют риску инфицирования ран и возникновению сепсиса (Milner and Ortega 1999).

hBD-3 первоначально был выявлен в пораженных псориазом участках кожи и выделен приблизительно одновременно у двух групп в 2001 г. (Garcia et al. 2001a,b; Harder et al. 2001). hBD-3 в последствии был обнаружен в тканях многих органов таких как сердце, печень, вилочковая железа эмбриона и клетки плаценты (Garcia et al. 2001a,b; Dunsche et al. 2002). В коже hBD-3 накапливается как hBD-2, в ламеллярных тельцах кератиноцитов (Sawamura et al. 2005). TNF-α, фактор видоизмененного роста альфа (TGF-β), инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1), TLR-5, IL-1α, IFN-γ, TGF-β, и IGF-1, а также разные бактерии играют важную роль в активации синтеза hBD-3 (Sawamura et al. 2005). После испытаний большого количества бактериальных штаммов были опубликованы данные о широком спектре бактерицидной активности hBD-3 в отношении грамположительныйх и грамотрицательных бактерий, включая активность против полирезистентных штаммов S. aureus и P. aeruginosa (Maisetta et al. 2006).

(Maisetta et al. 2006).

Первичная экспрессия hBD-4 происходит в яичках и эпидидимисе (Garcia et al. 2001a,b) и индуцируется в первичных кератиноцитах (Harder et al. 2004). Эти данные основаны на выявлении мРНК, и частично характеристика этого дефензина основывается на рекомбинантном препарате Гарсии и др. (Garcia et al.) (2001a,b). Активация hBD-4 подобна активации hBD-2 и hBD-3 (Harder et al. 2004).

Человеческие бета-дефензины провоцируют выброс гистамина и выработку простагландина-2 в мастоцитах (Niyonsaba et al. 2002), соединяют врожденную и адаптивную иммунную систему с помощью хемоаттракции незрелых дендритных клеток и Т-лимфоцитов (Yang et al. 1999), и повышают проявление TNF-α и IL-1 в человеческих моноцитах после активации бактериальным возбудителем (Niyonsaba and Ogawa 2005).

В человеческой коже первичная экспрессия ИЗП осуществляется кератиноцитами, эккринными железами и нейтрофильными гранулоцитами (Schroder and Harder 2006). К конститутивно вырабатываемым ИЗП в человеческой коже относятся дермицидин (Schittek et al. 2001), протеолитический игибитор антилейкопротеазы (Wiedow et al. 1998), РНКаза 7 (Harder and Schroder 2002), псориазин (Glaser et al. 2005), лизоцим (120), hBD-1 (69) и секреторная фосфолипаза А2 (121). К индуцируемым ИЗП человеческой кожи относятся LL- 37 (35), вырабатываемый в кератиноцитах, α-дефензины (человеческие нейтрофильные пептиды от 1 до 4), вырабатываемые нейтрофилами (Ganz 2003), и hBD-2 и -3 (Niyonsaba et al. 2005).

1   2   3   4

Похожие:

Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ» iconДипломы по экономике и менеджменту
Разработан отделом по управлению качеством и стандартизации ОАО «xxx» (отдел XXX)
Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ» iconДипломы по экономике и менеджменту
Разработан отделом по управлению качеством и стандартизации (отдел XXX) ОАО «xxx»
Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ» iconПрограмма XXX научной конференции судентов, магистрантов, аспирантов и учащихся лицейных классов
Порядок работы секций XXX научной конференции студентов, магистрантов, аспирантов и учащихся лицейных классов (24 апреля 2003 г)
Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ» iconНазвание научного
Тезисы докладов XXX совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. Ленинград, 1980, с. 209
Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ» icon152: 481-xxx. Abughrien, B. M., Dore, M. A. 2000. Ciliogenesis in the uterine tube of control and superovulated heifers. Cells, Tissues Organs 166

Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ» iconФестиваль завершится 4 июня 2011 года
Тамбовской области открылся юбилейный XXX междуна­родный музыкальный фестиваль им. С. В. Рахманинова
Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ» iconАкты Виленской археографической комиссии
Акты Виленской археографической комиссии: Том XXX акты Трокского подкоморского суда за 1585-1613 годы / М.: Книга по Требованию,...
Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ» iconОтчет по результатам диагностики системы управления персоналом ОАО " XXX "
Охватывает не только формы материального стимулирования, но и вообще любые отношения администрации и трудового коллектива. Поэтому...
Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ» iconРешение от 23 апреля 2009 г. N xxvi/xxix-593
Совета в ред. Решений от 18. 04. 2001 n xxiv/X-187, от 02. 10. 2001 n xxiv/xiii-257, от 11. 09. 2002 n xxiv/xxviii-366, от 17. 12....
Статья в прессе иммунология XXX (2010) XXX-XXX Содержание можно просмотреть на «Сайенс Директ» icon1 апреля- день смеха. Начало 4 четверти
График мероприятий на каникулах можно просмотреть в разделе "воспитательная работа"
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница