면역 시냅스

Immunological synapse
GFP-actin(녹색)을 발현하는 Jurkat T세포와 CMAC(파란색)로 얼룩진 Raji B세포 사이의 면역학적 시냅스.시냅스 형성은 포도상구균 장입독소 E 초항성유전체에 의해 유도되었다.

면역학에서 면역 시냅스(또는 면역 시냅스)는 항원을 나타내는 세포나 표적 세포와 T/B 세포나 자연 킬러 세포와 같은 림프구 사이의 인터페이스다.인터페이스는 원래 뉴런 시냅스의 이름을 따서 명명되었는데, 이 시냅스와 주요 구조 패턴을 공유한다.[1]면역학적 시냅스는 T세포 활성화에 관련된 분자로 구성되며, 대표적인 패턴인 활성화 클러스터를 구성한다.면역학 시냅스는 현재 진행 중인 연구의 대상이다.[2]

구조와 기능

면역 시냅스는 또한 초분자 활성화 클러스터 또는 SMAC로도 알려져 있다.[3]이 구조는 분리형 단백질 군집을 각각 포함하는 동심원 링으로 구성되어 있으며, 흔히 면역 시냅스의 불스-아이 모델이라고 한다.

그러나 새로운 조사에서는 모든 면역학적 시냅스에 '불의 눈'이 존재하지 않는다는 것을 보여주었다.예를 들어, T세포와 덴드리트세포 사이의 시냅스에서 다른 패턴이 나타난다.[8][9]

이 콤플렉스는 전체적으로 다음을 포함하되 이에 국한되지 않는 여러 기능을 갖는 것으로 가정한다.

  • 림프구 활성화[10] 조절
  • APC에서 림프구로[10] 펩타이드-MHC 복합체의 전이
  • 사이토카인 또는 리틱 과립의[10] 분비를 지시한다.

최근의 연구는 주로 유사한 액틴 재배열, 유사한 운송 분자(IFT20, Rab8, Rab11 등)의 구조와 관여에 기반한 면역학적 시냅스와 일차적 실륨 사이에 현저한 유사성을 제안했다.이 구조적이고 기능적인 호몰로지(homology)는 현재 진행 중인 연구의 주제다.[11][12]

포메이션

초기 상호작용은 T 셀의 p-SMAC에 존재하는 LFA-1과 표적 셀의 비특정 접착 분자(ICAM-1 또는 ICAM-2 등) 사이에서 발생한다.대상 세포에 바인딩된 경우 T세포는 유사포도증을 확장하고 대상 세포의 표면을 스캔하여 특정 펩타이드를 찾을 수 있다.MHC 복합체.[13][14]

형성 과정은 T-세포 수용체(TCR)가 펩타이드에 결합할 때 시작된다.항원 표시 셀의 MHC 복합체 및 마이크로클러스터/립형 래프트의 형성을 통한 신호 활성화를 개시한다.구체적인 신호 전달 경로는 T세포의 중심 방향을 면역 시냅스 부지로 향하게 함으로써 T세포의 양극화로 이어진다.대칭 구심 액틴 흐름은 p-SNAP 링 형성의 기초가 된다.액틴의 축적과 양극화는 통합체 및 소형 GTPas(Rac1 또는 Cdc42)와의 TCR/CD3 상호작용에 의해 촉발된다.이러한 상호작용은 액틴 중합화를 직접적으로 촉진하는 Arp2/3와 연관되도록 대형 다분자 복합체(Scar), HSP300, ABL2, SRA1, NAP1 등을 포함한다)를 활성화시킨다.액틴이 축적·재편됨에 따라 TCR·통합의 클러스터화를 추진한다.그 과정은 따라서 긍정적인 피드백을 통해 스스로를 규제한다.[1]

이 과정의 일부 부분은 CD4+와 CD8+ 셀에서 다를 수 있다.예를 들어 CD8+T세포에서는 시냅스 형성이 빠른데, CD8+T세포의 경우 병원체를 빨리 제거하는 것이 기본이기 때문이다.그러나 CD4+T세포에서는 면역 시냅스 형성의 전 과정이 최대 6시간까지 걸릴 수 있다.[13][1]

CD8+T세포에서는 시냅스 형성이 세포성 효소의 분비를 통해 표적세포의 살해를 유도한다.[1]CD8+T 림프구에는 리틱 과립 – 천공, 그란자임, 리소솜 하이드롤라제(예: 카테핀 B와 D, β-헥소사미디아제) 및 기타 세포질 이펙터 단백질이 함유되어 있다.일단 이 단백질들이 목표 세포에 전달되면, 그들은 세포사멸을 유도한다.[15]대상 세포의 살상 효과는 TCR 신호의 강도에 따라 달라진다.약하거나 짧은 수명의 신호를 받은 후에도 MTOC는 면역 시냅스로 양극화되지만, 이 경우 라이틱 과립이 밀거래되지 않아 살상 효과가 없거나 불량하다.[16]

NK세포 시냅스

NK 세포는 대상 세포에 대한 세포독성 효과로 시냅스를 형성하는 것으로 알려져 있다.개시 단계에서 NK 셀은 화학적 신호 전달 때문에 우발적이거나 의도적으로 대상 셀에 접근한다.우선 표적세포 표면에 존재하는 시알릴 루이스 X는 NK세포의 CD2에 의해 인식된다.NK세포의 KIR 수용체들이 표적세포의 표면에서 그들의 인지된 항원을 발견하면, 리틱 시냅스의 형성은 억제된다.[17]그러한 신호가 누락된 경우, CD226-리간드 및 CD96-CD155 상호작용과 같은 추가 신호에 의해 LFA1과 MAC1을 통한 밀착이 촉진되고 강화된다.[18]

리틱 과립은 천공, 그란자임, 그리고 다른 세포질 효소로 채워진 분비기관이다.세포-세포 접촉이 시작된 후, NK 세포의 리틱 과립은 마이크로튜브를 중심으로 센트로솜 쪽으로 이동하며, 시냅스 부위도 다시 초기화된다.그리고 나서, 리틱 과립의 내용물이 방출되고, 대상 세포로 전달되는 ROGID 단백질을 가진 vesicle을 통해 전달된다.[19]

NK세포의 억제면역학적 시냅스

NK세포가 자기세포와 마주치면 표적세포의 원치 않는 세포분해를 막기 위해 이른바 억제면역학적 시냅스를 형성한다.이 과정에서 면역수용체 타이로신 기반 억제 모티브(ITIM)가 있는 긴 세포질 꼬리가 포함된 킬러세포 면역글로불린 유사 수용체(KIRs)가 시냅스 부지에 군집해 대상 세포 표면에 리간드를 묶고 초분자 억제 클러스터(SMIC)를 형성한다.그 후 SMIC는 액틴의 재배열을 방지하고 시냅스 현장에 대한 활성 수용체 모집을 차단하고 마지막으로 대상 세포와의 분리를 촉진하는 작용을 한다.이 과정은 NK세포가 자기세포를 죽이지 못하도록 보호하는 데 필수적이다.[17]

역사

면역 시냅스는 덴버에 있는 국립 유대인 의학 연구 센터에서 에이브러햄 쿠퍼에 의해 처음 발견되었다.그들의 이름은 뉴욕대학의 마이클 더스틴에 의해 만들어졌는데, 그는 그들을 더 자세히 연구했다.다니엘 M. 데이비스와 잭 스트로밍거는 다른 림프구인 내추럴 킬러 세포에 대한 구조화된 면역 시냅스를 보여주었고, 이것을 비슷한 시기에 발표했다.[20]아브라함 쿠퍼는 1995년 키스톤 심포비아 중 한 곳에서 처음으로 자신의 연구 결과를 발표했는데, 이때 그는 면역세포가 서로 상호작용하는 3차원 영상을 보여주었다.시냅스의 주요 분자는 T세포 수용체와 그 상대방은 주요 조직적합성 복합체(MHC)이다.또한 LFA-1, ICAM-1, CD28, CD80/CD86도 중요하다.

참조

  1. ^ a b c d Ortega-Carrion, Alvaro; Vicente-Manzanares, Miguel (2016-03-31). "Concerning immune synapses: a spatiotemporal timeline". F1000Research. 5: 418. doi:10.12688/f1000research.7796.1. ISSN 2046-1402. PMC 4821290. PMID 27092248.
  2. ^ "What is the importance of the immunological synapse?" (PDF).
  3. ^ a b Monks CR, Freiberg BA, Kupfer H, Sciaky N, Kupfer A (September 1998). "Three-dimensional segregation of supramolecular activation clusters in T cells". Nature. 395 (6697): 82–86. Bibcode:1998Natur.395...82M. doi:10.1038/25764. PMID 9738502. S2CID 4319319.
  4. ^ Monks CR, Kupfer H, Tamir I, Barlow A, Kupfer A (January 1997). "Selective modulation of protein kinase C-theta during T-cell activation". Nature. 385 (6611): 83–86. Bibcode:1997Natur.385...83M. doi:10.1038/385083a0. PMID 8985252. S2CID 4255930.
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외부 링크