CD1-vyhrazené T-buňky na křižovatce vrozené a adaptivní imunity

Abstrakt

Lipidově specifické T-buňky tvoří skupinu T-lymfocytů, které rozpoznávají lipidy navázané na molekuly CD1 podobné MHC I. třídy. Existují čtyři izoformy CD1, které jsou exprimovány na povrchu antigen prezentujících buněk, a jsou tedy schopny prezentovat lipidové antigeny: CD1a, CD1b, CD1c a CD1d. Každá z těchto izoforem má odlišné strukturní vlastnosti a buněčnou lokalizaci, což podporuje vazbu na širokou škálu různých typů lipidů. Lipidové antigeny pocházejí buď z vlastních tkání, nebo z cizích zdrojů, jako jsou bakterie, houby nebo rostliny, a jejich rozpoznávání T-lymfocyty s omezením na CD1 má důležitý význam při infekcích, ale také při rakovině a autoimunitě. V tomto přehledu popisujeme vlastnosti molekul CD1 a lipidově specifických T buněk s omezením na CD1 a zdůrazňujeme vrozené a adaptivní vlastnosti různých podtypů T buněk s omezením na CD1.

1. Úvod

CD1-omezené T-buňky rozpoznávají lipidové antigeny vázané na molekuly CD1 podobné MHC I. třídy. První práce popisující CD1-restriktní T-buňky byla publikována v roce 1989, ale povaha prezentovaného antigenu nebyla identifikována . Vznik lipidů jako antigenů T buněk prezentovaných molekulami CD1 byl stanoven až o 5 let později objevem antigenních vlastností kyseliny mykolové . V současné době je známo, že celá řada lipidů, ať už vlastního nebo cizího původu, se váže na molekuly CD1 a podílí se na vývoji a aktivaci lipidově specifických T buněk.

T buňky omezené na CD1 zahrnují specializované podtypy, které se účastní imunitních odpovědí s vrozenými a adaptivními rysy. Význam těchto buněk byl popsán v souvislosti s infekcí a imunitní odpovědí proti nádorům . Proto se stalo klíčovým porozumět vlastnostem molekul CD1, mechanismu prezentace lipidových antigenů zprostředkovaných CD1 a biologii T buněk omezených na CD1, aby bylo možné vyvinout nové strategie pro kontrolu infekcí a rakoviny.

2. Molekuly CD1

Lidské molekuly CD1 jsou kódovány 5 různými geny lokalizovanými na chromozomu 1 . Tyto geny kódují 5 různých izoforem CD1: CD1a-CD1e. Funkční molekuly CD1 jsou heterodimery tvořené asociací CD1 s β2-mikroglobulinem. Na základě sekvenční homologie lze izoformy CD1 rozdělit do tří skupin. Skupinu I tvoří izoformy CD1a, CD1b a CD1c, skupinu II izoforma CD1d a skupinu III izoforma CD1e. Exprese

Molekuly CD1 skupiny I jsou téměř výhradně exprimovány na thymocytech a dendritických buňkách (DC) a jsou přítomny u lidí, ale ne u myší nebo potkanů. CD1a je také exprimována na Langerhansových buňkách a CD1c v podskupině B buněk . CD1d má široký vzorec exprese a je přítomen jak v hematopoetických, tak nehematopoetických odvozených buňkách. CD1d je vysoce exprimován na kortikálních thymocytech, ale v medulárních thymocytech je jeho exprese snížena. V periferní krvi exprimují CD1d B buňky, monocyty, DC a aktivované T buňky. CD1d je také exprimován ve střevě, játrech, epitelu žlučových cest, slinivce břišní, ledvinách, endometriu, varleti, nadvarleti, spojivce, prsu a kůži . V lidském střevě střevní epitelové buňky exprimují a prezentují antigeny CD1d . Nedávno bylo zjištěno, že adipocyty rovněž exprimují CD1d a byla předpokládána jejich úloha při prezentaci lipidových antigenů . CD1e je exprimován na DC, ale nefunguje jako molekula prezentující antigen, protože není přítomen na plazmatické membráně. Tato molekula funguje jako protein přenášející lipidy (LTP) .

2.2. Strukturní vlastnosti

CD1 má mnoho společných strukturních vlastností s molekulami MHC I. třídy. Všechny izoformy CD1 jsou tvořeny těžkým řetězcem, který obsahuje tři extracelulární domény (α1, α2 a α3), transmembránovou doménu a intracelulární ocas. Extracelulární domény α1 a α2 jsou tvořeny dvěma antiparalelními α-helixy na vrcholu 6 β-řetězců. Ty jsou podporovány doménou α3, která interaguje s β2-mikroglobulinem (lehký řetězec) a vytváří heterodimer . Nápadný rozdíl mezi molekulami CD1 a MHC třídy I spočívá ve vazebných kapsách pro antigen. Na rozdíl od MHC třídy I jsou kapsy CD1 vystlány hydrofobními zbytky, které interagují s hydrofobní částí lipidů, zatímco polární části zůstávají odkryté pro rozpoznání TCR . Velikost, tvar a počet kapes se u jednotlivých izoforem CD1 liší, což umožňuje akomodaci lipidů s různou délkou řetězce mastných kyselin (obrázek 1) .

Obrázek 1

Schematické znázornění vazebných kapes z různých molekul CD1 (průřezový pohled). Čárkovaná světle zbarvená oblast u CD1a představuje terminus A′ kapsy. β2M: β2-mikroglobulin.

Podobně jako MHC třídy I mají molekuly CD1 dvě hluboké kapsy: A′ a F′. CD1b má dvě další kapsy, C′ a T′, které umožňují vazbu lipidů s většími hydrofobními řetězci . CD1a má nejmenší vazebný žlábek a na rozdíl od ostatních izoforem CD1 není jeho kapsa A′ přímo spojena s ostatními kapsami, ale místo toho náhle končí hluboko ve vazebném žlábku a funguje jako „molekulární pravítko“, které brání vazbě dlouhých hydrofobních řetězců (obrázek 1) . Kapsa F′ je permisivnější a umožňuje vazbu lipopeptidů . CD1a má také polootevřenou konformaci, která usnadňuje nakládání lipidů při neutrálním pH a bez působení LTP . CD1b má větší vazebné místo složené ze čtyř kapes, z nichž tři jsou vzájemně propojeny a tvoří velký A′T′F′ superkanál. Tato vlastnost propůjčuje CD1b jedinečnou schopnost vázat mykolyllipidy s dlouhým řetězcem. Kyselé pH lysosomů umožňuje relaxaci CD1b, což zlepšuje vazbu lipidů . Podobně jako CD1a má CD1c kapsu F′, která je přípustná pro vazbu lipopeptidů a obvykle se spojuje s antigeny, které mají pouze jeden alkylový řetězec, což naznačuje, že kapsa A′ může být obsazena spacerovými lipidy, které stabilizují strukturu CD1c . CD1d byl krystalizován v komplexu s několika lipidy . Ve všech glykosfingolipidech obsahujících ceramidovou páteř se sfingosinový řetězec váže na kapsu F′, zatímco mastná kyselina obsazuje kapsu A′ a vystavuje hlavičku cukru TCR. Navzdory neschopnosti prezentovat lipidové antigeny obsahuje struktura CD1e také kapsy A′ a F′, ačkoli nejsou jasně odděleny, čímž vzniká větší drážka. CD1e má také drážku vystavenou rozpouštědlu. Tyto dvě vlastnosti dohromady umožňují rychlou vazbu a uvolňování různých typů lipidů, což je slučitelné s funkcí CD1e LTP .

2.3. Vazba a uvolňování lipidů. Syntéza a trafficking

Po translaci zahajují molekuly CD1e proces zrání v endoplazmatickém retikulu (ER). V ER glykosylace umožňuje vazbu calnexinu, kalretikulinu a thioloxidoreduktázy ERp57, které podporují správné skládání a sestavení s β2-mikroglobulinem . Dalším proteinem ER s klíčovou úlohou při sestavování CD1 je mikrosomální triglyceridový transferový protein (MTP). Absence MTP vede k závažným defektům v prezentaci lipidových antigenů izoformami CD1 skupiny I a II . Analýza rozpustných molekul CD1 odhalila, že během sestavování jsou asociovány s různými lipidy a nemají prázdné kapsy. Proto se předpokládalo, že MTP může do těchto kapes ukládat lipidy ER a stabilizovat tak molekuly . Jiná zpráva však ukázala, že nepřítomnost MTP nemění biosyntézu, zrání glykosylace ani internalizaci molekul CD1 v plazmatické membráně, ale je důležitá pro recyklaci z lysozomu na povrch buňky, což naznačuje jinou funkci MTP než stabilizaci CD1 prostřednictvím načítání lipidů .

Molekuly CD1 pokračují ve svém zrání v trans-Golgiho síti (obr. 2). Identifikace některých lipidů syntetizovaných v Golgiho síti navázaných na CD1 naznačuje, že jsou načítány po sekreční dráze, po výstupu z ER . V trans-Golgiho síti molekuly CD1 také dokončují proces glykosylace předtím, než jsou vystaveny na povrchu buňky. V plazmatické membráně jsou molekuly CD1 recyklovány endozomální cestou, kde se setkávají s lipidovými antigeny (obrázek 2). Internalizace CD1b, CD1c a CD1d je zprostředkována interakcí cytoplazmatického ocasu s adaptorovým proteinovým komplexem (AP-) 2, který třídí nákladové proteiny do jamek pokrytých klatrinem . Naopak CD1a s AP-2 neinteraguje a je internalizován cestami nezávislými na klatrinu a dynaminu . Po internalizaci do třídicích endozomů mají různé izoformy CD1 odlišný osud (obrázek 2). CD1a a CD1c se lokalizují v endocytárním recyklačním kompartmentu, což naznačuje, že následují pomalou recyklační cestu zpět do plazmatické membrány. CD1c se však nachází také v pozdních endozomech. CD1b a myší CD1d (mCD1d) interagují s AP-3, který tyto molekuly řadí do pozdních endosomů a lysosomů. Zajímavé je, že lidský CD1d neinteraguje s AP-3 a lze jej nalézt v pozdních endozomech . Studie s mCD1d, kterému chybí cytoplazmatický ocásek (a není tedy internalizován pro recyklaci), odhalily přítomnost molekul mCD1d v lysosomech, což naznačuje existenci alternativní cesty, která přímo třídí mCD1d do lysosomů. To bylo vysvětleno asociací mCD1d s invariantním řetězcem (Ii) a MHC třídy II v ER, která přímo posílá mCD1d do kompartmentů MHC třídy II nebo do lysozomů . Později se ukázalo, že Ii se také asociuje s CD1a, což naznačuje, že by to mohlo platit pro všechny izoformy CD1 . Po dosažení endocytárních kompartmentů si molekuly CD1 vyměňují neimunogenní lipidy získané během sestavování za antigenní lipidy, a to za pomoci několika LTP. Mechanismy zodpovědné za zacílení molekul CD1 z lysozomu do plazmatické membrány nejsou dobře známy, ale je známo, že lokalizace těchto molekul v lipidových raftech zlepšuje prezentaci antigenu . Nedávno bylo prokázáno, že lysozomální pH má vliv na lokalizaci CD1d na plazmatické membráně .

Obrázek 2

Buněčné obchodování s molekulami CD1. Po syntéze se molekuly CD1 spojují s β2-mikroglobulinem v endoplazmatickém retikulu. Poté se přesouvají do trans-Golgiho sítě, kde jsou glykosylovány a následují do plazmatické membrány (plné šipky). Tam jsou molekuly CD1 internalizovány endocytickou cestou, kde dochází k většinovému zatížení. Různé izoformy CD1 se lokalizují v různých endocytických kompartmentech. Nahrané molekuly CD1 se pak přesunou na plazmatickou membránu, kde aktivují T-buňky (čárkované šipky). EE: časný endosom; LE: pozdní endosom; hCD1d: lidský CD1d; mCD1d: myší CD1d.

2.4. Lipidy vázající CD1

Lipidové antigeny zahrnují především fosfolipidy a sfingolipidy (tabulka 1). Zajímavé je, že sfingolipidy jsou jediné lipidy, u nichž bylo dosud prokázáno, že jsou prezentovány všemi izoformami CD1. Bylo však prokázáno, že různé třídy lipidů vážou některé izoformy CD1 a aktivují T-buňky omezené na CD1 (tabulka 1). Zajímavé je, že některé antigeny mohou být prezentovány více než jednou izoformou CD1. Nejvýraznějším příkladem je sulfatid, který má jedinečnou vlastnost vázat a aktivovat T-buňky omezené na všechny izoformy CD1 .

Ne všechny lipidy vázající CD1 jsou imunogenní. Další důležitou skupinou lipidů vážících CD1 jsou spacer lipidy. Izoformy CD1 typicky vážou lipidy s hydrofobními řetězci, které odpovídají velikosti vazebného žlábku, což naznačuje stechiometrii 1 : 1. V tomto případě se jedná o lipidy s hydrofobními řetězci. Bylo však zjištěno, že CD1b je spojen s poměrně malými lipidy, které plně neobsazují vazebnou kapsu. To vyvolalo otázku, zda je CD1b schopen vázat dva lipidy současně. Krystalografická analýza struktury CD1b a lipidomická analýza eluovaných lipidů CD1b identifikovala kromě antigenního lipidu několik spacerových lipidů, které stabilizují molekulu CD1b a které se při vazbě přeskupují, aby umožnily rozpoznání antigenu . Důkazy z krystalografických studií také naznačují přítomnost spacerových lipidů v CD1a, CD1c a CD1d .

Mezi neimunogenními lipidy vázajícími CD1 můžeme najít také molekuly s inhibičními vlastnostmi. Bylo prokázáno, že glykosfingolipid globotriaosylceramid váže CD1d a inhibuje aktivaci podskupiny T buněk omezených na CD1d, invariantních T buněk přirozených zabíječů (iNKT) . Inhibice je dosaženo přímou soutěží mezi globotriaosylceramidem a antigeny iNKT buněk o vazbu CD1d. Je možné, že tuto inhibiční vlastnost sdílejí i jiné lipidy vázající CD1, které nejsou rozpoznávány TCR, a představují tak důležitý mechanismus pro řízení aktivace lipidově specifických T buněk.

2.5. Inhibiční vlastnosti lipidů vázajících CD1. Načítání lipidů na molekuly CD1

Lipidy jsou hydrofobní, a proto potřebují pomoc při transportu, příjmu a zpracování. Tuto úlohu hrají LTP. V krevním řečišti se lipidy pohybují v částicích lipoproteinů o velmi nízké nebo vysoké hustotě nebo spojené s některými monomerními proteiny . K vychytávání lipidových antigenů buňkami dochází interakcí s buněčnými receptory, jako jsou lipoproteinové receptory s nízkou hustotou a scavengerové receptory. Zdá se, že využití receptorů závisí na typu buňky a je ovlivněno strukturou lipidů . Struktura lipidů rovněž ovlivňuje intracelulární obchodování. Zatímco lipidové antigeny s krátkými nenasycenými alkylovými řetězci se lokalizují v endocytárním recyklačním kompartmentu, lipidy s dlouhými nasycenými ocasy putují do pozdních endocytárních kompartmentů . Tento rozdíl v obchodování umožňuje setkání různých izoforem CD1 s jejich preferovanými ligandy.

V endocytárních kompartmentech napomáhají specializované LTP vazbě lipidů na CD1. Ačkoli některé vlastní lipidy jsou do CD1 načteny během skládání v ER, exogenní lipidy musí být načteny z membrán nebo lipid-proteinových komplexů, jakmile jsou internalizovány. Mezi lysozomální proteiny, které tento proces usnadňují, patří saposiny, aktivační protein GM2, protein Niemann-Pick C2 (NPC2) a CD1e . Saposiny jsou skupinou 4 proteinů, které vznikají štěpením společného prekurzoru: prosaposinu. Bylo prokázáno, že jsou důležité pro odstraňování endogenních a exogenních lipidů a jejich ukládání do myšího a lidského CD1d, a to jak v ustáleném stavu, tak během infekce . Saposin B výrazně zlepšuje prezentaci antigenu zprostředkovanou lidským CD1d, ale bylo také prokázáno, že saposiny A a C účinně provádějí výměnu lipidů v molekulách mCD1d . Saposin C se váže jak na CD1b, tak na CD1c, čímž usnadňuje nakládání lipidů v těchto molekulách . Důležité je, že tato funkce je omezena na výměnu lipidů, což znamená, že saposiny nejsou schopny odstraňovat lipidy z CD1 , pokud nemohou být nahrazeny jinými. Aktivační protein GM2 je kofaktorem pro β-hexosaminidázu A, ale také odstraňuje lipidy navázané na mCD1d, aniž by musel vázat jiné lipidy . Podobná funkce byla zjištěna i u proteinu NPC2 . CD1e byl popsán jako izoforma neschopná prezentovat lipidové antigeny v důsledku své nepřítomnosti v plazmatické membráně. Endozomální lokalizace a podobnost vazebné kapsy sdílené různými izoformami CD1 však naznačovaly, že CD1e váže lipidové antigeny. V roce 2005 byla role CD1e při zpracování lipidových antigenů prokázána identifikací CD1e jako kofaktoru pro α-mannosidázu, lysozomální enzym, který v přítomnosti CD1e rozkládá komplexní neimunogenní mykobakteriální lipidy na antigenní formy . Důležité je, že CD1e podporuje nakládání a vykládání lipidů do CD1d a také ovlivňuje prezentaci lipidů pomocí CD1b a CD1c .

Kromě LTP usnadňuje výměnu lipidů CD1 v endozomálních kompartmentech také nízké pH, které vyvolává relaxaci struktury CD1, což podporuje dynamičtější vazbu a disociaci lipidů .

3. T-buňky omezené na CD1

T-buňky omezené na CD1 lze klasifikovat jako omezené na molekuly CD1 skupiny I nebo na CD1d. T-buňky omezené na CD1d jsou také označovány jako T-buňky přirozených zabíječů (NKT), protože většina těchto buněk sdílí povrchové markery NK a T-buněk. Buňky NKT se dále dělí na dvě podskupiny. Buňky NKT typu I neboli buňky iNKT se vyznačují expresí semiinvariantního TCR (Vα24Jα18Vβ11 u lidí a Vα14Jα18 spárovaného s omezeným repertoárem řetězců Vβ u myší) a rozpoznáváním lipidového antigenu α-galaktosylceramidu (α-GalCer) . Buňky NKT typu II rozpoznávají různé lipidové antigeny a exprimují variabilní TCR, i když s příklonem k některým řetězcům Vα a Vβ .

Buňky T skupiny I omezené na CD1 jsou polyklonální a pravděpodobně podléhají klonální expanzi na periferii, po setkání s antigenem. To má za následek opožděnou efektorovou odpověď, která odpovídá imunitní odpovědi podobné adaptivní, podobně jako je tomu u T buněk omezených na MHC . iNKT buňky se liší od většiny T buněk díky svým funkcím podobným vrozeným. Po expanzi a dozrání v thymu jsou buňky iNKT schopny reagovat na vrozené signály, jako je stimulace cytokiny, během několika hodin. Odpovídají však také na zásah TCR specifickými antigeny, a stojí tak uprostřed vrozené a adaptivní imunitní odpovědi.

3.1. Adaptivně specifické T-buňky skupiny I s omezením na CD1

Dosud neexistuje žádná specifická metoda, která by umožnila identifikovat všechny lipidově specifické T-buňky skupiny I s omezením na CD1. Studie analyzující autoreaktivní T-buňky omezené na skupinu I CD1 však popsaly vysokou frekvenci těchto buněk, podobnou té, která je pozorována u autoreaktivních konvenčních T-buněk . Kromě toho jsou autoreaktivní T-buňky omezené na CD1 skupiny I přítomny jak v pupečníkové krvi, tak v periferní krvi s podobnou frekvencí . Exprimují především marker CD45RA, ale v periferní krvi je ve srovnání s pupečníkovou krví pozorován pokles CD45RA-pozitivních buněk, což odpovídá adaptivnímu fenotypu . V souladu s adaptivním fenotypem těchto buněk je také přítomnost T buněk specifických pro Mycobacterium tuberculosis omezených na CD1b závislá na předchozím kontaktu s M. tuberculosis .

Po aktivaci vykazují T buňky omezené na CD1 skupiny I fenotyp Th0 nebo Th1 a produkují velké množství IFN-γ a TFN-α . Mohou také vykazovat cytotoxickou aktivitu a indukovat lýzu intracelulárních mykobakterií .

T lymfocyty omezené na CD1a patří k nejčastějším autoreaktivním T lymfocytům omezeným na CD1 v periferní krvi . Kromě toho jsou běžné v kůži. Kožní T-buňky omezené na CD1a se aktivují při kontaktu s CD1a exprimovaným Langerhansovými buňkami. Po aktivaci produkují IFN-γ, IL-2 a IL-22, cytokin s předpokládanou úlohou v kožní imunitě . T-lymfocyty omezené na CD1a jsou jedinečné tím, že jejich TCR může přímo rozpoznávat molekulu CD1a bez koregistrace lipidového antigenu . Vlastní ligandy pro CD1a mohou být buď permisivní, jako je lysofosfatidylcholin, který umožňuje aktivaci autoreaktivních T buněk, protože umožňuje kontakt CD1a s TCR, nebo nepermisivní, jako je sfingomyelin, který narušuje kontaktní zónu TCR-CD1a, a tím neumožňuje aktivaci T buněk omezených na CD1a . Nicméně bylo prokázáno, že některé klony T buněk omezených na CD1a rozpoznávají antigeny vyčnívající z kapsy CD1a, jako je sulfatid , což naznačuje, že některé TCR vyžadují k rozpoznání lipidový antigen.

Počet T buněk omezených na CD1b v krvi je velmi nízký . Zdá se, že T-lymfocyty omezené na CD1b jsou zvláště důležité v mykobakteriální imunitě . Nedávno bylo prokázáno, že lipidy ze Staphylococcus aureus, Brucella melitensis a Salmonella Typhimurium aktivují T-buňky omezené na CD1b . Je zajímavé, že tyto buňky vykazovaly také autoreaktivitu, což naznačuje, že bakterie a savčí buňky sdílejí antigeny CD1b.

Frekvence CD1c-autoreaktivních T buněk není v literatuře jednotná , přičemž jedna studie uvádí velmi nízkou frekvenci a druhá studie uvádí střední frekvenci mezi vysoce častými CD1a autoreaktivními T buňkami a málo častými CD1b a CD1d autoreaktivními T buňkami . Ačkoli je CD1c široce exprimován v DC a B buňkách z periferní krve, jako autoantigeny prezentované CD1c byly identifikovány pouze sulfatid a mLPA (tabulka 1) . Podobně jako bylo pozorováno u jiných T buněk omezených na CD1, i mykobakteriální lipidy vyvolávají odpovědi T buněk závislé na CD1c (tabulka 1) .

3.2 . Vrozené T-buňky s omezením na CD1: iNKT buňky

iNKT buňky lze snadno identifikovat pomocí barvení tetramery CD1d zatíženými α-GalCer nebo pomocí protilátek proti semiinvariantnímu TCR. Jedná se tedy o nejstudovanější lipidově specifické T-buňky. iNKT buňky mají různou frekvenci u myší a lidí. U myší jsou iNKT buňky častější v játrech a tukové tkáni a v nižším procentu jsou přítomny v thymu, slezině, kostní dřeni, periferní krvi a lymfatických uzlinách. U lidí jsou buňky iNKT častější v tukové tkáni, následované játry, a v nižším procentuálním zastoupení se objevují ve slezině, periferní krvi, lymfatických uzlinách, kostní dřeni a brzlíku .

Důležitá vlastnost buněk iNKT souvisí s jejich schopností rychle produkovat velké množství cytokinů po stimulaci, a to buď způsobem závislým na TCR, nebo nezávislým . Tento vrozený fenotyp buněk iNKT se dále projevuje expresí CD45RO u lidí a CD44 u myší a markeru časné aktivace CD69 . Buňky iNKT navíc vykazují vysokou autoreaktivitu. Mechanismy, které umožňují kontrolu autoreaktivity buněk iNKT, nejsou doposud zcela objasněny. Bylo však prokázáno, že některé autolipidy jsou schopny inhibovat aktivaci buněk iNKT, a proto mohou fungovat jako omezovače aktivace buněk iNKT .

Vývoj buněk iNKT začíná v brzlíku interakcí CD1d zatíženého autoantigeny, exprimovanými v dvojitě pozitivních (DP) thymocytech, s DP thymocyty exprimujícími semiinvariantní TCR . Tato interakce nakonec vede k expresi transkripčního faktoru PLZF a dozrávání buněk iNKT. U myší exprimují buňky iNKT různé typy transkripčních faktorů, které je vedou k podskupinám NKT1, NKT2 nebo NKT17 (tabulka 2).

NKT1 buňky exprimují především IFN-γ, vysoké hladiny T-bet a nízké hladiny GATA3. Vyznačují se také expresí NK1.1, absencí IL-17RB a závislostí na IL-15 . Během diferenciace tyto buňky snižují PLZF .

Buňky NKT2 produkují hlavně IL-4 a vyznačují se expresí transkripčního faktoru GATA-3 . Jsou lokalizovány hlavně v plicích a častěji se vyskytují u myší BALB/c . Na rozdíl od buněk NKT1 jsou buňky NKT2 při svém vývoji závislé na expresi IL-17RB a exprimují vysoké hladiny PLZF . U lidí jsou funkční vlastnosti CD4+ iNKT buněk vysoce spojeny s fenotypem NKT2 .

Podskupina NKT17 se vyznačuje přednostní produkcí IL-17 a IL-22 namísto IL-4 a IFN-γ . Byly identifikovány v rámci NK1.1- CD4- buněk a jsou přítomny především v plicích, lymfatických uzlinách a kůži . Nedávno bylo prokázáno, že exprimují syndekan-1 . Přestože některé buňky produkující IL-17 jsou k tomuto osudu zavázány v thymu, mohou buňky iNKT za určitých podmínek tuto schopnost získat i na periferii . Na transkripční úrovni je vývoj buněk NKT17 potlačován ThPOK a řízen expresí RORγt . Bylo také prokázáno, že protein E je důležitý pro řízení subsetového závazku. Zvýšená exprese tohoto proteinu vede ke snížení počtu buněk NKT1 s nárůstem počtu buněk NKT2 a NKT17 .

Dosud nebyla existence těchto subsetů u lidí objasněna. U lidí jsou tedy podskupiny buněk iNKT stále definovány na základě exprese povrchových molekul (např. CD4 a CD8) a produkce cytokinů. Na rozdíl od pozorování u myší mohou buňky iNKT u lidí exprimovat pouze CD4, pouze CD8 nebo žádnou z molekul. Důležité je, že exprese CD4 a CD8 definuje funkčně odlišné podskupiny. Buňky CD4- iNKT (které zahrnují jak CD8+, tak dvojitě negativní buňky) se vyznačují fenotypem Th0, zatímco buňky CD4+ iNKT mají tendenci produkovat větší množství cytokinů Th2 . Mezi buňkami CD4- iNKT vykazují ty, které exprimují CD8, tendenci Th1 a produkují větší množství IFN-γ a téměř žádný IL-4 ve srovnání s dvojitě negativními buňkami . Vykazují také nejvyšší cytotoxickou aktivitu . Další podskupinu charakterizují buňky produkující IL-17, které vznikají v reakci na prozánětlivé podmínky a exprimují CD161 . Je proto nutné analyzovat různé podskupiny buněk iNKT v patologii, protože jejich vliv na onemocnění může být odlišný. Změny v podskupinách CD4+/CD4- buněk iNKT byly skutečně popsány u Fabryho choroby, lysozomálního střádavého onemocnění charakterizovaného hromaděním glykosfingolipidů, a to navzdory skutečnosti, že v periferní krvi pacientů bylo pozorováno normální procento celkových buněk iNKT .

3.3 . Buňky NKT typu II: NKT buňky typu II jsou nejčastějšími T-lymfocyty s omezením CD1d u lidí, ale u myší představují menšinu . Na rozdíl od buněk iNKT exprimují buňky NKT typu II různé TCR a reagují na různé lipidové antigeny, ať už vlastního nebo cizího původu (tabulka 1). Identifikace celé populace buněk NKT typu II je tedy v současné době výzvou. Původně byla při srovnání myší s deficitem MHC (postrádajících konvenční T-buňky) s dvojitými knockouty MHC/CD1d popsána populace CD4+ non-α-GalCer reaktivních T-buněk, které vykazovaly fenotyp efektorové paměti a příklon k některým autoreaktivním TCR .

Nejnověji bylo pomocí myší 4get (u nichž jsou buňky exprimující IL-4 GFP+) prokázáno, že buňky NKT typu II konstitutivně exprimují IL-4 . Proto byly tyto myši zkříženy s Jα18-/-, aby se získal model, ve kterém jsou buňky NKT typu II identifikovány expresí GFP . Byla charakterizována polyklonální populace, která sdílí některé vývojové znaky s buňkami iNKT. Deficit SAP a PLZF ohrožuje vývoj buněk iNKT, ale také vede ke snížení procenta buněk NKT typu II . Fenotypově jsou tyto polyklonální buňky NKT typu II velmi podobné buňkám iNKT. Vyznačují se aktivovaným paměťovým stavem, který je určen expresí CD69 a CD44. Pokud jde o expresi koreceptorů, mohou exprimovat pouze CD4 nebo ani CD4, ani CD8 . Od buněk iNKT se však liší, pokud jde o produkci cytokinů. Produkují méně IL-4 a méně IFN-γ, ale podobné množství IL-13 a GM-CSF . Ačkoli jsou polyklonální, buňky NKT typu II vykazují tendenci k používání řetězců TCR Vβ 8.1/8.2 .

Jiný přístup k charakterizaci buněk NKT typu II spočívá v použití tetramerů CD1d zatížených lipidovými antigeny. Barvení lidských PBMC tetramery CD1d naloženými sulfatidem odhalilo, že většina buněk NKT reagujících na sulfatid má γδ TCR, které exprimují segment Vδ1 . Další zpráva, která charakterizovala β-glukosylceramidové a β-glukosylsfingosinové specifické NKT buňky typu II, ukázala, že tyto buňky mohou exprimovat CD4 nebo CD8 . Kromě toho se tyto buňky mohou po injekci antigenu přeměnit na T folikulárně-pomocný fenotyp a indukovat produkci protilátek, tvorbu zárodečných center a diferenciaci B buněk v plazmatablasty, což naznačuje roli v pomoci B buňkám, jak bylo dříve popsáno u iNKT buněk . Důležité je, že β-glukosylceramidové a β-glukosylsfingosinové specifické NKT buňky typu II identifikované v této studii exprimovaly hlavně CD45RA, což odpovídá naivnímu fenotypu namísto efektorového paměťového fenotypu dříve popsaného u myší .

Všechny tyto studie naznačují, že buňky NKT typu II představují heterogenní skupinu T buněk omezených na CD1d, s buňkami, které vykazují vrozenou odpověď podobnou buňkám iNKT, ale také s jinými buňkami, které vykazují imunitní funkce podobné adaptivním. Relativní podíl buněk vrozené a adaptivní podoby na celkové skupině NKT buněk typu II je stále nejasný.

4. Závěrečné poznámky

Lipidově specifické T-buňky omezené na CD1 tvoří důležitou součást imunitního systému. Dosavadní studie však nedokázaly zcela charakterizovat a jednoznačně zařadit CD1-omezené T-buňky do vrozené nebo adaptivní imunitní odpovědi. Místo toho stojí na křižovatce těchto reakcí a mohou hrát důležitou roli při propojování adaptivní a vrozené části imunitního systému. Úplné charakterizaci lipidově specifických T buněk omezených na CD1 brání nedostatek specifických markerů pro identifikaci různých populací T buněk omezených na CD1. Proto většina dostupných informací o těchto buňkách vznikla studiem jednotlivých klonů T buněk. Ačkoli jsou tyto informace cenné, nemusí být reprezentativní pro dynamiku in vivo. V posledních několika letech došlo v této oblasti k velkému pokroku, zejména díky vývoji CD1 tetramerů zatížených lipidovými antigeny. Pomocí tetramerů CD1 je možné analyzovat lipidově specifické T-buňky omezené na CD1 ex vivo a fenotypově a funkčně je charakterizovat. Bylo prokázáno, že lipidové antigeny jsou přítomny v nádorových buňkách a infekčních agens, a proto je kompletní znalost těchto buněk důležitá pro vývoj nových strategií proti nádorovým a infekčním onemocněním.

Konkurenční zájmy

Autoři prohlašují, že v souvislosti s publikací tohoto článku nedošlo ke střetu zájmů.

Poděkování

Finanční podpora byla poskytnuta projektem Norte-01-0145-FEDER-000012, který byl podpořen Regionálním operačním programem Norte Portugalsko (NORTE 2020) v rámci Dohody o partnerství PORTUGAL 2020 prostřednictvím Evropského fondu pro regionální rozvoj (ERDF). Catia S. Pereira získala podporu od Fundação para a Ciência e a Tecnologia (SFRH/BD/79211/2011).

.