CD1-specifikus T-sejtek a veleszületett és az adaptív immunitás kereszteződésében

Abstract

A lipid-specifikus T-sejtek a T-sejtek azon csoportját alkotják, amelyek az MHC I. osztályú CD1-szerű molekulákhoz kötött lipideket ismerik fel. A CD1-nek négy izoformája létezik, amelyek az antigénprezentáló sejtek felszínén expresszálódnak, és ezért képesek lipidantigének prezentálására: A CD1a, CD1b, CD1c és CD1d. Ezen izoformák mindegyike eltérő szerkezeti jellemzőkkel és sejtszintű lokalizációval rendelkezik, ami elősegíti a különböző típusú lipidek széles skálájához való kötődést. A lipidantigének vagy saját szövetekből, vagy idegen forrásokból, például baktériumokból, gombákból vagy növényekből származnak, és a CD1-korlátozott T-sejtek általi felismerésüknek fontos szerepe van a fertőzésekben, de a rákban és az autoimmunitásban is. Ebben az áttekintésben a CD1 molekulák és a CD1-korlátozott lipid-specifikus T-sejtek jellemzőit ismertetjük, kiemelve a különböző CD1-korlátozott T-sejt altípusok veleszületett és adaptív jellegű jellemzőit.

1. Bevezetés

A CD1-korlátozott T-sejtek felismerik az MHC I. osztályú CD1-szerű molekulákhoz kötött lipidantigéneket. A CD1-korlátozott T-sejteket leíró első tanulmány 1989-ben jelent meg, de a bemutatott antigén természetét nem azonosították . A lipidek CD1 molekulák által prezentált T-sejt antigénként való megjelenését csak 5 évvel később, a mikolsav antigén tulajdonságainak felfedezésével állapították meg. Ma már számos, saját és nem saját eredetű lipidről ismert, hogy kötődik a CD1 molekulákhoz, és részt vesz a lipid-specifikus T-sejtek fejlődésében és aktiválásában.

A CD1-korlátozott T-sejtek speciális altípusokat alkotnak, amelyek veleszületett és adaptív jellegű immunválaszokban vesznek részt. E sejtek jelentőségét a fertőzés és a tumorok elleni immunválasz összefüggésében írták le . Ezért kulcsfontosságúvá vált a CD1 molekulák tulajdonságainak, a CD1 által közvetített lipid antigén prezentáció mechanizmusának és a CD1-korlátozott T-sejtek biológiájának megértése, hogy új stratégiákat fejlesszünk ki a fertőzések és a rák ellen.

2. CD1 molekulák

A humán CD1 molekulákat 5 különböző gén kódolja, amelyek az 1. kromoszómán lokalizálódnak. Ezek a gének 5 különböző CD1 izoformát kódolnak: CD1a-CD1e. A funkcionális CD1 molekulák heterodimerek, amelyek a CD1 és a β2-mikroglobulin társulásából állnak. A szekvencia-homológia alapján a CD1 izoformák három csoportba sorolhatók. Az I. csoportot a CD1a, CD1b és CD1c izoformák, a II. csoportot a CD1d, a III. csoportot pedig a CD1e alkotja.

2.1. Expresszió

Az I. csoportba tartozó CD1 molekulák szinte csak a timocitákon és a dendritikus sejteken (DC-k) fejeződnek ki, és emberben jelen vannak, de egerekben és patkányokban nem. A CD1a a Langerhans-sejteken és a CD1c a B-sejtek egy alcsoportjában is kifejeződik . A CD1d széles expressziós mintázattal rendelkezik, és jelen van mind a vérképzőszervi, mind a nem vérképzőszervi eredetű sejtekben. A CD1d nagymértékben expresszálódik a kérgi thymocytákon, de a medulláris thymocytákban downregulálódik. A perifériás vérben a B-sejtek, monociták, DC-k és aktivált T-sejtek expresszálják a CD1d-t. A CD1d a bélben, a májban, az epevezeték hámjában, a hasnyálmirigyben, a vesében, az endometriumban, a herében, a mellékhere, a kötőhártya, az emlő és a bőrben is kifejeződik. Az emberi bélben a bélhámsejtek expresszálják és mutatják be a CD1d antigéneket . Nemrégiben megállapították, hogy a zsírsejtek is expresszálják a CD1d-t, és feltételezték a lipid antigén prezentációban betöltött szerepét . A CD1e kifejeződik a DC-ken, de nem antigénprezentáló molekulaként működik, mivel nincs jelen a plazmamembránon. Ez a molekula lipid transzferfehérjeként (LTP) működik .

2.2. Szerkezeti jellemzők

A CD1 számos szerkezeti jellemzőt oszt az MHC I. osztályú molekulákkal. Minden CD1 izoforma egy nehézláncból áll, amely három extracelluláris domént (α1, α2 és α3), egy transzmembrán domént és egy intracelluláris farkat tartalmaz. Az α1 és α2 extracelluláris domének két antiparallel α-hélixből állnak 6 β-szál tetején. Ezeket az α3 domén támogatja, amely kölcsönhatásba lép a β2-mikroglobulinnal (a könnyű lánccal), heterodimert alkotva . A CD1 és az MHC I. osztályú molekulák közötti szembetűnő különbség az antigénkötő zsebekben rejlik. Az MHC I. osztállyal ellentétben a CD1 zsebeit hidrofób maradékok bélelik, amelyek kölcsönhatásba lépnek a lipidek hidrofób részével, miközben a poláris részeket szabadon hagyják a TCR-felismeréshez . A zsebek mérete, alakja és száma a CD1 izoformák között változik, lehetővé téve a változó hosszúságú zsírsavláncú lipidek befogadását (1. ábra) .

1. ábra

A különböző CD1 molekulák kötőzsebeinek sematikus ábrázolása (keresztmetszeti nézet). A szaggatott világos színű terület a CD1a-ban az A′ zseb végpontját jelöli. β2M: β2-mikroglobulin.

Az MHC I. osztályhoz hasonlóan a CD1 molekulák két mély zsebbel rendelkeznek: A′ és F′. A CD1b-nek két további zsebe van, a C′ és a T′, amelyek lehetővé teszik a nagyobb hidrofób láncú lipidek megkötését . A CD1a rendelkezik a legkisebb kötőbarázdával, és ellentétben a többi CD1 izoformánál megfigyelhetővel, az A′ zseb nem kapcsolódik közvetlenül a többi zsebhez, hanem hirtelen végződik mélyen a kötőbarázdában, és “molekuláris vonalzó”-ként működik, amely megakadályozza a hosszú hidrofób láncok megkötését (1. ábra) . Az F′ zseb megengedőbb, és lehetővé teszi a lipopeptidek kötődését . A CD1a félig nyitott konformációval is rendelkezik, amely semleges pH-n és az LTP hatása nélkül megkönnyíti a lipidek betöltését . A CD1b rendelkezik a nagyobb kötőhellyel, amely négy zsebből áll, amelyek közül három egymással összekapcsolva egy nagy A′T′F′ szupercsatornát alkot. Ez a tulajdonsága biztosítja a CD1b-nek azt az egyedülálló képességet, hogy hosszú láncú mikolil-lipideket kössön . A lizoszómák savas pH-ja lehetővé teszi a CD1b relaxációját, ami javítja a lipidkötést . A CD1a-hoz hasonlóan a CD1c-nek is van egy F′ zsebe, amely megengedő a lipopeptidek megkötésére, és általában olyan antigénekkel társul, amelyeknek csak egy alkilláncuk van, ami arra utal, hogy az A′ zsebet a CD1c szerkezetét stabilizáló spacer-lipidek foglalhatják el . A CD1d-t több lipiddel alkotott komplexben kristályosították . A ceramid gerincet tartalmazó összes glikoszfingolipidben a szfingozin lánc az F′ zsebet köti meg, míg a zsírsav az A′ zsebet foglalja el, kitéve a cukorfejet a TCR számára. Annak ellenére, hogy nem képes lipidantigéneket bemutatni, a CD1e szerkezet is tartalmaz A′ és F′ zsebet, bár ezek nem különülnek el egyértelműen, így egy nagyobb barázdát hozva létre . A CD1e-nek van egy oldószerrel exponált barázdája is. Ez a két tulajdonság együttesen lehetővé teszi a különböző típusú lipidek gyors megkötését és felszabadítását, ami összeegyeztethető a CD1e LTP funkciójával .

2.3. Szintézis és forgalom

A transzlációt követően a CD1 molekulák az endoplazmatikus retikulumban (ER) kezdik meg érési folyamatukat. Az ER-ben a glikoziláció lehetővé teszi a kalnexin, a kalretikulin és a tiol-oxidoreduktáz ERp57 kötődését, amelyek elősegítik a β2-mikroglobulinnal való helyes hajtogatást és összeszerelést . A CD1 összeszerelésében kulcsszerepet játszó másik ER-fehérje a mikroszomális triglicerid-transzferfehérje (MTP). Az MTP hiánya súlyos hibákat eredményez az I. és II. csoportú CD1 izoformák lipid antigén prezentációjában . Az oldható CD1 molekulák elemzése kimutatta, hogy az összeszerelés során különböző lipidekhez társulnak, nem pedig üres zsebekkel rendelkeznek. Ezért feltételezték, hogy az MTP ER-lipideket tölthet ezekbe a zsebekbe, stabilizálva a molekulákat . Egy másik jelentés azonban kimutatta, hogy az MTP hiánya nem változtatja meg a CD1 molekulák bioszintézisét, glikozilációs érését vagy plazmamembrán internalizációját, de fontos a lizoszómából a sejtfelszínre történő újrahasznosításban, ami az MTP másik funkciójára utal a CD1 lipidek betöltésén keresztüli stabilizálásán kívül .

A CD1 molekulák érését a transz-Golgi hálózatban folytatják (2. ábra). A CD1-hez kötött néhány Golgi-szintetizált lipid azonosítása arra utal, hogy a szekréciós útvonal mentén, az ER-ből való kilépés után töltődnek be . A transz-Golgi hálózatban a CD1 molekulák is befejezik glikozilációs folyamatukat, mielőtt a sejtfelszínen megjelennének. A plazmamembránba kerülve a CD1 molekulák az endoszomális úton keresztül újrahasznosulnak, ahol lipid antigénekkel találkoznak (2. ábra). A CD1b, CD1c és CD1d internalizációját a citoplazmatikus farok és az adaptor fehérje komplex (AP-) 2 kölcsönhatása közvetíti, amely a cargo fehérjéket a klatrinnal bevont gödrökbe sorolja. Ezzel szemben a CD1a nem lép kölcsönhatásba az AP-2-vel, és a klatrin és a dynamin-független útvonalakon internalizálódik . A szortírozó endoszómákba történő internalizáció után a különböző CD1 izoformáknak eltérő a sorsa (2. ábra). A CD1a és a CD1c az endocitikus újrahasznosítási kompartmentben lokalizálódik, ami azt jelzi, hogy a lassú újrahasznosítási utat követik vissza a plazmamembránba. A CD1c azonban a késői endoszómákban is megtalálható. A CD1b és az egér CD1d (mCD1d) kölcsönhatásba lép az AP-3-mal, amely ezeket a molekulákat a késői endoszómákba és a lizoszómákba sorolja. Érdekes módon a humán CD1d nem lép kölcsönhatásba az AP-3-mal, és a késői endoszómákban található . A citoplazmatikus farok nélküli (és ezért az újrahasznosítás céljából nem internalizált) mCD1d-vel végzett vizsgálatok kimutatták az mCD1d molekulák jelenlétét a lizoszómákban, ami egy olyan alternatív útvonal létezésére utal, amely az mCD1d-t közvetlenül a lizoszómákba sorolja . Ezt az mCD1d-nek az ER-ben az invariáns lánccal (Ii) és az MHC II. osztállyal való társulásával magyarázták, amely az mCD1d-t közvetlenül az MHC II. osztályú kompartmentumokba vagy a lizoszómákba küldi . Később kimutatták, hogy az Ii a CD1a-val is társul, ami arra utal, hogy ez minden CD1 izoformára alkalmazható . Miután elérik az endocitikus kompartmenteket, a CD1 molekulák több LTP segítségével kicserélik az összeszerelés során szerzett nem immunogén lipideket antigén lipidekre. A CD1 molekuláknak a lizoszómából a plazmamembránba történő célba juttatásáért felelős mechanizmusok nem jól ismertek, de az ismert, hogy e molekulák lipid raftokban való lokalizációja javítja az antigén prezentációt . Nemrégiben kimutatták, hogy a lizoszomális pH befolyásolja a CD1d lokalizációját a plazmamembránon .

2. ábra

A CD1 molekulák sejtszintű mozgása. A szintézis után a CD1 molekulák a β2-mikroglobulinhoz társulnak az endoplazmatikus retikulumban. Ezután a transz-Golgi-hálózatba közlekednek, ahol glikozilálódnak és a plazmamembránba követik őket (folytonos nyilak). Ott a CD1 molekulákat az endocitikus útvonal internalizálja, ahol a legtöbb terhelés történik. A különböző CD1 izoformák különböző endocitikus kompartmentekben lokalizálódnak. A betöltött CD1 molekulák ezután a plazmamembrán felé haladnak, ahol aktiválják a T-sejteket (szaggatott nyilak). EE: korai endoszóma; LE: késői endoszóma; hCD1d: humán CD1d; mCD1d: egér CD1d.

2.4. CD1-kötő lipidek

A lipid antigének közé főként foszfolipidek és szfingolipidek tartoznak (1. táblázat). Érdekes módon a szfingolipidek az egyetlen olyan lipidek, amelyeket eddig minden CD1 izoforma bemutatott. Ugyanakkor számos lipidosztályról kimutatták, hogy egyes CD1 izoformákhoz kötődnek, és aktiválják a CD1-korlátozott T-sejteket (1. táblázat). Érdekes módon néhány antigént egynél több CD1 izoforma is képes bemutatni. A legszembetűnőbb példa a szulfatid, amelynek egyedülálló tulajdonsága, hogy minden CD1 izoformára korlátozott T-sejtet köt és aktivál .

Nem minden CD1-kötő lipid immunogén. A CD1-kötő lipidek másik fontos csoportja a spacer-lipidek. A CD1 izoformák jellemzően a kötőbarázda méretének megfelelő hidrofób láncú lipideket kötnek, ami 1 : 1 sztöchiometriára utal. A CD1b-ről azonban kiderült, hogy meglehetősen kis méretű lipidekhez kapcsolódik, amelyek nem foglalják el teljesen a kötési zsebet. Ez felvetette a kérdést, hogy a CD1b képes-e egyszerre két lipidet kötni. A CD1b szerkezetének kristallográfiás elemzése és a CD1b eluált lipidomikai elemzése az antigén lipid mellett több olyan távtartó lipidet is azonosított, amelyek stabilizálják a CD1b molekulát, és amelyek a kötődéskor átrendeződnek, hogy lehetővé tegyék az antigén felismerését . A kristallográfiai vizsgálatokból származó bizonyítékok a CD1a, CD1c és CD1d esetében is utalnak távtartó lipidek jelenlétére .

A nem immunogén CD1-kötő lipidek között gátló tulajdonságú molekulákat is találunk. A glikoszfingolipid globotriaozilceramidról kimutatták, hogy megköti a CD1d-t és gátolja a CD1d-restrikált T-sejtek egy alcsoportjának, az invariáns természetes Killer T (iNKT) sejteknek az aktiválódását . A gátlás a globotriaozilceramid és az iNKT sejtek antigénjei közötti közvetlen versengés révén valósul meg a CD1d kötődésért. Lehetséges, hogy ez a gátló tulajdonság más, TCR által nem felismert CD1-kötő lipidekkel is közös, és így a lipidspecifikus T-sejtek aktivációjának szabályozásának fontos mechanizmusát jelenti.

2.5. A lipidek betöltése a CD1 molekulákra

A lipidek hidrofóbok, ezért segítségre van szükségük a szállításhoz, felvételhez és feldolgozáshoz. Ezt a szerepet az LTP-k töltik be. A véráramban a lipidek nagyon kis sűrűségű vagy nagy sűrűségű lipoprotein részecskékben vagy egyes monomer fehérjékhez társulva közlekednek . A lipidantigének felvétele a sejtekbe a sejtek olyan sejtreceptorokkal való kölcsönhatás révén történik, mint az alacsony sűrűségű lipoprotein receptorok és a scavenger receptorok. Úgy tűnik, hogy a receptorhasználat függ a sejttípustól, és befolyásolja a lipidszerkezet . A lipidszerkezet is befolyásolja az intracelluláris forgalmat. Míg a rövid telítetlen alkilláncokkal rendelkező lipidantigének az endocitikus újrahasznosító kompartmentben lokalizálódnak, addig a hosszú telített farkakkal rendelkező lipidek a késői endocitikus kompartmentekbe jutnak . Ez a különbség a kereskedelemben lehetővé teszi a különböző CD1 izoformák találkozását a preferált ligandumokkal.

Az endocitikus kompartmentekben specializált LTP-k segítik a lipidek CD1-hez való kötődését. Bár néhány saját lipid az ER-ben történő hajtogatás során betöltődik a CD1-be, az exogén lipideket az internalizálást követően membránokból vagy lipid-fehérje komplexekből kell betölteni. Az ezt a folyamatot elősegítő lizoszomális fehérjék közé tartoznak a szapozinok, a GM2 aktivátor fehérje, a Niemann-Pick C2 (NPC2) fehérje és a CD1e . A szapozinok egy 4 fehérjéből álló csoport, amely egy közös prekurzor, a proszapozin hasadása révén jön létre. Kimutatták, hogy fontosak az endogén és exogén lipidek eltávolításában és betöltésében az egér és humán CD1d-be, mind a stacionárius állapotban, mind a fertőzés során . A szapozin B nagymértékben javítja a humán CD1d által közvetített lipid antigén prezentációt, de az A és C szapozinokról is kimutatták, hogy hatékonyan végzik a lipidcserét az mCD1d molekulákban . A szapozin C mind a CD1b, mind a CD1c molekulákhoz kötődik, megkönnyítve a lipidek betöltését ezekben a molekulákban . Fontos, hogy ez a funkció a lipidcserére korlátozódik, ami azt jelenti, hogy a szapozinok nem képesek eltávolítani a lipideket a CD1-ből, ha azokat nem lehet mással helyettesíteni. A GM2 aktivátorfehérje a β-hexosaminidáz A kofaktora, de az mCD1d-hez kötött lipideket is eltávolítja, anélkül, hogy más lipideket kellene kötnie . Hasonló funkciót találtak az NPC2 fehérje esetében is . A CD1e-t olyan izoformaként írták le, amely a plazmamembránból való hiánya miatt nem képes lipidantigéneket prezentálni. Az endoszomális lokalizáció és a különböző CD1 izoformák közös kötőzsebének hasonlósága azonban arra utalt, hogy a CD1e lipidantigéneket köt. 2005-ben a CD1e lipidantigén-feldolgozásban betöltött szerepét a CD1e-nek az α-mannozidáz kofaktoraként való azonosításával bizonyították, amely lizoszomális enzim a CD1e jelenlétében a komplex, nem immunogén mikobakteriális lipideket antigén formákra bontja. Fontos, hogy a CD1e elősegíti a lipidek CD1d-be történő be- és kirakodását, és befolyásolja a CD1b és CD1c által történő lipidprezentációt is .

Az LTP mellett a CD1 lipidcserét az endoszomális kompartmentekben az alacsony pH is elősegíti, amely a CD1 szerkezet relaxációját indukálja, elősegítve a lipidek dinamikusabb kötődését és disszociációját .

3. CD1-korlátozott T-sejtek

A CD1-korlátozott T-sejtek az I. csoport CD1 molekuláira vagy a CD1d-re korlátozottaknak minősíthetők. A CD1d-restrikált T-sejteket természetes gyilkos T-sejteknek (NKT) is nevezik, mivel e sejtek többsége osztozik az NK- és a T-sejtek felszíni markerein. Az NKT sejteket tovább osztják két alcsoportra. Az I-es típusú NKT sejteket, vagy iNKT sejteket egy félig invariáns TCR expressziója (Vα24Jα18Vβ11 emberekben és Vα14Jα18 párosítva a Vβ láncok korlátozott repertoárjával egerekben) és a lipid antigén α-galaktozilceramid (α-GalCer) felismerése jellemzi. A II. típusú NKT-sejtek számos lipidantigént felismernek, és változó TCR-eket expresszálnak, bár bizonyos Vα és Vβ láncok felé hajlanak .

Az I. csoportba tartozó CD1-korlátozott T-sejtek poliklonálisak, és valószínűleg klonális terjeszkedésen mennek keresztül a periférián, az antigénnel való találkozást követően. Ez késleltetett effektorválaszt eredményez, ami összhangban van egy adaptív jellegű immunválaszsal, hasonlóan ahhoz, ami az MHC-korlátozott T-sejteknél megfigyelhető . iNKT sejtek veleszületett jellegű funkcióik miatt különböznek a legtöbb T-sejttől. A tímuszban történő tágulás és érés után az iNKT sejtek képesek órákon belül reagálni a veleszületett jelekre, például a citokin stimulációra. Ugyanakkor specifikus antigének TCR-befogadására is reagálnak, így a veleszületett és az adaptív immunválasz között állnak.

3.1. Adaptív-szerű I. csoport CD1-restrikált T-sejtek

Mostanáig nincs specifikus módszer az összes lipidspecifikus I. csoport CD1-restrikált T-sejt azonosítására. Az önreaktív I. csoportú CD1-korlátozott T-sejteket elemző vizsgálatok azonban e sejtek nagy gyakoriságát írták le, hasonlóan az autoreaktív hagyományos T-sejteknél megfigyelthez . Továbbá, az autoreaktív I. CD1-csoportú CD1-korlátozott T-sejtek mind a köldökzsinórvérben, mind a perifériás vérben hasonló gyakorisággal vannak jelen . Ezek főként a CD45RA markert expresszálják, de a CD45RA-pozitív sejtek csökkenése figyelhető meg a perifériás vérben a köldökzsinórvérhez képest, ami összhangban van az adaptív-szerű fenotípussal . Szintén e sejtek adaptív-szerű fenotípusával összhangban a Mycobacterium tuberculosis-specifikus CD1b-korlátozott T-sejtek jelenléte az M. tuberculosisszal való korábbi kontaktustól függ.

Az I. csoport CD1-korlátozott T-sejtjei aktiváláskor Th0 vagy Th1 fenotípust mutatnak, nagy mennyiségű IFN-γ-t és TFN-α-t termelve. Ezek citotoxikus aktivitást is mutathatnak, és az intracelluláris mikobaktériumok lízisét indukálhatják .

A CD1a-rezisztens T-sejtek a leggyakoribb önreaktív CD1-rezisztens T-sejtek közé tartoznak a perifériás vérben . Ezenkívül gyakoriak a bőrben is. A bőr CD1a-korlátozott T-sejtjei a Langerhans-sejtek által expresszált CD1a-val érintkezve aktiválódnak. Aktiváláskor IFN-γ-t, IL-2-t és IL-22-t termelnek, egy olyan citokint, amelynek feltételezett szerepe van a bőr immunitásában . A CD1a-restrikált T-sejtek egyedülállóak abban a tekintetben, hogy TCR-jük képes közvetlenül felismerni a CD1a molekulát, lipid antigén magfelismerése nélkül . A CD1a önligandumai lehetnek megengedőek, mint például a lizofoszfatidil-kolin, amely lehetővé teszi az autoreaktív T-sejtek aktiválódását, mivel lehetővé teszi a CD1a és a TCR kapcsolatát, vagy nem megengedőek, mint például a szfingomielin, amely megszakítja a TCR-CD1a kontaktzónát, és ily módon nem teszi lehetővé a CD1a-korlátozott T-sejtek aktiválódását . Mindazonáltal néhány CD1a-rekorlátozott T-sejtklónról kimutatták, hogy felismeri a CD1a zsebéből kiálló antigéneket, például a szulfatidot , ami arra utal, hogy néhány TCR-nek lipid antigénre van szüksége a felismeréshez.

A CD1b-rekorlátozott önreaktív T-sejtek száma a vérben nagyon alacsony . Úgy tűnik, hogy a CD1b-korlátozott T-sejtek különösen fontosak a mikobakteriális immunitásban . Nemrégiben kimutatták, hogy a Staphylococcus aureus, a Brucella melitensis és a Salmonella Typhimurium lipidjei aktiválják a CD1b-re korlátozódó T-sejteket . Érdekes módon ezek a sejtek autoreaktivitást is mutattak, ami azt jelzi, hogy a baktériumok és az emlőssejtek közös CD1b antigéneket használnak.

A CD1c-autoreaktív T-sejtek gyakorisága nem egységes az irodalomban , az egyik tanulmány nagyon alacsony gyakoriságról, egy másik tanulmány pedig a nagy gyakoriságú CD1a autoreaktív T-sejtek és az alacsony gyakoriságú CD1b és CD1d autoreaktív T-sejtek közötti köztes gyakoriságról számolt be . Bár a CD1c széles körben kifejeződik a perifériás vérből származó DC-kben és B-sejtekben, csak a szulfatidot és az mLPA-t azonosították a CD1c által prezentált önantigénekként (1. táblázat) . Hasonlóan ahhoz, amit más CD1-korlátozott T-sejtek esetében megfigyeltek, a mikobakteriális lipidek CD1c-függő T-sejtválaszt indukálnak (1. táblázat) .

3.2. Veleszületett-szerű CD1-korlátozott T-sejtek: iNKT-sejtek

az iNKT-sejtek könnyen azonosíthatók α-GalCerrel terhelt CD1d-tetramerrel vagy a félinvariáns TCR elleni antitestekkel történő festéssel. Így ezek a leginkább vizsgált lipid-specifikus T-sejtek. iNKT-sejtek gyakorisága egerek és emberek között változik. Egerekben az iNKT sejtek gyakoribbak a májban és a zsírszövetben, és kisebb arányban vannak jelen a tímuszban, a lépben, a csontvelőben, a perifériás vérben és a nyirokcsomókban. Emberekben az iNKT sejtek gyakoribbak a zsírszövetben, majd a májban, és alacsonyabb százalékban jelennek meg a lépben, a perifériás vérben, a nyirokcsomókban, a csontvelőben és a tímuszban .

Az iNKT sejtek fontos jellemzője azzal a képességükkel függ össze, hogy stimuláció hatására gyorsan nagy mennyiségű citokint termelnek, akár TCR-függő, akár független módon . Az iNKT sejtek ezen veleszületett-szerű fenotípusát az emberekben a CD45RO, egerekben a CD44 és a korai aktivációs marker CD69 expressziója is bizonyítja . Az iNKT sejtek továbbá nagyfokú autoreaktivitást mutatnak. A mai napig nem teljesen ismertek azok a mechanizmusok, amelyek lehetővé teszik az iNKT sejtek autoreaktivitásának szabályozását. Kimutatták azonban, hogy egyes önlipidek képesek gátolni az iNKT sejtek aktivációját, és ezért az iNKT sejtek aktivációjának korlátozójaként működhetnek .

Az iNKT sejtek kialakulása a timuszban kezdődik a kettős pozitív (DP) timocitákban kifejezett önantigénekkel terhelt CD1d és a félinvariáns TCR-t kifejező DP timociták kölcsönhatása révén . Ez a kölcsönhatás végül a PLZF transzkripciós faktor kifejeződéséhez és az iNKT sejtek éréséhez vezet. Egerekben az iNKT sejtek különböző típusú transzkripciós faktorokat expresszálnak, amelyek NKT1, NKT2 vagy NKT17 alcsoportokba vezetik őket (2. táblázat).

Az NKT1 sejtek elsősorban IFN-γ-t, magas T-bet és alacsony GATA3 szintet fejeznek ki. Jellemző rájuk továbbá az NK1.1 expresszió, az IL-17RB hiánya és az IL-15 függősége . A differenciálódás során ezek a sejtek downregulálják a PLZF-et .

Az NKT2 sejtek főként IL-4-et termelnek, és a GATA-3 transzkripciós faktor expressziója jellemzi őket . Elsősorban a tüdőben lokalizálódnak, és BALB/c egerekben gyakoribbak. Az NKT1 sejtekkel ellentétben az NKT2 sejtek fejlődésükhöz az IL-17RB expressziójától függenek, és nagymértékben expresszálják a PLZF-et . Emberekben a CD4+ iNKT sejtek funkcionális tulajdonságai nagymértékben kapcsolódnak az NKT2 fenotípushoz .

Az NKT17 alcsoportot az IL-4 és IFN-γ helyett az IL-17 és IL-22 preferenciális termelése jellemzi . Az NK1.1- CD4- sejteken belül azonosították őket, és főként a tüdőben, a nyirokcsomókban és a bőrben vannak jelen . Nemrégiben kimutatták, hogy expresszálják a syndecan-1-et . Annak ellenére, hogy egyes IL-17 termelő sejtek a tímuszban elkötelezettek erre a sorsra, az iNKT sejtek bizonyos körülmények között a periférián is elsajátíthatják ezt a képességet . Transzkripciós szinten az NKT17 sejtek fejlődését a ThPOK elnyomja és a RORγt expressziója vezérli . Az E fehérje szintén fontosnak bizonyult az alcsoportok elköteleződésének irányításában. E fehérje fokozott expressziója az NKT1 sejtek számának csökkenéséhez vezet az NKT2 és NKT17 sejtek számának növekedése mellett .

Eleddig nem sikerült tisztázni ezeknek az alcsoportoknak a létezését emberben. Így emberekben az iNKT sejtek alcsoportjait még mindig a sejtfelszíni molekulák (például a CD4 és CD8) expressziója és a citokintermelés alapján határozzák meg. Az egerekben megfigyeltekkel ellentétben az emberekben az iNKT-sejtek csak CD4-et, csak CD8-at vagy egyik molekulát sem expresszálhatják. Fontos, hogy a CD4 és CD8 kifejeződése funkcionálisan különböző alcsoportokat határoz meg. A CD4- iNKT sejteket (amelyek között vannak CD8+ és kettős negatív sejtek is) Th0 fenotípus jellemzi, míg a CD4+ iNKT sejtek hajlamosak nagyobb mennyiségű Th2 citokint termelni. A CD4- iNKT-sejtek közül a CD8-at kifejező sejtek Th1-preferenciát mutatnak, nagyobb mennyiségű IFN-γ-t termelnek, és szinte egyáltalán nem termelnek IL-4-et a kettős negatív sejtekhez képest . Ezek mutatják a legnagyobb citotoxikus aktivitást is . Egy másik alcsoportot az IL-17-et termelő sejtek jellemeznek, amelyek proinflammatorikus körülményekre válaszul keletkeznek és CD161-et expresszálnak . Ezért szükséges a különböző iNKT sejtalcsoportok elemzése a patológiában, mivel hatásuk a betegségben eltérő lehet. Valóban, az iNKT sejtek CD4+/CD4- alcsoportjainak változásait írták le a Fabry-kórban, egy lizoszomális tárolási betegségben, amelyet a glikoszfingolipidek felhalmozódása jellemez, annak ellenére, hogy a betegek perifériás vérében az összes iNKT sejt normális százalékát figyelték meg .

3.3 . II. típusú NKT-sejtek: A veleszületett és adaptív jellegű T-sejtek vegyes populációja

A II. típusú NKT-sejtek a leggyakoribb CD1d-korlátozott T-sejtek az emberben, de egerekben a kisebbséget képviselik . Az iNKT sejtekkel ellentétben a II. típusú NKT sejtek változatos TCR-eket expresszálnak, és különböző lipid antigénekre reagálnak, akár saját, akár nem saját eredetűek (1. táblázat). Így a II-es típusú NKT-sejtek teljes populációjának azonosítása jelenleg kihívást jelent. Kezdetben MHC-hiányos (hagyományos T-sejteket nem tartalmazó) és MHC/CD1d kettős knockout egerek összehasonlításával leírták a CD4+ nemα-GalCer reaktív T-sejtek populációját, amelyek effektor memória fenotípust mutattak és bizonyos autoreaktív TCR-ek felé hajlanak .

Még nemrégiben 4get egerek (amelyekben az IL-4-et expresszáló sejtek GFP+) segítségével kimutatták, hogy a II. típusú NKT sejtek konstitutívan expresszálják az IL-4-et . Így ezeket az egereket Jα18-/- egerekkel keresztezték, hogy olyan modellt kapjanak, amelyben a II-es típusú NKT sejteket a GFP-expresszió alapján azonosítják . Egy poliklonális populációt jellemeztek, amely osztozik az iNKT sejtekkel néhány fejlődési tulajdonságban. Az SAP és a PLZF hiánya veszélyezteti az iNKT sejtek fejlődését, de a II-es típusú NKT sejtek százalékos arányának csökkenéséhez is vezet . Fenotípusosan ezek a poliklonális II-es típusú NKT sejtek nagyon hasonlítanak az iNKT sejtekhez. Jellemző rájuk az aktivált memóriaállapot, amit a CD69 és CD44 expressziója határoz meg. A coreceptorok expresszióját tekintve csak a CD4-et vagy sem a CD4-et, sem a CD8-at nem expresszálják. A citokintermelést tekintve azonban különböznek az iNKT sejtektől. Kevesebb IL-4-et és kevesebb IFN-γ-t, de hasonló mennyiségű IL-13-at és GM-CSF-et termelnek. Bár poliklonálisak, a II-es típusú NKT sejtek a TCR Vβ 8.1/8.2 láncok használata felé mutattak hajlamot .

A II-es típusú NKT sejtek jellemzésének egy másik megközelítése a lipid antigénekkel terhelt CD1d tetramerek használatán alapul. A humán PBMC-k festése szulfiddal töltött CD1d-tetramerekkel kimutatta, hogy a szulfid-reaktív NKT-sejtek többsége γδ TCR-rel rendelkezik, amely a Vδ1 szegmenst expresszálja . Egy másik jelentés, amely β-glükozilceramid- és β-glükozilszfingozin-specifikus II-es típusú NKT-sejteket jellemzett, kimutatta, hogy ezek a sejtek kifejezhetnek CD4- vagy CD8-at . Továbbá ezek a sejtek antigén befecskendezésekor képesek T follikuláris-helper fenotípussá alakulni, és antitesttermelést, csíraközpont-képződést és a B-sejtek plazmablasztokba történő differenciálódását indukálni, ami a B-sejtek segítésében betöltött szerepükre utal, ahogyan azt korábban az iNKT sejtek esetében leírták . Fontos, hogy az ebben a vizsgálatban azonosított β-glükozilceramid és β-glükozilszfingozin specifikus II. típusú NKT sejtek főként CD45RA-t fejeztek ki, ami összhangban van a naiv fenotípussal, a korábban egerekben leírt effektor memória fenotípus helyett .

Ezek a vizsgálatok összességében arra utalnak, hogy a II-es típusú NKT sejtek a CD1d-korlátozott T-sejtek heterogén csoportját képviselik, olyan sejtekkel, amelyek az iNKT sejtekhez hasonló veleszületett jellegű választ mutatnak, de más sejtekkel is, amelyek adaptív jellegű immunfunkciókat mutatnak. A veleszületett-szerű és adaptív-szerű sejtek relatív hozzájárulása a II-es típusú NKT-sejtek teljes csoportjához még nem tisztázott.

4. Záró megjegyzések

A lipid-specifikus CD1-korlátozott T-sejtek az immunrendszer fontos részét alkotják. Az eddigi vizsgálatok azonban nem voltak képesek a CD1-korlátozott T-sejtek teljes körű jellemzésére és egyértelmű bevonására a veleszületett vagy adaptív immunválaszokba. Ehelyett e válaszok kereszteződésében állnak, és fontos szerepük lehet az immunrendszer adaptív és veleszületett ágának összekötésében. A lipid-specifikus CD1-korlátozott T-sejtek teljes jellemzését akadályozza, hogy nincsenek specifikus markerek a különböző CD1-korlátozott T-sejtpopulációk azonosítására. Ezért az e sejtekről rendelkezésre álló információk nagy része az egyes T-sejtklónok vizsgálatából származik. Bár értékes, ezek az információk nem biztos, hogy reprezentatívak az in vivo dinamikára nézve. Az elmúlt néhány évben nagy előrelépés történt ezen a területen, főként a lipidantigénekkel töltött CD1-tetramerek kifejlesztésének köszönhetően. A CD1-tetramerek használatával lehetővé vált a lipid-specifikus CD1-restrikált T-sejtek ex vivo elemzése, fenotípusos és funkcionális jellemzése. Kimutatták, hogy a lipid antigének jelen vannak a rákos sejtekben és a fertőző ágensekben, ezért e sejtek teljes körű ismerete fontos a rák és a fertőző betegségek elleni új stratégiák kifejlesztéséhez.

Kompetens érdekek

A szerzők kijelentik, hogy e cikk publikálásával kapcsolatban nem áll fenn érdekellentét.

Köszönet

A pénzügyi támogatást a Norte-01-0145-FEDER-000012 projekt nyújtotta, amelyet a Norte Portugália Regionális Operatív Program (NORTE 2020) támogatott a PORTUGAL 2020 Partnerségi Megállapodás keretében, az Európai Regionális Fejlesztési Alapon (ERFA) keresztül. Catia S. Pereira a Fundação para a Ciência e a Tecnologia (SFRH/BD/79211/2011) támogatásával készült.