Молекулы, сходные со scavenger-рецепторами, и интегрины
Рецепторы-мусорщики (scavenger-рецепторы) играют критическую роль в антибактериальной защите. При генетическом дефекте или «выключении» генов этих молекул организм теряет способность эффективно бороться с инфекциями, вызванными нейссериями и листериями.
К группе паттернраспознающих молекул, структурно или функционально сходных со scavenger-рецепторами, относят:
- MARCO — выполняет функцию молекулы адгезии.
- CD14 — классический маркер моноцитов и макрофагов. Особенность этого рецептора в том, что он крепится к клеточной мембране с помощью гликозилфосфатидилинозитолового (GPI) якоря. Его главная задача — распознавание липополисахарида (ЛПС) и других липидных компонентов совместно с Toll-подобными рецепторами (TLR).
- CD36 — молекула, отвечающая за клиренс собственных тканей. Она опосредует фагоцитоз клеток, погибших путем апоптоза.
Кроме того, к рецепторам врожденного иммунитета причисляют и некоторые классические молекулы адгезии — интегрины. Отдельные представители этой группы работают как рецепторы системы комплемента. В частности, молекулы, связывающие компонент комплемента C3b:
- β2-интегрин CD11b/CD18 (αMβ2), известный как рецептор CR3.
- β2-интегрин CD11c/CD18 (αXβ2), функционирующий как рецептор CR4.
С-лектиновые рецепторы (CL-рецепторы): суть и локализация
С-лектиновые рецепторы широко экспрессируются на поверхности клеток миелоидного ряда. Их главная задача — обеспечить клетке способность к массивному пиноцитозу и фагоцитозу.
Функционал этих молекул базируется на двух ключевых свойствах:
- Высокое сродство к определенным углеводным остаткам (выполняют роль паттернраспознающего рецептора).
- Способность к интернализации, то есть поглощению связанного лиганда для его последующего переваривания.
Наибольшая плотность CL-рецепторов наблюдается на клетках, специализирующихся на активном захвате антигенов. К ним относятся незрелые миелоидные дендритные клетки (интенсивно пиноцитирующие), а также моноциты и макрофаги (профессиональные фагоциты). Интересно, что по мере созревания миелоидных дендритных клеток интенсивность эндоцитоза падает, что сопровождается потерей подавляющего большинства С-лектиновых рецепторов с поверхности мембраны.
Структура и механизм распознавания лигандов
В основе строения рецепторов этой группы лежит С-лектиноподобный домен — CTLD (C-type lectin-like domain). Одна рецепторная молекула может содержать от одного до десяти таких доменов. При контакте с углеводами рецепторы часто объединяются в димеры или олигомеры для более прочного связывания.
Из 17 описанных групп С-лектинов функцию распознавания паттернов берут на себя лишь четыре: группа II (дектин-2, лангерин, DC-SIGN), группа III (коллектины, включая сурфактантные белки А и D), группа V (дектин-1) и группа VI (DEC-205, макрофагальный маннозный рецептор).
Специфичность и зависимость от кальция:
- Большинство CL-рецепторов являются «классическими», то есть способны связывать углеводы исключительно в присутствии ионов кальция (Ca2+).
- Исключения составляют кальций-независимые лектины, например, дектин-1, структурно близкий к рецепторам NK-клеток.
- Чаще всего рецепторы распознают углеводные структуры микроорганизмов, содержащие остатки маннозы. Реже мишенями становятся фукоза, глюкоза и N-ацетилглюкозамин. Специфичность напрямую зависит от способности домена распознавать определенные участки разветвленных углеводных цепей.
- Важный нюанс: само наличие домена CTLD не гарантирует способность связывать сахара. Например, для рецептора DEC-205 углеводная специфичность до сих пор неизвестна.
Механизм иммунологической толерантности: Крайне важно, как С-лектины отличают чужеродные молекулы от собственных. Секрет кроется в том, что мембранные белки и липиды клеток позвоночных богаты сиалированными остатками сахаров, а CL-рецепторы их не распознают. Благодаря этому фагоциты прицельно захватывают только полисахариды микроорганизмов, игнорируя собственные здоровые ткани.
| Рецептор | CD-маркер | Специфичность | Зависимость от Ca2+ | Ключевая локализация |
|---|---|---|---|---|
| Маннозный рецептор | CD206 | Манноза, глюкоза | Да | Макрофаги, моноциты |
| DC-SIGN | CD209 | Манноза, фукоза | Да | Дендритные клетки |
| Дектин-1 | - | β-глюкан | Нет | Фагоциты, дендритные клетки |
| Дектин-2 | - | Манноза | Да | Клетки Лангерганса |
| Лангерин | CD207 | Манноза | Да | Клетки Лангерганса |
Внутриклеточная судьба и передача сигнала
Основное предназначение лектиновых рецепторов миелоидных клеток — поглощение антигена и его доставка внутрь клетки для расщепления. В отличие от многих других паттернраспознающих молекул, передача активирующего сигнала в ядро для них не является обязательной функцией.
Эндоцитоз комплексов «рецептор-лиганд» запускается специальными внутриклеточными мотивами интернализации:
- Тирозинсодержащий мотив (встречается, например, у макрофагального маннозного рецептора). Он обеспечивает погружение лиганда только до стадии ранних эндосом. После этого рецептор быстро отсоединяется и возвращается (рециклирует) обратно на клеточную мембрану.
- Дилейциновый мотив и триацидный кластер (характерны для DEC-205, DC-SIGN, дектина-1). Направляют поглощенный материал в глубокие слои клетки — вплоть до поздних эндосом и везикул, где хранятся молекулы главного комплекса гистосовместимости II класса (MHC-II). Это необходимо для качественной подготовки антигена к презентации Т-лимфоцитам.
Среди всех углеводраспознающих рецепторов особняком стоит дектин-1. Это единственная молекула в группе, которая имеет во внутриклеточной части полноценный активационный мотив ITAM (Immunoreceptor tyrosine-based activation motif). Наличие ITAM позволяет дектину-1 не только захватывать антигены, но и самостоятельно передавать мощный активирующий сигнал внутрь клетки.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие классы scavenger-рецепторов выделяют и какие типы лигандов связывает каждый класс?
В доступных материалах не приведена классификация scavenger-рецепторов на классы, однако описаны конкретные представители и их лиганды.
- SR-AI/II — связывают липиды и полианионы.
- CD36 (Macrophage scavenger receptor) — распознает фосфатидил-L-серин и коллаген.
- MARCO — функционирует как адгезивная молекула.
- CD14 — участвует в распознавании липополисахарида (ЛПС) и липидсодержащих веществ.
В целом группа рецепторов-мусорщиков связывает липопротеины (включая ЛПНП), липополисахарид, липотейхоевую кислоту, липидные компоненты бактерий и апоптотические клетки.
Какие внутриклеточные сигнальные каскады запускает дектин-1 после активации своего ITAM-мотива?
В источниках не названы конкретные внутриклеточные сигнальные каскады, запускаемые дектином-1 после активации ITAM-мотива. Указано, что дектин-1 благодаря ITAM способен напрямую участвовать в активации клетки. Его активация приводит к индукции генов циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2) и провоспалительных цитокинов TNFα, IL-6 и IL-23. Дектин-1 связывает β-глюканы дрожжевых грибов и играет ключевую роль в защите от грибковой инфекции.
К какому классу scavenger-рецепторов относится CD36 и какие еще лиганды, помимо апоптотических клеток, он способен связывать?
Точный класс рецептора CD36 не указан, однако он отнесен к макрофагальным рецепторам-мусорщикам и связывает ряд дополнительных лигандов. Помимо апоптотических клеток, CD36 способен связывать:
- Фосфатидил-L-серин — выступает непосредственным лигандом на поверхности мишеней.
- Коллаген — рецептор обладает сродством к этому белку.
Кроме того, CD36 выполняет функцию корецептора для TLR-2, способствуя успешному распознаванию соответствующих паттернов.
Для запоминания особенностей дектина-1: «Дектин-ОДИН — такой ОДИН». Это единственный С-лектиновый рецептор из перечисленных, который не зависит от кальция и имеет мощный активационный мотив ITAM.
Вопросы с занятий и экзамена
В чем разница между тирозиновым и дилейциновым мотивами интернализации?
Тирозиновый мотив обеспечивает погружение комплекса только до ранних эндосом с быстрым возвратом рецептора на мембрану. Дилейциновый мотив отправляет антиген глубоко в клетку — в поздние эндосомы, где происходит связывание с молекулами MHC-II.
Почему С-лектиновые рецепторы не атакуют собственные клетки организма?
Большинство поверхностных гликоконъюгатов собственных клеток позвоночных содержит сиаловые кислоты. С-лектиновые рецепторы лишены способности связываться с сиалированными углеводами, поэтому распознают только структуры патогенов.
Все ли лектиновые рецепторы передают сигнал активации в ядро?
Нет, передача сигнала не является их главной функцией (основная — поглощение). Исключением выступает дектин-1, который имеет активационный мотив ITAM и напрямую стимулирует клетку.
Как меняется экспрессия CL-рецепторов при созревании дендритных клеток?
Незрелые дендритные клетки активно пиноцитируют и несут на мембране много CL-рецепторов. При созревании способность к эндоцитозу падает, и клетки теряют большую часть этих молекул.
Что ещё разобрать по теме
- Строение и функции макрофагального маннозного рецептора (MR/CD206)
- Молекула DEC-205 (CD205) и ее роль в антигенпрезентации
- Роль дектина-1 в защите от инфекций (распознавание β-глюкана)
- Взаимодействие CD14 с Toll-подобными рецепторами (TLR) при распознавании ЛПС
- Классификация молекул адгезии: строение и функции интегринов
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Scavenger-рецепторы и С-лектиновые рецепторы» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Врождённый иммунитет»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.