Bilgi

15.4E: Histouyumluluk Molekülleri - Biyoloji

15.4E: Histouyumluluk Molekülleri - Biyoloji


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Histouyumluluk molekülleri, neredeyse tüm omurgalı hücrelerinin yüzeyinde eksprese edilen glikoproteinlerdir. Adlarını, genetik olarak farklı bireylerin dokularının uyumluluğundan - daha doğrusu eksikliğinden - sorumlu oldukları için alırlar. Monozigotik ("özdeş") insan ikizleri, hücrelerinde aynı doku uyumluluğu moleküllerine sahiptir ve birbirlerinden doku naklini kabul edebilirler. Geri kalanımız, muhtemelen bize özgü olan bir dizi doku uyumluluğu molekülüne sahibiz. Dokumuzun başka bir insana aşılanması, kontrol edilmediği takdirde, transplantın reddedilmesine neden olacak bir bağışıklık tepkisini tetikleyecektir. Bu nedenle, bir bireyin doku uyumluluğu molekülleri, farklı bir bireye verildiğinde antijen görevi görür. Aslında, doku uyumluluk molekülleri genellikle doku uyumluluk antijenleri veya transplantasyon antijenleri.

Yabancı dokunun en hızlı ve şiddetli reddi, alıcı ve vericinin uygun şekilde eşleştirilemediği durumlarda ortaya çıkar. ana doku uyumluluk molekülleri. İki kategori vardır: sınıf I ve sınıf II.

Sınıf I Histouyumluluk Molekülleri

Sınıf I moleküller, uzun bir tanesi (solda) 346 amino asitten oluşan iki polipeptit zincirinden oluşur. ağır zincir - ve 99 amino asitten oluşan kısa bir tane (sağda). Ağır zincir 5 ana bölgeden veya etki alanları:

  • burada belirtilen üç hücre dışı alan n (N terminalini içerir), C1, ve C2
  • polipeptit zincirinin hücrenin plazma zarından geçtiği bir transmembran alanı
  • hücrenin sitoplazmasında bir sitoplazmik alan (C terminali ile)

Yukarıdaki şekil adı verilen bir protein molekülünü göstermektedir. beta-2 mikroglobulin ("β2M"). Ağır zincire herhangi bir kovalent bağla değil, daha çok bir dizi kovalent olmayan etkileşimle bağlıdır. Koyu çubuklar, her alanın (N alanı hariç) kısımlarını birbirine bağlayan disülfid (SS) köprülerini temsil eder. SS köprülerindeki bağlar diğer herhangi bir kovalent bağdan daha uzun değildir, bu nedenle bu molekül gerçek üçüncül (3D) konfigürasyonunda görülebilseydi, bağlı Cys'i içeren polipeptit zincirlerinin bölümlerinin aslında birbirine yakın olduğunu bulurduk. alanlar ("N" ve "C1"), aralarında bir oluk bulunan iki sırt oluşturan iki alfa sarmalı segmenti içerir. a çörek içinde sosisli sandviç(Bkz. şekil 15.4.5.2)

Resmin solundaki şamdana benzeyen iki nesne, bu glikoproteindeki kısa, dallı şeker zincirlerini temsil eder. "Papain" olarak işaretlenen bölgeler, proteinaz papain tarafından saldırıya uğrayan (ve daha kolay analiz için hücre dışı alanların plazma zarından salınmasını mümkün kılan) ağır zincir üzerindeki yerleri temsil eder. Görüntü, H-2K adı verilen bir sınıf I histo-uyumluluk molekülünün yapısını temsil eder. Bir hayvanın vücudundaki hemen hemen tüm hücreler (bu durumda, bir fare) plazma zarlarında bu moleküllerden binlerce bulunur. Bu moleküller doku kimliğini sağlar ve nakledilen doku ve organların reddinde ana hedefler olarak hizmet eder. Ancak doku reddi onların doğal işlevi değildir. Sınıf I moleküller, antijenleri hücre yüzeyinde "tanınabilmeleri" için sergilemeye hizmet eder. T hücreleri.

İnsanlar, belirlenen üç farklı sınıf I molekülü sentezler. HLA-A, HLA-B, ve HLA-C. (HLA'nın kısaltması Hinsan benökosit antigen; çünkü moleküller ilk olarak lökositler üzerinde çalışıldı). Bunlar sadece ağır zincirlerinde farklılık gösterir ve hepsi aynı tipte beta-2 mikroglobulini paylaşır. Farklı ağır zincirleri kodlayan genler, kromozom 6'da kümelenir. ana doku uyumluluk kompleksi (MHC). Her ebeveynden üç tip ağır zincirin her biri için bir gen miras alıyoruz, bu nedenle aslında her türün iki alelik versiyonunu ifade etmek mümkündür. Böylece HLA-A, HLA-B ve HLA-C için heterozigot olan bir kişi şunları ifade eder: altı farklı sınıf I proteinler. Bunlar vücudun çoğu hücresi tarafından sentezlenir ve gösterilir (merkezi sinir sistemi hücreleri hariç).

Histouyumluluk molekülleri antijenleri T hücrelerine sunar

Doku uyumluluğu molekülleri, aşı reddinde oynadıkları çok önemli rol nedeniyle keşfedilmiş olsa da, evrimin omurgalılara bu molekülleri bu işlev için vermediği açıktır. Peki onların normal işlevi nedir? cevap: için antijenleri göster böylece T lenfositler tarafından "görülebilirler". T lenfositler üzerindeki antijen reseptörü (veya T hücreleri, yaygın olarak adlandırıldıkları gibi) oluktaki küçük molekülün bir mozaiği olan bir epitopu ve onu çevreleyen alfa helislerinin kısımlarını "görür".

Küçük moleküller ("sosisli sandviçler") son derece çeşitlidir. Muhtemelen hücre içinde bulunan tüm proteinlerden türetilen parçaları temsil ederler. Bunlar, normal hücre bileşenlerinin parçalarını, hücre içi parazitler (virüsler gibi) tarafından kodlanan protein parçalarını ve mutasyona uğramış genler tarafından kodlanan protein parçalarını içerir. kanser hücreleri.

Sınıf II Histouyumluluk Molekülleri

İnsan sınıf II molekülleri HLA-Dve onları kodlayan genler de ana doku uyumluluk kompleksi (MHC). Sınıf II moleküller iki transmembran polipeptitten oluşur. Bunlar, sınıf I moleküller gibi, her zaman bir antijen parçası içeren dış uçlarında bir oluk oluşturmak üzere etkileşirler. Ancak sınıf II moleküllere bağlanan parçalar, hücrenin sahip olduğu antijenlerden türetilir. çevresinden alınan. Hücre dışı moleküller endositoz tarafından yutulur. Endozomlar lizozomlarla birleşir ve içerikleri kısmen sindirilir. Elde edilen fragmanlar, sınıf II moleküllere yerleştirilir ve hücre yüzeyine geri döndürülür.

Sınıf II moleküller, sınıf I'in aksine, normalde sadece belirli hücre tiplerinde eksprese edilir. Bunlar makrofajlar ve B lenfositleri gibi hücrelerdir ve hücre dışı antijenleri işlemede ve onlara sunmada uzmanlaşmıştır. T lenfositler. Bu nedenle, sınıf II moleküller tarafından antijen sunumu, sınıf I'den iki önemli şekilde farklıdır:

  • Tüm hücreler antijenleri sınıf I moleküllerle sunabilirken, sınıf II ile yalnızca belirli hücreler bunu yapabilir.
  • Sınıf I moleküllerde görüntülenen antijen fragmanları (sosisli sandviçler) hücre içinde sentezlenen makromoleküllerden üretilirken, sınıf II moleküllerde görüntülenenler hücre dışından elde edilmiştir.

Sınıf I ve Sınıf II molekülleri, antijen fragmanlarını T hücrelerinin farklı alt kümelerine sunar

Vücudun T hücrelerinin çoğu, iki farklı alt kümeden birine aittir: CD4+ veya CD8+. CD4 ve CD8 yüzey glikoproteinleridir. Her ikisi de CD4+ ve CD8+ T hücrelerinin bir antijen reseptörü vardır (TCR) karmaşık bir çörek içinde sosisli epitopu "gören". CD8 üzerindeki CD8 molekülleri+ T hücreleri, yalnızca sınıf I histo-uyumluluk moleküllerinde (burada gri bir yarım küre olarak gösterilmiştir) bulunan bir bölgeye bağlanır. CD4 üzerindeki CD4 molekülleri+ T hücreleri, yalnızca sınıf II histo-uyumluluk moleküllerinde (aşağıda sarı bir üçgen olarak gösterilmiştir) bulunan bir bölgeye bağlanır. Ancak, hiçbir tür olamaz Aktif tamamlayıcı epitopunu basitçe bağlayarak. Ek moleküler etkileşimler gerçekleşmelidir.

CD8+ T Hücresi/Sınıf I Etkileşimi

CD8'in yalnızca sınıf I histo-uyumluluk moleküllerinde bulunan bir reseptör bölgesine bağlanması ihtiyacı nedeniyle, CD8+ T hücreleri sadece sınıf I moleküller tarafından sunulan antijenlere cevap verebilir. çoğu CD8+ T hücreleri sitotoksik T hücreleri (CTLs). Sınıf I epitopunu tanıdıkları hücreleri yok etmek için makineler içerirler.

Örnek

Ne zaman viral bir enfeksiyon kapsanız, örneğin grip (grip) bu virüs vücudunuzun belirli hücrelerini istila eder. İçeri girdikten sonra virüs, daha fazla virüs yapmak için hücrenin metabolizmasını bozar. Bu, viral genom tarafından kodlanan moleküllerin sentezlenmesini içerir. Zamanı gelince, bunlar hücreyi terk eden (çoğunlukla süreçte onu öldüren) ve yeni hücrelere yayılan yeni bir virüs partikülü mahsulü halinde birleştirilir. Eski evlerinden yeni evlerine geçişleri dışında, virüs hücrelerin içinde herhangi bir antikordan güvenli bir şekilde çalışır. Ancak hücre içi yaşamlarının başlarında, enfekte hücreler, yüzey sınıf I moleküllerinde sitoplazmada sentezlenen viral proteinlerin parçalarını gösterir. Bu antijene özgü herhangi bir sitotoksik T hücresi, enfekte olmuş hücreye bağlanacak ve genellikle yeni bir virüs mahsulü salmadan önce onu yok edebilecektir.

Sonuç olarak: vücudun CD8'inin işlevi+ T hücreleri, sınıf I moleküllerinde yabancı antijen parçalarını ifade edenleri yok etmeye hazır vücudun tüm hücrelerini izlemektir.

CD4+ T Hücresi/Sınıf II Etkileşimi

CD4 yüzeyinde ifade edilen CD4 molekülleri+ T hücreleri, sınıf II moleküllerde antijen fragmanları sunan hücrelere bağlanmalarını sağlar, ancak sınıf I'de değil. Yalnızca belirli hücre türleri, hücre dışı sıvılardan antijen almak için özelleşmiş olanlar, sınıf II molekülleri ifade eder. Bunların en önemlileri arasında dendritik hücreler, makrofajlar (kandan dokulara göç eden monositlerden gelişen fagositik hücreler) ve reseptör aracılı endositoz yoluyla ekzojen antijeni alan B lenfositleri ("B hücreleri") bulunur.

yani CD4+ T hücreleri, hücre dışı sıvılardan türetilen ve özel antijen sunan hücreler tarafından işlenen antijeni görür. Bir antijene yanıt vermek için bir CD4+ T hücresinin bir T hücre reseptörü (TCR) bir sınıf II molekülü tarafından görüntülenen bir antijenik parça içeren bir kompleks epitopu tanıyabilen (bağlanabilen), CD4'ü ile sınıf II molekülü (yukarıda sarı bir üçgen olarak gösterilmiştir) üzerindeki bir bölgeyi bağlayabilen ve antijen üzerindeki birlikte uyarıcı moleküllere bağlanabilen - sunan hücre. Bu koşullar sağlanırsa T hücresi aktive olur. Aktive edilmiş T hücreleri, özdeş T hücrelerinin bir klonunun büyümesine yol açan hücre döngüsüne girer ve lenfokinleri salgılamaya başlar.

Lenfokinler, diğer hücreleri (örneğin mast hücreleri) aktive eder ve iltihaplanma üreten bölgeye (örneğin, bir bakteriyel enfeksiyonla başa çıkmak için) alır. Ayrıca, antikor salgılayan hücrelerin bir klonuna dönüşmelerini sağlayan B hücrelerini de aktive ederler. CD4+ B hücrelerini aktive eden T hücrelerine denir. Yardımcı T hücreleri.


Majör Histouyumluluk Kompleksi (MHC) - Tipler ve Yollar

Ana doku uygunluk kompleksi, ürünleri hücreler arası tanımada ve benlik ile benlik dışı arasındaki ayrımda önemli bir rol oynayan sıkı bir şekilde bağlantılı bir gen kümesi olarak tanımlanabilir. 'Tarih' terimi doku anlamına gelir ve 'uyumluluk', 'anlaşma veya kabul edilebilirlik' anlamına gelir. Öte yandan, 'kompleks' terimi, birden fazla lokus içeren büyük bir genetik bölgeye lokalize olan ‘genleri ifade eder. Bu genler, nakledilen dokunun uyumluluğunun belirlenmesinde yer alan antijenleri kodlar. Uyumlu dokular bağışıklık sistemi tarafından kabul edilirken, dokuya uygun olmayanlar reddedilir. Yabancı dokunun reddi, hücre yüzeyi moleküllerine karşı bir bağışıklık tepkisine yol açar. Kavram ilk olarak Peter Gorer ve George Snell tarafından tanımlanmıştır. MHC moleküllerinin ana işlevi, antijeni T hücreleri tarafından tanınması için hücre yüzeyine getirmektir. İnsanlarda, MHC moleküllerini kodlayan genler, 6. kromozomun kısa kolunda bulunur.


MHC molekülleri tarafından antijen sunumunun kimyasal biyolojisi

MHC sınıf I ve MHC sınıf II molekülleri, uygun T hücresi tepkilerini yönlendirmek için bağışıklık sistemine peptitler sunar. T-hücre yanıtlarının farmakolojik modülasyonu, bağışıklıkla ilgili bir dizi hastalık için tedavi seçenekleri sunabilir. MHC moleküllerinin farmakolojik aşağı regülasyonu, oto-bağışıklık ve transplantasyon reddinin tedavisinde uygulama bulabilirken, antijen sunumunun farmakolojik aktivasyonu, enfeksiyon ve kansere karşı bağışıklık tepkilerini destekleyecektir. MHC sınıf I ve MHC sınıf II antijen sunumunun hücre biyolojisi çok ayrıntılı olarak anlaşıldığından, yıllar içinde manipülasyon için birçok potansiyel hedef tanımlanmıştır. Burada, MHC molekülleri tarafından antijen sunumunun farmakolojik ajanlar tarafından nasıl modüle edilebileceğini ve kimyanın genel olarak antijen sunumu çalışmasını nasıl daha fazla destekleyebileceğini tartışıyoruz. MHC molekülleri tarafından antijen sunumunun kimyasal biyolojisi, bağışıklık modülasyonu ve gelecekteki tedavilerin geliştirilmesi için şaşırtıcı seçenekler göstermektedir.


Bağışıklık düzenlemesinde çözünür ana doku uyumluluğu karmaşık moleküller: sınıf II antijenlerini vurgulama

Majör histo-uyumluluk kompleksi (MHC) antijenlerinin immün yanıtın geliştirilmesi ve düzenlenmesine katılımı, olgunlaşma, antijenik peptit yüklemesi, T-hücresi reseptörü tarafından tanınmak için hücre zarına göç ve geri dönüşümden başlayarak yıllar içinde iyi tanımlanmıştır. bağışıklık tepkisinin kesilmesi. Bu hücre içi ticaret sırasında, MHC antijenleri hücreler tarafından atılmanın bir yolunu bulur, çünkü tüm vücut sıvılarında çözünür MHC sınıf I (sMHC-I) ve sınıf II (sMHC-II) molekülleri olarak bulunabilirler. Salgı mekanizmaları yeterince çalışılmamış olmasına rağmen, sMHC moleküllerinin önemli immün düzenleyici özellikler gösterdiği gösterilmiştir. Serumdaki seviyelerinin viral enfeksiyonlar, iltihaplanma, otoimmüniteler ve kanser vb. dahil olmak üzere çeşitli hastalıklarda değiştiği gösterilmiştir, ancak toleransın korunması, üreme gibi bir dizi fizyolojik reaksiyonda yer alıyor gibi görünmektedirler. ayrıca türlerin evrimi karşısında eş seçimi. Bu derleme, sMHC molekülleri hakkında şimdiye kadar mevcut olan literatürü sunmayı ve bu moleküllerin bağışıklık homeostazının korunmasındaki önemine dikkat çekmeyi amaçlamaktadır.

Anahtar Kelimeler: ana doku uygunluk kompleksi çözünür sınıf I antijenler çözünür sınıf II antijenler.


Eylem Planı

İstilacılara karşı başarılı bir bağışıklık tepkisi şunları gerektirir:

Aktivasyon ve mobilizasyon

Tanıma

İstilacıları yok edebilmek için önce bağışıklık sisteminin onları tanıması gerekir. Yani, bağışıklık sistemi öz olmayanı (yabancı) öz olandan ayırt edebilmelidir. Tüm hücrelerin yüzeyinde kimlik molekülleri (antijenler) bulunduğu için bağışıklık sistemi bu ayrımı yapabilir. Mikroorganizmalar, yüzeylerindeki tanımlama molekülleri yabancı olduğu için tanınır.

İnsanlarda, en önemli kendini tanımlama moleküllerine denir.

İnsan lökosit antijenleri (HLA) veya ana doku uyumluluk kompleksi (MHC)

HLA molekülleri antijenler olarak adlandırılır, çünkü bir böbrek veya deri greftinde olduğu gibi nakledilirse, başka bir kişide bir bağışıklık tepkisi oluşturabilirler (normalde, bunlara sahip olan kişide bir bağışıklık tepkisi oluşturmazlar). Her insanın neredeyse benzersiz bir HLA kombinasyonu vardır. Her insanın bağışıklık sistemi normalde bu eşsiz kombinasyonu kendi olarak tanır. Yüzeyinde vücudun kendi hücrelerindekilerle aynı olmayan moleküllere sahip bir hücre, yabancı olarak tanımlanır. Bağışıklık sistemi daha sonra o hücreye saldırır. Böyle bir hücre, nakledilen dokudan bir hücre veya vücudun istilacı bir mikroorganizma tarafından enfekte edilmiş veya kanser tarafından değiştirilmiş hücrelerinden biri olabilir. (HLA molekülleri, bir kişinin organ nakline ihtiyacı olduğunda doktorların eşleştirmeye çalıştığı moleküllerdir.)

T hücreleri (T lenfositleri), bağışıklık gözetim sisteminin bir parçası olarak, vücuda ait olmayan maddeleri (yabancı antijenler) tanıyabilmelidir. Ancak, bir antijeni doğrudan tanıyamazlar. Antijen sunan bir hücrenin (makrofaj veya dendritik hücre gibi) yardımına ihtiyaçları vardır.

Antijen sunan hücre, antijeni içine alır. Daha sonra hücredeki enzimler, antijeni, hücrenin tanımlama molekülleri ile birleştirilen, majör histo-uyumluluk kompleks molekülleri veya insan lökosit antijenleri (HLA) olarak adlandırılan parçalara ayırır. Kombine HLA ve antijen fragmanı, antijen sunan hücrenin yüzeyine hareket eder ve burada T hücresi üzerindeki reseptörler tarafından tanınır.

Bazı beyaz kan hücreleri - B hücreleri (B lenfositleri) - istilacıları doğrudan tanıyabilir. Ancak diğerleri -T hücreleri (T lenfositleri)- antijen sunan hücreler olarak adlandırılan hücrelerin yardımına ihtiyaç duyar:

Antijen sunan hücreler bir istilacıyı yutar ve onu parçalara ayırır.

Antijen sunan hücre daha sonra istilacıdan gelen antijen fragmanlarını hücrenin kendi HLA molekülleri ile birleştirir.

Antijen fragmanları ve HLA moleküllerinin kombinasyonu hücrenin yüzeyine taşınır.

Yüzeyinde eşleşen bir reseptörü olan bir T hücresi, bir anahtar bir kilide sığarken, antijen fragmanını sunan HLA molekülünün bir kısmına bağlanabilir.

T hücresi daha sonra aktive olur ve o antijene sahip istilacılarla savaşmaya başlar.

T Hücreleri Antijenleri Nasıl Tanır?

T hücreleri, bağışıklık gözetim sisteminin bir parçasıdır. Kan dolaşımı ve lenfatik sistemde dolaşırlar. Lenf düğümlerine veya başka bir ikincil lenfoid organa ulaştıklarında vücutta yabancı maddeler (antijenler) ararlar. Bununla birlikte, yabancı bir antijeni tam olarak tanımadan ve ona yanıt vermeden önce, antijen, antijen sunan hücre adı verilen başka bir beyaz kan hücresi tarafından işlenmeli ve T hücresine sunulmalıdır. Antijen sunan hücreler, dendritik hücreler (en etkili olan), makrofajlar ve B hücrelerinden oluşur.

Aktivasyon ve mobilizasyon

Beyaz kan hücreleri istilacıları tanıdıklarında aktive olurlar. Örneğin, antijen sunan hücre, bir T hücresine HLA'ya bağlı antijen fragmanları sunduğunda, T hücresi fragmanlara bağlanır ve aktive olur. B hücreleri istilacılar tarafından doğrudan aktive edilebilir. Aktive edildiğinde, beyaz kan hücreleri istilacıyı yutar veya öldürür veya her ikisini birden yapar. Genellikle, bir istilacıyı öldürmek için birden fazla tipte beyaz kan hücresi gerekir.

Makrofajlar ve aktive edilmiş T hücreleri gibi bağışıklık hücreleri, diğer bağışıklık hücrelerini sorunlu noktaya çeken maddeleri serbest bırakır ve böylece savunmaları harekete geçirir. İstilacının kendisi, bağışıklık hücrelerini çeken maddeleri serbest bırakabilir.

Düzenleme

Bağışıklık tepkisi, otoimmün bozukluklarda olduğu gibi, vücuda büyük zarar gelmesini önlemek için düzenlenmelidir. Düzenleyici (baskılayıcı) T hücreleri, bağışıklık yanıtlarını engelleyen sitokinleri (bağışıklık sisteminin kimyasal habercileri) salgılayarak yanıtı kontrol etmeye yardımcı olur. Bu hücreler, bağışıklık tepkisinin süresiz olarak devam etmesini engeller.

Çözünürlük

Çözüm, istilacıyı sınırlamayı ve onu vücuttan atmayı içerir. İstilacı ortadan kaldırıldıktan sonra, çoğu beyaz kan hücresi kendi kendini yok eder ve yutulur. Korunan hücrelere hafıza hücreleri denir. Vücut, belirli istilacıları hatırlamak ve bir sonraki karşılaşmada onlara daha güçlü yanıt vermek için kazanılmış bağışıklığın bir parçası olan bellek hücrelerini korur.

Spesifik savunmalarla ilgili iki ana lenfosit sınıfı vardır: B hücreleri ve T hücreleri.

Olgunlaşmamış T hücreleri kemik iliğinde üretilir, ancak daha sonra olgunlaştıkları ve spesifik antijenleri tanıma yeteneğini geliştirdikleri timusa göç ederler. T hücreleri, hücre aracılı bağışıklıktan sorumludur.

Kemik iliğinde olgunlaşan B hücreleri, antikor aracılı bağışıklıktan sorumludur.

Hücre aracılı yanıt, bir patojen antijen sunan bir hücre, bu durumda bir makrofaj tarafından yutulduğunda başlar. Mikrop lizozomal enzimler tarafından parçalandıktan sonra, makrofaj yüzeyinde MHC molekülleri ile antijenik fragmanlar görüntülenir.

T hücreleri, MHC molekülü ve bir antijenik fragmanın kombinasyonunu tanır ve hızla çoğalmak üzere özelleşmiş T hücreleri ordusuna dönüşmek üzere aktive edilir.

Bu ordunun bir üyesi sitotoksik T hücresidir. Sitotoksik T hücreleri, yabancı hücreleri ve dokuları veya virüs bulaşmış hücreleri tanır ve yok eder.

Diğer bir T hücresi, vücutta yedekte kalan hafıza sitotoksik T lenfositidir. Gelecekte bir zamanda, bu T hücreleri bu spesifik antijenle yeniden karşılaşırlarsa, hızlı ve etkili bir savunma sağlayarak sitotoksik T hücrelerine hızla farklılaşacaklar.

Yardımcı T hücreleri, spesifik ve spesifik olmayan savunmaları koordine eder. Büyük ölçüde T hücresi ve B hücresi büyümesini ve farklılaşmasını uyaran kimyasalları serbest bırakarak.

Baskılayıcı T hücreleri, enfeksiyon kontrol edildiğinde sona erecek şekilde bağışıklık tepkisini inhibe eder. Yardımcı T hücrelerinin sayısı hemen hemen bir kerede artarken, baskılayıcı T hücrelerinin sayısı yavaşça artar ve etkili bir ilk yanıt için zaman tanır.


15.4E: Histouyumluluk Molekülleri - Biyoloji

MDPI tarafından yayınlanan tüm makaleler, bir açık erişim lisansı altında dünya çapında anında kullanıma sunulmaktadır. Şekil ve tablolar dahil olmak üzere MDPI tarafından yayınlanan makalenin tamamının veya bir kısmının yeniden kullanılması için özel bir izin gerekmemektedir. Açık erişim Creative Common CC BY lisansı altında yayınlanan makaleler için, orijinal makaleden açıkça alıntı yapılması koşuluyla makalenin herhangi bir kısmı izinsiz olarak yeniden kullanılabilir.

Özellik Belgeleri, alanda yüksek etki için önemli potansiyele sahip en gelişmiş araştırmaları temsil eder. Özellik Bildirileri, bilimsel editörlerin bireysel daveti veya tavsiyesi üzerine sunulur ve yayınlanmadan önce hakem incelemesinden geçer.

Özellik Raporu, orijinal bir araştırma makalesi, genellikle birkaç teknik veya yaklaşımı içeren önemli bir yeni araştırma çalışması veya bilimsel alandaki en heyecan verici gelişmeleri sistematik olarak gözden geçiren, alandaki en son ilerleme hakkında kısa ve kesin güncellemeler içeren kapsamlı bir inceleme makalesi olabilir. Edebiyat. Bu tür kağıt, gelecekteki araştırma yönleri veya olası uygulamalar hakkında bir görünüm sağlar.

Editörün Seçimi makaleleri, dünyanın her yerinden MDPI dergilerinin bilimsel editörlerinin tavsiyelerine dayanmaktadır. Editörler, yazarlar için özellikle ilginç olacağına veya bu alanda önemli olacağına inandıkları dergide yakın zamanda yayınlanan az sayıda makaleyi seçerler. Amaç, derginin çeşitli araştırma alanlarında yayınlanan en heyecan verici çalışmalardan bazılarının anlık görüntüsünü sağlamaktır.


MHC ve HLA Arasındaki Fark

Her ikisi de hücrelerin yüzeyinde ve genetik yapı veya DNA'da bulunan antijen veya protein gruplarıdır. İşlevleri de çok benzerdir - yabancı bir proteini veya hücreyi tanımlar ve bir organizmanın vücuduna girmesini veya yayılmasını önler. Bu genellikle bağışıklık sistemi ile koordineli olarak gerçekleşir., bu yabancı cisimlere saldırır. Her iki protein grubu da bağışıklık sisteminin kendisini ve tepkisini düzenler.

İki grup arasındaki temel fark, MHC'nin genellikle omurgalılarda bulunması, HLA'nın ise yalnızca insanlarda bulunmasıdır. Basitleştirmek için HLA, insan vücudunun MHC versiyonudur. Bu antijenlerin sorumluluklarından biri de vücuda giren hücreleri tespit etmektir. Tespit üzerine, hücreler yerel veya yabancı olarak tanınır. Virüsleri ve diğer zararlı organizmaları taşıyan yerel hücreler sıklıkla tanımlanır ve saldırıya uğrar. Bu, vücuda giren yabancı hücreler için de geçerlidir.

Bu antijenler genellikle bir organizma veya insan için bir organ nakli planlandığında dahil edilir. Bir organ ile alıcının vücudu arasındaki uyumluluğu belirlemek için belirli testler yapılır. Alıcının vücudunun organı reddetme riskini azaltmak için bu durumlarda mükemmele yakın veya mükemmel eşleşmeler istenir.

Organ nakillerinin yanı sıra, hem MHC hem de HLA, bir vücudu ve bağışıklık sistemini güçlendirmede çok faydalıdır. İnsanlarda HLA, bir çocuğun ebeveynliğini belirlemek için babalık testlerinde de kullanılır; bu, çocuktan, babadan ve anneden gelen antijenleri karşılaştırarak yapılır.

MHC ve HLA'nın bir dezavantajı, kanser, diyabet ve lupus gibi bazı kalıtsal hastalıkları taşımalarıdır.

Her iki antijen de bir kişide akrabalı üremeyi veya aşırı benzer genetik materyalin durumunu önlemekten sorumludur. Genetik yapıdaki çeşitliliği tercih ederler ama aynı zamanda akraba tanıma, ikili tanıma ve nakil eşleştirmesi açısından işbirliğinden sorumludurlar.

Hem MHC hem de HLA, dört antijen sınıflandırmasına sahiptir. Bununla birlikte, yerel veya yabancı olsun, herhangi bir hücrenin tanımlanmasından ve yanıtlanmasından yalnızca birinci ve ikinci antijen sınıfları sorumludur. Sınıf I antijenler, kırmızı kan hücreleri hariç tüm hücre tiplerinde meydana gelen yabancı veya enfekte olmuş yerel hücrelerin yok edilmesiyle ilgilenir.

Bu arada, sınıf II antijenler, antijene spesifik immünizasyona aracılık eder. Sınıf II antijenler B hücreleri, makrofajlar ve antijen sunan hücrelerde (APC'ler) bulunur.
MHC ve HLA, bir organizmanın vücudunun savunma kalkanı ve korunması görevi görür.

Özet:

1.MHC ve HLA biraz farklıdır, ancak işlevleri temelde aynıdır.
2. Hem MHC hem de HLA, proteinler ve antijenler olarak sınıflandırılır. Her ikisi de bir organizmanın hücrelerinde bulunur ve vücudun bağışıklık sistemi ile el ele çalışır.
3.MHC birçok omurgalıda bulunurken HLA sadece insanlarda bulunur HLA temel olarak insan MHC'sidir.
4. Hem MHC hem de HLA, bir vücuttaki yerel ve yabancı hücrelerin tanımlayıcılarıdır. Yabancı ve enfekte hücreler saldırıya uğrar ve bağışıklanır. MHC ve HLA, bağışıklık sistemini ve tepkilerini düzenler.
5.Bu antijenler, organ nakillerinde kilit bir rol oynarlar, bir organ, MHC veya HLA'sı yakın veya mükemmel bir eşleşme değilse, alıcının vücudu tarafından reddedilebilir. Bağışıklama ve doku uyumluluğunun yanı sıra, bu antijenler vücudun yabancı organizmalara karşı savunmasından da sorumludur.
6. Vücudun bağışıklık tepkilerinden sadece dört sınıftan ikisi sorumludur.
7.HLA, bir çocuğun babasını belirlemede kullanılabilir ve ayrıca kalıtsal hastalıkların taşıyıcısı olarak işlev görebilir. Aynı zamanda insanlar arasında akraba evliliğini de önler.


Lizozomlarla Füzyon

Bazı patojenlerin fagositler tarafından yıkımı önlemek için karşı stratejileri vardır. Bunlar, fagozomların lizozomlarla kaynaşmasını engelleyen, lizozomun düşük pH ortamına direnen ve fagolizozom zarını parçalayarak sitoplazmaya kaçan mekanizmaları içerir (Tablo 22-1). Örneğin, tüberkülozda akciğerdeki makrofajlar bakteriyi fagosite eder. Tüberkülozancak bakteri, fosfatidilinositolü (3P) defosforile eden ve böylece fagozom olgunlaşmasını durduran bir fosfataz salgılayarak yıkımdan kaçınır.

"Kaçmak"
Fagozomal membranı bozan toksinlerin salgılanması (Shigella flexneri, Listeria monocytogenes, Rickettsia rickettsii)
"Atlatmak"
Alternatif, patojene özgü yoldan giriş (Salmonella typhimurium, Legionella pneumophila, Chlamydia trachomatis)
Fagozom-lizozom füzyonunun inhibisyonu (S. typhimurium, Mycobacterium tuberculosis)
Fagolizozom asitlenmesinin inhibisyonu (mikobakteri Türler)
“Ayakta Kal ve Savaş”
Düşük pH'a bağlı replikasyon (Coxiella burnetii, S. typhimurium)
Oksidatif stresten kurtulmak için DNA onarımının geliştirilmesi (S.typhimurium)
Koruyucu patojene özgü virülans faktörleri (C. burnetii, S. typhimurium)
Bakteriyel antijenlerin işlenmesinin ve sunumunun önlenmesi (S.typhimurium)


SONUÇLAR

Olgunlaşmamış DC'lerin Lizozomal Alt Alanlarında CD1b ve MHC Sınıf II'nin Diferansiyel İfadesi

MHC sınıf II ve CD1b moleküllerinin her ikisi de özel bir lizozomal MIIC'de belirgin bir şekilde eksprese edilir ve endositozlu antijenlerin sunumuna aracılık eder. Bununla birlikte, bağlandıkları antijenlerin farklı doğası göz önüne alındığında, MHC sınıf II ve CD1b aracılı antijen sunumu için hücre içi yolların bazı bölümlerinin farklı olabileceğini varsaydık. Bu nedenle, MHC sınıf II ve CD1b ekspresyonu için immünogold etiketli transmisyon elektron mikroskobu ile ultra ince kriyo-kesitli insan DC'lerinde MIIC'yi dikkatlice analiz ettik ve ölçtük. İnsan periferik kan monositleri GM-CSF ve IL-4 ile uyarıldığında, hücreler IMDC'lere farklılaştı ve MIIC'de hücre içi olarak büyük miktarda MHC sınıf II molekülü tespit edildi. B hücrelerinde ve murin DC hücre dizilerinde sıklıkla görülen multiveziküler yapının aksine, taze izole edilmiş insan DC'lerinde geliştirilen MIIC, tipik olarak, eşmerkezli düzenlemede yakından paketlenmiş çok sayıda membran lamelleri içeriyordu ve MHC sınıf II molekülleri, esas olarak MIIC'nin iç zarlarında tespit edildi. sınırlayıcı membran üzerinde. MHC sınıf II'nin yanı sıra, bu insan monosit türevli DC'ler aynı MIIC'de CD1b moleküllerini de eksprese etti, ancak MHC sınıf II'den farklı olarak CD1b molekülleri, sınırlayıcı membrana farklı şekilde lokalize gibi görünüyordu (Şekil 1A). MHC sınıf II ve CD1b moleküllerinin iç ve sınırlayıcı zarlar üzerindeki diferansiyel ekspresyonunu nicel bir şekilde değerlendirmek için, farklı donörlerden elde edilen monosit türevli DC'lerin lizozomları rastgele analiz edildi ve iç ve sınırlayıcı zarlarda bulunan altın parçacıkları MHC için sayıldı. sınıf II ve CD1b. Tablo 2'de özetlendiği gibi, MIIC'de ifade edilen CD1b moleküllerinin %85'i sınırlayıcı zarda bulunurken, %15'i iç zarlarda tespit edildi. Tam tersine, MIIC'de ifade edilen MHC sınıf II moleküllerinin sadece %5'i sınırlayıcı zar üzerinde bulundu ve moleküllerin çoğu iç zarlara dağıtıldı. Karşılaştırma için, MIIC'de bulunan diğer proteinler de iç ve sınırlayıcı zarlardaki farklı ifadeleri için analiz edildi. Tablo 2'de gösterildiği gibi, LAMP1, CD1b olarak daha az belirgin olsa da, tercihen sınırlayıcı zara lokalize olmuştur, oysa CD63, sınırlayıcı zardan daha fazla iç zarlarda ifade edilmiştir.

Şekil 1. Olgunlaşmadan sonra, CD1b lokalizasyonu lizozomal kalır ve MHC sınıf II'den ayrılır. IMDC'nin (A), 8 saatlik LPS ile uyarılan DC'lerin (B) ve 48 saatlik LPS ile uyarılan MDC'nin (C) ultra ince bölümlerinde CD1b (kapalı ok uçları) ve MHC sınıf II'nin (açık ok uçları) immünogold etiketlemesi. IMDC'lerin (A) MIIC'lerinde, CD1b molekülleri (10-nm altın) sınırlayıcı zarda bulunur (bkz. Tablo 2) ve MHC sınıf II molekülleri (15-nm altın) iç zarlarda bulunur. 8 saatlik olgunlaşmadan sonra (B), çok katmanlı yapılar değişiyor ve genellikle CD1b (10 nm altın) artık MHC sınıf II (15 nm altın) ile aynı yerde değil. Olgunlaşmadan 48 saat sonra (C), çoğu MHC sınıf II plazma zarında (15 nm altın açık ok uçları) bulunur ve plazma zarında, erken endozomlarda ve elektron yoğunluğunda CD1b (10 nm altın) tespit edilir tek membranlı MDL'ler (yıldızlarla gösterilir). Ölçek, 200 nm. G, Golgi kompleksi m, mitokondri p, plazma zarı ve e, endozomlar.

Tablo 2. IMDC'den MIIC'lerin iç zarlarına göre sınırlayıcı zarlar üzerinde transmembran proteinlerin dağılımı

Olgunlaşmamış monosit türevli dendritik hücrelerden çok katmanlı lizozomal MIIC'ler üzerindeki immünogold etiketlemesi belirlendi ve sınırlayıcı zarlar ve iç zarlar üzerindeki etiketleme yüzdesi ölçüldü (N, sayılan altın parçacıklarının sayısıdır). MHC sınıf II ve CD63 molekülleri çoğunlukla iç zarlarda ve CD1b ve LAMP1 sınırlayıcı zarlarda tespit edildi. CD1c, her iki zar kategorisi arasında neredeyse eşit olarak dağılmıştır.

Olgunlaşan DC'lerde CD1b ve MHC Sınıf II Moleküllerinin Ayrılması

DC'ler, LPS gibi bakteriyel ürünlere maruz kaldıklarında dinamik hücresel değişikliklere uğrarlar. Toplu olarak DC olgunlaşması olarak adlandırılan bu değişiklikler, peptit antijen yüklü MHC sınıf II moleküllerinin lizozomal MIIC'den plazma zarına verimli bir şekilde taşınmasını içerir. Lizozomal morfolojideki DC olgunlaşması ile ilişkili değişiklikler, multiveziküler MIIC'nin tübülizasyonunun plazma zarına doğru uzandığı bir LPS ile uyarılan murin DC hücre hattı kullanılarak ultrastrüktürel düzeyde kapsamlı bir şekilde incelenmiştir (Kleijmeer). ve diğerleri., 2001). Bununla birlikte, bu murin hücreleri, grup 1 CD1 moleküllerinin ekspresyonundan yoksundur ve bu nedenle, CD1b ve MHC sınıf II moleküllerinin, olgunlaşan DC'lerde lizozomlardan farklı şekilde nasıl taşınabileceği belirlenmemiştir.

Olgunlaşan insan DC'lerinin çok katmanlı MIIC'sindeki morfolojik değişiklikleri araştırmak için monosit türevli olgunlaşmamış DC'ler LPS ile uyarıldı ve transmisyon elektron mikroskobu için 8 saat sonra toplandı. Bu zaman noktasında, eşmerkezli düzende sıkıca paketlenmiş zar lamelleri önemli ölçüde gevşemiştir ve bazı zarlar yayılarak CD1b molekülleri içeren elektron yoğun tübülo/veziküler yapılar oluşturmak üzere tomurcuklanmıştır, ancak çoğu zaman MHC sınıf II moleküllerinin ekspresyonundan yoksundur ( Şekil 1B). MHC sınıf II molekülleri, yeni oluşan CD1b içeren veziküllerden dışlanma eğilimindeydi, bu da bu lizozomal bölmelerde CD1b ve MHC sınıf II'nin kısmen ayrılmasına neden oldu.

Tamamen Olgun DC'lerde CD1b ve MHC Sınıf II'nin Farklı Kararlı Durum Lokalizasyonu

MIIC'deki geç morfolojik değişiklikleri tamamen MDC'lerde değerlendirmek için, IMDC'ler LPS ile uyarıldı ve transmisyon elektron mikroskobu için 24 saat sonra toplandı. Bu zaman noktasında, lizozomların iç zarları kayboldu ve yapı şimdi elektron yoğun proteinli içerikle doldu. Sınırlayıcı zar hala CD1b içerirken, neredeyse hiç MHC sınıf II molekülü saptanmamıştır (Şekil 1C ve 2). Ana ultrastrüktürel değişiklikleri ve yerleşik moleküllerin mevcudiyetindeki değişiklikleri göz önünde bulundurarak, burada değiştirilmiş olanı belirtmeyi öneriyoruz. mdoğa NSC benysosome MDL. The limiting membrane of the MDL contained lysosomal resident molecules LAMP1 (Figure 4). Less than 2% of the CD1b-containing compartments seemed to be late endosomes as was shown by double labeling with late endosomal marker M6PR (our unpublished data). We therefore concluded that the MDL represents a subclass of lysosomal compartments.

Şekil 2. Maturation of DCs causes segregation of CD1b and CD1c from MHC class II molecules. MHC class II was detected together with CD1a (a and b), CD1b (c and d), or CD1c (e and f) by immunofluorescence on semithin cryosections of 280 nm IMDCs cultured in GM-CSF, IL-4 (IMDC a, c, and e) and after maturation with LPS (MDC b, d, and f). The CD1 isoforms are presented in the left panel, MHC class II in the middle panel, and merge of the pictures is shown in right panel. After maturation, CD1b and CD1c are located intracellular, and MHC class II molecules are located to the plasma membrane.

Şekil 4. Localization of lysosomal markers CD63 and LAMP1 indicate that the electron-dense MDLs are lysosomal. In IMDCs (A), LAMP1 (15-nm gold) is mostly present on the limiting membrane of the multilamellar lysosomes, whereas CD63 (10-nm gold) can be detected on both internal and limiting membranes. On maturation with LPS (B), both LAMP1 (15 nm) and CD63 (10 nm, arrowheads) can be detected on the membrane of electron-dense structures with altered ultrastructure lacking the internal membrane structures and denoted MDLs and indicated by asterisks. Scale, 200 nm. G, Golgi complex e, endosomes m, mitochondria p, plasma membrane.

Cytoplasmic Tail Determines Internal and Limiting Membrane Lysosomal Localization of CD1b, CD1c, and CD63

In IMDCs, the localization of CD1b is on the limiting membrane of the lysosomal MIIC, whereas the MHC class II is primarily on the internal membranes. This difference in localization within the lysosome might determine the localization after maturation in the MDL. Because the internal membranes are lost in MDL, it is possible that only the molecules that form the limiting membrane of the lysosomes in IMDC are present in the MDL. Other lysosomal residents such as CD63 and LAMP1 seem to be localized preferentially to the internal and the limiting membranes of MIICs, respectively (Table 2). In contrast to CD1b, CD63, and LAMP1, CD1c molecules are almost equally distributed over the internal and limiting membrane domains. The specific enrichment of molecules on the limiting membrane could be caused by the targeting information present in their cytoplasmic tails. CD1b, CD1c, LAMP1, and CD63 all have similar tyrosine motifs in their cytoplasmic tails that is believed to target these molecules to lysosomes (Table 1). It is unknown whether the cytoplasmic motif also determines the microanatomic localization within the lysosome. In contrast to the tyrosine motifs, the lysosomal targeting of MHC class II is dependent on several factors, including the dileucine targeting signal on the beta chain and of the invariant chain. Herein, we analyzed the role of the CD1b cytoplasmic tail in sublocalization in lysosomes. First, we generated chimeras of CD1b, in which the cytoplasmic tail is exchanged for the tail of CD63, which preferentially localizes to the internal membranes of the MIIC. Also, tail chimeras of CD1b with CD1a and CD1c were evaluated to determine whether CD1b chimera's remained at the limiting membrane. As a control, we determined the localization of endogenous CD63.

The results showed that the localization of CD1b wild-type and endogenous CD63 is comparable with the distribution determined in IMDC. CD1b molecules with the CD1b tail are targeted to the limiting membrane of the lysosomes. Both the CD63 and the CD1c tail chimeric constructs target CD1b more prominently to the internal membranes (Figure 3). The CD1b/CD1a tail chimera was found in early endosomal compartments and not in lysosomes. These results demonstrate that the cytoplasmic tail of CD1b determines the targeting of CD1b molecules to the limiting membrane of the lysosome.

Figür 3. CD1b tail targets the CD1b molecule to the limiting membrane of the lysosome. The localization of CD1b wt and CD1b tail chimera within LAMP1-positive compartments was determined in T2 cells transfected with the CD1b constructs (A). As a control, the localization of endogenous CD63 within these transfected cells was determined (B). Immunogold labeling with CD1b- or CD63-specific antibodies was performed on ultrathin cryosections, and the average number (and SE) of gold particles present on the limiting membrane and internal membranes was determined per lysosome.

Localization on the Internal Membranes of Lysosomes Does Not Determine Trafficking during DC Maturation

We next asked whether prior sublocalization in the internal or limiting membranes of lysosomes determines localization after DC maturation. If the internal membranes of the MIIC with MHC class II and its other molecules such as CD63 are all relocated after maturation, one would predict that CD63 would be absent from the MDL. However, immunogold localization of CD63 demonstrated its abundant presence on the electron-dense LAMP1-positive structures in MDC (Figure 4B). Thus, molecules present on the internal membranes of the MIIC can also be detected on the MDL. Also, CD1c molecules could be detected in these compartments but CD1a was not (Figures 2 and 5). Apparently, MHC class II molecules follow a different subcellular pathway in mature dendritic cells than CD1b, CD1c, CD63, or LAMP1. The segregation of the pathway might be at the level of the plasma membrane by constant internalization of CD1b, CD1c, CD63, and LAMP1.

Şekil 5. Localization CD1c in immature and mature DCs. CD1c molecules are present in the multilamellar structures (A 10-nm gold) and in early endosomes of IMDCs (B 15-nm gold). Maturation of IMDCs to MDCs (C) shows the presence of CD1c molecules (15-nm gold, closed arrowheads) in MDLs (indicated by asterisks) and in early endosomes, whereas MHC class II molecules (10-nm gold, open arrowheads) are mostly present on the plasma membrane. Scale, 200 nm. p, plasma membrane G, Golgi complex e, endosomes and m, mitochondria.

CD1 Continues to Be Internalized from the Plasma Membrane in Clathrin-Coated Vesicles to a Similar Degree before and after Maturation

Besides localization to lysosomal MIICs, CD1b and CD1c were detected in early endocytic structures in IMDCs, suggesting internalization from the plasma membrane. However, previous studies on LPS-stimulated DCs have shown a sharp overall reduction of endocytic capacity after DC maturation (Inaba ve diğerleri., 1993 Sallusto ve diğerleri., 1995). Thus, we wished to determine whether clathrin-mediated endocytosis was blocked after maturation of DC. Internalization of transferrin conjugated with a fluorescent probe and internalization of CD1b detected with Fab-fragments against CD1b were used as markers for clathrin-mediated endocytosis in both MDC and IMDC. As a control, the fluid phase pinocytic capacity of MDC and IMDC was evaluated using fluorescent-labeled dextran. As expected, the uptake of the pinocytic marker dextran was reduced dramatically after DC maturation (Figure 6A). In contrast, the endocytosis of transferrin was not affected and remained at a constant level (Figure 6B). Also, we determined the localization of the endocytosed transferrin in the cells by using immunofluorescence and as expected, observed that the transferrin almost totally colocalized with EEA1 and transferrin receptor (TfR) (our unpublished data). Importantly, the plasma membrane levels of the Fab-fragments recognizing CD1b decreased in a similar manner during incubation at 37°C, in the absence or presence of LPS, suggesting equal internalization rates in MDC and IMDC (Figure 6C).

Şekil 6. Endocytosis of dextran decreases but transferrin and CD1b internalization are unaltered after maturation. Receptor-mediated endocytic, pinocytic capacity and the internalization of CD1b were determined before and after stimulation with LPS (+LPS). Cells were incubated with fluorescently labeled dextran (A) or transferrin (B) and analyzed by flow cytometry directly after addition of the fluorescent probes (0-h incubation on ice) and after 1 h of uptake (1-h incubation at 37°C). Data represent the average fluorescent intensities measured in four different experiments, and the error bars indicate the SE. Maturation with LPS decreased pinocytosis nearly to half the value it was before maturation. The receptor-mediated endocytosis of transferrin was not affected by maturation. The uptake of transferrin used was below the saturation of the receptor as determined by titration experiments preventing fluid phase uptake. (C) The internalization rate of cell surface CD1b molecules labeled with Fab′ fragments on immature DCs (▪) and LPS-maturated DCs ( ). After internalization time of 30, 60, and 120 min, the average and the SE of relative mean fluorescence intensity are given. Monocyte-derived DCs of five different donors were used for five independent experiments. At t = 0, the labeling was not optimal most likely due to low temperature, and therefore the first measurement at 30 min is used to start calculating the graphs. The rate of internalization of the Fab-labeled CD1b molecules is not statistically different before and after maturation. (D) Percentages of early endosomes positive for CD1b or CD1c in IMDCs and MDCs. At least 40 different cells were used for detection of early endosomes that were classified as such using EEA1 labeling.

Next, using cryoimmunogold electron microscopy we determined the steady-state localization of CD1a, CD1b, and CD1c molecules to early endocytic compartments in IMDC and MDC. We noted that in contrast to the MIIC, no apparent change in the structure of the early endosomes was observed. CD1b and CD1c but not MHC class II were detected in structures morphologically similar to early endosomes, clathrin-coated pits, and coated vesicles in IMDCs (Sugita ve diğerleri., 1996) and MDCs (Figure 5B). To ensure that these structures were early endosomes, colocalization studies with the TfR and EEA1 were performed. Both markers were detected in these CD1b-containing compartments. Early endosomes (immunogold labeled with antibodies against EEA1) in both unstimulated and LPS-stimulated DCs was counted, and the percentage in which colocalization with CD1b or CD1c occurred was determined. These percentages demonstrated that the amount of EEA-positive early endosomes in which CD1b or CD1c is present has not changed after maturation. Also, for CD1a localization, no quantifiable difference was noticed (our unpublished data). In IMDC and MDC, CD1a expression remained restricted to the plasma membrane and early endocytic tubulovesicular structures. Thus, we detected no differences in the occurrence of CD1 molecules in the early endocytic structures in mature compared with immature DCs, confirming the internalization data using fluorescent probes. Together, these studies emphasize that in contrast to MHC class II, CD1b (and c) molecules continue to be mainly in lysosomes, despite the drastic changes that occur in these structures. Such persistence in lysosomes, even after DC maturation, may be accounted for in part by the continued internalization from the cell surface.

No Up-Regulation of CD1 Cell Surface Expression after DC Maturation

Maturation of DCs has been shown to induce increased levels of MHC class II expression on the cell surface. Because the subcellular trafficking of CD1 molecules after maturation seems to differ dramatically from the MHC class II pathway, involving lysosomes and early endocytic structures, the effect of maturation on cell surface levels of CD1 was determined. IMDC were stimulated with LPS to develop into MDC. After LPS stimulation, virtually all the cells strikingly up-regulated the surface expression of CD83, one of the most reliable markers for DC maturation, confirming that all cells obtained in our experiments were MDCs (Figure 7). These cells also expressed markedly increased levels of MHC class II molecules on the cell surface. In contrast, up-regulation of cell surface expression was not readily detected for CD1 molecules. The surface expression of CD1a was apparently slightly down-regulated, whereas that of CD1b and CD1c was not changed after LPS stimulation. Similarly, the surface expression of LAMP1 and CD63 remained low and was not significantly altered. These data demonstrate that despite the fact that MHC class II, CD1b, CD1c, LAMP1, and CD63 were expressed in the same lysosomal compartments in IMDC, the up-regulation of surface expression after DC maturation was detected only for MHC class II, but not for other lysosomal residents. This finding further underscores how intracellular trafficking pathways of CD1b and CD1c differ from MHC class II.

Şekil 7. LPS stimulation matures DCs but did not raise cell surface levels of CD1 molecules. Monocyte-derived DCs cultured in GM-CSF and IL-4 were analyzed by flow cytometry to determine the expression of cell surface markers. Similar analyses were done on cells stimulated by addition of LPS for 48 h and control cells kept in GM-CSF, IL-4 medium for that period. Maturation marker CD83 is like MHC class II up-regulated in LPS-treated cells. Cell surface levels are not raised for CD1a, CD1b, and CD1c and lysosomal markers CD63 and LAMP1 on the LPS-treated cells. Data shown are representative for six separate experiments in which monocytes from different donors were used.


Major Histocompatibility Complex Genomics and Human Disease

Over several decades, various forms of genomic analysis of the human major histocompatibility complex (MHC) have been extremely successful in picking up many disease associations. This is to be expected, as the MHC region is one of the most gene-dense and polymorphic stretches of human DNA. It also encodes proteins critical to immunity, including several controlling antigen processing and presentation. Single-nucleotide polymorphism genotyping and human leukocyte antigen (HLA) imputation now permit the screening of large sample sets, a technique further facilitated by high-throughput sequencing. These methods promise to yield more precise contributions of MHC variants to disease. However, interpretation of MHC-disease associations in terms of the functions of variants has been problematic. Most studies confirm the paramount importance of class I and class II molecules, which are key to resistance to infection. Infection is likely driving the extreme variation of these genes across the human population, but this has been difficult to demonstrate. In contrast, many associations with autoimmune conditions have been shown to be specific to certain class I and class II alleles. Interestingly, conditions other than infections and autoimmunity are also associated with the MHC, including some cancers and neuropathies. These associations could be indirect, owing, for example, to the infectious history of a particular individual and selective pressures operating at the population level.