Dendriittisolu -Dendritic cell

Dendriittisolu
Dendriittisolut.jpg
Dendriittisolut ihossa
Dendriittisolu paljastui.jpg
Ihmisen dendriittisolun pinnan taiteellinen renderöinti kuvaa levymäisiä prosesseja, jotka taittuvat takaisin kalvon pinnalle. Altistuessaan HIV :lle jotkut tutkijat uskovat, että nämä levyt vangitsevat viruksia läheisyydessä ja keskittävät ne kosketusalueille tartunnan kohteena olevien T-solujen kanssa. Nämä tutkimukset suoritettiin käyttämällä ionihiontapyyhkäisyelektronimikroskooppia , uutta teknologiaa, jota NIH on kehittänyt ja jota sovelletaan 3D-solukuvaukseen. Lähde: Sriram Subramaniam, National Cancer Institute (NCI) ja Donny Bliss, National Library of Medicine (NLM).
Yksityiskohdat
Järjestelmä Immuunijärjestelmä
Tunnisteet
Latina cellula dendritiformis
MeSH D003713
TH H1.00.01.0.00038
FMA 83036
Anatominen terminologia

Dendriittisolut ( DC :t ) ovat nisäkkään immuunijärjestelmän antigeeniä esitteleviä soluja (tunnetaan myös apusoluina ) . Niiden päätehtävänä on käsitellä antigeenimateriaalia ja esitellä sitä solun pinnalla immuunijärjestelmän T-soluille . Ne toimivat sanansaattajina synnynnäisen ja mukautuvan immuunijärjestelmän välillä .

Dendriittisoluja on niissä kudoksissa, jotka ovat kosketuksissa ulkoisen ympäristön kanssa, kuten ihossa (jossa on erikoistunut dendriittisolutyyppi nimeltä Langerhans-solu ) ja nenän , keuhkojen , mahan ja suoliston sisäkalvossa . Niitä löytyy myös epäkypsässä tilassa verestä . Kun ne on aktivoitu, ne siirtyvät imusolmukkeisiin, joissa ne ovat vuorovaikutuksessa T-solujen ja B-solujen kanssa aloittaakseen ja muokatakseen mukautuvaa immuunivastetta. Tietyissä kehitysvaiheissa ne kasvattavat haaroittuneita ulokkeita, dendriittejä , jotka antavat solulle nimen (δένδρον tai déndron on kreikaksi 'puu'). Vaikka ne ovat ulkonäöltään samankaltaisia, ne ovat rakenteita, jotka eroavat neuronien dendriiteistä . Epäkypsiä dendriittisoluja kutsutaan myös verhotuiksi soluiksi , koska niissä on suuria sytoplasmisia "harsoja" dendriittien sijaan.

Historia

Dendriittisolut kuvaili ensimmäisen kerran Paul Langerhans (siis Langerhansin solut ) 1800-luvun lopulla. Termin dendriittisolut keksivät vuonna 1973 Ralph M. Steinman ja Zanvil A. Cohn . Dendriittisolujen keskeisen roolin löytämisestä adaptiivisessa immuunivasteessa Steinman sai Albert Lasker -palkinnon lääketieteen perustutkimuksesta vuonna 2007 ja Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon vuonna 2011.

Tyypit

Dendriittisolujen morfologia johtaa erittäin suureen pinta - tilavuussuhteeseen. Toisin sanoen dendriittisolulla on erittäin suuri pinta-ala solun kokonaistilavuuteen verrattuna.

In vivo - kädellinen

Yleisin dendriittisolujen jakautuminen on " myeloidi " vs. " plasmasytoidinen dendriittisolu " (lymfoidi):

Nimi Kuvaus Eritys Maksun kaltaiset reseptorit
Perinteinen dendriittisolu (aiemmin nimeltään myeloidinen dendriittisolu) (cDC tai mDC) Lähinnä monosyyttejä . mDC muodostuu vähintään kahdesta alajoukosta:
(1) yleisempi mDC-1, joka on tärkeä T-solujen stimulaattori
(2) erittäin harvinainen mDC-2, jolla voi olla tehtävä taistella haavainfektioita vastaan.
Interleukiini 12 (IL-12), Interleukiini 6 (IL-6), TNF, kemokiinit TLR 2 , TLR 4
Plasmasytoidinen dendriittisolu (pDC) Näyttävät plasmasoluilta , mutta niillä on tietyt ominaisuudet, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin myeloidiset dendriittisolut. Voi tuottaa suuria määriä interferoni-α ja niitä kutsuttiin aiemmin interferonia tuottaviksi soluiksi . TLR 7 , TLR 9

Merkkejä BDCA-2 , BDCA-3 ja BDCA-4 voidaan käyttää tyyppien erottamiseen.

Idukeskuksen solutyyppien histologinen vertailu , mukaan lukien follikulaariset dendriittisolut, H&E-värjäys:
- Sentrosyytit ovat pieniä tai keskikokoisia, ja niiden tumat ovat kulmikkaita, pitkänomaisia, halkeamia tai kiertyneitä.
- Centroblastit ovat suurempia soluja, jotka sisältävät vesikulaarisia ytimiä, joissa on yhdestä kolmeen basofiilistä nukleolia tumakalvon päällä.
- Follikulaarisissa dendriittisoluissa on pyöreät tumat, keskeisesti sijaitsevat tumat, laimea ja hajautunut kromatiini sekä viereisen tumakalvon litistyminen.

Lymfoidiset ja myelooiset DC:t kehittyvät vastaavasti lymfoidisista ja myelooisista esiasteista ja ovat siten hematopoieettista alkuperää. Sitä vastoin follikulaariset dendriittisolut (FDC) ovat luultavasti mesenkymaalista alkuperää eikä hematopoieettista eivätkä ilmennä MHC-luokkaa II , mutta ne on nimetty siten, koska ne sijaitsevat lymfoidisissa follikkeleissa ja niillä on pitkät "dendriittiset" prosessit.

Veressä

Veren DC:t tunnistetaan ja luetellaan tyypillisesti virtaussytometriassa . Ihmisen veressä on määritelty kolmen tyyppisiä DC:itä: CD1c + myeloidiset DC:t, CD141+ myeloidiset DC:t ja CD303 + plasmasytoidiset DC:t. Tämä edustaa Kansainvälisen immunologisten yhdistysten liiton nimikkeistökomitean ehdottamaa nimikkeistöä . Veressä kiertävillä dendriittisoluilla ei ole kaikkia kudoksissa oleville vastineilleen tyypillisiä piirteitä, eli ne ovat vähemmän kypsiä eikä niissä ole dendriittiä. Silti ne voivat suorittaa monimutkaisia ​​toimintoja, mukaan lukien kemokiinin tuotanto ( CD1c+-myeloidisissa DC:issä), ristiesittely (CD141+-myeloidisissa DC:issä) ja IFNalfan tuotanto (CD303+-plasmasytoidi-DC:issä).

In vitro

Joissakin suhteissa in vitro viljellyt dendriittisolut eivät osoita samaa käyttäytymistä tai kykyä kuin ex vivo eristetyt dendriittisolut . Siitä huolimatta niitä käytetään usein tutkimukseen, koska ne ovat edelleen paljon helpommin saatavilla kuin aidot DC:t.

Elinkaari

Epäkypsien solujen muodostuminen ja niiden kypsyminen

Dendriittisolut ovat peräisin hematopoieettisista luuytimen esisoluista. Nämä progenitorisolut muuttuvat aluksi epäkypsiksi dendriittisoluiksi. Näille soluille on tunnusomaista korkea endosyyttinen aktiivisuus ja alhainen T-soluaktivaatiopotentiaali. Epäkypsät dendriittisolut ottavat jatkuvasti näytteitä ympäröivästä ympäristöstä patogeenien, kuten virusten ja bakteerien , varalta . Tämä tapahtuu kuviontunnistusreseptorien (PRR), kuten maksullisten reseptorien (TLR) kautta. TLR:t tunnistavat spesifisiä kemiallisia allekirjoituksia, jotka löytyvät patogeenien alaryhmistä. Epäkypsät dendriittisolut voivat myös fagosytoida pieniä määriä kalvoa elävistä omista soluista prosessissa, jota kutsutaan nibblingiksi. Kun ne ovat joutuneet kosketuksiin esitettävän antigeenin kanssa, ne aktivoituvat kypsiksi dendriittisoluiksi ja alkavat siirtyä imusolmukkeeseen . Epäkypsät dendriittisolut fagosytoivat patogeenejä ja hajottavat niiden proteiinit pieniksi paloiksi ja kypsyessään esittelevät nämä fragmentit solun pinnalle käyttämällä MHC - molekyylejä. Samanaikaisesti ne säätelevät solupinnan reseptoreja, jotka toimivat rinnakkaisreseptoreina T-solujen aktivoinnissa, kuten CD80 (B7.1), CD86 (B7.2) ja CD40 , mikä parantaa suuresti niiden kykyä aktivoida T-soluja. Ne myös säätelevät CCR7 :ää , kemotaktista reseptoria, joka saa dendriittisolun kulkemaan verenkierron kautta pernaan tai imusolmukkeiden kautta imusolmukkeeseen . Tässä ne toimivat antigeeniä esittelevinä soluina : ne aktivoivat auttaja-T-soluja ja tappaja-T-soluja sekä B-soluja esittelemällä niille taudinaiheuttajasta peräisin olevia antigeenejä ei-antigeenispesifisten kostimulatoristen signaalien ohella. Dendriittisolut voivat myös indusoida T-solutoleranssia (reagointikyvyttömyyttä). Tietyt dendriittisolujen pinnalla olevat C-tyypin lektiinireseptorit (CLR:t), joista osa toimii PRR:inä, auttavat dendriittisoluille opastamaan, milloin on tarkoituksenmukaista indusoida immuunitoleranssi lymfosyyttien aktivaation sijaan.

Jokainen auttaja-T-solu on spesifinen yhdelle tietylle antigeenille. Vain ammattimaiset antigeenia esittelevät solut (APC:t: makrofagit, B-lymfosyytit ja dendriittisolut) pystyvät aktivoimaan lepäävän auttaja-T-solun, kun vastaava antigeeni esitetään. Ei-lymfoidisissa elimissä makrofagit ja B-solut voivat kuitenkin aktivoida vain muisti-T-soluja, kun taas dendriittisolut voivat aktivoida sekä muistia että naiiveja T-soluja , ja ne ovat tehokkaimpia kaikista antigeeniä esittelevistä soluista. Imusolmukkeissa ja sekundaarisissa imusolmukkeissa kaikki kolme APC:tä voivat aktivoida naiiveja T-soluja. Kun kypsät dendriittisolut pystyvät aktivoimaan antigeenispesifisiä naiiveja CD8 + -T-soluja, CD8 + -muisti-T-solujen muodostuminen vaatii dendriittisolujen vuorovaikutusta CD4 + -auttaja-T-solujen kanssa . Tämä CD4 + -T-solujen apu lisäksi aktivoi kypsyneet dendriittisolut ja lisensoi (valtuuttaa) ne indusoimaan tehokkaasti CD8 + -muisti-T-soluja, joita voidaan myös laajentaa toisen kerran. Tätä CD8+-aktivaatiota varten kaikkien kolmen solutyypin, nimittäin CD4 + T-auttajasolujen, CD8 + -T-solujen ja dendriittisolujen, samanaikainen vuorovaikutus näyttää vaadittavan.

Kuten edellä mainittiin, mDC:t syntyvät luultavasti monosyyteistä , valkosoluista, jotka kiertävät kehossa ja voivat oikeasta signaalista riippuen muuttua joko dendriittisoluiksi tai makrofageiksi . Monosyytit puolestaan ​​muodostuvat luuytimessä olevista kantasoluista . Monosyyteistä peräisin olevia dendriittisoluja voidaan tuottaa in vitro perifeerisen veren mononukleaarisista soluista (PBMC). PBMC:iden maljaus kudosviljelypulloon mahdollistaa monosyyttien kiinnittymisen. Näiden monosyyttien käsittely interleukiini 4:llä (IL-4) ja granulosyytti-makrofagipesäkkeitä stimuloivalla tekijällä (GM-CSF) johtaa erilaistumisen kypsymättömiksi dendriittisoluiksi (iDC:iksi) noin viikossa. Myöhempi hoito tuumorinekroositekijällä (TNF) erottaa iDC:t edelleen kypsiksi dendriittisoluiksi. Monosyytit voidaan saada erilaistumaan dendriittisoluiksi itsepeptidillä Ep1.B, joka on peräisin apolipoproteiini E :stä . Nämä ovat pääasiassa tolerogeenisiä plasmasytoidisia dendriittisoluja .

Elinikä

Hiirillä on arvioitu, että dendriittisolut uusiutuvat verestä nopeudella 4000 solua tunnissa, ja niille tapahtuu rajoitettu määrä jakautumista oleskellessaan pernassa 10-14 päivän ajan.

Tutkimushaasteet

Dendriittisolujen eri tyyppien ja osajoukkojen tarkkaa syntyä ja kehitystä sekä niiden keskinäistä yhteyttä ymmärretään tällä hetkellä vain marginaalisesti, sillä dendriittisolut ovat niin harvinaisia ​​ja vaikeasti eristettäviä, että vasta viime vuosina niistä on tullut fokusoidun tutkimuksen kohteena. Erilliset pinta-antigeenit, jotka karakterisoivat dendriittisoluja, ovat tulleet tunnetuiksi vasta vuodesta 2000 lähtien; Ennen sitä tutkijoiden oli työskenneltävä useiden antigeenien "cocktailin" kanssa, jotka yhdessä käytettyinä johtivat solujen eristämiseen, joilla on ainutlaatuisia DC:ille ominaisia ​​ominaisuuksia.

Sytokiinit

Dendriittisolut ovat jatkuvasti yhteydessä muihin kehon soluihin. Tämä viestintä voi tapahtua suorana solu-solukontaktina solun pintaproteiinien vuorovaikutuksen perusteella. Esimerkki tästä sisältää dendriittisolun B7 -perheen kalvoproteiinien vuorovaikutuksen lymfosyytissä olevan CD28 :n kanssa . Solujen välinen vuorovaikutus voi kuitenkin tapahtua myös etäältä sytokiinien kautta .

Esimerkiksi dendriittisolujen stimulointi in vivo mikrobiuutteilla saa dendriittisolut alkamaan nopeasti tuottamaan IL-12:ta . IL-12 on signaali, joka auttaa lähettämään naiiveja CD4 T-soluja kohti Th1 - fenotyyppiä. Lopullisena seurauksena on immuunijärjestelmän pohjustus ja aktivointi hyökkäämään niitä antigeenejä vastaan, joita dendriittisolu esittää pinnallaan. Tuotetuissa sytokiineissa on kuitenkin eroja dendriittisolun tyypistä riippuen. Plasmasytoidulla DC:llä on kyky tuottaa valtavia määriä tyypin 1 IFN :itä , jotka värväävät enemmän aktivoituja makrofageja mahdollistamaan fagosytoosin.

Sairaus

Blastinen plasmasytoidinen dendriittisolukasvain

Blastinen plasmasytoidinen dendriittisolukasvain on harvinainen myelooisen syövän tyyppi, jossa pahanlaatuiset pDC:t tunkeutuvat ihoon, luuytimeen, keskushermostoon ja muihin kudoksiin. Tyypillisesti tautiin liittyy ihovaurioita (esim. kyhmyjä, kasvaimia, näppylöitä , mustelmia muistuttavia läiskiä ja/tai haavaumia), joita esiintyy useimmiten päässä, kasvoissa ja ylävartalossa. Tähän esitykseen voi liittyä cPC:n tunkeutuminen muihin kudoksiin, mikä johtaa imusolmukkeiden turvotukseen , maksan suurenemiseen, pernan kasvuun, keskushermoston toimintahäiriön oireisiin ja vastaaviin poikkeaviin rinnoissa, silmissä, munuaisissa, keuhkoissa, maha-suolikanavassa, luussa, poskionteloissa, korvat ja/tai kivekset. Sairaus voi ilmaantua myös pDC- leukemiana eli lisääntyneenä pahanlaatuisena pDC:nä veressä (eli >2 % tumallisista soluista) ja luuytimessä ja todisteena (eli sytopeniana ) luuytimen vajaatoiminnasta . Blastisten plasmasytoidisten dendriittisolukasvainten uusiutumisaste on suuri useilla kemoterapia -ohjelmilla tehtyjen alkuhoitojen jälkeen . Tämän seurauksena taudin kokonaisennuste on huono ja uudempia kemoterapeuttisia ja uusia ei-kemoterapeuttisia lääkehoitoja tilanteen parantamiseksi tutkitaan.

Virusinfektio

AIDS :ia aiheuttava HIV voi sitoutua dendriittisoluihin erilaisten solussa ilmentyvien reseptorien kautta. Paras tutkittu esimerkki on DC-SIGN (yleensä MDC-alajoukossa 1, mutta myös muissa alajoukoissa tietyissä olosuhteissa; koska kaikki dendriittisolujen alajoukot eivät ilmennä DC-SIGN:ää, sen tarkka rooli seksuaalisessa HIV-1-siirrossa ei ole selvä). Kun dendriittisolu vastaanottaa HIV:n ja kulkee sitten imusolmukkeeseen, virus voi siirtyä auttaja-CD4+ T-soluihin, mikä edistää infektion kehittymistä. Tämä dendriittisolujen HIV-infektio selittää yhden mekanismin, jolla virus voi säilyä pitkäaikaisen HAART -hoidon jälkeen .

Monet muut virukset, kuten SARS -virus, näyttävät käyttävän DC-SIGN-tekniikkaa "liittautuakseen" kohdesoluihinsa. Suurin osa viruksen sitoutumisesta DC-SIGN:ää ekspressoiviin soluihin on kuitenkin suoritettu käyttämällä in vitro -peräisiä soluja, kuten moDC:itä. DC-SIGN:n fysiologista roolia in vivo on vaikeampi varmistaa.

Syöpä

Dendriittisoluja ei yleensä ole runsaasti kasvainkohdissa, mutta dendriittisolujen populaatioiden lisääntyneet tiheydet on yhdistetty parempaan kliiniseen lopputulokseen, mikä viittaa siihen, että nämä solut voivat osallistua syövän etenemisen hallintaan. Keuhkosyöpien on havaittu sisältävän neljä erilaista dendriittisolujen alajoukkoa: kolme klassista dendriittisolujen alaryhmää ja yksi plasmasytoidisten dendriittisolujen alajoukko. Ainakin jotkut näistä dendriittisolujen alajoukoista voivat aktivoida CD4+-auttaja-T-soluja ja CD8+-sytotoksisia T-soluja , jotka ovat immuunisoluja, jotka voivat myös tukahduttaa kasvaimen kasvua. Kokeellisissa malleissa dendriittisolujen on myös osoitettu edistävän syövän immuunihoitojen onnistumista, esimerkiksi immuunipuolustustarkistuspisteen salpaajalla anti-PD-1.

Autoimmuniteetti

Dendriittisolujen muuttuneella toiminnalla tiedetään myös olevan suuri tai jopa keskeinen rooli allergioissa ja autoimmuunisairauksissa, kuten lupus erythematosuksessa ja tulehduksellisissa suolistosairaudissa ( Crohnin tauti ja haavainen paksusuolitulehdus ).

Muita eläimiä

Yllä oleva koskee ihmisiä. Muissa organismeissa dendriittisolujen toiminta voi vaihdella hieman. Dendriittisolujen päätehtävä, kuten tähän mennessä tiedetään, on kuitenkin aina toimia immuunivartijana. He tutkivat kehoa ja keräävät immuunijärjestelmään liittyvää tietoa, minkä jälkeen he voivat ohjata ja ohjata mukautuvia käsivarsia vastaamaan haasteisiin.

Lisäksi on tunnistettu pernan myeloidisten ja lymfaattisten dendriittisolujen välitön esiaste. Tästä prekursorista, jota kutsutaan pre-DC:ksi, puuttuu MHC-luokan II pinta-ilmentyminen, ja se eroaa monosyyteistä, jotka ensisijaisesti aiheuttavat DC:itä ei-lymfoidisissa kudoksissa.

Dendriittisoluja on löydetty myös kilpikonnista.

Dendriittisoluja on löydetty kirjolohesta ( Oncorhynchus mykiss ) ja seeprakalasta ( Danio rerio ), mutta niiden roolia ei vielä täysin ymmärretä

Media

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit