Vrodené a adaptívne imunitné abnormality, ktoré sú základom autoimunitných chorôb: Genetické súvislosti (2)

T bunky a autoimunitné ochorenia

Expanzia samovoľne reagujúcich T buniek je biomarkerom pri mnohých autoimunitných ochoreniach, čo je nevyhnutné pri organizovaní vrodených aj adaptívnych imunitných reakcií a pri indukcii poškodenia tkaniva. Spomedzi nich je CD4+ T bunka hlavným prispievateľom tým, že vylučuje niekoľko cytokínov, chemokínov a interakciu bunka-bunka. Ako sme diskutovali vyššie, GWAS boli široko používané na identifikáciu génov náchylnosti pri autoimunitných ochoreniach a bolo identifikovaných niekoľko súvisiacich mutácií v T bunkách, vrátane SNP v IL23R, IL17A/F, IL21, JAK2, STAT2, CARD9, CCR6 atď. (Kochi, 2016). Po aktivácii bunkami prezentujúcimi antigén (APC) sa CD4+ T bunky diferencujú do odlišných línií v závislosti od kontextu s jedinečnými funkciami, vrátane pomocných buniek T (Th) 1, Th2, Th17, Th9, pomocných folikulov T (Tfh) a regulačných T (Treg) buniek.

cistanche výhody pre mužov - posilnenie imunitného systému

Podskupiny T buniek a autoimunitné ochorenia

Th1/Th2 bunky

Pred tromi desaťročiami rozdelili Mosmann a Coffman pomocné T bunky do dvoch skupín: Th1 a Th2 T bunky. Th1 bunky exprimujú IFN- a sú dôležité pri bunkovej imunite a autoimunitných ochoreniach, zatiaľ čo Th2 bunky exprimujú IL-4, IL-5 a IL-13 a súvisia s humorálnou imunitou a alergickými ochoreniami (Mosmann a Coffman, 1989). Binárna paradigma Th1/Th2 prevládala takmer dve desaťročia, kým sa na myšacích modeloch autoimunitných ochorení začiatkom tohto storočia neodhalili ďalšie nové mechanizmy. Th1 bunky sú dôležitými patogénnymi hráčmi pri autoimunitných ochoreniach. Vývoj Th1 buniek je indukovaný IL-12 a IFN- a je prísne regulovaný hlavným transkripčným faktorom T-bet. Jednou z hlavných funkcií Th1 buniek je vylučovanie IFN-, dôležitého prozápalového cytokínu, ktorý aktivuje makrofágy a upreguluje expresiu MHC-II na APC. Zvýšená expresia IFN- bola zistená pri niekoľkých autoimunitných ochoreniach, vrátane pacientov s IBD, MS, RA, SLE atď. T bunky infiltrované do centrálneho nervového systému počas experimentálnej autoimunitnej encefalomyelitídy (EAE), myšací model MS, vykazovali zvýšené IFN- a sekrécia lymfotoxínu, ale nie IL-4, čo naznačuje, že v tomto modeli sú podstatné Th1 bunky namiesto Th2 (Ando et al., 1989). Avšak myši s deficitom IFN- sú stále citlivé na EAE. Neskoršie štúdie odhalili, že IL-23 namiesto IL-12, ktorý zdieľa spoločný reťazec p40 s IL-23, je nevyhnutný pre patogenitu EAE (Cua et al., 2003), čo vedie k identifikácia autoimunitne sprostredkovaných Th17 buniek a skúmanie funkcie Th1 buniek pri autoimunitných ochoreniach. Nasledujúce štúdie odhalili, že IL-12 a IL-23, ako aj modulované bunky Th1 a Th17, indukujú odlišné typy EAE s rôznymi patologickými fenotypmi a chorobnými léziami (Kroenke et al., 2008). Okrem toho Th1 bunky uľahčujú Th17 bunkám vstup do centrálneho nervového systému (O'Connor et al., 2008). Podobne sa patogénna funkcia Th1 buniek, vrátane ich efektorovej molekuly IFN- alebo regulačných faktorov T-bet a STAT4, zistila pri iných autoimunitných ochoreniach, vrátane experimentálnej autoimunitnej uveitídy (EAU), kolagénom indukovanej artritídy (CIA) a kolitídy. (Raphael a kol., 2015).

Vývoj Th2 buniek je hlavne indukovaný IL-4 a IL-2 a používa GATA3 ako hlavný transkripčný faktor. V porovnaní s Th1 a Th17 bunkami je funkcia Th2 buniek pri regulácii autoimunitných ochorení obmedzená a menej dobre študovaná. Patogénna úloha Th2 buniek pri astme bola široko študovaná a niekoľko liekov zameraných na cytokíny súvisiace s Th2- bolo schválených ako účinných u pacientov s ťažkou astmou (Lee a kol., 2021; León a Ballesteros-Tato, 2021 ). U myší s deficitom Lyn, dôležitého Th2 negatívneho regulátora, sa vyvinula silná Th2 odpoveď s ťažkou astmou (Beavitt et al., 2005). Je zaujímavé, že u týchto myší sa vyvinie spontánne autoimunitné ochorenie, ktoré napodobňuje lupusu podobnú nefritídu v neskorom štádiu života, so zvýšenou samovoľne reagujúcou IgE a deléciou Il4 výrazne znižuje produkciu IgE a zmierňuje závažnosť ochorenia (Charles et al., 2010). Vzhľadom na funkciu IL{20}} pri indukcii prepínania triedy imunoglobulínov B buniek na IgG1 a IgE, Th2 môže byť dôležitý pri sprostredkovaní autoimunitných reakcií závislých od B buniek.

Th17 bunky

Objav jedinečnej funkcie IL-23 pri indukcii IL-17T buniek produkujúcich A a autoimunitných ochorení, ale nie IL-12, induktora Th1 buniek, ktorý zdieľa spoločnú podjednotku p40 s IL-23 silne naznačuje prítomnosť odlišnej podskupiny T buniek (Cua et al., 2003). V roku 2005 naša skupina spolu s ostatnými vytvorila novú podskupinu T buniek, bunky Th17, založenú na ich funkcii vylučovania IL{10}}A a nezávislých vývojových požiadavkách.

Napriek ich dôležitosti v ochranných imunitných odpovediach hostiteľa a udržiavaní homeostázy tkaniva spôsobujú nadmerné reakcie buniek Th17 rôzne zápaly tkanív a viaceré autoimunitné ochorenia, čo sa prejavuje vysokou frekvenciou buniek Th17 v krvi alebo postihnutých orgánoch. Pri roztrúsenej skleróze sa zvýšený IL-17A dlho nachádzal v léziách aktívnych pacientov a bunky Th17 účinne migrujú cez hematoencefalickú bariéru a zabíjajú neuróny. U pacientov s artritídou sa hladiny IL-17A v synoviálnej tekutine významne zvýšili, čo priamo indukuje osteoklastogenézu. Podobne sa expresia IL-17A tiež zvýšila u pacientov s aktívnou CD aj UC (Korn et al., 2009). Navyše, expresia slizničného IL-23p19, IL{10}}R a IL-17A bola zvýšená u pacientov, ktorí nereagovali na anti-TNF terapiu v porovnaní s tými u pacientov, ktorí odpovedali (Schmitt et al., 2019). GWAS tiež spojil niekoľko mutácií zosilnenia funkcie na osi Th17/IL-17 s mnohými autoimunitnými ochoreniami vrátane SNP v IL23R, CCR6 a IL17A/F (Kochi, 2016). Zásadnú príčinnú úlohu buniek Th17 ďalej potvrdila veľká skupina klinických štúdií zameraných na kľúčové zložky dráh súvisiacich s Th17-, vrátane IL-6, IL-23, IL{{27 }}, STAT3 a IL{29}}RA, o ktorých sa bude diskutovať neskôr. Vývoj Th17 buniek je prísne regulovaný epigenetickými modifikáciami, transkripčnými sieťami a viacerými cytokínmi. RORt a ROR, vysoko exprimované v Th17 bunkách v porovnaní s inými líniami, sú dva základné transkripčné faktory pre Th17 bunky. Kombinácia TGF- a IL-6 je nevyhnutná pre iniciáciu buniek Th17 a IL-1 a IL-23 ďalej zosilňujú odpoveď Th17. U ľudí je však IL-21 namiesto IL-6 dôležitejší pri indukcii buniek Th17 v kombinácii s TGF- (Dong, 2021). Patogenita Th17 buniek je špecificky regulovaná. IL-23 je kritický cytokín na indukciu patogénnych Th17 buniek, ako aj TGF{47}} a SAA. Jednobunková štúdia tiež odhalila niekoľko regulátorov patogenity, vrátane Gpr65, Plzp, Toso a Cd5l. Je zaujímavé, že nedávny výskum zistil, že IL{51}}A zase obmedzuje patogenitu Th17 indukciou autokrinnej sekrécie IL-24 (Chong et al., 2020).

Environmentálne faktory sa tiež podieľajú na regulácii vývoja a patogenity Th17 buniek. Mikrobiota, ako napríklad komenzálne baktérie SFB, sú nevyhnutné na indukciu črevných Th17 buniek v rovnovážnom stave, zatiaľ čo patogény, ako je Citrobacter rodentium, indukujú transkripčné a metabolické rôzne patogénne Th17 bunky (Omenetti et al., 2019). Ketogénne diéty znižujú črevné bunky Th17 inhibíciou rastu bifidobaktérií (Ang et al., 2020). Okrem toho nielen črevná mikrobiota, ale aj orálne patobionty súvisiace so zápalom indukujú bunkovú odpoveď Th17 a uľahčujú kolitídu (Kitamoto et al., 2020). Dôležité je, že bunky Th17 s duálnym TCR, ktoré rozpoznávajú SFB aj vlastný antigén, vyvolávajú pľúcnu autoimunitu (Bradley et al., 2017), čím sa zdôrazňuje potenciálny význam buniek Th17 indukovaných mikrobiotou v autoimunitných reakciách. Zistili sme tiež, že horúčka, bežný príznak mnohých autoimunitných ochorení, podporuje diferenciáciu a patogenitu buniek Th17 podporou SMAD4 SUMOylácie (Wang et al., 2020). Strava s vysokým obsahom soli tiež výrazne zvyšuje diferenciáciu buniek Th17 a zhoršuje autoimunitné ochorenia spojené s Th17- indukciou génovej expresie súvisiacej so zápalom, ako sú Tnf, Ccl20, Il23r a Csf2 (Kleinewietfeld et al., 2013). Na rozdiel od relatívne stabilných buniek Th1 a Th2 sú bunky Th17 vysoko heterogénne a plastické v reakcii na rôzne podmienky prostredia. Pomocou Il17acreRosaYFP myší s mapovaním osudu vedci zistili, že bunky Th17 môžu stratiť schopnosť vylučovať IL-17A a začať exprimovať IFN- v modeli EAE a takmer všetky IFN- -exprimujúce CD4+ T bunky v mieche sa konvertujú z ex-Th17 buniek. Bunky Th17 s deficitom Tbx21, ktorý kóduje T-bet, nemôžu indukovať EAE, čo ďalej zdôrazňuje dôležitosť plasticity buniek Th17 pri riadených autoimunitných ochoreniach (Kamali et al., 2019). V Peyerovej náplasti sa bunky Th17 odchyľujú od fenotypu Tfh exprimujúceho PD-1 a CXCR5 a sú nevyhnutné na produkciu IgA bunkami GC B (Hirota et al., 2013). Neskôr boli bunky Th17 exprimujúce IL-10, ktoré sa konvertujú na bunky podobné Tr{47}}, identifikované v rovnovážnom stave alebo v prozápalovom stave v čreve (Gagliani et al., 2015). Ex-Th17 bunky sa tiež mohli konvertovať na IL-4- vylučujúce bunky v modeli astmy (Tortola et al., 2020) a Th17 bunky strácajúce expresiu RORt sa spontánne premieňajú na IL-4-exprimujúce Th{{ 56}}ako bunky (Chi et al., 2022). Všetky tieto zistenia vedú k potenciálnym úvahám o terapeutickom zacielení buniek Th17. IL-17A, hlavný podpisový cytokín Th17, hrá kľúčovú úlohu pri indukcii zápalu tkaniva a poškodenia pri rôznych autoimunitných ochoreniach prostredníctvom modulácie bunkových odpovedí. IL-17A dominantne signalizuje v nehematopoetických bunkách prostredníctvom IL-17RA a IL-17RC, ako sú fibroblasty, epitelové bunky a endotelové bunky (Korn et al., 2009). IL-17A indukuje kaskádovú zápalovú odpoveď podporovaním týchto buniek vylučujúcich veľkú skupinu zápalových cytokínov, chemokínov, matrixových metaloproteináz a antimikrobiálnych proteínov. CXCL1, CXCL2 a CXCL8 ďalej získavajú myeloidné bunky, ako sú neutrofily, do zapálených tkanív. IL-17A sa tiež podieľa na humorálnej imunite reguláciou reakcie zárodočných centier a produkcie protilátok. U pacientov s pSS zvýšený IL{71}}A koreluje s tvorbou GC a hladinami autoprotilátok (Verstappen et al., 2018). IL-17A priamo podporuje lokalizáciu Tfh buniek do svetelných zón, proliferáciu B buniek/prepínanie tried izotypov a interakcie T a B buniek prostredníctvom aktivácie stromálnych buniek na podporu folikulárnej organizácie (Subbarayal et al., 2016). Okrem buniek Th17 je IL{76}}A tiež exprimovaný niekoľkými podskupinami vrodených imunitných buniek, vrátane ILC3, δT, NK, NKT a neutrofilov, ktoré majú podobné alebo nadbytočné úlohy, ale fungujú ako osoby, ktoré reagujú v prvej línii v reakcii na rôzne imunitné výzvy alebo požiadavky hostiteľa (Dong, 2021).

cistanche tubulosa - zlepšenie imunitného systému

Tfh bunky

Jednou zo základných funkcií CD4+ T buniek je pomoc B bunkám a protilátková odpoveď. Tfh bunka je špecializovaná podskupina, ktorá napomáha tvorbe germinálneho centra (GC), jedinečnej štruktúre vo folikuloch sekundárnych lymfoidných orgánov, a pomáha B bunkám podstúpiť somatickú hypermutáciu imunoglobulínu, zmenu izotypovej triedy protilátok a diferenciáciu na plazmatické alebo pamäťové B bunky. Pôvodne boli opísané v ľudských mandlích, kde niekoľko skupín identifikovalo odlišnú CD4+ populáciu vysoko exprimujúcu povrchový marker CXCR5, ako aj kostimulačné molekuly ICOS a PD-1, cytokín IL-21 a špecifický transkripčný faktor BCL-6. Povrchové molekuly ICOS, PD-1 a CD40L sa priamo viažu na svoje receptory exprimované na B bunkách, a tak indukujú proliferáciu, dozrievanie a diferenciáciu B buniek, čo je podporované aj cytokínmi vylučovanými Tfh, ako je IL{{10 }} (Crotty, 2011). Interakcia TBC a produkcia cytokínov podporuje GC B bunky produkujúce protilátky s vysokou afinitou po stimulácii antigénom. Tfh bunky sú dôležité pri riadení autoimunitných reakcií, najmä pri chorobách sprostredkovaných autoprotilátkami alebo pridružených ochoreniach. U aktívnych pacientov so SLE boli dlho pozorované autoreaktívne GC B bunky a zvýšené cirkulujúce Tfh bunky (cTfh) v krvi so zvýšenou cTfh2, ale zníženou odpoveďou cTfh1. Zmenené cTfh bunky korelujú so závažnosťou ochorenia, množstvom plazmatických buniek a titrami autoprotilátok. Okrem toho boli pri lupusovej nefritíde pozorované funkčné Tfh bunky a agregáty TB (Blanco et al., 2016). Podobne sa zvýšené cTfh bunky exprimujúce vysoké hladiny ICOS a PD-1 našli aj pri niekoľkých ďalších autoimunitných ochoreniach, ako sú T1D, RA, MS a pSS (Ueno et al., 2015). Tfh zahŕňala ektopickú lymfoidnú štruktúru (ELS), ktorá podporuje autoprotilátkovú reakciu B-buniek v periférnych tkanivách, bola tiež nájdená v synoviálnom tkanive u pacientov s RA, mozgových blánách u pacientov s MS a slinných žľazách u pacientov so SS (Pitzalis et al., 2014). Patogénna úloha Tfh buniek pri autoimunitných ochoreniach bola ďalej potvrdená na myších modeloch. Myši Sanroque (Roquinsan) s nekontrolovanou systémovou produkciou autoprotilátok a zvýšeným počtom Tfh buniek vo folikuloch B buniek majú autoimunitné fenotypy podobné lupusu. Vyčerpanie Bcl6 je dostatočné na zlepšenie fenotypu lupusu s dramatickým znížením spontánnej tvorby GC a počtu Tfh buniek, čo priamo stanovuje príčinnú úlohu Tfh buniek pri riadení autoimunitnej reakcie (Linterman et al., 2009). V súlade s tým bola stanovená patogénna funkcia signalizácie BCL-6, ICOS, OX40, CXCR5, SAP a IL{30}} v modeloch lupusu, experimentálnom modeli Sjögrenovho syndrómu (ESS) alebo modeloch RA (Gensous et al., 2018). Medzitým bola identifikovaná zásadná úloha Tfh buniek exprimujúcich IFN- alebo IL-4/IL-13 v reakcii na vírusovú infekciu a alergiu (Feng a kol., 2022; Gowthaman a kol., 2019). Je potrebné ďalej analyzovať, či sa protilátková odpoveď súvisiaca s plasticitou Tfh podieľa na autoimunitných ochoreniach.

Viacstupňová diferenciácia Tfh buniek je prísne regulovaná, ale ešte nie je úplne pochopená. Aktivácia DC umožnila CD4+ T bunkám upregulujúcim CXCR5 a downregulujúcim expresiu CCR7 migrovať na hranicu TBC. Nasledujúca interakcia TB prostredníctvom ICOS-ICOSL a MHC-peptidu ďalej riadi dozrievanie GC-Tfh a podporuje tvorbu GC (Crotty, 2011). Naša skupina spolu s ďalšími identifikovala BCL-6 ako hlavný transkripčný faktor pre vývoj buniek Tfh, zatiaľ čo ASCL2, ale nie BCL-6, priamo podporuje transkripciu Cxcr5 a ďalej podporuje migráciu Tfh do folikulov. TOX2, indukovaný BCL-6, je tiež potrebný na optimálnu diferenciáciu Tfh a podporuje expresiu BCL{15}} v doprednej slučke (Dong, 2021). Diferenciácia buniek Tfh je tiež regulovaná miliónmi cytokínov. Nedostatok signalizácie IL-6 aj IL{19}}, ale nie samotného cytokínu, významne znižuje čísla Tfh, čo naznačuje potenciálnu nadbytočnú funkciu týchto cytokínov, zatiaľ čo IL-7 a IL{{21 }} potlačiť vývoj Tfh. U ľudí je na indukciu Tfh buniek potrebné iné cytokínové prostredie. IL-12 je dôležitejší pri indukcii expresie BCL-6 v ranom štádiu spolu s TGF- a IL-23, aby sa indukovala expresia rôznych génov podpisu Tfh, vrátane CXCR5, ICOS, IL- 21, BATF a BCL-6 (Crotty, 2014). Environmentálne faktory, ako je črevná mikroflóra, sa tiež podieľajú na systémovej reakcii Tfh buniek. U pacientov s RA vstupujú SFB-indukované Tfh bunky v Peyerovej náplasti do systémového obehu a zvyšujú produkciu autoprotilátok na exacerbáciu artritídy (Teng et al., 2016). Liečba myší s artritídou antibiotikami významne zrušila progresiu ochorenia so zníženým počtom buniek Tfh, tvorbou zárodočných centier a produkciou autoprotilátok (Block et al., 2016).

Treg bunky

Už dlho bola pozorovaná funkčne odlišná podskupina T buniek, ktorá si zachováva autotoleranciu a homeostázu, so špecifickou expresiou transkripčného faktora FOXP3, určeným ako Treg bunky. Vývoj Treg buniek je indukovaný niekoľkými cytokínmi, ako sú TGF-, IL-2, TSLP, IL-33 a IL- 6, environmentálnymi faktormi, mikrobiómami, ako sú kmene Clostridia, a metabolizmus črevnej mikrobioty a diét, ako sú žlčové kyseliny, kyselina retinová, mastné kyseliny s krátkym reťazcom a aminokyseliny (Kanamori et al., 2016).

U ľudí má narušený FOXP3, hlavný transkripčný faktor pre Treg bunky, za následok imunitnú dysreguláciu, polyendokrinopatiu a syndróm spojený s enteropatiou X (IPEX), sprevádzaný rôznymi autoimunitnými ochoreniami, spájajúcimi kľúčovú funkciu Treg buniek s autoimunitnými ochoreniami. U ľudí s deficitom CD25, STAT5B a CTLA4 a inými molekulami súvisiacimi s Treg sa tiež vyvinú závažné autoimunitné syndrómy na nerozoznanie od IPEX. Varianty špecifické pre Treg sú bežnými znakmi pri autoimunitných ochoreniach. Polymorfizmy vo FOXP3, CTLA4 a CD25 vysoko korelujú s nástupom ochorenia u pacientov s autoimunitnými ochoreniami štítnej žľazy, T1D a pacientov so sklerózou multiplex (Ohkura et al., 2020). Dôležité je, že bunky Treg izolované od pacientov s MS sú skutočne defektné vo svojej supresívnej schopnosti a bunky Treg u pacientov s RA exprimujú nízke hladiny CTLA4 v porovnaní so zdravou kontrolou (Mohr et al., 2019). V súlade s ľudskými pacientmi sa u myší s deficitom FOXP3, CD25 a CTLA4 tiež vyvinula autoimunitná patológia vo viacerých orgánoch a prenos buniek CD4+ CD25hi Treg zachránil lymfoproliferatívne syndrómy (Fontenot et al., 2003). Treg bunky obmedzujú imunitnú odpoveď niekoľkými mechanizmami. Treg bunky obsahujú repertoáre TCR, ktoré silne rozpoznávajú komplex autoantigén/MHC v týmuse a sú citlivejšie na vlastné peptidy po aktivácii v porovnaní s konvenčnými T bunkami v periférnych oblastiach, čo umožnilo autotoleranciu závislú od Treg (Sakaguchi et al. , 2008). Treg bunky exprimujú široké spektrum povrchových molekúl vrátane CD25, CTLA4, TIGIT, CD39 a CD73, aby súťažili s efektorovými T bunkami a ďalej inhibovali aktiváciu a expanziu T buniek. Medzitým Tregs vylučujú aj imunosupresívne cytokíny, ako sú IL-10, TGF- a IL-35. Presná funkcia týchto cytokínov pri modulácii autoimunitných ochorení nie je úplne objasnená. IL-10 priamo inhibuje schopnosť APC prezentovať antigén a ďalej zabraňuje vývoju a funkcii efektorových/pamäťových T buniek, ako sú Th1 bunky, alebo priamo inhibuje IL-10Ra-exprimujúce Th17 a Th1/Th17 bunky patogénnosť (Huber et al., 2011). TGF- nielenže obmedzuje proliferáciu T buniek a podporuje apoptózu antagonizáciou antiapoptickej expresie BCL-2, ale tiež moduluje DC a priamo reguluje rovnováhu Th17/Treg (Travis a Sheppard, 2014). Okrem toho bunky Treg tiež priamo vylučujú Grzm B a perforín, aby vyvolali cielenú bunkovú smrť, vrátane APC.

Kliknite sem pre zobrazenie produktov Cistanche Enhance Immunity

【Požiadať o viac】 E-mail:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Treg bunky sú heterogénne. Bunky Treg exprimujúce T-bet sú indukované stimuláciou IFN- a špecificky obmedzujú IFN-, ale nie IL-17A a IL-4 exprimujúce CD4+ T bunky. Bunky Treg exprimujúce GATA3- sa našli v rovnovážnom stave aj počas zápalu. Expresia T-bet aj GATA3 je vysoko dynamická a vymazanie Tbx21 aj Gata3 v Tregs vedie k závažným autoimunitným ochoreniam v mladom veku u myší (Yu et al., 2015). Medzitým bunky Treg exprimujúce ROR, ktoré sa nachádzajú hlavne v črevách v rovnovážnom stave, obmedzujú kolitídu sprostredkovanú Th1 / Th17 a infekciu hlístami spojenú s Th2. Vymazanie STAT3, ďalšieho Th17-špecifického transkripčného faktora, v Treg bunkách vedie k fatálnemu črevnému zápalu so zvýšenou expresiou IL{18}}A, ale nie IFN- a IL4, čo naznačuje selektívnu dysreguláciu sprostredkovanú Th17- zápalu (Qiu et al., 2020). Naša skupina tiež identifikovala populáciu Treg buniek, ktoré exprimujú FOXP3 aj BCL-6, nazývané Tfr bunky. Tieto bunky sú odvodené od nTregs v periférnych oblastiach a potláčajú reakcie zárodočných centier (Chung et al., 2011b). Nedostatok Bcl6 v Tregs podporuje humorálnu autoimunitu v modeli ESS (Fu et al., 2018). Tieto transkripčné faktory na jednej strane riadia expresiu povrchových markerov na Treg bunkách, ako sú CXCR3, CCR6 a CXCR5, na podporu migrácie Treg buniek do zápalových miest. Na druhej strane, inhibičná funkcia Tregs bola priamo regulovaná, pretože expresia efektorových molekúl, ako napríklad Il10 a Gzmb, bola znížená v Tregs bez T-bet.

Iní

TGM-CSF. Pomocou GM-CSF mapovania osudu myší Becher a kol. zistili, že T bunky produkujúce GM-CSF sú diskrétnou podskupinou indukovanou IL-23 a IL-1 (Komuczki et al., 2019). Vzhľadom na svoju funkciu pri podpore migrácie, aktivácie a prežitia myeloidných buniek môže byť GM-CSF dôležitý pri autoimunitných ochoreniach závislých od bunkovej imunitnej odpovede. Zatiaľ je GM-CSF jediným cytokínom, o ktorom sa zistilo, že úplne ruší progresiu EAE po delécii, ale nie IL-17A alebo IFN- (Codarri et al., 2011). Toto zistenie nám tiež pripomína, že bunky Th17 nemusia byť jediným cieľom IL-23. Blokovanie GM-CSF tiež zlepšuje závažnosť ochorenia v modeli CIA (Cook et al., 2001). V modeli EAU sa zápal stále vyskytuje u myší s dvojitým deficitom IL-17A a IFN-, čo naznačuje prítomnosť ďalšej efektorovej dráhy. Blokovanie GM-CSF u týchto myší ďalej znížilo závažnosť EAU so zníženou infiltráciou eozinofilov (Bing et al., 2020). Na základe týchto sľubných predklinických výsledkov boli lieky anti-GM-CSF široko študované v klinických štúdiách na liečbu RA a MS. CD8+ T bunky. Funkcia CD8+ T buniek pri infekčných ochoreniach a rakovinách bola široko analyzovaná (Guo a Dong, 2022; Zhao et al., 2020). Je zaujímavé, že stále viac dôkazov naznačuje, že CD8+ T bunky sa tiež podieľajú na patogenite a ochrane autoimunitných ochorení. V centrálnom nervovom systéme pacientov so SM infiltrované CD8+ T bunky dokonca prevyšujú počet CD{30}} T buniek. Navyše, závažný zápal CNS sprostredkovaný CD8+ T bunkami s podobnosťami s pacientmi s MS sa nenachádza v EAE sprostredkovanom CD4+ T bunkami (Huseby et al., 2001). Cytotoxická funkcia CD8+ T buniek, vrátane FASL a sekrécie granúl, potenciálne indukuje bunkovú smrť a podporuje expozíciu vlastným antigénom. Cytokíny secernované CD8+ T bunkami, ako sú IFN-, TNF a IL{40}}A, sú dobre charakterizované prozápalovými autoimunitnými odpoveďami. Okrem patogénnej funkcie CD8+ T buniek pri SM, SLE, T1D a Graveovej chorobe boli regulačné CD{45}} T bunky charakterizované aj pri MS, kolitíde, lupus, RA a T1D. Tieto bunky pomáhajú kontrolovať vývoj ochorenia sekréciou IL-10, obmedzovaním samovoľne reagujúcich CD4+ T-buniek a poskytovaním tolerogénnej a cytotoxickej aktivity APC (Li et al., 2022; Yu et al., 2018 ).

Dvojité negatívne T bunky. T-bunka TCR + CD3+ CD4− CD8− (dvojito negatívna, DN) je malá časť periférnych CD3+ T buniek v počte 1 % – 3 %, pričom jej biológia je len málo pochopená. Expanzia DN T buniek je charakteristickým javom pri autoimunitnom lymfoproliferatívnom syndróme a počet DN T buniek v krvi koreluje s titrom autoprotilátok (Li et al., 2016a). Podobne zvýšený počet buniek DN T buniek tiež koreluje so závažnosťou ochorenia u pacientov so SLE a tieto bunky môžu exprimovať IL-4, IL-17A, IFN- a TNF. Medzitým DN T bunky infiltrované do slinných žliaz mohli tiež produkovať IL-17A u pacientov so SS (Brandt a Hedrich, 2018). Stručne povedané, DN T bunky sa môžu podieľať na systéme a lokálnom zápale produkciou cytokínov a moduláciou odozvy B buniek a je potrebných viac štúdií na pochopenie ich funkcie pri autoimunitných ochoreniach. Tkanivové pamäťové T bunky (Trm). Trm bunky, vrátane CD{14}} a CD{15}} Trm buniek, sú pamäťové T bunky s dlhou životnosťou, ktoré sa nachádzajú v periférnych tkanivách a bránia sa proti patogénom. Význam buniek Trm pri autoimunitných ochoreniach upriamil pozornosť v posledných rokoch, najmä pri kožných ochoreniach vrátane psoriázy, mycosis fungoides a erupcie fixovaných liekov. Cytotoxické Trm bunky exprimujúce IFN- alebo IL-17A boli identifikované u pacientov s vitiligom a psoriázou. Dôležité je, že zacielenie na CD122, receptor pre IL-15, ktorý podporuje vývoj buniek Trm, zvrátilo vývoj vitiliga v myších modeloch, čím sa zdôraznila potenciálna klinická aplikácia cielenia buniek Trm (Ryan et al., 2021). Bunky Trm nahromadené v čreve pacientov s IBD exprimujú veľké množstvo prozápalových cytokínov, ako sú Il17a, Tnf, Ifng a Il13. Obohatenie buniek Trm, najmä buniek CD{25}} Trm, významne korelovalo s klinickými vzplanutiami u pacientov s IBD (Zundler et al., 2019). Trm bunky v črevách tiež poskytujú perspektívu nereagovania na liečbu Vedolizumabom u niektorých pacientov s IBD, ktorá blokuje črevné nasmerovanie lymfocytov. Rôzne Trm bunky sa našli aj v ľudských mozgoch, vrátane pacientov so SM. Je zaujímavé, že vírusová infekcia v ranom veku podporuje tvorbu CCL5-produkujúceho Trm v mozgu, čo predisponuje mozgovú autoimunitu neskôr v živote na myšom modeli EAE (Steinbach et al., 2019). Všetky tieto pozorovania zdôrazňujú dôležitosť autoantigénovo špecifických Trm buniek pri podpore autoimunitných ochorení a potenciál zacielenia Trm buniek na liečbu.

Cielená terapia T-buniek 

Zdôrazňujúc dôležitosť T buniek pri sprostredkovaní autoimunitných ochorení a obmedzený výber klinických liekov, zacielenie na T bunky si získalo veľkú pozornosť. Anti-TNF protilátky dosiahli obrovský úspech pri autoimunitných ochoreniach. S väčším počtom identifikovaných cieľov, najmä prozápalových cytokínov, zacielenie na T bunky dosiahlo veľký úspech a inovatívne metódy boli tiež široko študované v predklinických experimentoch.

Zacielenie na bunky Th17

Bezprostredne po svojom objave boli bunky Th17 spojené so širokým spektrom autoimunitných ochorení a venovali sa im veľkej pozornosti od oblasti základného výskumu aj farmaceutických spoločností. Zásadná príčinná úloha buniek Th17 bola ďalej potvrdená veľkou skupinou klinických štúdií zameraných na kľúčové zložky dráh súvisiacich s Th17-, vrátane IL-6, IL-23, IL{{ 5}}A, STAT3 a IL-17RA. Doteraz FDA schválilo deväť monoklonálnych protilátok a jeden malomolekulárny inhibítor zameraný na dráhu Th17 na liečbu rôznych autoimunitných ochorení (tabuľka 2). Patria sem 2 zacielené na IL{11}} receptor (Tocilizumab a Sarilumab), 4 monoklonálne protilátky zacielené na IL{13}} (Ustekinumab, Tildrakizumab, Guselkumab a Risankizumab) a 3 zacielené na IL-17 alebo IL{16 }}RA (Secukinumab, Ixekizumab, Brodalumab), ako aj Tofacitinib, inhibítor JAK1/3, ktorý inhibuje aktiváciu STAT3. Napriek všetkým týmto liekom blokujúcim reakcie buniek Th17 vykazujú odlišné účinky medzi rôznymi autoimunitnými syndrómami, pravdepodobne kvôli ich pleiotropným účinkom na imunitný systém. Napríklad dráha IL-6→STAT3 je dôležitá aj pri regulácii zárodočných centier a humorálnych odpovedí, čo môže byť jedným z dôvodov, prečo príbuzné lieky vykazujú lepšiu účinnosť pri liečbe zápalov kĺbov so zvýšenými humorálnymi odpoveďami, vrátane stredne ťažká až ťažká RA a sJIA (Hunter a Jones, 2015), zatiaľ čo tieto cielené na IL-23 alebo IL-17 sú schválené hlavne na liečbu stredne ťažkej až ťažkej ložiskovej psoriázy, pacientov s PsA a AS. Ustekinumab, ktorý sa zameriava na IL-12 aj IL-23 a inhibuje imunitu typu 1 aj typu 17, bol vďaka svojmu priaznivému účinku schválený na liečbu stredne ťažkej až ťažkej Cohnovej choroby (CD) a UC . Monoklonálne protilátky súvisiace s IL-17A, vrátane Secukinumabu a Ixekizumabu, však môžu ochorenie u pacientov s CD dokonca zhoršiť, pravdepodobne vďaka svojej ochrannej funkcii pri udržiavaní bariérových funkcií (Hueber et al., 2012). Brodalumab, monoklonálna protilátka proti IL-17RA, môže zvýšiť riziko samovrážd u pacientov, čo sa nepozorovalo pri IL-17A monoklonálnych protilátkach vrátane secukinumabu a ixekizumabu, pravdepodobne kvôli IL-17RA je tiež potrebný na prenos signálov z iných cytokínov (Greig, 2016). Celkovo vzaté, vďaka ich vynikajúcej účinnosti pri liečbe autoimunitných syndrómov v porovnaní s tradičnými biologickými regentmi súvisiacimi s TNF, najmä ochoreniami súvisiacimi s psoriázou, trhy s liekmi súvisiacimi s Th17- rýchlo expandujú.

Všetky vyššie uvedené lieky sa zameriavajú na kľúčové cytokínové signálne dráhy zapojené do diferenciácie buniek Th17 a efektorových funkcií. Nedávno sa veľkej pozornosti farmaceutických spoločností dostalo aj ROR t, hlavnému transkripčnému faktoru v Th17 bunkách. V roku 2011 tri skupiny nezávisle demonštrovali dôkaz koncepcie zamerania sa na ROR t pri liečbe autoimunitných ochorení súvisiacich s Th17- na zvieracích modeloch. Odvtedy viac ako 10 RORt malomolekulárnych inhibítorov vstúpilo do fázy I alebo II klinických skúšok na liečbu psoriázy, suchého oka a MS. Očakáva sa, že tieto inhibítory RORt môžu poskytnúť alternatívnu, avšak nákladnú účinnú terapiu pri liečbe autoimunitných ochorení súvisiacich s Th17- v porovnaní s biologickými regentmi. Tieto zistenia nielen potvrdzujú dôležitú úlohu osi Th17/IL-17 pri ľudských autoimunitných ochoreniach, ale naznačujú aj zložitosť týchto ochorení a niektoré z nich môžu zahŕňať viaceré zápalové osi a rizikové faktory, v ktorých môže byť potrebná terapeutická stratégia, ktorá sa bude musieť v budúcnosti ďalej skúmať.

Tabuľka 2 Súhrn liekov schválených FDA týkajúcich sa buniek Th17

Iní

Zacielenie na migráciu buniek. Po aktivácii v lymfoidných orgánoch T bunky znovu vstupujú do obehového systému a migrujú do rôznych periférnych miest v závislosti od exprimovaných povrchových receptorov, ako sú integríny a chemokínové gradienty. Zacielenie na navádzaciu molekulu 4 lymfocytov významne zlepšuje spontánnu kolitídu vyvolanú prenosom T-buniek (Neurath, 2019). Tieto pozorovania vedú k vývoju liekov zameraných na obchodovanie s lymfocytmi pri liečbe IBD. Avšak natalizumab, zameraný na 4, má potenciálne závažný vedľajší účinok pri indukcii progresívnej multifokálnej leukoencefalopatie, ktorá môže byť spôsobená postihnutými 4 1 integrínmi, ktoré sú protektívne pri infekcii mozgu (Van Assche et al., 2005). Neskôr vedolizumab zameraný na 4 7, špecifický receptor navádzania do čreva, dosiahol veľký klinický prínos a bol schválený FDA na liečbu UC aj CD. Okrem inhibície nasmerovania lymfocytov do čriev preukázali klinické výhody aj iné stratégie, vrátane protilátky zacielenej na E 7, ktorá blokuje zadržiavanie lymfocytov v čreve, a agonistu S1PR1, ktorý sekvestruje T bunky v lymfoidných orgánoch (Neurath, 2019). Medzitým bol natalizumab schválený aj na liečbu SM s upozorneniami.

Zacielenie na kostimulačné molekuly. GWAS odhalili niekoľko SNP spojených s kostimulačnými molekulami, ako sú CD28, CTLA4, ICOS, CD40 a OX40L, ktoré sú dôležité pri modulácii odpovede T-buniek. Molekula CTLA4-Ig Abatacept bola schválená na liečbu RA a je tiež účinná pri liečbe juvenilnej idiopatickej artritídy (JIA) podľa klinickej štúdie fázy 3. Lieky zamerané na CD40-CD40L, OX40-OX40L a ďalšie sa tiež skúmajú v predklinických alebo skorých klinických štúdiách. Anti-BAFF liek Belimumab bol schválený na liečbu SLE a tiež preukázal výhody v klinických štúdiách fázy 2 pri liečbe primárneho Sjögrenovho syndrómu a RA a anti-OX40 protilátka GBR830 pri zlepšovaní stredne ťažkej až ťažkej atopickej dermatitídy (Edner et al., 2020). Testuje sa kombinácia antikostimulačných molekúl a iných imunosupresív. Treg bunková terapia. Vzhľadom na dôležitosť Treg buniek pri inhibícii zápalovej reakcie boli hlásené sľubné predklinické výsledky adoptívneho prenosu Treg pri liečbe autoimunitných ochorení, ako je MS, SLE, T1D a reakcia štepu proti hostiteľovi. Antigénovo špecifické Treg bunky vykazujú lepšie terapeutické účinky v porovnaní s polyklonálnymi Treg. Kombinácia úpravy génov na báze CRISPR s bunkami Treg môže zlepšiť svoju funkciu pri kontrole imunitnej odpovede (Ferreira et al., 2019).

Signalizácia TNF receptora a autozápalové ochorenia: NF-KB a nekroptóza

Signalizácia receptora tumor nekrotizujúceho faktora (TNF) je zložito regulovaná a viaczložková dráha zapojená do rôznych bunkových procesov vrátane bunkovej proliferácie, prežitia buniek, bunkovej smrti a zápalu. Dysregulácia signalizácie TNF receptora genetickými mutáciami sa podieľa na mnohých ľudských a zvieracích autoimunitných ochoreniach vrátane IBD, psoriázy a RA. Doteraz väčšina študovaných génových variantov po smere od TNF receptora pri týchto autozápalových ochoreniach sa podieľa na dysregulovanej aktivácii NF-KB, ako sú deficity OTULINu a haploinsuficiencia A20. Nedávne pokroky však skúmali kritickú úlohu abnormálnej signalizácie bunkovej smrti sprostredkovanej TNFR, najmä nekroptózy pri týchto autozápalových ochoreniach. V tomto prehľade budeme diskutovať o dôležitej úlohe nekroptózy v patogenéze autoimunitných ochorení spôsobených mutáciami génov spojených s dráhou NF-KB vrátane NEMO, LUBAC, OTULIN a A20. Tiež sumarizujeme nedávny pokrok v genetických mutáciách komponentov signalizácie nekroptózy pri autozápalových ochoreniach vrátane autozápalu spojeného s RIPK1- a iných zápalových porúch sprostredkovaných nekroptózou. Tento prehľad spoločne rozširuje pohľad na komplexnú súhru medzi NF-KB a nekropózou po smere signalizácie receptora TNF pri autoimunitných ochoreniach a poskytuje budúce smery terapeutického zacielenia nekroptózy pri modulácii súvisiacich ľudských chorôb.

cistanche tubulosa - zlepšenie imunitného systému

Súčasné poznatky o signalizácii TNF receptorov

TNF-TNFR1 indukovaná aktivácia NF-KB pre prežitie Faktor nekrotizujúci nádory (TNF) je kritický prozápalový cytokín, ktorý by sa mohol viazať na príbuzný receptor TNFR1 a TNFR2 na spustenie zápalovej signalizácie, ako aj viacerých dráh bunkovej smrti vrátane apoptózy a nekroptózy (Apostolaki et al., 2010). Po ligácii TNF sa TNFR1 trimerizuje a rýchlo vytvorí viaczložkový signálny komplex nazývaný signálny komplex TNFR1 (TNFR1-SC) alebo komplex I (Micheau a Tschopp, 2003). Ligovaný TNFR1 by mohol ďalej získavať adaptorové proteíny vrátane proteínkinázy interagujúcej s receptorom-1 (RIPK1) a TRADD, ktorá sa zase viaže na TRAF2 a TRAF5. Potom by sa E3 ubikvitín ligázy, cIAP1 a cIAP2, mohli získať do TNF-RSC a generovať ubikvitínové reťazce spojené s K63- na rôznych regulátoroch, ako je RIPK1 a samotný cIAP1. Táto ubikvitinačná udalosť by mohla ďalej získavať komplex lineárnych ubikvitínových reťazcov (LUBAC) na generovanie lineárnych ubikvitínových reťazcov (známych aj ako Met{24}}spojené) na rôznych zložkách komplexu I vrátane RIPK1 a NEMO. Tieto K63-prepojené a lineárne (Met{27}}prepojené) ubikvitínové reťazce sprostredkovávajú nábor a aktiváciu TAK1-TAB1-TAB2 a IKK1-IKK{ {32}}Kinázové komplexy IKK väzbou ubikvitínu. TAK1 fosforyluje a aktivuje komplex IKK, čo vedie k fosforylácii, následnej ubikvitinácii a proteazómom sprostredkovanej degradácii IKB a aktivácii NF-KB. Okrem toho môže TAK1 tiež fosforylovať a aktivovať signalizáciu MAPK, ktorá sa koordinuje so zápalovou odpoveďou sprostredkovanou NF-KB na podporu prežitia buniek (Yuan et al., 2019) (obrázok 3).

Signalizácia smrti sprostredkovaná TNF: RIPK1-závislá apoptóza, nekroptóza a pyroptóza

Okrem indukcie génu pre prežitie by aktivácia TNFR1 mohla tiež indukovať programovanú bunkovú smrť signalizáciou apoptózy, nekroptózy a pyroptózy. Podobne ako iné receptorové a adaptorové proteíny obsahujúce doménu smrti, ako sú Fas a FADD, TNFR1 obsahuje intracelulárnu doménu smrti interagujúcu s RIPK1 a TRADD po ​​stimulácii TNF, ktorá zahŕňa apoptózu alebo nekroptózu indukovanú TNF (Yuan et al., 2019). RIPK1 teda pôsobí ako základný regulátor signalizácie receptora TNF, ktorý kontroluje rovnováhu medzi prežitím buniek a smrťou buniek. RIPK1 pozostáva z N-terminálnej kinázovej domény (KD), intermediárnej domény (ID) a C-terminálnej domény smrti (DD). Kinázová doména je kritická pre autofosforyláciu RIPK1 na S166 a indukciu apoptózy a nekroptózy závislú od aktivácie kinázy TNF . Stredná doména RIPK1 je nevyhnutná pre prežitie NF-KB a MAPK signalizáciu prostredníctvom rôznych modifikácií ubikvitinácie. Stredná doména tiež obsahuje homotypický interakčný motív proteínu (RHIM), ktorý sprostredkuje interakcie s inými proteínmi obsahujúcimi RHIM, ako je RIPK3 na vyvolanie nekroptózy. Smrteľná doména RIPK1 sa podieľa na väzbe na iné adaptorové proteíny rodiny domén smrti, ako sú TNFR1, TRADD a FADD, na jej nábor do TNF-RSC na podporu prežitia alebo komplexov bunkovej smrti na vyvolanie apoptózy (Yuan et al., 2019).

V normálnej situácii so samotnou stimuláciou TNF je signalizácia bunkovej smrti potlačená v dôsledku expresie antiapoptotických génov, ako sú cIAP1 a c-FLIP, sprostredkovanej NF-KB a MAPK. Keďže c-FLIP má veľmi podobnú štruktúru ako kaspáza-8, ale nemá enzymatickú aktivitu, c-FLIP by sa mohol heterodimerizovať s kaspázou-8 a inhibovať úplnú aktiváciu kaspázy-8. Keď je aktivácia NF-κB inhibovaná inhibítorom syntézy proteínov cykloheximidom (CHX), antiapoptotická expresia c-FLIP je blokovaná a kaspáza-8 by potom mohla vytvárať aktívne homodiméry a komplex bunkovej smrti II s TRADD a FADD na spustenie apoptózy . Aktivita RIPK1 kinázy je však pre tento proces nevyhnutná, pretože inhibícia RIPK1 kinázy nemá žiadny vplyv na indukciu apoptózy (Wang et al., 2008). Na druhej strane narušenie tvorby TNF-RSC buď deficitom cIAP1/2, LUBAC, TAK1, MK2, TBK1 alebo NEMO/IKK, ktorý inhibuje stav ubikvitinácie a fosforylácie RIPK1, by mohlo podporiť aktiváciu aktivity kinázy RIPK1 a tvorba komplexu RIPK1-FADDCaspázy-8 na spustenie RIPK1-závislej apoptózy (Delanghe a kol., 2020; Peltzer a kol., 2016). Napriek tomu, keď je apoptóza blokovaná nedostatkom alebo inhibíciou kaspázy-8, bunky sú stále citlivé na bunkovú smrť nezávislú od kaspázy indukovanú TNF. Namiesto apoptózy by táto bunková smrť nezávislá od kaspázy nazývaná nekroptóza mohla spustiť prasknutie bunkovej membrány a zápal. Počas indukcie nekroptózy je RIPK1 autofosforylovaný a aktivovaný za vzniku nekrozómu s RIPK3, ktorý ďalej podporuje oligomerizáciu fosforylovaného MLKL (He et al., 2009). Nekroptóza je teda prísne regulovaná štiepením závislým od kaspázy a kinázovou aktivitou RIPK1 a RIPK3. Okrem toho tvorba komplexu RIPK1/Caspsae{42}}/FADD spúšťa nezápalovú bunkovú smrť sprostredkovanú apoptózou. Nedávne štúdie však zistili, že aktivácia RIPK1 a kaspázy-8 pomocou TNF s inhibítormi TAK1 alebo IKK v makrofágoch môže spustiť apoptózu aj pyroptózu, ďalšiu lytickú a prozápalovú formu bunkovej smrti spôsobenú kaspázou-8- sprostredkované štiepenie GSDMD (Orning et al., 2018). RIPK1 a kaspáza-8 sú teda kľúčovými kontrolnými bodmi v regulácii apoptózy, nekroptózy a pyroptózy indukovanej TNF (obrázok 3).

Posttranslačné modifikácie: kontrolné body pri určovaní bunkového osudu

V súčasnosti stále nie je veľmi jasné, čo určuje prepínač, ktorý rozhoduje o tom, či je RIPK1 udržiavaný v komplexe I na potlačenie bunkovej smrti alebo prechodu do komplexu II a nekrozómu na podporu apoptózy a nekroptózy. Potenciálnym vysvetlením by mohli byť posttranslačné modifikácie kontrolného proteínu RIPK1, najmä ubikvitinácia, fosforylácia a štiepenie (Yuan et al., 2019). Existuje viacero ubikvitinujúcich a deubikvitinujúcich enzýmov zapojených do regulácie bunkovej smrti a signalizácie NF-KB, ktorá podporuje prežitie (Peltzer et al., 2016). Široko študované ligázy ubikvitínu E3, ktoré pozitívne regulujú aktiváciu NF-KB a expresiu génu po prúde, sú komplex cIAP1/2 a LUBAC (pozostávajúci z HOIP, HOIL-1 a SHARPIN). Nedávne štúdie navyše ukázali, že ďalšou dôležitou funkciou týchto E3 ligáz je potlačenie aktivity RIPK1 kinázy a indukcia bunkovej smrti. Nedostatok komplexu cIAP1/cIAP2 alebo LUBAC zhoršuje ubikvitináciu spojenú s K63-alebo Met{17}}na RIPK1 a podporuje aktiváciu kinázy RIPK1 a prechod z komplexu I na komplex II k indukovanej apoptóze a nekroptóze (Peltzer et al. , 2018; Zhang a kol., 2019b). Okrem toho existuje aj niekoľko deubikvitinačných enzýmov (DUB), ktoré fungujú v signálnych dráhach receptora TNF a negatívne regulujú stav ubikvitinácie v komplexe I, aby modulovali signalizáciu NF-κB aj bunkovej smrti, predovšetkým ako A20, CYLD, SPATA2 a OTULIN (Lork a kol., 2017). A20 je upregulovaný v reakcii na stimuláciu TNF a mohol by negatívne regulovať génovú expresiu závislú od NF-KB odstránením ubikvitínu K63 na niekoľkých substrátoch, ako sú RIPK1 a NEMO. A20 má tiež kritickú funkciu pri regulácii aktivity RIPK1 pri bunkovej smrti, pretože nedostatok A20 by mohol tlmiť ubikvitináciu RIPK1 Met1 v reakcii na TNF a podporovať apoptózu a nekroptózu závislú od RIPK1 kinázy (Draper et al., 2015). Okrem toho nedávna štúdia tiež ukázala, že strata ABIN1, ktorá je nevyhnutná na nábor A20, by mohla narušiť fosforyláciu A20 a zvýšiť ubikvitináciu RIPK1 K63, aby sa podporila aktivácia kinázy RIPK1 a bunková smrť (Dziedzic et al., 2018). OTULIN je špecifická proteáza, ktorá hydrolyzuje ubikvitínové reťazce Met1 a predpokladá sa, že obmedzuje aktiváciu NF-KB sprostredkovanú LUBAC. Strata OTULINu by tiež mohla predĺžiť produkciu prozápalových cytokínov a spôsobiť zápal (Fiil et al., 2013). Nedávna štúdia však zistila, že katalyticky neaktívny OTULIN prekvapivo zvyšuje ubikvitináciu LUBAC auto-Met1 s malým účinkom na aktiváciu NF-KB a pripomína nedostatok LUBAC na podporu bunkovej smrti a zápalu závislej od RIPK1 kinázy (Heger et al., 2018). Tieto štúdie teda naznačujú komplexnú a kritickú úlohu stavu ubikvitinácie komplexu I spojeného s K63 a Met{58}} pri určovaní zmeny aktivácie kinázy RIPK1 na určenie bunkového osudu. Avšak základný mechanizmus, ktorým bunky rozlišujú rôzne stavy ubikvitinácie v komplexe I, aby sa určilo rozhodnutie o osude buniek v signalizácii receptora TNF, je stále nejasný. Súčasný model je dobre zavedený, že proteíny viažuce ubikvitín, ako sú TAB2/3 a NEMO, sú kľúčovými senzormi na prenos signálu z rôznych ubikvitinačných udalostí v komplexe I, pretože ubikvitínové reťazce K63 a Met1 majú vysokú afinitu k väzbe TAB2/TAB3 a NEMO na plne aktivovať TAK1-TAB2-TAB3 a komplex IKK/IKK/NEMO a downstream signalizáciu NF-κB a MAPK (Yuan et al., 2019). Nedávne štúdie navyše odhalili, že viaceré kinázy vrátane TAK1, IKK/IKK, TBK1 a MK2 môžu priamo alebo nepriamo fosforylovať RIPK1, čím ďalej inhibujú aktivitu RIPK1 kinázy a apoptózu a nekroptózu závislú od RIPK (Delanghe et al., 2020) . Regulácia sprostredkovaná kinázou teda môže slúžiť po prúde rôznych modifikácií ubikvitinácie, aby diktovala prechod signálnych komplexov a určenie bunkového osudu. Regulácia prechodu TNFR1 komplexu I na komplex II bola rozsiahlo študovaná, avšak ako komplex II počas apoptózy prechádza do nekrozómu nekroptózou sprostredkovanou kaspázou{80}}, nie je veľmi jasné. Ukázalo sa, že kaspáza-8, aktivovaná počas apoptózy, štiepi viaceré kontrolné proteíny v NF-KB a signalizácii nekroptózy, ako sú cFLIP, HOIP, RIPK1, RIPK3 a CYLD (Newton, 2020). Keďže RIPK1 a RIPK3 sú dôležité pre tvorbu nekrozómov, kaspázou{89}}sprostredkované štiepenie RIPK1 a RIPK3 by mohlo byť kľúčovou reguláciou nekroptózy. Kaspáza-8 štiepi RIPK1 v D325 a štiepne neaktívny D325A RIPK1 vykazuje skorú embryonálnu letalitu a spôsobuje zvýšenú apoptózu aj nekroptózu (Lalaoui a kol., 2020; Newton a kol., 2019a; Tao a kol.;, Zhang a kol., 2019c). Štúdie in vitro tiež ukazujú, že RIPK3 by sa mohol štiepiť v D328 kaspázou{104}} na inhibíciu nekroptózy (Feng et al., 2007). Keďže RIPK3 má tiež funkciu pri apoptóze a zápale, funkčný výsledok D328-závislého štiepenia RIPK3 si stále vyžaduje ďalšie skúmanie.

Obrázok 3 Prehľad aktivácie génu a bunkovej smrti pri signalizácii receptora TNF. Odpoveď: Pri stimulácii TNF sa mohli rýchlo získať RIPK1 a ďalšie signálne molekuly vrátane TRADD, TRAF2/5, E3 ligáza cIAP1/2 a komplex lineárneho ubikvitínového reťazca (LUBAC, zložený z HOIL-1, HOIP a SHARPIN). za vzniku signálneho komplexu TNFR1 (TNF-RSC, nazývaný aj komplex I). E3 ubikvitínové ligázy cIAP1/cIAP2 a lineárny komplex ubikvitínového reťazca (LUBAC) by mohli generovať ubikvitínové reťazce spojené s K63-alebo Met{14}}na rôznych regulátoroch, ako sú RIPK1 a NEMO. Tieto K63-prepojené a lineárne Met{17}}prepojené ubikvitínové reťazce by mohli sprostredkovať nábor a aktiváciu TAK1-TAB1-TAB2 a IKK1-IKK{{ 22}} IKK kinázové komplexy väzbou ubikvitínu, ktorá následne aktivuje signalizáciu MAPK a NF-κB, ktorá podporuje prežitie. B, Keď je narušená tvorba TNF-RSC (cIAP1/2, LUBAC, TAK1, MK2, TBK1 alebo nedostatok NEMO/IKK) alebo je zablokovaná aktivácia NF-κB, RIPK1 a/alebo TRADD by mohli prechádzať z TNF-RSC do tvoria komplex II s FADD a kaspázou-8 v cytoplazme, čo následne spúšťa apoptózu. Keď je však apoptóza inhibovaná inaktiváciou kaspázy-8, RIPK1 v cytosolickom komplexe II môže tiež podporovať tvorbu nekrozómov RIPK1-RIPK3-MLKL spôsobom závislým od kinázy, aby sa spustila aktivácia nekroptózy . C, Počas infekcie Yersinia povedie signalizácia TLR a TNF k aktivácii NF-KB a transkripcii prozápalových génov v makrofágoch. Sekrécia Yersinia efektorového proteínu YopJ vedie k inhibícii TAK1 a IKK a spúšťa aktiváciu RIPK 1-závislej kaspázy-8 aktivácie a apoptózy. Súčasne kaspáza-8 tiež štiepi GSDMD, čo vedie k tvorbe pórov GSDMD a aktivácii zápalu NLRP3, čo ďalej vyvoláva pyroptózu.

Génové mutácie v signálnych zložkách TNF receptora spôsobujú autozápalové ochorenia

Ľudské genetické choroby spôsobené mutáciami signalizačných zložiek TNF receptora sú zhrnuté v tabuľke 3.

Génové mutácie súvisiace s NF-KB a autozápalové ochorenie: súhra s nekroptózou Význam TNF-indukovanej NF-KB signalizácie pri autozápalových ochoreniach bol široko skúmaný u ľudských pacientov aj u myších modelov. Mutácie TNF, TNFRSF1A (člen superrodiny TNFR 1A), A20 a OTULIN, ktoré spôsobili konštitutívnu sekréciu TNF na zvýšenie aktivácie NF-KB, sa spájajú s rôznymi autozápalovými ochoreniami u ľudí, ako je astma, steatohepatitída a reumatoidná artritída (Rezaei 2006, Valenti a kol., 2002). Nedávne pokroky navyše posilnili naše chápanie regulácie medzi NF-KB a prozápalovým procesom nekroptózy. V tejto časti budeme diskutovať o účinkoch génových mutácií génov spojených s NF-κB vrátane NEMO, LUBAC, OTULIN a A20 na nekroptózu v patogenéze autozápalových ochorení. i) Choroby súvisiace s NEMO. Mutácie NEMO/IKBKG, ktoré sa nachádzajú na chromozóme X, sú spojené s niekoľkými odlišnými genetickými chorobami spojenými s X vrátane X-viazanej recesívnej ektodermálnej dysplázie a imunodeficiencie (EDA-ID) a incontinentia pigmenti (IP). Pacienti s EDA-ID vykazovali abnormálny vývoj ektodermálnych tkanív spolu s imunodeficienciou, nízkymi hladinami protilátok a dysfunkciou NK buniek, ktorá je dominantne spôsobená stratou proteínu NEMO a narušenou aktiváciou NF-κB (Mancini et al., 2008). Avšak približne 20 % jedincov s EDAID má poruchy zahŕňajúce abnormálny zápal vrátane IBD a SLE (Hanson et al., 2008). Okrem toho, incontinentia pigmenti (IP), prvé identifikované ochorenie s deficitom NEMO, je charakterizované závažným zápalom kože vrátane zápalovej vyrážky a hyperproliferáciou keratinocytov v epiderme (Smahi et al., 2000). Tieto pozorované zápalové fenotypy deficitu NEMO u ľudských pacientov sú nepravdepodobné v dôsledku zápalovej aktivácie NF-KB.

Dôležité je, že početné štúdie genetických myší nám poskytli nové poznatky o autozápalových syndrómoch nedostatku NEMO. Myši s nedostatkom NEMO spôsobili embryonálnu letalitu u samcov a zápalové kožné lézie u heterozygotných samíc (Makris et al., 2000). Nedostatok NEMO v kožnom epiteli spôsobil závažný zápal kože a apoptózu a nekroptózu sprostredkovanú TNF, ktoré možno oddialiť spoločnou deléciou TNFR1 (Nenci et al., 2006). Tiež myši s deficitom NEMO špecifického pre črevný epitel vykazovali závažnú smrť Panethových buniek a vyvinuli spontánnu kolitídu, ktorej sa zabráni, keď je blokovaná produkcia TNF. Dôležité je, že kolitída by mohla byť blokovaná genetickou alebo farmakologickou inhibíciou RIPK1 kinázy, čo naznačuje zásadnú úlohu nekroptózy sprostredkovanej RIPK1- pri autozápalových ochoreniach spôsobených deficitom NEMO (Vlantis et al., 2016). Nedávne štúdie ďalej preukázali, že komplex IKK sprostredkovaný NEMO by mohol fosforylovať RIPK1 na Ser25 a inhibovať aktivitu RIPK1 kinázy a nekroptózu na reguláciu zápalu a bakteriálnej infekcie u myší (Dondelinger et al., 2019). Tieto štúdie naznačujú, že mutácie NEMO u ľudských pacientov sa pravdepodobne podieľajú aj na signalizácii nekroptózy závislej od RIPK{14}}, ktorá spúšťa abnormálny zápal. (ii) Haploinsuficiencia A20. A20, enzým upravujúci ubikvitín kódovaný génom TNF-indukovaného proteínu 3 (TNFAIP3), je základným protizápalovým regulátorom aktivácie NF-KB zapojeným do signalizácie Toll-like receptora (TLR) aj TNF receptora (TNFR). Polymorfizmy génu TNFAIP3 boli spojené s mnohými autoimunitnými ochoreniami vrátane SLE, RA, psoriázy, cukrovky typu 1, ochorenia koronárnych artérií, zápalového ochorenia čriev a astmy (Zhou et al., 2016a). Okrem inhibičného účinku na prozápalovú aktiváciu NF-κB má A20 dôležitú úlohu pri obmedzovaní aktivity RIPK1 pri signalizácii apoptózy a nekroptózy prostredníctvom modulácie K63-, K48- a Met1- spojená ubikvitinácia (Draper et al., 2015; Dziedzic et al., 2018). Tieto štúdie ďalej naznačujú potenciálnu úlohu zápalu sprostredkovaného nekroptózou v patogenéze v dôsledku haploinsuficiencie A20. Dôležitosť A20 pri autozápalových ochoreniach bola ďalej preukázaná u myší s deficitom A20- s radom bunkovo ​​špecifických fenotypov. Bunkovo ​​špecifická delécia A20 v keratinocytoch vedie k autozápalovým symptómom vrátane polyartritídy a enteritídy, ktoré sa podobajú ľudským autoimunitným ochoreniam (Lippens et al., 2011). Väčšina štúdií pripisuje autoimunitu haploinsuficiencie A20 strate inhibície signálov NF-KB. Tieto genetické štúdie na myšiach však poskytujú priamy dôkaz, že nekroptóza závislá od RIPK1 kinázy hrá dominantnú úlohu v patogenéze, pretože inhibícia RIPK3 alebo RIPK1 by mohla zachrániť systémový zápal u myší s deficitom A20- (Onizawa et al., 2015 ). Nedávno výskumníci zistili, že mutácia A20 ZnF7 ubikvitín viažucej domény spôsobovala spontánnu zápalovú artritídu aktiváciou RIPK1-závislej nekroptózy, čo naznačuje, že ubikvitín-regulačná funkcia A20 je rozhodujúca pre obmedzenie bunkovej smrti a zápalu (Polykratis et al., 2019). Preto je potrebné ďalšie štúdie skúmať funkciu skeletu, deubikvitinačného a K48- ubikvitinačného enzýmu A20 pri nekroptóze, zápale a súvisiacich ľudských ochoreniach. (iii) Nedostatok LUBAC (HOIP/HOIL/SHARPIN). Komplex LUBAC, zložený z HOIP, HOIL-1 a SHARPIN, je jediným komplexom E3 ligázy, ktorý by mohol generovať ubikvitináciu spojenú s Met{63}}na niekoľkých substrátoch na reguláciu imunitnej signalizácie (Peltzer et al., 2016) . U pacientov s defektmi v komponentoch LUBAC sa rozvinie imunodeficiencia a autoimunitné ochorenia charakterizované rekurentnými infekciami, svalovou amylopektinózou a periodickými horúčkami. Strata funkcie mutácií HOIP a HOIL-1 vedie k skrátenej expresii proteínu a destabilizácii iných zložiek LUBAC, čo ďalej zhoršuje aktiváciu NF-KB a imunodeficienciu (Boisson et al., 2015; Boisson et al., 2012). LUBAC však mohol tiež generovať ubikvitínové reťazce Met{71}} na RIPK1 a potlačiť bunkovú smrť sprostredkovanú RIPK1 kinázou (Peltzer et al., 2018), čo by mohlo zodpovedať za autozápalové fenotypy u pacientov s týmito mutáciami. Dôležitá funkcia LUBAC pri autoimunitných ochoreniach je dobre študovaná pomocou geneticky deficientných myších modelov. Myši s nedostatkom HOIP- a HOIL-1 vedú k skorej embryonálnej letalite a vykazujú závažnú bunkovú smrť a zápal súvisiaci s TNFR. Nedostatok TNFR1 alebo TNF ho však nemohol úplne zachrániť, ale iba oddialiť, zatiaľ čo dvojitý nedostatok kaspázy-8- a MLKL by mohol úplne zabrániť embryonálnej letalite (Peltzer a kol., 2018; Peltzer a kol., 2014). Tieto výsledky naznačujú kritickú úlohu LUBAC pri prevencii bunkovej smrti a zápalu, aby sa umožnila embryogenéza. Okrem toho myši s deficitom SHARPIN, tiež známe ako myši s chronickou proliferatívnou dermatitídou (cpdm), trpia závažným autozápalom kože pripomínajúcim atopickú dermatitídu a psoriázu u ľudí (Seymour et al., 2007). Zápal kože cpdm myší môže byť blokovaný deficitom TNF alebo inaktiváciou aktivity RIPK1 kinázy (Berger et al., 2014), čo ďalej naznačuje kritickú úlohu aktivity RIPK1 kinázy a nekroptózy v patogenéze ochorenia spôsobenej nedostatkom LUBAC. (iv) Otulipénia/autozápalový syndróm súvisiaci s OTULINOM. OTULIN (tiež nazývaný gumby) je jediný známy deubikvitylačný enzým, ktorý reguluje zápalové signály TNFR prostredníctvom hydrolýzy ubikvitínových reťazcov spojených s Met{92}} vytvorených na komplexných cieľoch LUBAC, ako sú NEMO, RIPK1, TNFR1 (Damgaard et al., 2016 ). U pacientov s dedičnými mutáciami straty funkcie v OTULINe sa rozvinie ťažké autozápalové ochorenie, známe ako OTULIPENIA alebo OTULIN-related autoinflamator syndrome (ORAS). Medzi tieto včasné systémové zápalové symptómy nedostatku OTULINu patria opuchy kĺbov, dlhotrvajúce horúčky, hnačka, sterilná neutrofília a lipodystrofia (Damgaard a kol., 2016; Zhou a kol., 2016b). Na rozdiel od pacientov s deficitom LUBAC, pacienti s mutáciami s deficitom OTULINu nemajú žiadnu zjavnú imunodeficienciu v dôsledku nadmerne aktivovaného NF-κB. Avšak myši C129A s deficitom OTULINu alebo katalyticky neaktívne myši vykazujú skorú embryonálnu letalitu v dôsledku závažnej od RIPK{107}}závislej bunkovej smrti a zápalu, ktorý by mohol byť oneskorený blokádou TNF, inhibíciou kinázy RIPK1 alebo deficitom RIPK3 (Damgaard et al., 2016; Heger a kol., 2018). Dôležité je, že nedostatok OTULINu alebo katalytická inaktivácia tiež vedie k zníženej aktivite LUBAC, ktorá je tiež negatívne regulovaná samoubikvitináciou Met1. Tieto výsledky naznačujú, že závažná citlivosť na RIPK{114}}závislú bunkovú smrť počas embryogenézy myší s deficitom OTULINu alebo katalyticky neaktívnych myší by mohla byť spôsobená stratou aktivity LUBAC. Stručne povedané, genetické výskumy od ľudských pacientov a myších modelov odhaľujú, že nedostatok OTULINu vedie k zvýšenej ubikvitinácii Met1 a podporuje prozápalovú aktiváciu NF-KB a nekroptózu na spustenie autoimunitných ochorení.

Tabuľka 3 Súhrn genetických mutácií v signalizácii receptora TNF a autozápalových ochoreniach

Autozápal spojený s nekroptózou

Nedávno sa ukázalo, že chronická prozápalová bunková smrť indukovaná TNF, najmä nekroptóza, hrá zásadnú úlohu pri autoimunitných ochoreniach, ako sú neurodegeneratívne ochorenia, psoriáza a zápalové ochorenie čriev. Nekroptotickou bunkovou smrťou indukovanou TNF by sa mohli uvoľniť molekulárne vzorce spojené s poškodením (DAMP), ktoré podporujú patologické zápalové reakcie. V tejto časti teda rozoberieme génové mutácie komponentov signalizácie nekroptózy v patogenéze autozápalových ochorení. (i) RIPK1-sprostredkované zápalové ochorenie. Proteínkináza interagujúca s receptorom-1 (RIPK1) je hlavným regulátorom signalizácie receptora TNF a určovania bunkového osudu. Ako skeletový proteín by RIPK1 mohol uľahčiť tvorbu TNFR komplexu I a podporiť prozápalovú aktiváciu NF-KB na prežitie. Okrem toho má RIPK1 tiež aktivitu proteínkinázy na podporu tvorby komplexu II a nekrozómov na spustenie apoptózy a nekroptózy (Yuan et al., 2019). U pacientov s dedičnými mutáciami straty funkcie v RIPK1 sa vyvinie imunodeficiencia a autoimunitné ochorenia charakterizované zápalom čreva s rôznym nástupom a závažnosťou a polyartritídou (Cuchet-Lourenço et al., 2018; Li et al., 2019a). Na rozdiel od RIPK1-deficientných myší, ktoré umierajú krátko po narodení, pacienti s RIPK1-deficientnými mutáciami mohli prežiť dlhú dobu po narodení, čo naznačuje, že RIPK1 nie je nevyhnutný pre prežitie u ľudí (Dillon et al., 2014; Rickard a kol., 2014). Strata RIPK1 v kožných fibroblastoch u ľudských pacientov zhoršuje aktiváciu dráhy NF-KB, ale zvyšuje aktiváciu nekroptózy sprostredkovanej RIPK3 a MLKL (Cuchet-Lourenço et al., 2018; Li et al., 2019a). Uvádza sa, že funkčný prechod RIPK1 v signalizácii TNFR1 je prísne regulovaný posttranslačnými modifikáciami, predovšetkým fosforyláciou, ubikvitináciou a štiepením sprostredkovaným kaspázou (Yuan et al., 2019). Kaspáza-8 štiepi ľudský a myší RIPK1 po zvyškoch D324 a D325, čo by mohlo inaktivovať RIPK1 a potlačiť nekroptózu sprostredkovanú RIPK{38}}. Dôležité je, že novšie štúdie odhalili, že u ľudských pacientov so ziskom funkčných mutácií D234N/Y sa vyvinie autozomálne autoimunitné ochorenie charakterizované rekurentnými horúčkami a lymfadenopatiou. Myši s knock-in mutáciou D325A vykazujú skorú embryonálnu letalitu a závažný zápal, ktorý by mohol byť zachránený inaktiváciou nekroptózy aj apoptózy dvojitým nedostatkom RIPK3 a FADD alebo MLKL a FADD (Lalaoui et al., 2020; Newton et al. , 2019a; Tao a kol., 2020; Zhang a kol., 2019c). Početné genetické štúdie na myšiach ďalej odhalili dôležitosť RIPK1 v signalizácii nekroptózy na reguláciu autozápalových ochorení. Nedostatok RIPK1 alebo bunkovo ​​špecifická strata RIPK1 riadi systémový zápal a núdzovú hematopoézu v dôsledku zvýšenej aktivácie nekroptózy (O'Donnell et al., 2018; Rickard et al., 2014). Okrem toho ubikvitinácia RIPK1 tiež hrá kľúčovú úlohu pri regulácii jej skeletovej a kinázovej aktivity v signalizácii TNFR1. My a ďalšie skupiny vytvárame K376R knock-in myši a odhaľujeme, že K63-spojená ubikvitinácia RIPK1 na K376 je rozhodujúca pre podporu aktivácie NF-KB a obmedzenie bunkovej smrti závislej od RIPK1 kinázy počas embryogenézy a zápalu (Tang et al. 2019; Zhang a kol., 2019d). Nedávno sme tiež zistili, že zvyšok K612 je dominantným miestom pre lineárnu ubikvitináciu n RIPK1 sprostredkovanú LUBAC. Generovaním K612R knock-in myší sme zistili, že Met1 ubikvitinácia RIPK1 na K612 je nevyhnutná na prevenciu bunkovej smrti, aby sa obmedzil systémový zápal (Tu et al., 2021). Schopnosť RIPK1 uľahčiť aktiváciu nekrozómov si vyžaduje interakciu sprostredkovanú homotypickým interakčným motívom proteínu (RHIM) medzi RIPK1, RIPK3 a ZBP1. Generovaním myší nesúcich mutácie v motíve RHIM RIPK1 niekoľko skupín zistilo, že mutantné myši RIPK1 RHIM vykazujú postnatálnu letalitu a závažný zápal v dôsledku zvýšenej aktivácie nekroptózy (Lin a kol., 2016; Newton a kol., 2016). Nedávne štúdie navyše uvádzajú fosforyláciu RIPK1 na Ser25/321/335 sprostredkovanú TAK1, p38/MK2, TBK1/IKKε a IKK / poskytuje fyziologickú brzdu na zabránenie bunkovej smrti závislej od RIPK1 kinázy indukovanej TNF počas embryogenézy, infekcie a neurozápal (Delanghe et al., 2020). Štúdie týchto mutácií posttranslačných modifikácií RIPK1 by teda mohli ďalej poskytnúť mechanický pohľad na zápalové ochorenia spojené so súvisiacimi ľudskými polymorfizmami. (ii) Iné zápalové ochorenia spojené s mutáciami nekroptózy. Ukázalo sa, že kaspáza-8, aktivovaná počas apoptózy, štiepi proteíny kontrolných bodov v nekrozómoch vrátane RIPK1 a RIPK3 na potlačenie aktivácie nekroptózy (Yuan et al., 2019). U pacientov s dedičnými mutáciami kaspázy s dedičnou stratou funkcie{104} sa prejavuje ochorenie podobné ALPS s lymfadenopatiou a splenomegáliou. Okrem toho majú títo pacienti tiež imunodeficienciu charakterizovanú recidivujúcimi sinopulmonálnymi infekciami a infekciami vírusom herpes simplex, čo je spôsobené zhoršenou aktiváciou T a B lymfocytov vyvolanou antigénom (Chun et al., 2002; Niemela et al., 2015). Na rozdiel od skorej embryonálnej letality myší s deficitom kaspázy{109} však pacienti so stratou funkcie kaspázy{110} mohli prežiť po narodení dlhý čas, čo je možno spôsobené nadbytočnou funkciou kaspázy{113 }} u ľudí (Kaiser a kol., 2011; Varfolomeev a kol., 1998). Okrem toho sa nedávno preukázalo, že kaspáza{116}} štiepi GSDMD počas apoptickej aktivácie a ďalej spúšťa pyroptózu na podporu obrany hostiteľa proti bakteriálnej infekcii (Orning et al., 2018). Novšie štúdie tiež ukazujú, že kaspázové{118}} katalyticky neaktívne mutantné myši C326A/S vykazujú skorú embryonálnu letalitu a závažný zápal v dôsledku zvýšenej apoptózy, nekroptózy a pyroptózy (Fritsch et al., 2019; Newton et al., 2019b) , čo naznačuje zásadnú úlohu kaspázy{122}} pri modulácii autozápalu sprostredkovaného bunkovou smrťou. Štúdia GWAS našla dva varianty CASP8, p.K148R a p.I298V ako rizikové alely pri Alzheimerovej chorobe (Rehker et al., 2017). Ako však mutácia K148R kaspázy{128}} ovplyvňuje jej aktivitu počas apoptózy a nekroptózy, si stále vyžaduje ďalšie genetické výskumy. RIPK3 je ďalšia dôležitá kináza, ktorá aktivuje downstream MLKL a indukciu nekroptózy. Myši s deficitom RIPK3 sú životaschopné a nemajú žiadne známky autozápalu a neexistujú žiadne správy o ľudských mutáciách RIPK3 spojených s autozápalovými ochoreniami. Štúdia generujúca mutantné myši D161N s mŕtvou kinázou RIPK3 však zistila, že tieto myši vykazovali spontánnu apoptózu, zápal a skorú embryonálnu letalitu (Newton et al., 2014). Okrem toho sa v štúdiách na myšiach a ľuďoch nedávno ukázalo, že MLKL, ďalšia základná zložka nekroptózy, súvisí s autozápalovým ochorením. U myšacieho kmeňa s mutáciou D139V v MLKL, ktorý sa nachádza v dvojzávitnicovej „závore“, sa po narodení vyvinie letálny zápal charakterizovaný nekroptózou a zápalovou infiltráciou v slinných žľazách a osrdcovníku. Tieto pozorovania na myšom modeli ponúkajú dôležitý pohľad na potenciálnu autozápalovú úlohu troch bežných ľudských polymorfizmov MLKL susediacich s oblasťou rovnátka MLKL (Hildebrand et al., 2020).

Záverečné poznámky a perspektívy do budúcnosti

Naše chápanie signalizácie TNFR, vrátane NF-KB pre prežitie a apoptózy a nekroptózy pred smrťou, sa za posledné desaťročie výrazne zlepšilo. Udržiavanie optimálnej a účinnej imunitnej odpovede sprostredkovanej receptorom TNF je rozhodujúce pre normálnu imunitnú homeostázu a pre prevenciu imunodeficiencie alebo autozápalových ochorení. Hoci cielená hyperaktivácia NF-κB blokádou TNF alebo IKK sa používa na liečbu niektorých ľudských chorôb, stále má niektoré vedľajšie účinky v dôsledku ďalej zvýšenej cytotoxicity sprostredkovanej RIPK1-. Početné genetické štúdie na myšiach odhalili rozhodujúcu úlohu bunkovej smrti, najmä zápalu sprostredkovaného nekroptózou, v patogenéze autozápalových ochorení. Preto sú potrebné ďalšie štúdie na preskúmanie a rozbor komplexnej úlohy signalizácie NF-KB a bunkovej smrti počas patogenézy zápalového ochorenia spôsobenej týmito genetickými mutáciami. Predovšetkým mutácie TNF signalizačných komponentov, ako sú NEMO a LUBAC, blokujú aktiváciu NF-KB a vedú k imunodeficiencii, ale na druhej strane by tiež mohli spustiť závažnú bunkovú smrť sprostredkovanú TNF a spôsobiť autoimunitu. Tieto dvojtvárne postavy však presne ukazujú zložitosť a eleganciu nášho imunitného systému, keďže funkcia týchto génov v imunitnom systéme má vysokú špecifickosť bunkového typu. Vrodené imunitné bunky, ako sú makrofágy a dendritické bunky, ktoré sa vždy stretávajú s patogénmi, majú vyššiu citlivosť na bunkovú smrť sprostredkovanú TNF a tendenciu k autoimunite. Adaptívne imunitné bunky, ako sú T bunky, sú však počas vývoja a aktivácie citlivejšie na bunkovú smrť sprostredkovanú Fas. Preto génová deficiencia v týchto bunkách väčšinou blokuje antigénom indukovanú aktiváciu NF-KB a spôsobuje imunodeficienciu. Keďže nedostatok týchto génov spúšťa závažnú autoimunitu a vrodené imunitné reakcie, ktoré spôsobujú obrovské poškodenie hostiteľa, súčasná imunodeficiencia môže poskytnúť negatívnu spätnú väzbu na tlmenie zápalovej reakcie. Preto je potrebné v ďalších štúdiách preskúmať funkciu týchto genetických mutácií vo viacerých typoch imunitných buniek pri regulácii vrodených aj adaptívnych imunitných reakcií počas patogenézy zápalových ochorení.

cistanche tubulosa - zlepšenie imunitného systému

Kritickou otázkou, ktorá zostáva v signalizácii TNFR1, je, ako bunky určujú prepnutie medzi tvorbou komplexu I súvisiacou s aktiváciou NF-KB a komplexom II súvisiacim so smrťou buniek alebo tvorbou nekróz v reakcii na stimuláciu TNF. Predchádzajúce štúdie naznačujú, že RIPK1, ktorý sa podieľa na aktivácii NF-KB, apoptóze a signále nekroptózy, sa zdá byť kľúčovým kontrolným bodom, pretože sa preukázalo, že mnohé zložky TNFR komplexu I vrátane A20, LUBAC, IKK a TBK1 inhibujú aktivitu RIPK1. potlačiť bunkovú smrť. Nedávne štúdie s použitím vzoriek od ľudských pacientov konzistentne odhalili zásadnú úlohu RIPK1 a jeho štiepenia pri obmedzovaní nekroptózy a súvisiacich autozápalových ochorení. Bude veľmi zaujímavé preskúmať reguláciu nekroptózy a posttranslačné modifikácie RIPK1 pomocou genetických knock-out a knock-in myší alebo analýzou vzoriek od ľudských pacientov. Pretože aktivita RIPK1 kinázy je kritická pre aktiváciu apoptózy a nekroptózy, vyvoláva otázku, ako je kinázová aktivita RIPK1 potlačená v komplexe TNFR posttranslačnými modifikáciami. Je zaujímavé, že kinázová aktivita RIPK1 vyžaduje jej autofosforyláciu v N-terminálnej kinázovej doméne, ale inhibičná fosforylácia RIPK1 sa väčšinou nachádza v intermediárnej doméne a obklopuje miesto štiepenia RIPK1. Na preskúmanie potenciálneho presluchu medzi inhibičnou fosforyláciou a autofosforyláciou alebo štiepením RIPK1 sú teda potrebné ďalšie biochemické a štrukturálne analýzy. Okrem toho by vývoj selektívnych, účinných a bezpečných inhibítorov malých molekúl zameraných na nekroptózu, ako sú RIPK1, RIPK3 a MLKL, uľahčil budúcu klinickú liečbu súvisiacich autozápalových ochorení.

Referencie

Acosta-Herrera, M., Kerick, M., González-Serna, D., Wijmenga, C., Franke, A., Gregersen, PK, Padyukov, L., Worthington, J., Vyse, TJ, Alarcón-Riquelme , ME, a kol. (2019). Metaanalýza celého genómu odhaľuje zdieľané nové lokusy v systémových séropozitívnych reumatických ochoreniach. Ann Rheum Dis 78, 311–319.

Adler, SH, Chiffoleau, E., Xu, L., Dalton, NM, Burg, JM, Wells, AD, Wolfe, MS, Turka, LA a Pear, WS (2003). Notch signalizácia zvyšuje citlivosť T-buniek zvýšením expresie CD25. J Immunol 171, 2896-2903.

Almutairi, KB, Nossent, JC, Preen, DB, Keen, HI a Inderjeeth, CA (2021). Prevalencia reumatoidnej artritídy: systematický prehľad populačných štúdií. J Rheumatol 48, 669-676.

Amador-Patarroyo, MJ, Rodriguez-Rodriguez, A. a Montoya-Ortiz, G. (2012). Ako vek na začiatku ovplyvňuje výsledok autoimunitných ochorení? Autoimmune Dis 2012, 251730.

Amann, J., Blasimme, A., Vayena, E., Frey, D. a Madai, VI (2020). Vysvetliteľnosť umelej inteligencie v zdravotníctve: multidisciplinárna perspektíva. BMC Med Inform Decis Mak 20, 310.

Ando, ​​DG, Clayton, J., Kono, D., Urban, JL a Sercarz, EE (1989). Encefalitogénne T bunky v B10.PL modeli experimentálnej alergickej encefalomyelitídy (EAE) sú podtypu Th-1 lymfokínu. Cell Immunol 124, 132-143.

Ando, ​​K., Kanazawa, S., Tetsuka, T., Ohta, S., Jiang, X., Tada, T., Kobayashi, M., Matsui, N. a Okamoto, T. (2003). Indukcia Notch signalizácie nádorovým nekrotickým faktorom v reumatoidných synoviálnych fibroblastoch. Oncogene 22, 7796-7803.

Ang, QY, Alexander, M., Newman, JC, Tian, ​​Y., Cai, J., Upadhyay, V., Turnbaugh, JA, Verdin, E., Hall, KD, Leibel, RL, a kol. (2020). Ketogénne diéty menia črevný mikrobióm, čo vedie k zníženiu črevných Th17 buniek. Cela 181, 1263–1275.e16.

Angum, F., Khan, T., Kaler, J., Siddiqui, L. a Hussain, A. (2020). Prevalencia autoimunitných porúch u žien: naratívny prehľad. Cureus 12, e8094.

Apostolaki, M., Armaka, M., Victoratos, P. a Kollias, G. (2010). Bunkové mechanizmy funkcie TNF v modeloch zápalu a autoimunity. Curr Dir Autoimmun 11, 1–26.

Armingol, E., dôstojník, A., Harismendy, O. a Lewis, NE (2021). Dešifrovanie interakcií bunka-bunka a komunikácie z génovej expresie. Nat Rev Genet 22, 71–88.

Artyomov, MN a Van den Bossche, J. (2020). Imunometabolizmus v ére jednej bunky. Cell Metab 32, 710-725. Asanuma, K., Oliva Trejo, JA a Tanaka, E. (2017). Úloha signalizácie Notch v obličkových podocytoch. Clin Exp Nephrol 21, 1–6.

Baglaenko, Y., Macfarlane, D., Marson, A., Nigrovic, PA a Raychaudhuri, S. (2021). Úprava genómu na definovanie funkcie rizikových lokusov a variantov pri reumatickom ochorení. Nat Rev Rheumatol 17, 462–474.

Baranzini, SE a Oksenberg, JR (2017). Genetika roztrúsenej sklerózy: od 0 do 200 za 50 rokov. Trends Genet 33, 960–970.

Leavitt, SJE, Harder, KW, Kemp, JM, Jones, J., Quilici, C., Casagranda, F., Lam, E., Turner, D., Brennan, S., Sly, PD, a kol. (2005). U myší s deficitom Lyn sa vyvinie ťažká, pretrvávajúca astma: Lyn je kritickým negatívnym regulátorom Th2 imunity. J Immunol 175, 1867–1875.

Berger, SB, Kašparcová, V., Hoffman, S., Swift, B., Dare, L., Schaeffer, M., Capriotti, C., Cook, M., Finger, J., Hughes-Earle, A. a kol. (2014). Špička: Aktivita kinázy RIP1 je pre normálny vývoj nevyhnutná, ale je kľúčovým regulátorom zápalu u myší s deficitom SHARPIN. J Immunol 192, 5476-5480.

Biliard, F., Lobry, C., Darrasse-Jèze, G., Waite, J., Liu, X., Mouquet, H., DaNave, A., Tait, M., Idoyaga, J., Leboeuf, M. ., a kol. (2012). Dll4- Notch signalizácia vo Flt3-nezávislom vývoji dendritických buniek a autoimunite u myší. J Exp Med 209, 1011-1028.

Bing, SJ, Silver, PB, Jittayasothorn, Y., Mattapallil, MJ, Chan, CC, Horai, R. a Caspi, RR (2020). Autoimunita voči neuroretine pri súčasnej absencii IFN- a IL-17A je sprostredkovaná eozinofilným zápalom vyvolaným GM-CSF. J Autoimmun 114, 102507.

Blanco, P., Ueno, H. a Schmitt, N. (2016). T folikulárne pomocné (Tfh) bunky v lupus: aktivácia a zapojenie do patogenézy SLE. Eur J Immunol 46, 281-290.

Blaser, H., Dostert, C., Mak, TW a Brenner, D. (2016). Presluchy TNF a ROS pri zápale. Trends Cell Biol 26, 249-261.

Block, KE, Zheng, Z., Dent, AL, Kee, BL a Huang, H. (2016). Črevná mikroflóra reguluje autoimunitnú artritídu K/BxN prostredníctvom folikulárnych pomocných T buniek, ale nie Th17 buniek. J Immunol 196, 1550-1557.

Bogdanos, DP, Smyk, DS, Rigopoulou, EI, Mytilinaiou, MG, Heneghan, MA, Selmi, C. a Eric Gershwin, M. (2012). Štúdie dvojčiat pri autoimunitných ochoreniach: genetika, pohlavie a prostredie. J Autoimmun 38, J156–J169.

Boisson, B., Laplantine, E., Dobbs, K., Cobat, A., Tarantino, N., Hazen, M., Lidov, HGW, Hopkins, G., Du, L., Belkadi, A., et al. (2015). Nedostatok ľudského HOIP a LUBAC je základom autozápalu, imunodeficiencie, amylopektinózy a lymfangiektázie. J Exp Med 212, 939-951.

Boisson, B., Laplantine, E., Prando, C., Giliani, S., Israelsson, E., Xu, Z., Abhyankar, A., Israël, L., Trevejo-Nunez, G., Bogunovic, D ., a kol. (2012). Imunodeficiencia, autozápal a amylopektinóza u ľudí s dedičným deficitom HOIL-1 a LUBAC. Nat Immunol 13, 1178-1186.

Bradfield, JP, Qu, HQ, Wang, K., Zhang, H., Sleiman, PM, Kim, CE, Mentch, FD, Qiu, H., Glessner, JT, Thomas, KA, a kol. (2011). Metaanalýza šiestich kohort diabetu typu 1 v rámci celého genómu identifikuje viaceré súvisiace lokusy. PLoS Genet 7, e1002293.

Bradley, CP, Teng, F., Felix, KM, Sano, T., Naskar, D., Block, KE, Huang, H., Knox, KS, Littman, DR a Wu, HJJ (2017). Segmentované vláknité baktérie vyvolávajú pľúcnu autoimunitu indukciou buniek Th17 osi čreva a pľúc exprimujúcich duálne TCR. Cell Host Microbe 22, 697-704.e4.

Brandt, D. a Hedrich, CM (2018). TCR + CD3+ CD4− CD8− (dvojito negatívne) T bunky v autoimunite. Autoimmun Rev 17, 422-430.

Brown, MA, Kenna, T. a Wordsworth, BP (2016). Genetika ankylozujúcej spondylitídy - pohľady do patogenézy. Nat Rev Rheumatol 12, 81-91.

Bungau, SG, Behl, T., Singh, A., Sehgal, A., Singh, S., Chigurupati, S., Vijayabalan, S., Das, S. a Palanimuthu, VR (2021). Zameranie na probiotiká pri reumatoidnej artritíde. Živiny 13, 3376.

Caielli, S., Athale, S., Domic, B., Murat, E., Chandra, M., Banchereau, R., Baisch, J., Phelps, K., Clayton, S., Gong, M., a kol. (2016). Oxidované mitochondriálne nukleoidy uvoľňované neutrofilmi riadia produkciu interferónu typu I v ľudskom lupuse. J Exp Med 213, 697-713.

Caliskan, M., Brown, CD, a Maranville, JC (2021). Katalóg úsilia o jemné mapovanie GWAS pri autoimunitných ochoreniach. Am J Hum Genet 108, 549-563.

Cárdenas-Roldán, J., Rojas-Villarraga, A. a Anaya, JM (2013). Ako sa zhlukujú autoimunitné ochorenia v rodinách? Systematický prehľad a metaanalýza. BMC Med 11, 73.

Charbonnier, LM, Wang, S., Georgiev, P., Sefik, E. a Chatila, TA (2015). Kontrola periférnej tolerancie pomocou regulačnej signalizácie Notch vnútornej bunky T. Nat Immunol 16, 1162-1173.

Charles, N., Hardwick, D., Douglas, E., Illei, GG a Rivera, J. (2010). Bazofily a prostredie T helper 2 môžu podporovať rozvoj lupusovej nefritídy. Nat Med 16, 701-707.

Chen, J., He, R., Sun, W., Gao, R., Peng, Q., Zhu, L., Du, Y., Ma, X., Guo, X., Zhang, H., a kol. (2020). TAGAP inštruuje diferenciáciu Th17 premostením aktivácie dektínu na signalizáciu EPHB2 vo vrodenej antifungálnej odpovedi. Nat Commun 11, 1913.

Chi, X., Jin, W., Zhao, X., Xie, T., Shao, J., Bai, X., Jiang, Y., Wang, X. a Dong, C. (2022). Expresia RORt v zrelých bunkách TH17 zabezpečuje ich špecifikáciu línie inhibíciou konverzie na bunky TH2. Sci Adv 8, eabn7774.

Chiou, J., Geusz, RJ, Okino, ML, Han, JY, Miller, M., Melton, R., Beebe, E., Benaglio, P., Huang, S., Korgaonkar, K., a kol. (2021). Interpretácia rizika diabetu 1. typu pomocou genetiky a jednobunkovej epigenomiky. Príroda 594, 398–402.

Cho, JH a Feldman, M. (2015). Heterogenita autoimunitných ochorení: patofyziologické poznatky z genetiky a dôsledky pre nové terapie. Nat Med 21, 730-738.

Choi, BY, Choi, Y., Park, JS, Kang, LJ, Baek, SH, Park, JS, Bahn, G., Cho, Y., Kim, HK, Han, J. a kol. (2018). Inhibícia Notch1 indukuje populáciu a supresívnu aktivitu regulačných T buniek pri zápalovej artritíde. Teranostika 8, 4795–4804.

Choi, SW, Mak, TSH a O′Reilly, PF (2020). Návod: sprievodca vykonávaním analýz skóre polygénneho rizika. Nat Protoc 15, 2759–2772.

Chong, WP, Mattapallil, MJ, Raychaudhuri, K., Bing, SJ, Wu, S., Zhong, Y., Wang, WW, Chen, Z., Silver, PB, Jittayasothorn, Y., et al. (2020). Cytokín IL-17A obmedzuje patogenitu Th17 prostredníctvom negatívnej spätnej väzby riadenej autokrinnou indukciou IL-24. Imunita 53, 384–397.e5.

Chun, HJ, Zheng, L., Ahmad, M., Wang, J., Speirs, CK, Siegel, RM, Dale, JK, Puck, J., Davis, J., Hall, CG, a kol. (2002). Pleiotropné defekty v aktivácii lymfocytov spôsobené mutáciami kaspázy-8 vedú k ľudskej imunodeficiencii. Príroda 419, 395–399.

Chung, SA, Brown, EE, Williams, AH, Ramos, PS, Berthier, CC, Bhangale, T., Alarcon-Riquelme, ME, Behrens, TW, Criswell, LA, Graham, DC, a kol. (2014). Lokusy náchylnosti na lupusovú nefritídu u žien so systémovým lupus erythematosus. J Am Soc Nephrol 25, 2859–2870.

Chung, SA, Taylor, KE, Graham, RR, Nititham, J., Lee, AT, Ortmann, WA, Jacob, CO, Alarcón-Riquelme, ME, Tsao, BP, Harley, JB a kol. (2011a). Diferenciálne genetické asociácie pre systémový lupus erythematosus založené na produkcii anti-dsDNA autoprotilátok. PLoS Genet 7, e1001323.

Chung, Y., Tanaka, S., Chu, F., Nurieva, RI, Martinez, GJ, Rawal, S., Wang, YH, Lim, H., Reynolds, JM, Zhou, X. a kol. (2011b). Folikulárne regulačné T bunky exprimujúce Foxp3 a Bcl-6 potláčajú reakcie zárodočných centier. Nat Med 17, 983-988.