a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP

az Európai Unió új társadalmi kihívásainak

a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

T-SEJT RECEPTOR JELÁTVITEL

az Európai Unió új társadalmi kihívásainak

a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Berki Tímea és Boldizsár Ferenc

Jelátvitel

Transzkripciós faktorok szerepe a timociták fejlődésében

DN1

DN2

DN3

DN4

DP

HSC

CD4^- CD8⁺

SP

CD4⁺ CD8^-

SP Felszíni

receptorok Transzkripciós

faktorok

HES-1, GATA-3 Sox4, HEB, NFATc

Ikaros E2A, STAT5 TCF-1-Lef-1, NF-kB, p53

Frizzled receptor, Halál receptor, pre-TCR

Notch-1 c-Kit, IL-7Ra-g

TCRab

Elköteleződés TCRab

Ellenőrző pont Pre-TCR

ellenőrző pont b-szelekció

Th - Tc sejt döntés

CD4⁺ CD8^- CD4⁺

CD8^- CD8⁺ CD4^-

Pozitív szelekció

Elköteleződés

Utó-elköteleződés

TOX

RUNX Nincs TOX

Apoptózis Nincs GATA3

vagy MYB

GATA3

MYB ThPOK

GATA3

CD8^hi

CD4^mid CD8^mid

CD4^hi CD8^mid

Nincs

hPOK

Nincs RUNX

Az „immunológiai szinapszis”

molekulái

CD43

CD44 CD45

TCR-CD3-peptid-MHC CD28-CD80/CD86 CTLA4-CD80/CD86

Agrin PKCq

CD4 LCK LFA1-ICAM1

Talin

CD2-CD48/CD59

LCK

CD44 CD45 CD4/CD8

CD43

CD28 CD80/CD86

CD2 CD48/CD59

LFA1 ICAM1

CTLA4 CD80/CD86

TCR Peptid-MHC

CD3

APC T sejt

PI3K

SHIP2 ZAP70

Ko-stimulációs utak, amik a TcR jelátvitelt szabályozzák

TCR

a b g

d e e z z

CD28

Plazma membrán

Kalcium áram, NFAT aktiváció

MAPK aktiváció, AP1 kialakulás GRB2

SOS

RAS

RAS GRP1

DAG

GTP

NFAT FOS JUN IL-12

Sejtmag

ZAP70

AP1

CD3

ZAP-70 kináz kötődése (Zéta- lánc Asszociált Protein kináz 70 kDa)

A T-sejt receptoron keresztüli aktiváció számos jelátviteli utat indít el. A T- és NK-sejt

specifikus protein tirozin kináz ZAP-70 döntő szerepet játszik a korai T-sejt jelátvitelben. A ZAP-70 foszforilációja további downstream jelátviteli eseményekhez vezet: pl. a MAPK kaszkád foszforilációja és az intracelluláris kálcium szint emelkedése.

APC

T-sejt TCR

CD3 b

a z z g e e d

Y Y Y Y Y Y

Y Y Y Y Y Y

Y Y Y Y Y Y Y Y

P P P P

Peptid-MHCII CD4

ZAP-70 Lck

TCR CD3 b

a z z g e e d

Y Y Y Y Y Y

Y Y Y Y Y Y

Y Y Y Y Y Y Y Y

P P P P P

Peptid-MHCII CD4

ZAP-70 Lck

P P P P

P P

Downstream jelek Gén transzkripció T- sejt aktiváció

A ZAP-70 kináz foszforilációs helyei

0 100 200 300 400 500 600

N C

Y69 Y126 Y178 Y238

Y292

Y315/319 Y474 Y493

Y492

Y597/598

Funkciója nem ismert Aktivációs foszforilációs hely Gátló foszforilációs hely

Y69 Y315/319 Y292

Y126 Y474 Y492

Y178 Y493 Y597/598

Y238

A ZAP-70 szerepe

• A ZAP-70 kináz két tandem SH2 doménből és egy C-

terminális kináz doménből áll, amiket az interdomén A és B választanak el. A ZAP-70 31 tirozinja (Tyr) közül 11 játszik szerepet a T-sejt aktivációban. Ezek közül néhánynak a funkciója még nem tisztázott (Tyr069, Tyr126, Tyr178 and Tyr238). Az interdomén B plays an a ZAP-70

komformációjának szabályozásában játszik fontos szerepet.

A ZAP-70-et a p56Lck foszforilálja, de néhány tirozin autofoszforilációja is ismert.

• A ZAP-70 nem csak a T-sejt aktivációban nélkülözhetetlen, hanem a B-CLL fontos prognosztikus markere is. Egérben a ZAP-70 spontán vagy indukált mutációja autoimmun

folyamatok kialakulásához vezet.

T-sejt aktiváció

L

R T

E

N/RE

Apoptózis Apoptózis

FADD Mort1

Fas TNFaR

FasL TNFa

Kaszpáz 1-14

Aktiváció

Citokin termelés

CD28 CD80 CD86

PIP2 Ras IP3

DAG

Raf-1 MEK MAPK

CD3 gdezh TCR

ab CD4

Allopeptid

Ras

Raf-1 MEK MAPK Lck Fyn ZAP70 PIP2

PLCg1

CaM PKCa

PKCb PKCf CaN

IP3 DAG Ca²⁺

NFATc, NF-kB, Jun/Fos, NFATn, c-Rel, IkB, Oct-1

Sejt proliferáció IL-2Ra IL-2Rb IL-2Rg IL-2 IL-2

Lyk Syk Fyn SHC

Raf-1 MEK MAPK

STAT3 STAT5a STAT5b

IP3 DAG Ras JAK1

JAK3

PIP2

Bcl-2, Bcl-x, Kip1, cyclinE/Cdk2

2 jel szükséges a T-sejt aktivációhoz

1. Jel: TCR-CD3 komplex Antigén specifikus 2. Jel: ko-stimulációs jel

CD28 - B7 interakció NEM antigén specifikus

T-sejt differenciáció és proliferáció

Effektor ésmemória

T-sejtek

A T-sejt aktiváció kezdeti lépései

1. ITAM: Immunoreceptor Tirozin-alapú Aktivációs Motívum 2. TCR keresztkötés a ko-receptorok (CD4, CD3, CD45) 3. TcR közeli asszociációjához vezet

4. Protein tirozin kináz (PTK) Lck és Fyn aktiváció: CD45 foszfatáz egy gátló foszfát csoportot eltávolítása (Pi) + egy további foszfát csoport hozzáadása (Pa)

5. Fyn és Lck a CD3 komplex ITAM-jait foszforilálják 6. A ZAP-70 PTK a z-lánc ITAM-jaihoz dokkolódik és

foszforilálódik

Th differenciáció

Naív CD4

T-sejt

Treg

IL-2 FOXP3

RUNX1

Th2

Th2 citokin lókusz IL-12Rβ2 GATA3

Th17

IL-17 RORgt

RUNX1

Th1

T-bet IFNg

RUNX3

Th2 citokin lókusz

Anergia

TCR

a b g

d e e z z

CD28

Kalcium áram, NFAT aktiváció

GRB2 SOS

RAS

RAS GRP1 GDP

NFAT IL-12

Sejtmag

ZAP70 CD3

P DGKa

Foszfolipidek DAG

A TcR és FceR jelátvitel közti hasonlóságok

Lyn Lck

g g b

a IgE

ITAM FceRI

Antigén-specifikus receptor

Src-család kináz Syk-család kináz

ZAP-70 T sejtekben, NK sejtekben és a CLL egy alcsoportjában expresszálódik

Syk a legtöbb hematopoetikus sejtben megtalálható TCR

CD3

a b z z g

d e e

CD3

ITAM

Syk

ZAP-70 ZAP-70

Src és Syk család kinázainak jellemzői

• Src kinázok nyolc nem-receptor tirozin kináz (Src, Fyn, Yes, Lck, Lyn, Hck, Fgr and Blk), amik növekedési faktor/citokin receptorok

intracelluláris doménjeivel, GPCR-ekkel és integrinekkel lépnek

interakcióba. Az Src kináz család molekuláinak domén szerkezete nagy fokú hasonlóságot mutat.

• ZAP-70 a zéta-lánc-asszociált protein kináz 70 (70 a molekulasúly kDa- ban). A fehérje a Syk protein-tirozin kináz család tagja. ZAP-70 T-

sejtekben és NK-sejtekben expresszálódik, és a T-sejt jelátvitel beindításában van fontos szerepe.

• A ZAP-70-et B-sejtekben a krónikus limfoid leukémia (CLL) különböző formáinak elkülönítésére valamint prognosztikus markerként használják.

• A ZAP-70 kináz deficiencia immundeficienciához vezet.

Nem-receptor tirozin kinázok

Myr

Fes/Fer Syk/Zap70 Jak Tec Fak Ack Src Csk Srm Rak/Frk Brk/Sik

Abl

Cdc-42

Y Myr

PH

Y Y

Y Y

Y Y

Y Y

Y Y

Y

Y

Y

Y _SH2

PTK katalitikus

SH3

Integrin-kötés/JEF domén Kináz-szerű domén

Src család kinázainak jellemzői

Src család tagjai Expresszió

mintázata Izoformák Onkogén formák

Blk B-sejtel

Fgr Mieloid sejtek, B-sejtek

Onkogén fúzió a gag szekvenciával macska szarkóma vírusban, overexpresszió néhány leukémiában és limfómában

Fyn Ubiquiter T-sejt specifikus izofoma(Fyn T)

Hck Mieloid sejtek Két különböző transzlációs kezdet

Lck T-sejtek, NK-sejtek, agy Overexpresszió akut T-sejtes limfoid

leukémiában

Lyn Agy, B-sejtek, mieloid

sejtek

Két alternatív splicinggal létrejött

forma

Src Ubiquiter Neuron-specifikus izoforma

Mutálódik és csonka retrovírusokban;

csonka vastagbél tumorban;

overexpresszió emlő, hasnyálmirigy és egyéb tumorokban

Yes Ubiquiter

Onkogén fúzió a gag szekvenciával madár szarkóma vírusokban; magas expresszió vastagbél, melanoma malignum és egyéb tumorokban

Yrk Ubiquiter

A TcR/CD3 jelátviteli útvonal

Erk

PKCq

GRP Ras

PIP3

lkB

NF-kB Calcineurin

MKK3/6

p38

MKK4/7

JNK GRB2 PLCg1 LAT

SOS

VAV GADS

SLP76 ADAP NCK

Akt

IKKa IKKg IKKβ

NFAT NFAT

NFAT Raf

MEK1/2 CaM

Ras

lkBβ

Fos Jun Rel

NIK MEKKK Wasp

Calpain

Rac/

cdc42

MEKK Ca²⁺

Ca²⁺

Proteoszómális degradáció Proteoszómális

degradáció NF-kB

Rel lkBβ

a b g d e e z z Ca²⁺

Carma1 Bcl 10 Malt1

NF-kB Rel lkB

TCR CD4 CD45

PI3K CD28

Citoplazma

Sejtmag

IL-2 Gén

CRAC Channel

F-Aktin Csoportosulás Talin

LFA1

Actininin

ER

Intracelluláris Ca²⁺ raktár

Zap70 Lck

DAG PIP2

IP3