Изотип (иммунология) - Isotype (immunology)

Эта статья о белковых семьях. Для использования в других целях см. Изотип.
Некоторые антитела образуют комплексы которые связываются с несколькими молекулами антигена.
  1. Fab регион
  2. Fc регион
  3. Тяжелая цепь (синий) с одной переменной (VЧАС) домен, за которым следует постоянный домен (CЧАС1), шарнирная область и еще две постоянные (CЧАС2 и CЧАС3) домены
  4. Легкая цепь (зеленый) с одной переменной (VL) и одна константа (CL) домен
  5. Сайт связывания антигена (паратоп)
  6. Шарнирные области

В иммунология, антитела (иммуноглобулины (Ig) ) делятся на несколько типов, называемых изотипы или классы.Переменные (V) области около кончика антитела могут различаться от молекулы к молекуле бесчисленным количеством способов, что позволяет ему специфически нацеливаться на антиген (точнее, эпитоп Напротив, константные (C) области встречаются только в нескольких вариантах, которые определяют класс антитела. Антитела разных классов активируют различные эффекторные механизмы в ответ на антиген (запуск различных элементов врожденная иммунная система Они появляются на разных стадиях иммунного ответа, различаются особенностями строения и расположением на теле.[1]

Выражение изотипа отражает стадию созревания В клетка. Наивные В-клетки экспрессируют изотипы IgM и IgD с немутантными вариабельными генами, которые продуцируются из одного и того же исходного транскрипта после альтернативного сплайсинга. Экспрессия других изотипов антител (у людей: IgG, IgA и IgE) происходит посредством процесса переключение классов после воздействия антигена.[2] Переключение классов опосредуется ферментом AID (цитидин дезаминаза, индуцированная активацией ) и происходит после того, как В-клетка связывает антиген через его рецептор В-клеток. Переключение классов обычно требует взаимодействия с Т-хелперная клетка.[3][4]

В люди, Есть пять тяжелая цепь изотипы α, δ, γ, ε, μ, соответствующие пяти изотипам антител:

  • α – IgA, далее делятся на подклассы IgA1 и IgA2
  • δ – IgD
  • γ – IgG, далее делятся на подклассы от IgG1 до IgG4
  • ε – IgE
  • μ – IgM

Также есть два легкая цепь изотипы κ и λ; однако существенной разницы в функциях между ними нет. Таким образом, изотип антитела определяется только константными областями тяжелых цепей.[1]

IgM сначала экспрессируется в виде мономера на поверхности незрелых В-клеток. При антигенной стимуляции IgM + B-клетки секретируют пентамерные IgM-антитела, образованные пятью мономерами Ig, связанными дисульфидными связями. Пентамер также содержит J-цепь полипептида, которая связывает два мономера и способствует секреции на поверхности слизистой оболочки. Пентамерная структура антител IgM делает их эффективными при связывании антигенов с повторяющимися эпитопами (например, бактериальной капсулой, вирусным капсидом) и активации каскада комплемента. Поскольку антитела IgM экспрессируются на ранней стадии B-клеточного ответа, они редко бывают сильно мутированными и обладают широкой реакционной способностью к антигенам, что обеспечивает ранний ответ на широкий спектр антигенов без необходимости помощи Т-клеток.[5]

Изотипы IgD экспрессируются на наивных В-клетках, когда они покидают костный мозг и заселяют вторичные лимфоидные органы. Уровни поверхностной экспрессии изотипа IgD были связаны с различиями в статусе активации В-клеток, но их роль в сыворотке плохо изучена.[6]

Изотипы антител IgG, IgE и IgA генерируются после переключения классов во время реакции зародышевого центра и обеспечивают различные эффекторные функции в ответ на специфические антигены. IgG - это самый распространенный класс антител в сыворотке, который делится на 4 подкласса в зависимости от различий в структуре генов константной области и способности запускать различные эффекторные функции. Несмотря на высокое сходство последовательностей (идентичность на 90% на уровне аминокислот), каждый подкласс имеет различный период полужизни, уникальный профиль связывания антигена и отличную способность к активации комплемента. Антитела IgG1 являются наиболее распространенным классом IgG и доминируют в ответах на белковые антигены. Нарушение продукции IgG1 наблюдается в некоторых случаях иммунодефицита и связано с рецидивирующими инфекциями.[7] Ответы IgG на бактериальные капсульные полисахаридные антигены опосредуются в первую очередь через подкласс IgG2, и дефицит в этом подклассе приводит к восприимчивости к определенным видам бактерий.[8] IgG2 представляет собой основной подкласс антител, реагирующих на гликановые антигены, но подклассы IgG1 и IgG3 также наблюдались в таких ответах, особенно в случае конъюгатов белок-гликанов.[9]

IgG3 является эффективным активатором провоспалительных реакций, запуская классический путь комплемента.[10] Он имеет самый короткий период полураспада по сравнению с другими подклассами IgG.[11] и часто присутствует вместе с IgG1 в ответ на белковые антигены после вирусных инфекций.[12] IgG4 является наименее распространенным подклассом IgG в сыворотке крови и часто вырабатывается после многократного воздействия того же антигена или во время хронических инфекций.

IgA антитела секретируются в респираторном или кишечном тракте и действуют как основные медиаторы иммунитета слизистых оболочек.[13] Они являются мономерными в сыворотке, но появляются в виде димера, называемого секреторным. IgA (sIgA) на слизистых оболочках. Секреторный IgA связан с J-цепью и другой полипептидной цепью, называемой секреторным компонентом.[14] Антитела IgA делятся на два подкласса, которые различаются размером их шарнирной области.[15] IgA1 имеет более длинную шарнирную область, что увеличивает его чувствительность к бактериальным протеазам.[16] Следовательно, этот подкласс доминирует над IgA в сыворотке, тогда как IgA2 преимущественно обнаруживается в секретах слизистой оболочки. Фиксация комплемента с помощью IgA не является основным эффекторным механизмом на поверхности слизистой оболочки, но рецептор IgA экспрессируется на нейтрофилах, которые могут активироваться, опосредуя антитело-зависимую клеточную цитотоксичность.[17] Было также показано, что sIgA усиливает иммунный ответ в ткани кишечника за счет поглощения антигена вместе со связанным антителом дендритными клетками.[18]

IgE антитела присутствуют в периферической крови в самых низких концентрациях, но составляют основной класс антител при аллергических реакциях за счет вовлечения тучных клеток, эозинофилов и клеток Лангерганса.[19] Ответы на специфические гельминты также характеризуются повышенным уровнем антител IgE.[20]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Джейнвей, Калифорния; Трэверс, П; Уолпорт, М; и другие. (2001). "Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезнях. 5-е издание". NCBI. NCBI. Получено 2016-01-19.
  2. ^ Ставнезер, Джанет (1996). «Смена класса иммуноглобулинов». Текущее мнение в иммунологии. 8 (2): 199–205. Дои:10.1016 / s0952-7915 (96) 80058-6. PMID  8725943.
  3. ^ Альбертс, Брюс; Джонсон, Александр; Льюис, Джулиан; Рафф, Мартин; Робертс, Кейт; Уолтер, Питер (01.01.2002). «Хелперные Т-клетки и активация лимфоцитов». Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  4. ^ Чандра, Вивек; Бортник, Александра; Мюрр, Корнелис (01.09.2015). «Таргетинг AID: старые загадки и новые вызовы». Тенденции в иммунологии. 36 (9): 527–535. Дои:10.1016 / j.it.2015.07.003. ЧВК  4567449. PMID  26254147.
  5. ^ Чен, Дж., Боес, М. (1998). «Важнейшая роль природного иммуноглобулина М в немедленной защите от системной бактериальной инфекции». J Exp Med. 188 (12): 2381–6. Дои:10.1084 / jem.188.12.2381. ЧВК  2212438. PMID  9858525.
  6. ^ Achatz, G., Geisberger, R. (2006). «Загадка двойного выражения IgM и IgD». Иммунология. 118: 429–37. Дои:10.1111 / j.1365-2567.2006.02386.x. ЧВК  1782314. PMID  16895553.
  7. ^ Актон, Р. Т., Бартон, Дж. К. (2016). «Селективный субнормальный IgG1 у 54 взрослых пациентов с частыми или тяжелыми бактериальными инфекциями дыхательных путей». J Immunol Res. 2016: 1405950. Дои:10.1155/2016/1405950. ЧВК  4830719. PMID  27123464.
  8. ^ Out, T. A., Kuijpers, T. W. (1992). «Недостатки подкласса IgG и рецидивирующие пиогенные инфекции, невосприимчивость к бактериальным полисахаридным антигенам». Аллергол Иммунопатол (Мадр). 20: 28–34. PMID  1509985.
  9. ^ Йонсдоттир, И., Видарссон, Г. (1998). «Изотипы и опсонофагоцитоз антител пневмококка типа 6B, вызванных у младенцев и взрослых экспериментальной вакциной против пневмококка 6B-столбнячного анатоксина». Заразить иммунную. 66: 2866–70. ЧВК  108283. PMID  9596761.
  10. ^ Барандун, С., Морелл, А. (1972). «Подклассы IgG: изменение сывороточных концентраций у« нормальных »младенцев и детей». J Педиатр. 80 (6): 960–4. Дои:10.1016 / с0022-3476 (72) 80007-6. PMID  4623683.
  11. ^ Смит, К. И., Хассан, М. С. (1991). «Биологический период полужизни нормального и усеченного человеческого IgG3 у мышей scid». Eur J Immunol. 21 (5): 1319–22. Дои:10.1002 / eji.1830210534. PMID  2037016.
  12. ^ Варен Б., Линде Г. А. (1983). «Вирус-специфическая активность антител различных подклассов иммуноглобулинов G и A при цитомегаловирусных инфекциях». Заразить иммунную. 42: 237–44. ЧВК  264549. PMID  6311746.
  13. ^ Хондзё, Т., Фэгэрасан, С. (2001). «Переключение классов in situ и дифференцировка в IgA-продуцирующие клетки в собственной пластинке кишечника». Природа. 413 (6856): 639–43. Дои:10.1038/35098100. PMID  11675788.
  14. ^ Хильшманн, Н., Бастиан, А. (1992). «Внутри- и межцепочечные дисульфидные мостики человеческой J-цепи секреторного иммуноглобулина А». Биол Хем Хоппе-Зейлер. 373 (2): 1255–63. Дои:10.1515 / bchm3.1992.373.2.1255. PMID  1292512.
  15. ^ Перкинс, С. Дж., Фуртадо, П. Б. (2004). «Определение структуры раствора мономерного человеческого IgA2 с помощью рассеяния рентгеновских лучей и нейтронов, аналитического ультрацентрифугирования и моделирования с ограничениями: сравнение с мономерным человеческим IgA1». Дж Мол Биол. 338 (5): 921–41. Дои:10.1016 / j.jmb.2004.03.007. PMID  15111057.
  16. ^ Франдсен, Э. В., Килиан, М. (1992). «Биологическое значение протеаз IgA1 в бактериальной колонизации и патогенезе: критическая оценка экспериментальных данных». APMIS. 104 (1–6): 321–38. Дои:10.1111 / j.1699-0463.1996.tb00724.x. PMID  8703438.
  17. ^ Палезе, П., Малларки, К. Э. (2016). «Широко нейтрализующие гемагглютининовые антитела, специфичные для стеблей, вызывают мощный фагоцитоз иммунных комплексов нейтрофилами Fc-зависимым образом». мБио. 7 (5): e01624-16. Дои:10,1128 / мБио.01624-16. ЧВК  5050345. PMID  27703076.
  18. ^ ван Кутен, К., Хейстек, Х.С. (2002). «Незрелые дендритные клетки человека эффективно связывают и поглощают секреторный IgA без индукции созревания». J Immunol. 168: 102–7. Дои:10.4049 / jimmunol.168.1.102. PMID  11751952.
  19. ^ Уолпорт М., Джейнвей Калифорния младший (2001). Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезнях.
  20. ^ Гроенен, П. Дж, Аппенцеллер, С. (2015). «Анализ перегруппировки иммуноглобулинов из нескольких поражений у одного и того же пациента с использованием секвенирования следующего поколения». Гистопатология. 67 (6): 843–58. Дои:10.1111 / his.12714. PMID  25891511.

внешние ссылки