Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése 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 orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése 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 T-sejt receptor jelátvitel

Transzkripciós faktorok szerepe a timociták fejlődésében HES-1, GATA-3 Sox4, HEB, NFATc Ikaros E2A, STAT5 TCF-1-Lef-1, NF-kB, p53 Transzkripciós faktorok Felszíni receptorok Notch-1 c-Kit, IL-7Ra-gc TCRab Frizzled receptor, Halál receptor, pre-TCR CD4- CD8+ SP CD4+ CD8- HSC DN1 CD44+ CD25- DN2 CD44+ CD25+ DN3 CD44- CD25+ DN4 CD44- CD25- DP CD4+ CD8+ b-szelekció Elköteleződés Pre-TCR ellenőrző pont TCRab Ellenőrző pont

Th - Tc sejt döntés Pozitív szelekció Elköteleződés Utó-elköteleződés CD4+ CD8- CD8+ CD4- Pozitív szelekció Elköteleződés Utó-elköteleződés TOX RUNX Nincs TOX Apoptózis Nincs GATA3 vagy MYB GATA3 MYB ThPOK CD4hi CD8hi CD4mid CD8mid 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 CD4/CD8 CD28 CD80/CD86 CD2 CD48/CD59 LFA1 ICAM1 CTLA4 TCR Peptid-MHC CD3 APC T sejt PI3K SHIP2 ZAP70

Ko-stimulációs utak, amik a TcR jelátvitelt szabályozzák g d e z CD28 Plazma membrán Kalcium áram, NFAT aktiváció MAPK aktiváció, AP1 kialakulás GRB2 SOS RAS GRP1 DAG GTP NFAT FOS JUN IL-12 Sejtmag ZAP70 AP1 CD3

ZAP-70 kináz kötődése (Zéta- lánc Asszociált Protein kináz 70 kDa) APC Peptid-MHCII Peptid-MHCII CD4 CD4 b a TCR b a TCR CD3 CD3 z z g e e d z z g e e d Lck Lck T-sejt Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y P Y Y Y Y Downstream jelek Gén transzkripció T- sejt aktiváció P P ZAP-70 P Y Y P ZAP-70 P Y Y P P P P P 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.

A ZAP-70 kináz foszforilációs helyei 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 Fas TNFaR FasL TNFa Aktiváció 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 Lck Fyn ZAP70 PLCg1 CaM PKCa PKCb PKCf CaN Ca2+ NFATc, NF-kB, Jun/Fos, NFATn, c-Rel, IkB, Oct-1 Sejt proliferáció IL-2Ra IL-2Rb IL-2Rg IL-2 Lyk Syk SHC STAT3 STAT5a STAT5b JAK1 JAK3 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 ITAM: Immunoreceptor Tirozin-alapú Aktivációs Motívum TCR keresztkötés a ko-receptorok (CD4, CD3, CD45) TcR közeli asszociációjához vezet Protein tirozin kináz (PTK) Lck és Fyn aktiváció: CD45 foszfatáz egy gátló foszfát csoportot eltávolítása (Pi) + egy további foszfát csoport hozzáadása (Pa) Fyn és Lck a CD3 komplex ITAM-jait foszforilálják A ZAP-70 PTK a z-lánc ITAM-jaihoz dokkolódik és foszforilálódik

Th differenciáció Naív CD4+ T-sejt Th1 Th17 Treg Th2 T-bet IFN RORgt RUNX3 RUNX1 IL-17 Th2 citokin lókusz Th2 Treg IL-12Rβ2 FOXP3 GATA3 RUNX1 Th2 citokin lókusz IL-2

Anergia TCR a b g d e z CD28 Kalcium áram, NFAT aktiváció GRB2 SOS RAS GRP1 GDP NFAT IL-12 Sejtmag ZAP70 CD3 P DGKa Foszfolipidek DAG

A TcR és FceR jelátvitel közti hasonlóságok Lyn Lck 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 z d e Syk 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 SH3-kötő régió DNS Aktin Cdc-42 Y PH 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 Neuron-specifikus izoforma Mutálódik és csonka retrovírusokban; csonka vastagbél tumorban; overexpresszió emlő, hasnyálmirigy és egyéb tumorokban Yes Onkogén fúzió a gag szekvenciával madár szarkóma vírusokban; magas expresszió vastagbél, melanoma malignum és egyéb tumorokban Yrk

A TcR/CD3 jelátviteli útvonal  b     CRAC Channel LFA1 TCR CD4 CD45 CD28 Ca2+ Csoportosulás GRB2 LAT PLC1 SOS VAV GADS SLP76 ADAP NCK Actininin Talin Lck Zap70 PI3K Ca2+ CaM PIP2 PKC PIP3 Calpain Calcineurin DAG Carma1 F-Aktin Bcl 10 Malt1 Wasp Akt Rac/ cdc42 Ras GRP Ca2+ IP3 MEKKK NF-B Rel lBβ Ras NIK Intracelluláris Ca2+ raktár MEKK NFAT ER Raf IKK IKK IKKβ MKK3/6 MKK4/7 lBβ Proteoszómális degradáció MEK1/2 NF-B Rel lB NFAT p38 JNK Erk lB Proteoszómális degradáció Citoplazma Sejtmag membrán NFAT Fos Jun NF-B Rel Sejtmag IL-2 Gén