Паттерн-распознающие рецепторы и их сигнальные пути в реализации механизмов врожденного иммунитета при вирусных инфекциях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассматриваются особенности организации и функционирования паттерн-распознающих рецепторов и сигнальных путей в индукции развития противовирусного иммунного ответа. Распознавание антигенных структур вируса осуществляется патоген-ассоциированными молекулярными паттернами клеток врожденного иммунитета. Это Toll-подобные рецепторы, нуклеотид-связывающие олигомеризационные доменоподобные рецепторы, рецепторы лектина C-типа и RIG-I-подобные рецепторы. Функционирование этих рецепторных структур зависит от белковых молекул, обеспечивающих проведение сигналов активации. Это белки-адаптеры первичного ответа миелоидной дифференцировки 88, интерлейкин-1 рецептор-ассоциированная киназа, ядерный фактор-kB. Взаимодействия клеточных белков в активации сигнальных путей являются сложными и реакции рецептор-лиганд могут приводить к различным исходам в одной клетке, в большинстве случаев, приводящие к ограничению размножения вируса. Важным препятствием для эффективного распознавания вирусов и развития адекватного иммунного ответа является близкая организация вирусных антигенов и рецепторных структур клетки. С особенностями развития иммунного ответа связана роль белковых молекул LGP2, которые могут быть не только положительными, но и отрицательными регуляторами передачи сигналов возбуждения с внутриклеточных цитоплазматических геликазных рецепторов. Ряд вирусных белков ингибируют сигналы активации, что в итоге приводит к различным вариантам развития иммунного ответа. Особая роль принадлежит трансмембранному белку эндоплазматической сети, повышающему экспрессию интерферона β — стимулятора генов интерферона, обеспечивающих детекцию дезоксирибонуклеиновокислотных вирусов. Максимальная активация этого белка, обеспечивает эффективное развитие клеточного противовирусного иммунного ответа.

 

Об авторах

Александр Витальевич Москалев

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Email: alexmav195223@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3403-3850
SPIN-код: 8227-2647

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Борис Юрьевич Гумилевский

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: alexmav195223@yandex.ru
SPIN-код: 3428-7704
Scopus Author ID: 6602391269
ResearcherId: J-1841-2017

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Андрей Васильевич Апчел

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Автор, ответственный за переписку.
Email: apchelvya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7658-4856
SPIN-код: 4978-0785
Scopus Author ID: 6507529350
ResearcherId: Е-8190-2019

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Василий Николаевич Цыган

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Email: vn-t@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1199-0911
SPIN-код: 7215-6206

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Bowie A.G. TRIM-ing down Tolls // Nat Immunol. 2008. Vol. 9. P. 348–350. doi: 10.1038/ni0408-348
  2. Ahmad L., Mostowy S., Sancho-Shimizu S. Autophagy-Virus Interplay: From Cell Biology to Human Disease // Front Cell Dev Biol. 2018. Vol. 19. Р. 155. doi: 10.3389/fcell.2018.00155
  3. Shroff A., Nazarko T.Y. The Molecular Interplay between Human Coronaviruses and Autophagy // Cells. 2021. Vol. 10, No. 8. P. 20–22. doi: 10.3390/cells10082022
  4. Finlay B.B., McFadden G. Anti-immunology: evasion of the host immune system by bacterial and viral pathogens // Cells. 2006. Vol. 124, No. 4. P. 767–782. doi: 10.1016/j.cell.2006.01.034
  5. Gay N.J., Gangloff M. Structure and function of Toll receptors and their ligands // Annu Rev Biochem. 2007. Vol. 76. P. 141–165. doi: 10.1146/annurev.biochem.76.060305.151318
  6. Grove J., Marsh M. The cell biology of receptor-mediated virus entry // J Cell Biol. 2011. Vol. 195, No. 7. P. 1071–1082. doi: 10.1083/jcb.201108131
  7. Kumar H., Kawai T., Akira S. Pathogen recognition by the innate immune system // Int Rev Immunol. 2011. Vol. 30, No. 1. P. 16–34. doi: 10.3109/08830185.2010.529976
  8. Medzhitov R. Recognition of microorganisms and activation of the immune response // Nature. 2007. Vol. 449. P. 819–826. doi: 10.1038/nature06246
  9. Silverman R.H. Viral encounters with 2',5'-oligoadenylate synthetase and RNase L during the interferon antiviral response // J Virol. 2007. Vol. 81, No. 23. P. 12720–12729. doi: 10.1128/JVI.01471-07
  10. Towers G.J. The control of viral infection by tripartite motif proteins and cyclophilin A // Retrovirology. 2007. Vol. 4. P. 40–46. doi: 10.1186/1742-4690-4-40
  11. Trinchieri G., Sher A. Cooperation of Toll-like receptor signals in innate immune defence // Nat Rev Immunol. 2007. Vol. 7. P. 179–190. doi: 10.1038/nri2038
  12. Reizis B. Plasmacytoid Dendritic Cells: Development, Regulation, and Function // Immunity. 2019. Vol. 50, No. 1. P. 37–50. doi: 10.1016/j.immuni.2018.12.027
  13. Cullen B.R., Cherry S., tenOever B.R. Is RNA interference a physiologically relevant innate antiviral immune response in mammals? // Cell Host Microbe. 2013. Vol. 14, No. 4. P. 374–378. doi: 10.1016/j.chom.2013.09.011
  14. Behzadi P., García-Perdomo H.A., Karpiński T.M. Toll-Like Receptors: General Molecular and Structural Biology // J Immunol Res. 2021. Vol. 2021. ID 9914854. doi: 10.1155/2021/9914854
  15. Zipfel C. Plant pattern-recognition receptors // Trends Immunol. 2014. Vol. 35, No. 7. P. 345–351. doi: 10.1016/j.it.2014.05.004
  16. Diner B.A., Lum K.K., Javitt A., Cristea L.M. Interactions of the Antiviral Factor Interferon Gamma-Inducible Protein 16. NIFI16 Mediate Immune Signaling and Herpes Simplex Virus-1 Immunosuppression // Mol Cell Proteomics. 2015. Vol. 14, No. 9. P. 2341–2356. doi: 10.1074/mcp.M114.047068
  17. Gitlin L., Barchet W., Gilfillan S., et al. Essential role of mda-5 in type I IFN responses to polyriboinosinic: polyribocytidylic acid and encephalomyocarditis picornavirus // Proc Natl Acad Sci USA. 2006. Vol. 103, No. 22. P. 8459–8464. doi: 10.1073/pnas.0603082103
  18. Chahal J.S., Qi J., Flint S.J. The human adenovirus type 5 E1B 55 kDa protein obstructs inhibition of viral replication by type I interferon in normal human cells // PLoS Pathog. 2012. Vol. 8, No. 8. ID e1002853. doi: 10.1371/journal.ppat.1002853
  19. Takata M.A., Gonçalves-Carneiro D., Zang T.M., et al. CG dinucleotide suppression enables antiviral defence targeting non-self RNA // Nature. 2017. Vol. 550. P. 124–127. doi: 10.1038/nature24039
  20. Thapa R.J., Ingram J.P., Ragan K.B., et al. DAI Senses Influenza A Virus Genomic RNA and Activates RIPK3-Dependent Cell Death // Cell Host Microbe. 2016. Vol. 20, No. 5. P. 674–681. doi: 10.1016/j.chom.2016.09.014
  21. Hornung V., Hartmann R., Ablasser A., Hopfner K.-P. OAS proteins and cGAS: unifying concepts in sensing and responding to cytosolic nucleic acids // Nat Rev Immunol. 2014. Vol. 14. P. 521–528. doi: 10.1038/nri3719
  22. Ma Z., Damania B. The cGAS-STING defense pathway and its counteraction by viruses // Cell Host Microbe. 2016. Vol. 19, No. 2. P. 150–158. doi: 10.1016/j.chom.2016.01.010
  23. Maillard P.V., van der Veen A.G., Poirier E.Z., e Sousa C.R. Slicing and dicing viruses: antiviral RNA interference in mammals // EMBO J. 2019. Vol. 38, No. 8. ID e100941. doi: 10.15252/embj.2018100941
  24. Hornung V., Hartmann R., Ablasser A., et al. OAS proteins and cGAS: unifying concepts in sensing and responding to cytosolic nucleic acids // Nat Rev Immunol. 2014. Vol. 14, No. 8. P. 521–528. doi: 10.1038/nri3719
  25. Kaiser S.M., Malik H.S., Emerman M. Restriction of an extinct retrovirus by the human TRIM5alpha antiviral protein // Science. 2007. Vol. 316, No. 5832. P. 1756–1758. doi: 10.1126/science.1140579
  26. Lee H.K., Lund J.M., Ramanathan B., et al. Autophagy-dependent viral recognition by plasmacytoid dendritic cells // Science. 2007. Vol. 315, No. 5817. P. 1398–1401. doi: 10.1126/science.1136880
  27. Sun L., Wu J., Du F., et al. Cyclic GMP-AMP synthase is a cytosolic DNA sensor that activates the type I interferon pathway // Science. 2013. Vol. 339, No. 6121 P. 786–791. doi: 10.1126/science.1232458
  28. Hornung V., Hartmann R., Ablasser A., et al. OAS proteins and cGAS: unifying concepts in sensing and responding to cytosolic nucleic acids // Nat Rev Immunol. 2014. Vol. 14, No. 8. P. 521–528. doi: 10.1038/nri3719
  29. Kudchodkar S.B., Levine B. Viruses and autophagy // Rev Med Virol. 2009. Vol. 19, No. 6. P. 359–378. doi: 10.1002/rmv.630
  30. Hemann E.A., Green R., Turnbull J.B., et al. Interferon-λ modulates dendritic cells to facilitate T cell immunity during infection with influenza A virus // Nat Immunol. 2019. Vol. 20. P. 1035–1045. doi: 10.1038/s41590-019-0408-z
  31. Sun L., Wu J., Du F., et al. Cyclic GMP-AMP synthase is a cytosolic DNA sensor that activates the type I interferon pathway // Science. 2013. Vol. 339, No. 6121. P. 786–791. doi: 10.1126/science.1232458
  32. Thapa R.J., Ingram J.P., Ragan K.B., et al. DAI Senses Influenza A Virus Genomic RNA and Activates RIPK3-Dependent Cell Death // Cell Host Microbe. 2016. Vol. 20, No. 5. P. 674–681. doi: 10.1016/j.chom.2016.09.014
  33. van Gent M., Braem S.G.E., de Jong A., et al. Epstein-Barr virus large tegument protein BPLF1 contributes to innate immune evasion through interference with toll-like receptor signaling // PLoS Pathog. 2014. Vol. 10, No. 2. ID e1003960. doi: 10.1371/journal.ppat.1003960
  34. Wu J., Sun L., Chen X., et al. Cyclic GMP-AMP is an endogenous second messenger in innate immune signaling by cytosolic DNA // Science. 2013. Vol. 339, No. 6121. P. 826–830. doi: 10.1126/science.1229963

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. Взаимодействие cGAS/STING во врожденном иммунитете: дцДНК в цитоплазме (микробная с геномами ДНК, или из ядра клетки, или из поврежденных митохондрий) обнаруживается циклической синтазой GMP-AMP (cGAMP) (cGAS), которая активируется для синтеза циклического динуклеотида cGAMP(2'–5') в качестве его второй молекулы-мессенджера (с использованием субстратов ATP и GTP). cGAMP(2'–5'), затем связывается и активирует эндоплазматический ретикулум (ER)-резидентный рецептор STING (стимулятор генов интерферона). Активированный STING перемещается в аппарат Гольджи, где он связывается с TBK1 (TANK-связывающая киназа 1) для активации IRF3 и индуцирования активации NF-kB

Скачать (714KB)
Метаданные

© Москалев А.В., Гумилевский Б.Ю., Апчел В.Я., Цыган В.Н., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».