เซลล์นำเสนอแอนติเจน

เซลล์นำเสนอแอนติเจน ( APC ) หรือเซลล์เสริมคือเซลล์ที่แสดงแอนติเจนที่จับกับ โปรตีน คอมเพล็กซ์ความเข้ากันได้ทางเนื้อเยื่อหลัก (MHC) บนพื้นผิวของมัน กระบวนการนี้เรียกว่าการนำเสนอแอนติเจนเซลล์ T อาจจดจำคอมเพล็กซ์เหล่านี้ ได้โดยใช้ตัวรับเซลล์ T (TCR) เซลล์ APC จะประมวลผลแอนติเจนและนำเสนอต่อเซลล์ T
เซลล์เกือบทุกชนิดสามารถนำเสนอแอนติเจนได้ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง เซลล์เหล่านี้พบได้ในเนื้อเยื่อหลายประเภท เซลล์นำเสนอแอนติเจนโดยเฉพาะ เช่นแมโครฟาจเซลล์บีและเซลล์เดนดริติกจะนำเสนอแอนติเจนจากภายนอกให้กับเซลล์ทีช่วยในขณะที่เซลล์ที่ติดเชื้อไวรัส (หรือเซลล์มะเร็ง) สามารถนำเสนอแอนติเจนที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ให้กับเซลล์ทีทำลายเซลล์ได้ นอกเหนือจากโปรตีนในกลุ่ม MHC แล้ว การนำเสนอแอนติเจนยังอาศัยโมเลกุลส่งสัญญาณเฉพาะอื่นๆ บนพื้นผิวของทั้งเซลล์นำเสนอแอนติเจนและเซลล์ทีด้วย
เซลล์นำเสนอแอนติเจน (APC) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการตอบสนองภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว ที่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากทั้งการทำงานของเซลล์ทีชนิดทำลายเซลล์เป้าหมายและเซลล์ทีชนิดช่วยเหลือนั้นขึ้นอยู่กับ APC การนำเสนอแอนติเจนช่วยให้ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวมีความจำเพาะ และสามารถมีส่วนร่วมในการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อเชื้อโรคทั้งภายในและภายนอกเซลล์ นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการป้องกันเนื้องอกด้วย การรักษา มะเร็ง บางวิธี เกี่ยวข้องกับการสร้างAPC เทียมเพื่อกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวให้โจมตีเซลล์มะเร็ง
ประเภทและหน้าที่
เซลล์นำเสนอแอนติเจนแบ่งออกเป็นสองประเภท: เซลล์นำเสนอแอนติเจนแบบมืออาชีพและเซลล์นำเสนอแอนติเจนแบบไม่มืออาชีพ เซลล์ที่แสดงโมเลกุล MHC คลาส II พร้อมกับโมเลกุลกระตุ้นร่วมและตัวรับการจดจำรูปแบบมักเรียกว่าเซลล์นำเสนอแอนติเจนแบบมืออาชีพ[ 1 ] เซลล์ นำ เสนอแอนติเจน แบบไม่มืออาชีพจะแสดงโมเลกุล MHC คลาส I
เซลล์ T ต้องได้รับการกระตุ้นก่อนจึงจะสามารถแบ่งตัวและทำหน้าที่ได้ การกระตุ้นนี้เกิดขึ้นได้จากการโต้ตอบกับ APC ระดับมืออาชีพ ซึ่งนำเสนอแอนติเจนที่ตัวรับเซลล์ T รู้จัก APC ที่เกี่ยวข้องกับการกระตุ้นเซลล์ T มักจะเป็นเซลล์เดนดริติก เซลล์ T ไม่สามารถจดจำ (และดังนั้นจึงไม่สามารถตอบสนองต่อ) แอนติเจน "อิสระ" หรือแอนติเจนที่ละลายได้ พวกมันสามารถจดจำและตอบสนองต่อแอนติเจนที่ได้รับการประมวลผลและนำเสนอโดยเซลล์ผ่านโมเลกุลพาหะ เช่น โมเลกุล MHC เท่านั้น เซลล์ T ผู้ช่วยสามารถจดจำแอนติเจนภายนอกที่นำเสนอบน MHC คลาส II ได้ เซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์สามารถจดจำแอนติเจนภายในที่นำเสนอบน MHC คลาส I ได้ เซลล์ส่วนใหญ่ในร่างกายสามารถนำเสนอแอนติเจนให้กับ เซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ CD8+ผ่าน MHC คลาส I ได้ อย่างไรก็ตาม คำว่า "เซลล์นำเสนอแอนติเจน" มักใช้เพื่ออธิบาย APC ระดับมืออาชีพโดยเฉพาะ เซลล์ดังกล่าวแสดงโมเลกุล MHC คลาส I และ MHC คลาส II และสามารถกระตุ้นเซลล์ T ผู้ช่วย CD4 +เช่นเดียวกับเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ได้[ 2 ] [ 3 ]
นอกจากนี้ APC ยังสามารถนำเสนอลิพิด ต่างถิ่นและลิพิดของตัวเอง ให้กับเซลล์ T และเซลล์นักฆ่าตามธรรมชาติโดยใช้ โปรตีนตระกูล CD1ซึ่งมีโครงสร้างคล้ายกับตระกูล MHC คลาส I [ 4 ]
APC ระดับมืออาชีพ
APC ระดับมืออาชีพ หมายถึง APC ที่สามารถส่งสัญญาณทั้ง 3 สัญญาณที่จำเป็นต่อการกระตุ้นเซลล์ T ที่ยังไม่ได้รับการกระตุ้น (สัญญาณที่ 1 - แอนติเจนเอง ซึ่งเป็นสารประกอบเปปไทด์-MHC; สัญญาณที่ 2 - ลิแกนด์ร่วมกระตุ้น ; สัญญาณที่ 3 - ไซโตไคน์เพื่อนำทางการแบ่งขั้วของเซลล์ T) [ 5 ]ตามหลักการแล้ว pAPC มี 3 ประเภท ได้แก่ เซลล์เดนดริติก แมโครฟาจ และเซลล์ B เซลล์เหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงในการนำแอนติเจนเข้าสู่เซลล์ ไม่ว่าจะโดยการกลืนกิน (เช่น แมโครฟาจ) หรือโดยการนำเข้าสู่เซลล์ผ่านตัวรับ (เซลล์ B) โดยประมวลผลแอนติเจนให้เป็นชิ้นส่วนเปปไทด์ แล้วแสดงเปปไทด์เหล่านั้น (ที่จับกับโมเลกุล MHC คลาส II) บนเยื่อหุ้มเซลล์[ 1 ]เซลล์ T จะจดจำและโต้ตอบกับสารประกอบแอนติเจน-โมเลกุล MHC คลาส II บนเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์นำเสนอแอนติเจน จากนั้นเซลล์นำเสนอแอนติเจนจะสร้างสัญญาณกระตุ้นร่วมเพิ่มเติม ซึ่งนำไปสู่การกระตุ้นเซลล์ T การแสดงออกของโมเลกุลกระตุ้นร่วมและ MHC คลาส II เป็นคุณลักษณะเฉพาะของ APC ระดับมืออาชีพ[ 1 ] APC ระดับมืออาชีพทั้งหมดจะแสดงโมเลกุล MHC คลาส I ด้วยเช่นกัน[ 2 ]
เซลล์นำเสนอแอนติเจนแบบมืออาชีพหลักๆ ได้แก่ เซลล์เดนดริติก แมโครฟาจ และเซลล์บี[ 1 ]
เซลล์เดนไดรติก (DCs)
เซลล์เดนดริติกมีช่วงการนำเสนอแอนติเจนที่กว้างที่สุดและจำเป็นต่อการกระตุ้นเซลล์ T ที่ยังไม่ได้รับการกระตุ้น[ 1 ]เซลล์เดนดริติกนำเสนอแอนติเจนให้กับทั้งเซลล์ T ช่วยเหลือและเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ นอกจากนี้ยังสามารถทำการนำเสนอแบบไขว้ซึ่งเป็นกระบวนการที่พวกมันนำเสนอแอนติเจนภายนอกบนโมเลกุล MHC คลาส I ให้กับเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ การนำเสนอแบบไขว้ช่วยให้เซลล์ T เหล่านี้ได้รับการกระตุ้น[ 2 ]เซลล์เดนดริติกยังมีบทบาทในการสร้างความทนทานต่อภูมิคุ้มกันในส่วนปลายซึ่งมีส่วนช่วยในการป้องกันโรคภูมิต้านตนเอง[ 6 ]
ก่อนที่จะพบกับแอนติเจนจากภายนอก เซลล์เดนไดรต์จะแสดงโมเลกุล MHC class II และโมเลกุลร่วมกระตุ้นบนพื้นผิวเซลล์ในระดับต่ำมาก เซลล์เดนไดรต์ที่ยังไม่เจริญเต็มที่เหล่านี้ไม่มีประสิทธิภาพในการนำเสนอแอนติเจนให้กับเซลล์ทีเฮลเปอร์ เมื่อตัวรับการจดจำรูปแบบของเซลล์เดนไดรต์จดจำรูปแบบโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับเชื้อโรค แอนติเจนจะถูกกลืนกินและเซลล์เดนไดรต์จะถูกกระตุ้น ทำให้มีการเพิ่มการแสดงออกของโมเลกุล MHC class II นอกจากนี้ยังเพิ่มการแสดงออกของโมเลกุลร่วมกระตุ้นหลายตัวที่จำเป็นสำหรับการกระตุ้นเซลล์ที รวมถึงCD40และ B7 ซึ่ง B7 สามารถโต้ตอบกับCD28บนพื้นผิวของเซลล์ที CD4 + ได้ [ 2 ] [ 7 ] [ 8 ]จากนั้นเซลล์เดนไดรต์ก็กลายเป็น APC ที่เจริญเต็มที่และเป็นมืออาชีพ มันจะเคลื่อนจากเนื้อเยื่อไปยังต่อมน้ำเหลือง ซึ่งมันจะพบและกระตุ้นเซลล์ที[ 1 ]
แมโครฟาจ
แมคโครฟาจสามารถถูกกระตุ้นได้ด้วยการหลั่งอินเตอร์เฟรอนจาก ทีเซลล์ [ 9 ]หลังจากการกระตุ้นนี้ แมคโครฟาจจะสามารถแสดง MHC คลาส II และโมเลกุลร่วมกระตุ้น รวมถึงคอมเพล็กซ์ B7 และสามารถนำเสนอชิ้นส่วนเปปไทด์ที่ถูกฟาโกไซโตซิสให้กับทีเซลล์ช่วยได้[ 7 ] [ 8 ]การกระตุ้นสามารถช่วยให้แมคโครฟาจที่ติดเชื้อโรคกำจัดเชื้อได้[ 10 ] แมคโครฟาจ ซึ่งมาจากโมโนไซต์ ซึ่งเป็น เม็ดเลือดขาวชนิดหนึ่งจะไหลเวียนอยู่ในกระแสเลือดและเข้าสู่บริเวณที่ได้รับผลกระทบ และเปลี่ยนแปลงจากโมโนไซต์เป็นแมคโครฟาจ ที่บริเวณที่ได้รับผลกระทบ แมคโครฟาจจะล้อมรอบบริเวณที่ติดเชื้อหรือเนื้อเยื่อเสียหายด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ในกลไกที่เรียกว่าฟาโกไซโตซิส[ 11 ]
เซลล์บี
เซลล์ Bสามารถนำแอนติเจนที่จับกับตัวรับเซลล์ B ของพวกมันเข้าไปภายในเซลล์และนำเสนอต่อเซลล์ T ผู้ช่วยได้[ 1 ]ต่างจากเซลล์ T เซลล์ B สามารถจดจำแอนติเจนที่ละลายได้ซึ่งตัวรับเซลล์ B ของพวกมันจำเพาะต่อแอนติเจนนั้นได้ จากนั้นพวกมันสามารถประมวลผลแอนติเจนและนำเสนอเปปไทด์โดยใช้โมเลกุล MHC คลาส II เมื่อเซลล์ T ผู้ช่วยที่มี TCR ที่จำเพาะต่อเปปไทด์นั้นจับกัน เครื่องหมายเซลล์ B CD40 จะจับกับ CD40L บนพื้นผิวเซลล์ T เมื่อถูกกระตุ้นโดยเซลล์ T เซลล์ B สามารถเกิดการเปลี่ยนไอโซไทป์ของแอนติบอดี การเจริญเติบโตของความสัมพันธ์ ตลอดจนการสร้างเซลล์ความจำได้[ 2 ]
APC ที่ไม่ใช่มืออาชีพ
เซลล์นำเสนอแอนติเจนที่ไม่ใช่มืออาชีพ ได้แก่ เซลล์ที่มีนิวเคลียสทุกชนิดในร่างกาย เซลล์เหล่านี้ใช้โมเลกุล MHC คลาส I ที่เชื่อมต่อกับเบต้า-2 ไมโครโกลบูลินเพื่อแสดงเปปไทด์ภายในเซลล์บนเยื่อหุ้มเซลล์ เปปไทด์เหล่านี้มีต้นกำเนิดภายในเซลล์เอง ซึ่งแตกต่างจากแอนติเจนภายนอกที่แสดงโดย APC มืออาชีพโดยใช้โมเลกุล MHC คลาส II เซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์สามารถโต้ตอบกับแอนติเจนภายในเซลล์ที่นำเสนอโดยใช้โมเลกุล MHC คลาส I ได้[ 2 ]โดยทั่วไปแล้ว APC ที่ไม่ใช่มืออาชีพจะไม่แสดงโมเลกุล MHC คลาส II อย่างไรก็ตาม มีการสังเกตว่าการนำเสนอแอนติเจนไปยังเซลล์ CD4 +ผ่าน MHC คลาส II ไม่ได้จำกัดเฉพาะ APC มืออาชีพแบบดั้งเดิมเท่านั้น เม็ดเลือดขาวอื่นๆ รวมถึงแกรนูโลไซต์ เช่น เซลล์มาสต์และนิวโทรฟิล สามารถถูกกระตุ้นให้ทำเช่นนั้นได้ เช่นเดียวกับเซลล์บุผนังหลอดเลือดและเซลล์บุผนังหลอดเลือดภายใต้สถานการณ์บางอย่าง ถึงกระนั้นก็ยังมีหลักฐานน้อยมากที่แสดงว่า APC ที่ผิดปกติเหล่านี้สามารถกระตุ้นเซลล์ T CD4 + ที่ยังไม่ได้รับการกระตุ้นได้ [ 1 ]
ปฏิสัมพันธ์กับทีเซลล์
หลังจากที่เซลล์เดนไดรต์กลืนกินเชื้อโรคแล้ว พวกมันมักจะอพยพไปยังเครือข่ายหลอดน้ำเหลือง ขนาดใหญ่ และถูกพาไปตามกระแสน้ำเหลืองไปยังต่อมน้ำ เหลืองที่รับ น้ำเหลือง ต่อมน้ำเหลืองแต่ละแห่งเป็นจุดรวมที่ APC สามารถโต้ตอบกับเซลล์ T ได้[ 1 ]ในระหว่างการอพยพ DC จะผ่านกระบวนการเจริญเติบโต: พวกมันสูญเสียความสามารถส่วนใหญ่ในการกลืนกินเชื้อโรคต่อไป และพวกมันเจริญเติบโตโดยการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของ MHC และโมเลกุลร่วมกระตุ้นบนพื้นผิว รวมถึงการผลิตไซโตไคน์ที่เพิ่มขึ้น แอนติเจนที่ถูกดูดซึมเข้าไปจะถูกย่อยเป็นเปปไทด์ขนาดเล็กที่มีอีพิโทปซึ่งจากนั้นจะถูกนำเสนอต่อเซลล์ T โดย MHC [ 2 ] [ 12 ]
เซลล์ B อาศัยอยู่ในต่อมน้ำเหลือง เมื่อตัวรับของเซลล์ B จับกับแอนติเจนแล้ว เซลล์ B ก็จะสามารถทำงานร่วมกับเซลล์ T ผู้ช่วยที่ถูกกระตุ้นได้ ดังที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น
เซลล์เดนไดรติกที่โต้ตอบกับเซลล์ทีเฮลเปอร์ที่ถูกกระตุ้นแล้วสามารถได้รับใบอนุญาตได้[ 13 ]กระบวนการนี้เกิดขึ้นผ่านการโต้ตอบของโมเลกุลร่วมกระตุ้น ได้แก่ B7 และ CD40 บนเซลล์เดนไดรติก กับ CD28 และ CD40 ligand บนเซลล์ที เฉพาะเซลล์เดนไดรติกที่ได้รับใบอนุญาตเท่านั้นที่สามารถกระตุ้นเซลล์ทีไซโทสโตท็อกซิกได้ การให้ใบอนุญาตเซลล์ทีแก่เซลล์เดนไดรติกเป็นกุญแจสำคัญในการกระตุ้นเซลล์ทีไซโทสโตท็อกซิกสำหรับเชื้อโรคหลายชนิด แม้ว่าขอบเขตที่ต้องการความช่วยเหลือจากเซลล์ทีอาจแตกต่างกันไป[ 14 ]
ในโมเลกุล MHC คลาส I และคลาส II มีเพียงอีพิโทปบางส่วนของเปปไทด์ที่ถูกนำเข้าสู่ภายในเท่านั้นที่สามารถนำเสนอได้ อีพิโทปเหล่านี้เรียกว่าอีพิโทปเด่นทางภูมิคุ้มกัน[ 15 ]
ในการรักษาโรคมะเร็ง
โดยธรรมชาติแล้ว APC มีบทบาทในการต่อสู้กับเนื้องอก ผ่านการกระตุ้นเซลล์ B และเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ ให้สร้างแอนติบอดีต่อแอนติเจนที่เกี่ยวข้องกับเนื้องอกและฆ่าเซลล์มะเร็งตามลำดับ เซลล์เดนดริติกซึ่งนำเสนอแอนติเจนเฉพาะของเนื้องอกให้กับเซลล์ T เป็นกุญแจสำคัญในกระบวนการนี้ การรักษามะเร็งได้รวมถึงการรักษาผู้ป่วยด้วยเซลล์เดนดริติกหรือเซลล์ T ที่จำเพาะต่อมะเร็งในจำนวนที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม การรักษาแบบใหม่ได้หันมาใช้เซลล์นำเสนอแอนติเจนเทียมที่ได้รับการดัดแปลงทางพันธุกรรม ซึ่งออกแบบมาเพื่อกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันให้โจมตีเซลล์มะเร็งAPC เทียม บางชนิด ได้มาจากเซลล์มนุษย์ บางชนิดไม่มีเซลล์ แต่มีโปรตีน MHC โมเลกุลร่วมกระตุ้น และเปปไทด์ที่จำเป็น[ 16 ] [ 17 ]
สารกระตุ้น APC IMP321กำลังอยู่ระหว่างการทดสอบในการทดลองทางคลินิกเพื่อเร่งปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันเพื่อกำจัดมะเร็งเต้านมหรือมะเร็งผิวหนังที่ แพร่กระจาย [ 18 ] [ 19 ]
อ่านเพิ่มเติม
- Kindt TJ, Goldsby RA (2007). ภูมิคุ้มกันวิทยาของ Kuby ( ฉบับที่ 6). WH Freeman.
ลิงก์ภายนอก
- แอนติเจน: การย่อยสลายของโปรตีเอสบนYouTube –แอนิเมชั่น PMAP
- เซลล์นำเสนอแอนติเจน (Antigen-Presenting+Cells) ในหัวข้อทางการแพทย์ (Medical Subject Headings หรือ MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (US National Library of Medicine )