Přeskočit na obsah

L-selektin

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

L-selektin, také známý jako CD62L nebo také SELL, je buněčná adhezní molekula nacházející se na buněčném povrchu leukocytů a je rovněž exprimována preimplantačním embryem. Patří do selektinové rodiny membránových glykoproteinů, které rozpoznávají sialylované sacharidové skupiny obsahující determinanty Sialyl LewisX (sLeX), což jsou proteiny patřící do diferenciační skupiny 15s (CD15s).[1] L-selektin hraje důležitou roli ve vrozených i adaptivních imunitních reakcích tím, že usnadňuje adhezi leukocytů na povrch endoteliálních buněk v průběhu diapedézy.[2] Tyto vazné interakce jsou nezbytné pro transport monocytů a neutrofilů do místa zánětu, stejně jako pro navádění lymfocytů do sekundárních lymfoidních orgánů, tzv. homing.[3] L-selektin je také exprimován lymfoidně aktivovanými hematopoetickými kmenovými buňkami a může se podílet na migraci těchto kmenových buněk do primárních lymfoidních orgánů.[4] Kromě své funkce v imunitní odpovědi je L-selektin exprimován na embryonálních buňkách a usnadňuje připojení blastocysty k endotelu endometria během implantace lidského embrya.[5]

L-selektin, jakožto zástupce transmembránových glykoproteinů I. typu, můžeme strukturně rozdělit na několik oblastí. Na N-terminálním konci je lektinovou doménu závislá na vápníku (C-typ), k ní je přilehlá doména podobná epidermálnímu růstovému faktoru (EGF), následují dvě domény s krátkými konsenzuálními repeticemi (SCR), extracelulárním místem štěpení, krátkou transmembránovou částí procházející membránou a cytoplazmatický konec o délce 17 aminokyselin.[6]

Povaha interakcí mezi L-selektinem a ligandem zavisí na mnoha okolnostech především na lokaci anatomicky definovaných míst cevních stěn (perivaskulární, extravaskulární a intravaskulární).

Vzhledem k různorodosti ligandů L-selektinu poskytují signály, které se šíří za L-selektinem, informace o pozici leukocytu v rámci vícestupňové adhezní kaskády (vázání, rolování, adheze a transmigrace).

Zatímco ligandy L-selektinu na apikální straně endotelu byly dlouho charakterizovány jako receptory pro vazbu a valivý pohyb, glykany obohacené na bazolaterální straně a v bazální membráně pravděpodobně řídí zcela jiné signály. Životnost vazby L-selektinu s apikálními ligandy se bude pohybovat v řádu milisekund, tak oproti tomu adheze závislá na L-selektinu v mikroprostředí bez hydrodynamického smykového napětí (např. uvnitř transmigrujících pseudopodů) bude trvat od sekund do minut.

  • GlyCAM-1, proteoglykanový ligand exprimovaný endoteliálními buňkami venul lymfatických uzlin.
  • CD34, nalezený na endoteliálních buňkách tonsil.[7]
  • MadCAM-1, exprimovaný endoteliálními buňkami lymfoidní tkáně asociované se střevem a mezenterickými uzlinami, MAdCAM-1 je také ligandem pro integrinový receptor pro navádění lymfocytů do Peyerových plaků.[8]
  • PSGL-1 se váže s nízkou afinitou.

V biochemických pokusech bylo prokázáno, že řada proteinů může reagovat i s cytoplazmatickým koncem L-selektinu (především pomocí imunoprecipitačních technik). Cytoplazmatický konec L-selektinu je vysoce bazický a může přitahovat pozitivní vazebné látky z buněčných lyzátů. Mezi ověřené ligandy cytoplazmatického konce L-selektinu patří:

  • Kalmodulin (CaM), se konstitutivně váže na L-selektin klidových buněk s předpokládá se, že jeho interakce činí extracelulární štěpné místo odolné vůči proteolytickému útoku[9]
  • Proteinkináza C (PKC), k interakci s PKC a k fosforylaci serinů na ocase L-selektinu dochází během vylučování nebo po něm[10]
  • Alfa-aktinin, protein zesíťující aktinová vlákna, nesvalový alfa-aktinin se specificky váže na cytoplazmatické konce molekul buněčné adheze, včetně L-selektinu[11]
  • AP-1 komplex, byla prokázána vazba L-selektinu na protein komplexu AP-1 s vezikuly pokrytými klathrinem.

Genová exprese L-selektinu

[editovat | editovat zdroj]
Membránový glykoprotein L-selektin (známý jako CD62 nebo též SELL), kódovaný genem sell

L-selektin je exprimován konstitutivně na povrchu většiny cirkulujících leukocytů. Postupem času jsou tyto molekuly L-selektinu uvolňovány procesem obnovování ektodomény, tzv. sheddingu a jsou nahrazeny nově syntetizovanými proteiny. Odstranění ektodomény je z velké části dosaženo prostřednictvím štěpení za pomocí enzymu metaloproteázy z proteinové rodiny ADAM17.

Lidský gen pro L-selektin (sell) se nachází na dlouhém raménku chromozomu 1 (1q24.2) a je uspořádán v tandemu s dalšími geny pro ostatní selektiny, a to v pořadí: L-, P- a E-selektin).[12]

L-selektin se skládá z deseti exonů, které pokrývají oblast přibližně o velikosti ~21,0 kb. Transkripční faktor FOXO1, znám zejména regulací signalizace inzulínu, reguluje též transkripci lidského genu pro L-selektin.[13] Experimenty na myším genu pro sell, probíhající za pomocí metody imunoprecipitace chromozomů, prokázali i další transkripční faktory jako jsou Mzf1, Klf2, Sp1, Ets1 a Irf1.[14] Myší gen pro sell má na rozdíl od lidského 9 exonů.

Následný splicing exonů do zralé mRNA se překládá za vzniku proteinového produktu s předpokládanou molekulovou hmotností 30 kDa. Skutečná molekulová hmotnost L-selektinu se však u jednotlivých buněčných typů liší - pohybuje se od 65 kDa u lymfocytů až po 100 kDa u neutrofilů a je způsobena glykosylací specifickou pro daný buněčný typ.[15][16] Většina glykoproteinů podléhá buď N-, nebo O-vázané glykosylaci a je velmi pravděpodobné, že typ glykosylace L-selektinu určuje specifické funkce jednotlivých buněk, ale to nebylo dosud podrobněji zkoumáno.

Exprese L-selektinu na buňkách

L-selektin je exprimován na naivních T buňkách a po jejich aktivaci je rychle vyloučen. Zralé centrální paměťové T buňky exprimují L-selektin, zatímco efektorové paměťové buňky ne. Exprese L-selektinu je reaktivována v cytotoxických T buňkách, jakmile opustí lymfatické uzliny.[17] L-selektin tedy prokazatelně řídí cirkulaci CD8+ T buněk mezi lymfatickými uzlinami a periferními tkáněmi, přičemž exprese CD62L CD8+T buňkami podporuje jejich recirkulaci lymfatickými uzlinami. L-selektin se tak podílí na osudu adoptivně přenesených CD8+ T buněk a může řídit jejich účinnost při imunoterapii rakoviny,[18] což v praxi lze využít při adoptivní buněčné terapii (ACT) pomocí T-lymfocytů, kdy se pacientovi podá transfuze krve s velkou popuplací T-lymfocytů.

L-selektin je také exprimován naivními B buňkami, přičemž ztráta L-selektinu rozlišuje aktivované B buňky předurčené k diferenciaci na buňky plazmatické.

L-selektin je exprimován na většině cirkulujících neutrofilů a klasických monocytů, jak již bylo zmíněno výše. Exprese L-selektinu v neutrofilech klesá se stárnutím neutrofilů a u monocytů dochází k postupné ztrátě L-selektinu během transendoteliální migrace.

Exprese L-selektinu je též pozorovatelná na oocytech a embryích v raném stádiu. Lidské endometriální epiteliální buňky v časné sekreční fázi exprimují vysoké hladiny glykolaxové vrstvy s antiadhezivním MUC1, který nese četné krátké sacharidové řetězce a někdy funguje jako ligand L-selektinu. Vzhledem k tomu, že lidské blastocysty exprimují L-selektin, může blastocysta interagovat s ligandem L-selektinu neseným na vrstvě glykokalyxu MUC1, který byl předtím downregulován a přichytit se na endometriální epitel a umožnit tak zakotvení ve stěně dělohy.[5] Exprese L-selektinu klesá do 17. týdne těhotenství a zůstává nízká nebo skoro žádná až do porodu.

L-selektin působí jako naváděcí, tzv. homing receptor pro lymfocyty, které vstupují do sekundárních lymfoidních tkání přes endoteliální venuly. Recirkulace zralých lymfocytů v sekundárních lymfoidních orgánech je nezbytná k tomu, aby se na jakýkoli antigen dostal celý repertoár antigenních receptorů organismu. Lymfocyty opouštějí krev tím, že se vážou na a migrují mezi specializovanými endoteliálními buňkami přítomnými v postkapilárních venulách většiny sekundárních lymfoidních orgánů a vzhledem k jejich morfologii endotelu, který je buického vzhledu bývají označovány jako HEV (high endothelial venules).[19] L-selektin zprostředkovává vazbu lymfocytů k endotelu venul periferních lymfatických uzlin a hraje také roli při náboru všech tříd leukocytů do míst zánětu.

Ligandy přítomné na endoteliálních buňkách se budou vázat na lymfocyty exprimující L-selektin, zpomalí transport lymfocytů krví a usnadní vstup do sekundárního lymfoidního orgánu v tomto bodě. Receptor se běžně nachází na buněčných površích T buněk. Naivní T-lymfocyty, které se ještě nesetkali se svým specifickým antigenem, musí vstoupit do sekundárních lymfatických uzlin, aby se setkaly se svým antigenem. Centrální paměťové T-lymfocyty, které se setkaly s antigenem, exprimují L-selektin, aby se lokalizoval v sekundárních lymfoidních orgánech. Zde sídlí připraveny k proliferaci po opětovném setkání s antigenem. Efektorové paměťové T-lymfocyty neexprimují L-selektin, protože cirkulují na periferii a po setkání s antigenem mají okamžité efektorové funkce. Vysoká exprese L-selektinu na progenitorových buňkách lidské kostní dřeně je časnou známkou toho, že se buňky zavázaly k lymfoidní diferenciaci.[20]

Neutrofily a monocyty

[editovat | editovat zdroj]

Podobně jako jeho úloha při navádění lymfocytů do sekundárních lymfoidních tkání, L-selektin exprimovaný na povrchu monocytů a neutrofilů je nezbytný pro usnadnění první fáze adheze k buňkám venulového epitelu (známé jako „rolling stage“) a dále L-selektin reguluje pohyb neutrofilů do míst zánětu. Adheze k aktivovaným epiteliálním buňkám je kritickým krokem v imunitní odpovědi, protože umožňuje těmto imunitním buňkám migrovat z krevního řečiště do zanícené tkáně. Prodloužené rolování a transmigrace neutrofilů může vyvolat uvolňování L-selektinu z plazmatické membrány neutrofilů. Aktivace p38 MAPK pohání toto zbavování se L-selektinu (zejména jeho ektodomény) což působí jako sebeomezující mechanismus, kterým se L-selektin může chovat jako adhezní molekula a signální receptor, není to však striktní podmínkou pro migraci neutrofilů do zanícené tkáně. Dále bylo také zjištěno, že fragment vázaný na membránu, který zůstal po štěpení L-selektinu, hraje kritickou roli v intersticiální chemotaxi neutrofilů podél cytokinového gradientu. Neutrofily nasáté z tekutiny akutně vzniklých kožních puchýřů se ukázaly být značeny (např. CD11b pozitivní) a L-selektin negativní. Tato pozorování naznačují, že mechanismy migrace neutrofilů směrem k akutnímu nebo chronickému zánětu by se mohly lišit v expresi a obratu adhezních molekul. Zdá se totiž, že exprese chemokinových receptorů na neutrofilech a řada cytokinů a chemokinů v mikroprostředí synoviální a puchýřové tekutiny se radikálně liší.[21]

K vylučování L-selektinu dochází také v monocytech; avšak v těchto buňkách je vylučování spouštěno pouze během transendoteliální migrace a nikoli v dřívějších fázích procesu adheze.[12] Specifické uvolňování L-selektinu z předních migračních front transmigrujících monocytů naznačuje, že tento proces hraje roli při usnadňování směrové migrace těchto buněk.[12]

L-selektin je také přítomen na povrchu trofoblastů blastocysty před implantací do děložní stěny. Podobně jako jeho funkce v lymfocytech, L-selektin působí jako receptor pro usnadnění adheze embrya k místu invaze na povrchovém epitelu děložního endometria. Lidské blastocystě vstupující do děložní dutiny brání v přilnutí k povrchovým epitelům endometria silně glykosylovaná vrstva MUC1, s výjimkou epitelů, které exprimují ligand L-selektinu. Blastocysta slabě interaguje na glykokalyxovou vrtsvu endometria a během této interakce začne lokálně vylučovat lidský choriový gonadotropin (hCG) na povrchové epitelie endometria a indukuje expresi trofininu v epiteliálních buňkách endometria a zároveň snižuje antiadhezivní faktor MUC-1. Odstranění MUC-1 obnaží oligosacharidové ligandy děložního epitelu, čímž se umožní přímý kontakt buněk trofoektodermu blastocysty s trofoninem exprimovaným v pinopodech edometriálního epitelu. Buňky trofektodermu s pinopody se pak silně spojují vazbou trofinin-trofinin.[5]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku L-selectin na anglické Wikipedii.

  1. ISHIDA, H.; KOYAMA, I.; SAWADA, T. Sialyl Lewis(x) (CD15s) monitoring as a means to select antirejection therapy in patients with rejection after renal transplantation: CD15s monitoring for treatment and diagnosis in patients with acute rejection after renal transplantation. Transplantation. 2000-05-27, roč. 69, čís. 10, s. 2208–2211. PMID: 10852628. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0041-1337. DOI 10.1097/00007890-200005270-00046. PMID 10852628. 
  2. CARLOS, T. M.; HARLAN, J. M. Leukocyte-endothelial adhesion molecules. Blood. 1994-10-01, roč. 84, čís. 7, s. 2068–2101. PMID: 7522621. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0006-4971. PMID 7522621. 
  3. ROSEN, Steven D. Ligands for L-selectin: homing, inflammation, and beyond. Annual Review of Immunology. 2004, roč. 22, s. 129–156. PMID: 15032576. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0732-0582. DOI 10.1146/annurev.immunol.21.090501.080131. PMID 15032576. 
  4. ISLAMI, Maryam; PAYANDEH, Zahra; DALIR ABDOLAHINIA, Elaheh. Fucosylated umbilical cord blood hematopoietic stem cell expansion on selectin-coated scaffolds. Journal of Cellular Physiology. 2019-12, roč. 234, čís. 12, s. 22593–22603. PMID: 31102280. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 1097-4652. DOI 10.1002/jcp.28825. PMID 31102280. 
  5. a b c FUKUDA, Michiko N.; SUGIHARA, Kazuhiro. An integrated view of L-selectin and trophinin function in human embryo implantation. The Journal of Obstetrics and Gynaecology Research. 2008-04, roč. 34, čís. 2, s. 129–136. PMID: 18412772 PMCID: PMC2726777. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 1341-8076. DOI 10.1111/j.1447-0756.2008.00776.x. PMID 18412772. 
  6. RAHMAN, Izajur; COLLADO SÁNCHEZ, Aida; DAVIES, Jessica. L-selectin regulates human neutrophil transendothelial migration. Journal of Cell Science. 2021-02-08, roč. 134, čís. 3, s. jcs250340. PMID: 33408247 PMCID: PMC7888707. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 1477-9137. DOI 10.1242/jcs.250340. PMID 33408247. 
  7. PURI, K. D.; FINGER, E. B.; GAUDERNACK, G. Sialomucin CD34 is the major L-selectin ligand in human tonsil high endothelial venules. The Journal of Cell Biology. 1995-10, roč. 131, čís. 1, s. 261–270. PMID: 7559783 PMCID: PMC2120586. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0021-9525. DOI 10.1083/jcb.131.1.261. PMID 7559783. 
  8. BERG, E. L.; MCEVOY, L. M.; BERLIN, C. L-selectin-mediated lymphocyte rolling on MAdCAM-1. Nature. 1993-12-16, roč. 366, čís. 6456, s. 695–698. PMID: 7505053. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0028-0836. DOI 10.1038/366695a0. PMID 7505053. 
  9. GIFFORD, Jessica L.; ISHIDA, Hiroaki; VOGEL, Hans J. Structural insights into calmodulin-regulated L-selectin ectodomain shedding. The Journal of Biological Chemistry. 2012-08-03, roč. 287, čís. 32, s. 26513–26527. PMID: 22711531 PMCID: PMC3410993. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 1083-351X. DOI 10.1074/jbc.M112.373373. PMID 22711531. 
  10. KILIAN, Karin; DERNEDDE, Jens; MUELLER, Eva-Christina. The interaction of protein kinase C isozymes alpha, iota, and theta with the cytoplasmic domain of L-selectin is modulated by phosphorylation of the receptor. The Journal of Biological Chemistry. 2004-08-13, roč. 279, čís. 33, s. 34472–34480. PMID: 15192100. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0021-9258. DOI 10.1074/jbc.M405916200. PMID 15192100. 
  11. PAVALKO, F. M.; WALKER, D. M.; GRAHAM, L. The cytoplasmic domain of L-selectin interacts with cytoskeletal proteins via alpha-actinin: receptor positioning in microvilli does not require interaction with alpha-actinin. The Journal of Cell Biology. 1995-05, roč. 129, čís. 4, s. 1155–1164. PMID: 7538138 PMCID: PMC2120488. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0021-9525. DOI 10.1083/jcb.129.4.1155. PMID 7538138. 
  12. a b c IVETIC, Aleksandar; HOSKINS GREEN, Hannah Louise; HART, Samuel James. L-selectin: A Major Regulator of Leukocyte Adhesion, Migration and Signaling. Frontiers in Immunology. 2019, roč. 10, s. 1068. PMID: 31139190 PMCID: PMC6527602. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 1664-3224. DOI 10.3389/fimmu.2019.01068. PMID 31139190. 
  13. JOHNSTONE, L. E.; RUSSELL, J. A.; PFAFF, D. W. Rapid stimulation of oxytocin gene expression in supraoptic nucleus neurones during morphine withdrawal in rats. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1995, roč. 395, s. 205–206. PMID: 8713968. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0065-2598. PMID 8713968. 
  14. DANG, Xitong; RAFFLER, Nikolai A.; LEY, Klaus. Transcriptional regulation of mouse L-selectin. Biochimica Et Biophysica Acta. 2009-02, roč. 1789, čís. 2, s. 146–152. PMID: 19041738 PMCID: PMC2650851. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0006-3002. DOI 10.1016/j.bbagrm.2008.10.004. PMID 19041738. 
  15. GRIFFIN, J. D.; SPERTINI, O.; ERNST, T. J. Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor and other cytokines regulate surface expression of the leukocyte adhesion molecule-1 on human neutrophils, monocytes, and their precursors. Journal of Immunology (Baltimore, Md.: 1950). 1990-07-15, roč. 145, čís. 2, s. 576–584. PMID: 1694883. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0022-1767. PMID 1694883. 
  16. ZÖLLNER, O.; LENTER, M. C.; BLANKS, J. E. L-selectin from human, but not from mouse neutrophils binds directly to E-selectin. The Journal of Cell Biology. 1997-02-10, roč. 136, čís. 3, s. 707–716. PMID: 9024699 PMCID: PMC2134294. Dostupné online [cit. 2022-06-15]. ISSN 0021-9525. DOI 10.1083/jcb.136.3.707. PMID 9024699. 
  17. XU, Weili; LI, Suolin; LI, Meng. Upregulation of CD3ζ and L-selectin in antigen-specific cytotoxic T lymphocytes by eliminating myeloid-derived suppressor cells with doxorubicin to improve killing efficacy of neuroblastoma cells in vitro. Journal of Clinical Laboratory Analysis. 2022-01, roč. 36, čís. 1, s. e24158. PMID: 34861064 PMCID: PMC8761462. Dostupné online [cit. 2022-06-16]. ISSN 1098-2825. DOI 10.1002/jcla.24158. PMID 34861064. 
  18. DÍAZ-MONTERO, C. Marcela; ZIDAN, Abdel-Aziz; PALLIN, Maria F. Understanding the biology of ex vivo-expanded CD8 T cells for adoptive cell therapy: role of CD62L. Immunologic Research. 2013-12, roč. 57, čís. 1–3, s. 23–33. PMID: 24218360. Dostupné online [cit. 2022-06-16]. ISSN 1559-0755. DOI 10.1007/s12026-013-8456-1. PMID 24218360. 
  19. YEDNOCK, T. A.; ROSEN, S. D. Lymphocyte homing. Advances in Immunology. 1989, roč. 44, s. 313–378. PMID: 2646861. Dostupné online [cit. 2022-06-22]. ISSN 0065-2776. DOI 10.1016/s0065-2776(08)60645-8. PMID 2646861. 
  20. GATTINONI, Luca; LUGLI, Enrico; JI, Yun. A human memory T cell subset with stem cell-like properties. Nature Medicine. 2011-09-18, roč. 17, čís. 10, s. 1290–1297. PMID: 21926977 PMCID: PMC3192229. Dostupné online [cit. 2022-06-22]. ISSN 1546-170X. DOI 10.1038/nm.2446. PMID 21926977. 
  21. BJÖRKMAN, Lena; CHRISTENSON, Karin; DAVIDSSON, Lisa. Neutrophil recruitment to inflamed joints can occur without cellular priming. Journal of Leukocyte Biology. 2019-06, roč. 105, čís. 6, s. 1123–1130. PMID: 30570778. Dostupné online [cit. 2022-06-22]. ISSN 1938-3673. DOI 10.1002/JLB.3AB0918-369R. PMID 30570778.