NK -Zellen Eigenschaften, Funktionen, Typen, Werte

Der NK -Zellen (auf Englisch NAtural KKranke Zellen), natürliche mörderische Zellen oder natürliche Zytokidzellen, sind eine Art von Effektorlymphozyten, die an den Reaktionen des angeborenen oder unspezifischen Immunsystems beteiligt ist.

Diese Zellen wurden vor mehr als 40 Jahren entdeckt, und einige Autoren beschreiben sie als "körnige Lymphozyten".

Fotografie einer menschlichen mörderischen Zelle (Quelle: Niaid [CC von 2.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by/2.0)] über Wikimedia Commons)

Angesichts der Tatsache, dass sie keine gemeinsamen Marker für die beiden anderen Arten von Lymphozyten exprimieren, wurden NK -Zellen zunächst als "Nullzellen" bezeichnet. Weitere Studien zeigten jedoch, dass es sich um Lymphozyten mit großen Granulozyten handelte.

Diese Zellen können verschiedene Arten von Tumoren und mikrobiellen Infektionen kontrollieren, indem sie ihre Dispersion und Gewebeschädigung begrenzen. Darüber hinaus können sie verschiedene Arten von Zellen ohne definierte Antigenstimulation lödern.

NK sind äußerst wichtige Zellen in der ersten Verteidigungslinie gegen Krankheitserreger, eine Tatsache, die durch Studien nachgewiesen wurde, in denen NK -Zellen mangelhafte Menschen im Kindesalter tödliche Infektionen erleiden können.

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Eigenschaften NK -Zellen

Killers natürliche oder natürliche Killerzellfunktion, Beziehung zu Krankheit und Ort im menschlichen Körper. Quelle: Nationales Institut für Allergie- und Infektionskrankheiten (NIAID) CC BY-SA 2.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/2.0)

NK -Zellen werden in geringerem Maße gefunden als jede der beiden anderen Arten von Lymphozyten (bilden 2 bis 10% der zirkulierenden Lymphozyten), und da sie zum angeborenen Verteidigungssystem gehören, wird angenommen, dass sie von den ersten Zellelemente gehörten Im Schutz von mehrzelligen Organismen.

Wie T -Lymphozyten und B -Lymphozyten sind NK -Zellen Teil des hämatopoetischen Systems von Säugetieren und stammen aus Vorläufer -hämatopoetischen Zellen.

Während bekannt ist, dass T -Lymphozyten im Thymus reifen und dass B -Lymphozyten im Knochenmark dasselbe tun, sind Versuche, den vollständigen Entwicklungsrouten des NK aus den HPC -Vorläufern zu bestimmen, nicht ganz erfolgreich; Es ist nur bekannt, dass sie scamunabhängig sind.

NK-Zellen exprimieren Adhäsionsmoleküle auf ihrer membranalen Oberfläche, bekannt als CD2, LFA-1, NCAM oder CD56. Sie exprimieren auch Rezeptoren mit geringer Affinitätsrezeptoren zum konstanten Teil (FC) des IgG -Immunglobulins, das zusammen fcγriiia oder CD16 genannt wird.

Zytosolische Komponenten

Das Innere einer natürlichen zytociden Zelle ist voller großer zytosolischer Granulate, die mit Perforin, Granzyas und Proteoglucanen beladen sind.

Perortine sind Porenform, die Proteine ​​bilden, die die Plasmamembran von Zellen "durchstechen", die von NK angegriffen werden. Die Granzyme hingegen sind Proteasen, die durch die Poren, die von den Perforins gebildet werden und intrazelluläre Proteine ​​abbauen.

Die kombinierte Wirkung von Perforins und Granzymen führt in die Pflege.

Funktionen

Farbige elektronische Mikrofile einer natürlichen mörderischen Zelle eines menschlichen Spenders. Quelle: Nationales Institut für Allergie- und Infektionskrankheiten (NIAID) CC BY-SA 2.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/2.0)

Natürliche mörderische Zellen arbeiten bei der Eliminierung von "weißen" oder "Ziel" -Zellen natürlich, dh spontan und ohne viel Spezifität, da sie keine Art von Antigen -Gerste benötigen.

Eine der wichtigsten Funktionen dieser Gruppe von Zellen ist die Fähigkeit, Tumorzellen abzutöten, insbesondere solche, die zu hämatopoetischen Linien gehören, sowie Zellen, die von verschiedenen Arten von Viren und/oder Bakterien eindringten.

Seine Aktivität wird stark durch Faktoren wie IFN-α- und β-Interferone sowie durch Interleukin IL-12 stimuliert.

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Dank der Tatsache, dass diese Zellen einige wichtige Zytokine für das Immunsystem produzieren, beteiligt sich NK an der Immunregulation, sowohl im angeborenen als auch im adaptiven oder spezifischen System.

Beispielsweise kann die Produktion des Gamma Interferon (IFN-γ) in NK-Zellen die Teilnahme von Makrophagen an der angeborenen Immunität stören, da dieses Molekül die phagozytischen und mikrobitischen Aktivitäten stört.

Gleichzeitig kann der von natürlichen Cytokide produzierte IFN-γ das Engagement der gesamten Zusammenarbeit von T-Zellpopulationen verändern, da der IFN-γ auch die Expansion und Entwicklung einer Population in Bezug auf einen anderen hemmt.

NK -Zellen repräsentieren die erste Verteidigungslinie bei Infektionen viraler Ursprung.

Leute

NK -Zellpopulationen sind sowohl phänotypisch als auch funktionell und anatomisch ziemlich heterogen. Darüber hinaus hängen seine Eigenschaften von der Art des untersuchten Organismus ab.

In Nagetieren

Im Murino -Modell (Maus) wurden drei verschiedene Sätze natürlicher Zytoziidzellen, die sich voneinander unterscheiden. In diesem Sinne gibt es CD11bdullCD27+, CD11b+CD27+und CD11B+CD27DULL CD11 -Zellen.

Die "langweilige" Überwachung bezieht sich auf "Aus" oder "inaktiv" und wird in diesem Fall verwendet, um den Status desselben auf der Oberfläche der Mauszellen zu beschreiben.

CD11bdulcd27+-Zellen unterscheiden sich von einem Vorläufer des positiven Doppeltyps (CD11B+CD27+).

Sowohl positive Doppellinien als auch CD11b+CD27DULL sind durch Eliminieren ihrer weißen Zellen und eine Zyt-Ecke gekennzeichnet, die als Interferon (INF-γ) bekannt ist. Letztere befinden sich jedoch in etwas, das als "replikative Seneszenz" bezeichnet wird.

Die drei Arten von NK -Zellen sind in verschiedenen Geweben verteilt. CD11bdullcd27+ -Zellen sind überwiegend in Lymphknoten und Knochenmark enthalten. CD11B+CD27DULL -Zellen sind im Blut, Milz, Lungen und Leber reichlich vorhanden. Inzwischen haben positive Doppelzellen eine homogenere oder systemische Verteilung.

In Menschen

NK -Zellen beim Menschen werden auch nach den von ihnen exprimierenden Oberflächenmarkern klassifiziert, aber in diesem Fall unterscheiden sie sich durch das Vorhandensein von CD56DIM- und CD56bright -Markern. Die "dunklen" und "hellen" Umfragen beziehen sich auf "Dunkel" bzw. "klar".

Die Unterschiede zwischen diesen Zellen liegen in den Eigenschaften „Weiße Suche“ jedes einzelnen, die durch das Vorhandensein eines oder eines anderen Markers angegeben sind.

Im peripheren Blut und in der Milz des Menschen ist die Haupttyp der NK -Zelle als CD56DIMCD16+bekannt, was normalerweise das Porphyrinprotein exprimiert und zytotox ist. Sie produzieren auch IFN-γ infolge der Wechselwirkung mit Tumorzellen unter Bedingungen In vitro.

In den lymphatischen Knötchen und den Mandeln sind die CD56BRIGCD16-Zellen, die anstatt Porphyrin zu produzieren.

Es wird vermutet.

Einige Studien legen nahe, dass es eine gewisse Ähnlichkeit zwischen CD56bright-Zellen von Menschen und CD11DULL.

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Normalwerte

Diese haben eine ziemlich kurze Halbwertszeit (ca. 2 Wochen) und es wird angenommen, dass es bei einem erwachsenen Menschen etwa 2 Milliarden Zellen im Kreislauf gibt. Sie sind im Blut, in der Milz und in anderen lymphoiden und nicht -lymphoiden Geweben reichlich vorhanden.

Studien zeigen, dass die normale Konzentration bei erwachsenen Männern und Frauen etwa 200 und 600 Zellen pro mit Blut Mikroliter bewerteter beträgt.

Aktivierung und Reifung

Eliminierung von Krebszellen, die durch NK -Zellen vermittelt werden (Quelle: Xu Y, Zhou S, Lam YW, Pang SW [CC um 4).0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/4.0)] über Wikimedia Commons)

Die Intensität und Qualität der zytotoxischen Reaktionen von NK -Zellen hängt von der durch Zytokine erzeugten Mikroumgebung und der Wechselwirkung mit anderen Zellen des Immunsystems ab, insbesondere mit T -Zellen, dendritischen Zellen und Makrophagen.

Unter den aktivierenden Zytokinen von NK-Zellen sind Interleukine, insbesondere IL-12, IL-18 und IL-15; sowie der Typ I Interferon (IFN-I). Interferon und Interleucine sind starke Aktivatoren der NK -Effektorfunktion.

IL-2-Interleucin beteiligt sich auch an der Förderung von Proliferation, Zytotoxizität und Zytokinsekretion durch NK-Zellen.

IL-15 ist für die NK-Differenzierung von entscheidender Bedeutung, während IL-2 und IL-18 für die anschließende Reifung solcher Zellen essentiell sind.

Aktivierungsprozess

Natürliche Zytokidzellen werden dank der Erkennung eigener Moleküle aktiviert (Prozess in Englisch als "als"Erkennung von Selbstmolekülen”), Die konstitutiv unter stationären Zustandsbedingungen ausgedrückt werden.

In ihren Membranen exprimieren diese Zellen verschiedene Mitglieder einer Familienproteinfamilie, die zwei oder drei Immunglobulin -Domänen in ihren extrazellulären Teilen und Motiven enthalten, die den Aktivierungsdomänen von Immunorezeptoren über Tyrosin in ihrer intrazellulären Region ähneln.

Jede NK-Zelle kann eine oder mehrere dieser empfangenden Proteine ​​exprimieren und jeder Empfänger kann eine spezifische Form eines Moleküls des Haupthistokompatibilitätskomplexes der Klasse I (MHC-I) erkennen.

Die Erkennung zwischen diesem Molekül und dem Empfänger auf der Oberfläche der natürlichen zytociden Zellen führt zur Bildung eines Komplexes mit reichlich vorhandenen Peptiden, die aus "eigenen" Proteinen stammen.

Rezeptoren sind hauptsächlich inhibitorische Proteine, die ein Phosphatase -Tyrosin aktivieren, das verhindert, dass die Zelle normale Reaktionen emittiert.

Wirkmechanismus

Die Eliminierung oder der Tod, die durch natürliche mörderische Zellen vermittelt werden, ähnelt der, die während der zytolithischen Wirkung der T CD8.

Active NK exprimieren.

Nach der Bildung des vollständigen Fasl/Fas tritt ein als „Desgranulation“ bekanntes Prozess auf, der mit der Freisetzung von Porphyrin und Granzimas an den interzellulären Kontaktstellen endet.

Eliminierung von Krebszellen, die durch NK -Zellen vermittelt werden (Quelle: Xu Y, Zhou S, Lam YW, Pang SW [CC um 4).0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/4.0)] über Wikimedia Commons)

Trotz der oben genannten Ähnlichkeiten unterscheidet sich die NK von den durch zytotoxischen T -Zellen vermittelten Mechanismen, in denen die Erkennung ihrer Zielzellen nicht von Proteinen aus dem Haupthistokompatibilitätskomplex abhängt.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass NK -Zellen kein "Immungedächtnis" -System haben, das in der Tatsache gezeigt wird, dass ihre Aktivität nach einer zweiten Exposition gegenüber ihren weißen Zellen nicht zunimmt.

Unterscheidung zwischen gesunden und infizierten Zellen

Natürliche Cytokide unterscheiden zwischen einem gesunden und einem infizierten oder einem Tumor (krebsartig).

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Diese beiden Typen Rezeptoren: Lektintyp (Kohlenhydratbindungsproteine ​​und andere Proteine) und Immunglobulintyp (ähnlich der konstanten Region von Immunglobulinen).

In dieser letzten Gruppe werden Immunoglobulin -Rezeptoren von mörderischen Zellen oder KIR anerkannt (von Englisch Killer-Zell-Immunglobulin-ähnliche Empfänger), fähig zur Erkennung und Vereinigung spezifischer Formen des Hauptkomplexes der Hauptklassen-I (HLA-B oder HLA-C).

Es ist wichtig zu hervorheben, dass NK keine "angreift" Zellen "angreift", die normale Spiegel der MHC -Moleküle der Klasse I exprimieren, sondern Zellen töten, die Fremdmoleküle dieser Art exprimieren, oder solche, denen diese Marker fehlen (was für Tumorzellen und infiziert ist, typisch ist durch Virus).

Markierungen

NK exprimieren einige häufige Membranmarker für Monozyten und Granulozyten und andere typische für T -Lymphozyten typisch.

Andererseits exprimieren natürliche Zytokide verschiedene Gruppen von oberflächlichen Markern, aber es ist noch nicht sicher bekannt, ob die Heterogenität zelluläre Subpopulationen oder Stadien während ihrer Aktivierung oder Reifung angibt.

Einige Beispiele für NK -Zellmarker sind:

CD7, CD2 und CD5

NK -Zellen stammen aus demselben Elternteil, das zu T -Zellen führt. Diese Vorläuferzelle exprimiert normalerweise CD7, CD2 -Marker und gelegentlich die CD5.

CD2 ist ein 50 kDa -Molekulargewichtsprotein, das auch in T -Zellen vorhanden ist. Es ist als oberflächliches Adhäsionsmolekül bekannt und beteiligt sich an der Aktivierung von T -Zellen.

CD5 ist normalerweise in T -Zellen und einigen B -Zell -Subpopulationen vorhanden. Es ist eine 67 kDa -Punktzahl und hat auch Kleberfunktionen.

Der CD7 -Marker ist typisch für hämatopoetische Stammzellen und wurde auch in bestimmten t -Zell -Subpopulationen erreicht. Es ist 40 kDa -Molekulargewicht und funktioniert bei der Signaltransduktion.

CD11b

Dieser Empfänger wird zwischen NK, Monozyten und Granulozyten geteilt. Es hat ein Molekulargewicht von 165 kDa und kann sich mit anderen Oberflächenmarkern assoziieren. Die Hauptfunktionen sind klebend, insbesondere während der Phagozytose- oder "Opsonisierungs" -Prozesse.

CD16

Es handelt. Nimmt an der Aktivierung natürlicher mörderischer Zellen teil und kommt auch in Granulozyten und Makrophagen vor.

Es hat auch Funktionen als Empfänger für den konstanten Bereich der Gamma -Kette einiger Antikörper.

CD27

Es kommt in den meisten T -Lymphozyten vor und ist ein Homodimer von 55 kDa -Peptidketten. Anscheinend ist er Mitglied der Familie des Tumornekrosefaktors (TNF-R) und beteiligt sich auch an der Co-Stimulation von T-Zellen.

CD56

Dieser Empfänger ist für NK -Zellen einzigartig und besteht aus 135 und 220 kDa -Ketten. Nehmen Sie an der "homotypischen" Adhäsion dieser Zellen teil.

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