NKG2

NKG2, proteínová rodina známa aj ako CD159 ("Cluster of Differentiation 159"), je jednou z receptorových rodín NK buniek (natural killer). Existuje 7 NKG2 proteínov: NKG2A, B, C, D, E, F a H. Rodina obsahuje aktivačné (NKG2C, D) i inhibičné receptory (NKG2A).
Génová expresia.
U ľudí i u myší sú gény kódujúce "NKG2" rodinu v klastri – v ľudskom genóme sa nachádza klaster na chromozóme 12, v myšom genóme na chromozóme 6. Typicky sú "NKG2" gény exprimované na NK bunkách a na časti CD8+ T lymfocytov, hoci expresia "NKG2D" bola potvrdená aj na γδ T bunkách, NKT bunkách, a dokonca i na časti CD4+ T buniek či myeloidných buniek. Expresia "NKG2D" môže byť taktiež prítomná na rakovinových bunkách a bolo dokázané, že stimuluje onkogénny bioenergetický metabolizmus, proliferáciu a metastázovanie.
Na NK bunkách, "NKG2" gény sú exprimované počas vývinu i v dospelosti. Keďže aj asi 90% fetálnych NK buniek exprimuje "NKG2" gény, jednou z uvažovaných funkcií tejto génovej rodiny je podiel na imunologickej tolerancii vlastných buniek. Úroveň expresie "NKG2" génov nie je konštantná, je totiž významne ovplyvnená cytokínovým prostredím (najmä interleukínom-2 (IL-2), IL-7 a IL-15).
Expresia "NKG2" u CD8+ T lymfocytov je prítomná predovšetkým na aktivovaných alebo pamäťových T lymfocytoch. Expresia je ovplyvnená predovšetkým IL-15, IL-12, IL-10 a TGF-β. Expresia heterodiméru CD94/NKG2 významne zvyšuje prežívanie T lymfocytov.
Štruktúra.
NKG2 sú členmi C-lektínovej receptorovej rodiny. NKG2A, -B, -C, -E a -H tvoria heterodimér s molekulou CD94 pomocou disulfidových väzieb, kdežto NKG2D tvorí homodiméry.
Inhibičné molekuly NKG2A a jej zostrihový variant NKG2B obsahujú intracelulárne ITIM motívy (immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif). Aktivačné molekuly NKG2C, NKG2E a jej zostrihový variant NKG2H neobsahujú aktivačný motív ITAM (immunoreceptor tyrosine-based activation motif). Namiesto toho obsahujú kladne nabitý aminokyselinový zvyšok v ich transmembránovej oblasti, ktorým interagujú s adaptorovými molekulami obsahujúcimi ITAM, najmä DAP-12 (DNAX-activating protein of 12 kDa).
NKG2D sa spája buď s DAP-12 alebo s DAP-10 na základe svojej izoformy. Existujú dve izoformy NKG2D u myší – dlhá izoforma (NKG2D-L), ktorá je schopná interakcie iba s DAP-10, zatiaľ čo krátka izoforma (NKG2D-S) dokáže interagovať nielen s DAP-10, ale aj s DAP-12. U človeka je prítomná iba dlhá izoforma.
NKG2F taktiež netvorí diméry s CD94, ale asociuje s DAP-12. Je exprimovaná iba na vnútrobunkových membránach.
Signalizácia.
Inhibičné NKG2 molekuly obsahujúce ITIMy aktivujú SHP-1 a SHP-2 fosfatázy (SRC homology 2 domain containing phosphatases), čo vedie k inhibícii cytotoxicity. Naopak, ITAMy obsiahnuté v DAP-12 aktivujú Syk (spleen tyrosine kinase) a Zap70 (Zeta-chain-associated protein kinase 70) kinázy. Aktivácia kináz je nasledovaná degranuláciou NK buniek a transkripciou génov pre cytokíny a chemokíny.
DAP-10 sa po aktivácii spája s proteínmi GRB2 (growth factor receptor-bound protein 2) alebo s p85, čo vedie k signalizácii pomocou PI3-kinázy (PI3K, phosphoinositide 3-kinase) a iných molekúl, vedúcich k cytotoxicite.
Ligandy.
Ligandmi CD94/NKG2 heterodimérov sú neklasické MHC molekuly I. triedy – Qa-1b u myší a HLA-E u ľudí. Tieto molekuly prezentujú časti sekvencií vedúcich peptidov klasických MHC molekúl I. triedy. To umožnuje monitorovanie expresie klasických MHC molekúl I. triedy na cieľových bunkách.
NKG2D rozoznáva najmä stresom indukované proteíny, napríklad ľudské MIC-A a MIC-B (MHC class-I-chain related protein), ale i stresom indukované proteíny spoločné ľuďom a myšiam – Rae1 (retinoic acid early transcript 1) u myší a RAET1 u ľudí, H60 a Mult-1 (UL-16-binding protein-like transcript 1) u myší a ULBP proteíny (UL16-binding proteins) u ľudí.
Funkcia.
CD94/NKG2.
Bolo preukázané, že NKG2A zvyšuje prežívanie u T lymfocytov. Spolu s jej zostrihovým variantom NKG2B sú inhibičnými molekulami a vedú k inhibícii cytotoxicity. NKG2C a NKG2E (a jej zostrihový variant NKG2H) rozoznávajú rovnaký ligand ako inhibičné molekuly s rozdielnou (za fyziologických podmienok väčšinou nižšou) afinitou. Ale afinita pre HLA-E (alebo myšiu molekulu Qa-1b) sa môže dramaticky zmeniť už po malej zmene v prezentovanom peptide, čo môže viesť k aktivácii NK buniek.
CD94/NKG2 a ich ligandy taktiež zohrávajú úlohu v mnohých ochoreniach, pri ktorých môže byť ich expresia v rôznych typoch buniek pozmenená. Tieto ochorenia zahŕňajú vírusové a bakteriálne infekcie ľudským cytomegalovírusom (HCMV), HIV-1 a vírusom hepatitídy C (HCV) u ľudí, a vírusom lymfocytickej choriomeningitídy (LCMV), herpes simplex vírusom 1 (HSV-1), vírusom chrípky a baktériou "Listeria monocytogenes" u myší. V prípade rakoviny bola preukázaná úloha CD94/NKG2 u melanómu, rakoviny krčka maternice, lymfómov/leukémii a iných. Zhoda NKG2 môže taktiež pomôcť predísť reakcii štepu proti hostiteľovi (GvHD, graft versus host disease), ale aj reakcii štepu proti leukémii (GvL, graft versus leukemia).
NKG2D.
NKG2D je aktivačným receptorom zohrávajúcim úlohu v bunkami sprostredkovanom zabíjaní nádorových buniek. Mnoho nádorov sa ale vyhýba cytotoxicite pomocou sekrécie solubilných NKG2D ligandov alebo sekréciou TGF-β vedúcej k zníženiu expresie NKG2D. Expresia NKG2D ligandov môže byť zvýšená aj u buniek infikovaných vírusmi. Niektoré vírusy produkujú proteíny blokujúce expresiu NKG2D ligandov na povrchu bunky, čím znižujú ich rozpoznanie na NK bunkách a zvyšujú tým svoju patogenitu.