NKG2D

NKG2D je aktivačný receptor (transmembránový proteín) patriaci do rodiny NKG2 receptorov podobných lektínu typu C.  NKG2D je kódovaný génom KLRK1 (lektín podobný receptoru zabíjačskej bunky K1), ktorý je lokalizovaný v  NK-génovom komplexe(NKC) na chromozóme 6 u myší  a chromozóme 12 u ľudí.  U myší je exprimovaný NK bunkami, NK1.1  T bunkami, yδ T bunkami, aktivovanými CD8 αβ T bunkami a aktivovanými makrofágmi.  U ľudí je exprimovaný NK bunkami, γδ T bunkami a CD8  αβ T bunkami .  NKG2D rozpoznáva indukované vlastné proteíny z rodiny MIC a RAET1 / ULBP, ktoré sa objavujú na povrchu stresovaných, malígne transformovaných a infikovaných buniek.

Štruktúra 
Komplex ľudského receptora NKG2D sa skladá do hexamérnej štruktúry. Samotný NKG2D tvorí homodimér, ktorého ektodomény slúžia na väzbu ligandu.  Každý monomér NKG2D je spojený s dimérom DAP10. Táto asociácia sa udržuje iónovou interakciou pozitívne nabitého arginínu prítomného v transmembránovom segmente NKG2D a negatívne nabitých asparágových kyselín  v obidvoch transmembránových oblastiach diméru DAP10.  DAP10 funguje ako adaptorový proteín a prenáša signál po väzbe ligandu náborom podjednotky p85 PI3K a komplexu Grb2 - Vav1, ktoré sú zodpovedné za následné downstream efekty. 

Alternatívny zostrih vytvára u myší  dve odlišné izoformy NKG2D: dlhú (NKG2D-L) a krátku (NKG2D-S). NKG2D-L sa viaže na DAP10 podobne ako ľudský NKG2D. Naopak NKG2D-S sa asociuje s dvoma adaptorovými proteínmi: DAP10 a DAP12.  DAP10 regrutuje podjednotku p85 PI3K a komplex Grb2 a Vav1.   DAP12 nesie motív ITAM a aktivuje signalizáciu proteínových tyrozínkináz Syk a Zap70.

Ligandy NKG2D 
NKG2D ligandy sú indukované vlastné proteíny, ktoré na povrchu normálnych buniek úplne chýbajú alebo sú prítomné iba v nízkom množstve, ale sú nadexprimované infikovanými, transformovanými, starnúcimi a stresovanými bunkami. Ich expresia je regulovaná v rôznych štádiách (transkripcia, stabilizácia mRNA a proteínov, štiepenie z povrchu bunky) rôznymi stresovými dráhami.  Medzi nimi je jednou z najvýznamnejších stresových dráh reakcia na poškodenie DNA. Genotoxický stres, zastavená replikácia DNA, slabo regulovaná proliferácia buniek v tumorigenéze, vírusová replikácia alebo niektoré vírusové produkty aktivujú ATM a ATR kinázy. Tieto kinázy iniciujú dráhu odpovede na poškodenie DNA, ktorá sa podieľa na zvýšenej regulácii ligandu NKG2D. Reakcia poškodenia DNA sa tak podieľa na varovaní imunitného systému pred prítomnosťou potenciálne nebezpečných buniek. 

Všetky ligandy NKG2D sú homológne s molekulami MHC triedy I a sú rozdelené do dvoch skupín: MIC a RAET1 / ULBP.

Rodina MIC 
Ľudské gény MIC sú lokalizované vo vnútri MHC lokusu a sú zložené zo siedmich členov ( MICA-G ), z ktorých iba a MICB produkujú funkčné transkripty. U myší MIC gény chýbajú.

Rodina RAET1 / ULBP 
Spomedzi desiatich známych ľudských génov RAET1 / ULBP, šesť kóduje funkčné proteíny: RAET1E / ULBP4, RAET1G / ULBP5, RAET1H / ULBP2, RAET1 / ULBP1, RAET1L / ULBP6, RAET1N / ULBP3 . U myší proteíny z ortologickej rodiny RAET1 / ULBP spadajú do troch podrodín: Rae-1, H60 a MULT-1.  ULBP2 je stresom indukovaný ligand, ktorý sa často nachádza v starnúcich bunkách .

Regulácia ligandu NKG2D 
Expresia NKG2D ligandu je regulovaná na viacerých úrovniach, ako je transkripcia, zostrih RNA, posttranskripcia a posttranslácia. Na transkripčnej úrovni môžu byť NKG2D ligandy regulované transkripčnými faktormi alebo regulačnými sekvenciami v rôznych molekulárnych dráhach. Regulácia ligandov NKG2D po bunkovom strese, proliferačných signáloch, infekcii alebo oxidačnom strese je tiež schopná aktivovať odpoveď na poškodenie DNA.  Ligácia senzorových kináz ATM a ATR vedie k aktivácii rôznych kináz kontrolného bodu, ako sú Chk1 a Chk2,  ktoré sú dôležité pre indukciu génov MIC, ULBP s alebo Reat1  ) a p53 reguluje ULBP-1 a 2.  Jedným z hlavných signálov pre bunkovú expresiu NKG2D je spustenie DDR spolu s indukciou programu starnutia.  RNA zostrih je ďalším mechanizmom ovplyvňujúcim expresiu NKG2D ligandu. Pre MICA  ULBP4  a ULBP5  boli dokázané alternatívne izoformy zostrihu, a však molekulárne mechanizmy tohto typu regulácie nie sú známe. Pri posttranskripčnej regulácii zohráva kľúčovú úlohu stabilizácia mRNA ligandu NKG2D, napríklad proteín AUF1, ktorý sprostredkováva degradáciu RNA.  Ďalej môžu byť hladiny povrchovej expresie NKG2D riadené rozpustnými formami rôznych  produktov proteázových štiepení a expresiou exozómu.

Funkcia 
NKG2D je hlavným rozpoznávacím receptorom na detekciu a elimináciu transformovaných a infikovaných buniek, pretože jeho ligandy sú indukované počas bunkového stresu, a to buď v dôsledku infekcie, alebo genómového stresu, napríklad pri rakovine.   V NK bunkách slúži NKG2D ako aktivačný receptor, ktorý je sám schopný spustiť cytotoxicitu. Funkciou NKG2D na CD8 + T bunkách je vysielať kostimulačné signály na ich aktiváciu.

Úloha pri vírusovej infekcii 
Vírusy ako intracelulárne patogény môžu indukovať expresiu stresových ligandov pre NKG2D. NKG2D sa považuje za dôležitý pri kontrole vírusov, pretože vírusy majú prispôsobené mechanizmy, pomocou ktorých sa môžu vyhnúť reakciám NKG2D.  Napríklad cytomegalovírus (CMV) kóduje proteín UL16, ktorý sa viaže na NKG2D ligandy ULBP1 a 2 (teda ich názov „UL16-viažuci proteín“) a MICB, ktorý zabraňuje ich povrchovej expresii.

Úloha v kontrole nádoru 
Keď sú rakovinové bunky „stresované“, dochádza k zvýšenej regulácii NKG2D ligandov, čo spôsobuje, že bunka je  citlivá na lýzu sprostredkovanú NK bunkami. Nádorové bunky, ktoré sa vyhnú reakciám NKG2D, majú vyššiu mieru propagácie .

Úloha pri odstraňovaní senescentných  buniek 
Ako súčasť reakcie na poškodenie DNA počas indukcie bunkového starnutia, bunky zvyšujú expresiu NKG2D ligandov, ktoré umožňujú zabíjanie senescentných buniek pomocou NK granulárnej exocytózy.   Konkrétne sú proteíny MICA a ULBP2 na senescentných bunkách rozpoznávané receptorom NKG2D na  NK bunkách, čo je nevyhnutné pre efektívne rozpoznávanie a elimináciu senescentných buniek.

NKG2D a NK bunky 
NK bunky - cytotoxické lymfocyty - sú kľúčovou súčasťou vrodenej imunity, hlavne pri včasnej cytolytickej obrane proti infekciám a nádorom. Pri imunitnej reakcii je na povrchu NK buniek exprimovaný veľký počet receptorov s aktivačným a inhibičným charakterom. Dominancia inhibičných signálov riadi za normálnych podmienok retenciu NK buniek v inaktivovanom stave.

Jedným z aktivačných receptorov je receptor NKG2D. Nízka expresia receptora je pozorovaná už v počiatočných štádiách prekurzorov NK buniek, taktiež koncentrácia receptorov je zvyšovaná s dozrievaním NK buniek.  U myší, zvieracieho modelu pre imunológiu, boli detegované obidve izoformy NKG2D. V pokojovom stave je typická prevaha dlhých foriem NKG2D, zatiaľ čo v aktivovaných bunkách je vyšší počet krátkych foriem. 

Interakcia s receptorom IL-15 (IL-15R) je rozhodujúcim faktorom pre vývoj, homeostáza a prežitie NK buniek, pričom signalizácia NKG2D sa zdá byť rovnako kritická.  Spojením medzi týmito dvoma cestami je väzba DAP10, adaptorového proteínu a transduktora signálu, ktorý sa asociuje s IL-15R alebo NKG2D.   Tento jav bol dokázaný experimentmi na knock-out myšiach v Klrk1 - tieto myši majú vyššiu rýchlosť proliferácie, rýchlejšiu diferenciáciu a dozrievanie NK buniek, čo vedie k nerovnováhe nezrelých subpopulácií NK buniek a vyššej náchylnosti k apoptóze NK buniek. 

NKG2D sa podieľa na generovaní periférnej tolerancie, účinnou downreguláciou NKGD ligandov ako prevenciou pred rozpoznávaním NK bunkami. Má zabrániť hyperaktivite NK buniek voči ligandom bez úplného školenia v kostnej dreni.  Tolerancia NK buniek sa tiež pozoruje počas tehotenstva, keď placenta produkuje rozpustné a na exozómy viazané ligandy pre NKG2D a akumuluje veľké množstvo NK buniek, ktoré bránia rozpoznaniu plodu ako nevlastného.

NKG2D a T bunky 
Na primovanie T buniek je nevyhnutnou súčasťou väzba ligandu na T bunkové receptory (TCR), ko-stimulácia membránovými receptormi a cytokíny. Kostimulácia reguluje citlivosť T buniek a NKG2D je jednou z dobre zdokumentovaných kostimulačných molekúl pre T bunky.  Pre stimuláciu produkcie cytokínov a cytotoxicity v CD8 + T-bunkách prostredníctvom NKG2D je potrebná ko-stimulácia sprostredkovaná CD28.  Na produkciu cytokínov a cytolytické usmrcovanie γδ T bunkami sa priming nevyžaduje, avšak expresia NKG2D je konštitutívna, zatiaľ čo samostatné spustenie NKG2D v γδ T bunkách nesprostredkuje cytotoxicitu.

NKG2D a B bunky 
V B bunkách je regulácia signálneho prahu ovplyvnená NKG2D, čo sa dokázalo u myší s deficitom NKG2D. Tieto deficitné myši majú znížený počet B buniek v slezine,  čo je čiastočne závislé od DAP10.  V porovnaní s NK bunkami zrelé B bunky neexprimujú NKG2D.

Referencie

Zdroj 

Imunológia
Receptory
Stránky s neskontrolovanými prekladmi