Klonální výběr - Clonal selection

Pro použití klonální selekce v obecném zahradnictví viz Clonal (rostlina). Pro použití klonální selekce ve vinařství viz Šíření vinné révy.
Klonální teorie výběru z lymfocyty: 1) A hematopoetické kmenové buňky podléhá diferenciaci a genetickému přeskupení za vzniku 2) nezralých lymfocytů s mnoha různými receptory antigenu. Ty, které se vážou na 3) antigeny z vlastních tkání těla, jsou zničeny, zatímco zbytek dozrává na 4) neaktivní lymfocyty. Většina z nich se nikdy nesetká s 5) cizím antigenem, ale ty, které ano, jsou aktivovány a produkují 6) mnoho svých klonů.

Klonální teorie výběru je vědecká teorie v imunologie který vysvětluje funkce buněk imunitní systém (lymfocyty ) v reakci na konkrétní antigeny napadení těla. Koncept představil australský lékař Frank Macfarlane Burnet v roce 1957, ve snaze vysvětlit velkou rozmanitost protilátky vytvořené během zahájení imunitní odpověď.[1][2] Teorie se stala široce přijímaným modelem toho, jak je člověk imunitní systém reaguje na infekce a jak určité typy B a T lymfocyty jsou vybrány pro zničení konkrétních antigeny.[3]

Teorie uvádí, že v již existující skupině lymfocytů (konkrétně B buňkách) specifický antigen aktivuje (tj. Vybírá) pouze svoji kontrarešpecifickou buňku, která pak indukuje množení dané buňky za vzniku identických klony pro produkci protilátek. K této aktivaci dochází v sekundárních lymfoidních orgánech, jako je slezina a lymfatické uzliny.[4] Stručně řečeno, teorie je vysvětlením mechanismu pro generování diverzity specificity protilátek.[5] První experimentální důkazy přišly v roce 1958, kdy Gustav Nossal a Joshua Lederberg ukázaly, že jedna B buňka vždy produkuje pouze jednu protilátku.[6] Ukázalo se, že tato myšlenka byla základem molekulární imunologie, zejména v adaptivní imunita.[7]

Postuláty

Teorii klonální selekce lze shrnout do následujících čtyř principů:

  • Každý lymfocyt nese jeden typ receptoru s jedinečnou specificitou (generovaný V (D) J rekombinace ).
  • Pro aktivaci buňky je vyžadováno obsazení receptorem.
  • Diferencované efektorové buňky odvozený z aktivovaných lymfocytů nést receptory stejné specificity jako mateřská buňka.
  • Ty lymfocyty nesoucí receptory pro vlastní molekuly (tj. endogenní antigeny produkované v těle) jsou v rané fázi zničeny.

Brzká práce

V roce 1900 Paul Ehrlich navrhla takzvanou „teorii postranního řetězce“ produkce protilátek. Podle toho určité buňky vykazují na svém povrchu různé “boční řetězy „(tj. protilátky vázané na membránu) schopné reagovat s různými antigeny. Pokud je antigen přítomen, váže se na odpovídající postranní řetězec. Poté buňka přestane produkovat všechny ostatní postranní řetězce a zahájí intenzivní syntézu a sekreci strany vázající antigen Řetěz jako rozpustná protilátka. Ačkoli se Ehrlichova myšlenka odlišovala od klonální selekce, byla selekční teorie mnohem přesnější než poučné teorie, které dominovaly v imunologii v příštích desetiletích.

V roce 1955 dánský imunolog Niels Jerne navrhnout hypotézu, že v DNA již existuje obrovské množství rozpustných protilátek sérum před jakoukoli infekcí. Vstup antigenu do těla má za následek výběr pouze jednoho typu protilátky, aby se s ní shodovala. K tomu údajně došlo u určitých buněk fagocytování imunitní komplexy a nějak replikují strukturu protilátek, aby produkovaly více.[8]

V roce 1957 David W. Talmage předpokládali, že antigeny se vážou na protilátky na povrchu buněk produkujících protilátky a „pro množení jsou vybrány pouze ty buňky, jejichž syntetizovaný produkt má afinitu k antigenu“. Klíčovým rozdílem od Ehrlichovy teorie bylo, že se předpokládalo, že každá buňka syntetizuje pouze jeden druh protilátky. Po navázání antigenu buňka proliferuje a vytváří klony se stejnými protilátkami.

Burnetova klonální teorie výběru

Později v roce 1957 australský imunolog Frank Macfarlane Burnet publikoval článek s názvem „Modifikace Jerneovy teorie produkce protilátek pomocí konceptu klonální selekce“ v poněkud nejasném Australian Journal of Science. V něm Burnet rozšířil myšlenky Talmage a nazval výslednou teorii „klonální teorií výběru“. Teorii dále formalizoval ve své knize z roku 1959 Teorie klonální selekce získané imunity. Vysvětlil imunologická paměť jako klonování dvou typů lymfocytů. Jeden klon působí okamžitě k boji proti infekci, zatímco druhý má delší trvání, zůstává v imunitním systému po dlouhou dobu a způsobuje imunitu vůči tomuto antigenu. Podle Burnetovy hypotézy patří mezi protilátky molekuly, které pravděpodobně mohou s různým stupněm přesnosti odpovídat všem nebo prakticky všem antigenní determinanty které se vyskytují v biologickém materiálu jiném, než který je charakteristický pro samotné tělo. Každý typ vzoru je specifickým produktem klonu lymfocytů a je podstatou hypotézy, že každá buňka má automaticky k dispozici na svém povrchu reprezentativní reaktivní místa ekvivalentní těm z globulin oni produkují. Když antigen vstoupí do krve nebo tkáňových tekutin, předpokládá se, že se připojí k povrchu jakéhokoli lymfocytu nesoucího reaktivní místa, která odpovídají jednomu z jeho antigenních determinantů. Poté se buňka aktivuje a podstoupí proliferaci za vzniku různých potomků. Tímto způsobem je zahájena preferenční proliferace všech těch klonů, jejichž reaktivní místa odpovídají antigenním determinantům na antigenech přítomných v těle. Potomci jsou schopni aktivně uvolňovat rozpustné protilátky a lymfocyty, stejné funkce jako rodičovské formy.[5][9]

V roce 1958 Gustav Nossal a Joshua Lederberg ukázal, že jedna B buňka vždy produkuje pouze jednu protilátku, což byl první přímý důkaz podporující teorii klonální selekce.[6]

Teorie podporované klonálním výběrem

Burnet a Peter Medawar spolupracovali na porozumění imunologická tolerance, fenomén také vysvětlený klonálním výběrem. Jedná se o schopnost organismu tolerovat zavedení buněk před vývojem imunitní odpovědi, pokud k němu dojde na počátku vývoje organismu. V imunitním systému se vyskytuje obrovské množství lymfocytů, od buněk, které tolerují vlastní tkáň, až po buňky, které tak nečiní. Avšak embryonální fázi přežívají pouze buňky tolerantní k vlastní tkáni. Pokud je zavedena jiná než vlastní tkáň, jsou to vyvíjející se lymfocyty, které zahrnují jiné než vlastní tkáně jako vlastní tkáň.

V roce 1959 Burnet navrhl, aby za určitých okolností mohly být tkáně úspěšně transplantovány zahraničním příjemcům. Tato práce vedla k mnohem lepšímu pochopení imunitního systému a také k velkému pokroku v transplantaci tkání. Burnet a Medawar sdíleli Nobelova cena za fyziologii nebo medicínu v roce 1960.

V roce 1974 Niels Kaj Jerne navrhl, aby imunitní systém fungoval jako síť, která je regulována prostřednictvím interakcí mezi variabilními částmi lymfocytů a jejich vylučovanými molekulami. Teorie imunní sítě je pevně založen na konceptu klonální selekce. Jerne získal Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu v roce 1984, a to především za svůj příspěvek k teorii imunitní sítě.

Viz také

Reference

  1. ^ Burnet, FM (1976). „Modifikace Jerneovy teorie produkce protilátek pomocí konceptu klonální selekce“. CA: Časopis o rakovině pro klinické lékaře. 26 (2): 119–21. doi:10.3322 / canjclin.26.2.119. PMID  816431. S2CID  40609269.
  2. ^ Cohn, Melvin; Av Mitchison, N .; Paul, William E .; Silverstein, Arthur M .; Talmage, David W .; Weigert, Martin (2007). "Úvahy o klonální selekční teorii". Recenze přírody Imunologie. 7 (10): 823–830. doi:10.1038 / nri2177. PMID  17893695. S2CID  24741671.
  3. ^ Rajewsky, Klaus (1996). "Klonální výběr a učení v systému protilátek". Příroda. 381 (6585): 751–758. doi:10.1038 / 381751a0. ISSN  0028-0836. PMID  8657279. S2CID  4279640.
  4. ^ Murphy, Kenneth (2012). Janeway's Immunobiology 8. vydání. New York, NY: Garland Science. ISBN  9780815342434.
  5. ^ A b Jordan, Margaret A; Baxter, Alan G (2007). „Kvantitativní a kvalitativní přístupy k Bohu: prvních 10 let teorie klonální selekce“. Imunologie a buněčná biologie. 86 (1): 72–79. doi:10.1038 / sj.icb.7100140. PMID  18040281. S2CID  19122290.
  6. ^ A b Nossal, G. J. V .; Lederberg, Joshua (1958). "Produkce protilátek po jednotlivých buňkách". Příroda. 181 (4620): 1419–1420. doi:10.1038 / 1811419a0. PMC  2082245. PMID  13552693.
  7. ^ Medzhitov, R. (2013). „Teorie rozpoznávání vzorů a zahájení moderní vrozené imunity“. The Journal of Immunology. 191 (9): 4473–4474. doi:10,4049 / jimmunol. 1302427. PMID  24141853.
  8. ^ Burnet, F. M. (1976). „Modifikace Jerneovy teorie výroby protilátek pomocí konceptu klonální selekce“. CA: Časopis o rakovině pro klinické lékaře. 26 (2): 119–121. doi:10.3322 / canjclin.26.2.119. ISSN  0007-9235. PMID  816431. S2CID  40609269.
  9. ^ Hodgkin, Philip D; Heath, William R; Baxter, Alan G (2007). „Teorie klonálního výběru: 50 let od revoluce“. Přírodní imunologie. 8 (10): 1019–1026. doi:10.1038 / ni1007-1019. PMID  17878907. S2CID  29935594.

Další čtení

externí odkazy