Vnitřní imunita - Intrinsic immunity

Vnitřní imunita odkazuje na soubor nedávno objevených buněčný - antivirové obranné mechanismy, zejména geneticky kódované bílkoviny které konkrétně cílí eukaryotický retroviry. Na rozdíl od adaptivní a vrozený efektory imunity, vnitřní imunitní proteiny jsou obvykle exprimovány na konstantní úrovni, což umožňuje a virový infekce se rychle zastaví. Vnitřní antivirová imunita se týká formy vrozené imunity, která přímo omezuje replikaci a shromažďování virů, čímž činí buňku neprostupnou pro určitou třídu nebo druh virů. Vnitřní imunita je dána restrikčními faktory, které již existují v určitých typech buněk, i když tyto faktory mohou být dále vyvolány virovou infekcí. Vnitřní virové restrikční faktory rozpoznávají specifické virové složky, ale na rozdíl od jiných receptorů rozpoznávajících vzor, ​​které inhibují virová infekce nepřímo indukcí interferony a další antivirové molekuly, vnitřní antivirové faktory blokují replikaci viru okamžitě a přímo.[1]

Pozadí

Eukaryotické organismy byly vystaveny virovým infekcím po miliony let. Vývoj vrozeného a adaptivního imunitního systému odráží evoluční důležitost boje infekce. Některé viry se však ukázaly být tak smrtícími nebo refrakterními vůči konvenčním imunitním mechanismům, že se pro jejich vývoj vyvinuly specifické, geneticky kódované buněčné obranné mechanismy. Vnitřní imunita zahrnuje buněčné proteiny, které jsou vždy aktivní a vyvinuly se tak, aby blokovaly infekci specifickými viry nebo viry taxony.[2]

Uznání vnitřní imunity jako účinného antivirového obranného mechanismu je nedávný objev a dosud o něm většina nehovoří imunologie kurzy nebo texty. Ačkoli rozsah ochrany, kterou vnitřní imunita poskytuje, není dosud znám, je možné, že vnitřní imunitu lze nakonec považovat za třetí větev tradičně bipartitních imunitní systém.

Vztah k imunitnímu systému

Vnitřní imunita kombinuje aspekty dvou tradičních větví imunitního systému - adaptivní a vrozenou imunitu -, ale je mechanicky odlišná. Vrozená buněčná imunita rozpoznává virovou infekci pomocí mýtné receptory (TLR), nebo receptory rozpoznávání vzoru, který smysl S patogeny spojené molekulární vzorce (PAMP), spouštění výraz nespecifických antivirových proteinů. Vnitřní imunitní proteiny jsou však specifické jak v rozpoznávání viru, tak v mechanismu viru útlum. Stejně jako vrozená imunita však vnitřní imunitní systém nereaguje odlišně na opakovanou infekci stejným patogenem. Stejně jako adaptivní imunita je i vnitřní imunita specificky přizpůsobena jednomu typu nebo třídě patogenů, zejména retroviry.

Na rozdíl od adaptivní a vrozené imunity, která musí cítit, že má být infekce zapnuta (a v případě adaptivní imunity může trvat několik týdnů, než se stane účinnou), jsou vnitřní imunitní proteiny konstitutivně exprimovány a připraveny k ukončení infekce ihned po vstupu viru. To je zvláště důležité u retrovirových infekcí od roku virová integrace do hostitele genom dochází rychle po vstupu a reverzní transkripce a je do značné míry nevratný.

Protože produkci proteinů zprostředkujících vnitřní imunitu nelze během infekce zvýšit, může se tato obrana stát nasycenou a neúčinnou, pokud je buňka infikována vysokou úrovní viru.

Činnosti kanonických vnitřních imunitních proteinů

  • TRIM5α (Motiv trojstranné interakce pět, spojit varianta α) je jedním z nejvíce studovaných proteinů vnitřní imunity díky svému spojení s virus lidské imunodeficience (HIV) a virus opičí imunodeficience (SIV). Tento konstitutivně exprimovaný protein rozpoznává kapsid proteiny vstupující do retrovirů a zabraňuje neznámému mechanismu nepotahování viru a reverzní transkripci. The opice rhesus Varianta TRIM5α je schopna rozpoznat a předcházet infekci HIV, zatímco člověk Protein TRIM5α může zabránit infekci SIV. Tato variace pomáhá vysvětlit, proč HIV a SIV infikují lidi, respektive opice, a pravděpodobně odráží předchozí epidemický toho, co nyní nazýváme HIV mezi předky současné populace opic rhesus.[3]
  • APOBEC3G (Komplex úpravy Apolipoproteinů 3 G) je další přirozený imunitní protein, který interferuje s infekcí HIV. APOBEC3G je cytidindeamináza proti jednovláknové DNA který zavádí transverze mutace do genomu HIV během reverzní transkripce náhodnou změnou cytidin bazény do uracil. I když to nutně nezastaví virovou integraci, výsledné potomstvo je virové genomy jsou příliš plné mutace být životaschopný. Exprese APOBEC3G je narušena proteinem HIV vif, který indukuje jeho degradaci prostřednictvím ubikvitin /proteazom Systém. Vif skutečně využívá naší vnitřní imunity a titruje stupeň polyubikvitinace APOBEC3G, aby se zvýšila genetická variabilita, která je již v HIV-1 přítomna (díky reverzní transkriptáze vhodné pro mutace). Vif proto působí prostřednictvím APOBEC3G, aby zvýšil pravděpodobnost vzniku únikových mutantů v patogenezi HIV-1. Je-li vytvořen deleční mutant HIVΔvif, bude schopen infikovat buňku, ale bude produkovat neživotaschopný potomek viru v důsledku působení APOBEC3G.[4]

Byly objeveny další vnitřní imunitní proteiny, které blokují Virus myší leukémie (MLV), Virus herpes simplex (HSV) a Lidský cytomegalovirus (HCMV). V mnoha případech, jako je APOBEC3G výše, si viry vyvinuly mechanismy pro narušení působení těchto proteinů. Dalším příkladem je buněčný protein Daxx, který umlčuje virové promotéři, ale je degradován aktivním HCMV proteinem na počátku infekce.[5]

Reference

  1. ^ Yan N, Chen ZJ (únor 2012). „Vnitřní antivirová imunita“. Přírodní imunologie. 13 (3): 214–22. doi:10.1038 / ni.2229. PMC  3549670. PMID  22344284.
  2. ^ Bieniasz PD (Listopad 2004). „Vnitřní imunita: obrana v první linii proti virovému útoku“. Nat. Immunol. 5 (11): 1109–15. doi:10.1038 / ni1125. PMID  15496950.
  3. ^ Stremlau M, Owens CM, Perron MJ, Kiessling M, Autissier P, Sodroski J (únor 2004). „Cytoplazmatická složka těla TRIM5alpha omezuje infekci HIV-1 u opic Starého světa“. Příroda. 427 (6977): 848–53. Bibcode:2004 Natur.427..848S. doi:10.1038 / nature02343. PMID  14985764.
  4. ^ Sheehy AM, Gaddis NC, Choi JD, Malim MH (srpen 2002). „Izolace lidského genu, který inhibuje infekci HIV-1 a je potlačena virovým proteinem Vif“. Příroda. 418 (6898): 646–50. Bibcode:2002 Natur.418..646S. doi:10.1038 / nature00939. PMID  12167863.
  5. ^ Saffert RT, Kalejta RF (duben 2006). „Inaktivace buněčné vnitřní imunitní obrany zprostředkované Daxxem je mechanismus, kterým protein lidského cytomegaloviru pp71 stimuluje virovou expresi okamžitého raného genu“. J. Virol. 80 (8): 3863–71. doi:10.1128 / JVI.80.8.3863-3871.2006. PMC  1440479. PMID  16571803.