对抗原的摄取,处理,递呈,继而激活T细胞,是适应性免疫的关键过程。T细胞对抗原的有效识别,需要首先摄取抗原,处理抗原,然后在细胞表面MHC分子上递呈。抗原递呈的一个关键步骤是:将外来Cargo运送到细胞内隔间,在那里抗原可以被处理并装载到MHC分子上。FcγR在抗原摄取、处理、递呈中有重要作用。

FcγR识别IgG Fc段,从而识别Ig-IC(immune complexes,免疫复合物)。

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六类FcγR(Nat Rev Immunol . 2020 Oct;20(10):633-643)

递呈免疫复合物

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  1. Ig-IC结合APC表面低亲和力的FcγR,

  2. 激活的FcγRs交联,导致ITAM磷酸化和clathrin介导的FcγR:IgG-IC聚集物的内吞,随后将IgG-IC转运到溶酶体

  3. 在溶酶体内,FcγRs和内吞的抗原被蛋白酶降解,最终加载到MHCII类复合物、这个过程依赖cathepsin和HLA-DM活性

  4. 黄箭头:在交叉递呈的过程中,通过FcγR交联内化的非“自我”抗原,也可以传递到细胞质中,在那里它们的处理类似于内源性蛋白质。由此产生的9-10-aa长肽将被纳入MHCI类蛋白复合物中。

FcRn转运抗原

新生儿Fc受体(FcRn)的命名的由来:FcRn大鼠将IgG跨肠道上皮从母亲转移到后代,在人类则是将IgG跨胎盘从母亲传给后代。

然而,FcRn的表达并不仅限于新生儿。在成人,FcRn在维持IgG水平和跨上皮屏障的IgG转运中起着关键作用。在肠道上皮屏障处,人类FcRn可以将IgG转运到管腔以结合同源抗原,并回收IgG-IC穿过肠道屏障,以便随后由粘膜DCs摄取。

FcRn主要在内体腔(endosomal compartment),与质膜之间组成循环。在细胞内体腔的低pH情况下,FcRn与IgG以高亲和力结合,之后再将IgG释放到中性pH的细胞表面,从而避免IgG被细胞内溶酶体破坏,延长循环中IgG分子的半衰期。

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  1. 在肠道中,IgG抗体可以与上皮细胞基底侧细胞膜上表达的FcRn结合。这些抗体将被内吞,并在内体的酸性微环境中以高亲和力与FcRn结合。

  2. 在上皮细胞的绒毛面(肠腔侧),由于pH更偏中性,因此FcRn对IgG的亲和力降低,这些IgG抗体被释放,与可溶性蛋白抗原结合。或者(橙色箭头),FcRn可以将单体IgGs送回组织间质(IgG回收),这一过程可以防止酸性隔间的IgG降解,特别是在APC中。

  3. 肠腔Ig-IC结合FcRn,被内吞,通过内体小泡,穿过上皮细胞。

  4. 在基底侧,Ig-IC被释放,之后被APC细胞表面的FcγR识别,内吞,处理,进行抗原递呈。

抗原递呈和T细胞激活


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  1. IgG-IC介结合低亲和力FcγRs,激活交联导致src激酶介导的ITAM磷酸化,诱导下游特异性激酶(lyn,syk)的激活,最终导致PI3K激活,细胞内钙的增加和细胞的激活。在FcγRIIB的胞内是免疫抑制基序(ITIM),相应信号会抑制细胞激活。

  2. 细胞激活触发APC内的转录程序,增强促炎细胞因子(如IL-6、IL-15、IL-10)的表达,以及上调膜结合的共激活分子,包括CD80和CD86。

  3. MHCII-抗原肽-TCR导致T细胞激活,再通过CD28-CD80/CD86共同刺激信号,增强T细胞激活。

FcγR变异

FcγR的各种遗传变异会影响其与不同IgG isotypes的亲和力和相互作用,与疾病和治疗性抗体的临床潜力有关。

SLE是一种慢性自身免疫性疾病,其特征是皮肤和肾等各种器官受损(狼疮肾炎),经常导致严重的临床并发症。SLE相关的易感基因包括1q23染色体上的FcγR位点(包括FcγRII和FcγRIII)。抑制性FcgRIIB中,单氨基酸多态性FcγRIIBT232最初是在日本SLE患者中发现的。这种多态性695T>C,导致FcγRII跨膜域内的非同义替代突变Ile232Thr(I232T).FcgRIIBT232突变可能导致未能激活抑制性FcγRs,反过来促进ICs的促炎症反应和增强自身抗体产生。除此之外,其他一些突变也被报道。

小结

FcγR家族为调节IgG包被抗原的抗原呈现提供了一个关键的控制点。这种控制可以在几个阶段实施,如抗原的内化、细胞内抗原的转运,以及通过控制导致抗原递呈的后续信号事件。由FcγR产生的刺激或抑制信号会导致共刺激分子和细胞因子的调节,从而进一步调节对抗原的反应。FcγR遗传变异发现的数量越来越多,这强调了这些途径对人类疾病的重要性。

主要参考文献

  1. Junker F, Gordon J and Qureshi O (2020) Fc Gamma Receptors and Their Role in Antigen Uptake, Presentation, and T Cell Activation.Front. Immunol. 11:1393

  2. Kerntke C, Nimmerjahn F, Biburger M. There is (Scientific) strength in numbers: a comprehensive quantitation of Fc gamma receptor numbers on human and murine peripheral blood leukocytes. Front Immunol. (2020) 11:118.

  3. Dalby E, Christensen SM, Wang J, Hamidzadeh K, Chandrasekaran P, Hughitt VK, et al. Immune complex–driven generation of human macrophages with anti-inflammatory and growth-promoting activity. J Immunol. (2020) 204:1901382.

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