abstract

Celulele T killer naturale (NKT) sunt limfocite înnăscute care recunosc în general antigenele lipidice și sunt îmbogățite în compartimentele microvasculare ale ficatului. Celulele NKT pot fi activate de antigenele lipidice proprii sau microbiene și de semnalizare prin intermediul receptorilor asemănători. La activare, celulele NKT secretă rapid citokine și chemokine pro-inflamatorii sau antiinflamatorii, determinând astfel mediul pentru imunitate sau toleranță ulterioară. Este clar că două subseturi diferite de celule NKT tip I și tip II au modalități diferite de recunoaștere a antigenului și au roluri opuse în bolile hepatice inflamatorii. Ne concentrăm în principal pe rolurile ambelor subgrupuri de NCT în menținerea toleranței imune și a bolilor inflamatorii la nivelul ficatului. Se discută în continuare modul în care activarea diferențială a celulelor NKT tip I și II afectează alte celule înnăscute și celule imune adaptive, ducând la implicații importante pentru integritatea țesuturilor. Este important ca agenți mai buni, inclusiv tetrameri CD1d, să fie utilizați în studiile clinice pentru a defini rolul celulelor NKT în bolile hepatice la pacienți.

fiziologia

Cele două subseturi principale de celule NKT din viață

Celulele NKT sunt celule T înnăscute care, pe lângă markerii tipici de celule NK, exprimă lanțuri TCR-αβ și joacă un rol imunoreglator important în afecțiuni inflamatorii, inclusiv boli autoimune, boli infecțioase și cancer. 4, 5, 6 celulele NKT acționează ca o punte între imunitățile înnăscute și adaptative. Aceste celule pot recunoaște atât antigenele lipidice exogene, cât și cele endogene, în contextul unei molecule majore similare complexului de histocompatibilitate CD1d. 8, 9, 10 Studiile folosind șoareci knock-in Cxcr6 gfp/+ au demonstrat că celulele NKT tip I migrează către sinusoide hepatice în câteva minute de la injectarea α-galactosilceramidei (aGalCer). 11, 12 Îmbogățirea și activarea constitutivă a celulelor NKT în sinusoidele hepatice sugerează că aceste celule sunt implicate în mecanisme care controlează inducerea și/sau prevenirea hepatitei în diferite răspunsuri imune. 4, 13, 14

Celulele NKT restricționate pe CD1d sunt clasificate în două subgrupuri majore, adică celule NKT de tip I sau invariante și celule de tip II sau celule NKT diferite. Celulele NKT de tip I predomină la șoareci decât celulele NKT de tip II și se formează

50% din limfocitele intrahepatice de șoarece. 4, 15, 16, 17 celulele NKT tip I exprimă un aTCTCR semi-invariant conservat care este codificat predominant de genele Va ale liniei germinale (V244 la om și Vad14 la șoareci) și segmentele genei Jal18 asociate cu un set mai diversificat de linii germinale Vp non- gene (Vp8.2, Vp7 sau Vp2 la șoareci și Vp11 la om). La om, celulele NKT tip I reprezintă aproximativ 0,1-1% din celulele T circulante. Celulele NKT CD4 și CD4 + tip I secretă predominant citokine de tip Th1 și respectiv Th2 și celule NKT asemănătoare Th1 au fost de asemenea descrise.

Celulele NKT tip II sunt mai abundente la om decât celulele tip I și, la șoareci, exprimă lanțuri relativ diferite TCR-α- și TCR-β. Am demonstrat recent că un subset major de celule NKT tip II, care este reactiv la sulfatida auto-glicolipidică legată de β, exprimă repertoriul oligoclonal TCR care predomină folosind Vad3/Val-J77/Ja9 și Vp8.1/Vp3.1- Segmente de gene Jp2.7. 19 Observații recente derivate din structurile cristaline ale complexului de celule NKT TCR-αGalCer/CD1d tip I și complexul celular TCR-sulfatid/CD1d tip II NKT sugerează că diferite motive moleculare acționează în recunoașterea TCR de tip I și tip II NKT celule. 21, 22, 23 TCR-ul NKT tip I se leagă de CD1d într-o configurație paralelă, care se referă în principal la lanțul α. Reziduurile cruciale din buclele CDR2p, CDR3a și CDR1a ale celulelor semi-invariante TCR NKT tip I s-au dovedit a fi implicate în recunoașterea complexului aGalCer/CD1d. În schimb, NKT TCR reactiv la sulfat de tip II își leagă liganzii în primul rând de lanțul său β prin atașarea lor la suprafața CD1d.

RECUNOAȘTEREA ANTIGENELOR ȘI ACTIVAREA TIPULUI NKT CELULE

Celulele NKT de tip I au fost caracterizate inițial ca un subset major la șoareci care sunt reactivi la glicolipidul derivat din burete de mare aGalCer; acest glicolipid stimulează acești șoareci ca superantigen prin faptul că se leagă cu afinitate ridicată la CD1d și TCR de tip I NKT. Alte glicolipide, cum ar fi izoglobotrihexosilceramida, sunt, de asemenea, capabile să activeze celulele NKT tip I într-o manieră dependentă de CD1d, dar niciuna nu este la fel de eficientă ca aGalCer. 27, 28, 29, 30 În plus față de antigenele lipidice, celulele NKT tip I sunt, de asemenea, activate după semnalizarea mediată de receptorul toll-like (TLR) și/sau citokine (interleukina (IL) -12, IL-18 sau tip I) . interferon (IFN) secretat de celulele care prezintă antigen activat (APC), cum ar fi KC, hepatocite și DC mieloide. La activare, celulele NKT tip I pot secreta citokine asemănătoare Th1, Th2 sau Th17. În funcție de mediul tisular, celulele care prezintă antigen și antigenul lipidic, celulele NKT tip I pot secreta diferite profiluri de citokine. De exemplu, celulele NKT tip I secretă predominant IFN-γ după ischemie, leziune sau stimulare indusă de toxină în prezența IL-18 plus IL-12, dar aceste celule secretă IFN-γ, IL-4 și IL-17 in raspuns. și αGalCer. 33

La activare, celulele NKT tip I pot stimula în continuare celulele DC, NK, celulele B și celulele T CD4 + și CD8 + normale, care pot media mai mult leziunile hepatice. În plus, citokinele și chemokinele secretate de celulele NKT de tip I activate duc la recuperarea neutrofilelor, a celulelor mieloide și a monocitelor în ficat. 35, 36, 37, 38, 39, 40 celulele NKT tip I pot promova fibrogeneza care implică calea Hedgehog, 41, 42 și citokinele incluzând osteopontina (OPN) conduc la activarea celulelor stelate hepatice (HSC). În plus, celulele NKT de tip I activate pot ucide hepatocitele direct prin interacțiuni Fas/FasL sau indirect prin activarea celulelor NK. KC-urile sunt situate la interfața venei porte (în spațiul vascular sinusoidal) și circulația sistemică, iar acest sit critic face ca aceste celule să fie factori cheie în activarea răspunsului imun prin recunoașterea semnalelor de pericol (tipare moleculare și pericole asociate cu agenții patogeni). modele moleculare) prin expresia TLR-urilor și a receptorilor similari cu domeniul oligomerizării care leagă nucleotidele. KC-urile activate produc o varietate de citokine pro-inflamatorii, cum ar fi IL-1β, IL-18, factor de necroză tumorală (TNF) -α și IL-12, care joacă un rol important în reglarea recrutării și activării NKT tip I celule, 44, 45

RECUNOAȘTEREA ANTIGENELOR ȘI ACTIVAREA TIPUL II

Spre deosebire de rolul predominant proinflamator al celulelor NKT tip I în afectarea ficatului, celulele NKT tip II sunt capabile să suprime răspunsul proinflamator indus de celulele NKT tip I și ulterior să protejeze împotriva afectării ficatului. În plus, activarea celulelor NKT de sulfatida de tip II nu induce activarea celulelor B, NK sau T. Prin urmare, un studiu al celulelor NKT tip II după activarea sulfatidelor a relevat o cale imunoregulatorie dominantă care s-a dovedit a fi implicată în protecția împotriva leziunilor hepatice de reperfuzie ischemică (IRI), diabetului de tip 1 55 și encefalomielitei autoimune experimentale. 20

REGULARE ÎNTRE CELULE NKT TIP I ȘI TIP II

Model propus care prezintă rolurile opuse ale celulelor NKT tip I și tip II în bolile inflamatorii ale ficatului. Celulele NKT de tip I sunt activate rapid după leziuni hepatice induse de alcool, o dietă bogată în grăsimi, ischemie și/sau produse microbiene derivate din intestin. Celulele care prezintă antigen în ficat, cum ar fi KC și TLR/citokinele mediază activarea lor, ducând la recrutarea citokinelor/chemokinelor (CD11b + Gr-1 +) și a celulelor și neutrofilelor mieloide neutrofile dependente și a activării celulelor HSC și NK . Aceste interacțiuni celulare conduc la steatoză, fibroză și necroză a hepatocitelor. Aceste evenimente sunt, de asemenea, implicate în dezvoltarea HCC. În schimb, celulele NKT tip II sunt activate la prezentarea lipidelor intrinseci, cum ar fi sulfatida și LPC, ducând la inducerea unei căi de reglementare încrucișată care inhibă celulele NKT tip I, tolerează cDC și blochează cascada inflamatorie și ficatul. boli. cDC, DC convențional; HCC, carcinom hepatocelular; HSC, celule stelate hepatice; KC, celula Kupffer; LPC, lizofosfatidilcolină; NK, ucigaș natural; NKT, celule T killer naturale; OPN, osteopontin; TLR, receptor de tip taxă.

Imagine la dimensiune completă

În contrast, există date experimentale care sugerează că celulele NKT tip I ar putea potențial regla încrucișat activitatea NKT tip II. S-a demonstrat că stimularea cu sulfatide a celulelor NKT de tip II inhibă complet efectul protector al aGalCer în modelul de fibrosarcom 15-12RM, dar nu reduce complet protecția oferită de aGalCer în metastazele pulmonare ale carcinomului colonului CT26 și că tipul I NKT. celulele pot avea efecte supresive ușoare asupra activității NKT a celulelor de tip II. O mai bună înțelegere a mecanismelor implicate în reglarea încrucișată între subseturi de celule NKT tip I și tip II este crucială pentru dezvoltarea strategiilor de manipulare a rezultatelor răspunsului imun în bolile hepatice inflamatorii umane.

Recent, activarea celulelor NKT tip II indusă de IL-25 s-a dovedit a fi implicată în reglarea inflamației țesutului adipos și în prevenirea obezității indusă de o dietă bogată în grăsimi la șoareci. Transmiterea celulelor NKT tip II la șoareci obezi induce o pierdere în greutate mai mare și mai lungă și o toleranță îmbunătățită la glucoză. 60

Interesant, similar cu celulele T convenționale, celulele NKT de tip I devin, de asemenea, fără răspuns sau anergice după activarea secundară după activarea primară a TCR și GalCer. Celulele NKT de tip I anergic exprimă niveluri mai ridicate de moarte programată 1 (PD-1). În plus, blocarea căii ligandului PD-1/PD 1 (PD-L1) previne anemia indusă de αGalCer, dar nu lipidă bacteriană sau sulfatidică în celulele NKT tip I 61, 62. Studii recente au sugerat în continuare implicarea E3- semnalizarea ubiquitin ligazei Cbl-b și mTOR în inducerea anergiei în celulele NKT tip I. 63

Sarcinile de subseturi de celule NKT ÎN CONDIȚIILE PATOLOGICE ALE VIEȚII

În majoritatea modelelor experimentale de boli hepatice cronice, inclusiv IRI, hepatita indusă de 64-A, 36, 54, 65 ciroză biliară primară (PBC) 66 și boală hepatică grasă nealcoolică (NAFLD), de tip 67, 68, 69, s-a demonstrat că celulele I NKT au un rol patogen. Cu toate acestea, în modelele acute de afectare hepatică, celulele NKT tip I pot juca un rol protector. De exemplu, într-un model de obstrucție biliară și colestază la șoarece și într-un model de fibroză acută indusă de CCl 4, inhibarea proteinei inflamatorii macrofage-2, KC și TNFα dependente de celulele NKT tip I duce la inhibarea neutrofilelor. infiltrarea și afectarea ficatului. 70, 71, 72 Luate împreună, aceste date sugerează că, deși activarea celulelor NKT tip I poate fi protectoare în leziunile acute, în afecțiuni cronice, celulele NKT tip I favorizează afectarea ficatului. În concordanță cu rolul dublu al celulelor NKT tip I, Wang și colab. 73 afirmă că activarea mediată de αGalCer a acestor celule promovează infiltrarea neutrofilelor și hepatita într-o manieră dependentă de STAT-6, în timp ce această activare poate controla și afectarea ficatului prin inducerea apoptozei neutrofile printr-un mecanism dependent de STAT-1.

Boală hepatică alcoolică

Rolul celulelor NKT tip I în ALD nu a fost investigat cu atenție la oameni. Cu toate acestea, în concordanță cu datele din modelele de șoareci, citokinele pro-inflamatorii, inclusiv TNFα, IL-6, IL-8, OPN și IL-1, sunt crescute în biopsiile serice și hepatice la persoanele cu hepatită alcoolică și pot fi corelate cu severitatea/mortalitate.boli. În plus, expresia E-selectinei este puternic reglată în grăsimile alcoolice hepatice umane, dar nu și în ciroza alcoolică, ceea ce sugerează că E-selectina poate juca un rol în infiltrarea hepatică a neutrofilelor și a bolii în stadiu incipient. În plus, la pacienții cu hepatită alcoolică, s-a constatat că scăderea expresiei NKG2D în celulele CTL, NK și NKT tip I se corelează cu severitatea bolii, sugerând că aceste celule sunt implicate în promovarea afectării ficatului. În schimb, frecvențele crescute ale celulelor producătoare de IL-22 și creșterea nivelului plasmatic al IL-17 sunt asociate cu prognostic îmbunătățit la pacienții cu hepatită alcoolică. 79, 80, 81

Boală hepatică grasă nealcoolică

Hepatita autoimună

PBC și colangită sclerozantă primară

Bolile biliare, cum ar fi colangita sclerozantă primară (PSC) și PBC, se caracterizează printr-un răspuns imun inflamator care duce la distrugerea căilor biliare. Se crede că Mangiocitele joacă un rol activ în răspunsurile imune. În special, colangiocitele murine și umane exprimă CD1d și pot prezenta antigene lipidice exogene și endogene atât pentru celulele NKT tip I, cât și pentru tipul II. Expresia hepatică CD1d și numărul celulelor NKT tip I au fost crescute constant la pacienții cu PBC 95. Cu toate acestea, expresia CD1d este redusă în epiteliul biliar al pacienților cu PSC tardiv și PBC. În concordanță cu rolul patogen al celulelor NKT de tip I în alte boli hepatice, a fost demonstrat recent un rol semnificativ pentru celulele NKT de tip I în inițierea PBC în două modele de șoarece. În aceste modele, sa constatat că deficitul de NKT ameliorează dezvoltarea PBC indusă de supraexprimarea TGF-βR dominantă negativă în celulele T sau infecția cu novosphingobium aromaticivorans. Este clar că celulele NKT tip I vorbesc încrucișat cu alte celule B intrahepatice autoreactive și celule T CD4/CD8 convenționale care sunt implicate în aceste boli autoimune. 90, 96, 97

Hepatita cronică B și infecția cu VHC

Carcinom hepatocelular

HCC este adesea asociat cu boli hepatice inflamatorii cronice, cum ar fi NASH și hepatita virală. În general, celulele NKT joacă un rol crucial crucial în cancer: pot promova un răspuns antitumoral prin activarea celulelor T efectoare CD4/CD8 +; și poate promova, de asemenea, creșterea tumorii prin recrutarea de celule T supresoare sau reglatoare pentru a induce toleranță sau a produce citokine Th2, care la rândul lor determină inhibarea expansiunii celulelor T CD8 + specifice antigenului tumoral. Deși celulele NKT sunt abundente în ficat, relativ mai puține studii au încercat să elucideze rolul lor în HCC.

S-a demonstrat că dozarea pe termen lung a CD-HFD induce activarea celulelor T CD8 + intrahepatice și a celulelor NKT, precum și secreția de citokine inflamatorii la șoareci. Celulele NKT provoacă în primul rând steatoza prin secreția de LUMINĂ, în timp ce celulele CD8 + și NKT induc în mod cooperat leziuni hepatice. Semnalizarea TLR4 hepatocelulară și a factorului nuclear canonic-KB facilitează tranziția NASH-la-HCC, sugerând implicarea diferitelor mecanisme moleculare în dezvoltarea NASH și HCC. Celulele NKT CD4 + de tip I pot media, de asemenea, efectele antitumorale prin inhibarea răspunsului inflamator provocat de activarea căii oncogenice a β-cateninei. În plus, celulele NKT suprimă creșterea tumorii la șoareci după transmiterea adoptivă a liniilor tumorale HCC. 50, 108 La pacienții cu HCC, există o creștere a frecvenței NKT în tumoră comparativ cu sângele, iar celulele NKT CD4 + V24/Vp11 de tip I care secretă citokine Th2 se acumulează în tumorile maligne intrahepatice umane și inhibă CD8 + T specific tumorilor -răspunsuri celulare. 105

Afectarea ficatului cauzată de toxine și medicamente

Ficatul este specializat în metabolismul medicamentelor circulante sau al toxinelor, dar metabolismul acestor medicamente provoacă deseori leziuni hepatice. Rolul patologic al celulelor NKT în afectarea hepatică indusă de medicament a fost investigat utilizând un model de șoarece de leziuni hepatice induse de acetaminofen. Șoarecii cu deficit de NKT tip I s-au dovedit a fi mai sensibili la afectarea ficatului indusă de acetaminofen decât șoarecii de tip sălbatic. În mod similar, leziunile hepatice cronice induse de CCl4-, ConA și paracetamol sunt tocite la șoarecii cu deficit de NKT tip I. Medicamentul sau metaboliții săi declanșează activarea celulelor NKT tip I, care sunt responsabile pentru eliberarea masivă a nivelurilor ridicate de citokine, inclusiv OPN, IFN-α și IL-4 și creșterea expresiei FasL de către hepatocite, ducând la necroză hepatocelulară masivă. 4, 14, 39, 109

Leziunea ischemiei și reperfuziei și transplantul de ficat

În transplantul hepatic, atât celulele NKT gazdă-reziduale, cât și cele donatoare prezintă funcții de protecție care sunt deosebit de bine descrise în boala grefă contra gazdă. În timp ce un subset de NKT tip I este implicat în protecția mediată de celule T mediată de gazdă, celulele NKT tip II joacă roluri critice în efectele de protecție derivate de donator. 116, 117 Într-adevăr, pe de o parte, transferul adoptiv al celulelor NKT tip I sau administrarea aGalCer poate ameliora boala grefă contra gazdă la șoarecii primitori datorită secreției intense de IL-4 de către celulele NKT tip I și polarizarea Th2 a răspuns imun. Pe de altă parte, celulele donatoare NKT tip II produc nu numai celule NKT asemănătoare IL-4, dar produc și IFN-γ, care induce apoptoza în celulele T CD4 + și CD8 + donatoare într-o manieră dependentă de Fas. În plus, s-a constatat că celulele NKT de tip II derivate din BM reactive CD161 + CD1d umane suprimă în mod specific un răspuns limfocitar mixt și sunt capabile să inducă toleranță la alogrefă. 119 În rezumat, direcționarea adecvată a subseturilor de celule NKT poate juca un rol important în dezvoltarea strategiilor de reducere a leziunilor țesuturilor datorate IRI și transplantului de ficat.

Regenerarea ficatului

Ficatul are o capacitate semnificativă de regenerare după pierderea țesutului sau vătămare. Acest proces de regenerare este controlat de diferite citokine, factori de creștere și hormoni. 120, 121, 122 Acumularea de celule NKT tip I în ficat după hepatectomia parțială sugerează că celulele NKT tip I pot juca un rol în regenerarea ficatului. Prin urmare, în condiții inflamatorii (de exemplu, hepatectomie parțială la șoareci transgenici VHB), epuizarea celulelor NKT îmbunătățește semnificativ regenerarea ficatului. 98, 102 Recent, Yin și colab. 123 a relevat, de asemenea, că activarea celulelor NKT de tip I cu αGalCer inhibă puternic regenerarea ficatului printr-un mecanism care depinde de secreția IFN-γ și IL-4 derivată din NKT. În mod similar, reducerea încărcăturii bacteriene comensale după tratamentul cu ampicilină orală induce extinderea KC care secretă IL-12 care supraactivează celulele NKT hepatice de tip I pentru a produce niveluri mai ridicate de IFN-γ care inhibă regenerarea ficatului. 124 Colectiv, activarea celulelor NKT de tip I în condiții inflamatorii pare să inhibe regenerarea ficatului.

$ config [ads_text16] nu a fost găsit

PERSPECTIVĂ VIITORĂ