Streszczenie

Układ odpornościowy ssaków rozwinął wiele mechanizmów pozwalających na skuteczną walkę z zakażeniami, zarówno bakteryjnymi jak i wirusowymi. Zdolność rozpoznania zakażenia wiru­sowego jest ściśle związana z wewnątrzkomórkowymi receptorami należącymi do mechanizmów odporności nieswoistej, które są odpowiedzialne za jak najszybszą identyfikację sygnałów nie­bezpieczeństwa i zainicjowanie kaskady wydarzeń prowadzących do skutecznej odpowiedzi prze­ciwwirusowej. Dotychczas scharakteryzowano kilka rodzajów receptorów rozpoznających kom­ponenty wirusowe: receptory Toll-podobne, RIG-I-podobne, AIM2-podobne oraz DAI – zależny od DNA aktywator czynników regulatorowych interferonu. Są one zdolne do wiązania i rozpo­znawania genomowych wirusowych kwasów nukleinowych i wszystkich pośrednich form repli­kacyjnych. W następstwie związania liganda receptory te aktywują odrębne szlaki przekazywa­nia sygnału wewnątrz komórki, prowadzące do syntezy i uwalniania interferonu typu I i cytokin prozapalnych. Mediatory te pośredniczą w rozwoju nieswoistej i swoistej odpowiedzi przeciw­wirusowej. Są one najważniejsze do zablokowania replikacji wirusa, zahamowania jego rozprze­strzeniania się w organizmie i wreszcie eliminacji. W artykule obszernie omówiono i porówna­no drogi przesyłania sygnału zależnego od RIG-I, drogi niezależnej od TLR i RIG-I oraz udział mechanizmów identyfikacji ligandów pochodzenia wirusowego w zapoczątkowaniu odpowiedzi immunologicznej w przebiegu zakażenia wirusowego.

Słowa kluczowe:zakażenie wirusowe • kwasy nukleinowe • receptory komórkowe • interferony • cytokiny prozapalne • indukcja odpowiedzi immunologicznej

Summary

The mammalian immune system has evolved several mechanisms that allow bacterial and viral infections to be successfully fought. Animal cells are able to recognize viral infection and this recognition is dependent on the presence of intracellular sensors that instantly identify danger signals and initiate signal cascades leading to an effective antiviral response. Several host pro­teins have been identified as intracellular sensors, namely: Toll-like receptors, RIG-I-like recep­tors, AIM2-like receptors and DAI, DNA-dependent activator of IFN regulatory factor. They recognize and bind viral genomic nucleic acids and all their replicative intermediates. Receptor-ligand interaction leads to activation of specific metabolic pathways that include synthesis and release of type I interferons and proinflammatory cytokines. These mediators are in turn respon­sible for synchronizing mechanisms of innate and adaptive antiviral immunity. They are crucial for blocking viral replication, preventing the spread of infection and eventually eliminating the virus from the host. Signaling pathways dependent on RIG-I, independent of TLR and other vi­ral ligand(s) identification mechanisms leading to antiviral immune response stimulation, are di­scussed in this review.

Key words:viral infection • nucleic acids • cellular receptors • interferons • proinflammatory cytokines • immune response stimulation

Wykaz skrótów:

AIM2 – receptor AIM-2 (absent in melanoma); ALR – receptory AIM2-podobne (AIM2-like receptors); AP-1 – czynnik transkrypcyjny AP-1 (activator protein 1); ASC – białko adaptorowe ASC (apoptosis-associated speck-like protein containing a carboxy-terminal CARD); BTK – kinaza tyrozynowa BTK (Brunton’s tyrosine kinase); CREB – czynnik transkrypcyjny CREB (cAMP response element-binding); CARD – domena aktywacji i rekrutacji kaspaz (caspase activation recruitment domain); Cardif – białko adaptorowe stymulujące syntezę IFN-β zawierające domenę CARD (CARD adapter inducing IFN-β); DAI – zależny od DNA aktywator czynników regulatorowych IFN (DNA-dependent activator of IFN-regulatory factors); DAMP – wzorce molekularne związane z niebezpieczeństwem/uszkodzeniem (danger/damage associated molecular patterns); DD – domena śmierci (death domain); EMCV – wirus zapalenia mózgu i mięśnia sercowego (encephalomyocarditis virus); FADD – białko FADD (Fas-associated protein with death domain); HIN200 – domena HIN200; (hematopoietic expression, IFN-inducible, nuclear localization and length of 200 amino acid domains); HMGB1 – jądrowe/chromosomalne białko HMGB1 (high mobility group box protein-1); HSV-1 – wirus opryszczki typu 1 (herpes simplex virus 1); IFN – interferon; IKK – kinaza inhibitora czynnika transkrypcyjnego (inhibitor of nuclear factor kB kinase); IL-1RA – antagonista receptora IL-1β (IL-1 receptor antagonist); IPS-1 – białko aktywujące promotor IFN-β 1 (IFN-β promoter stimulator 1); IRAK – kinaza IRAK (IL-1R-associated kinase); IRF – czynnik regulatorowy IFN (IFN regulatory factor); ISRE – elementy odpowiedzi stymulowanej przez interferon (IFN-stimulated response elements); JAK – kinaza Janusa (Janus kinase); LGP2 – receptor LGP2 (laboratory of genetics and physiology-2); LPS – lipopolisacharyd; LRR – powtórzenia bogate w leucynę (leucin-rich repeats); MAMP – molekularne wzorce związane z mikroorganizmami (microbe-associated molecular patterns); MAP – kinaza MAP (mitogen activated protein); MAPK – kinaza MAPK (mitogen activated protein kinase kinase); MAVS – białko MAVS (mitochondrial antiviral signaling); MDA5 – receptor MDA5 (melanoma differentiation-associated gene 5); MEF – płodowe fibroblasty myszy (mouse embryonic fibroblasts); MITA – białko pośredniczące w aktywacji czynnika IRF-3 (mediator of IRF-3 activation); MyD88 – białko adaptorowe MyD88 (myeloid differentiation factor 88); NK – komórki naturalnie cytotoksyczne (natural killer cells); NKT – limfocyty NKT (natural killer T cells); NF-κB – czynnik jądrowy κB zidentyfikowany w limfocytach B (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells); NLR – receptory NOD-podobne (nucleotide-binding domain leucine-rich repeat containing family [NOD]-like receptors); PAMP – molekularne wzorce związane z patogenami (pathogen-associated molecular patterns); poly(I: C) – kwas poliryboinozylowo: polirybocytydylowy (polyriboinosinic: polyribocytidilic acid); PRR – receptory rozpoznające wzorce (pattern recognition receptors); PYD – domena pyrynowa (pyrin domain); PYHIN – rodzina białek zawierających domenę pyrynową i domenę HIN200 (pyrin and HIN200 domain-containing proteins); RD – domena represorowa (repressor domain); RIG-I – receptor RIG-I (retinoic acid-inducible gene I); RIP – kinaza RIP (receptor-interacting protein); RLH – helikazy RIG-I-podobne (RIG-I-like helicases); RLR – receptory RIG-I-podobne (retinoic acid-inducible gene I [RIG-I]-like receptors); SF2 – nadrodzina 2 (superfamily 2); SLE-like syndrome – zespół podobny do tocznia rumieniowatego układowego (systemic lupus erythematosus [SLE]-like syndrome); STAT – białko przetwarzające i aktywujące transkrypcję (signal transduction and activation of transcription); STING – białko stymulujące geny interferonu (stimulator of interferon genes); TAK1 – kinaza TAK1 (transforming growth factor-β-activating kinase); TAB – białko wiążące kinazę TAK1 (TAK binding protein); TBK-1 – kinaza TBK-1 (TANK binding kinase 1); TICAM-1 – białko adaptorowe TICAM-1 (TIR-containing adaptor molecule 1); TIR – domena receptora Toll/IL-1 (Toll/IL-1 receptor domain); TLR – receptory Toll-podobne (Toll-like receptors); TNF – czynnik martwicy nowotworu (tumor necrosis factor); TNFR1 – receptor czynnika martwicy nowotworu 1 (tumor necrosis factor receptor 1); TRADD – białko adaptorowe TRADD (tumor necrosis factor receptor type 1-associated death domain protein); TRAF – czynnik związany z receptorem TNF (tumor necrosis factor receptor-associated factor); TRAP – białko TRAP (translocon-associated protein); TRIF – białko adaptorowe zawierające domenę TIR indukujące IFN-β (TIR-domain-containing adapter-inducing interferon-β); VacV – wirus krowianki (vaccinia virus); VISA – białko adaptorowe VISA (virus-induced signaling adapter); VSV – wirus pęcherzykowego zapalenia jamy ustnej (vesicular stomatitis virus).

1. Wstęp

Wirusy są odpowiedzialne za zakażenia wszystkich żywych organizmów występujących na kuli ziemskiej: poczynając od najprostszych komórek bakteryjnych, a na złożonych or­ganizmach ssaków kończąc. To sprawia, że konieczne było wykształcenie i rozwinięcie przez organizmy wyższe me­chanizmów, pozwalających na szybkie wykrycie zakaże­nia wirusowego, a także mechanizmów umożliwiających ochronę przed tym zakażeniem. Głównym zadaniem od­powiedzi odpornościowej gospodarza na zakażenie wiru­sowe jest blokowanie cyklu replikacyjnego wirusa, a tym samym zahamowanie dalszego jego rozprzestrzeniania się w organizmie, zniszczenie zakażonych komórek i wreszcie eliminacja wirusa z organizmu. U zwierząt wyższych za­owocowało to powstaniem odporności swoistej charaktery­zującej się zdolnością do wytwarzania swoistych przeciw­ciał i aktywnością limfocytów T swoiście rozpoznających wirusowe peptydy i białka, co pozwala na uniemożliwie­nie związania wirusa z komórką docelową lub prowadzi do zniszczenia zakażonej komórki. Jednak uruchomienie mechanizmów odporności swoistej jest procesem stosun­kowo długotrwałym, wymagającym co najmniej kilku dni do osiągnięcia najlepszego efektu, toteż mechanizmy od­porności nieswoistej (komórki dendrytyczne, NK, NKT i makrofagi) oraz mediatory, głównie cytokiny prozapal­ne i interferony (IFN), mają za zadanie bronić organizmu przez czas konieczny do rozwoju odporności swoistej. Najważniejszymi mediatorami pośredniczącymi w syn­chronizacji mechanizmów nieswoistych i swoistych są interferony, pobudzające szlak przekazywania sygnałów hamujących replikację wirusa i blokujących jego dalsze rozprzestrzenianie się w organizmie oraz cytokiny proza­palne. Zanim jednak dojdzie do syntezy interferonów i cy­tokin prozapalnych wirus musi zostać w jak najkrótszym czasie zidentyfikowany. Jest to możliwe dzięki receptorom rozpoznającym określone wzorce molekularne (pattern re­cognition receptors – PRR), początkowo opisanymi u or­ganizmów niższych, zdolnymi do identyfikacji wielu mo­lekularnych wzorców związanych z patogenami (pathogen associated molecular patterns – PAMP). Wobec tego, że nie tylko patogeny wykazują ekspresję tych cząstek, są one także określane jako molekularne wzorce związane z mi­kroorganizmami (microbe-associated molecular patterns – MAMP) [14,38]. Do rozpoznania zakażenia wirusowego, organizm wykorzystuje dwa główne typy receptorów: re­ceptory Toll-podobne (Toll-like receptors – TLR) i recep­tory RIG-I-podobne (retinoic acid-inducible gene I [RIG-I]-like receptors – RLR). Białka te są strażnikami różnych przedziałów komórkowych i w przypadku zakażenia wiru­sowego, po związaniu z odpowiednim ligandem, przesyłają poprzez białka adaptorowe sygnał aktywujący odpowiedź przeciwwirusową. Niedawno do tych dwu grup dołączyły receptory rozpoznające wolny DNA cytosolowy, induku­jące odpowiedź w sposób niezależny od receptorów Toll- i RIG-I-podobnych [10,18,25,27,29,47,50].

TLR są przezbłonowymi receptorami, zbudowanymi z czę­ści zewnątrzkomórkowej bogatej w leucynę (leucin-rich re­peats – LRR), rozpoznającej PAMP i części cytoplazma­tycznej, czyli tzw. domeny receptora Toll/IL-1 (Toll/IL-1 receptor domain – TIR), przekazującej sygnał za pomocą białek adaptorowych. Dotychczas zidentyfikowano 10 ty­pów TLR u ludzi i 13 typów u myszy, ale nie dla wszystkich receptorów (TLR 10, 12, 13) określono naturalne ligandy [31,48]. TLR są receptorami zdolnymi do rozpoznania wi­rusowych komponentów (białek i kwasów nukleinowych) zarówno w środowisku zewnątrzkomórkowym, jak i we­wnątrz komórki, w endosomach cytoplazmatycznych. RLR (znane również jako RIG-I-like helicases [RLH]) są cyto­plazmatycznymi receptorami rozpoznającymi wirusowy kwas nukleinowy, który znajduje się w cytosolu. Dotąd poznano trzy białka tej rodziny: RIG-I (retinoic acid-in­ducible gene I), MDA5 (melanoma differentiation-asso­ciated gene 5) i LGP2 (laboratory of genetics and physio­logy-2). Należą one do nadrodziny 2 (superfamily – SF2) helikaz/ATP-az. RIG-I i MDA5 są unikatowe w obrębie he­likaz, ponieważ zawierają C’-terminalną domenę DexD/H o charakterze helikazy wiążącej dsRNA oraz N’- termi­nalne bliźniacze domeny aktywacji i rekrutacji kaspaz (caspase activation and recruitment domain – CARD), odpowiedzialne za przesyłanie sygnałów wewnątrzkomór­kowych. Badania prowadzone na komórkach z celowaną delecją, wykazały dużą swoistość tych białek w rozpozna­waniu zakażeń wirusowych, co wyjaśnia ich zróżnicowa­nie w rozpoznawaniu odpowiednich ligandów. LGP2 za­wiera tylko domenę o charakterze helikazy, jest zdolny do wiązania dsRNA, ale nie ma domeny CARD. Dodatkowo RIG-I i LGP2 mają C’-terminalną domenę represorową (repressor domain – RD), która jest odpowiedzialna za blokowanie przesyłania sygnału wtedy, gdy receptor nie jest związany z ligandem [43,53,55,73].

2. Przesyłanie sygnału zależnego od receptorówToll-podobnych

Identyfikacja wirusów poprzez TLR opiera się na rozpo­znaniu komponentów wirusowych, takich jak białka lub kwas nukleinowy. W tym procesie zaangażowane są TLR 2, 3, 4, 7, 8, 9. Receptory Toll-podobne 2 i 4 są umiejsco­wione w błonie cytoplazmatycznej komórki i chociaż ich głównymi ligandami są komponenty ściany komórkowej bakterii i grzybów, to ich udział w stymulacji odpowiedzi przeciwwirusowej nie ulega wątpliwości. TLR2 wiążący różne lipoproteiny, nieklasyczny lipopolisacharyd (LPS) i zymosan, zaangażowany jest również w rozpoznawanie białek osłonki wirusowej [6,46]. TLR4 funkcjonuje jako główny detektor bakteryjnego LPS, ale podobnie jak TLR2, może być też aktywowany przez glikoproteiny pochodzące z osłonki wirusa [6,74]. Jednak najważniejszymi recepto­rami odpowiedzialnymi za wykrywanie zakażenia wiru­sowego są TLR3, TLR7, TLR8 (u ludzi) i TLR9, stymu­lowane wirusowym kwasem nukleinowym.

TLR7, TLR8 i TLR9 są spokrewnione filogenetycznie i strukturalnie, tworzą podrodzinę i zawsze występują w błonie pęcherzyków cytoplazmatycznych. Główną róż­nicą między TLR9 a TLR7 i TLR8 jest rodzaj rozpozna­wanego przez nie i wiązanego liganda. Ligandem TLR9 są niemetylowane sekwencje CpG. Początkowo sądzono, że genom bakteryjny, w którym występują one z dużą czę­stością jest głównym stymulatorem TLR9. Jednak rów­nież genom wirusów DNA zawiera immunostymulujące sekwencje CpG indukujące odpowiedź przeciwwirusową [21,33,45,75]. Natomiast TLR7 i TLR8 rozpoznają wiruso­wy ssRNA. Receptory te odpowiadają również na sztuczne ligandy, którymi są związki imidazolochinolonowe stoso­wane w terapii przeciwnowotworowej i przeciwwiruso­wej [12,19,20,36,64].

Aktywacja zarówno TLR9, jak i TLR7 oraz TLR8, a co za tym idzie stymulacja odpowiedzi przeciwwirusowej, jest możliwa w następstwie wniknięcia wirusa do komór­ki, jego namnożenia się i obecności w pęcherzykach cy­toplazmatycznych. Dopiero wtedy po związaniu liganda przez receptor następuje przesyłanie sygnału wewnątrz­komórkowego i stymulacja odpowiedzi przeciwwirusowej.

TLR3 jest receptorem odpowiedzialnym za rozpoznanie za­każenia dzięki wiązaniu wirusowego dsRNA. Lokalizacja TLR3 jest ściśle związana z typem komórek, co ma wpływ na ich udział w uruchomieniu odpowiedzi przeciwwiruso­wej. W ludzkich fibroblastach TLR3 obecny jest w błonie cytoplazmatycznej, natomiast w makrofagach i komórkach dendrytycznych jego ekspresja jest obserwowana w błonie pęcherzyków wewnątrzplazmatycznych [42,70]. Oba ro­dzaje receptorów, powierzchniowe i endosomalne, są sty­mulowane długimi fragmentami dsRNA oraz odpowiadają w ten sam sposób na stymulację syntetycznym polimerem poly(I: C) (kwas poliryboinozylowo: polirybocytydylowy – polyriboinosinic: polyribocytidylic acid; poly(I: C)), bę­dącym analogiem dsRNA. Domena wiążąca ligand, bogata w leucynę, przypomina kształtem końską podkowę, co uła­twia dimeryzację tego receptora w obecności fragmentów dsRNA o długości 40-50 pz. Zgodnie z tym połączenie dwóch cząsteczek TLR3 odbywa się w taki sposób, że ze­wnątrzkomórkowa domena drugiej cząsteczki TLR3 ob­raca się o 180° aby połączyć się z komplementarną nicią dsRNA już związanego przez jeden TLR3. Połączenie li­ganda z ektodomeną stabilizuje powstały dimer, co w kon­sekwencji prowadzi do dimeryzacji domen TIR i rozpoczę­cia przesyłania sygnału wewnątrzkomórkowego [49,65,70]. Ponieważ ligandem tego receptora jest dsRNA początko­wo sądzono, że jest to receptor odpowiedzialny jedynie za rozpoznanie zakażeń spowodowanych wirusami RNA. Niedawne badania przeprowadzone u ludzi dowiodły jed­nak zaangażowania TLR3 także w zakażeniach herpeswi­rusami. Wydaje się, że indukcję TLR3 w trakcie zakażenia wirusami DNA można tłumaczyć tym, iż receptor rozpo­znaje postaci przejściowe RNA powstające w cyklu repli­kacyjnym wirusa [43,59,74].

Po związaniu liganda przez TLR3 sygnał jest przesyłany za pośrednictwem białka adaptorowego TRIF (TIR-domain-containing adapter-inducing interferon-β). TRIF odzia­łuje z białkami TRAF3 (tumor necrosis factor [TNF] re­ceptor-associated factor – czynnik związany z receptorem czynnika martwicy nowotworu) i TRAF6 co włącza dwa równoległe szlaki przekazywania sygnału wewnątrzkomór­kowego. Białko TRAF6 (ryc. 1i) za pośrednictwem kinaz RIP1 i RIP3 (receptor-interacting protein) aktywuje kom­pleks kinazy inhibitora czynnika jądrowego κB (inhibitor of nuclear factor κB kinase – IKK). Dzięki temu następu­je fosforylacja inhibitora IκB i uwolnienie czynnika jądro­wego NF-κB (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells). Uwolnienie NF-κB powoduje jego translokację do jądra komórkowego, gdzie zapoczątkowu­je ekspresję genów cytokin prozapalnych.

Ryc. 1. Szlak przesyłania sygnału poprzez aktywację TLR3 endosomalnym ds RNA, stymulujący syntezę IFN typu I i cytokin prozapalnych (opracowanie autorskie)

Białko TRAF3 (ryc. 1ii) aktywuje kinazę TBK-1 (TANK binding kinase 1) i kinazę ι/ε inhibitora czynnika jądrowe­go κB (IKKι/ε), która fosforyluje czynniki regulatorowe IRF-3 i IRF-7 (IFN regulatory factor). Aktywowane IRF-3 i IRF-7 tworzą homodimery i/lub heterodimery, przecho­dzą do jądra komórkowego, gdzie wiążą się z elementa­mi odpowiedzi stymulowanych przez interferon – ISRE (IFN-stimulated response elements), indukując ekspresję genów IFN typu I. Aktywacja TRAF3 prowadzi do ekspresji genów IFN typu I (głównie IFN-β), podczas gdy aktywa­cja TRAF6 i RIP1 powoduje uwolnienie NF-κB i w konse­kwencji syntezę cytokin prozapalnych [43,44,65] (ryc. 1).

TLR7, TLR8 i TLR9 w odpowiedzi na wirusowy RNA i/lub DNA uruchamiają inną ścieżkę przesyłania sygna­łów (ryc. 2). Następuje aktywacja białka adaptorowego MyD88 (myeloid differentiation factor 88) (ryc. 2i), za­wierającego domenę TIR i domenę śmierci (death domain – DD). MyD88 rekrutuje kinazy IRAK i BTK (Brunton’s tyrosine kinase). Do tego kompleksu dołączane jest biał­ko TRAF6 (ryc. 2ii). W zależności od rodzaju aktywowa­nych komórek do kompleksu MyD88, IRAK1 i TRAF6 mogą zostać przyłączone TRAF3, IKK i IRF-7 w pla­zmacytoidalnych komórkach dendrytycznych (ryc. 2iii) lub IRF-1 i IRF-5 w mieloidalnych komórkach dendry­tycznych i makrofagach (ryc. 2iv), co włącza równoległe szlaki prowadzące do rozpoczęcia syntezy cytokin proza­palnych oraz IFN typu I.

Ryc. 2. Szlak przesyłania sygnału poprzez aktywację TLR9 (endosomalnym CpG), TLR7 (endosomalnym ssRNA), TLR8 (endosomalnym ssRNA), stymulujący syntezę IFN typu I i cytokin prozapalnych (opracowanie autorskie)

Fosforylacja kinazy IRAK1 przez kinazę IRAK4 pozwa­la na odłączenie od kompleksu białek IRAK1 i TRAF6 (ryc. 2v). Uwolniony TRAF6 tworzy kompleks z kinazą TAK1 (transforming growth factor-β-activating kinase) i białkami wiążącymi kinazę TAK1 (TAK binding protein) – TAB1 i TAB2. Ubikwitynacja TRAF6 prowadzi do ak­tywacji kinazy TAK1, co w konsekwencji uruchamia szlak kinaz MAP (mitogen activated protein) (ryc. 2vi) i kom­pleksu IKK (ryc. 2vii). Za pośrednictwem kinaz p38, JNK, ERK1/2 następuje aktywacja czynników transkrypcyjnych CREB (cAMP response element-binding) i AP-1 (activator protein 1), które włączają geny docelowe. Z kolei aktywa­cja kompleksu IKK prowadzi do fosforylacji inhibitora IκB i uwolnienia czynnika jądrowego NF-κB. Następuje trans­lokacja NF-κB do jądra, gdzie dochodzi do zapoczątkowa­nia ekspresji genów cytokin prozapalnych [2,11,60] (ryc. 2).

3. Przesyłanie sygnału zależnego od receptorów RIG-I-podobnych

TLR3, TLR7 i TLR8 wykrywają RNA w obszarach ko­mórki, w których własny RNA w warunkach fizjologicz­nych nie powinien się znajdować (powierzchnia komórki, pęcherzyki endosomalne). Jednak ze względu na obfitość własnego cytosolowego RNA, wykrywanie RNA wiruso­wego w cytoplazmie podlega innym zasadom i w proces ten zaangażowane są RLR.

Rodzina receptorów RIG-I-podobnych składająca się z RIG-I, MDA5 i LGP2 odgrywa ogromną rolę w wy­krywaniu zakażeń wirusowych przez rozpoznanie wiru­sowego RNA obecnego w cytoplazmie zakażonej komór­ki oraz przesyłanie sygnału indukującego syntezę IFN typu I. Ekspresja RIG-I, MDA5 i LPG2 w komórce wzra­sta w obecności IFN typu I, chociaż w wielu tkankach RIG-I jest prezentowany na niskim poziomie. Dopóki RIG-I nie zwiąże liganda występuje jako monomer i jest nieaktywny. Zakażenie wirusowe, a właściwie wirusowy RNA oraz wysoka ekspresja monomerów RIG-I zapocząt­kowuje samoaranżację i multimeryzację tego receptora, co jest koniecznym etapem w przesłaniu sygnału. Dodatkowo zdolność do tworzenia multimerów RIG-I jest zależna od obecności RD, która jest odpowiedzialna za proces autore­gulacji. Aktywacja receptora MDA5 przebiega w podobny sposób, tworzone są homokompleksy konieczne do prze­syłania sygnału. RIG-I preferencyjnie wiąże krótkie frag­menty dsRNA oraz ssRNA zawierający 5’trifosforan na końcu cząsteczki i motywy homopoliurydynowe oraz ho­mopoliryboadeninowe. Z kolei MDA5 rozpoznaje długie fragmenty dsRNA [9,26,32,43,53,55,65]. Obecność grup fosforanowych na końcu 5′ ssRNA jest charakterystyczna zarówno dla wirusowych jak i komórkowych (własnych) molekuł RNA. Jednakże w komórkach eukariotycznych ssRNA syntetyzowany w jądrze komórkowym ulega na­stępnie modyfikacji poprzez usunięcie intronów i łączenie eksonów, dodanie na końcu 5′ struktury czapeczki (cap), chroniącej migrujący do cytoplazmy własny ssRNA przed komórkowymi endonukleazami oraz dodanie na końcu 3′ sekwencji adeninowych. Tak przygotowany własny ssRNA jest uwalniany do cytoplazmy. Natomiast wykrycie w cy­toplazmie niezmodyfikowanego ssRNA jest sygnałem nie­bezpieczeństwa rozpoznawanym przez RIG-I i stymulu­je komórki układu odpornościowego do natychmiastowej reakcji. Podobnie jest z wykryciem dsRNA, który nie jest syntetyzowany przez komórki eukariotyczne. Komórki za­angażowane w mechanizmy odporności nieswoistej łatwo odróżniają własny, cytosolowy RNA od niefizjologicznych molekuł RNA, co prowadzi do indukcji odpowiedzi im­munologicznej. Obydwa receptory, RIG-I i MDA5, roz­poznają nowo powstający dsRNA w przebiegu zakażenia wirusami RNA i dzięki ich zdolności do wiązania niemo­dyfikowanych form dsRNA o różnej długości, możliwe jest rozpoznanie sygnału niebezpieczeństwa na każdym etapie cyklu replikacyjnego wirusa [9,55,65].

Wirusowy RNA jest wiązany przez RD i przez domenę o charakterze helikazy, przy czym uznaje się, że domena o charakterze helikazy nie służy do rozwijania dsRNA, ale do zmiany konformacji przestrzennej RIG-I w celu uła­twienia przesyłania sygnału przez domenę CARD [65]. W komórkach spoczynkowych RD jest odpowiedzialna za utrzymanie konformacji receptora w taki sposób, że domena CARD jest zamaskowana domeną o charakterze helikazy i przesyłanie sygnału jest niemożliwe. W trakcie zakażenia wirusowego aktywacja RIG-I jest kilkustop­niowa i zależna od związania dsRNA. Przyłączenie wi­rusowego RNA indukuje bowiem zmiany w konforma­cji receptora oraz łączenie się monomerów w multimery, prawdopodobnie z udziałem ATP, co pozwala na prze­mieszczenie RD, odsłonięcie domen CARD i umożliwie­nie przesłania sygnału poprzez interakcję z białkiem ada­ptorowym. Syntetyzowany w odpowiedzi na zakażenie wirusowe IFN typu I jest odpowiedzialny za podwyższe­nie poziomu RIG-I w cytoplazmie, co także może prowa­dzić do multimeryzacji receptorów i wzrostu aktywności przeciwwirusowej. Również w przypadku receptora MDA5 stwierdzono tworzenie homokompleksów koniecznych do przesyłania sygnału wewnątrzkomórkowego.

Po związaniu liganda przez RIG-I lub MDA5 domena CARD tych receptorów oddziałuje z domeną CARD biał­ka adaptorowego IPS-1 (IFN-β promoter stimulator-1; zna­ne również jako mitochondrial antiviral signaling [MAVS]; virus-induced signaling adapter [VISA] lub CARD ada­pter inducing IFN-β [Cardif]) zlokalizowanego w błonie zewnętrznej mitochondriów, co sugeruje udział tych orga­nelli w stymulacji wytwarzania IFN. RLR i receptor czyn­nika martwicy nowotworu 1 (tumor necrosis factor receptor 1 – TNFR1) mają wspólne białka adaptorowe pozwalające na przesyłanie sygnału. Białko adaptorowe TRADD (tu­mor necrosis factor receptor type 1-associated death do­main protein), konieczne w szlaku przesyłania sygnałów zależnych od TNFR, jest przyłączane do IPS-1.

Poprzez aktywację białka adaptorowego TRADD włączane są dwa równoległe szlaki przesyłania sygnału wewnątrzko­mórkowego: zależny od białka TRAF3, który prowadzi do aktywacji genów odpowiedzialnych za syntezę IFN typu I (ryc. 3i) oraz zależny od białka FADD (Fas-associated protein with death domain) włączający drogę aktywacji NF-κB (ryc. 3ii). Białko TRADD tworzy kompleks z biał­kiem FADD i kinazą RIP1 poprzez jej DD, co umożliwia oddziaływanie z TRAF3. Białko TRAF3 (ryc. 3i) aktywu­je kinazę TBK-1 i IKKι/ε, która fosforyluje czynniki regu­latorowe IRF-3 i IRF-7. Aktywowane IRF-3 i IRF-7 tworzą homodimery i/lub heterodimery, które przechodzą do jądra komórkowego, gdzie wiążą się z fragmentem ISRE induku­jąc ekspresję genów IFN typu I. Komórki pozbawione za­równo IRF-3 jak IRF-7 nie są zdolne do wytwarzania inter­feronu w odpowiedzi na zakażenie wirusowe [23,24,53,65].

Ryc. 3. Wykrywanie cytosolowych, wirusowych form RNA przez RIG-I i MDA5 oraz przesyłanie sygnału stymulującego syntezę IFN typu I i cytokin prozapalnych (opracowanie autorskie)

Po utworzeniu kompleksu TRADD z białkiem FADD (ryc. 3ii), aktywowana jest równoległa ścieżka przesyłania sy­gnału zależna od RIG-I/MDA5 prowadząca do uwolnie­nia NF-κB, jego translokacji do jądra komórkowego i roz­poczęcia transkrypcji genów cytokin prozapalnych. Białko FADD oddziałuje z kaspazami 8 i 10, których aktywność katalityczna jest konieczna do uwolnienia czynnika jądro­wego NF-κB i jego przejścia do jądra, a w konsekwencji zapoczątkowania syntezy cytokin prozapalnych. Tak więc RIG-I i MDA5 stymulują wydzielanie zarówno IFN typu I jak i cytokin prozapalnych [61,65] (ryc. 3).

Trzeci receptor należący do rodziny RLR, LGP2, niemający domeny CARD jest odpowiedzialny za kontrolę przesyłania sygnału wewnątrzkomórkowego. Badania in vitro wskazu­ją, że białko LGP2 pełni funkcję negatywnego regulato­ra przesyłania sygnału z udziałem RIG-I. Jego ekspresja w komórce gwałtownie wzrasta w odpowiedzi na wytwarza­nie IFN typu I, zakażenie wirusowe lub obecność dsRNA w cytoplazmie. Zwiększona ekspresja LGP2 działa hamu­jąco na syntezę IFN typu I, RIG-I i MDA5. Aby wyjaśnić ten mechanizm zaproponowano kilka modeli. Ponieważ LGP2 nie ma domeny CARD, ale jest zdolny do wiąza­nia dsRNA, w pierwszym modelu zaproponowano mecha­nizm negatywnej regulacji komórkowej odpowiedzi prze­ciwwirusowej opierający się na sekwestracji dsRNA, co zapobiega aktywacji receptorów RIG-I i MDA5 poprzez ich domeny CARD [52]. Drugi model kładzie nacisk na zaangażowanie RD receptora LGP2. LGP2, jako negatyw­ny regulator, jest zdolny do zahamowania przesyłania sy­gnału zależnego od stymulacji RIG-I przez powstrzyma­nie samoaranżacji/multimeryzacji (etapu koniecznego do przesłania sygnału), a także przez przerwanie interakcji do­men CARD receptora RIG-I z białkiem IPS-1 przez przy­łączenie RD LGP2 [53]. Trzeci model sugeruje współza­wodnictwo pomiędzy receptorem LGP2 a kinazą IKKι/ε o wspólne miejsce wiązania na białku IPS-1. Badania in vitro wykazały, że LGP2 może tworzyć kompleks z biał­kiem adaptorowym w mitochondrialnej przezbłonowej do­menie białka IPS-1 (pozycja 300-440 aa), ale nie jest to domena CARD. Domena CARD w IPS-1 w tym czasie jest wolna i może się angażować w interakcje z domeną CARD receptorów RIG-I i MDA5. Dalsze badania wykazały, że IKKi/e w trakcie przesyłania sygnału łączy się z tym sa­mym regionem białka IPS-1 co LGP2 [34].

Z kolei badania prowadzone na myszach Lgp2^-/- wykaza­ły zwiększoną ekspresję IFN typu I w odpowiedzi na sty­mulację poly(I: C) lub wirusem pęcherzykowego zapalenia jamy ustnej (vesicular stomatitis virus – VSV), natomiast nie stwierdzono syntezy IFN typu I po stymulacji wirusem zapalenia mózgu i mięśnia sercowego (encephalomyocar­ditis virus – EMCV). Próby wyjaśnienia roli LGP2 jako regulatora przesyłania sygnału zależnego od aktywacji RIG-I i MDA5 sugerowały, że receptor ten może regulo­wać przekazywanie sygnału również w sposób pozytywny [69]. Badania prowadzono na myszach Lgp2^-/- i myszach z mutacją punktową w genie kodującym helikazę recepto­ra LGP2. Konwencjonalne komórki dendrytyczne i płodo­we fibroblasty myszy (mouse embryonic fibroblast – MEF) pobrane od zwierząt Lgp2^-/- wykazywały znacząco upo­śledzone wytwarzanie IFN typu I pod wpływem zakażenia pikornawirusami, rozpoznawanymi przez MDA5. Co wię­cej, odpowiedź na wirusy rozpoznawane przez RIG-I rów­nież była upośledzona. Komórki pochodzące od zwierząt Lgp2^-/- i z mutacją punktową w genie helikazy były bar­dzo wrażliwe na zakażenie EMCV. Odpowiedź na stymu­lację poly(I: C) była porównywalna z odpowiedzią uzy­skaną w komórkach pochodzących od myszy szczepów dzikich. Badania Satoha i wsp. wykazały duże zaangażo­wanie LGP2 w rozpoznawanie wirusowego RNA przez RIG-I i ułatwienie rozpoczęcie przesyłania sygnału we­wnątrzkomórkowego przez MDA5. Receptor ten, w przy­padku zakażenia pikornawirusami, jest prawdopodobnie odpowiedzialny za interakcję z rybonukleoproteiną wiru­sową, co zmienia jej lokalizację i zwiększa jej dostępność dla MDA5 i RIG-I [54].

Receptor LGP2 na pewno pełni rolę regulatorową i kontro­luje przesyłanie sygnału wewnątrzkomórkowego hamując bądź stymulując odpowiedź w postaci syntezy IFN typu I. Uzyskane wyniki wykazujące alternartywną rolę tego receptora nie muszą się wykluczać, gdyż mimo ogromnej wiedzy jaką uzyskano w ciągu ostatnich lat na temat re­ceptorów stymulowanych wirusowym RNA, wiele mecha­nizmów czeka jeszcze na wyjaśnienie.

Przesyłanie sygnału poprzez RIG-I jest dodatkowo pozy­tywnie i negatywnie regulowane dzięki ubikwitynacji. Do rozpoczęcia przesyłania sygnału konieczna jest ubikwity­nacja domeny CARD receptora RIG-I. Natomiast ligaza RNF125 dzięki ubikwitynacji RIG-I przeprowadza pro­teosomalną degradację tego receptora, dzięki czemu wy­hamowane jest przesyłanie sygnału po jego nieprawidło­wej stymulacji [5].

4. Szlaki przesyłania sygnału niezależne od receptorów Toll- i RIG-I-podobnych

Jak już wcześniej wspomniano receptory Toll-podobne i RIG-I-podobne odgrywają pierwszoplanową rolę w roz­poznawaniu zakażeń wirusowych. Szlak przesyłania sy­gnału wewnątrzkomórkowego analogiczny do szlaków in­dukowanych stymulacją RIG-I i MDA5, jest aktywowany obecnością, rozpoznaniem i związaniem DNA w cytosolu. Podobnie jak dsRNA i niezmodyfikowany ssRNA, również DNA ma właściwości immunostymulujące, co stwierdzono podczas aktywacji odpowiedzi immunologicznej zależnej od TLR9, który rozpoznaje i wiąże niemetylowane sekwen­cje CpG DNA. Jednak badania prowadzone nad wirusami DNA dowiodły, że w zakażeniu wirusem opryszczki typu 1 (herpes simplex virus 1 – HSV-1), odpowiedź immuno­logiczna jest stymulowana zarówno w sposób zależny, jak i niezależny od TLR9 [22,63]. Podobnie było w przypad­ku zakażeń bakteriami wewnątrzkomórkowymi, takimi jak Listeria monocytogenes, Shigella flexneri, Mycobacterium tuberculosis i Streptococcus z grupy A [9,62]. Obecnie wielkie zainteresowanie budzą mechanizmy odpowiedzi nieswoistej ukierunkowanej na rozpoznanie egzogennego DNA, zwłaszcza że ten proces jest niezwykle ważny do zrozumienia jakie mechanizmy komórkowe są włączane w odpowiedzi na DNA wirusowy, bakteryjny i swój własny.

Uwalnianie własnego DNA do środowiska pozakomórko­wego jest cechą wspólną komórek nekrotycznych i apop­totycznych. Do zachowania integralności organizmu ko­nieczna jest obecność mechanizmów immunologicznych (tolerancja i ignorowanie), które nie będą rozpoznawały własnego DNA. Kontrola odróżnienia własnego DNA od DNA pochodzącego od czynnika zakaźnego odbywa się na co najmniej trzech poziomach. Po pierwsze, subkomór­kowa lokalizacja TLR9 pozwala na indukcję odpowiedzi immunologicznej przeciwko tym czynnikom zakaźnym, które wniknęły do komórki w procesie endocytozy, pod­czas gdy własny DNA nigdy w sposób spontaniczny nie osiąga tego przedziału komórkowego. Po drugie, duża ak­tywność DNaz w przestrzeni pozakomórkowej zapewnia szybką degradację własnego DNA, który jest uwalniany z ginących komórek, ale nie dotyczy to DNA pochodze­nia wirusowego lub bakteryjnego. Znaczenie tego szlaku w zapobieganiu odpowiedzi autoimmunologicznej zosta­ło potwierdzone w badaniach na myszach pozbawionych DNazy 1, u których rozwinął się zespół podobny do tocz­nia rumieniowatego układowego (systemic lupus erythe­matosus [SLE]-like syndrome). Opisywane są też przypad­ki chorych z SLE z mutacją w genie kodującym DNazę 1. Po trzecie, wirusowy i bakteryjny DNA zawiera wielo­krotnie powtórzone, niemetylowane sekwencje CpG, któ­re są rozpoznawane i wiązane przez TLR9, podczas gdy komórkowy DNA zawiera znacznie mniejszą liczbę mo­tywów CpG, które dodatkowo są maskowane przez mety­lację. Wprawdzie niskometylowane sekwencje CpG, wią­zane przez TLR9 zostały zlokalizowane także w DNA ssaków, jednak takie wyspy niskometylowanych CpG są często odnajdywane we fragmentach DNA uwalnianych przez komórki nekrotyczne lub apoptotyczne i są obecne również w kompleksach immunologicznych wykrywanych w toczniu układowym [18].

4.1. Szlak wykrywania cytosolowego DNA zależny od receptora DAI

DAI, pierwszy receptor stymulujący odpowiedź immuno­logiczną po rozpoznaniu cytosolowego DNA został okre­ślony jako zależny od DNA aktywator czynników regulato­rowych IFN (DNA-dependent activator of IFN-regulatory factors; znany również jako DLM-1 lub ZBP1). Stymuluje on szlak prowadzący do aktywacji IRF-3 z udziałem kina­zy TBK-1, co w konsekwencji prowadzi do syntezy IFN typu I [9,63].

W wielu komórkach wykryto, włączając w to komórki śledziony, grasicy, wątroby, płuc i serca ekspresję mRNA białka DAI. Receptor DAI jest rozproszony w cytopla­zmie, ale jednocześnie jego lokalizacja jest częściowo połączona z ziarnistościami wewnątrzkomórkowymi. Wewnątrzkomórkowa kompartmentalizacja pozwala na rozpoznanie cytosolowego DNA i prawdopodobnie biorą w tym udział autofagosomy i agregasomy. Własny DNA zwykle jest związany z przestrzenią, którą ogranicza bło­na jądrowa. Nawet wtedy, gdy w trakcie podziału komórki błona jądrowa zanika, DNA komórkowy tworzy skonden­sowaną strukturę ściśle połączoną z białkami histonowymi i innymi białkami związanymi z DNA. Prawdopodobnie taki kompleks przyczynia się do izolowania komórkowe­go DNA od receptorów rozpoznających DNA. Dlatego też zakażenie wirusami DNA i pojawienie się w cytoplazmie dużej ilości DNA lub niedokładne usunięcie ginących ko­mórek i ich materiału genetycznego może prowadzić do aktywacji receptorów DAI. Receptor ten zbudowany jest z trzech domen: Zα-Zβ-D3 odpowiedzialnych za wiązanie określonej formy DNA. Domeny Zα i Zβ są umiejscowio­ne N’terminalnie i domena Zα jest odpowiedzialna za wią­zanie lewoskrętnych form Z DNA (Z-DNA). Natomiast od strony C’terminalnej znajdują się wielokrotne powtórzenia seryno/treoninowych miejsc fosforylacji (domena sygna­łowa), odpowiedzialnych za aktywację czynników trans­krypcyjnych rodziny IRF. Region Zα receptora DAI wy­kazuje dużą homologię do regionu Zα białka E3L wirusa krowianki (vaccinia virus – VacV), które jest niezbędne do ucieczki tego wirusa przed układem odpornościowym gospodarza. Takaoka i wsp. wykazali, że silniejszym ak­tywatorem receptora DAI jest forma B DNA (B-DNA) niż Z-DNA, jednakże domena Zα nie jest zdolna do jej rozpo­znania. Przypuszcza się, że domeny Zα i D3 są regiona­mi odpowiedzialnymi za rozpoznanie DNA pochodzące­go z wirusów, bakterii, a nawet własnego DNA. Ponadto domena Zα wiąże DNA w sposób niezależny od sekwen­cji nukleotydów, natomiast jest bardzo prawdopodobne, że wiązanie B-DNA przez Zβ jest zależne od pewnych sekwencji w kwasie nukleinowym [63,71]. Na podstawie otrzymanych wyników zaproponowano model aktywacji re­ceptora DAI. Podobnie jak w przypadku RIG-I konieczna jest oligomeryzacja receptora DAI, tworzą się multimery łączące się z DNA. B-DNA jest wiązany przez dome­nę D3, a następnie wiązanie to jest stabilizowane przez domeny Zα i Zβ. Powstały multimer jest swego rodzaju szkieletem, do którego przyłączają się mediatory sygna­łowe. W wyniku związania z DNA włączane są dwa szla­ki: szlak IRF-3 (ryc. 4i) i szlak NF-κB (ryc. 4ii). Czynnik IRF-3 jest aktywowany po związaniu B-DNA w szlaku zależnym od kinazy TBK-1 i IKKι/ε. Zostaje utworzony ścisły kompleks między receptorem/multimerem DAI na końcu C’terminalnym, a białkami TBK-1 i IRF-3. W prze­syłaniu sygnału nie biorą udziału białka adaptorowe TRIF i TICAM-1 (TIR-containing adaptor molecule 1), uczestni­czące w szlaku indukcji syntezy IFN-β. Wprawdzie w ak­tywację IFN typu I zaangażowane jest białko IPS-1, ale jego udział nie został w pełni wyjaśniony.

Ryc. 4. Szlak wykrywania cytosolowego DNA zależny od receptora DAI (DLM-1/ZBP1) prowadzący do zapoczątkowania syntezy IFN-ß (opracowanie autorskie)

Niedawno określono nowe białko adaptorowe uczestniczą­ce w szlaku przesyłania sygnału stymulowanego związa­niem B-DNA przez DAI. Jest to białko stymulujące geny interferonu/białko pośredniczące w aktywacji czynnika IRF-3 (stimulator of interferon genes/mediator of IRF-3 activation – STING/MITA). Białko STING/MITA zawie­ra przezbłonowe domeny i tworzy kompleks z białkami IPS-1, TBK-1 i IRF-3. Badania na zwierzętach pozbawio­nych białka STING/MITA wykazywały obniżone wytwa­rzanie IFN-β, co wskazuje, że to białko jest łącznikiem pomiędzy kinazą TBK-1 i białkiem IPS w szlaku przesy­łania sygnału wewnątrzkomórkowego. Nadal jednak nie jest określona do końca lokalizacja STING/MITA. Część badaczy wskazuje błonę pęcherzyków siateczki śródpla­zmatycznej, gdzie łączy się ono z białkiem TRAP (translo­con-associated protein). Inni badacze uważają, że STING/MITA występuje w błonie mitochondrium, gdzie oddziałuje z białkiem IPS-1 i kinazą TBK-1 [30,62,72]. Aktywowane czynniki IRF-3 tworzą homodimery, przechodzą do jądra i stymulują syntezę IFN typu I.

Multimer DAI może oddziaływać z kinazami RIP-1 i RIP-3 (ryc. 4ii), co powoduje aktywację czynnika jądrowego NF-κB w szlaku zależnym od kompleksu IKK. Jednak w badaniach prowadzonych przez Takaoka i wsp., akty­wacja czynnika jądrowego NF-κB nie następowała aż do 120 min po stymulacji B-DNA. To opóźnienie aktywacji NF-κB może sugerować, że jest to odpowiedź na stymula­cję cytokinami, a nie aktywację przez związanie B-DNA [62,71] (ryc. 4).

4.2. Zaangażowanie białka AIM-2 w tworzenie inflamasomów

Jednymi z ważniejszych cytokin prozapalnych, których synteza jest włączana w wyniku zakażenia zarówno bak­teryjnego jak i wirusowego są IL-1β i IL-18. Są one odpo­wiedzialne za wiele biologicznych funkcji związanych z za­paleniem i procesami autoimmunologicznymi. Uczestniczą w inicjacji ogólnej i miejscowej odpowiedzi immunolo­gicznej w trakcie zakażenia, uszkodzenia i urazu oraz reak­cji immunologicznych. Aktywność IL-1β jest regulowana poziomem ekspresji, wytwarzaniem i reakcją z naturalnie występującym inhibitorem, antagonistą receptora IL-1β (IL-1 receptor antagonist – IL-1RA). Początkowy sygnał (PAMP) pochodzący od czynnika zakaźnego, rozpozna­ny przez PRR skutkuje wewnątrzkomórkową akumulacją tych białek w postaci procytokin, zarówno pro-IL-1β jak i pro-IL-18. Obie cytokiny aktywność biologiczną uzysku­ją w następstwie proteolitycznego cięcia przez kaspazę 1. Kaspaza 1 jest kaspazą zapalenia i nie uczestniczy w pro­cesie apoptozy, lecz po aktywacji jest zaangażowana w ta­kie mechanizmy komórkowe jak przekształcanie procyto­kin prozapalnych w ich aktywną postać, glikolizę i jeden z rodzajów śmierci komórki – pyroptozę [13,15,37,56].

Żeby mogło to nastąpić konieczne jest utworzenie we­wnątrzkomórkowej, multiproteinowej platformy moleku­larnej – inflamasomu. Inflamasomy są odpowiedzialne za aktywację kaspazy 1 i powstają pod wpływem niektórych PAMP lub czynników określanych obecnie jako wzor­ce molekularne związane z niebezpieczeństwem/uszko­dzeniem (danger/damage associated molecular patterns – DAMP). Można do nich zaliczyć czynniki pochodzenia zakaźnego, takie jak elementy ściany komórkowej bakte­rii, toksyna Bacillus anthracis, liczne bakterie i wirusy, ale również czynniki niezakaźne, takie jak jądrowe/chromo­somalne białko HMGB1 (high mobility group box prote­in-1), białka szoku cieplnego, kwas moczowy, pył azbe­stowy, pył krzemionkowy czy własny DNA [37,40,57]. DAMP są w większości przypadków rozpoznawane przez receptory NOD-podobne (nucleotide-binding domain leu­cine-rich repeat containing family [NOD]-like receptors – NLR), co prowadzi do utworzenia inflamasomu, aktywacji kaspazy 1, przekształcenia w aktywną postać cytokin pro­zapalnych IL-1β IL-18, IL-33 i IL-1F7 oraz inicjacji zapa­lenia. DNA cytosolowy, który należy do DAMP, stymuluje powstanie inflamasomu i przekształcenie pro-IL-1β i pro­-IL-18 w ich formy aktywne wtedy, gdy jest rozpoznany przez białko AIM2 (absent in melanoma), nienależące do rodziny NLR. Białko AIM2 będące receptorem cytopla­zmatycznym stymuluje powstawanie inflamasomów w spo­sób zależny od białka adaptorowego ASC (apoptosis-as­sociated speck-like protein containing a carboxy-terminal CARD) [13,25,47,50]. Białko to należy do rodziny PYHIN (pyrin and HIN200 domain-conatining proteins). U my­szy rodzina PYHIN składa się przynajmniej z dziewięciu spokrewnionych strukturalnie białek, których geny znajdu­ją się na 1 chromosomie w obrębie locus 1H3, natomiast u ludzi wykryto 4 geny (MNDA, IFI16, AIM2, IFIX) zlo­kalizowane na chromosomie w obrębie 1 locus 1q22 [7]. Wspólnym elementem tych białek jest domena HIN200, której nazwa jest akronimem: hematopoietic expression, IFN-inducible, nuclear localization and length of 200 amino acid domains. Zarówno mysie, jak i ludzkie białko AIM2 wyróżnia się tym, że jest odnajdywane w cytoplazmie ko­mórki, a nie jak pozostałe białka w jądrze komórkowym oraz tym, że jedynie domena pyrynowa (pyrin domain – PYD) tego białka oddziałuje z domeną PYD białka ada­ptorowego ASC. Białko ASC jest dwubiegunowe i zbudo­wane z N’końcowej domeny PYD i C’końcowej domeny CARD, dzięki czemu jest ono łącznikiem między białkiem AIM2 i prokaspazą 1 w wyniku homotypowych interakcji białko-białko [6,37,40].

Związanie liganda przez domenę HIN200 białka AIM2 po­woduje oligomeryzację/dimeryzację tego receptora i rekru­tację białka adaptorowego ASC poprzez interakcję domen PYD-PYD. Połączone w swego rodzaju platformę moleku­larną białka AIM2 i ASC rekrutują nieaktywne prokaspa­zy 1 poprzez bezpośrednie homotypowe interakcje domen CARD-CARD białka ASC i prokaspazy 1. Formowanie inflamasomu inicjuje autokatalityczną aktywację kaspa­zy 1 poprzez przybliżenie dwu albo trzech zymogenów, co prowadzi do „aktywacji wymuszonej przez bliskość”, a to z kolei do powstania aktywnej postaci enzymu funk­cjonującego jako tetramer utworzony z dwu podjednostek dużych (20 kDa) i dwu podjednostek małych (10 kDa). Aktywna kaspaza 1 tnie pro-IL-1β i pro-IL-18 prowadząc do powstania ich aktywnych postaci. Mechanizm uwalnia­nia z komórki IL-1β i IL-18 jeszcze nie został wyjaśnio­ny [25,41] (ryc. 5).

Ryc. 5. Powstawanie platform molekularnych, inflamasomów, zależnych od białka AIM2 odpowiedzialnych za dojrzewanie procytokin w wyniku wykrycia cytosolowego DNA (opracowanie autorskie)

Białko AIM2 nie wydaje się swoiste, jeśli chodzi o rozpo­znanie dsDNA. Zarówno wirusowy, bakteryjny jak euka­riotyczny dsDNA może stymulować szlak przekazywania sygnału, czyli lokalizacja tego typu kwasu nukleinowego w cytoplazmie ma znaczenie w stymulacji odpowiedzi im­munologicznej. Białko to odpowiada tylko na dłuższe od­cinki dsDNA, natomiast krótkie odcinki dsDNA i ssDNA nie pobudzają tego receptora. Może to sugerować udział receptora AIM2 w patogenezie chorób autoimmunolo­gicznych. Poza tym, że inflamasomy powstałe pod wpły­wem białka AIM2 stymulują przekształcanie pro-IL-1β i pro-IL-18 w ich postaci aktywne, są one też odpowie­dzialne za zaprogramowaną specyficzną śmierć komórki – pyroptozę. Ten rodzaj śmierci komórki charakteryzuje się utratą integralności błony cytoplazmatycznej (prze­ciwnie niż w przypadku apoptozy), a także fragmentacją DNA za pomocą jak dotąd niezidentyfikowanej nukleazy, zależnej od kaspazy 1. Nie prowadzi to do utworzenia ty­powej drabinki DNA jak w apoptozie, tylko do jego kon­densacji w nieuszkodzonym jądrze komórkowym. Wydaje się, że ten rodzaj śmierci komórki jest ważnym czynnikiem w ograniczaniu rozprzestrzeniania się czynników zakaź­nych [16,27,40]. Mysie białko p202 należące do rodziny HIN200 jest negatywnym regulatorem tworzenia inflama­somów pod wpływem dimeryzacji białka AIM2. Białko to zawiera dwie domeny HIN200, ale nie ma domeny PYD. Jest zdolne do swoistego wiązania dsDNA, ale nie może związać białka adaptorowego ASC. Jak do tej pory nie zi­dentyfikowano ludzkiego ortologa tego białka [51].

4.3. Polimeraza RNA III – stymulacja szlaków zależnych od receptorów RIG-I-podobnych

Dalsze badania dotyczące wykrywania cytosolowego DNA zasugerowały zaangażowanie białka adaptorowego IPS-1 w przesyłanie sygnału po aktywacji przez dsDNA. W ko­mórkach pozbawionych białka IPS-1 po stymulacji dsDNA obserwowano wyraźną redukcję syntezy IFN typu I i cy­tokin prozapalnych [29]. Co więcej, inne badania wyka­zały, że komórki pozbawione funkcjonalnego receptora RIG-I nie były zdolne do syntezy IFN typu I po stymu­lacji poly(dA: dT), odpowiednikiem B-DNA in vitro [8]. Zarówno receptor RIG-I, jak i białko adaptorowe IPS-1 uczestniczą w rozpoznawaniu zakażenia wirusami RNA, a nie wirusami DNA. W celu wyjaśnienia tej sprzeczno­ści został zaproponowany model wskazujący na udział polimerazy RNA III w syntezie liganda dla receptorów RIG-I i MDA. Zasugerowano, że DNA nie jest bezpośred­nim stymulatorem tych receptorów, ale prowadzi do synte­zy endogennego RNA i to on jest bezpośrednim ligandem RIG-I. Polimeraza RNA III w sposób niezależny od pro­motora może przeprowadzić transkrypcję, co prowadzi do powstania transkryptów. Co więcej, enzym ten jest aktyw­ny zarówno w jądrze, jak i cytoplazmie, co wskazuje na jego udział w rozpoznawaniu cytosolowego DNA i suge­ruje nowy szlak stymulacji odpowiedzi immunologicznej. Prawdopodobnie ligandy RIG-I i MDA5 są syntetyzowane zarówno w cytoplazmie jak i jądrze, a powstałe transkryp­ty są następnie transportowane do cytoplazmy, gdzie włą­czają szlak stymulacji zależny od RIG-I [1,10,27] (ryc. 6).

Ryc. 6. Współpraca receptorów wewnątrzkomórkowych wykrywających obecność wirusów prowadząca do indukcji odpowiedzi immunologicznej poprzez stymulację syntezy cytokin (opracowanie autorskie)

4.4. Przesyłanie sygnału zależnego od receptorów AIM2-podobnych

W zakażeniach pokswirusami i herpeswirusami wykazano, że DNA VacV i DNA HSV-1 zawierają motywy odpowie­dzialne za indukcję syntezy IFN-β w szlaku niezależnym od receptorów DAI, TLR i polimerazy RNA III, zależnym natomiast od białka STING/MITA, kinazy TBK-1 i czyn­nika IRF-3. To wskazało na istnienie nowego rodzaju re­ceptora stymulowanego wirusowym dsDNA. Ustalono, że jest to białko IFI16 należące do rodziny PYHIN. Do nie­dawna uznawano, że tylko białko AIM2 należące do tej sa­mej rodziny, jest umiejscowione w cytoplazmie, natomiast pozostałe białka należące do rodziny PYHIN występują za­wsze w jądrze komórkowym. Mimo że oba omawiane wi­rusy należą do wirusów DNA, pokswirusy namnażają się w cytoplazmie komórki, natomiast herpeswirusy repliku­ją się w jądrze komórkowym. W trakcie prowadzonych ba­dań stwierdzono, że 70mer DNA VacV był wiązany przez białko IFI16 i utworzony kompleks został zlokalizowany w cytoplazmie. Natomiast 60mer DNA HSV stymulował białko IFI16 i tworzył z nim kompleks w jądrze komórko­wym. Nie wiadomo jeszcze w jaki sposób następuje trans­lokacja białka IFI16 do cytoplazmy, a także jakie sekwencje determinują interakcje między wirusowym DNA i na ja­kiej zasadzie dochodzi do stymulacji białka IFI16. Białko IFI16 wiązało w sposób bezpośredni wirusowy motyw DNA i wówczas następowała rekrutacja STING/MITA. Zasugerowano, że DNA o określonej długości obecny w cy­toplazmie indukował oligomeryzację białka IFI16 prowa­dząc do powstania szkieletu zdolnego do rekrutacji białka STING/MITA i przesyłania sygnału. Mysi ortolog IFI16, białko p204, w podobny sposób wiąże te same motywy wirusowego dsDNA. Jednocześnie nie obserwowano in­dukcji odpowiedzi przeciwwirusowej wyrażonej synte­zą IFN-b po stymulacji wirusami RNA. Oba białka, IFI16 i p204, należą do tej samej rodziny co białko AIM2 odpo­wiedzialne za przesyłanie sygnału wewnątrzkomórkowe­go z udziałem białka adaptorowego ASC, co prowadzi do rekrutacji prokaspazy 1, formowania inflamasomu i prze­kształcania pro-IL-1β i pro-IL-18 w ich postaci aktywne. Jednakże białka IFI16 i p204 nie angażują białka adaptoro­wego ASC tylko białko STING/MITA, czego skutkiem jest aktywacja syntezy IFN-β. Ponieważ białka IFI16 i p204 są strukturalnie podobne do białka AIM2 i podobnie jak ono rozpoznają cytosolowy DNA, zaproponowano utworzenie nowej rodziny receptorów stymulowanych DNA – recep­tory AIM2-podobne (AIM2-like receptors – ALR) [67].

5. Podsumowanie

Wniknięcie wirusa do komórek gospodarza aktywuje jego układ odpornościowy. Efektywna odpowiedź na zakażenie wirusowe wyraża się indukcją syntezy cytokin prozapal­nych i interferonów typu I. Jest to wynik przesyłania sy­gnałów przez liczne receptory wewnątrzkomórkowe, zdol­ne do wykrycia wirusowych kwasów nukleinowych, takich jak genomowy RNA, DNA i wszystkich replikacyjnych form pośrednich. Indukcja syntezy IFN typu I przez zaka­żone wirusem komórki jest kluczowym etapem w odpowie­dzi przeciwwirusowej. Głównym zadaniem tej odpowiedzi jest zablokowanie replikacji wirusa, zniszczenie zakażo­nych komórek, eliminacja wirusa zahamowanie dalszego jego rozprzestrzeniania się w organizmie. Interferony, cho­ciaż najlepiej znane ze swoich właściwości przeciwwiruso­wych, są też bardzo ważnymi regulatorami proliferacji ko­mórek i mają silne działanie immunomodulujące. Działają bezpośrednio, hamując replikację wirusa w komórkach za­każonych lub pośrednio stymulując odpowiedź nieswoistą i swoistą. Tak szeroki zakres działania wynika z tego, że przesyłanie sygnału wewnątrzkomórkowego poprzez swoiste receptory prowadzi do modulacji i ekspresji licznych genów odpowiedzialnych za wiele procesów biologicznych w ko­mórce [17,66]. Interferony inicjują autokrynny i parakrynny sygnał aktywując szlak zależny od kinaz JAK/STAT (Janus kinase/signal transduction and activation of transcription), co prowadzi do odpowiedzi chroniącej komórki docelowe przed zakażeniem wirusowym, a także pełniącej rolę po­mocniczą w stymulacji i rozwoju odporności nabytej [28]. IFN typu I bezpośrednio aktywują komórki dendrytyczne i komórki NK, a także są odpowiedzialne za przeżywanie i utrzymanie funkcji efektorowych limfocytów T i B, łącząc w ten sposób odpowiedź wrodzoną z odpowiedzią nabytą [39,66]. Bez wątpienia IFN typu I przez swoją aktywność mogą wpływać na dojrzewanie i osiedlanie się komórek, na ich funkcje efektorowe i apoptozę. Ponadto pod wpły­wem IFN typu I syntetyzowane są kolejne mediatory, bez­pośrednio oddziałujące z wirusami i hamujące ich namna­żanie [66]. Niedawno do tej grupy przekaźników dołączyły IFN typu III, których synteza jest stymulowana przez ak­tywację TLR. U ludzi są to: IFN-λ1, -λ2, -λ3 lub IL-29 (λ1) oraz IL-28A/B (λ2/3). U myszy tylko IFN-λ2/3 jest funkcjonalnym interferonem, gdyż gen kodujący IFN-λ1 jest pseudogenem. Aktywność IFN typu III jest bardzo po­dobna do IFN typu I, ponieważ stymulują one bezpośred­nią odpowiedź przeciwwirusową. Podobnie jak IFN typu I stymulują szlak JAK/STAT jednakże wpływ IFN typu III jest determinowany przez ekspresję receptora tego media­tora. W przeciwieństwie do receptora IFN typu I, receptor IFN typu III jest prezentowny tylko na niektórych popula­cjach komórek. Jak do tej pory ich funkcje regulatorowe zostały słabo określone [3,4,35,58,68].

Receptory odpowiedzialne za wykrywanie zakażenia wi­rusowego stymulują syntezę i wydzielanie cytokin proza­palnych i chemokin. Zarówno komórki dendrytyczne, jak i makrofagi wydzielają TNF-α, IL-6, białko chemotak­tyczne monocytów 1 (monocyte chemotactic protein 1 – MCP-1) oraz IL-12 w odpowiedzi na zakażenie wirusowe. Cytokiny prozapalne odpowiadają za aktywację komórek śródbłonka naczyń i przyciąganie komórek układu odpor­nościowego, w początkowym etapie głównie monocytów i neutrofilów, do miejsca zakażenia. W wyniku rozwoju zapalenia może dojść do eliminacji wirusa, a jednocześnie zachodzi indukcja odpowiedzi swoistej. Dzięki aktywacji AIM2 następuje przekształcanie IL-1β i IL-18 w ich po­staci aktywne odpowiedzialne m.in. za naciekanie leuko­cytów do ogniska zapalenia, a także za stymulację syntezy IFN-γ w aktywowanych limfocytach T i komórkach NK. Powoduje to polaryzację odpowiedzi immunologicznej w kierunku Th1, indukcję ekspresji FasL, inicjację synte­zy drugorzędowych cytokin i chemokin prozapalnych oraz białek adhezyjnych i tlenku azotu [13].

W walce z wirusami układ odpornościowy zwierząt roz­winął wiele niezależnych strategii wykrywania zakaże­nia i chociaż szlaki aktywacji i przesyłanie sygnału za po­średnictwem TLR, RLR, DAI i ALR różnią się, to jednak zawsze następuje stymulacja genów IFN typu I, IFN typu III i cytokin prozapalnych, co prowadzi do powstania nie­swoistej i swoistej odpowiedzi przeciwwirusowej (ryc 6). W trakcie stymulacji odpowiedzi immunologicznej za­chodzi współpraca między TLR, RLR, DAI oraz AIM-2. Pierwsza grupa receptorów jest odpowiedzialna za stymu­lację syntezy cytokin prozapalnych (TNF-α, IL-6, IL-12, MCP-1, RANTES, IL-8 i innych), także proIL-1β i pro­IL-18. AIM-2 jest odpowiedzialny za przekształcenie pro­IL-1β i proIL-18 w ich formę aktywną.

PIŚMIENNICTWO

[1] Ablasser A., Bauernfeind F., Hartmann G., Latz E., Fitzgerald K.A., Hornung V.: RIG-I-dependent sensing of poly(dA:dT) through the induction of an RNA polymerase III-transcribed RNA intermediate. Nat. Immunol., 2009; 10: 1065-1072
[PubMed]  

[2] Akira S., Takeda K.: Toll-like receptor signalling. Nat. Rev. Immunol., 2004; 4: 499-511
[PubMed]  

[3] Ank N., Paludan S.R.: Type III IFNs: new layers of complexity in innate antiviral immunity. Biofactors, 2009; 35: 82-87
[PubMed]  

[4] Ank N., West H., Bartholdy C., Eriksson K., Thomsen A.R., Paludan S.R.: Lambda interferon (IFN-λ), a type III IFN, is induced by viruses and IFNs and displays potent antiviral activity against select virus infections in vivo. J. Virol., 2006; 80: 4501-4509
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[5] Arimoto K., Takahashi H., Hishiki T., Konishi H., Fujita T., Shimotohno K.: Negative regulation of the RIG-I signaling by the ubiquitin ligase RNF125. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007; 104: 7500-7505
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[6] Bauernfeind F., Ablasser A., Bartok E., Kim S., Schmid-Burgk J., Cavlar T., Hornung V.: Inflammasomes: current understanding and open questions. Cell. Mol. Life Sci., 2011; 68: 765-783
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[7] Boo K.H., Yang J.S.: Intrinsic cellular defenses against virus infection by antiviral type I interferon. Yonsei Med. J., 2010; 51: 9-17
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[8] Cheng G., Zhong J., Chung J., Chisari F.V.: Double-stranded DNA and double-stranded RNA induce a common antiviral signaling pathway in human cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007; 104: 9035-9040
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[9] Chi H., Flavell R.A.: Innate recognition of non-self nucleic acids. Genome Biol., 2008; 9: 211.1-211.7
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[10] Chiu Y.H., Macmillan J.B., Chen Z.J.: RNA polymerase III detects cytosolic DNA and induces type I interferons through the RIG-I pathway. Cell, 2009; 138: 576-591
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[11] Colonna M.: TLR pathways and IFN regulatory factors: to each its own. Eur. J. Immunol., 2007; 37: 306-309
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[12] Diebold S.S.: Recognition of viral single-stranded RNA by Toll-like receptors. Adv. Drug Deliv. Rev., 2008; 60: 813-823
[PubMed]  

[13] Dinarello C.A.: Immunological and inflammatory functions of the interleukin-1 family. Ann. Rev. Immunol., 2009; 27: 519-550
[PubMed]  

[14] Eberl G., Boneca I.G.: Bacteria and MAMP-induced morphogenesis of the immune system. Curr. Opin. Immunol., 2010; 22: 448-454
[PubMed]  

[15] Fernandes-Alnemri T., Wu J., Yu J.W., Datta P., Miller B., Jankowski W., Rosenberg S., Zhang J., Alnemri E.S.: The pyroptosome: a supramolecular assembly of ASC dimers mediating inflammatory cell death via caspase-1 activation. Cell Death Differ., 2007; 14: 1590-1604
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[16] Fink S.L., Cookson B.T.: Apoptosis, pyroptosis, and necrosis: mechanistic description of dead and dying eukaryotic cells. Infect. Immun., 2005; 73: 1907-1916
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[17] Garcia-Sastre A.: Mechanisms of inhibition of the host interferon α/β-mediated antiviral responses by viruses. Microbes Infect., 2002; 4: 647-655
[PubMed]  

[18] Gilliet M., Cao W., Liu Y.J.: Plasmacytoid dendritic cells: sensing nucleic acids in viral infection and autoimmune diseases. Nat. Rev. Immunol., 2008; 8: 594-606
[PubMed]  

[19] Goodman M.G.: A new approach to vaccine adjuvants. Immunopotentiation by intracellular T-helper-like signals transmitted by loxoribine. Pharm. Biotechnol., 1995; 6: 581-609
[PubMed]  

[20] Hemmi H., Kaisho T., Takeuchi O., Sato S., Sanjo S., Hoshino K., Horiuchi T., Tomizawa H., Takeda K., Akira S.: Small anti-viral compounds activate immune cells via TLR7 MyD88-dependent signaling pathway. Nat. Immunol., 2002; 3: 196-200
[PubMed]  

[21] Hemmi H., Takeuchi O., Kawai T., Kaisho T., Sato S., Sanjo H., Matsumoto M., Hoshino K., Wagner H., Takeda K., Akira S.: A Toll-like receptor recognizes bacterial DNA. Nature, 2000; 408: 740-745
[PubMed]  

[22] Hochrein H., Schlatter B., O’Keeffe M., Wagner C., Schmitz F., Schiemann M., Bauer S., Suter M., Wagner H.: Herpes simplex virus type-1 induces IFN-α production via Toll-like receptor 9-dependent and -independent pathways. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2004; 101: 11416-11421
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[23] Honda K., Takaoka A., Taniguchi T.: Type I interferon gene induction by the interferon regulatory factor family of transcription factors. Immunity, 2006; 25: 349-360
[PubMed]  

[24] Honda K., Yanai H., Negishi H., Asagiri M., Sato M., Mizutani T., Shimada N., Ohba Y., Takaoka A., Yoshida N., Taniguchi T.: IRF-7 is the master regulator of type-I interferon-dependent immune responses. Nature, 2005; 434: 772-777
[PubMed]  

[25] Hornung V., Ablasser A., Charrell-Dennis M., Bauernfeind F., Horvath G., Caffrey D.R., Latz E., Fitzgerald K.A.: AIM2 recognizes cytosolic dsDNA and forms a caspase-1 activating inflammasome with ASC. Nature, 2009; 458: 514-518
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[26] Hornung V., Ellegast J., Kim S., Brzózka K., Jung A., Kato H., Poeck H., Akira S., Conzelmann K.K., Schlee M., Endres S., Hartmann G.: 5′-Triphosphate RNA is the ligand for RIG-I. Science, 2006; 314: 994-997
[PubMed]  

[27] Hornung V., Latz E.: Intracellular DNA recognition. Nat. Rev. Immunol., 2010; 10: 123-130
[PubMed]  

[28] Horvath, C.M.: The Jak-STAT pathway stimulated by interferon alpha or interferon beta. Sci. STKE, 2004: tr10
[PubMed]  

[29] Ishii K.J., Coban C., Kato H., Takahashi K., Torii Y., Takeshita F., Ludwig H., Sutter G., Suzuki K., Hemmi H., Sato S., Yamamoto M., Uematsu S., Kawai T., Takeuchi O., Akira S.: A Toll-like receptor-independent antiviral response induced by double-stranded B-form DNA. Nat. Immunol., 2006; 7: 40-48
[PubMed]  

[30] Ishikawa H., Barber G.N.: STING is an endoplasmic reticulum adaptor that facilitates innate immune signaling. Nature, 2008; 455: 674-678
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[31] Iwasaki A., Medzhitow R.: Toll-like receptor control of the adaptive immune responses. Nat. Immunol., 2004; 5: 987-995
[PubMed]  

[32] Kato H., Takeuchi O., Mikamo-Satoh E., Hirai R., Kawai T., Matsushita K., Hiiragi A., Dermody T.S., Fujita T., Akira S.: Length-dependent recognition of double stranded ribonucleic acids by retinoic acid-inducible gene-I and melanoma differentiation-associated gene 5. J. Exp. Med., 2008; 205: 1601-1610
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[33] Klinman D.M.: Immunotherapeutic uses of CpG oligodeoxynucleotides. Nat. Rev. Immunol., 2004; 4: 249-258
[PubMed]  

[34] Komuro A., Horvath C.M.: RNA- and virus-independent inhibition of antiviral signaling by RNA helicase LGP2. J. Virol., 2006; 80: 12332-12342
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[35] Kotenko S.V., Gallagher G., Baurin V.V., Lewis-Antes A., Shen M., Shah N.K., Langer J.A., Sheikh F., Dickensheets H., Donnelly R.P.: IFN-lambdas mediate antiviral protection through a distinct class II cytokine receptor complex. Nat. Immunol., 2003; 4: 69-77
[PubMed]  

[36] Kumagai Y., Takeuchi O., Akira S.: TLR9 as a key receptor for the recognition of DNA. Adv. Drug Deliv. Rev., 2008; 60: 795-804
[PubMed]  

[37] Lamkanfi M., Dixit V.M.: Inflammasomes: guardians of cytosolic sanctity. Immunol. Rev., 2009; 227: 95-105
[PubMed]  

[38] Lazzaro B.P, Rolff J.: Danger, microbes, and homeostasis. Science, 2011; 332: 43-44
[PubMed]  

[39] Marrack P., Kappler J., Mitchell T.: Type I interferons keep activated T cells alive. J. Exp. Med., 1999; 189: 521-530
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[40] Martinon F., Mayor A., Tschopp J.: The inflammasomes: guardians of the body. Annu. Rev. Immunol., 2009; 27: 229-265
[PubMed]  

[41] Martinon F., Tschopp J.: Inflammatory caspases: linking an intracellular innate immune system to autoinflammatory diseases. Cell, 2004; 117: 561-574
[PubMed]  

[42] Matsumoto M., Funami K., Tanabe M., Oshiumi H., Shingai M., Seto Y., Yamamoto A., Seya T.: Subcellular localization of Toll-like receptor 3 in human dendritic cells. J. Immunol., 2003; 171: 3154-3162
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[43] McCartney S.A., Colonna M.: Viral sensors: diversity in pathogen recognition. Immunol. Rev., 2009; 227: 87-94
[PubMed]  

[44] Meylan E., Burns K., Hofmann K., Blancheteau V., Martinon F., Kelliher M., Tschopp J.: RIP1 is an essential mediator of Toll-like receptor 3-induced NF-κB activation. Nat. Immunol., 2004; 5: 503-507
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[45] Modlin R.L.: A Toll for DNA vaccines. Nature, 2000; 408: 659-660
[PubMed]  

[46] Morrison L.A.: The Toll of herpes simplex virus infection. Trends Microbiol., 2004; 12: 353-356
[PubMed]  

[47] Muruve D.A., Petrilli V., Zaiss A.K., White L.R., Clark S.A., Ross P.J., Parks R.J., Tschopp J.: The inflammasome recognizes cytosolic microbial and host DNA and triggers an innate immune response. Nature, 2008; 452: 103-107
[PubMed]  

[48] Pasare C., Medzhitov R.: Toll-like receptors: linking innate and adaptive immunity. Microbes Infect., 2004; 6: 1382-1387
[PubMed]  

[49] Pirher N., Ivičak K., Pohar J., Benčina M., Jerala R.: A second binding site for double-stranded RNA in TLR3 and consequences for interferon activation. Nat. Struct. Mol. Biol., 2008; 15: 761-763
[PubMed]  

[50] Rathinam V.A., Jiang Z., Waggoner S.N., Sharma S., Cole L.E., Waggoner L., Vanaja S.K., Monks B.G., Ganesan S., Latz E., Hornung V., Vogel S.N., Szomolanyi-Tsuda E., Fitzgerald K.A.: The AIM2 inflammasome is essential for host defense against cytosolic bacteria and DNA viruses. Nat. Immunol., 2010; 11: 395-402
[PubMed]  

[51] Roberts T.L., Idris A., Dunn J.A., Kelly G.M., Burnton C.M., Hodgson S., Hardy L.L., Garceau V., Sweet M.J., Ross I.L., Hume D.A., Stacey K.J.: HIN-200 proteins regulate caspase activation in response to foreign cytoplasmic DNA. Science, 2009; 323: 1057-1060
[PubMed]  

[52] Rothenfusser S., Goutagny N., DiPerna G., Gong M., Monks B.G., Schoenemeyer A., Yamamoto M., Akira S., Fitzgerald K.A.: The RNA helicase Lgp2 inhibits TLR-independent sensing of viral replication by retinoic acid-inducible gene-I. J. Immunol., 2005; 175: 5260-5268
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[53] Saito T., Hirai R., Loo Y.M., Owen D., Johnson C.L., Sinha S.C., Akira S., Fujita T., Gale M. Jr.: Regulation of innate antiviral defenses through a shared repressor domain in RIG-I and LGP2. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007; 104: 582-587
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[54] Satoh T., Kato H., Kumagai Y., Yoneyama M., Sato S., Matsushita K., Tsujimura T., Fujita T., Akira S., Takeuchi O.: LGP2 is a positive regulator of RIG-I- and MDA5-mediated antiviral responses. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2010; 107: 1512-1517
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[55] Schlee M., Hartmann E., Coch C., Wimmenauer V., Janke M., Barchet W., Hartmann G.: Approaching the RNA ligand for RIG-I? Immunol. Rev., 2009; 227: 66-74
[PubMed]  

[56] Shao W., Yeretssian G., Doiron K., Hussain S.N., Saleh M.: The caspase-1 digestome identifies the glycolysis pathway as a target during infection and septic shock. J. Biol. Chem., 2007; 282: 36321-36329
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[57] Shaw M.H., Reimer T., Kim Y.G., Nunez G.: NOD-like receptors (NLRs): bona fide intracellular microbial sensors. Curr. Opin. Immunol., 2008; 20: 377-382
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[58] Sheppard P., Kindsvogel W., Xu W., Henderson K., Schlutsmeyer S., Whitmore T.E., Kuestner R., Garrigues U., Birks C., Roraback J., Ostrander C., Dong D., Shin J., Presnell S., Fox B., Haldeman B., Cooper E., Taft D., Gilbert T., Grant F.J., Tackett M., Krivan W., McKnight G., Clegg C., Foster D., Klucher K.M.: IL-28, IL-29 and their class II cytokine receptor IL-28R. Nat. Immunol., 2003; 4: 63-68
[PubMed]  

[59] Tabeta K., Georgel P., Janssen E., Du X., Hoebe K., Crozat K., Mudd S., Shamel L., Sovath S., Goode J., Alexopoulou L., Flavell R.A., Beutler B.: Toll-like receptors 3 and 9 as essential components of innate immune defense against mouse cytomegalovirus infection. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2004; 101: 3516-3521
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[60] Tabeta K., Mack A., Moresco E.M.Y., Beutler B.: Record for CpG1, updated Sep 07, 2010. MUTAGENETIX (TM), B. Beutlerand colleagues, Department of Genetics, The Scripps Research Institute, La Jolla, CA (12.11.2010)
http://mutagenetix.scripps.edu/phenotypic/phenotypic_rec.cfm?pk=111

[61] Takahashi K., Kawai T., Kumar H., Sato S., Yonehara S., Akira S.: Roles of caspase-8 and caspase-10 in innate immune responses to double-stranded RNA. J. Immunol., 2006; 176: 4520-4524
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[62] Takaoka A., Taniguchi T.: Cytosolic DNA recognition for triggering innate immune responses. Adv. Drug Deliv. Rev., 2008; 60: 847-857
[PubMed]  

[63] Takaoka A., Wang Z., Choi M.K., Yanai H., Negishi H., Ban T., Lu Y., Miyagishi M., Kodama T., Honda K., Ohba Y., Taniguchi T.: DAI (DLM-1/ZBP1) is a cytosolic DNA sensor and an activator of innate immune response. Nature, 2007; 448: 501-505
[PubMed]  

[64] Takeda K., Kaisho T., Akira S.: Toll-like receptors. Annu. Rev. Immunol., 2003; 21: 335-376
[PubMed]  

[65] Takeuchi O., Akira S.: Innate immunity to virus infection. Immunol. Rev., 2009; 227: 75-86
[PubMed]  

[66] Theofilopoulos A.N., Baccala R., Beutle B., Kono D.H.: Type I interferons (α/β) in immunity and autoimmunity. Annu. Rev. Immunol., 2005; 307-336

[67] Unterholzner L., Keating S.E., Baran M., Horan K.A., Jensen S.B., Sharma S., Sirois C.M., Jin T., Latz E., Xiao T.S., Fitzgerald K.A., Paludan S.R., Bowie A.G.: IFI16 is an innate immune sensor for intracellular DNA. Nat. Immunol., 2010; 11: 997-1004
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[68] Uzé G., Monneron D.: IL-28 and IL-29: newcomers to the interferon family. Biochimie, 2007; 89: 729-734
[PubMed]  

[69] Venkataraman T., Valdes M., Elsby R., Kakuta S., Caceres G., Saijo S., Iwakura Y., Barber G.N.: Loss of DExD/H box RNA helicase LGP2 manifests disparate antiviral responses. J. Immunol., 2007; 178: 6444-6455
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[70] Vercammen E., Staal J., Beyaert R.: Sensing of viral infection and activation of innate immunity by Toll-like receptor 3. Clin. Microbiol. Rev., 2008; 21: 13-25
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[71] Vilaysane A., Muruve D.A.: The innate immune response to DNA. Semin. Immunol., 2009; 21: 208-214
[PubMed]  

[72] Yanai H., Savitsky D., Tamura T., Taniguchi T.: Regulation of the cytosolic DNA-sensing system in innate immunity: a current view. Curr. Opin. Immunol., 2009; 21: 17-22
[PubMed]  

[73] Yoneyama M., Fujita T.: Function of RIG-I-like receptors in antiviral innate immunity. J. Biol. Chem., 2007; 282: 15315-15318
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[74] Zhang S.Y., Jouanguy E., Ugolini S., Smahi A., Elain G., Romero P., Segal D., Sancho-Shimizu V., Lorenzo L., Puel A., Picard C., Chapgier A., Plancoulaine S., Titeux M., Cognet C., von Bernuth H., Ku C.L., Casrouge A., Zhang X.X., Barreiro L., Leonard J., Hamilton C., Lebon P., Héron B., Vallée L., Quintana-Murci L., Hovnanian A., Rozenberg F., Vivier E., Geissmann F., Tardieu M., Abel L., Casanova J.L.: TLR3 deficiency in patients with herpes simplex encephalitis. Science, 2007; 317: 1522-1527
[PubMed]  

[75] Zheng M., Klinman D.M., Gieryńska M., Rouse B.T.: DNA containing CpG motifs induces angiogenesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002; 99: 8944-8949
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

Autorki deklarują brak potencjalnych konfliktów interesów.

Pełna treść artykułu