Регуляция активации воспаления

Содержание

Слайд 2

Содержание Понятие, строение инфламмасомы Сборка инфламмасомы Активация каспазы-1 Инфламмасома-зависимые реакции Виды инфламмасом

Содержание

Понятие, строение инфламмасомы
Сборка инфламмасомы
Активация каспазы-1
Инфламмасома-зависимые реакции
Виды инфламмасом

Слайд 3

Понятие инфламмасомы Инфламмасомы - мультимерные белковые комплексы, которые образуются в клетке

Понятие инфламмасомы

Инфламмасомы - мультимерные белковые комплексы, которые образуются в клетке

в качестве механизма защиты хозяев от инфекционных агентов.
Слайд 4

Где образуются инфламмасомы? Макрофаги Нейтрофилы Моноциты

Где образуются инфламмасомы?

Макрофаги
Нейтрофилы
Моноциты

Слайд 5

Строение инфламмасомы Инфламмасома имеет: NLRP (NOD-like receptor protein) ASC (apoptosis-associated speck-like

Строение инфламмасомы

Инфламмасома имеет:
NLRP (NOD-like receptor protein)
ASC (apoptosis-associated speck-like protein containing a

CARD)
CASP1 (каспаза-1)
Слайд 6

Строение инфламмасомы

Строение инфламмасомы

Слайд 7

Строение инфламмасомы NOD-подобный рецептор (NLR) — класс цитоплазматических белков. Играют важную

Строение инфламмасомы

NOD-подобный рецептор (NLR) — класс цитоплазматических белков. Играют важную роль во врожденном иммунитете.


Подсемейство NOD (NLRC) — рецепторы, содержащие CARD-домен (домен, рекрутирующий каспазу)
Молекула включает два CARD-домена, NACHT-домен, 9 LRR (лейцин-обогащённых)-повторов и участок связывания АТФ.
Слайд 8

Строение инфламмасомы. ASC. PYCARD, или ASC (apoptosis-associated speck-like protein containing a

Строение инфламмасомы. ASC.

PYCARD, или ASC (apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD) — цитозольный

адаптерный белок.
ASC включает два домена:
PYD домен (пириновый) – связан с основанием инфламмасомы
CARD домен – активирующий и усиливающий каспазу
Слайд 9

Строение инфламмасомы. CARD. CARD (Caspase activation and recruitment domains) – домены,

Строение инфламмасомы. CARD.

CARD (Caspase activation and recruitment domains) – домены, опосредующие

образование более крупных белковых комплексов посредством прямого взаимодействия между отдельными CARD-содержащими белками. 
Слайд 10

Строение инфламмасомы Каспаза 1 (CASP1), также интерлейкин-1 превращающий фермент — консервативный

Строение инфламмасомы

Каспаза 1 (CASP1), также интерлейкин-1 превращающий фермент — консервативный фермент, который путём протеолиза расщепляет другие белки, такие

как предшественники воспалительных цитокинов — интерлейкина 1β и интерлейкина 18.
Каспаза 1 играет центральную роль в клеточном иммунитете.
Каспаза 1 образуется в виде прокаспазы 1, которая затем может быть расщеплёна на субъединицы 20 кДа (р20) и 10 кДа (р10), становясь частью активного фермента.
Слайд 11

Строение инфламмасомы Активная каспаза включает: Каталитический домен с активным сайтом, который

Строение инфламмасомы

Активная каспаза включает:
Каталитический домен с активным сайтом, который охватывает

как p20, так и p10 субъединицы
Некаталитический домен активации и рекрутирования каспазы (CARD).
Слайд 12

Строение инфламмасомы CASP1 взаимодействует с другими белками, содержащими CARD-домены, такими, как

Строение инфламмасомы

CASP1 взаимодействует с другими белками, содержащими CARD-домены, такими, как апоптоз-ассоциированный

Speck-подобный белок, содержащий CARD (ASC) и Nod-подобный рецептор (NLR) NLRC4, посредством взаимодействий доменов CARD-CARD.
Слайд 13

Строение инфламмасомы

Строение инфламмасомы

Слайд 14

Строение инфламмасомы

Строение инфламмасомы

Слайд 15

Строение инфламмасомы

Строение инфламмасомы

Слайд 16

Строение инфламмасомы

Строение инфламмасомы

Слайд 17

рецепторы AIM-2 (отсутствующие в меланоме)

рецепторы AIM-2 (отсутствующие в меланоме)

Слайд 18

Строение инфламмасомы

Строение инфламмасомы

Слайд 19

Содержание Понятие, строение инфламмасомы Сборка инфламмасомы Активация каспазы-1 Инфламмасома-зависимые реакции Виды инфламмасом

Содержание

Понятие, строение инфламмасомы
Сборка инфламмасомы
Активация каспазы-1
Инфламмасома-зависимые реакции
Виды инфламмасом

Слайд 20

Сборка инфламмасомы Активация CASP1 посредством NLRP (NOD-like receptor protein) в целом вызвана стимуляцией PAMP и DAMP.

Сборка инфламмасомы

Активация CASP1 посредством NLRP (NOD-like receptor protein) в целом вызвана

стимуляцией PAMP и DAMP.
Слайд 21

Сборка инфламмасомы. Молекулярные паттерны

Сборка инфламмасомы. Молекулярные паттерны

Слайд 22

Сборка инфламмасомы. Сборка инициируется при связывании PAMP или DAMP c NLR

Сборка инфламмасомы.

Сборка инициируется при связывании PAMP или DAMP c NLR

или ALR (AIM2-like receptors)
AIM2 - absent in melanoma 2
Слайд 23

Содержание Понятие, строение инфламмасомы Сборка инфламмасомы Активация каспазы-1 Инфламмасома-зависимые реакции Виды инфламмасом

Содержание

Понятие, строение инфламмасомы
Сборка инфламмасомы
Активация каспазы-1
Инфламмасома-зависимые реакции
Виды инфламмасом

Слайд 24

Активация каспазы-1 Для высвобождения IL-1β из макрофагов необходимы 2 сигнала: Активация

Активация каспазы-1

Для высвобождения IL-1β из макрофагов необходимы 2 сигнала:
Активация TLR, приводящая

к транскрипции и трансляции про – IL-1β
NLR – индуцирующие процессинг и высвобождение активного IL-1β через  CASP1 – зависимый механизм.
Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Активация каспазы-1 Активированная каспаза 1 протеолитически расщепляет про-IL-1β и про-IL-18 в

Активация каспазы-1

Активированная каспаза 1 протеолитически расщепляет про-IL-1β и про-IL-18 в их

активные формы — IL-1β и IL-18.
Активные цитокины приводят к воспалительному ответу
Слайд 28

Содержание Понятие, строение инфламмасомы Сборка инфламмасомы Активация каспазы-1 Инфламмасома-зависимые реакции Виды инфламмасом

Содержание

Понятие, строение инфламмасомы
Сборка инфламмасомы
Активация каспазы-1
Инфламмасома-зависимые реакции
Виды инфламмасом

Слайд 29

Инфламмасома-зависимые реакции

Инфламмасома-зависимые реакции

Слайд 30

Инфламмасома-зависимые реакции Воспаление Пироптоз Фрагментация ДНК

Инфламмасома-зависимые реакции

Воспаление
Пироптоз
Фрагментация ДНК

Слайд 31

Слайд 32

Инфламмасома-зависимые реакции. Пироптоз Пиропто́з - вид программируемой некротической гибели клетки, при

Инфламмасома-зависимые реакции. Пироптоз

Пиропто́з - вид программируемой некротической гибели клетки, при котором

в результате активации каспазы-1 нарушается целостность плазматической мембраны и идет высвобождение наружу содержимого клетки.
Слайд 33

Инфламмасома-зависимые реакции. Особенности пироптоза Каспазы активирует не аутопротеолитический процессинг, а непосредственное

Инфламмасома-зависимые реакции. Особенности пироптоза

Каспазы активирует не аутопротеолитический процессинг, а непосредственное участие

особого комплекса —инфламмасомы, содержащей домен CARD. 
Слайд 34

Инфламмасома-зависимые реакции. Особенности пироптоза Активация воспалительных каспаз приводит к образованию пор

Инфламмасома-зависимые реакции. Особенности пироптоза

Активация воспалительных каспаз приводит к образованию пор в

плазматической мембране, и клетка при этом становится проницаемой для красителей с малой молекулярной массой, например для 7-аминоактиномицина D (7-AAD)
Слайд 35

Инфламмасома-зависимые реакции. Особенности пироптоза При апоптозе, наоборот, клеточная мембрана остаётся интактной

Инфламмасома-зависимые реакции. Особенности пироптоза

При апоптозе, наоборот, клеточная мембрана остаётся интактной и

клетка распадается на апоптотические тельца, которые не окрашиваются 7-AAD
Слайд 36

Содержание Понятие, строение инфламмасомы Сборка инфламмасомы Активация каспазы-1 Инфламмасома-зависимые реакции Виды инфламмасом

Содержание

Понятие, строение инфламмасомы
Сборка инфламмасомы
Активация каспазы-1
Инфламмасома-зависимые реакции
Виды инфламмасом

Слайд 37

Различные стимулы-различные каспазы

Различные стимулы-различные каспазы

Слайд 38

Экспрессия инфламмасом в тканях

Экспрессия инфламмасом в тканях

Слайд 39

NLRP3 инфламмасомы NLRP3, или криопирин (англ. cryopyrin) — цитозольный белок, Nod-подобный

NLRP3 инфламмасомы

NLRP3, или криопирин (англ. cryopyrin) — цитозольный белок, Nod-подобный рецептор семейства NALP, основной компонент одноимённого типа инфламмасом (NLRP3-инфламмасом)
Известными

лигандами этого рецептора являются бактериальная и вирусная РНК, кристаллы мочевой кислоты и др.
Слайд 40

NLRP3 инфламмасомы Сигналинг: Активация TLR, NOD2 или TNFR, и NF-κB-опосредованная экспрессия

NLRP3 инфламмасомы

Сигналинг:
Активация TLR, NOD2 или TNFR, и NF-κB-опосредованная экспрессия NLRP3
PAMP или

DAMP активирует NLRP3 для запуска сборки инфламмасомы, высвобождения IL-1 и IL-18 и пироптоза
Слайд 41

NLRP3 инфламмасомы Вероятнее всего, активатором NLRP3, является снижение концентрации внутриклеточного калия,

NLRP3 инфламмасомы

Вероятнее всего, активатором NLRP3, является снижение концентрации внутриклеточного калия, которое

отвечает за активацию воспаления NLRP3.
Если это так, то предполагают, что способ активации NLRP3 аналогичен инициации образования апоптосомы, так как образование этого комплекса ингибируется увеличением концентрации внутриклеточного калия.
Слайд 42

NLRP3 инфламмасомы Фармакологическое ингибирование каспазы-8 останавливало воспаление, индуцируемое NLRP3. Это явилось

NLRP3 инфламмасомы

Фармакологическое ингибирование каспазы-8 останавливало воспаление, индуцируемое NLRP3.
Это явилось доказательством

того, что каспаза-8 является компонентом NLRP3-воспаления.
Генетические исследования показали, что мутации в гене NLRP3 связаны с развитием группы аутовоспалительных состояний, известных как ассоциированные с криопирином синдромы (CAPS)
Слайд 43

Пациенты с CAPS производят увеличенное количество IL-1β по сравнению со здоровыми

Пациенты с CAPS производят увеличенное количество IL-1β по сравнению со здоровыми

людьми
Исследования на мышах показали, что связанные с CAPS мутации NLRP3, каспазы-1, IL-1β и IL-18 в совокупности вносят свой вклад в болезнь
Есть данные о роли воспаления-NLRP3 при подагре, диабете типа 2, ожирении, атеросклерозе, ревматоидном артрите, неалкогольном жировом заболевании печени, болезни костей, воспалительных заболеваниях кишечника, колоректальном раке, болезни Альцгеймера и старении.
Слайд 44

NLRP1 инфламмасомы NLRP1 — цитозольный белок, Nod-подобный рецептор подсемейства NALP. Как

NLRP1 инфламмасомы

NLRP1 — цитозольный белок, Nod-подобный рецептор подсемейства NALP.
Как компонент NLRP1-инфламмасомы активирует провоспалительную каспазу 1, что приводит к

внутриклеточному процессингу, образованию зрелой активной формы и высвобождению интерлейкинов 1 бета и 18.
Слайд 45

Строение NLRP1 инфламмасомы Белок NLRP1 человека содержит: N-концевой пириновый домен (PYD)

Строение NLRP1 инфламмасомы

Белок NLRP1 человека содержит:
N-концевой пириновый домен (PYD)
NACHT(нуклеотидсвязывающий домен)


LRR (богатый лейцином домен)
FIIND-домен (‘function to find’)
CARD-домен
Слайд 46

NLRP1 инфламмасомы Защитный антиген генерирует поры на мембране клетки-хозяина, через которую

NLRP1 инфламмасомы

Защитный антиген генерирует поры на мембране клетки-хозяина, через которую летальный

фактор входит в клетку.
Исследования показали, что смертельный фактор расщепляет мышиный NLRP1b и крысиный NLRP1, чтобы индуцировать активацию воспаления

Bacillus anthracis

Слайд 47

Различные стимулы-различные каспазы

Различные стимулы-различные каспазы

Слайд 48

NLRP1 инфламмасомы Как восприимчивые, так и устойчивые формы мышиного NLRP1b расщепляются

NLRP1 инфламмасомы

Как восприимчивые, так и устойчивые формы мышиного NLRP1b расщепляются летальным

фактором, но только макрофаги, содержащие восприимчивую форму NLRP1b, приводят к активации каспазы-1 и пироптоза
Слайд 49

NLRP1 инфламмасомы В макрофагах мыши опосредованное NLRP1b продуцирование IL-1 в ответ

NLRP1 инфламмасомы

В макрофагах мыши опосредованное NLRP1b продуцирование IL-1 в ответ на

летальный токсин сибирской язвы происходит независимо от ASC-зависимого протеолиза каспазы-1, т.к. CARD в составе домена FIIND NLRP1 могут непосредственно взаимодействовать с CARD прокаспазы-1.
Слайд 50

NLRP1 инфламмасомы Мыши, имеющие восприимчивый вариант NLRP1b, реагирующий на летальный токсин,

NLRP1 инфламмасомы

Мыши, имеющие восприимчивый вариант NLRP1b, реагирующий на летальный токсин, более

защищены от инфекции B. anthracis по сравнению с мышами, содержащими резистентный вариант NLRP1b
Слайд 51

NLRP1 инфламмасомы Мутация ? гиперактивация мышиного NLRP1a (замещение глутамина на пролин)

NLRP1 инфламмасомы

Мутация ? гиперактивация мышиного NLRP1a (замещение глутамина на пролин) в

области связывания NACHT и LRR-домена ? летальное системное воспаление
В том же случае, но с дефицитом CASP1 или IL-1, мыши имели резистентность к заболеваниям, вызванным гиперактивацией NLRP1a (Витилиго, болезнь Аддисона)
Слайд 52

AIM2-инфламмасомы AIM2-инфламмасомы отличаются от NLR-инфламмасом по основному распознающему белку. Они называются

AIM2-инфламмасомы

AIM2-инфламмасомы отличаются от NLR-инфламмасом по основному распознающему белку.
Они называются также ДНК-инфламмасомы,

так как способны распознавать инородную ДНК за счёт HIN200 домена, который связывает ДНК, и PYD домена, который рекрутирует адаптерный белок ASC при формировании инфламмасомы.
Слайд 53

AIM2-инфламмасомы Олигомеризация комплекса происходит в присутствии: бактериальной ДНК вирусной ДНК собственной

AIM2-инфламмасомы

Олигомеризация комплекса происходит в присутствии:
бактериальной ДНК
вирусной ДНК
собственной повреждённой ДНК
Последнее

приводит в результате к аутоиммунной реакции.
Слайд 54

Экспрессия AIM2 Повышенная экспрессия AIM2: развитие псориаза, аневризмы брюшной аорты и

Экспрессия AIM2

Повышенная экспрессия AIM2: развитие псориаза, аневризмы брюшной аорты и системной

красной волчанки
Пониженная экспрессия AIM2: колоректальный рак и рак предстательной железы
Слайд 55

AIM2-инфламмасомы Было показано, что ДНК, накопленная в кератиноцитах, активирует AIM2-воспаление,стимулирует высвобождение

AIM2-инфламмасомы

Было показано, что ДНК, накопленная в кератиноцитах, активирует AIM2-воспаление,стимулирует высвобождение IL-1β

при псориатических поражениях
Это свидетельствует о том, что AIM2 может реагировать на собственную ДНК, высвобождаемую при повреждении клетки, развивая хроническое воспалительное заболевание.
Слайд 56