Кіріспе
Адамда кездесетін сүтқоректілердің CD28 (дифференциациялау кластері 28) ақуызы – Т-клеткаларында экспрессияланатын, Т-клеткаларының белсенділігі мен тіршілік етуі үшін қажетті костимуляторлық сигналдарды қамтамасыз ететін ақуыздардың бірі. Т-клетка рецепторы (ТКР) қатар CD28 арқылы Т-клеткаларды стимуляциялау әртүрлі интерлейкиндерді (әсіресе IL-6) өндіруге күшті ықпал етеді. CD28, CD80 (B7.1) және CD86 (B7.2) ақуыздарының рецепторы болып табылады. Toll-сияқты рецептор лигандтарымен белсендірілген кезде, антигенді ұсынатын жасушаларда (АЖЖ) CD80 экспрессиясы жоғарылайды. Антигенді ұсынатын жасушалардағы CD86 экспрессиясы конститутивті (экспрессия қоршаған орта факторларына тәуелсіз). CD28 – B7 рецепторының тек қана наивті Т-клеткаларында экспрессияланатын түрі. Наивті Т-клеткасының ТКР-і CD28:B7 өзара әрекеттесуі болмаған жағдайда МКК: антиген кешенімен байланысқанда, Т-клеткасы анергиялық күйге түседі. CD28 сүйек кемігі стромальды жасушаларында, плазма жасушаларында, нейтрофилдер мен эозинофилдерде де анықталған, бірақ осы жасушалардағы CD28-нің функционалдық маңызы толыққанды түсініксіз. Жалпы алғанда, CD28 адамдағы CD8+ Т-клеткаларының 50%-ында және CD4+ Т-клеткаларының 80%-дан астамында экспрессияланады, бірақ белсендіру процесінде кейбір Т-клеткалары осы молекуланы жоғалтады. Кейбір антигенге сезімтал Т-клеткалары CD28-ді жоғалтады және CD28-ге байланыссыз қайта белсендірілуі мүмкін. Бұл CD28− Т-жасушалары антигендік ерекшеліктерімен сипатталады және терминалды дифференциацияланады, көбінесе жад Т-клеткалары (ЖТК) ретінде сипатталады. Сонымен қатар, CD28-нің оң деңгейі жас өскен сайын төмендейді. Ig домендері бар екі тізбектің гомодимері ретінде CD28 АЖЖ-дегі B7 молекулаларымен байланысып, Т-жасушаларының көбеюі мен дифференциациясын ынталандырады, өсу факторларының өндірісін стимуляциялайды және антиапоптотикалық ақуыздардың экспрессиясын тудырады. Бірнеше зерттеулерге сәйкес, адам туылғаннан кейін барлық жасушалар CD28 экспрессиялайды. Алайда ересектерде CD8+ Т-жасушаларының 20-30%-ы CD28 экспрессиясын жоғалтады, ал қарт адамдарда (+80 жас) CD8+ жасушаларының 50-60%-ы CD28 экспрессиялау қабілетін жоғалтады. Бірақ бұл мәлімдемелер CD28 экспрессиясының жоғалуы клоналды кеңеюлер ішіндегі цитотоксикалық жад жасушаларына функционалдық дифференциацияны көрсетеді. Жалпы, CD28 – Т-клеткаларын белсендірудің негізгі костимуляторлық молекуласы, бірақ тиімді костимуляция тек кейбір Т-клеткаларын белсендіру үшін ғана қажет. Осы жағдайда, костимуляторлық сигналдардың болмауы дендриттік және Т-клеткалардың өзара әрекеттесуіне Т-клетка анергиясына әкеледі. Костимуляторлық жолдың маңыздылығын костимуляторлық молекулалардың антагонистері in vitro және in vivo иммундық жауаптарды бұзады деген фактісі көрсетеді. Бірақ жоғарыда айтылғандай, белсендіру процесінде, мысалы, ЖТК-лар осы молекуланы жоғалтады және CD28 тәуелсіз өмір сүреді.
CD28 (Cluster of Differentiation 28) is one of the proteins expressed on T cells that provide co stimulatory signals required for T cell activation and survival. T cell stimulation through CD28 in addition to the T cell receptor (TCR) can provide a potent signal for the production of various interleukins (IL 6 in particular). CD28 is the receptor for CD80 (B7.1) and CD86 (B7.2) proteins. When activated by Toll like receptor ligands, the CD80 expression is upregulated in antigen presenting cells (APCs). The CD86 expression on antigen presenting cells is constitutive (expression is independent of environmental factors). CD28 is the only B7 receptor constitutively expressed on naive T cells. Association of the TCR of a naive T cell with MHC:antigen complex without CD28:B7 interaction results in a T cell that is anergic. Furthermore, CD28 was also identified on bone marrow stromal cells, plasma cells, neutrophils and eosinophils, but the functional importance of CD28 on these cells is not completely understood. It is generally reported, that CD28 is expressed on 50% of CD8+ T cells and more than 80% CD4+ T cells in human, but during the course of activation some T cells lose this molecule. Some antigen experienced T cells lose CD28 and subsequently can be re activated without CD28 engagement. These CD28− T cells have generally been characterized as antigen specific and terminally differentiated, and are often described as being memory T cells (TMs). In addition, the level of positive CD28 decreases with age. As a homodimer of two chains with Ig domains, CD28 binds B7 molecules on APCs and can promote T cells proliferation and differentiation, stimulate production of growth factor, and induces the expression of anti apoptotic proteins. According to several studies, after birth, all human cells express CD28. However, in adults, 20 30% of CD8+ T cells lose CD28 expression, whereas in the elderly (+80 years) up to 50 60% of CD8+ cells lose the ability to express CD28. But these statements only suggest that loss of CD28 expression marks functional differentiation to cytotoxic memory cells within clonal expansions. In general, CD28 is a primary costimulatory molecule for T cell activation, but effective co stimulation is essential only for some T cell activation. In this case, in the absence of co stimulatory signals, the interaction of dendritic and T cells leads to T cell anergy. The importance of the costimulatory pathway is emphasized by the fact that antagonists of co stimulatory molecules disrupt the immune responses both in vitro and in vivo. But as mentioned earlier, during the course of activation e. g. TMs lose this molecule and assume a CD28 independent existence.
Сигнал беру
CD28-нің жасушаішілік домені бар, оның тиімді сигналдануы үшін бірнеше маңызды қалдықтары бар. Әсіресе, тирозин 170-нен басталатын YMNM мотиві SH2 домені бар ақуыздарды, атап айтқанда PI3K, Grb2 және Gads-ты тарту үшін өте маңызды. Y170 қалдығы mTOR арқылы Bcl xL индукциясы және PKCθ арқылы IL-2 транскрипциясын күшейту үшін маңызды, бірақ пролиферацияға әсер етпейді және IL-2 өндірісін аздап төмендетеді. N172 қалдығы (YMNM құрамында) Grb2 және Gads байланысы үшін маңызды және IL-2 мРНҚ тұрақтылығын индукциялай алады, бірақ NF κB транслокациясын тудырмайды. NF κB индукциясы көбінесе Гадстың YMNM-ге және молекуладағы пролинге бай екі мотивке байланысуына тәуелді болып көрінеді. Дегенмен, PI3K-пен байланыса алмайтын, бірақ Grb2 және Gads-пен байланыса алатын мотивтің соңғы аминқышқылы M173 мутациясы аз NF κB немесе IL-2 береді, бұл Grb2 және Gads PI3K жоғалуын толықтыра алмайтынын көрсетеді. IL-2 транскрипциясы екі кезеңнен тұрады: Y170 тәуелді, PI3K тәуелді бастапқы кезең, ол транскрипцияға мүмкіндік береді, және PI3K тәуелсіз екінші кезең, ол иммундық синапстың қалыптасуына байланысты, бұл IL-2 мРНҚ тұрақтылығын арттырады. IL-2 толық өндірісі үшін екеуі де қажет. CD28 сонымен қатар SH3 домені бар ақуыздарды байланыстыра алатын екі пролинге бай мотивтерді қамтиды. Itk және Tec осы екі мотивтің N-терминалына байланыса алады, ол тікелей Y170 YMNM-ді ұстанады; Lck C-терминалына байланысады. Itk және Lck екеуі де тирозин қалдықтарын фосфорилирлей алады, содан кейін CD28-ге SH2 домені бар ақуыздардың байланысуына мүмкіндік береді. Tec-ті CD28-ге байланыстыру IL-2 өндірісін күшейтеді, бұл оның SH3 және PH домендерінің CD28 және PIP3-ке байланысуына байланысты. CD28-дегі C-терминалды пролинге бай мотив филамин А арқылы Lck және липидтік салдарды иммундық синапсқа жеткізу үшін маңызды. PYAP мотивіндегі тирозиннің фосфорилирленуі (есейген адам CD28-де Y191) src киназа Lck-тің SH2 доменін байланыстыратын жоғары туыстық байланыс орнын құрайды, ол өз кезегінде PKC θ серинкиназасына байланысады.
Құрылымы
CD28-нің алғашқы құрылымы 2005 жылы Оксфорд университетінің Т-клеткалар биологиясы тобы анықталды. CD28 белок құрылымында 220 аминқышқылы бар, ол төрт экзоннан тұратын генмен кодталады. Ол 44 кДа салмақты, гликозильденген, дисульфидтік байланысқан гомодимер, және жасуша бетінде экспрессияланады. Құрылымында V жиынтығының иммуноглобулиндер суперотбасы (IgSF) жұпталған домендері бар. Бұл домендер жеке трансмембраналық және цитоплазмалық домендермен байланысты, оларда маңызды сигнал беру мотивтері бар. CTLA4 сияқты, CD28-де CDR3-ге ұқсас циклдар кездеседі. CD28-CD80 кешенінде екі CD80 молекуласы CD28 үшін екі лигандты байланыстыру орны бар болғанына қарамастан, олардың мембранаға жақын домендері стерикалық түрде соқтығысады. Дегенмен, тек CD28 ғана егешқұйрықтың Т-клеткаларында тұрақты түрде экспрессияланады, ал ICOS және CTLA4 Т-клетка рецепторларын стимуляциялау арқылы және IL-2 сияқты цитокиндерге жауап ретінде индукцияланады. CD28 және CTLA4 өте гомологты және CD80 және CD86 лигандтары үшін бәсекелеседі. CTLA4, CD80 және CD86-ға CD28-ге қарағанда әрқашан күштірек байланысады, бұл CTLA4-тің лиганд үшін CD28-мен бәсекелесуіне және эффектілі Т-клетка жауабын басуына мүмкіндік береді. Алайда, CD28 және CTLA4 Т-клеткаларын стимуляциялауда қарама-қарсы әсер ететіні көрсетілді. CD28 активатор, ал CTLA4 ингибитор ретінде әрекет етеді. ICOS және CD28 да тығыз байланысты гендер, бірақ олар бір-бірінің орнын толыққанды алмастыра алмайды. CD28 және ICOS-тың CTLA4-ке қарағанда қарама-қарсы рөлдері осы рецепторлардың иммундық жауапқа реостат ретінде әрекет етуіне себеп болады, бұл бәсекелестік қабынуға қарсы және қабынуды күшейтетін әсерлер арқылы жүзеге асырылады.
Есірткі нысанасы ретінде
Германияның TeGenero биотехнологиялық компаниясы жасаған TGN1412 препараты CD28-дің суперагонисті болып табылады және сынақтар кезінде күтпеген жерден көп органдық жетіспеушілікке себеп болды. Өкінішке орай, лимфоциттерден басқа жасушаларда да осы рецепторлардың бар екендігі көбінесе назардан тыс қалады. CD28 эозинофильді гранулоциттерді де стимуляциялайды, онда CD28 анти-CD28 антиденесімен байланысу IL-2, IL-4, IL-13 және IFN-γ бөлінуіне әкеледі. CD28 және CTL4 егешкілер моделіндегі аутоиммундық аурулардың маңызды реттеушілері болуы мүмкін екені белгілі. Бірақ CD28-нің адам ауруларындағы рөлі туралы пациенттерден алынған деректер аз. Клиникалық зерттеулерге дейінгі кезеңдегі басқа да перспективті препараттар – егешкілердің ісік моделінде иммуностимуляциялық қасиеттері бар CD28 агонисті аптамерлер, CD28 Fab’ моноклоналды антиденесі FR104 немесе CD28 гомодимеризациясын тоқтатуға арналған AB103 октапептиді.