Fachbegriffe der Immunbiologie

Biology>Immunology>Fachbegriffe der Immunologie

Twitter

• Einführung
  
  
• Allgemeine Fachbegriffe
  
  
• Organe des Immunsystems
  
  
• Zellen des Immunsystems
  
  
• Rezeptoren des Immunsystems
  
  
• Cytokine und Chemokine, Signal- und Botenstoffe des Immunsystems
  
  
• Biomoleküle
  
  
• Genetik der Immunbiologie
  
  
• Immunologische Methoden
  
  
• Pathologie, Erkrankungen des Immunsystems
  
  
• Referenzen
  
  
• WWW Resourcen
  

Einführung

Allgemeine Fachbegriffe

Agglutination

- Verkleben oder Verklumpen von Substanzen, insb. von Proteinen, aber auch von ganzen Zellen oder deren Bestandteilen, insb. bei der Blutgerinnung. Im immunologischen Kontext versteht man unter Agglutination insb. die 'Verklumpung' von Antigenen und Antikörpern, die u.U. zur Ausbildung von Immunkomplexen führt.
Demgegenüber wird die Agglutination von Erythrozyten auch als Hämagglutination bezeichnet. Grundlage für die Hämagglutination sind die Oberflächenantigene der Erythrozyten, die auch die Einteilung in Blutgruppen bedingen. Der Agglutinationsvorgang wird in Testverfahren, den sog. Agglutinationstests, zur Diagnose von Antigenen und Antikörpern eingesetzt.

Koagulation

- Ausfällung von Peptiden bzw. Proteinen in wässriger Lösung. Insb. wird die Gerinnung des Bluts oder der Lymphe auch Koagulation (engl. coagulation) genannt. Entsprechend werden die daran beteiligten Faktoren im angelsächsischen Sprachgebrauch als engl. coagulation factors bezeichnet. Insb. in Bezug auf die Blutgerinnung spricht man bei gerinnungshemmenden Substanzen, wie z.B. Derivate des Cumarins von Antikoagulantien.

Antikoagulans, Pl. Antikoagulantien, Adj. anti-koagulativ

- Allg. Substanzen, die einer Koagulation entgegenwirken. Hierbei werden insb. Verbindungen, die die Blutgerinnung hemmen, als Antikoagulantien bezeichnet. Zu diesen zählen bspw. Derivate des Cumarins, wie etwa Warfarin oder Dicumarol.

Prokoagulans, Pl. Prokoagulantien, Adj. pro-koagulativ

- Allg. Substanzen, die eine Koagulation fördern. Hierbei werden insb. Verbindungen, die die Blutgerinnung fördern, als Prokoagulantien bezeichnet.

Präzipitation

- Im allg. die Ausfällung von Substanzen aus einer Lösung, einhergehend mit einer Ausflockung oder Niederschlagsbildung. Im immunbiologischen Kontext findet Präzipitation insb. bei der Ausfällung von Antigen-Antikörper-Komplexen (Immunkomplexe) statt, einem Vorgang den man sich in diagnostischen Verfahren, den sog. Präzipitationstest, zunutze macht.

innate immunity, innate immune system

- Engl. Bezeichnung für dt. 'angeborene Immunität' oder 'angeborenes Immunsystem'. Mit dem angeborenen Immunsystem werden die seit der Geburt vorhandenen und durch genetische Determination mehr oder weniger unveränderlichen Mechanismen des Immunsystems bezeichnet, welche dem adaptiven oder erworbenen Immunsystem (engl. adaptive immunity) gegenübergestellt werden. Die Mechanismen des angeborenen Immunsystems richten sich v.a. gegen antigenische Strukturen, die vielen Pathogenen gemeinsam sind. Man nimmt daher an, dass die Reaktionen des angeborenen Immunsytems evolutionär in einem frühen Stadium der Entwicklung des Immunsystems entstanden sind. Bei den Prozessen des angeborenen Immunsystems werden, wie bei denen des adaptiven Immunsystems auch, lösliche (humorale) und zelluläre Reaktionen unterschieden. Zu den ersteren zählt u.a. das Complementsystem, während zu den zellulären Mechanismen insb. die sich durch phagozytierende Tätigkeit ("Fresszellen", Phagozyten) auszeichnenden Granulozyten, Makrophagen und Mastzellen gerechnet werden, sowie die NK-Zellen, welche lytische Reaktionen gegenüber geschädigten Zellen ausüben.

adaptive immunity, adaptive immune system, aquired immunity, aquired immune sytem

- Engl. Bezeichnung für dt. 'adaptive Immunität' bzw. 'erworbenes Immunsystem'.

AIS

- Mitunter anzutreffendes Akronym für engl. adaptive immune system bzw. engl. aquired immune system.

Antigen

- Allg. Substanzen, die in der Lage sind eine Immunantwort auszulösen. Dabei kann es sich um Proteine, Polysaccharide, Lipoproteine, Glykoproteine, Lipopolysaccharide, Bakterientoxine o.a. Substanzen handeln. Die antigenische Eigenschaft einer Substanz ist i.d.R. nicht exakt definiert und wird meist nicht von dem ganzen Molekül des Antigens vermittelt, sondern nur von speziellen Strukturen, den sog. antigenischen Determinanten. Diese antigenischen Determinanten variieren von Substanz zu Substanz und stellen die eigentlichen molekularen Komponenten dar, mit denen die Rezeptoren (BCR, TCR) und insb. die Antikörper des Immunsystems interagieren. So können antigenische Determinanten z.B. aus kurzen Aminosäure-Sequenzen bestehen, die spezifisch von einem Antikörper erkannt und gebunden werden und dadurch eine Immunreaktion hervorrufen. Auch kann ein einzelnes Antigen (z.B. ein Protein oder ein Virus) viele verschiedene antigenische Determinanten besitzen, so dass bspw. ein Bakterium über 5000 antigenische Determinanten aufweisen kann. Die Anzahl der antigenischen Determinanten an einem Antigen wird als Valenz bezeichnet und bringt zum Ausdruck in welcher Relation Antikörper binden müssen, um das Antigen vollständig zu neutralisieren.

Superantigen

- Bezeichnung für eine Klasse von Molekülen, die in der Lage sind, in sehr niedriger Konzentration im pg (Picogramm, 10^-12 g) oder ng (Nanogramm, 10^-9 g) Bereich Dysfunktionen des Immunsystems hervorzurufen. Superantigene, abgekürzt SAG oder SAg, sind meist globuläre Proteine bakteriellen Ursprungs mit einem Molekulargewicht von 20-30 kDa. Sie weisen i.d.R. eine hohe Thermostabilität auf und widersetzen sich in hohem Masse dem proteolytischem Abbau durch Proteasen. Superantigene werden vorwiegend als Exotoxine von gram-positiven Bakterien gebildet, wobei die bisher bekannten und am besten untersuchten Superantigene insb. von Staphylococcus aureus und Streptococcus pyogenes stammen. So weisen die Enterotoxine A, B, C, D, E, G und Q (abgk. SEA, SEB etc. für engl. staphylococcal enterotoxin A usw.), sowie das engl. 'toxic shock syndrome toxin 1' (abgk. TSST-1) von Staphylococcus aureus und die pyrogenen Exotoxine A, C und G-J (abgk. SPE A, SPE C etc. für engl. streptococcal pyrogenic exotoxin A usw.), sowie die Proteine SMEZ (Abk. für engl. streptococcal mitogenic exotoxin Z) und SSA (Abk. für engl. streptococcal superantigen) von Streptococcus pyogenes eine Superantigen-Aktivität auf. Die Wirkung der Superantigene kommt dadurch zustande, dass sie in der Lage sind, gleichzeitig an die MHC II-Peptidrezeptoren von Antigen präsentierenden Zellen (APC) und die T-Zell-Rezeptoren (TCR) von T-Helfer-Zellen (CD4⁺-T-Zellen) zu binden und so die T-Helfer-Zellen unspezifisch zu aktivieren. Während bei einer gewöhnlichen Immunantwort eine von 10⁵ bis 10⁶ T-Zellen aktiviert wird, erfolgt durch Superantigene eine Aktivierung von bis zu 30 % der T-Zellen. Dabei werden die Superantigene selber nicht innerhalb des MHC II Signalwegs prozessiert, können also nicht als Peptidfragmente von den MHC II Rezeptoren der APC präsentiert werden. Bei den verschiedenen Superantigenen hat man die Regionen identifiziert, die die Bindung an unterschiedliche Motive der MHC II und T-Zell-Rezeptoren vermitteln. So weisen die Superantigene eine als generische Bindungsregion bezeichnete Region auf, die an die α1-Kette von MHC II und die variable Region der β-Kette (V_β) des TCR bindet. Zudem besitzen mit Ausnahme von SEB, TSST-1 und SSA alle bisher untersuchten Superantigene eine oder zwei Zink-Bindungregionen, die eine Bindung an die β-Kette des MHC II-Moleküls durch Brückenbildung mittels eines Zink-Ions herstellen. Bei Vorhandensein einer generischen Bindungsregion und einer Zink-Bindungsregion scheinen sich Bindungsaffinitäten gegenüber dem MHC II Molekül zu akkumulieren, so dass eine hochaffine Bindung ermöglicht wird (nachgewiesen für SEA). Zudem ist die Bildung von dimeren SAG-Komplexen und trimeren SAG-MHC-SAG oder MHC-SAG-MHC Komplexen möglich. Eine Ausnahme bildet das Superantigen SEH, dass lediglich eine Zink-Bindungsregion aufweist und zudem an die variable Region der α-Kette (V_α) des TCR bindet. Ferner hat man nachgewiesen, dass bei der Formation des trimeren MHC-SAG-TCR Komplexes auch ein Kontakt des Superantigens mit dem in der Bindungsgrube des MHC II Rezeptors gebundenen Peptidfragment erfolgen kann, was u.U. eine Modulation der Superantigen-Wechselwirkung zur Folge hat.
Durch die Verbindung des MHC II Rezeptors und des TCR's kommt es zu einer verstärkten T-Zell-Aktivierung, die eine erhöhte Proliferation der T-Zellen, sowie eine damit verbundene gesteigerte Cytokinausschüttung zur Folge hat, was allgemein zu verstärkten Entzündungsreaktionen führt. Damit sind u.a. Schädigungen der Epithelien und Kapillargefässe verbunden, die u.U. zu Organversagen (insb. von Nieren und Leber) bis hin zum Tode führen. Die durch die Superantigene von Staphylococcus aureus und Streptococcus pyogenes hervorgerufenen Erkrankungen werden auch als engl. Toxic Shock Syndrome (abgk. TSS) bzw. engl. Streptococcus induced Toxic Shock Syndrome (abgk. STSS) bezeichnet.

Links und Literatur:

Papageorgiou, A.C., Collins, C.M., Gutman, D.M., Kline, J.B., O'Brien, S.M., Tranter, H.S., Acharya, K.R. (1999) Structural basis for the recognition of superantigen streptococcal pyrogenic exotoxin A (SpeA1) by MHC class II molecules and T-cell receptors., EMBO J., 18(1), 9-21, DOI: 10.1093/emboj/18.1.9
Alouf, Joseph E., Müller-Alouf, Heide (2003) Staphylococcal and streptococcal superantigens: molecular, biological and clinical aspects., Int. J. Med. Microbiol., 292(7-8), 429-440, DOI: 10.1078/1438-4221-00232
Baker, Matthew D., Acharya, K. Ravi (2004) Superantigens: Structure-function relationships., Int. J. Med. Microbiol., 293(7-8), 529-537, DOI: 10.1078/1438-4221-00298

monoklonal

- Aus einer einzigen Zelllinie, d.h. aus einem Zellklon stammend, z.B. Antikörper, die aus einer einzigen B-Zelle stammen oder monoklonale Antikörper, die aus einer Hybridom-Zelllinie gewonnen werden. Monoklonale Antikörper besitzen gegenüber polyklonalen Antikörpern den Vorteil, dass sie untereinander identisch sind und daher mit ihrer jeweiligen Antigen bindenden Region, die sich spezifisch gegen eine antigenische Determinante (Epitop) des Antigens richtet, übereinstimmen. In der Immuntherapie werden monoklonale Antikörper vielfach zur Behandlung verschiedener Immunschwächen oder Krebsarten eingesetzt.

polyklonal

- Aus mehreren Zelllinien, d.h mehreren Zellklonen stammend. So sind beispielsweise Antikörper gegen ein bestimmtes Antigen, die aus dem Serum eines Organismus gewonnen werden, meist polyklonal, da ihre Antigen bindenden Regionen gegen unterschiedliche Epitope desselben Antigens gerichtet sind und sich daher in ihrer Struktur (Aminosäure-Sequenz) unterscheiden. Polyklonale Antikörper können auch aus einer Mischung mehrerer Hybridom-Zelllinien gewonnen werden.

CDR, cdr

- Abk. für engl. complementarity-determining region, einer Bezeichnung für die variablen Abschnitte (V-Regionen) der leichten und schweren Ketten der Antikörper, in denen die spezifischen Bindungsstellen für die Antigene enthalten sind.

Epitop

- Bindungsstelle auf einem Antigen an die ein Antikörper bindet.

Valenz

- Im Kontext der Immunologie, wird mit der Valenz (von lat. valentia, dt. Stärke, Kraft) bzw. Wertigkeit die Zahl der Bindungsstellen eines Antikörpers für ein Antigen bezeichnet. So haben einfache, monomere Antikörper wie die des IgG-Typs zwei Bindungsstellen (je eine an den 'Armen' der Y-Struktur) für Antigene, sie besitzen also eine Valenz von 2. Entsprechend weisen dimere IgA- oder pentamere IgM-Antikörper Valenzen von 4, respektive 10 auf. Mitunter wird der Begriff auch für Antigene verwandt und bezeichnet dann die Anzahl der antigenischen Determinanten derselben Spezifität. Das Verhätnis von antigenischen Determinanten und entsprechenden Bindungsstellen an den Antikörpern spielt eine Rolle bei Opsonisations- und Neutralisationsvorgängen und lässt sich bspw. mit Präzipitationstests untersuchen.

Hapten

- Isolierte, molekulare Form der kleinsten aktiven Einheit eines Antigens (i.d.R. die antigenische Determinante), die z.B. aus einer kurzen Peptidsequenz aus ca. 5-10 Aminosäuren besteht. Haptene werden zwar als Antigene von Antikörpern erkannt und spezifisch gebunden, lösen jedoch keine Immunantwort aus. Dies liegt daran, dass bei einem gegebenen Antigen zwar eine bestimmte Komponente, die antigenische Determinante, von einem Antikörper erkannt und gebunden wird, diese Komponente jedoch i.d.R. nicht identisch mit denjenigen Abschnitten des Antigens sind, die zu einer T-Zell- bzw. B-Zell-Aktivierung führen. Eine solche Aktivierung durch Antigen-Antikörper-Komplexe verläuft über den MHC II-Aktivierungsweg, bei dem Peptid-Fragmente des Antigens von Antigen präsentierenden Zellen (APC) mittels der Interaktion von MHC II Rezeptor und T-Zell-Rezeptor (TCR) eine Immunantwort auslösen (s.a. B-Zelle und Lymphknoten). D.h., dass das die i.d.R. sehr kurzen Hapten-Fragmente nicht durch den MHC II Rezeptor präsentiert werden oder kein entsprechender, 'passender' TCR existiert. Daher verwendet man in immunologischen Experimenten häufig Haptene, die an ein sog. engl. Carrier-Molekül gebunden sind (Hapten-Carrier). Hierbei können u.U. dann Fragmente des Carriers die gewünschte Immunantwort auslösen.

Immunkomplexe

- Aus aneinander gebundenen Antigenen und Antikörpern und/oder Complementproteinen gebildete Aggregate. Immunkomplexe, im engl. immune complex (abgk. IC) können von Fc- oder Complement-Rezeptoren gebunden und so phagozytierenden Zellen (Phagozyten) bspw. in der Milz oder der Leber zugeführt werden. Andererseits kann die Bindung von Immunkomplexen durch Fc- oder Complement-Rezeptoren auch zur Präsentation antigenischer Determinanten dienen und dadurch die Aktivierung weiterer Effektorzellen einleiten.
Methodisch werden Immunkomplexe in sog. Präzipitationstests untersucht.

IC

- Abkürzung für engl. immune complex(es), dt. Immunkomplexe

Transzytose

- Mechanismus, bei dem Substanzen auf dem Wege des vesikulären Transports eine Zelle oder ein Gewebe 'durchwandern', um in ein drittes Gewebe zu gelangen. Transzytose spielt im immunologischen Kontext v.a. eine Rolle bei der Sezernierung von IgA Antikörpern aus subepithelialen Plasmazellen, die durch die darüberliegende Epithelschicht treten (z.B. in der Nasenschleimhaut), wobei sie weiter modifiziert werden. Dabei wird das sezernierte IgA-Dimer von einem Transportrezeptor (Poly-Ig-Rezeptor) der Epithelzellen gebunden, mit dem Rezeptor endozytiert, durch Vesikel an die gegenüberliegende Seite der Epithelzellen transportiert (transzellulärer Transport) und hier unter Spaltung des Poly-Ig-Rezeptors exozytotisch freigesetzt, wobei der Poly-Ig-Rezeptor so abgespalten wird, dass ein Teil, die sog. sekretorische Komponente (SC), kovalent an dem IgA-Dimer gebunden bleibt. Das IgA liegt nun in seiner Sekretform vor. Die Expression der Poly-Ig-Rezeptoren kann durch Interferon γ, TNFα, Interleukin 4 oder TGFβ in den Epithelzellen verstärkt werden. Auch andere Hormone oder Nährstoffe können u.U. die Expression des Poly-Ig-Rezeptors modulieren.

Diapedese

- Der Durchtritt von Leukozyten zwischen den Zellen des Endothels hindurch in ein darunterliegendes Gewebe. Der gesamte Prozess des Austretens ("Auswanders") der Leukozyten aus dem Blutgefäss und der 'Einwanderung' in ein Gewebe wird auch als Extravasation bezeichnet. Dabei werden Leukozyten durch Chemokine (u.a. die Anaphylatoxine) bspw. an Orte einer Inflammation geleitet und wandern dann zwischen den Zellen des Endothels in das darunterliegende Gewebe ein, wobei eine Kontraktion der glatten Gefässmuskulatur diesen Prozess unterstützt, indem durch die Kontraktion Lücken zwischen den Endothelzellen entstehen. Der Vorgang der Diapedese wird durch die Abfolge von Bindungen an spez. Adhäsionsmoleküle vermittelt. So binden die Endothelzellen mittels P-Selektinen zunächst an Oligosaccharide an der Oberfläche von im Blutstrom vorbeigleitender Lymphozyten. Dies führt zu einer Verlangsamung der Lymphozyten, so dass diese auf der Endothelwandung entlang rollen. Durch die P-Selektin Bindung wird in den Lymphozyten das Integrin LFA1 exprimiert bzw. vorhandene Rezeptoren aktiviert, welche stark an den ICAM-1-Rezeptor der Endothelzellen binden. Diese Adhäsion und weitere Bindungsereignisse, bspw. mit den Rezeptoren VCAM, E-Selektin oder insb. CD31 (PECAM-1) führen letzlich zum Durchtritt der Lymphozyten durch das Endothel. Der Prozess des Durchtritts durch die Endothelzellen wird engl. auch als trans-endothelial migration bezeichnet und mit TEM abgekürzt.

TEM

- Akronym für engl. transendothelial migration, einem synonym zu Diapedese verwendeten Begriff (s. dort).

Extravasation

- Die Auswanderung von Leukozyten aus den Blutgefässen, verbunden mit der Einwanderung in ein anliegendes Gewebe. Extravasation ist i.d.R. mit dem Durchtritt der Leukozyten durch die Gefässwand (Endothel), der sog. Diapedese, verbunden, so dass mitunter diese beiden Begriffe synonym verwendet werden.

autogen

- "Körpereigen" "aus dem eigenen Körper stammend", d.h. Substanzen, Zellen, Gewebe oder Organe, die aus demselben Organismus stammen. (s.a. autolog)

autolog

- ein meist synonym zu autogen verwendeter Begriff, der aus der Transplantationsmedizin stammt und mit dem die Übertragung körpereigener Substanzen, Zellen, Gewebe oder Organe bezeichnet wird.

allogen

- "Körperfremd" aber "arteigen", d.h. Substanzen, Zellen, Gewebe oder Organe, die aus einem anderen Organismus derselben Spezies stammen.

xenogen

- "Körperfremd" und "artfremd", d.h. Substanzen, Zellen, Gewebe oder Organe, die aus einem anderen Organismus einer anderen Spezies stammen oder synthetischen Ursprungs sind.

Autoreaktivität, Adj. autoreaktiv

- Im immunologischen Kontext werden Zellen, die auf 'Selbstantigene', also körpereigene (autogene) Substanzen, mit einer Immunantwort reagieren als autoreaktiv bezeichnet. Autoreaktivität bezieht sich v.a. auf T-Lymphozyten, die auf körpereigene Peptide, die durch MHC-Moleküle präsentiert werden, eine Immunantwort auslösen. Da nicht restlos alle autoreaktiven T-Lymphozyten während der Thymopoese ausselektioniert werden, z.B. da evt. mögliche Selbstpeptide zum Zeitpunkt der Selektion nicht präsentiert wurden, können in der Peripherie des Immunsystems immer autoreaktive T-Lymphozyten vorhanden sein. Diese werden normalerweise von regulatorischen T-Zellen (T_reg) inhibiert (periphere Toleranz). Kommt es zu Störungen dieser Regulationsfunktion können autoreaktive T-Zellen Autoimmunkrankheiten auslösen. Weitere Möglichkeiten der Entstehung und Aktivierung von autoreaktiven Zellen können in genetischen Defekten der MHC-Moleküle begündet sein, oder durch Mechanismen des engl. molecular mimicry, bei dem ein Antigen sehr stark körpereigenen Strukturen gleicht, ausgelöst werden. Auch eine sog. engl. bystander-Aktivierung, bei der im Zuge einer Infektion und den nachfolgenden Entzündungreaktionen körpereigene Strukturen freigesetzt werden, die sonst nicht präsentiert werden, kann zur Entstehung von autoreaktiven Zellen führen, da nun körpereigene Substanzen als Antigen interpretiert werden.

Alloreaktivität, Adj. alloreaktiv

- Als alloreaktiv werden Zellen bezeichnet, die auf körperfremde (allogene oder xenogene) Peptide oder fremde MHC-Moleküle mit einer Immunantwort reagieren. Dies betrifft v.a. T-Lymphozyten, die in einer Transplantatabstossungsreaktion reagieren. Die Reaktion kann entweder durch APC's des Spenders (direkte Alloantigenpräsentation) oder durch die APC's des Empfängers (indirekte Alloantigenpräsentation) ausgelöst werden, wobei entweder der unterschiedliche MHC oder das Fremdpeptid die signalisierende Wirkung ausüben, die zur Auslösung der Immunantwort führt.

humoral

- Abgeleitet vom lat. umor, dt. Feuchtigkeit, Flüssigkeit, wobei mit lat. 'umor ruber' Blut oder auch Pflanzensaft bezeichnet wird. Im allg. wird der Begriff für die flüssige oder lösliche Phase eines Stoffes verwendet. So spricht man bspw. von der humoralen Immunabwehr oder von humoralen Antikörpern, wenn man sich auf die im Blutplasma gelösten Immunstoffe bzw. Antikörper bezieht.

Opsonisation, Opsonierung

- von grch. opson, dt. Würze, Zuspeise oder grch. opsonein, dt. zum Essen vorbereiten. Mit einer Opsonisation wird allg. die Ein- bzw. Umhüllung oder Bedeckung und damit einhergehende Oberflächenveränderung von Partikeln durch Bindung anderer Substanzen, den sog. Opsoninen, bezeichnet. Dabei dient die Opsonisation v.a. dazu, die Phagozytose solcher Partikel durch Zellen zu erleichtern. Im immunologischen Kontext findet Opsonisation v.a. durch die als Opsonine wirkenden Antikörper und Complementfaktoren, aber auch durch andere, zumeist proteinogene Faktoren statt, die an die Oberfläche von Pathogenen (z.B. Bakterien) binden und diese somit 'opsonisieren'. Mittels der Opsonisation durch Antikörper kann ein Antigen neutralisiert werden, indem einerseits seine Funktion beeinträchtigt wird und andererseits eine Markierung für phagozytierende Zellen erfolgt, so dass diese das Pathogen eliminieren.

Avidität

- Effektive Bindungsstärke, z.B. eines Antikörpers an sein Antigen.

Toleranz

- Im immunologischen Kontext versteht man unter Toleranz die Fähigkeit des intakten Immunsystems keine Immunreaktion gegenüber körpereigenen Antigenen auszubilden. Dies betrifft v.a. Mechanismen des adaptiven Immunsystems und damit insb. die Lymphozyten. Dabei wird zwischen zentraler und peripherer Toleranz unterschieden. Die zentrale Toleranz wird während der Lymphozyten-Reifung ausgebildet, dabei werden autoreaktive T-Zellen durch Mechanismen der Anergie und der Negativselektion im Thymus aussortiert, während eine Negativselektion autoreaktiver B-Zellen im Knochenmark stattfindet. Die periphere Toleranz wird im Falle von T-Zellen durch Mechanismen der Anergie, der Suppression durch regulatorische T-Zellen und durch Fas-abhängige Apoptose erzielt, während bei B-Zellen die Anergie den hpts. Mechanismus darstellt. Sind die Mechanismen der Toleranz gestört oder werden sie durch Pathogene ausser Kraft gesetzt, können Autoimmunkrankheiten entstehen. Diese treten häufig als Folgeerkrankungen nach Infektionen auf, weshalb man annimmt, dass diese Erkrankungen durch die Mechanismen des engl. molecular mimicry oder durch engl. bystander-Aktivierung hervorgerufen werden (s.a. auch Autoreaktivität).

Anergie, Adj. anerg

- Im immunologischen Kontext wird unter Anergie die Tatsache verstanden, dass T- oder B-Lymphozyten im Zuge ihrer Aktivierung bei fehlendem co-stimulatorischen Signal funktionslos werden. Dies kann z.B. bei der Aktivierung durch Selbstantigene der Fall sein und ist dann ein Mechanismus der peripheren Toleranz. Die Zellen überleben zwar noch eine Weile, können aber nicht mehr durch das Antigen aktiviert werden.

ADCC

- Akronym für engl. antibody dependent cellular cytotoxicity, dt. Antikörper abhängige zelluläre Zytotoxizität. ADCC ist eine Bezeichnung für die Aktivierung des zytotoxischen Potentials von NK-Zellen und Eosinophilen durch Bindung der von diesen Zelltypen ausgebildeten FcR's (z.B. der CD16 von NK-Zellen) an opsonisierte Pathogene.

MHC Restriktion

- Als MHC Restriktion wird die Tatsache bezeichnet, dass der T-Zell-Rezeptor (TCR) nicht nur spezifisch für das präsentierte Antigen ist, sondern auch für den präsentierenden MHC-Rezeptor (MHC I und MHC II). D.h., dass T-Zellen eines Organismus auch nur mit den MHC-Molekülen desselben bzw. syngenen Organismus interagieren können. Diese Spezifität wird den T-Zellen während der Thymopoese durch eine Positivselektion im Thymus vermittelt und wird auch als T-Zell- oder Selbst-Restriktion bezeichnet. Die Restriktion kommt u.a. durch die spezifisch bindenden Co-Rezeptoren CD4 und CD8, die an MHC II, respektive MHC I binden, zustande. Dieser Mechanismus wurde 1974 von Rolf M. Zinkernagel und Peter C. Doherty an zytotoxischen T-Zellen aufgeklärt. 1996 erhielten sie dann für die Entdeckung der zellvermittelten Immunität, bei dem die MHC Restriktion eine massgebliche Rolle spielt, den Nobelpreis in Medizin.

Links:

Nobelprize in Medicine 1996, Nobelpreis-Kommittee, Stockholm, Schweden

Proliferation

- Allg. eine Vermehrung. Im Kontext der Cytologie werden aufeinanderfolgende, vielfache Zellteilungen mit der damit verbundenen Zellvermehrung als Proliferation bezeichnet. Im Falle der Aktivierung von B- und T-Lymphozyten, die eine nachfolgende Proliferation der aktivierten Zellen auslöst, spricht man auch von engl. clonal expansion (dt. klonale Expansion), da die Proliferation von einer einzigen Zelle ausgeht und somit die davon abstammenden Zellen Klone darstellen.

Co-Stimulation

- Mit dem Begriff Co-Stimulation wird das '2-Signale-Modell' der T- und B-Zell-Aktivierung beschrieben. Bei diesen Aktivierungsvorgängen muss neben der eigentlichen Rezeptor-Bindung des TCR's bzw. BCR's ein weiterer Rezeptor binden, der ein zweites, das sog. co-stimulatorische, Signal liefert. Im Falle der T-Zell-Aktivierung ist dies die CD28-B7-Interaktion, im Falle der B-Zell-Aktivierung die CD40L-CD40-Interaktion. Vermutlich dient die Co-Stimulation der Regulation der Aktivierungsstärke und verhindert Überreaktionen. Ein fehlendes co-stimulierendes Signal kann zur Anergie der betroffenen Zellen führen, was ein wichtiger Mechanismus bei der Ausbildung der immunologischen Toleranz darstellt.

Neutralisation

- Im immunologischen Kontext versteht man unter Neutralisation die Unterbindung der Funktionsausübung von Pathogenen bzw. von Antigenen, indem z.B. durch Opsonisation mit Antikörpern ein potentiell pathogenes Antigen daran gehindert wird, sich an spezifische zelluläre Strukturen zu binden.

Hämatopoese

- Der Vorgang der Blutbildung, d.h. die Entwicklung der Blutzellen aus pluripotenten Stammzellen des Mesenchyms, den sog. Hämozytoblasten. Die Hämatopoese vollzieht sich v.a. im Knochenmark und lässt sich je nach gebildetem Zelltyp in verschiedene Entwicklungslinien unterteilen, die eigene Bezeichnungen erhalten (z.B. Erythropoese für die Bildung der Erythrozyten)

Erythropoese

- Der Vorgang der Erythrozytenbildung, d.h. die Entwicklung der roten Blutzellen aus pluripotenten Stammzellen des Mesenchyms. Die Erythropoese kann als spezielle Entwicklungslinie der Hämatopoese aufgefasst werden und wird durch das in den Nieren produzierte Hormon Erythropoetin angeregt. Grösstenteils vollzieht sich die Erythropoese dabei im Knochenmark, von wo aus, als letzte Vorstufe zu den reifen Erythrozyten, die Reticulozyten ins Blut übertreten. Diese Reifung bis zum Stadium der Reticulozyten nimmt in etwa 5-9 Tage in Anspruch.

Hämostasis, Hämostase, Adj. hämostatisch

- Medizinische Bezeichnung für Vorgänge, die bei Verletzungen der Blutgefässe zum Stillstand der Blutung führen und damit zusätzliche Schädigungen des Organismus verhindern oder zumindest eindämmen. Es werden die zwei Teilvorgänge der primären und sekundären Hämostase unterschieden. Während der auch als Blutstillung bezeichneten primären Hämostase wird der drohende Blutverlust bei einer Gefässverletzung durch Verengung der Gefässe, Kontraktion umgebender Gewebe (insb. durch glatte Muskulatur) und das "Verkleben" der Wunde durch Thrombozyten (Blutplättchen) eingeschränkt. Im Zuge der auch als Blutgerinnung bezeichneten sekundären Hämostase wird der während der primären Hämostase gebildete Wundverschluss durch Ausbildung fädiger Fibrin-Ablagerungen, also einem proteinogenem Vorgang, verstärkt. Dieser Prozess wird durch verletzungsbedingte Signale ausgelöst, welche die Umwandlung der Gerinnungsfaktoren des Blutplasmas fördern.

Blutplasma

- Die 'Blutflüssigkeit', d.h. die zellfreie Fraktion des Blutes, die z.B. nach einer Zentrifugation erhalten wird. Das Blutplasma wird meist einfach kurz als Plasma bezeichnet. Es besteht zu 90 % aus Wasser und enthält einen Anteil von 7-8 % an Proteinen, die sich in 2 Fraktionen unterteilen lassen: Die das osmotische Milieu regulierenden und aufrechterhaltenden Albumine (ca. 60 % des Proteinanteils) und die α-, β- und γ-Globuline (ca. 40 % der Plasmaproteine). Ferner finden sich im Plasma Ionen (Mineralien), Zucker, Hormone, Vitamine und die immunologisch bedeutsamen Complementfaktoren.

Plasma

- Häufig anzutreffende Kurzbezeichnung für das Blutplasma

Blutserum

- Die 'Blutflüssigkeit' geronnenen Blutes, d.h. der zellfreie Anteil des geronnenen Blutes, der nach einer Zentrifugation erhalten wird. Im Blutserum sind im Gegensatz zum Blutplasma keine Gerinnungsfaktoren mehr enthalten. Tierisches Blutserum, etwa von Rindern (FBS, NCS) wird häufig als Zusatz zu Zellkulturmedien verwendet, da es viele Stoffe, wie Vitamine, Aminosäuren, Hormone, Wachstumsfaktoren u.a.m., enthält, die für das Wachstum von Zellen in Kultur unerlässlich sind.

Serum, Pl. Sera bzw. Seren

- Häufig anzutreffende Kurzbezeichnung für das Blutserum

Serologie

- Serologie bezeichnet das Fachgebiet, das sich mit in-vitro Reaktionen von Antigenen und Antikörpern auseinandersetzt.

Hämatologie

- Wissenschaft und Lehre des Blutes und seiner Krankheiten.

Affinitätsreifung

- Vorgang im Zuge der B-Zell-Aktivierung und Proliferation an den follikularen dendritischen Zellen (FDC) der Lymphfollikel, bei der die von den B-Lymphozyten produzierten Antikörper durch den genetischen Vorgang der somatischen Hypermutation sukzessive optimiert werden (weiteres s. Hypermutation und auch Lymphknoten).

Degranulation

- Vorgang der Entleerung und Freisetzung von in Granula gespeicherten Molekülen. Die Degranulation ist im immunologischen Kontext v.a. eine wichtige Effektorreaktion der Granulozyten, der NK-Zellen und der zytotoxischen T-Zellen (CTL's).

Blutgruppe

- Ein Klassifizierungssytem für die serologischen Eigenschaften des Blutes, das sich von Antikörperreaktionen gegen Antigene ableitet, die in charakteristischer Weise und Verteilung auf den roten Blutkörperchen (Erythrozyten) des Blutes auftreten. Bei den Epitopen (antigenische Determinanten) der Blutgruppen-Antigene handelt es sich meist um Peptidstrukturen von Membranproteinen oder um Saccharidmuster von Glykoproteinen oder Glykolipiden auf der Zelloberfläche der Erythrozyten. Die Antigen-Antikörperreaktionen spielen v.a. bei Blutübertragungen (Bluttransfusionen) von einem Spender zu einem Empfänger eine Rolle, da zueinander unverträgliche (inkompatible) Blutgruppen zur Agglutination und u.U. zur Hämolyse der roten Blutkörperchen führen. Je nach zugrundegelegtem Antigen werden beim Menschen verschiedene Blutgruppensysteme unterschieden. Innerhalb eines Blutgruppensystems bedingt i.d.R. genetischer Polymorphismus, also das Auftreten der als Allele bezeichneten Varianten eines Gens, die Ausbildung verschiedener Antigene, welche dann als unterschiedliche Blutgruppen eines Systems klassifiziert werden. Die Definition, Anerkennung und systematische Klassifikation eines Blutgruppensystems erfolgt dabei durch die engl. International Society of Blood Transfusion (abgk. ISBT), einer internationalen Organisation, die sich mit hämatologischen Fragen insb. im Hinblick auf Blutübertragungen befasst. Zur Zeit sind 33 solcher Blutgruppensysteme definiert und durchgehend nummeriert. Eines der ältesten und auch wichtigsten dieser Blutgruppensysteme ist das sog. AB0-System mit der ISBT Nr. 1.
Um als Blutgruppensystem anerkannt zu werden, muss zu dem charakterisierenden Antigen ein humaner, allotypischer Antikörper nachgewiesen und das Antigen bedingende Gen identifiziert und sequenziert sein. Ferner sollte der zugehörige chromosomale Genlocus bekannt sein und sich das Gen von denjenigen Genen unterscheiden, die für die Antigene bereits klassifizierter Blutgruppen verantwortlich sind.

Links:

Red Cell Immunogenetics and Blood Group Terminology, ISBT (International Society of Blood Transfusion)

ISBT

- Abk. für engl. International Society of Blood Transfusion, einer internationalen Organisation mit Sitz in Amsterdam, Niederlande, die sich mit hämatologischen Fragen, insb. im Hinblick auf Blutübertragungen (Transfusionen), befasst.

ABO-System

- Bez. für eines der ältesten und auch wichtigsten der Blutgruppensysteme, das unter der ISBT Nr. 1 klassifiziert ist. Das AB0-System geht auf Arbeiten des österreichischen Pathologen Karl Landsteiner (1868-1943) zurück, der das AB0-System 1901 entdeckte und dafür 1930 mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet wurde.
Dem AB0-System liegen als Antigene bestimmte Glykosilierungsmuster von Glykoproteinen auf der Oberfläche von Erythrozyten zugrunde. Diese Glykosilierungsmuster bestehen aus Oligosaccharid-Ketten, die durch die Enzym-Tätigkeit von sog. Glykosyltransferasen zustande kommen. Je nach vorhandenen Zuckerresten auf dem charakterisierenden Oligosaccharid werden die Antigene A, B und H unterschieden. Bei Bluttransfusionen kommt dem AB0-System deshalb so grosse Bedeutung zu, weil die Antikörper gegen die Antigene des AB0-Systems bereits in den ersten Lebensmonaten gebildet werden und nicht erst nach Kontakt mit allogenem Blut. Man vermutet, dass solche Antikörper durch den Kontakt mit Antigenen bakteriellen Ursprungs gebildet werden, die denen der Blutgruppenantigenen stark ähneln.
Bei der Ausprägung der unterschiedlichen Antigene des AB0-Systems wird die Bindung der entscheidenden Saccharide von einer Glykosyltransferase katalysiert, die engl. als histo-blood group ABO system transferase bezeichnet wird. Diese Glykosyltransferase ist ein Typ II Membranprotein, das als Co-Faktor ein Mangan-Ion (Mn²⁺) bindet. Das Enzym besteht aus 354 Aminosäuren und weist ein Molekulargewicht von 40934 Da (40,9 kDa) auf. Es wird im Golgi-Apparat der Zellen vieler Gewebe exprimiert. Ferner existiert von dem Protein noch eine in die Körperflüssigkeit sekretierte Form, die durch proteolytische Spaltung aus der membranständigen Form entsteht. Das Gen für dieses Enzym besitzt den annotierten Namen ABO und ist auf dem Chromosom 9 im Genlocus q34 (kurz 9q34) lokalisiert.
Die Unterschiede in den Glykosilierungsmuster, welche die verschiedenen Blutgruppen bei Individuen bedingen, kommen durch die verschiedenen Allele dieses Gens zustande, wobei das Gen codominant exprimiert wird. So werden hinsichtlich des AB0-Gens, entsprechend der jeweiligen Blutgruppen, die drei Allele 0, A und B unterschieden. Die Blutgruppe 0 (im angelsächsischen Sprachgebrauch der Grossbuchstabe 'O', im dt. Sprachgebrauch die Ziffer Null) entspricht dabei einem Phänotyp, bei dem bei den Oberflächenproteinen lediglich eine Grundglykosilierung vorhanden ist, da das Allel 0 eine sog. engl. frameshift mutation aufweist. Bei dieser Mutation ist im Gen ein Guanin an der Position 258 deletiert, so dass ein verändertes Protein im Zuge der Translation des Gens entsteht. Das Genprodukt des Allel 0 ist daher inaktiv und Träger dieser Blutgruppe weisen an der Erythrozyten-Oberfläche lediglich eine Grundglykosilierung auf, die in einer entsprechenden Antikörper-Reaktion als sog. Antigen H (nicht zu verwechseln mit dem bakteriellen H-Antigen) in Erscheinung tritt. Infolge des codominanten Exprimierungsmusters tritt die Blutgruppe 0 nur bei einem homozygoten Genotyp 00 (zwei 0 Allele) auf.
Das Muster der Grundglykosilierung besteht aus einem, u.U. mehrfach wiederholten Oligosaccharid mit der Zuckerabfolge N-Acetylgalactosamin-Galactose-N-Acetylglucosamin-Galactose, in der Schreibweise der jeweiligen Kurzform der Zucker also GalNAc-Gal-GlcNAc-Gal. An das GalNac-Gal-GlcNAc-Gal-Motiv wird mittels einer im engl. als galactoside 2-alpha-L-fucosyltransferase Glykosyltransferase noch eine Fucose (Fuc) angehängt, so dass sich das vollständige, dem Antigen H entsprechende Glykosilierungsmuster auf der Erythrozytenoberfläche zu (GalNac-Gal-GlcNAc-Gal)-Fuc ergibt. Das Enzym 'galactoside 2-alpha-L-fucosyltransferase' wird gewebeabhängig entweder durch das Gen FUT1 (auch H, HH oder HSC) oder FUT2 (auch SEC2 oder SE) codiert, welche beide auf dem Chromosom 19 im Genlocus q13.3 (kurz 19q13.3) lokalisiert sind. Wie die 'histo-blood group ABO system transferase' ist die 'galactoside 2-alpha-L-fucosyltransferase' ein im Golgi-Apparat der Zelle vorhandenes Typ II Membranprotein. Diesem Enzym kommt insofern besondere Bedeutung zu, als bestimmte Allele dieses Gens für ein inaktives Enzym codieren, das zu dem seltenen Bombay-Typ des AB0-Blutgruppensystems führt. Bei diesem Blutgruppentypus werden Antikörper gegen das Antigen H gebildet, so dass Träger des Bombay-Typs von keinem der möglichen AB0-Blutgruppen Blut erhalten können, sondern nur von Spendern, die ebenfalls den Bombay-Typ aufweisen.
Bei der Blutgruppe A wird durch die 'histo-blood group ABO system transferase' des entsprechenden Allels A die endständige Galactose des Oligosaccharids mit einem weiteren N-Acetylgalactosamin verknüpft, bei der Blutgruppe B erfolgt die Bindung einer zusätzlichen Galactose durch die Glykosyltransferase des Allels B. Für die Blutgruppe A sind zudem noch weitere Allele bekannt, die zu den Subtypen A1 und A2, sowie Variationen davon, führen. Da aus den unterschiedlichen Allelen auch verschiedene Genprodukte resultieren, sind weitere Namen und Bezeichnungen für die Glykosyltransferasen des A und B-Allels in Gebrauch. So wird die 'histo-blood group ABO system transferase' des A-Allels auch als engl. glycoprotein-fucosylgalactoside alpha-N-acetylgalactosaminyltransferase oder als engl. histo-blood group A transferase (kurz transferase A) bezeichnet. In der EC-Nomenklatur (s. Enzym) wird diese Glykosyltransferase mit der Nr. 2.4.1.40 gekennzeichnet. Das Enzym des B-Allels wird engl. als glycoprotein-fucosylgalactoside alpha-galactosyltransferase oder auch als histo-blood group B transferase (kurz: transferase B) genannt und trägt die EC-Nr. 2.4.1.37.
Da die Allele der Glykosyltransferasen kodominant vererbt und exprimiert werden, treten bei einem heterozygoten Genotyp AB beide Glykosilierungsmuster der Blutgruppen A und B auf und ergeben die Blutgruppe AB. Der Phänotyp der Blutgruppe A tritt entsprechend bei dem homozygoten Genotyp AA oder einem heterozygoten Genotyp A0 auf, während der Phänotyp der Blutgruppe B sich aus dem homozygoten Genotyp BB oder dem heterozygoten Genotyp B0 ergeben kann. Diese Zusammenhänge haben zur Folge, dass das Blut der Blutgruppen A, B und AB keine Antikörper gegen die Blutgruppe 0 enthält, da das Grundglykosilierungsmuster (Antigen H) auch bei diesen Blutgruppen vorhanden ist. Dementsprechend können Erythrozyten der Blutgruppe 0 auf Empfänger der Blutgruppen A, B und AB übertragen werden, ohne dass es zu Abwehrreaktionen des Immunsystems kommt (vorrausgesetzt, dass auch andere Blutgruppensysteme und Parameter kompatibel sind). Individuen mit der Blutgruppe 0 können hingegen lediglich Erythrozyten mit der Blutgruppe 0 erhalten, während Träger der Blutgruppe AB sowohl Erythrozyten der Blutgruppen A, B, AB und 0 erhalten können.
Bei der Übertragung von Blutplasma hingegen verhält sich die Kompatibilität der Blutgruppen umgekehrt zu der der Erythrozyten, da im Blutplasma die Antikörper gegen die jeweils anderen Blutgruppen vorhanden sind. So enthält das Plasma der Blutgruppe 0 Antikörper gegen die Antigene A und B (und damit gegen die Blutgruppen A, B, AB) und daher kann Plasma der Blutgruppe 0 auch nur auf Empfänger der Blutgruppe 0 übertragen werden. Umgekehrt können Träger der Blutgruppe 0 von Spendern jeden Blutgruppentyps Plasma erhalten, da die Antikörper dieser Blutgruppen nicht gegen die Grundglykosilierung der Blutgruppe 0 gerichtet sind. Da Plasma der Blutgruppe AB keine Antikörper gegen die jeweils anderen Blutgruppen enthält, kann Plasma der Blutgruppe AB auf jede andere Blutgruppe übertragen werden, während die Blutgruppen A und B nur Plasma der eigenen Blutgruppe oder der Gruppe AB erhalten können.

Links:

UniProt P16442, Histo-blood group ABO system transferase
ABO-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P19526, Galactoside 2-alpha-L-fucosyltransferase 1
UniProt Q10981, Galactoside 2-alpha-L-fucosyltransferase 2
FUT1, FUT2-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer
Nobelprize In Medicine 1930, Nobelpreis-Kommittee, Stockholm, Schweden

Organe und Gewebe des Immunsystems

Lymphatische Organe

- Die lymphatischen Organe bilden bei den Mammalia (Säugetiere) die Organe des Immunsystems, wobei zwischen primären und sekundären Organen unterschieden wird. Zu den primären Organen zählen das Knochenmark, der Thymus und bei den Aves (Vögel) die Bursa fabricii. Zu den sekundären Organen zählen die Milz, die Lymphknoten mit den dazugehörigen Lymphgefässen, die Tonsillen (Mandeln), die Peyer'schen Plaques des Darms und der Appendix (Blinddarm).
Das Grundgerüst der Milz und der Lymphknoten wird vom sog. retikulären Bindegewebe gebildet, das auch das Knochenmark tlw. auskleidet. Dieses Bindegewebe besteht hpts. aus Retikulinfasern (Typ III Kollagen) und fibroblastischen Retikulumzellen, die einen netzartigen, dem Mesenchym nicht unähnlichen, Zellschwamm ausbilden, dessen Zwischenräume von immunologisch aktiven Zellen und anderen Blutzellen bzw. deren Vorläuferzellen (v.a. im Knochenmark) mehr oder weniger ausgefüllt werden. Weitere, immunologisch aktive Zelltypen des retikulären Bindegewebes werden als histiozytäre, dendritische oder interdigitierende Retikulumzellen bezeichnet; sie rekrutieren sich aus Gewebemakrophagen bzw. Monozyten (Histiozyten) und den als Antigen präsentierende Zellen (APC) fungierenden follikularen (FDC) und interdigitierenden (IDC), dendritischen Zellen (DC). Diese v.a. durch Phagozytose immunologisch aktiven Zellen des retikulären Bindegewebes werden zusammenfassend auch als retikuloendotheliales System (abgk. RES) bzw. retikulohistiozytäres System (RHS) bezeichnet. Die epithelialen Retikulumzellen des Thymus sind jedoch im Gegensatz zur mesodermalen bzw. mesenchymalen Bildung des retikulären Bindegewebes entodermalen Ursprungs. Funktional lassen sich die primären Organe als Entwicklungsorgane der immunologisch wirksamen Zellen (Differenzierung und Reifung) bezeichnen (z.B. T-Zell-Reifung im Thymus), während die sekundären Organe als Orte der Immunantwort angesehen werden können, in denen eine Aktivierung und Spezifizierung der immunologisch wirksamen Zellen stattfindet (z.B. B-Zell-Aktivierung in den Lymphknoten). Neben diesen lymphatischen Organen stellen auch andere Organe, wie etwa die Lunge, die Leber oder die Blutgefässe mit dem Endothel wichtige immunologische Funktionen bereit. So ist insb. die Leber als Ort der Produktion von Complementfaktoren und Akuten Phasen Proteinen, sowie als Sitz von Gewebemakrophagen (Kupfferzellen) hervorzuheben.

Thymus

- Auch als Bries bezeichnetes primäres lymphatisches Organ, das sich bei allen Gnathostomata (Kiefermünder) findet. Beim Menschen ist der Thymus ein hinter dem Brustbein und über dem Herzen liegendes, zweilappiges Organ, das von der Geburt an mitwächst, bis es in der Pubertät seine grösste Ausdehnung mit einer Masse von ca. 40 g erreicht. Danach bildet sich der Thymus mit zunehmenden Alter bis auf wenige Gewebereste zurück, ein Vorgang der als Involution bezeichnet wird. Der Thymus ensteht während der Embryonalentwicklung aus dem Gewebe der 3. Kiemenspalte des Ektoderms, der das Gewebe der 3. Schlundtasche des Entoderms umwächst, so dass der ausdifferenzierte, von einer Bindegewebekapsel umschlossene Thymus aus mehreren Lappen, den sog. Lobuli, mit einer innenliegenden Markregion entodermalen Ursprungs und einer aussenliegenden Cortexregion ektodermalen Ursprungs besteht. Die Cortexregion besteht hpts. aus cortikalen Epithelzellen, die von unreifen Thymozyten umgeben sind. Die Markregion, auch als Medulla bezeichnet, besteht aus medullären Epithelzellen, in der reife Thymozyten, DC's und Makrophagen eingelagert sind. Innerhalb der Markregion lassen sich lichtmikroskopisch granuläre Bereiche erkennen, die als Hassal'sche Körperchen bezeichnet werden und denen die Funktion des Abbaus apoptotischer Zellen zugeschrieben wird. Der Thymus übt eine endokrine Drüsenfunktion aus und produziert mehrere Peptide, wie etwa die Thymosine oder Thymopoietin. Einschränkend muss jedoch bemerkt werden, dass letztgenannte Peptide zwar zuerst aus dem Thymus isoliert wurden, aber keine Thymus-spezifischen Hormone oder Cytokine darstellen, wie zunächst angenommen wurde. So wird insb. Thymopoietin, aber auch eine Mehrzahl der Thymosine nahezu ubiquitär exprimiert und finden sich in vielen Geweben. Die hpts. Funktion des Thymus besteht somit in der T-Zell-Reifung, der sog. Thymopoese, bei der im Knochenmark gebildete Vorläufer-T-Zellen, die sogenannten Pro-T-Zellen über die Blutbahn in die Cortikalregion des Thymus einwandern und sich dort, unter Rekombination und Ausbildung der β-Kette des T-Zell-Rezeptors (TCR) stark vermehren und in das Prä-T-Zell-Stadium eintreten. Die Prä-T-Zelle ist durch den Besitz eines Prä-TCR gekennzeichnet, der anstatt der aktiven α-Kette eine prä-α-Kette, die sog. invariante Kette (engl. surrogate α chain) trägt, die erst nach Manifestierung der β-Ketten durch die aktive Form ersetzt wird. Durch den Rekombinationsmechanismus des sog. 'allelischen Ausschlusses' (engl. allelic exclusion) manifestiert sich die Exprimierung der β-Kette des TCR und daraufhin wird die α-Kette gebildet, wobei der Mechanismus des 'allelic exclusion' bei dieser weniger stark ausgeprägt ist, so dass ca. 30 % der ausgereiften T-Zellen in der Peripherie zwei unterschiedliche TCR's mit einer gleichbleibenden β-Kette und zwei unterschiedlichen α-Ketten aufweisen. Während des Prä-T-Zell-Stadiums bildet ein geringer Teil der Thymozyten den γδTCR aus. Nach dieser Phase treten die Thymozyten, unter Ausbildung der CD4 und CD8 Co-Rezeptoren (sog. doppelt positive Thymozyten), in die Positivselektion an den cortikalen Epithelzellen, die die Funktion von APC's ausüben, ein. Hier werden diejenigen Thymozyten, die nicht in der Lage sind an MHC I oder MHC II zu binden, 'aussortiert', indem die bindenden Thymozyten ein Überlebenssignal bekommen, während nicht bindende Thymozyten apoptotisch absterben (engl. death of neglect). Bei diesem Prozess findet also die 'Prägung' der T-Zellen durch MHC-Restriktion statt. Durch späte Rekombinationsvorgänge der αTCR-Kette nichtbindender Thymozyten, kann dieser Selektionsvorgang wiederholt werden, was als engl. αβ-TCR-editing bezeichnet wird. Nach erfolgreicher Positivselektion treten die Thymozyten, unter Einstellung der Ausbildung des nicht positiv selektionierten Co-Rezeptors (sog. einzeln-positive Thymozyten), in die Negativselektion ein, die an, aus dem Knochenmark eingewanderten, DC's in der Markregion des Thymus stattfindet. Dabei werden diejenigen Thymozyten, die an, durch die MHC-Rezeptoren der DC's präsentierten, körpereigene Antigene binden, aussortiert, indem bindende, also autoreaktive Thymozyten ein Signal erhalten, das die Apoptose einleitet. Die Negativselektion bildet somit die zentrale Toleranz der T-Zellen des Immunsystems aus. Die die Negativselektion überlebenden Thymozyten treten als gereifte, aber naive T-Lymphozyten zurück in den Blutkreislauf ein, wobei von täglich ca. 50 Mio. gebildeten Thymozyten nur ca. 2-3 % als reife T-Zellen den Thymus wieder verlassen.

Bries

- Andere Bezeichnung für den Thymus.

Thymopoese

- Vorgang der Reifung von Pro-T-Zellen über Prä-T-Zellen zu naiven, aktivierbaren T-Zellen im Thymus

Involution

- Abgeleitet von lat. involutio, dt. das 'Zusammenziehen', 'Zusammenrollen'. Allg. Bezeichnung für die Rückbildung von Organen, meist durch Atrophie. Im Kontext der Immunbiologie des Menschen wird insb. die Rückbildung des Thymus nach der Pubertät als Involution bezeichnet.

Knochenmark

- Das Knochenmark (lat.-anat. Medulla ossium) ist das wichtigste blutbildende (hämatopoetische) Gewebe des Menschen und ein primäres lymphatisches Organ. Das Knochenmark ist mit Bindegewebe ausgekleidet, an das sich das sog. retikuläre Bindegewebe anschliesst. Diese Bindegewebe werden durch Blutgefässe versorgt, jedoch finden sich im Knochenmark keine Lymphgefässe. Ausgehend von pluripotenten Stammzellen, den Hämozytoblasten differenzieren sich alle Zellen des Blutes in eigenen, tlw. sich weiter verzweigenden Entwicklungslinien. Der Ablauf dieser Differenzierung wird durch verschiedene Wachstumsfaktoren und Cytokine reguliert bzw. beeinflusst. Die Differenzierung der Blutzellen lässt sich dabei auch durch aktivierte T-Helfer-Zellen und Makrophagen, bzw. durch die von diesen Zelltypen sezernierten Cytokine induzieren. Entsprechend den verschiedenen Entwicklungslinien unterscheidet man bei der Hämatopoese verschiedene Teilvorgänge: die Lymphopoese mit der Entwicklung von Lymphozyten, die Erythropoese, der Entwicklungslinie von Erythrozyten, die Granulopoese, in der Granulozyten gebildet werden, die Monozytopoese, der Entwicklungslinie von Monozyten und die Thrombozytopoese, in der die Entwicklung der Thrombozyten stattfindet. Im Zuge der Lymphopoese bzw. der Granulopoese entstehen aus den Hämozytoblasten auch die immunologisch bedeutsamen Zelllinien der lymphoiden bzw. myeloiden Vorläuferzellen.
Ferner stellt das Knochenmark insb. den Ort der B-Lymphozyten-Reifung dar. Dabei durchläuft die reifende B-Zelle, ausgehend von einer lymphoiden Vorläuferzelle, verschiedene Stadien, die v.a. durch die verschiedenen Entwicklungsstufen des B-Zell-Rezeptors (BCR) gekennzeichnet sind. Die B-Zell-Reifung beginnt mit dem Pro-B-Zell-Stadium, in dem die Umlagerungsreaktionen der 'schweren' Kette des BCR's gestartet werden. Das Produkt dieses DNA-Rearrangements bildet mit der surrogate light chain den prä-BCR, der auf der Oberfläche der B-Zelle exprimiert wird. Die B-Zelle befindet sich nun im prä-B-Zell-Stadium. Wird die schwere Kette als funktional erkannt (die signalgebenden Strukturen sind noch nicht aufgeklärt), wird die Rearrangierung der schweren Kette gestoppt und die der leichten Kette beginnt, andernfalls findet zunächst die Rearrangierung der schweren Kette im homologen Genlocus des anderen Chromosom statt. Sollte auch diese scheitern, geht die Zelle apoptotisch zugrunde. Kommt es zur Rearrangierung der leichten Kette, werden diese ebenfalls auf Funktionalität überprüft, wobei hier, ebenso wie bei der Rearrangierung der schweren Kette, der Mechanismus des engl. allelic exclusion die Umlagerung am homologen Genlocus unterdrückt. Ist die Umlagerung der leichten Kette (κ oder λ) erfolgreich, wird der Rezeptor der IgM Klasse exprimiert und die B-Zelle als reife B-Zelle bezeichnet. Diese reifen B-Zellen durchlaufen nun eine Negativselektion, bei der all jene B-Zellen apoptotische Signale erhalten, die an Selbstpeptide binden. Dieser Mechanismus bildet die zentrale B-Zell-Toleranz aus und verhindert die Bildung von autoreaktiven B-Zellen. Die Apoptose kann durch den Vorgang des engl. receptor editing verhindert werden, bei dem erneut Umlagerungen der leichten Kette durch Reaktivierung des RAG Proteins gestartet werden. Nach erfolgter Negativselektion verlassen die ausgereiften B-Zellen das Knochenmark und der IgD Rezeptor wird zusammen mit dem IgM Rezeptor als membranständige Proteine auf der Oberfläche der Zelle exprimiert.

Bursa fabricii

- Primäres lymphatisches Organ der Vögel (Aves), das aus einem sackartigen Hohlraum am Dach der Kloake gebildet wird. Die Bursa war ursprünglich namensgebend für die B-Lymphozyten. Für Säugetiere ist bisher kein entsprechendes Organ nachgewiesen worden. Eine Bursektomie beim Haushuhn führt zum Ausfall der humoralen Immunantwort, da keine funktionsfähigen B-Lymphozyten mehr gebildet werden können.

Lymphgefässe

- Die Lymphe führenden Gefässe, welche die Lymphe zu den sekundären lymphatischen Organen, vornehmlich den Lymphknoten führen. Die Lymphgefässe bilden grössere Lymphstämme aus, dessen bedeutenster der Ductus thoracis ist. Über diesen ist das Lymphsystem mit dem Blutkreislauf verbunden, so dass die Lymphe durch die Herztätigkeit transportiert wird.

Ductus thoracis

- Zentrales Gefäss des lymphatischen Systems des Menschen, das einen sog. Lymphstamm ausbildet, in den die Lymphgefässe der Beine, der Arme, des Darms und des linken Thorax münden. Der Ductus thoracis selbst mündet in die linke Unterschlüsselbeinvene, der Vena clavia sinistra und führt somit die Lymphe der blind beginnenden Lymphgefässe zurück in den Blutkreislauf. Er enthält muskulöse Wandabschnitte, die die Lymphe, die Herztätigkeit unterstützend, in Richtung Herz befördern.

Lymphe

- Abgeleitet von lat. lympha, dt. 'klares Wasser'. Bezeichnung für eine Gewebeflüssigkeit, die im lymphatischen System organisiert ist und überwiegend der Zirkulation der Leukozyten im Körper dient. Die Lymphe besteht aus einem Ultrafiltrat des Blutplasmas, das mittels arteriellen Kapillaren in ein Gewebe übertritt und dieses durchtränkt. Dieses Ultrafiltrat dient hpts. der Sauerstoffversorgung und Ernährung des Gewebes und enthält neben Gerinnungsfaktoren noch Plasmaproteine, wie etwa Antikörper und Complementfaktoren. Der grösste Teil des Ultrafiltrats wird wieder von den venösen Kapillaren aufgenommen, während ein Teil von den blind im Gewebe endenden Lymphkapillaren aufgenommen wird und von dort zu den Lymphgefässen transportiert wird, die wiederum zu den Lymphknoten und letzendlich zurück in den Blutkreislauf führen. Auf diesem Wege gelangen Entzündungsprodukte oder Antigene in die Lymphknoten. Die Lymphe umfasst beim Menschen ein Volumen von ca. 2 l.

Lymphknoten

- Sekundäre lymphatische Organe, die entlang der Lymphgefässe Zentren der Immunabwehr bilden, in denen insbesondere der 'informationelle' Austausch zwischen den dendritischen Zellen (DC's) bzw. Antigen präsentierenden Zellen (APC's) und den T- und B-Lymphozyten stattfindet, so dass T- und B-Zell-Aktivierung erfolgen kann.
Lymphknoten sind von einer Bindegewebskapsel umgeben und ca. 0,2 - 2 cm gross. Histologisch lassen sich in einem Lymphknoten verschiedene Bereiche unterscheiden, die als Cortex, Paracortex und Medulla bezeichnet werden. Die Cortex-Region enthält v.a. B-Lymphozyten und FDC's und bildet die sog. Lymphfollikel aus. Im paracortikalen Bereich finden sich v.a. T-Lymphozyten und DC's, während in der Medulla sich überwiegend Makrophagen und Plasmazellen befinden. Die Stroma- und HEV-Zellen der Lymphknoten sezernieren Chemokine, über deren chemotaktischen Gradient die Lymphozyten und DC's zu den Lymphknoten geleitet werden. Im Unterschied zu den Lymphozyten, die über das Blut, nämlich mittels dem HEV, in den Lymphknoten einwandern, werden die DC's über die Lymphe in den Lymphknoten geleitet. Die naiven Lymphozyten treten durch das HEV in den Lymphknoten ein, dabei können sie vermutlich zwischen den Endothel-Zellen (Periploese), als auch durch sie hindurch (Emperiploese) einwandern, allg. wird der Vorgang als Diapedese bezeichnet. Ebenfalls durch Chemokine gesteuert, wandern die T-Lymphozyten in den Paracortex und die B-Lymphozyten in die cortikale Region; die DC's werden ebenfalls durch einen chemotaktischen Gradienten in den Paracortex geleitet. Im Paracortex kann es zur Aktivierung von naiven T-Lymphozyten durch Kontakt mit den als APC fungierenden DC's kommen. Dabei binden T-Helfer-Zellen an MHC II-Moleküle der APC's und bilden im Falle einer Erkennung des präsentierten Antigens (Spezifität des TCR's) eine immunologische Synapse aus, an der neben dem TCR mehrere akzessorische Membranproteine und Co-Rezeptoren beteiligt sind. So ist zur Erkennung und Bindung des MHC II der CD4-Rezeptor notwendig, der an eine Immunglobulin-Domäne des MHC II-Moleküls bindet. Ferner bedarf es zur Aktivierung der T-Zelle des CD3-Rezeptors und dessen ζ-Ketten. Die Bindung von TCR und CD4-Rezeptor vermittelt das erste Signal der T-Zell-Aktivierung, indem die Tyrosin-Kinase Lck die ITAM-Regionen der CD3-Moleküle, insb. der ζ-Ketten, phosphoryliert. Dadurch können weitere Kinasen aktiviert werden, die ihrerseits an die phosphorylierten ITAM's binden (ZAP70) und die weitere Signalkaskade beeinflussen, welche schliesslich zur Bildung der Transkriptionsfaktoren NFAT, AP-1 und NF-κB führt. Diese Transkriptionsfaktoren induzieren u.a. die Bildung des IL-2-Rezeptors (IL2R) und seines Liganden, dem Cytokin IL-2. Damit diese Signalkaskade ausgelöst wird, muss jedoch mindestens ein weiteres Signal, das sog. co-stimulatorische Signal von der T-Zelle empfangen werden. Dieses zweite, co-stimulatorische Signal entsteht durch die Bindung von CD28 auf der T-Zelle an den B7-Rezeptor auf der dendritischen Zelle. Ist die Co-Stimulation erfolgreich, kommt es zur vorgenannten IL-2 Produktion. Erhält die T-Zelle kein co-stimulatorisches Signal, kann sie der Anergie oder der Apoptose unterworfen sein. Insgesamt gestaltet sich der Prozess der T-Zell-Aktivierung noch weitaus komplizierter, da weitere inhibierende und aktivierende Rezeptoren und Signale eine Rolle spielen. Das produzierte IL-2 wirkt als autokrines Signal auf die CD4⁺ T-Zellen und diese treten in die klonale Expansion (engl. clonal expansion) ein. Dabei können, bedingt durch unterschiedliche Rezeptorbindungen und Cytokin-Signale, vier unterschiedliche Sub-Typen von T-Helfer-Zellen gebildet werden: Makrophagen aktivierende T_H¹-Zellen, B-Zellen aktivierende T_H²-Zellen, regulatorische T-Zellen (T_reg) und Inflammatorische T-Zellen (T_H¹⁷). Ferner werden Gedächtnis-T-Zellen (engl. memory t-cells) gebildet, die direkt durch das für sie spezifische Antigen ohne erneuten Kontakt von DC's aktiv werden können; dies gilt sowohl für CD8-, als auch für CD4-Gedächtniszellen. Aktivierte T-Helfer-Zellen exprimieren den CD40L-Rezeptor, der mit dem auf vielen Zellen ausgebildeten CD40-Rezeptor interagiert. Die CD40L-CD40 Interaktion von T-Helfer-Zelle und DC aktiviert die DC und regt sie an, IL-12 zu produzieren, was die Differenzierung in Richtung T_H¹ fördert. Aktivierte DC's sind Voraussetzung für die Aktivierung von CTL's, die ebenfalls im Paracortex stattfindet und ebenso, wie die T-Helfer-Zellen-Aktivierung zwei Signale benötigt. Das erste Signal kommt durch die Interaktion von TCR und CD8 mit dem MHC I-Molekül der DC zustande, das zweite, co-stimulatorische Signal durch die CD28-B7 Interaktion, vorausgesetzt die DC hatte bereits einen Kontakt mit einer aktivierten oder naiven T-Helfer-Zelle (CD40-CD40L Interaktion). Sind T-Helfer-Zellen aktiviert worden, wandern sie auf B-Zellen des Cortex zu und können diese aktivieren. Dabei bilden aktivierte B-Zellen an FDC's ein Keimzentrum aus, an dem die Proliferation und Affinitätsreifung der B-Zellen stattfindet. Der Follikel des ausgebildeten Keimzentrums wird als sekundärer Follikel bezeichnet. Die Aktivierung der B-Zellen findet durch Interaktion von T_H² mit naiven B-Zellen statt, wobei das erste Signal durch Bindung des TCR und CD4 mit dem MHC II-Molekül der B-Zelle und das zweite Signal durch Bindung des CD40L der T-Zelle an den CD40-Rezeptor der B-Zelle gegeben wird. Die aktivierten B-Zellen bilden spezifische Interleukin-Rezeptoren (IL-4) aus und treten in die klonale Expansion ein, wobei Gedächtnis-B-Zellen und Plasmazellen gebildet werden. An den FDC der Lymphfollikel kommt es zur Affinitätsreifung der proliferierenden B-Zellen. Hierbei wird durch somatische Hypermutation auf genetischer Ebene die Affinität der gebildeten Antikörper stark erhöht, indem hochaffin bindende Antikörper herausselektioniert werden. Nicht aktivierte Lymphozyten verlassen den Lymphknoten über ein efferentes Lymphgefäss, ebenso wie aktivierte T-Lymphozyten. Aktivierte B-Lymphozyten verbleiben in der Medulla des Lymphknotens und geben ihre Antikörper in die Lymphe ab.

Lymphfollikel

- Spez. Strukturen im Cortex der Lymphknoten, in denen die B-Zell-Aktivierung erfolgt. Dabei werden primäre und sekundäre Lymphfollikel unterschieden. Primäre Lymphfollikel bestehen aus nicht aktivierten B-Lymphozyten, während sekundäre Lymphfollikel von aktivierten B-Lymphozyten gebildet werden und sog. FDC's enthalten.

HEV

- Akronym für engl. high endothelial venoles, dt. Hohe endotheliale Venolen, eine Kapillargefässstruktur in den Lymphknoten, durch die der Eintritt der Lymphozyten in den Lymphknoten erfolgt. Zellen des HEV sezernieren Chemokine (CCL19, CCL21), die die Lymphozyten chemotaktisch zu dieser Struktur leiten.

Milz

- Sekundäres lymphatisches Organ, das beginnend mit den Gnathostomata (Kiefermünder) bei allen Vertebrata auftritt. Beim adulten Menschen bildet die Milz ein ca. 200 g schweres Organ, welches im linken Oberbauch unterhalb des Zwerchfells sitzt und Funktionen des Immunsystems, der Blutbildung (Hämatopoese), sowie der Blutfilterung ausübt. Die Milz besteht aus einem weichen, schwammigen Milzparenchym, das in der roten und weissen Pulpa organisiert ist und von einer Bindegewebskapsel eingehüllt ist. Von dieser Bindegewebskapsel ausgehende Trabekel bilden das Stützgewebe der Milz. Die Blutversorgung erfolgt über die Milzarterie, die sich über trabekuläre Arterien/Arteriolen verzweigt und in der roten Pulpa in einen offenen Blutkreislauf mündet. Dieser wird von traberkulären Venen/Venolen, die einen Randsinus in der roten Pulpa bilden, geschlossen. In der roten Pulpa werden überalterte Erythrozyten und opsonisierte Pathogene (Immunkomplexe) durch phagozytierende Makrophagen entsorgt, sowie Blut gespeichert. Die weisse Pulpa ist Ort der Aktivierung und Vermehrung von B- und T-Lymphozyten, vergleichbar mit der Funktion der Lymphknoten, obwohl die Milz nicht mit dem Lymphsystem in Verbindung steht. Während der Embryonalentwicklung und bis zum etwa 6. Lebensjahr ist die Milz auch an der Bildung von Erythrozyten beteiligt. Die Milz ist nicht lebensnotwendig, obwohl Schädigungen z.B. durch Milzruptur (Milzriss) zu einer inneren Verblutung führen können, da Verletzungen der Milz nicht heilen. Eine Entfernung der Milz schwächt das Immunsystem der betroffenen Patienten, da die immunologischen Funktionen der Milz nicht mehr wahrgenommen werden. Diese Personen sind insbesondere anfällig für bakterielle Infektionen durch kapselbildende Bakterien (z.B. Pneumo- oder Meningokokken).

spleen

- Engl. für Milz

Lien, Pl. Lienes

- Lat. für Milz

Pulpa

- Lat. für dt. 'Fleisch', 'weiche Masse', im Kontext der Anatomie der Milz eine Bezeichnung für das Milzparenchym. Morphologisch und funktionell wird eine äussere, rote Pulpa, in der Erythrozytenabbau, Speicherung von Leukozyten und Thrombozyten, sowie Phagozytose von Immunkomplexen und Pathogenen durch dort 'siedelnde' Makrophagen stattfindet, und eine weisse Pulpa unterscheiden. Die weisse Pulpa ist in die rote Pulpa 'eingelagert' und erscheint lichtmikroskopisch in Form weisser Knötchen, die auch als Milzfollikel, Milzknötchen oder Malphigi-Körperchen bezeichnet werden. In ihnen findet eine Aktivierung und Vermehrung von B-Lymphozyten statt (s. a. PALS-Region).

PALS

- Akronym für engl. peri-arteriolar lymphoid sheat, dt. periarterielle lymphatische Scheiden, eine Region um die Zentralarteriolen in der weissen Pulpa der Milz, in der sich T-Lymphozyten ansammeln. Am Rand der PALS-Region sammeln sich B-Lymphozyten und es kommt zur Ausbildung von sog. Milz-Follikeln, in denen durch DC-Kontakt aktivierte T-Zellen B-Zellen aktivieren können. Die aktivierten B-Zellen proliferieren und bilden ein Keimzentrum in dem Follikel aus, welches auch als Sekundärfollikel bezeichnet wird. Um das Keimzentrum entsteht somit eine B-Zellen-reiche Region, die als B-Zell-Corona bezeichnet wird.

Tonsillen

- Ein auch als Mandeln bezeichnetes lymphatisches Organ des Rachenraums, das aus den Gaumenmandeln (lat.-anat. Tonsilla palatina) und den Rachenmandeln (lat.-anat. Tonsilla pharyngea) besteht. Letztere werden auch als Adenoide (engl. adenoid) oder Polypen bezeichnet. Die Mandeln (engl. tonsils) stellen den ersten Kontakt zwischen den mit der Nahrung oder durch die Nase aufgenommenen Krankheitserregern und dem Immunsystem her. Bei Vereiterung oder chronischen Entzündungen der Mandeln im Kindesalter werden diese häufig entfernt, insb. da die Mandeln nur bis zur Pubertät wachsen und sich danach zurückbilden (Atrophie).

Adenoide

- Rachenmandeln (lat. Tonsilla pharyngea, engl. adenoid), auch als Polypen bezeichnet. Bei Auftreten von einer Vergrösserung (Hyperplasie) und typischen Begleiterkrankungen (Ohrenentzündung) können sie durch eine Adenotomie entfernt werden.

Mandeln

- Andere Bezeichnung für die Tonsillen.

MALT

- Akronym für engl. mucosa associated lymphoid tissue, dt. Schleimhaut assoziiertes lymphatisches Gewebe, bezeichnet ein System der lymphatischen Gewebe, dem die Mucosa der Atemwege, die Mucosa des Darms mit den Peyer'schen Plaques, sowie der Blinddarm angehört.

GALT

- Akronym für engl. gut associated lymphoid tissue, dt. Darm assoziiertes lymphatisches Gewebe, bezeichnet ein System lymphatischer Gewebe des Darms.

Mucosa

- Die Schleimhaut innerer Hohlräume des Organismus, wie die des Darms oder der Atemwege. Die Mucosa besteht aus zwei Schichten: der Epithelschicht, die sog. Lamina epitheliales mucosae, und der darunterliegenden Lamina propria mucosae. In der Epithelschicht finden sich vor allem cytotoxische T-Zellen, sowie die ansonsten wenig verbreiteten T-Zellen mit einem γδ-TCR, die in dem intraepithelialen Bereich der Mucosa beim Menschen ca. 10 % und bei der Maus sogar 50 % der T-Lymphozyten ausmachen. In der Lamina propria sind hpts. T-Helfer-Zellen, Eosinophile, Makrophagen, DC's, sowie aktivierte B-Zellen und Plasmazellen vorhanden. Ferner finden sich als organisierte lymphatische Strukturen die sog. Peyer'schen Plaques in der Lamina propria.

Peyer'sche Plaques

- Als Peyer'sche Plaques werden zusammenhängende Lymphfollikel in der Lamina propria der Mucosa bezeichnet, die vor allem im Krummdarm (Ileum) auftreten. Oberhalb der Peyer'schen Plaques liegen in der Epithelschicht der Mucosa die sogenannten M-Zellen, die durch Pinozytose Antigene in die Peyer'schen Plaques transportieren können. Mit den Peyer'schen Plaques assoziierte Plasmazellen sezernieren i.d.R. IgA Antikörper.

Blinddarm

- Eine lat.-anat. Caecum genannte, sackförmige und blind endende Ausstülpung aus dem Anfangsteil des Dickdarms. Der Blinddarm ist reichlich mit Lymphgefässen und Lymphknoten ausgestattet, denen eine immunologische Funktion bei der Erkennung und Bekämpfung von Antigenen im Gastrointestinalsystem (Magen-Darm-Trakt) zugeschrieben wird.

Caecum

- Lat.-anat. für Blinddarm

Appendix vermiformis

- Lat.-anat. für den Wurmfortsatz (Anhang) des Blinddarms, in dessen Wandung sich zahlreiche Lymphfollikel befinden. Ferner dient der Appendix nach neueren Erkenntnissen als Depot und Refugium für nützliche Darmbakterien (Enterobakterien), so dass nach Abklingen von Durchfallerkrankungen (Gastroenteritis) der Darm schnell wieder mit einer gesunden Darmflora besiedelt werden kann. Umgangssprachlich wird der Appendix oft fälschlicherweise als Blinddarm bezeichnet, er stellt jedoch nur ein bis zu ca. 10 cm langes Anhängsel des eigentlichen Blinddarms (Caecum) dar. Somit ist eine Appendizitis auch keine Blinddarmentzündung, sondern eine Entzündung des Wurmfortsatzes.

Haut

- Die Haut stellt zwar kein direktes Organ des Immunsystems dar, trägt aber als physikalische Barriere gegenüber Pathogenen massgeblich zur Abwehr von Infektionen bei. Bei den Vertebrata (Wirbeltiere) besteht die Haut aus drei aufeinanderfolgenden, geschichteten Geweben: der Epidermis, der Dermis und der Subcutis. In jeder dieser Gewebeschichten sind immunologisch aktive Zellen anzutreffen. So sind sich in der Epidermis spezielle dendritische Zellen, die sog. Langerhans-Zellen, sowie intraepidermale T-Lymphozyten eingelagert, die als erste immunologische 'Verteidigungsfront' angesehen werden können. Die Langerhans-Zellen wandern im Falle einer Aktivierung zu lokalen Lymphknoten und können dort naive T-Zellen aktivieren. Die Wanderung der Langerhans-Zellen zu den Lymphknoten wird durch spezielle, von den Lymphknoten produzierten Chemokinen (CCL19 und CCL21) realisiert, für die die Langerhans-Zellen den entsprechenden Rezeptor (CCR7) ausbilden. In den tieferliegenden Schichten der Haut, d.h. insb. in der Dermis, finden sich ebenfalls immunologisch aktive Zellen, nämlich T-Lymphozyten, T-Helfer-Zellen und cytotoxische T-Zellen, deren genaue Funktion noch unklar ist, sowie Makrophagen und dendritische Zellen, die vermutlich neben der T-Zell-Aktivierung die Aufgabe haben, in die Epidermis vorrücken zu können, um sich dort zu Langerhans-Zellen zu differenzieren. Für weiteres zum Aufbau der Haut siehe den Eintrag Haut im Glossar Zoologischer Fachbegriffe.

Endothel

- Das Endothel bildet die innere Auskleidung der Blutgefässe, also der Arterien und Venen. Obwohl es keine direkte immunologische Aufgabe im Sinne einer Abwehrfunktion wahrnimmt, spielt es doch eine bedeutsame Rolle bei der gewebsspezifischen Immunantwort, da die Zellen des Endothels spezielle Adhäsionsrezeptoren (P- und E-Selektine, ICAM, VCAM, PECAM-1) ausbilden, die immunologisch aktiven Zellen die Diapedese in entzündete (s.a. Inflammation) Gewebe ermöglichen.

Leber

- Obwohl man die Leber nicht zu den lymphatischen Organen rechnet, nimmt sie doch wichtige Funktionen im Rahmen des Immunsystems wahr. So sezerniert sie die Complementfaktoren, beherbergt Kupfferzellen, welche an der 'Entsorgung' von an Complementfaktoren gebundenen Immunkomplexen beteiligt sind, und sezerniert die akuten Phasen Proteine. Sinusoidale Zellen der Leber, die sog. Ito-Zellen, fungieren als Antigen präsentierende Zellen.

RES

- Abk. für Retikulo-Endotheliales System, eine veraltete, aber immer noch gebräuchliche Bezeichnung für die immunologisch aktiven Zellen im retikulären Bindegewebe, welche im engeren Sinne v.a. aus den Retikulumzellen der Milz und der Lymphknoten, sowie aus den retikuloendothelialen Zellen der Lymph- und Blutgefässe gebildet werden. Erweitert um die Histiozyten spricht man von einem retikulohistiozytären System (abgk. RHS); häufig werden die Begriffe RES und RHS auch synonym zueinander verwandt.

RHS

- Abk. für Retikulo-Histiozytäres System, eine Bezeichnung für die immunologisch aktiven Zellen im retikulären Bindegewebe, die alle Zellen des RES umfasst, sowie zusätzlich die Histiozyten einschliesst.

MPS

- Akronym für engl. mononuclear phagocytic system, dt. Mononucleäres Phagozytensystem. Unter MPS werden v.a. die phagozytotisch aktiven Zellen (Phagozyten) des retikulären Bindegewebes zusammengefasst, welche sich hpts. aus Monozyten und Makrophagen zusammensetzen und die in Lymphknoten und Milz akkumulieren. Auch die Kupfferzellen der Leber und die Histiozyten sind Teil des MPS. Das MPS entspricht damit weitestgehend dem Retikulo-Histiozytären System (RHS) bzw. dem Retikulo-Endothelialen System (RES) und wird, v.a. im angelsächsischen Sprachgebrauch, häufig synonym zum Begriff des RHS verwendet. Allerdings werden, je nach Autorenschaft, dem RHS verschiedene Zelltypen, wie Fibroblasten oder Endothelzellen zugerechnet, die in dem MPS keine Berücksichtigung finden.

Zellen des Immunsystems

• Allgemeine Begriffe
• Leukozyten
  • Lymphoide Zellen, Lymphozyten
  • Myeloide Zellen, Granulozyten
  • Dendritische Zellen
  • Andere immunologisch aktive Zellen

Allgemeine Begriffe

Phagozyten

- Im immunologischen Kontext: Oberbegriff für alle Zellen, die zur Phagozytose von Immunkomplexen oder opsonisierten Pathogenen befähigt sind. Dazu zählen v.a. die Makrophagen und tlw. die Granulozyten (v.a. Neutrophile), sowie die Mastzellen.

lymphoid

- Blutzelllinie der Hämatopoese aus der die Lymphozyten hervorgehen.

myeloid

- Blutzelllinie der Hämatopoese aus der die Granulozyten hervorgehen

APC

- Abk. für engl. Antigen Presenting Cell, dt. Antigen präsentierende Zelle. APC's bilden eine besondere Klasse von immunologisch aktiven Zellen, da sie sowohl über MHC I- wie auch MHC II-Rezeptoren verfügen, was kennzeichnend für diese Klasse von Immunzellen ist. Sie sind so insb. durch den MHC II-Prozessierungsweg in der Lage, Antigene aufzunehmen, diese zu prozessieren und dann Fragmente dieser Antigene über den MHC II-Peptidrezeptor den CD4⁺-T-Zellen zu präsentieren. Zu den Antigen präsentierenden Zellen zählen Dendritische Zellen, Makrophagen, B-Zellen, thymische Epithelzellen und die sinusoidalen Zellen der Leber (Ito-Zellen).

Leukozyten

Leukozyten

- Weisse Blutkörperchen bzw. -zellen. Leukozyten sind lichtmikroskopisch farblos erscheinende, 7-20 μm grosse Zellen des Blutes und der Lymphe, die Bestandteil des Immunsystems sind und den kernlosen, hämoglobinhaltigen Erythrozyten und den Thrombozyten gegenübergestellt werden. Sie entwickeln sich aus im Knochenmark gebildeten lymphoiden und myeloiden Vorläuferzellen. Diese differenzieren sich zu unterschiedlichen Zelltypen, zu denen die Lymphozyten, mit den B-, T- und NK-Zellen, die Granulozyten, mit den neutrophilen, eosinophilen und basophilen Granulozyten, sowie die Monozyten, Makrophagen, Mastzellen und dendritischen Zellen (DC's) gehören. Alle diese Zelltypen nehmen verschiedene Aufgaben des Immunsystems wahr und bilden innerhalb der Gesamtmenge von Leukozyten Zellpopulationen und Subpopulationen unterschiedlicher Zellanzahl aus. Diese funktionale Unterscheidung der Leukozyten kommt insb. durch verschiedene Membranproteine an der Oberfläche der einzelnen Zelltypen zum Ausdruck. Viele dieser Oberflächenproteine fungieren als Rezeptoren bzw. als deren Liganden und werden im sog. CD-System katalogisiert, so dass sich die Membranproteine als Markermoleküle zur Erkennung des Zelltypus verwenden lassen. Viele Zelltypen der Leukozyten sind damit entweder durch einzelne, spezielle Oberflächenproteine oder Kombinationen von Rezeptoren eindeutig klassifizierbar und können neben der klassischen Diagnostik durch Zellanfärbung bspw. in Durchflusscytometern (FACS) diagnostiziert werden. Nahezu allen (eine Ausnahme bilden bspw. die Plasmazellen) Leukozyten gemeinsam ist jedoch das Oberflächenprotein CD45, das auch als engl. leukocyte common antigen bezeichnet wird.

Lymphozyten

Lymphozyten

- Untergruppe der Leukozyten, die aus lymphoiden Vorläuferzellen des Knochenmarkes gebildet werden. Zu diesen zählen B-, T- und NK-Zellen, sowie dendritische Zellen (DC's).

B-Zelle

- Die Antikörper produzierenden und als Antigen präsentierende Zellen (APC) fungierenden Zellen des Immunsystems. B-Zellen werden im Knochenmark aus lymphoiden Vorläuferzellen gebildet und reifen auch dort heran (s. Knochenmark). Bei Verlassen des Knochenmarks werden sie als reife, aber naive B-Zellen bezeichnet. Die Zellpopulation der B-Zellen ist durch den Besitz membranständiger B-Zell-Rezeptor-Komplexe (BCR) charakterisiert, die aus IgD und IgM-Rezeptoren und den mit diesen nicht-kovalent verbundenen Immunglobulinen Igα und Igβ (s.a. CD79) bestehen. Mit diesem Rezeptor assoziiert treten die Membranproteine CD19, CD21 (Complement-Rezeptor 2, CR2) und CD81 (TAPA-1) auf, die auch als Co-Rezeptoren des BCR's bezeichnet werden und charakteristisch für die B-Lymphozyten sind. Ein weiteres charakteristisches Oberflächenantigen für heranreifende und inaktive B-Zellen, insb. im Zusammenhang mit B-Zell Lymphomen, ist das CD20 Phosphoprotein. Die Antikörpermoleküle IgD und IgM der B-Zell-Rezeptoren können Antigene binden, die durch Endozytose des gesamten Rezeptor-Komplexes intrazellulär prozessiert werden (sog. Rezeptor vermittelte Endozytose) und u.U. als an MHC II gebundene Peptidfragmente wieder an der Zelloberfläche präsentiert werden, so dass in diesem Falle die B-Zelle als Antigen präsentierende Zelle (APC) fungiert. Kommt nach Einwanderung in die Lymphgefässe eine solche B-Zelle mit einer für dasselbe Antigen spezialisierten T_H²-Zelle in Kontakt, so bindet der TCR der CD4⁺-T-Zelle an den MHC II Rezeptor. Dabei vermittelt die Bindung des B7-Rezeptors der B-Zelle an den CD28-Rezeptor der T-Zelle ein co-stimulatorisches Signal an die T-Zelle. Erhält die B-Zelle zusätzlich durch Bindung des CD40L-Rezeptors auf der T-Zelle an den CD40-Rezeptor der B-Zelle ein co-stimulatorisches Signal, so wird die B-Zelle aktiviert und tritt in die klonale Expansion ein (s.a. B-Zell-Aktivierung im Lymphknoten). Aus dieser Proliferation der aktivierten B-Zelle gehen lösliche Antikörper produzierende Plasmazellen, sowie nach 2-4 Wochen B-Gedächtniszellen hervor. In diesen Zellen wird die Produktion der membranständigen Antikörper eingestellt und zunächst lösliche, pentamere IgM-Antikörper produziert. In den Lymphfollikeln der Lymphknoten kann durch erneute T-Zell-Bindung unter Ausbildung des CD40-CD40L-Interaktion, sowie dem modulierenden Einfluss von Cytokinen, ein Klassenwechsel der sezernierten Antikörper erfolgen. Dabei fördert IL-4 den Wechsel nach IgE und IgG1, während TGF-β in den Schleimhaut assoziierten Lymphgefässen den Wechsel nach IgA induzieren kann. Von T_H¹-Zellen sezerniertes IFNγ fördert einen Klassenwechsel zu IgG2a oder IgG3.

Plasmazelle

- Auf Antikörper-Produktion spezialisierte B-Zelle, die nach erfolgreicher B-Zell-Aktivierung aus der klonalen Expansion hervorgeht. Die hohe Syntheseleistung dieser Zellen äussert sich u.a. lichtmikroskopisch bzw. elektronenmikroskopisch durch einen stark vergrösserten Nucleus und ein vielfach vermehrtes ER. Obwohl Plasmazellen nur wenige Tage überleben, sind sie doch in der Lage grosse Mengen an Antikörpern zu produzieren: So wurde geschätzt, dass eine einzige Plasmazelle bis zu 2000 Antikörper-Moleküle pro Sekunde sezernieren kann.

Thymozyten

- Bezeichnung für die sich entwickelnden T-Zellen im Thymus während der Thymopoese

T-Zelle

- Gruppe von Lymphozyten die sich im Thymus durch die Mechanismen der Thymopoese entwickeln. T-Zellen können aufgrund ihrer unterschiedlichen Funktionen und ihrer charakteristischen Oberflächenproteine zytotoxische T-Zellen (CTL), natürliche Killer-T-Zellen (NKT), regulatorische T-Zellen (T_reg) und verschiedene T-Helfer-Zellen, bestehend aus T_H¹, T_H² und T_H¹⁷ Zellen, unterteilt werden.

CD4⁺-Zellen, T-Helfer-Zelle

- Gruppe von T-Zellen, die neben den Oberflächenproteinen CD45 und CD3 durch den Besitz des CD4 Co-Rezeptors charakterisiert werden und innerhalb des Immunsystems als Aktivatoren der reaktiven Zellen (Effektoren) fungieren. T-Helfer-Zellen lassen sich in Subpopulationen von T_H¹-, T_H²- und T_H¹⁷-Zellen unterteilen, denen unterschiedliche Aufgaben innerhalb des adaptiven Immunsystems zukommen.

T_H¹-Zelle

- Makrophagen aktivierende T-Helfer-Zellen, die Il-1 und IFNγ produzieren.

T_H²-Zelle

- B-Zellen aktivierende T-Helfer-Zellen

T_H¹⁷-Zelle

- Sog. inflammatorische T-Helfer-Zellen, die das namensgebende Interleukin 17 (IL-17), sowie das Interleukin 22 (IL-22) produzieren, beides Cytokine mit entzündungsfördernder Wirkung, so dass den T_H¹⁷-Zellen eine Rolle bei der frühen Immunantwort zugeschrieben wird. Die genauen Mechanismen und Zusammenhänge dieses Zelltyps sind jedoch bis dato noch relativ unerforscht.

CD8⁺ T-Zellen, zytotoxische T-Zellen

- Subpopulation von T-Lymphozyten (T-Zellen), die durch die Ausbildung des CD8-Co-Rezeptors charakterisiert sind und auch als engl. CTL's bezeichnet werden. Die CD8 positiven T-Zellen werden im Thymus im Vorgang der T-Zellreifung (Thymopoese) gebildet und nehmen im Immunsytem eine besondere Stellung ein, indem sie durch den Besitz des CD8-Rezeptors in der Lage sind mit den MHC I-Rezeptoren zu interagieren, wobei das CD8 Molekül als Co-Rezeptor des TCR's an die α3-Kette des MHC I Rezeptors bindet. Reife, aber inaktive CTL's werden mittels des Interaktion ihres TCR's mit den MHC I Rezeptoren von Dendritischen Zellen (DC) in den Lymphgefässen aktiviert. Solche aktivierten CTL's können nun auch an andere Körperzellen, deren MHC I Rezeptoren das gleiche oder sehr ähnliche Antigen, wie das der aktivierenden DC, präsentieren, binden. Diese Wechselwirkung kann zur Auslösung der Effektorreaktion der CD8-Zellen führen, bei der die CTL aus intrazellulären Granula Granzyme und Perforine ausschüttet (Degranulation), die zum Tod der Zielzelle durch Apoptose führen (s.a. MHC I), was somit auch die Bezeichnung zytotoxische T-Lymphozyten erklärt. Darüberhinaus exprimieren die CTL's den Fas-Liganden, welcher bei Bindung an den Fas-Rezeptor ebenfalls ein Signal auslöst, das die Fas exprimierende Zelle in die Apoptose führt. Die CD8⁺-Zellen ähneln von ihrem funktionalen Spektrum her den NK-Zellen und können somit als eine Art adaptive "Killerzellen" aufgefasst werden, die massgeblich an der Bekämpfung von Virus infizierten oder anderweitig "entarteten" Zellen (z.B. Tumorzellen) beteiligt sind.

CTL

- Akronym für engl. cytotoxic lymphocytes, dt. zytotoxische Lymphozyten, s. zytotoxische T-Zellen.

T_reg, regulatorische T-Zellen

- Regulatorische T-Zellen sind durch den Besitz von CD25 Rezeptoren ausgezeichnet und haben die Funktion in der Peripherie des Immunsystems potentiell autoreaktive T-Zellen zu inhibieren bzw. generell die Aktivität von T-Zellen zu regulieren. Sie sind damit massgeblich an der peripheren Toleranz beteiligt und damit auch, im Zusammenhang mit Autoimmunkrankheiten, als Träger möglicher Schlüsselreaktionen anzusehen.

NKT-Zellen

- eEngl. Natural Killer T-Cells oder dt. Natürliche Killer T-Zellen bilden eine Untergruppe der T-Zellen, die sowohl den T-Zell Rezeptor (TCR), wie auch NK-Zellen typische Marker, wie etwa CD161 (NK1.1 in der Maus) oder NCAM exprimieren. NKT-Zellen stellen keinen einheitlichen Zelltyp dar, sondern bilden variierende, sich durch ihre Oberflächenproteine unterscheidende, Subpopulationen. Eine dieser Subpopulationen zeichnet sich dadurch aus, dass ihr TCR an von CD1d-Rezeptoren präsentierte Glykolipide bindet (sog. CD1d-Restriktion) und daher der mikrobiellen Abwehr zugeordnet werden kann. Aktivierte NKT-Zellen sind i.d.L. verschiedene Cytokine bzw. Lymphokine, wie Interferon-γ, IL-4, GM-CSF, IL-2, IL-13, IL-17, IL-21 und TNF-α zu sezernieren.

memory cell

- Engl. für Gedächtniszelle (s. dort).

Gedächtniszelle

- Spez., langlebiger Zelltyp von T-Zellen (T-Gedächtniszelle), wie auch B-Zellen (B-Gedächtniszellen), die nach Aktivierung von T- bzw. B-Zellen aus der klonalen Expansion hervorgehen. Gedächtniszellen sind in der Lage auf Antigene vorhergehender Infektionen zu reagieren, ohne erneut den vollständigen Aktivierungsprozess zu durchlaufen.

NK-Zelle

- Engl. Natural Killer Cell, dt. Natürliche Killerzelle. Die NK-Zellen umfassen eine aus lymphoiden Vorläuferzellen hervorgehende Zelllinie, die in ihrem Effektorpotential demjenigen der zytotoxischen T-Zellen (CTL's) ähnelt, aber anders als diese nicht erst aktiviert werden müssen, sondern von Beginn an zytolytisches Potential besitzen und deshalb zum Repertoire der zellulären Abwehrmechanismen des angeborenen Immunsystems (engl. innate immunity) zählen. Die zwischen Lymphe und Blut zirkulierenden NK-Zellen dienen dabei der Abwehr von virusinfizierten oder entarteten Zellen. Die NK-Zellen verfügen hpts. über zwei Aktivierungsmechanismen: zum einen die durch KIR und AR vermittelten Mechanismen, sowie die sog. ADCC. NK-Zellen können eine Lyse von Zellen auslösen, wenn die Summe der durch AR vermittelten Signale grösser ist, als die Summe der durch KIR vermittelten Signale; im umgekehrten Fall unterbleiben die Lyse auslösenden Reaktionen. Da KIR an MHC I bindet und bei einigen Virusinfektionen die Produktion der MHC I-Moleküle stark gedrosselt wird, kommt es hier zur Lyse der Zellen. Dies geschieht durch Ausschüttung (Degranulation) der in Granula der NK-Zellen gespeicherten Perforine und Granzyme, die die Zelle lysieren. Der Mechanismus der ADCC kommt durch Bindung des FcR (FcγRIII bzw. CD16) der NK-Zellen, an durch IgG opsonisierte Pathogene zustande; auch hierbei wird die pathogene Zelle durch Degranulation und der daraus resultierenden Freisetzung von Perforinen und Granzymen lysiert. NK-Zellen können durch IFNα und IFNβ moduliert werden, indem die zytolytische Empfindlichkeit durch diese Interferone stark heraufgesetzt wird.

Myeloide Zellen, Granulozyten

Granulozyten

- Untergruppe der Leukozyten, die im Zuge der sog. Granulopoese aus myeloiden Vorläuferzellen des Knochenmarkes gebildet werden. Die Granulozyten, engl. granulocytes, sind Teil des angeborenen Immunsystems (engl. innate immunity) und stellen, neben den Mastzellen und NK-Zellen, den wesentlichen Anteil der zellulären Mechanismen dieses Teilaspektes des Immunsystems bereit. Sie machen somit 45-75 % aller Leukozyten im Blut aus. Heranreifende Granulozyten zeichnen sich durch einen stabförmigen, unsegmentierten Zellkern aus (stabkernige Granulozyten), während bei ausgereiften Granulozyten der Zellkern in mehrere Segmente zerfällt, weshalb reife Granulozyten auch als polymorphkernige oder segmentkernige Granulozyten bzw. Leukozyten bezeichnet werden. Weiterhin kennzeichnend für die Granulozyten sind die zahlreichen Granula im Cytoplasma ihres Zellkörpers, die u.a. die Effektormoleküle ihrer spezifischen Immunwirkung enthalten (z.B. Defensine). Innerhalb dieses grundsätzlichen Zelltyps der Granulozyten werden die neutrophilen, eosinophilen und basophilen Granulozyten unterschieden, die jeweils unterschiedliche Aufgaben, aber auch überlappende Funktionen innerhalb der zellulären Abwehr einnehmen. Diese Unterteilung der unterschiedlichen Typen der Granulozyten kann anhand des Färbeverhaltens dieser Zelle in der Giemsa-Färbung nachvollzogen werden. Bei dieser Färbemethode werden die Granula, das Cytoplasma und u.U. der Zellkern in charakteristischer Weise angefärbt. Zurückgehend auf die Arbeiten Ilja Iljitsch Metschnikov's (1845 -1916) wurden die Granulozyten historisch auch als 'Mikrophagen' bezeichnet und den Makrophagen gegenübergestellt, da sie in der Lage sind, kleinere Partikel zu phagozytieren. Im modernen Sprachgebrauch ist der Begriff 'Mikrophagen' aber mittlerweile unüblich.

Granulocyten

- Andere Schreibweise für Granulozyten.

Mikrophagen

- Eine veraltete, auf die Arbeiten Ilja Iljitsch Metschnikov's (1845 -1916) zurückgehende, Bezeichnung der Granulozyten. Metschnikov hob damit Tatsache hervor, dass die Granulozyten zur Phagozytose kleinerer Partikel befähigt sind und stellte sie der Gruppe der Makrophagen gegenüber.

Basophile

- Granulozyten, die phagozytotisch aktiv sind. Die Granula der basophilen Granulozyten enthalten hpts. gerinnungshemmende Heparine und Histamin, womit die Basophilen auch an allergischen Reaktionen beteiligt sind. Sie exprimieren den FcεRI-Rezeptor und können damit an IgE Antikörper binden. Basophile sind insb. an der Abwehr von Parasiten beteiligt.

Neutrophile

- Granulozyten, die phagozytotisch, insb. in Hinsicht auf Bakterien, aktiv sind. Abgestorbene Neutrophile sind für die Eiterbildung verantwortlich.

Eosinophile

- Granulozyten, die phagozytotisch aktiv sind. Eosinophile Granulozyten exprimieren den FcεRI-Rezeptor und können damit an IgE Antikörper binden. Ferner sind Eosinophile an der ADCC und insb. an der Abwehr von Parasiten beteiligt.

Monozyten

- Vorläuferzellen der Makrophagen und von monozytären dendritischen Zellen (DC's). Monozyten machen ca. 10 % aller Leukozyten im Blut aus und sind stark phagozytisch aktiv. Monozyten bilden konstitutiv den CD40 Rezeptor aus.

Makrophagen

- 'Fresszellen', d.h. stark phagozytotisch aktive Zellen. Makrophagen bilden konstitutiv die Rezeptoren CD40 und CD14 aus.

Histiozyten

- 'Gewebemakrophagen', d.h. in Gewebe eingewanderte, sessile Makrophagen. Histiozyten sind Bestandteil des sog. Retikulohistiozytären Systems (abgk. RHS) bzw. des Mononucleären Phagozytensystems (abgk. MPS). Sie üben innerhalb der Gewebe phagozytierende Funktionen aus und können aus ihrer ruhenden, ortsgebundenen Lage mittels Cytokinen so aktiviert werden, so dass sie sich wieder wie typische, bewegliche Makrophagen verhalten.

Histiocyten

- Andere Schreibweise für Histiozyten.

Kupfferzellen

- Kupfferzellen sind ein spezieller Typ von Makrophagen (Gewebemakrophagen), die dem sog. Retikuloendothelialen System angehören und sich aus in die Leber eingewanderten Monozyten differenzieren. Die Kupfferzellen werden häufig fälschlicherweise als Kupffer-Sternzellen, Kupferzellen oder einfach als Sternzellen bezeichnet. Die Kupfferzellen sind. v.a. durch die Exprimierung des CD163-Rezeptor charakterisiert, der als Hämoglobin/Haptoglobin-scavenger-Rezeptor Hämoglobin/Haptoglobin-Komplexe bindet. Diese Blutfarbstoff-Komplexe werden endozytiert und lysosomal "entsorgt". Damit sind die Kupfferzellen am hämolytischen Abbau von Erythrozyten und dem damit verbundenen Umsatz von Hämoglobin massgeblich beteiligt.

Ito-Zellen

- Spezieller, Vitamin A und Fett speichernder Zelltyp der Leber. Die Ito-Zellen befinden sich im sog. Disse-Raum zwischen den Zellen des Endothels und der Hepatozyten. Ihnen wird die Funktion als Antigen präsentierende Zelle (APC) und eine Beteiligung bei krankhaften Veränderungen der Leber (Fibrose) zugeschrieben.

HSC

- Abk. für engl. hepatic stellate cells, eine andere Bezeichnung für die Ito-Zellen

Sternzellen

- Häufig anzutreffende, fälschliche Bezeichnung der Kupfferzellen, mitunter sind damit auch die Ito-Zellen gemeint

Kupferzellen

- Häufig anzutreffende, fälschliche Bezeichnung der Kupfferzellen, wahrscheinlich aus einem Schreibfehler entstanden

Mastzelle

- Mastzellen gehen aus myeloiden Vorläuferzellen hervor und finden sich im menschlichen Organismus v.a. in Schleimhäuten. Mastzellen sind phagozytotisch aktiv und bilden den FcεRI-Rezeptor, der sie befähigt IgE Antikörper zu binden. Werden genügend Antigene gebunden, kommt es zur Kreuzvernetzung der Rezeptoren und die Mastzelle degranuliert. Die Granula der Mastzellen enthalten u.a. Histamin, das insb. an allergischen Reaktionen beteiligt ist.

Dendritische Zellen

DC

- Akronym. für engl. dendritic cell, dt. Dendritische Zelle, abgeleitet von grch. dendron, dt. Baum. Dendritische Zellen sind besondere, aber tlw. noch wenig erforschte, Immunzellen, die sich sowohl aus lymphoiden wie auch myeloiden Vorläuferzellen während der Hämatopoese entwickeln können. Sie üben v.a. die Funktion von Antigen präsentierenden Zellen (APC) aus, d.h. sie dienen vorrangig als Mittler zwischen dem angeborenen (engl. innate immunity) und dem adaptiven Immunsystem, indem sie den Effektorzellen des adaptiven Immunsystems (T- und B-Lymphozyten) antigenische Informationen präsentieren und sie so aktivieren. Ausschliesslich die Dendritischen Zellen sind in der Lage naive T-Zellen (CD4⁺- und CD8⁺-positive T-Zellen) zu aktivieren; dies unterscheidet sie von den übrigen APC's, die lediglich Antigene prozessieren bzw. präsentieren und so die Aktivierung von bereits kompetenten T-Zellen (T-Gedächtniszellen) ermöglichen. DC's zirkulieren als relativ undifferenzierte Zellen frei im Blut und wandern von dort in die peripheren Gewebe ein, v.a. in epitheliale, also Oberflächen auskleidende, Gewebe oder Schleimhäute. In diesem Zustand zeigen sie die charakteristischen "bäumchenförmigen" und sich rasch in ihrer Form verändernden, Verzweigungen und Ausläufer, die ihnen die effektive Aufnahme von Antigenen aus unmittelbarer Umgebung ermöglichen. Nach Antigenkontakt, bspw. im Zuge einer Infektion, werden die DC's aktiviert und migrieren in nahegelegene Lymphknoten, in denen sie u.U. eine primäre Immunantwort durch Aktivierung von T-Zellen hervorrufen. Die Aktivierung der Dendritischen Zellen geht einher mit einer morphologischen Veränderung, bei der die dendritischen Ausläufer sukzessive abnehmen und einer ausgeprägten, schleierförmigen Faltung der Plasmamembran weichen. Diese schleierartige Faltung der Plasmamembran der aktivierten Dendritischen Zellen hat auch zu der Bezeichnung "Schleierzellen" (engl. veil(ed) cells) geführt. Die Erkennung der Antigene in der Peripherie der Gewebe erfolgt v.a. über die Mustererkennungsrezeptoren (PRR) der TLR's und hat die intrazelluläre Signalisierung und Prozessierung dieser Antigene zur Folge, die evtl. zu einer Aktivierung der DC führt. Dendritische Zellen exprimieren (konstitutiv ?) den CD40-Rezeptor und im Zuge ihrer Aktivierung durch TLR's auch die B7-Rezeptoren. Anhand der Gewebelokalisation, der Abstammung aus verschiedenen Vorläuferzellen und der damit verbundenen Verteilung von unterschiedlichen TLR's, sowie anderer Oberflächenproteine lassen sich bestimmte Subpopulationen von Dendritischen Zellen unterscheiden. So sind pDC's lymphoiden Ursprungs und besitzen das Oberflächenantigen CD303, während sich mDC's von Monozyten ableiten, also myeloiden Ursprungs sind, und die Markerproteine CD141 oder CD11c exprimieren. IDC und LC wiederum sind spez. DC's, die sich hpts. im retikulären Bindegewebe der Lymphknoten (IDC) bzw. in der Epidermis der Haut (LC) vorfinden.
Für die Entdeckung der Dendritischen Zellen im Jahre 1973 und die darauffolgende Aufklärung ihrer Funktion wurde Ralph M. Steinman 2011 der Nobelpreis für Medizin verliehen.

Links:

Nobelprize in Medicine 2011, Nobelpreis-Kommittee, Stockholm, Schweden

pDC

- Akronym. für engl. plasmacytoid dendritic cell, einer kleinen Untergruppe von Dendritischen Zellen (DC), die sich von lymphoiden Vorläuferzellen ableiten und v.a in peripheren Lymphgefässen nachgewiesen werden. Anhand verschiedener Oberflächenproteine werden die pDC's von den übrigen DC's unterschieden. So sind pDC-Zellen i.d.R. CD123⁺ und CD11c^-. Unreife, noch im Blut zirkulierende pDC-Zellen lassen sich durch die Oberflächenantigene CD303/BDCA-2 und BDCA-4 charakterisieren. pDC's besitzen die Mustererkennungsrezeptoren (PRR) TLR 7 und 9, welche v.a. in der Lage sind, DNA und ssRNA viralen Ursprungs zu erkennen. Ferner sind sie in hohem Masse befähigt, Klasse I Interferone (INFα u. INFβ) zu sezernieren, weshalb sie vormals auch als Interferon produzierende Zellen bezeichnet wurden, ehe ihre Funktion als Dendritische Zellen aufgeklärt wurde.

mDC

- Akronym. für engl. myeloid dendritic cell, einer Untergruppe von Dendritischen Zellen (DC), die sich aus CD14-positiven Monozyten, also Vorläuferzellen myeloiden Ursprungs, entwickeln. Relativ undifferenziert frei im Blut zirkulierend werden anhand der Oberflächenproteine hpts. die CD11c-positiven (mDC-1) und die sehr seltenen CD141-positiven (mDC-2) mDC's unterschieden. Beide Zelltypen vermögen IL-12 zu sezernieren und besitzen in unterschiedlicher Kombination die Mustererkennungsrezeptoren (PRR) des TLR (i.d.R. TLR 1, 2, 5 und 6). Zudem wird im Zuge der Differenzierung aus Monozyten die Expression des auf Monozyten vorhandenen TLR 4 herunterreguliert und die des TLR 3 initiiert. Alle diese TLR's dienen zur Mustererkennung von Antigenen die sich v.a. auf Bakterien, Pilzen oder Protozoen finden.

IDC

- Akronym für engl. interdigitating dendritic cell, dt. Interdigitierende Dendritische Zellen, sind spezielle Dendritische Zellen (DC) im retikulären Bindegewebe (interdigitierende Retikulumzellen). Anders als bei den Follikularen Dendritischen Zellen (FDC) handelt es sich bei den IDC um Antigen präsentierende Zellen (APC), die den MHC II-Rezeptor auf ihrer Zelloberfläche exprimieren. Sie entstammen dem Knochenmark und wandern v.a. in die Lymphknoten ein, wo sie im Paracortex T-Zellen aktivieren. Sie exprimieren ferner die B7-Rezeptoren und zählen zu den am stärksten wirksamen Aktivatoren der T-Zellen.

Langerhans-Zellen

- Spez. dendritische Zellen (DC), die sich in der Epidermis der Haut befinden und dort aufgenommene Antigene durch Einwanderung in die Dermis, sowie nachfolgend in die Lymphe, in die Lymphknoten transportieren, wo u.U. eine Aktivierung von T-Lymphozyten stattfinden kann. Dabei werden sie von einem chemotaktischen Gradienten geleitet, den sie nach Antigenaufnahme durch Exprimierung des homing receptor CCR7 rezeptieren.

LC

- Akronym für engl. Langerhans cell(s), dt. Langerhans-Zellen

Andere hämatopoetische und immunologisch aktive Zellen

Fibroblasten

- Aktive, d.h. in die EZM sezernierende Zellen des Bindegewebes. Fibroblasten exprimieren konstitutiv CD40

FDC

- Akronym für engl. follicular dendritic cell(s), dt. Follikular Dendritische Zelle(n), sind spezielle Zellen des retikulären Bindegewebes (dendritische Retikulumzellen), die v.a. in den Keimzentren der Lymphknoten (Lymphfollikeln), in der Milz und im sog. MALT auftreten. Der Name rührt von der dendritischen Verzweigung des Zellkörpers her, sie ähneln also morphologisch den dendritischen Zellen (DC) des Immunsytems, sind jedoch mit diesen weder funktional noch im Hinblick auf ihre zelluläre Genese verwandt. Die Herkunft dieser Zellen ist noch nicht eindeutig geklärt, man vermutet jedoch, dass sie sich gemäss ihrer Zuordnung zum Bindegewebe vom Mesenchym ableiten. Im Gegensatz zu den DC's exprimieren die FDC's keine MHC II-Moleküle und fungieren daher auch nicht als Antigen präsentierende Zellen (APC's). Stattdessen spielen die in den Lymphfollikeln lokalisierten FDC's eine wichtige Rolle bei der Aktivierung und v.a. der Affinitätsreifung von B-Zellen. Zu diesem Zweck tragen sie Fc- (FcγRIIb) und Complement-Rezeptoren (CR1, CR2, CR3) auf ihrer Zelloberfläche, an die Immunkomplexe gebunden sind. An den antigenischen Determinanten dieser Immunkomplexe erfolgt die Affinitätsreifung der membranständigen Antikörper der aktivierten B-Lymphozyten. Ein weiteres charakteristisches Membranprotein der FDC's ist der CD40-Rezeptor.

Hassal'sche Körperchen

- Die Hassal'schen Körperchen, Korpuskel oder Zellen (lat. corpuscula thymi) sind Zellaggregate in der Medulla des menschlichen Thymus, die nach dem engl. Forscher Arthur Hill Hassall (1817-1894) benannt wurden. Hill hatte diese Strukturen 1846 erstmals beschrieben. Sie bestehen aus konzentrisch und schichtweise angeordneten Zellen des retikulären Bindegewebes (Retikulumzellen). Da diese Körperchen im Thymus von Mus musculus (Maus) nicht vorhanden sind, ist eine systematische Untersuchung dieser Strukturen mit Schwierigkeiten verbunden. Entsprechend ist die exakte Funktion der Hassall'schen Körperchen noch nicht völlig aufgeklärt, man vermutet jedoch, dass die Hassall'schen Körperchen für den Abbau apoptotisch zugrunde gegangener Thymozyten und an der Reifung von T-Zellen beteiligt sind.

Mikroglia

- Phagozytierende, Makrophagen-ähnliche Zellen im Gehirn.

M-Zellen

- Spez., pinozytierende Zellen des Darms, die durch Pinozytose Antigene aufnehmen und zu den Peyer'schen Plaques weiterleiten.

Erythrozyten

- Abgeleitet von grch. erythros, dt. rot und grch. to kytos, dt. das Gefäss, die Zelle, werden mit den Erythrozyten die roten Blutkörperchen bezeichnet, d.h. die zellkernlosen, hämoglobinhaltigen Blutzellen, die hpts. dem Sauerstoff- aber auch dem Kohlendioxidtransport dienen. Erythrozyten werden im etwa 5-9 Tage andauernden Vorgang der Erythropoese aus einer Vorläuferzelle über verschiedene Zwischenstufen (Proerythroblast, Erythroblast, Normoblast) im Knochenmark bis zum Stadium der Reticulozyten entwickelt. Als solche treten sie dann ins Blut über, wo aus den Reticulozyten die Erythrozyten mit einem Durchmesser von ca. 6-8 μm heranreifen. Die Anzahl von Erythrozyten beträgt bei Frauen ca. 4,3 bis 5,1 Mio. Zellen pro μl Blut, während bei Männern ca. 4,8 bis 5,9 Mio. Erythrozyten pro μl vorhanden sind.
Immunologisch spielen Erythrozyten insofern eine Rolle, als sie auf der Zelloberfläche den Complement-Rezeptor 1 (CR1) exprimieren, der an mit dem Complementfaktor C3b oder C4b opsonisierte Antigene binden kann. Dadurch werden diese Antigene mittels der zirkulierenden Erythrozyten in die Milz transportiert, wo sie durch Gewebemakrophagen mitsamt der gebundenen Antigene phagozytiert werden können. Dieser Vorgang des Erythrozytenabbaus wird auch als Hämolyse bezeichnet und erfolgt nach einer durchschnittlichen Lebensdauer der roten Blutkörperchen von 120 Tagen. Sinkt diese Lebensdauer durch vermehrten Abbau ab, spricht man von einer gesteigerten Hämolyse. Wird der Erythrozytenabbau nicht mehr durch Neubildung kompensiert, tritt der pathologische Zustand einer Anämie ('Blutarmut') ein.

RBC

- Abkürzung für engl. red blood cell(s), dt. rote Blutzelle(n), d.h. die Erythrozyten

Reticulozyten

- Junge Erythrozyten. Die Reticulozyten stellen die letzte Vorstufe zu den reifen Erythrozyten dar und verlassen als solche das Knochenmark, den hpts. Ort der Erythropoese, und treten ins Blut über.

Retikulozyten

- Andere Schreibweise für Reticulozyten.

Hämozytoblasten

- Pluripotente Stammzellen der Hämatopoese, aus der die unterschiedlichen Linien der Blutzellen, die sog. myeloiden und lymphoiden Blutzellen hervorgehen.

Thrombozyten

- Besondere Zellen des Bluts, die auch Blutplättchen oder engl. platelet(s) genannt werden und elementar an den Prozessen der Hämostase und insb. der Blutgerinnung beteiligt sind. Dabei stellen Thrombozyten keine typischen eukaryotischen Zellen im eigentlichen Sinne dar, sondern können eher als zellkernlose Zellfragmente bezeichnet werden. Diese Zellfragmente weisen einen Durchmesser von 1-3 μm auf und besizten eine abgeflachte, discoide Form. Sie entstehen im Knochenmark aus cytoplasmatischen Abschnürungen sog. Megakaryozyten. Trotz des fehlenden Zellkerns sind die Thrombozyten eingeschränkt zur Proteinbiosynthese befähigt, da sie mRNA der Mutterzelle, sowie Ribosomen und eine besondere Form des rauhen endoplasmatischen Retikulums (rER) enthalten. Zudem sind Mitochondrien und Granula vorhanden. Bei der Blutgerinnung ändern die Thrombozyten ihre Form, bilden Pseudopodien aus und aggregieren mittels des Gerinnungsfaktors Fibrin zu einem sog. Thrombus, einem Blutpfropf, der das verletzte Gefäss (Arterie oder Vene) verschliesst, aber u.U. auch pathologisch wirken kann, indem der normale Blutfluss unterbrochen wird (Embolie, Thrombose, Infarkt). Die Thrombozyten haben eine durchschnittliche Lebensdauer von 8-12 Tagen, ehe sie in der Milz, Lunge oder in geringerem Umfang in der Leber abgebaut werden. In der klinischen Diagnostik liegt der Regelwert (Referenzbereich) für die Thrombozyten-Anzahl bei 150-400 x 10⁹ pro Liter Blut.

Blutplättchen

- Andere Bezeichnung für die Thrombozyten.

Megakaryozyten

- Knochenmarksriesenzellen. Die Megakaryozyten sind die Stammzellen der Thrombozyten, die aus ihnen im Knochenmark durch Abschnürung cytoplasmatischer, zellkernloser Fragmente entstehen. Die Megakaryozyten haben i.d.R. einen Durchmesser von über 50 μm und besitzen einen grossen, gelappten polyploiden Nucleus. Ein Megakaryozyt kann bis zu 8000 Thrombozyten abschnüren, ehe er zugrunde geht.

Rezeptoren des Immunsystems

TCR

- Akronym für engl. T-cell receptor, dt. T-Zell-Rezeptor, d.h. die spezifische und kennzeichnende Rezeptorklasse der T-Zellen. Der eigentliche TCR besteht aus zwei transmembranen Polypeptiden, die so ein heterodimeres Protein ausbilden. Man unterscheidet TCR's bestehend aus einer α- und einer β-Kette (αβTCR) und TCR's mit einer δ- und einer γ-Kette (δγTCR), wobei die T-Zellen mit αβTCR den hpts. Anteil (90-99 %) innerhalb der T-Zell Population ausmachen, während der δγTCR nur in 1-10 % der vorhandenen T-Zellen exprimiert wird. Die beiden Ketten der jeweiligen TCR's sind kovalent durch Disulfidbrücken miteinander verknüpft. Bei der Reifung der T-Zellen im Thymus (Thymopoese) aus zunächst Pro-, dann Prä-T-Lymphozyten, bilden die Prä-T-Zellen zunächst einen sog. Prä-T-Zell-Rezeptor (Prä-TCR) aus, der aus einer invarianten Prä-TCR-α-Kette (engl. surrogate α chain) und einer mittels DNA Rearrangement durch somatische Rekombination (V-D-J-Rekombination) gebildeten TCR-β-Kette besteht. Ist die β-Kette funktional wird die Expression der eigentlichen α-Kette eingeleitet, die ebenfalls eine somatische Rekombination (V-J-Rekombination) mittels des Mechanismus des DNA Rearrangments durchläuft. Ein kleiner Prozentsatz der reifenden Thymozyten bilden δγTCR's aus. Im Unterschied zu den αβTCR's besitzen diese Rezeptoren jedoch eine geringere Anzahl von rekombinierbaren V-, D- und J-Gensegmenten, was sich auch in der geringeren Diversität der rezeptierten Antigene auswirkt. Dementsprechend werden den δγTCR positiven T-Zellen spezifische Funktionen des Immunsystems zugeordnet, wie etwa die Interaktion mit dem Glykolipid-Rezeptor CD1.
Die α-Kette des TCR wird genetisch aus einem Gensegment der konstanten Region (C-Region, annotierter Genname: TRAC), ca. 50 Gensegmenten der variablen Region (V-Region) und ca. 50 Gensegmenten der J-Region rekombiniert, die β-Kette (annotierter Genname: TRB) aus zwei Gensegmenten der C-Region, ca. 57 Gensegmenten der V-Region, 2 Gensegmenten der D-Region und 13 Gensegmenten der J-Region. Demgegenüber besitzt die γ-Kette (annotierter Genname: TRGD) 2 Gensegmente der C-Region, 14 Gensegmente der V-Region und 5 Segmente der J-Region und die δ-Kette wird aus einem Gensegment der C-Region (annotierter Genname: TRDC), 3 Segmenten der V-Region, 3 Segmenten der D-Region und 3 Gensegmenten der J-Region rekombiniert. Die α und δ-Ketten werden auf dem Chromosom 14 im Genlocus q11 (kurz 14q11) codiert, die Gene der β- und der γ-Kette befinden sich auf dem Chromosom 7 im Genlocus q34 (β-Kette) bzw. p14 (γ-Kette). Von der invarianten Prä-TCR-α-Kette (annotierter Genname: PTCRA) existieren 3 durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen, wobei die Isoform 1 eine Länge von 281 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 29 kDa hat. PTCRA wird auf dem Chromosom 6 im Genlocus p21.3 (kurz 6p21.3) codiert. Zur vollen Funktionsfähigkeit benötigt der TCR drei weitere dimere Membranproteine, bestehend aus den invarianten CD3 Proteinen. So ist mit jedem TCR ein δε Heterodimer, ein γε Heterodimer und ein ζζ Homodimer oder alternativ ein ζη Heterodimer der CD3 Proteine assoziiert. Während der TCR die Antigenspezifität in der Interaktion mit antigenpräsentierenden MHC I- oder MHC II-Rezeptoren vermittelt, sind die CD3 Proteine über ihre ITAM-Domänen an der Signaltransduktion in die Zelle beteiligt. Ferner assoziieren die αβTCR's mit den Co-Rezeptoren CD4 oder CD8, welche charakteristisch für die Differenzierung der T-Lymphozyten in CD4⁺ T-Helfer-Zellen oder CD8⁺ zytotoxische T-Zellen sind. Der grösste Teil (ca. 60 %) der T-Zellen mit δγTCR exprimiert keine CD4 oder CD8 Co-Rezeptoren, ist also in Bezug auf diese Proteine doppelt negativ (CD4^-CD8^-). Für die Bildung des TCR im Zuge der T-Zell-Entwicklung siehe Thymus und DNA-Rearrangement.

Links:

UniProt Q6ISU1, α-Kette des Prä-T-Zell-Rezeptor (engl. surrogate alpha chain)
PTCRA-Genlocus (prä-TCR-α-Kette) im NCBI Chromosome Map Viewer
TRA und TRD-Genloci (α- und δ-TCR-Ketten) im NCBI Chromosome Map Viewer
TRB und TRG-Genloci (β- und γ-TCR-Ketten) im NCBI Chromosome Map Viewer

BCR

- Akronym für engl. B-cell-receptor, dt. B-Zell-Rezeptor, einem Rezeptor, der auf der Oberfläche der Cytoplasmamembran von B-Zellen exprimiert wird und der aus der membranständigen Form der Antikörper (Immunglobulinen), sowie den nicht-kovalent mit diesen Antikörpern verbundenen Immunglobulinen Igα und Igβ (s.a. CD79) gebildet wird. Mit diesem Rezeptor assoziiert treten ferner die Membranproteine CD19, CD20 und CD21 auf, die auch als Co-Rezeptoren des BCR's bezeichnet werden und charakteristisch für die B-Lymphozyten sind. In neu gebildeten B-Zellen im Knochenmark werden zunächst nur die IgM und IgD Klassen als Immunglobulin-Rezeptoren ausgebildet. Während der B-Zell-Aktivierung, kann es unter DNA-Rearrangement zum Klassenwechsel kommen, so dass auch andere Klassen (Isotypen) der Antikörper als B-Zell-Rezeptoren gebildet werden können. Der BCR unterscheidet sich von der löslichen (humoralen) Form der Antikörper durch eine zusätzliche Transmembrandomäne und eine cytosolische Komponente, die unterschiedlichen Genabschnitte werden jedoch gemeinsam transkribiert und die unterschiedlichen Formen erst durch differentielles Spleissen nach einer Polyadenylierungssequenz der prä-mRNA gebildet. Die B-Zell-Rezeptoren dienen der Erkennung und Bindung von Antigenen; die Prozessierung und Präsentation antigenischer Peptide erfolgt durch die MHC II-Moleküle. Dabei wird der BCR einer naiven B-Zelle nach erfolgreicher Bindung eines Antigens endozytotisch in die Zelle aufgenommen, die resultierenden Endosomen verschmelzen mit Lysosomen in denen der Komplex proteolytisch verdaut wird. Dabei entstehende Antigen-Peptide werden im Lysosom von MHC II Molekülen gebunden ('geladen', engl. peptide loading) und an die Zelloberfläche transportiert, wo der MHC II mit dem T-Zell-Rezeptor (TCR) von aktivierten T-Helfer-Zellen, den sog. T_H²-Zellen, interagieren kann. Ebenso wie die humoralen Antikörper besitzt der BCR eine Antikörper-Antigen-Spezifität, so dass jede B-Zelle nur einen BCR- bzw. Antikörper-Typ ausbildet. Für die Ausbildung des BCR's s.a. Knochenmark.

TLR

- Akronym für engl. Toll-like-receptor, dt. Toll-Ähnlicher-Rezeptor. TLR sind nach dem Toll-Protein benannt, das erstmals bei Forschungen an der Fruchtfliege Drosophila melanogaster entdeckt wurde. Das Toll-Protein dient bei Drosophila als Faktor der Differenzierung von ventral und dorsal. Durch Sequenzvergleiche wurden dem Toll-Protein ähnliche Strukturen auch bei höheren Vertebrata entdeckt und schliesslich ihre Funktion und Struktur aufgeklärt. Die TLR sind transmembrane Proteine und zählen zu den sog. Mustererkennungsrezeptoren (engl. abgk. PRR). Als solche Erkennungsrezeptoren finden sie sich sowohl in der Plasmamembran als auch auf Endosomen der Zellen des angeborenen Immunsystems, also in Granulozyten, Mastzellen, Makrophagen und NK-Zellen. Zudem finden sie sich in den Endosomen von B-Zellen und dendritischen Zellen (DC), insb. von PDC's. Die TLR dienen der Erkennung von stark konservierten, vermutlich evolutiv sehr alten, antigenen Strukturen, die auch als pathogenassoziierte, mikrobielle Muster (abgk. engl. PAMP) bezeichnet werden. Zu diesen zählen z.B. bakterielle Lipopolysaccharide (abgk. LPS), Glykoproteine, virale RNA bzw. DNA oder bakterielles Flagellin. Die bisher entdeckten 10 TLR's werden durchlaufend nummeriert, also mit TLR1 bis TLR10 bezeichnet. Dabei ist die Lokalisation und die Bindungsspezifität der einzelnen TLR's sehr unterschiedlich. So sind TLR1, TLR2, TLR4 und TLR5 Rezeptoren der Plasmamembran, während TLR3, TLR7, TLR8 und TLR9 sich auf Endosomen finden. Die endosomalen TLR's binden dabei an in der Zelle normalerweise nicht vorkommende Nukleinsäuren. So bindet TLR3 vermutlich an dsRNA und dient der viralen Abwehr, ebenso wie TLR7 und TLR8, die an Guanosin- und Uracil-reiche, virale ssRNA binden, während TLR9 an nichtmethylierte CpG-Motive von dsDNA, wie sie bei bakterieller DNA zu finden ist, bindet, was zur Ausschüttung von inflammatorischen Cytokinen führt. TLR2 bindet an diverse mikrobielle Lipoproteine und Lipopeptide, sowie an nicht von Enterobakterien stammende LPS und ist in der Lage mit TLR1 und TLR6 funktionelle Heterodimere zu bilden, die an di- oder triacylierte Lipopeptide binden. TLR's sind zunehmend in den Focus medizinisch-therapeutischer Anwendung gerückt; so entwickelt z.B. die US-amerikanische Firma Dynavax Technologies Corporation einen Hepatitis B Impfstoff, der einen Ligand für den TLR9 als sog. Adjuvans enthält und damit die Verträglichkeit und Wirksamkeit des Impfstoffes steigern soll. Dynavax entwickelt ferner Therapeutika für Autoimmunerkrankungen, die auf Oligonucleotiden basieren (sog. IRSs), welche als Inhibitoren der TLR7 und TLR9 wirken und somit inflammatorische Reaktionen unterdrücken.

Links:

UniProt Q15399, Toll-like receptor 1, TLR1
UniProt O60603, Toll-like receptor 2, TLR2
UniProt O15455, Toll-like receptor 3, TLR3
UniProt O00206, Toll-like receptor 4, TLR4
UniProt O60602, Toll-like receptor 5, TLR5
UniProt Q9Y2C9, Toll-like receptor 6, TLR6
UniProt Q9NYK1, Toll-like receptor 7, TLR7
UniProt Q9NR97, Toll-like receptor 8, TLR8
UniProt Q9NR96, Toll-like receptor 9, TLR9
UniProt Q9BXR5, Toll-like receptor 10, TLR10
TLR1, TLR2, TLR3, TLR6, TLR10-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer
TLR4-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
TLR5-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
TLR7, TLR8-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer
TLR9-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer

NLR

- Akronym für engl. NOD like receptor(s), einer Klasse von noch wenig erforschten Mustererkennungsrezeptoren (engl. abgk. PRR), von denen man annimmt, dass sie hpts. cytoplasmatisch als freie Moleküle vorliegen. Von den NLR's sind bisher im Menschen ca. 30 verschiedene Proteine nachgewiesen worden, für die vermutet wird, dass sie hpts. der Erkennung von bakteriellen Peptidoglykanen und Toxinen, sowie von bakteriellem Flagellin dienen. Somit stellen die NLR's zusammen mit den TLR's ein System für die Früherkennung von mikrobiellen Pathogenen dar, v.a. von intrazellulär in Erscheinung tretenden Erregern. Der molekulare Aufbau der NLR's ähnelt dem der TLR's: Auf eine N-terminale Leucin reiche Region (engl. leucine rich region, abgk. LRR), die die Motive für die Mustererkennung der Pathogene enthält, folgt eine sog. NACHT-Domäne, an die sich C-terminal eine Caspase rekrutierende Domäne (engl. caspase recruiting domain, abgk. CARD) anschliesst, welche durch Protein-Protein-Interaktion für die Einleitung der Effektorreaktion verantwortlich ist. Dieser Aufbau variiert bei den einzelnen NLR Molekülen, so dass tlw. zwischen NACHT- und LRR-Region noch eine sog. NACHT-assoziierte Domäne (abgk. NAD) vorhanden sein kann oder die CARD-Region durch eine sog. Pyrin-Domäne (abgk. PYD) ersetzt sein kann.

MHC

- Abk. für engl. major histocompatibility complex, dt. "Hauptgewebeverträglichkeitskomplex" oder "Haupthistokompatibilitätskomplex". Damit wird ein Komplex von Genen (engl. gene cluster) bezeichnet, der insb. die immunologisch relevanten Peptidrezeptoren MHC I und MHC II codiert, aber auch Gene für mit diesen Peptidrezeptoren verwandte Moleküle, wie z.B. HLA-E, HLA-G, HLA-DM, HLA-DO oder andere Proteine (z.B. TAP-1/TAP-2, Hsp-70 oder die Complement Faktoren C2, C4 und B) enthält.
Für die Entdeckung des MHC und der Aufklärung seiner Funktion wurden Baruj Benacerraf, Jean Dausset and George Snell 1980 mit dem Nobelpreis in Medizin ausgezeichnet.

Links:

Nobelprize In Medicine 1980, Nobelpreis-Kommittee, Stockholm, Schweden

MHC I

- Akronym für engl. major histocompatibility complex I, einem membranständigen, heterodimeren Peptidrezeptor, der von nahezu allen kernhaltigen Zellen des Menschen exprimiert wird. MHC I Moleküle finden sich beginnend bei den Chondrichtyes (Knorpelfische) bei allen Vertebrata (Wirbeltiere). Am ausgiebigsten erforscht sind sie bei Homo sapiens (Mensch) und Mus musculus (Maus).
Strukturell besteht der MHC I Rezeptor als heterodimeres Protein aus einer α- und einer β-Untereinheit (α- bzw. β-Kette). Die α-Ketten der MHC I Moleküle werden beim Menschen auf dem Chromosom 6 in der sog. Klasse-I Region codiert und zusammen mit den MHC II Rezeptoren als HLA-Gene bzw. Proteine bezeichnet. In der Nomenklatur werden die unterschiedlichen HLA Gene bzw. Proteine mit lat. Grossbuchstaben als Suffix gekennzeichnet, so dass sich Benennungen von HLA-A bis HLA-X ergeben. Dabei bilden HLA-A, HLA-B und HLA-C die eigentlichen MHC I Rezeptoren aus und werden auch 'klassische' MHC-Moleküle genannt, während die weiteren Proteine als Klasse-I ähnlich bezeichnet werden, aber auch immunologische Funktionen besitzen. Da der MHC I kodominant exprimiert wird, bedeutet dies, dass bei einem heterozygoten Individuum mit 3 MHC Genen 6 verschiedene MHC I Rezeptoren mit unterschiedlicher Spezifität ausgebildet werden können. Die klassischen MHC I Rezeptoren binden Peptidfragmente, die aus dem Cytosol der Zelle stammen und auch als endogene Antigene bezeichnet werden. Diese Peptidfragmente werden vom MHC I auf der Zelloberfläche präsentiert und damit anderen Effektorzellen des Immunsystems zugänglich gemacht. Damit erfassen die MHC I Moleküle neben körpereigenen Proteinen, die aus dem Abbauweg des Proteasoms bzw. des Immunoproteasoms oder direkt aus dem ER stammen, sowie translozierten Proteine der lysosomalen Kompartimente, auch intrazelluläre Antigene, die bspw. durch virale Infektionen (Virusproteine) oder der Entartung der Zelle (Tumorantigene) gebildet werden. Die Bindung der Peptidfragmente (engl. peptide loading) an die Bindungsgruben des MHC I erfolgt im ER. Die Peptidfragmente haben dabei eine meist einheitliche Länge von ca. 9 Aminosäuren und werden vom Cytosol über ein spezielles, als TAP-Transporter bezeichnetes, Transportsystem in das Lumen des ER transportiert. Bei der anschliessenden Bindung der Peptide ist das Protein Tapasin beteiligt, das die Bindungsgruben des MHC I Moleküls geöffnet hält. Nach erfolgter Bindung werden die 'beladenen' MHC I Rezeptoren mittels des anterograden Transportweges des Golgi-Apparates an die Oberfläche der Zelle transportiert, wo sie in die Plasmamembran inserieren.
Die unterschiedlichen α-Ketten der klassischen MHC I Isotypen haben eine Länge von 360-365 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 40,5 kDa. Die α-Kette ist ein Typ I Membranprotein und besteht aus 3 Domänen mit jeweils ca. 90 AS, die als α1, α2 und α3 bezeichnet werden. Die α2 und α3 Domänen sind durch Besitz einer Disulfidbrücke gekennzeichnet, welche in der α1 Domäne fehlt. Die α1 und α2 Domänen bilden die Bindungsgrube aus, die an der Rändern (im Unterschied zu den MHC II Rezeptoren) geschlossen ist, was auch die nahezu konstante Länge der gebundenen Peptidfragmente bedingt. Die α3 Domäne ist eine Immunglobulin-Domäne des konstanten Typs (C1 Typ) und verankert den MHC I Rezeptor in der Membran. Mit der α3-Domäne assoziiert im ER nicht-kovalent die β-Kette, die ebenso eine Immunglobulin-Domäne besitzt. Die β-Kette ist ein kleines Protein mit einer molekularen Masse von ca. 12 kDa und einer Länge von ca. 100 AS. Aufgrund dieser Eigenschaften wird das Protein auch als β-2-mikroglobulin (abgk. β₂m) bezeichnet. Das β-2-mikroglobulin ist in allen klassischen MHC I Molekülen invariant vorhanden, findet sich aber auch in anderen Rezeptoren, wie z.B. CD1. Es wird im Gegensatz zu den α-Ketten nicht auf dem HLA-Genlocus codiert, sondern von dem B2M Gen auf dem Chromosom 15. Die vollständigen und in die Membran integrierten MHC I Proteine werden von verschiedenen Rezeptoren unterschiedlicher Zelltypen erkannt und gebunden. So interagieren die Rezeptoren des KIR-Typs auf NK-Zellen mit dem MHC I Rezeptor und vermitteln der NK-Zelle ein Lyse inhibierendes Signal, das die Auslösung zytotoxischer Effektorreaktionen verhindert. Dabei vermittelt diese Interaktion ein Summensignal, d.h. die Summe der KIR-MHC I Bindungen wirkt antagonistisch auf die Summe der stimulierenden Signale der NK-Zell-Rezeptoren des AR-Typs. Damit ist die Summe der inhibierenden Signale auch von der Anzahl der vorhandenen (und bindenden) MHC I Moleküle auf der Oberfläche einer Zelle abhängig. Die Anzahl von auf der Zelloberfläche exprimierten MHC I Moleküle beträgt ca. 5 x 10⁵ oder 1 % der Oberflächenproteine bei Lymphozyten, andere Zelltypen besitzen wesentlich weniger MHC I Moleküle, z.B. findet man kaum MHC I auf Leberzellen und Spermien, sowie auf Neuronen in bestimmter Entwicklungsabschnitten der Zelldifferenzierung. Aufgrund dieses Mechanismus des Summensignals kommt es daher bei bestimmten Virusinfektionen (z.B. Herpes simplex) zur Lyse der infizierten Zellen weil die MHC I Expression durch den Virus stark herabgesetzt wird. Auf der anderen Seite kann eine Virusinfektion auch eine verstärkte Ausbildung von MHC I Rezeptoren bedingen, da eine solche Infektion zur Ausschüttung von Typ 1 Interferonen durch betroffene Zellen oder andere Immunzellen führt. Die Typ 1 Interferone stimulieren die Genexpression und Synthese von MHC I, was neben anderen Effekten zur Etablierung eines sog. antiviralen Status der Zellen führt. Eine weitere, inhibierende Bindung mit dem MHC I Rezeptor findet durch bestimmte Typen der LILR-Proteine statt, allerdings sind diese Wechselwirkungen weniger gut charakterisiert. Die vornehmliche und am besten untersuchte Interaktion ist die Bindung des MHC I Rezeptors an den T-Zell-Rezeptorkomplex (TCR) CD8-positiver T-Zellen (cytotoxische T-Zellen, abgk. CTL) Die während der Thymopoese erworbene Spezifität des TCR, sowie die damit verbundene Toleranz, entscheidet dabei darüber, ob das vom MHC I Rezeptor präsentierte Peptidfragment als "körpereigen" oder "körperfremd" erkannt wird. Bei der Rezeptorinteraktion bindet der CD8-Corezeptor an die α3-Domäne des MHC I Moleküls und der TCR an das präsentierte Peptidfragment. Da diese Interaktion eine Reaktion des adaptiven Immunsystems ist, erfolgt zunächst eine Aktivierung der CTL's durch Interaktion ihres TCR's mit dem MHC I Rezeptor dendritischer Zellen (DC) in den Lymphknoten. Voraussetzung für eine erfolgreiche Aktivierung der CTL's ist dabei, dass die interagierenden DC's selbst vorher aktiviert wurden, bspw. durch Kontakt mit T-Helfer-Zellen oder durch Aktivierung ihres TLR's. Eine weitere Besonderheit dieses Aktivierungsweges der CTL's ist, dass die von den DC's mittels MHC I präsentierten Antigene aus dem MHC II Prozessierungsweg stammen, einem Vorgang, der auch als Kreuzpräsentation (engl. cross presentation) bezeichnet wird. Ist die Aktivierung einer zytotoxischen T-Zelle erfolgreich, tritt diese in die sog. klonale Expansion ein und proliferiert stark, so dass der Anteil der für dieses Antigen spezifischen CTL's ca. 0,1 - 1 % der Gesamtpopulation der CD8⁺-Zellen ausmacht (Normalwert ca. 0,0001 %). Die nun zahlreicheren und aktivierten CTL's verteilen sich im Körper über die Lymph- und Blutbahnen und können in Wechselwirkung mit den MHC I Rezeptoren anderer Zelltypen treten. Ist bei solchen Interaktionen das von dem MHC I präsentierte Antigen nicht übereinstimmend oder unähnlich zu demjenigen, das der CTL während der Aktivierung durch eine dendritische Zelle präsentiert wurde, löst sich die CTL wieder von ihrer Zielzelle und sucht weitere, bindende Zellen. Wird das Antigen jedoch als übereinstimmend oder ähnlich erkannt, wird der Zell-Zell-Kontakt zwischen der CTL-Zelle und der Zielzelle durch Interaktionen von Adhäsionsmolekülen, wie LFA1 auf der CTL und ICAM auf der Zielzelle, verstärkt und eine immunologische Synapse ausgebildet. Diese führt zu intrazellulären Signalisierungen, die eine Umorganisation des Cytoskeletts in der CTL bedingen. Damit verbunden ist eine Wanderung von Granula zur Zellmembran der CTL, wo diese durch Exozytose ihre Inhaltsstoffe freisetzen (Degranulation). Zu den degranulierten Substanzen zählen v.a. Perforine und Granzyme. Erstere bilden Porenkomplexe in der Membran der Zielzelle und führen damit einerseits zu Wasser- und Ionenverlust der Zielzelle, zum anderen können durch diese Poren die Granzyme in die Zielzelle eindringen. Die Granzyme spalten als Serin-Proteasen Caspasen in der Zielzelle und induzieren damit eine Apoptose, so dass die Zielzelle innerhalb weniger Stunden stirbt. Der gesamte Vorgang dauert nur wenige Minuten und nach erfolgter Degranulation wandert die zytotoxische T-Zelle weiter zur nächsten Zelle.

HLA-A

- 'Klassischer' MHC I Rezeptor (s. dort)

HLA-B

- 'Klassischer' MHC I Rezeptor (s. dort)

HLA-C

- 'Klassischer' MHC I Rezeptor (s. dort)

MHC II

- Akronym für engl. major histocompatibility complex II, einem membranständigen, heterodimeren Peptidrezeptor, der beim Menschen im Unterschied zu den MHC I-Rezeptoren nicht von allen kernhaltigen Zellen, sondern nur von den Antigen präsentierenden Zellen (APC) exprimiert wird. Als Peptidrezeptoren besteht ihre hpts. Funktion darin, Fragmente von endozytotisch aufgenommenen und proteolytisch prozessierten Antigenen an der Zelloberfläche der APC's zu präsentieren und durch Interaktion mit den T-Zell-Rezeptoren (TCR) von T-Helfer-Zellen (CD4⁺-Zellen) diese zu aktivieren und so eine Immunantwort gegenüber dem prozessierten Antigen auszulösen. Im Gegensatz zu den MHC I Rezeptoren werden durch MHC II Moleküle also keine intrazellulären Antigene endogenen Ursprungs, sondern extrazelluläre Antigene exogenen, d.h. körperfremden, oder in bestimmten Fällen auch endogenen, d.h. körpereigenen Ursprungs prozessiert.
MHC II Moleküle finden sich beginnend bei den Chondrichtyes (Knorpelfische) bei allen Vertebrata (Wirbeltiere). Am ausgiebigsten erforscht sind sie bei Homo sapiens (Mensch) und Mus musculus (Maus).
Als Heterodimer bestehen MHC II Moleküle aus jeweils einer α- und einer β-Untereinheit, die auch als α- bzw. β-Kette bezeichnet werden. Die α- und β-Ketten der MHC II Moleküle werden beim Menschen auf dem Chromosom 6 in der sog. Klasse-II Region codiert und zusammen mit den MHC I Rezeptoren als HLA-Gene bzw. Proteine bezeichnet. Gemäss einer Nomenklatur werden die unterschiedlichen HLA Gene bzw. Proteine der MHC II Rezeptoren des Menschen mit dem Grossbuchstaben 'D', sowie einem weiteren Grossbuchstaben als Suffix gekennzeichnet, so dass sich Benennungen von HLA-DM bis HLA-DR ergeben. Dabei bilden HLA-DP, HLA-DQ und HLA-DR die eigentlichen MHC II Rezeptoren aus und werden auch 'klassische' MHC II Moleküle genannt, während die Proteine HLA-DM und HLA-DO als Klasse-II ähnlich bezeichnet werden, aber auch immunologische Funktionen besitzen. Ferner finden sich in der Klasse-II-Region Gene für die Proteine des sog. TAP (Abk. für engl. transporter associated with peptides) und des Proteasoms (LMP2 und LMP7), die jedoch v.a. bei der Prozessierung von Peptiden der MHC I Rezeptoren eine Rolle spielen. Innerhalb der Klasse-II Genregion sind für jeden MHC II Rezeptor ein oder mehrere Genloci nachgewiesen worden, auf denen die α- und β-Ketten codiert werden. Sind mehrere Gene für diese Untereinheiten vorhanden, werden diese durchnummeriert, so dass bspw. mit DRB3 das dritte Gen für eine β-Kette des Rezeptors HLA-DR bezeichnet wird. Zusätzlich finden sich auch funktionslose Pseudogene, die entsprechend mit dem Präfix Ψ gekennzeichnet werden, also z.B. ΨDPA2 für ein Pseudogen des zweiten Gens der α-Kette des HLA-DP Rezeptors. Die Gene der klassischen MHC II Moleküle weisen einen hohen Polymorphismus auf, liegen also in zahlreichen Allelen vor. Bis dato sind über 600 Allele der MHC II Gene nachgewiesen worden. Die Klasse II ähnlichen Moleküle HLA-DM und HLA-DO sind hingegen kaum polymorph.
Strukturell wird sowohl die α- als auch die β-Untereinheit der MHC II Moleküle aus einem Typ I Membranprotein gebildet, das jeweils zwei Domänen aufweist, die als α1 und α2 bzw. β1 und β2 bezeichnet werden. Die der Membran näherstehenden, proximalen Domänen α2 und β2 sind vom Immunglobulin-Typ (Ig-Typ) und weisen je eine Disulfidbrücke auf, während die α1- und β1-Domänen distal, also entfernt von der Zellmembran, eine Bindungsgrube ausbilden. Die β1-Domäne weist dabei eine Disulfidbrücke auf, während die α1-Domäne insb. der klassischen MHC II Moleküle keine solche intramolekulare Verknüpfung besitzt. Diese Bindungsgrube ist im Unterschied zu den MHC I Rezeptoren an den Rändern offen, so dass der MHC II Rezeptor Peptide mit einer variablen Länge von bis zu 15 Aminosäuren binden kann. Innerhalb der Bindungsgrube treten sog. Bindungstaschen auf, die durch bestimmte, von Allel zu Allel variierende Aminosäuren gebildet werden und durch Bindung von sog. Ankeraminosäuren in den Peptidfragmenten das Spektrum bindender Peptide bestimmen.
Die klassischen MHC II Rezeptoren binden Peptidfragmente, die aus dem endosomalen bzw. lysosomalen Abbau extrazellulärer Proteine stammen, welche durch Endozytose von der Zelle aufgenommen wurden. Diese Peptidfragmente werden vom MHC II auf der Zelloberfläche präsentiert und damit anderen Effektorzellen des Immunsystems zugänglich gemacht. Damit erfassen die MHC II Moleküle v.a. körperfremde, aber auch körpereigene Proteine, die bspw. aus Vorgängen der Autophagozytose stammen können. Bei dem Prozessierungweg der MHC II Rezeptoren werden die α- und β-Ketten der MHC II Moleküle direkt in das ER sezeniert. Hier assemblieren je drei α- und β-Untereinheit mit der trimeren Form der sog. invarianten Kette Ii zu einem oligomeren Mehrketten-Komplex, der so über den anterograden Transportweg des Golgi-Apparates zu den Endo- bzw. Lysosomen transportiert wird (möglicherweise mittels eines Zwischenschritts über die Plasmamembran). Das Ii-Protein bindet dabei so an die MHC II Moleküle, dass die Peptid-Bindungsgruben blockiert werden und eine Beladung der MHC II Rezeptoren mit intrazellulären Proteinen des ER's verhindert wird. Ferner enthält die Aminosäure-Sequenz des Ii-Proteins ein Signalpeptid, das den gerichteten Transport zu den endo- bzw. lysosomalen Kompartimenten ermöglicht. Nach Integration des Mehrketten-Komplexes in die Membran der Endo- bzw. Lysosomen wird Ii durch saure Proteasen wie etwa Cathepsin-L, und -S gespalten, so dass die MHC II Rezeptoren nun einzeln vorliegen und nur das in der Bindungsgrube gebundene Fragment von Ii mit dem MHC II Rezeptor assoziiert bleibt. Dieses 15 Aminosäuren umfassende Fragment wird als engl. class-II associated invariant chain peptide, abgk. CLIP, bezeichnet. Das ebenfalls zu den Lysosomen transportierte Klasse II ähnliche Protein HLA-DM katalysiert nun die Freisetzung von CLIP aus der Bindungsgrube des MHC II Rezeptors und die Bindung eines aus dem lysosomalen Abbau stammenden Peptidfragments. Dieser Vorgang wird im engl. auch als MHC II peptide loading bezeichnet. Eine Blockierung oder eine Modulation der Peptidbeladung, die v.a. zu einem veränderten Spektrum bindender Peptidfragmente führt, kann durch das Klasse II ähnliche Protein HLA-DO erfolgen, welches pH-abhängig mit HLA-DM assoziieren kann. HLA-DO wird zelltypspezifisch exprimiert und findet sich hpts. in B-Zellen und den Epithel-Zellen des Thymus.
Nach 'Beladung' mit einem Antigenfragment, wird der MHC II Rezeptor an die Zelloberfläche transportiert und ist nun imstande, in den Lymphknoten mit dem TCR naiver T-Helfer-Zellen zu interagieren und so u.U. eine Immunreaktion auszulösen. (Für den MHC II vermittelten Aktivierungsvorgang von T-Lymphozyten s. Lymphknoten).

Links und Literatur:

Berger, Adam C., Roche, Paul A. (2009) 'MHC class II transport at a glance.', J. Cell Sci., 122(1), 1-4, DOI: 10.1242/jcs.035089

HLA-DP

- 'Klassischer' MHC II Rezeptor (s. dort)

HLA-DQ

- 'Klassischer' MHC II Rezeptor (s. dort)

HLA-DR

- 'Klassischer' MHC II Rezeptor (s. dort)

CD

- Akronym für engl. cluster of differentiation, einer Klassifizierung der immunogenen Proteine, insb. der Oberflächenproteine und Rezeptoren, die durch monoklonale Antikörper detektiert und katalogisiert wurden. Die Namensvergabe und Nomenklatur erfolgt durch die internationale Organisation engl. Human Cell Differentiation Molecules (abgk. HCDM). Viele der mit einer CD-Nummer klassifizierten Proteine dienen als immunologisch relevante, molekulare Marker, anhand deren Fehlen oder Vorhandensein, die unterschiedlichen Zelltypen des menschlichen Organismus aber insb. der immunologisch bedeutsamen Zellen unterschieden werden können. Die einander entsprechenden Proteine von Rezeptor-Ligand Interaktionen werden mitunter dadurch kenntlich gemacht, dass der zu einem Rezeptor passende Ligand mit dem Grossbuchstaben 'L' nach der CD Bezeichnung des Rezeptors versehen wird, wie bspw. bei dem interagierenden Rezeptor-Ligand-Paar CD40/CD40L. Bei anderen Interaktionen haben die Rezeptor und entsprechender Ligand jedoch unterschiedliche CD-Bezeichnungen, wie etwa bei der CD2/CD58 Interaktion. Häufig existieren neben dem durch die CD-Nomenklatur vergebenen Namen auch noch andere Bezeichnungen bzw. Abkürzungen, denen nicht selten in der Literatur der Vorzug gegeben wird, wie bspw. im Falle des Adhäsionsrezeptors LFA-1, der nach der CD-Nomenklatur aus den Komponenten CD11a und CD18 besteht. Einige der Oberflächenproteine kommen in einer membranständigen und einer sezernierten, löslichen Form vor. In solchen Fällen wird die lösliche Form mit einem vorangestellten kleinen 's' für engl. soluble, dt. löslich kenntlich gemacht, so wird z.B. die sezernierte Form des CD163 als sCD163 bezeichnet. Aufgrund ihrer immunologischen Funktionen führen bestimmte Mutationen oder andere Defekte und Dysfunktionen in den Genen der CD Proteine zu pathologischen Immunschwächen, welche in vielen Fällen erst die immunologische Bedeutung der entsprechenden Moleküle offenbaren.

CD1

- Glykolipid-Rezeptor, der spezielle Lipidmotive als Antigene erkennt und an der Oberfläche der Zelle präsentiert. Obwohl die Aminosäuresequenz des CD1 stark von derjenigen der MHC I Moleküle abweicht, wird der Rezeptor dennoch, aufgrund seiner strukturellen Verwandtschaft mit den MHC I Molekülen, zu den MHC I ähnlichen (nicht klassischen) Molekülen gezählt. Zudem assoziiert der CD1 mit dem MHC I Protein β-2-mikroglobulin. Beim Menschen existieren die 5 Gene CD1A-E, die nicht im MHC Genlocus (HLA), sondern auf dem Chromosom 1 in den Genloci q22-q23 (kurz 1q22-q23) codiert werden. Die Genprodukte besitzen eine Länge von ca. 330 (CD1a-d) bzw. 388 (CD1e) Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 37 (CD1a-d) bzw. 43.5 (CD1e) kDa. Aufgrund von Sequenzhomologien werden die Genprodukte in zwei Gruppen unterteilt, von denen CD1A, CD1B, CD1C und CD1E die erste Gruppe und CD1D die zweite Gruppe bildet. CD1 Gene wurden in allen bis dato untersuchten Mammalia (Säugetiere) nachgewiesen, jedoch in unterschiedlicher Anzahl. Die CD1 Rezeptoren werden v.a. auf Antigen präsentierenden Zellen (APC's) mit variierender Verteilung exprimiert. So findet sich CD1d auf nahezu allen APC's und bestimmten B-Zellen; CD1a, CD1b und CD1c wurde auf unreifen Thymozyten und APC's, insb. den dendritischen Zellen (DC's), nachgewiesen. CD1c ist ferner auf B-Zellen vorhanden, während CD1a und CD1b hier fehlen. CD1e findet sich in seiner aktiven Form als lösliches Protein (sCD1e) im Lumen der Lysosomen reifer DC's, die membranständige Form wurde als inaktiv beschrieben und findet sich in der Membran des Golgi-Apparates und in Endosomen. Die Genexpression der CD1 Gene kann durch die Cytokine GM-CSF und IL-3 induziert werden. Die CD1 Rezeptoren interagieren mit dem TCR und stellen somit einen alternativen Weg zu der Antigenpräsentation durch MHC Moleküle dar, was sich auch durch das abweichende Spektrum der präsentierten Antigene und einen unterschiedlichen intrazellulären Prozessierungsweg (u.a. TAP-unabhängig) äussert. So binden und präsentieren die CD1-Rezeptoren Lipid- oder Glykolipid-Fragmente, wie bspw. die Mycolsäure, einem Zellwandbestandteil des Erregers der Lungenentzündung, dem Bakterium Mycobacterium tuberculosis, oder das Lipoarabinomannan des Lepraerregers Mycobakterium leprae. Die Glykolipidrezeptoren interagieren dabei hpts. mit dem γδTCR entsprechender T-Zellen oder mit CD1d restringierten NK-T-Zellen, Wechselwirkungen mit anderen T-Zell-Populationen wurden auch beschrieben, sind jedoch schlechter charakterisiert. Da viele Mikroben Glykolipide auf ihrer Oberfläche ausbilden, dient CD1 in Interaktion mit dem γδTCR in erster Linie der mikrobiellen Abwehr, die Wechselwirkung mit NK-T-Zellen wird in Zusammenhang mit der Elimination von gestressten, seneszenten oder neoplastischen Zellen gebracht.

Links:

UniProt P06126, CD1a
UniProt P29016, CD1b
UniProt P29017, CD1c
UniProt P15813, CD1d
UniProt P15812, CD1e
CD1-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer

sCD1e

- Lösliche Form (Präfix 's' für engl. soluble, dt. löslich) des Cd1e-Rezeptors (s. CD1)

CD2

- Adhäsionsrezeptor, der eine extrazelluläre Immunglobulin-Domäne des C2-Typs und eine Immunglobulin-Domäne des V-Typs aufweist und daher zur Protein-Klasse der Immunglobulin(Ig)-Superfamilie zählt. CD2, auch als LFA-2 bezeichnet, findet sich hpts. als akzessorisches Membranprotein auf T-Zellen und NK-Zellen und bindet als Ligand den CD58 (LFA-3) von APC's oder anderen Zellen, wie etwa von Zielzellen der CTL's. Als akzessorischer Rezeptor wird CD2 auf Effektor-T-Zellen 2-4 mal stärker exprimiert als auf naiven T-Zellen, was die Bindungseffektivität der Effektorzellen gegenüber den Antigen präsentierenden Zellen bzw. anderen Zielzellen stark erhöht. Zudem ist der CD2-Rezeptor mit seinem cytoplasmatischen Anteil an der Signaltransduktion bei der T-Zell- oder NK-Zell-Aktivierung beteiligt. Das Protein besitzt eine Länge von 351 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 39,5 kDa (Angaben inclusive der 24 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: CD2) für den CD2-Rezeptor befindet sich auf dem Chromosom 1 im Genlocus p13.1 (kurz 1p13.1).

Links:

UniProt P06729
CD2-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD3

- Mit dem T-Zell-Rezeptor (TCR) assoziierte Rezeptorkomplexe, die kennzeichnend für alle T-Zellen sind. Von den CD3-Rezeptoren existieren 4, auf unterschiedlichen Genen codierte Membranproteine des Typs 1, die als δ-, ε-, γ-, und ζ-Ketten, bzw. als CD3d, CD3e, CD3g und CD247 (CD3z) bezeichnet werden. Von der ζ-Kette existiert zudem eine weitere Isoform mit funktionaler Signifikanz, die als η-Kette bezeichnet wird. Diese unterschiedlichen Untereinheiten assemblieren in charakteristischen Kombinationen zu dimeren Rezeptormolekülen. Als gemeinsames Merkmal verfügen alle diese Proteine an ihrer cytosolischen Domäne über sog. ITAM-Motive, die durch Tyrosin-Kinasen (insb. durch das CD4 oder CD8 assoziierte Protein Lck) phosphorylierbare Tyrosinreste ausgezeichnet sind. Die phosphorylierten Tyrosinreste dienen als Bindungsstelle für weitere Tyrosinkinasen, wie ZAP-70 oder Syk, die i.d.L. sind, weitere intrazelluläre Signalkaskaden auszulösen. So ist mit jedem TCR ein δε Heterodimer, ein γε Heterodimer und ein ζζ Homodimer oder in selteneren Fällen (ca. 10 %) alternativ ein ζη Heterodimer der CD3 Proteine assoziiert. Bindungsereignisse und sukzessive Konformationsänderungen des TCR werden über Phosphorylierungsreaktionen an den ITAM-Motive dieser Rezeptoren in die Zelle geleitet. Während der TCR die Antigenspezifität in der Interaktion mit antigenpräsentierenden MHC I- oder MHC II-Rezeptoren vermittelt, sind die CD3 Proteine also an der Signaltransduktion in die Zelle beteiligt.
Die δ-Kette besitzt eine ITAM-Domäne und hat eine Länge von 171 Aminosäuren (AS), sowie eine molekulare Masse von ca. 19 kDa (alle Angaben inclusive der 19 Aminosäuren des Signalpeptids).
Die ε-Kette besitzt eine extrazelluläre Immunglobulin- und eine cytoplasmatische ITAM-Domäne und hat eine Länge von 207 AS, sowie eine molekulare Masse von ca. 23 kDa (alle Angaben inclusive der 21 AS des Signalpeptids).
Die γ-Kette besitzt eine extrazelluläre Immunglobulin- und eine cytoplasmatische ITAM-Domäne, sowie zwei im Zuge der T-Zell-Aktivierung phosphorylierte Serinreste. Zwei phosphorylierbare Tyrosinreste und ein cytosolisches Di-Leucin-Motiv innerhalb des cytoplasmatischen Anteils des Proteins dienen der Endozytose und der lysosomalen Prozessierung. Die Länge der γ-Kette beträgt 182 AS und die molekulare Masse ca. 20,5 kDa (alle Angaben inclusive der 22 AS des Signalpeptids).
Die Gene der CD3-δ-, ε- und γ-Kette (annotierte Gennamen: CD3D, CD3E und CD3G) liegen alle auf dem Chromosom 11 im Genlocus q23 (kurz 11q23).
Die ζ-Kette besitzt nur eine kurze extrazelluläre Domäne von 9 Aminosäuren, verfügt jedoch über 3 ITAM-Domänen. Von der ζ-Kette existieren drei durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen, wobei die Isoform 2 auch als η-Kette bezeichnet wird. Die Isoform 1 hat eine Länge von 164 Aminosäuren und sowie eine molekulare Masse von ca. 19 kDa (alle Angaben inclusive der 21 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen der ζ-Kette des CD3-Rezeptors (annotierter Name: CD247) wird im Unterschied zu den anderen CD3-Genen auf dem Chromosom 1 im Genlocus q22-q23 (kurz 1q22-q23) codiert.

Links:

UniProt P04234, CD3 δ-Kette, CD3d
UniProt P07766, CD3 ε-Kette, CD3e
UniProt P09693, CD3 γ-Kette, CD3g
UniProt P20963, CD3 ζ-Kette, CD247 (CD3z)
CD3D, CD3E, CD3G-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer
CD247-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD3d

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für die δ-Kette des CD3-Rezeptors

CD3e

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für die ε-Kette des CD3-Rezeptors

CD3g

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für die γ-Kette des CD3-Rezeptors

CD3z

- Alternative Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für die ζ-Kette des CD3-Rezeptors, die akzeptierte offizielle Bezeichnung ist jedoch CD247.

Zeta-Ketten

- Membranproteine des CD3-Rezeptors, die in der CD-Nomenklatur als CD247 bzw. alternativ als CD3z bezeichnet werden. In manchen Literaturangaben (z.B. ^[a01]) werden sie jedoch nur schlicht als ζ-Ketten erwähnt. Die ζ-Ketten formen ein mit dem T-Zell-Rezeptor (TCR) assoziiertes Homodimer oder mit einer alternativen Spleissform, der auch als η-Kette bezeichneten Isoform 2, ein Heterodimer. Dabei besitzen die ζ bzw. η-Ketten nur eine kurze extrazelluläre Domäne von 9 Aminosaeuren, zeichnen sich jedoch durch 3 intrazelluläre ITAM-Domänen aus, die während der T-Zell-Aktivierung phosphoryliert werden und damit an der Signaltransduktion des TCR beteiligt sind.

CD4

- Die MHC II-Spezifität des T-Zell-Rezeptors (TCR) von T-Helfer-Zellen vermittelnder Co-Rezeptor des TCR. CD4 zählt zu der Protein-Klasse der Immunglobulin(Ig)-Superfamilie und besitzt extrazellulär eine Immunglobulindomäne des V-Typs und 3 Immunglobulindomänen des C2-Typs. Ferner ist das Molekül extrazellulär mehrfach N-glykosiliert und weist auf seiner cytoplasmatischen Seite an Cystein gebundene Palmitinsäure(Palmitoyl)-Reste auf, die vermutlich der Assoziation mit sog. engl. lipid rafts innerhalb Plasmamembran dienen. Das Protein besitzt eine Länge von 458 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 52 kDa (Angaben inclusive der 25 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: CD4) des CD4-Rezeptors befindet sich auf dem Chromosom 12 im Genlocus p13.31 bzw. pter-p12 (kurz 12p13.31 bzw. 12pter-p12).

Links:

UniProt P01730, CD4
CD4-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD8

- Die MHC I-Spezifität des T-Zell-Rezeptors (TCR) von zytotoxischen T-Zellen vermittelnder Co-Rezeptor des TCR. CD8 ist ein heterodimeres, transmembranes Glykoprotein, das sich aus einer α- (CD8a) und einer β-Kette (CD8b), mit jeweils einer extrazellulären Immunglobulin-Domäne des V-Typs, zusammensetzt. In seiner heterodimeren Form sind die beiden Ketten kovalent durch zwei Disulfidbrücken an entsprechenden Cysteinresten miteinander verbunden. Die α-Ketten bilden überdies in peripheren T-Lymphozyten Homodimere aus. Das α-Untereinheit findet sich in zwei, durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildeten, Isoformen, wobei Isoform 1, auch als mCD8a bezeichnet, den membranständigen Rezeptor (Typ 1 Membranprotein) und den hpts. Anteil des Genproduktes bildet, während die Isoform 2, auch als sCD8a bezeichnet, eine sekretierte, lösliche Form des CD8a Proteins darstellt. Der mCD8a besitzt eine Länge von 235 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 25,7 kDa (Angaben inclusive der 21 Aminosäuren des Signalpeptids). Die β-Kette kommt in acht, durch alternatives Spleissen gebildeten, Isoformen vor, wobei die Isoformen 1, 2, 4 und 5 membranständige Proteine des Typs 1 sind, während die Isoformen 3, 6, 7 und 8 lösliche, sekretierte Proteine bilden. Die Isoform 1 wird als kanonische Form angesehen; sie hat eine Länge von 210 AS und eine molekulare Masse von ca. 23,7 kDa (Angaben inclusive der 21 Aminosäuren des Signalpeptids). Die Gene (annotierte Namen: CD8A und CD8B) der Untereinheiten des CD8-Rezeptors befinden sich beide auf dem Chromosom 2 im Genlocus p12 (kurz 2p12).

Links:

UniProt P01732
UniProt P10966
CD8A-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
CD8B-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD8a

- α-Untereinheit des CD8-Rezeptors (s. dort).

mCD8a

- Membranständige (Präfix 'm' für engl. membrane, dt. Membran) Isoform der CD8a-Untereinheit des CD8-Rezeptors

sCD8a

- Sezernierte, lösliche (Präfix 's' für engl. soluble, dt. löslich) Isoform der CD8a-Untereinheit des CD8-Rezeptors

CD8b

- β-Untereinheit des CD8-Rezeptors (s. dort).

CD11a

- Komponente (α-Untereinheit bzw. Kette des Typs L, kurz αL) des Integrins LFA-1. Von CD11a sind 3 Isoformen bekannt, die durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildet werden. Die Isoform 1 wird als kanonische Form angesehen; sie ist extrazellulär mehrfach N-glykosiliert und hat eine Länge von 1170 Aminosäuren, sowie eine molekulare Masse von ca. 127 kDa (Angaben inclusive der 16 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: ITGAL) für das CD11a Protein befindet sich auf dem Chromosom 16 im Genlocus p11.2 (kurz 16p11.2).

Links:

UniProt P20701
ITGAL-Gen (CD11a) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD11b

- Komponente (α-Untereinheit bzw. Kette des Typs M) des Integrins CR3 (für engl. Complement Receptor 3). Das Protein hat eine Länge von 1152 Aminosäuren, ist extrazellulär mehrfach N-glykosiliert und hat eine molekulare Masse von ca. 127 kDa (Angaben inclusive der 16 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: ITGAM) für das CD11b Protein befindet sich auf dem Chromosom 16 im Genlocus p11.2 (kurz 16p11.2).

Links:

UniProt P11215, CD11b
CD11b-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD11c

- Komponente (α-Untereinheit bzw. Kette des Typs X) des Integrins CR4 (für engl. Complement Receptor 4). Das Protein hat eine Länge von 1163 Aminosäuren, ist extrazellulär mehrfach N-glykosiliert und hat eine molekulare Masse von ca. 128 kDa (Angaben inclusive der 19 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: ITGAX) für das CD11c Protein befindet sich auf dem Chromosom 16 im Genlocus p11.2 (kurz 16p11.2).

Links:

UniProt P20702, CD11c
ITGAX-Gen (CD11c) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD14

- LPS-Rezeptor der Makrophagen

Links:

UniProt P08571, monocyte differentiation antigen CD14
CD14-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD16

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den charakteristischen FcR (FcγRIII), der mit niedriger Affinität, aber spezifisch, an den Fc-Anteil von IgG-Antikörpern bindet. Von dem Rezeptor sind zwei sehr ähnliche Proteine bekannt, die als CD16a und CD16b bezeichnet werden. Die beiden Varianten werden auf zwei unterschiedlichen Genen codiert (annotierte Gennamen: FCGR3A und FCGR3B) und Gewebe-abhängig exprimiert, so dass CD16a v.a. auf NK-Zellen, Makrophagen, Subpopulationen von T-Zellen, unreifen Thymozyten und den Trophoblasten der Plazenta zu finden ist, während CD16b auf Neutrophilen und aktivierten Eosinophilen exprimiert wird. Dabei assoziiert CD16a mit der γ-Untereinheit des FcεRI und/oder mit der ζ-Untereinheit des CD3 (CD3z) zu einem oligomeren Rezeptorkomplex, der am Mechanismus der sog. Antikörper vermittelten zellulären Zytotoxizität (ADCC) massgeblich beteiligt ist. Die CD16b Variante ist nicht in der Lage, eine solche Reaktion auszulösen. Von beiden Rezeptoren existieren auch lösliche Formen, die durch proteolytische Spaltung des membranständigen Rezeptors gebildet werden.

Links:

UniProt P08637, low affinity immunoglobulin gamma Fc region receptor III-A, CD16a
UniProt O75015, low affinity immunoglobulin gamma Fc region receptor III-B, CD16b
FCGR3A, FCGR3B-Gene (CD16a, CD16b) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD18

- Komponente (β-Untereinheit/Kette des Typs 2, abgk. β2) der Integrine LFA-1, CR3 und CR4 (Complement-Rezeptoren 3 und 4). Das Protein hat eine Länge von 769 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 85 kDa (Angaben inclusive der 22 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: ITGB2) für die CD18-Untereinheit befindet sich auf dem Chromosom 21 im Genlocus q22.3 (kurz 21q22.3). Ein dysfunktionales, rezessives CD18 Gen ist für eine Immunschwäche-Kranheit bei Menschen (LAD), sowie bei Rindern (BLAD) verantwortlich. Bei dieser Krankheit können Leukozyten wegen der defekten bzw. nicht vorhandenen Integrine nicht zu Orten von Inflammationen vordringen, da die Adhäsionsmechanismen der Extravasation bzw. Diapedese gestört sind.

Links:

UniProt P05107
CD18-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD19

- Charakteristischer, transmembraner Rezeptor von B-Zellen, der zusammen mit CD21 und CD81 (und in bestimmten Geweben CD225) den B-Zell-Corezeptor-Komplex bildet. CD19 zählt zu der Immunglobulin-Superfamilie, ist mehrfach N-glykosiliert und weist 2 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs, sowie an seinem cytosolischen Anteil 4 phosphorylierbare Tyrosinreste und einen phosphorylierbaren Serinrest auf. Die Tyrosinreste werden im Zuge der Aktivierung durch den CD21 Rezeptor und der darauf folgenden Interaktion mit den Igα/Igβ (CD79) Komponenten von Tyrosinkinasen phosphoryliert, insb. durch die Tyrosin-Proteinkinase Lyn. Das Protein hat eine Länge von 556 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 61 kDa (Angaben inclusive der 19 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: CD19) für das CD19 Protein befindet sich auf dem Chromosom 16 im Genlocus p11.2 (kurz 16p11.2). Der Rezeptor wird bereits früh in der B-Zell-Entwicklung auf Pro- und Prä-B-Zellen exprimiert und ein Defekt des CD19 Rezeptors führt zu sog. allgemeinen Immunschwäche des Typs 3 (engl. common variable immunodeficiency of type 3, abgk. CVID3). Für den Mechanismus dieses Corezeptors s. CD21.

Links:

UniProt P15391, CD19
CD19-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD20

- Ein die Cytoplasmamembran mehrfach durchspannendes, Typ 3 Membranprotein, das ein charakteristisches Oberflächenprotein für heranreifende und inaktive B-Zellen ist und somit auch als Marker für diesen Zelltyp dient. In ausgereiften Plasmazellen wird kein CD20 mehr exprimiert.
Man nimmt an, dass CD20 an der Regulation der Aktivierung und Proliferation von B-Zellen beteiligt ist, die exakte Funktionsweise ist jedoch noch nicht völlig aufgeklärt. Defekte des CD20-Gens bzw. Proteins führen zu sog. allgemeinen Immunschwäche des Typs 5 (engl. common variable immunodeficiency of type 5, abgk. CVID5), die v.a. durch eine inadäquate Antikörperproduktion und einer damit einhergehenden, abgeschwächten Immunantwort, gekennzeichnet ist. Innerhalb der Immuntherapie werden monoklonale Antikörper (mAb) gegen CD20, wie rituximab (Markennamen Mabthera® und Rituxan®), britumomab (Markenname Zevalin®) und tositumomab (Markenname Bexxar®), zur Behandlung des engl. Non-Hodgkin Lymphoms eingesetzt.

Links:

UniProt P11836, CD20
MS4A1-Gen (CD20) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD21

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Complementrezeptor 2 (CR2) auf B-Zellen, der an die Complement Komponente C3d bindet und und zusammen mit den Membranproteinen CD19 und CD81 den B-Zell-Co-Rezeptor-Komplex bildet. Dieser Co-Rezeptor-Komplex ist in der Lage die Aktivierung von B-Zellen stimulierend zu modulieren. Dabei führt die Bindung von CR2 an C3d Komponenten, welche die von membranständigen IgM (mIgM) Antikörpern gebundenen Antigene opsonisiert haben, zu einer Verbindung des CR2 mit dem BCR (engl. crosslink), was dazu führt, dass CD19 mit den Igα und Igβ (CD79) Komponenten des BCR interagiert. Diese Interaktion kann eine Phosphorylierungskaskade auslösen, die letztlich zur Aktivierung der B-Zelle führt. In vitro Experimenten haben dabei gezeigt, dass unter Beteiligung des CR2 vermittelten BCR-Stimulation eine 100-fach geringere Antigenkonzentration (d.h. 100-mal weniger mit Antigenen assoziierte mIgM Antikörper) zur Aktivierung der B-Zelle ausreichen.
Das CD21-Protein ist mehrfach N-glykosiliert und besitzt 15 sog. Sushi-Domänen, von denen Domäne 1 und 2 an der Bindung der C3d Complement Komponente beteiligt sind. Ferner ist der Rezeptor in der Lage das Epstein-Barr-Virus zu binden. Von dem CD21 Rezeptor sind 4, durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildete, Isoformen (A-D) bekannt; die Isoform A besizt eine Länge von 1033 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 113 kDa (Angaben inklusive der 20 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: CR2) für das CD21 Protein befindet sich auf dem Chromosom 1 im Genlocus q32 (kurz 1q32). Mutationen im Gen des CR2-Rezeptor sind an der Ausbildung der Immunschwächekrankheit Systemische Lupus Erythematodes (SLE) des Typs 9 beteiligt.

Links:

UniProt P20023, Complement Receptor 2
CR2-Gen (CD21) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD22

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für einen B-Zell-Rezeptor, der an Sialinsäurereste von Glykoproteinen bindet, wobei insb. der CD45-Rezeptor (CD45R) von T-Zellen einen wichtigen Ligand darstellt. In inaktiven B-Zellen ist der CD22 konstitutiv mit dem B-Zell-Rezeptor assoziiert und übt inhibierende Wirkung auf die B-Zell-Aktivierung aus.

Links:

UniProt P20273, CD22
CD22-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD23

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den FcR (Antikörperrezeptor) FcεRII. Dieser Rezeptor bindet spezifisch, jedoch mit geringerer Affinität als FcεRI, an den Fc-Anteil des IgE-Antikörpers.

Links:

UniProt P06734, CD23
FCER2-Gen (CD23) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD25

- α-Untereinheit des IL-2-Rezeptors (IL2R) auf der Oberfläche von Immunzellen. CD25 kann durch nicht-kovalente Assoziation mit der β-Untereinheit (CD122) einen hochaffinen IL-2-Rezeptor ausbilden, zu dem u.U. auch die γ-Untereinheit des Cytokin-Rezeptors (CD132) hinzutritt. Die α-Untereinheit kann aber auch alleinig exprimiert werden und hat dann nur noch eine schwache Affinität zu IL-2. In letzterer Form ist CD25 ein charakteristischer Rezeptor der T_reg-Zellen. Weiteres s.a. IL2R.

CD28

- Homodimerer Rezeptor von T-Zellen, der an der Ausbildung von "immunologischen Synapsen" beteiligt ist und hier das kostimulatorische Signal der T-Zell-Aktivierung vermittelt. CD28 ist ein Typ 1 Membranprotein, von dem 7 Isoformen bekannt sind, die durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildet werden. Die Isoform 1 wird dabei als kanonische Isoform angesehen und umfasst 220 Aminosäuren (inklusive der 18 Aminosäuren des Signalpeptids) mit einem Molekulargewicht von 25066 Da (25 kDa). Der an mehreren Positionen glykosilierte, extrazelluläre Anteil des Proteins wird von den Aminosäuren der Positionen 19-152 gebildet, wobei die Aminosäuren der Positionen 28-137 eine Immunglobulin-Domäne des V-Typs ausbilden. Der transmembrane, α-helikale Abschnitt des Proteins wird durch die Aminosäuren der Positionen 153-179 gebildet und der intrazelluläre, cytoplasmatische Anteil durch die Aminosäuren der Positionen 180-220. Auf der cytoplasmatischen Seite sind 3 Aminosäurereste (Serin an der Position 189 und die Tyrosinreste an den Positionen 191 und 209) bekannt, die posttranslational durch Phosphorylierung modifiziert werden können.

Links:

UniProt P10747, CD28
CD28-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD31

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den PECAM-1-Rezeptor an der Oberfläche von Thrombozyten, Leukozyten und dem Randbereich von endothelialen Zellen (weiteres s. PECAM-1).

CD32

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Fc-Rezeptor (Antikörperrezeptor) FcγRII

CD35

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Complement-Rezeptor 1 (abgk. CR1), der an die Complementfaktoren C3b und C4b bindet (weiteres s. CR1).

CD40

- Ein auch als engl. tumor necrosis factor receptor superfamily member 5 (abgk. TNFSF5) bezeichneter Rezeptor von Antigen präsentierenden Zellen (APC), der mit dem Oberflächenprotein CD40L als Ligand interagiert. Der CD40 findet sich auf vielen Zelltypen und wird insb. auf der Zelloberfläche von dendritischen Zellen (DC), B-Zellen, Fibroblasten, follikular dendritischen Zellen (FDC), Monozyten und Makrophagen exprimiert. Die Interaktion von CD40-Rezeptoren auf naiven B-Zellen und CD40L-Rezeptoren auf T-Helfer-Zellen (T_H2-Zellen) tritt bspw. bei der B-Zell-Aktivierung auf und liefert hier das co-stimulatorische Signal, das u.a. als Vorraussetzung für eine erfolgreiche B-Zell-Aktivierung und damit für eine Differenzierung der B-Zellen zu Plasmazellen benötigt wird. Bei erneutem Kontakt zwischen aktivierten B-Zellen und T-Helfer-Zellen in den Lymphfollikeln der Lymphknoten trägt die CD40/CD40L-Interaktion zum sog. Klassenwechsel der von den B-Zellen produzierten Antikörper bei. Eine Interaktion von CD40-Rezeptoren auf inaktiven DC's und CD40L-Rezeptoren auf aktivierten T-Helfer-Zellen führt zur Aktivierung der DC's. Das CD40-Protein ist ein Typ I Membranprotein, von dem 2, durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildete Isoformen charakterisiert sind. Die kanonische Isoform 1 bildet die membranständige Form des Proteins, das als Homodimer oder als Monomer auftritt. Die Isoform 1 umfasst 277 Aminosäuren (inklusive der 20 AS des Signalpeptids) mit einem Molekulargewicht von 30619 Da (30,6 kDa). Bei der Isoform 2 handelt es sich um eine sezernierte Form mit einer Länge von 203 AS und einem Molekulargewicht von 22259 Da (22,3 kDa). Das Gen (annotierter Name: CD40) ist auf dem Chromosom 20 im Genlocus q12-q13.2 (kurz 20q12-20q13.2) lokalisiert und umfasst 9 Exons in 11.48 kb.

Links:

UniProt P25942, CD40
CD40-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD40L

- CD40 Ligand, ein Rezeptor auf aktivierten T-Zellen

CD44

- Transmembranes Glykoprotein, das extrazellulär an Hyaluronsäure und intrazellulär an den N-Terminus von Proteinen der ERM-Familie bindet. Die ERM-Proteine wiederum binden an Filamente des Aktin-Cytoskeletts und somit stellt der CD44 Rezeptor eine Verbindung zwischen Extrazellulärer Matrix und intrazellulärem Cytoskelett her.

Links:

UniProt P16070, CD44
CD44-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD45

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für engl. receptor-type tyrosine-protein phosphatase C (annotierter Genname PTPRC), ein Oberflächenprotein, das auf nahezu allen hämatopoetischen Zellen, mit Ausnahme der Erythrozyten und Plasmazellen, exprimiert wird. Es gilt als gemeinsamer Marker der Leukozyten und wird daher auch als engl. leukocyte common antigen (abgk. LCA) bezeichnet. CD45 ist ein Typ 1 Membranprotein, das intrazellulär zwei Tyrosin-Phosphatase-Domänen aufweist, wovon die erste die eigentliche, katalytische Phosphatase-Funktion trägt, während die zweite vermutlich die Substratspezifität vermittelt. Das Enzym ist in der Lage Januskinasen (abgk. Jak) zu inhibieren und scheint damit an der Regulation von Cytokin-Rezeptoren beteiligt zu sein. Weiterhin sind v.a. Interaktionen mit den auf derselben Zelle befindlichen Antigen-Rezeptoren (TCR u. BCR) der Lymphozyten beschrieben worden. Diese Form der Interaktion scheint die Aktivierung dieser Zellen positiv zu beeinflussen, was auch durch die experimentellen Befunde bestätigt wird. Diese Untersuchungen legen dar, dass das Enzym insb. die mit der Signalfunktion der Antigen-Rezeptoren verbundenen Proteine SKAP1, FYN, LYN, DPP4 (CD26) und Lck binden und dephosphorylieren kann. Das Gen der Rezeptor-Phosphatase CD45 hat eine komplexe Struktur mit 34 Exons, wobei durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) drei dieser Exons so miteinander kombiniert werden, dass bis zu acht alternative mRNA's bzw. entsprechende Peptide gebildet werden. Diese unterschiedlichen Isoformen des CD45 werden mit CD45RA, CD45RB, CD45RC, CD45RAB, CD45RAC, CD45RBC, CD45R0 und CD45R bezeichnet und finden sich auf den verschiedenen Leukozyten in charakteristischer Weise. Hinzu kommt, dass diese Isoformen in unterschiedlichem Ausmasse glykosiliert werden, so dass bspw. die Isoform CD45R einmal mit einem Molekulargewicht von 200 kDa auf T-Lymphozyten und einmal mit einem Molekulargewicht von 220 kDa auf B-Zellen auftritt. Der Ligand des CD45R auf T-Zellen ist das CD22-Molekül von Antigen präsentierenden Zellen (APC).

Links:

UniProt P08575, CD45
PTPRC-Gen (CD45) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD54

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Adhäsionsrezeptor ICAM-1

CD56

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Adhäsionsrezeptor NCAM-1

CD58

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Adhäsionsrezeptor LFA-3, der von dem akzessorischen Membranprotein CD2 (LFA-2) auf T-Zellen oder NK-Zellen gebunden wird.

CD64

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Fc-Rezeptor (Antikörperrezeptor) FcγRI

CD74

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für die sog. invariante Kette Ii, die während des intrazellulären Transports mit den MHC II Molekülen einen Komplex ausbildet.

CD79

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für das aus Igα (CD79a) und Igβ (CD79b) durch Disulfidbrückenbindung gebildete heterodimere Membranprotein, das nicht-kovalent mit membranständigen Antikörpern (z.B. mIgM) assoziiert und mit diesen zusammen den B-Zell-Rezeptor-Komplex (BCR) bildet. Ähnlich dem T-Zell-Rezeptor, ist der BCR modularisiert, so dass die Immunglobulin-Ketten des Antikörpers der Erkennung und Bindung des spezifischen Liganden, dem Antigen, dienen, während dem assoziierten Igαβ-Rezeptor die Rolle der Signaltransduktion in das Zellinnere zukommt. Dabei erfolgt die Signalweiterleitung bei dem akzessorischen CD79 Rezeptor, vergleichbar mit dem CD3 Rezeptor des TCR, mittels der sog. ITAM-Motive innerhalb der cytoplasmatischen Domänen sowohl von Igα, als auch von Igβ. Quervernetzung (engl. crosslinking) der Antikörper-Rezeptoren durch entsprechend hohe Antigenkonzentrationen oder durch den Co-Rezeptor-Komplex aus CD21, CD19 und CD81 führt zur Aggregation der Rezeptoren in spez. Membranbereichen, den sog. engl. lipid rafts, die einhergeht mit einer durch die Ligandbindung induzierten Konformationsänderung des membranständigen Antikörpers. Dadurch werden spezifische Tyrosin-Kinasen (Fyn, Lyn, Blk) aktiviert, die die Tyrosinreste des ITAM-Motivs phosphorylieren. Die phosphorylierten Tyrosinreste dienen nun ihrerseits als Bindungsstelle für weitere Tyrosin-Kinasen (insb. Syk), welche i.d.L. sind, weitere intrazelluläre Signalkaskaden in Gang zu setzen, die u.a. zu Gen-Aktivierungen/-Inaktivierungen, aber insb. zur Endozytose des BCR-Komplexes und der anschliessenden Prozessierung zwecks Antigenpräsentation auf MHC II-Molekülen führen. Ein funktionales Igαβ Heterodimer ist nicht nur Voraussetzung für die Expression der Antikörperrezeptoren an der Zelloberfläche, sondern auch für die uneingeschränkte Entwicklung und Differenzierung der B-Zellen aus Pro- bzw. Prä-B-Zellen. Das Igα Protein besitzt extrazellulär eine mehrfach N-glykosilierte Immunglobulin-Domäne des C2-Typs und intrazellulär eine ITAM-Domäne. Es existieren 2 Isoformen, wobei die Isoform 1 eine Länge von 226 Aminosäuren (AS) und eine molekulare Masse von ca. 25 kDa hat (Angaben inclusive der 32 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: CD79A) für die Igα-Kette befindet sich auf dem Chromosom 19 im Genlocus q13.2 (kurz 19q13.2). Das Igβ Membranprotein besitzt extrazellulär eine mehrfach N-glykosilierte Immunglobulin-Domäne des V-Typs und intrazellulär eine ITAM-Domäne. Es existieren 2 Isoformen, die als engl. long und short bezeichnet werden. Die long Isoform hat eine Länge von 229 AS und eine molekulare Masse von ca. 26 kDa (Angaben inclusive der 28 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: CD79B) für die Igβ-Kette befindet sich auf dem Chromosom 17 im Genlocus q23 (kurz 17q23).

Links:

UniProt P11912, Igα, CD79a
CD79A-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P40259, Igβ, CD79b
CD79B-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD80

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den B7-1-Rezeptor von APC's (v.a. DC's und B-Zellen), der an den CD28-Rezeptor auf T-Zellen bindet und dadurch das notwendige kostimulatorische Signal zu deren Aktivierung beisteuert. Eine weitere Funktion liegt in der Interaktion mit dem CD152 (CTLA4) von aktivierten T-Zellen, welche sich hemmend auf die T-Zell-Aktivierung auswirkt.

Links:

UniProt P33681, CD80
CD80-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD81

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für das Protein TAPA-1, das an der Ausbildung bzw. der Funktion des B-Zell-Coreceptor zusammen mit dem CD19 und CD21 beteiligt ist. Ferner ist eine Interaktion mit dem CD225-Rezeptor, sowie mit dem Hepatitis C Virus (HCV) beschrieben. Das CD81 Membranprotein ist ein Typ 3 Membranprotein das zur Familie der Tetraspanine gehört. Es hat ein Molekulargewicht von ca. 26 kDa und eine Länge von 236 Aminosäuren. In für die Tetraspanine charakteristischer Weise durchspannt die Peptidkette des CD81 Proteins die Plasmamembran viermal. Das Gen (annotierter Name: CD81) für das TAPA-1 Protein befindet sich auf dem Chromosom 11 im Genlocus p15.5 (kurz 11p15.5).

Links:

UniProt P60033, CD81
CD81-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD84

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Fc-Rezeptor (Antikörperrezeptor) FcαR

CD85

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für die Gruppe der LILR-Rezeptoren. Von den LILR sind beim Menschen 11 verschiedene Gene identifiziert worden, deren Genprodukte mit CD85a-k bezeichnet werden (weiteres s. LILR)

CD86

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den B7-2-Rezeptor von APC's (v.a. Monozyten und B-Zellen), der an den CD28-Rezeptor auf T-Zellen bindet und dadurch das notwendige kostimulatorische Signal zu deren Aktivierung beisteuert. Eine weitere Funktion liegt in der Interaktion mit dem CD152 (CTLA4) von aktivierten T-Zellen, welche sich hemmend auf die T-Zell-Aktivierung auswirkt.

Links:

UniProt P42081, CD86
CD86-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CD94

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für ein membranständiges Glykoprotein, das zusammen mit dem Glykoprotein NKG2 (Spleissformen NGK2A und NKG2B) einen CLIR-Rezeptor (C-Typ Lektin inhibierender Rezeptor) auf NK-Zellen ausbildet. Der CD94/NKG2-Komplex bindet an nicht-klassische MHC I-Moleküle des Typs HLA-E, die v.a. Fragmente der Signalpeptide von klassischen MHC Molekülen auf der Zelloberfläche präsentieren.

Links:

UniProt Q13241, CD94
KLRD1-Gen (CD94) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD95

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Fas-Rezeptor (weiteres s. dort).

CD95L

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Fas-Liganden (FasL) (weiteres s. dort).

CD122

- β-Untereinheit des IL-2-Rezeptors (IL2R) auf der Oberfläche von Immunzellen. CD122 kann durch nicht-kovalente Assoziation mit der α-Untereinheit (CD25) einen hochaffinen IL-2-Rezeptor ausbilden, zu dem u.U. auch die γ-Untereinheit des Cytokin-Rezeptors (CD132) hinzutreten kann. Die β-Untereinheit kann aber auch alleinig exprimiert werden und hat in diesem Fall nur eine mittlere Affinität zu Il-2. Weiteres s. IL2R.

CD123

- α-Untereinheit des IL-3-Cytokin-Rezeptors (annotierter Genname IL3RA). Diese Protein-Untereinheit bildet mit der sog. 'Gemeinsamen β Untereinheit' (CD131) einen heterodimeren Rezeptor für Interleukin-3 aus. CD123 ist ein Typ 1 Membranprotein, das u.a. charakteristisch für plasmacytoide Dendritische Zellen (pDC) ist.

Links:

UniProt P26951, Interleukin-3 receptor subunit alpha
IL3RA-Gen (CD123) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD131

- Sog. gemeinsame β-Untereinheit des IL-3- und IL-5-, sowie des engl. granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (abgk. GM-CSF) Cytokin-Rezeptors (annotierter Genname CSF2RB). Diese Protein-Untereinheit bildet mit den verschiedenen anderen Untereinheiten der jeweiligen Cytokin spezifischen Untereinheiten entsprechende Rezeptoren aus (s. z.B. CD123). CD131 ist ein Typ 1 Membranprotein und kommt in zwei Isoformen vor, die durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildet werden.

Links:

UniProt P32927, Cytokine receptor common subunit beta
CSF2RB-Gen (CD131) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD132

- Sog. gemeinsame γ-Untereinheit des Cytokin-Rezeptors (annotierter Genname IL2RG). Diese Protein-Untereinheit tritt bei mehreren Interleukin-Rezeptoren auf und findet sich bei den Rezeptoren für IL2 (IL2R), IL4, IL7, IL15, IL21 und vermutlich auch bei dem Rezeptor für IL13.

Links:

UniProt P31785, Cytokine receptor common subunit gamma
IL2RG-Gen (CD132) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD141

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den Thrombomodulin-Rezeptor, einem Typ 1 Membranprotein (annotierter Genname THBD), das auf der Oberfläche von endothelialen Zellen exprimiert wird und Thrombin bindet. Ferner ist das auch als BDCA-3 bezeichnete CD141 ein charakteristischer Marker für eine seltene Subpopulation von myeloiden Dendritischen Zellen (abgk. mDC).

Links:

UniProt P07204, Thrombomodulin
THBD-Gen (CD141) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD152

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den CTLA4-Rezeptor auf T-Zellen. Liganden des CD152 sind Rezeptoren der B7-Familie, d.h. B7-1 (CD80) und B7-2 (CD86), auf APC's. Bindungen dieser B7-Rezeptoren an CD152 induzieren Signale, die hemmend auf die T-Zell-Aktivierung wirken. Man nimmt an, dass eine solche neg. Regulation einer Überaktivierung von T-Zellen entgegenwirkt und so Autoimmunreaktionen verhindern. Daher beeinflussen bestimmte genetische Variationen des CTLA4 den Verlauf von Hepatitis-B Infektionen oder führen zu einer erhöhten Empfindlichkeit gegenüber Autoimmunerkrankungen, wie etwa die Systemische Lupus erythematodes (SLE). Der CD152-Rezeptor wird zeitlich verzögert auf aktivierten T-Zellen exprimiert, so dass die initiale Aktivierung zunächst stattfinden kann. Auch ist die Anzahl der exprimierten Rezeptoren wesentlich geringer (ca. 20-30-mal), als die des zur Aktivierung notwendigen CD28-Rezeptors, der ja auch mit den B7-Rezeptoren interagiert. Jedoch ist die Affinität des CD152 zu den B7-Rezeptoren grösser als die des CD28.

Links:

UniProt P16410, CTLA4, CD152
CTLA4-Gen (CD152) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD161

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für ein engl. als killer cell lectin-like receptor subfamily B member 1 (annotierter Genname KLRB1) bezeichnetes Oberflächenantigen, das charakteristisch für NK-Zellen, v.a. im Darmepithel und der Leber, und tlw. auch für NKT-Zellen ist. Das CD161 ist ein Typ 2 Membranprotein und bindet als Lektin ähnliches Protein an Saccharidmotive. Es ist insb. i.d.L., ein Gal-α(1,3)Gal-, sowie ein N-Acetyllactosamin-Epitop zu erkennen und sukzessive zu binden. Eine durch Bindung induzierte Aktivierung führt zur Aktivierung von einer spezifischen, sauren Sphingomyelinase/SMPD1, die eine erhöhte, intrazelluläre Ceramid-Konzentration zur Folge hat. Insgesamt vermittelt der CD161 ein die Zytotoxizität von NK-Zellen inhibierendes Signal und setzt die Interferon γ-Sekretion herunter.

Links:

UniProt Q12918, killer cell lectin-like receptor subfamily B member 1, CD161
KLRB1-Gen (CD161) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD163

- Hämoglobin/Haptoglobin-scavenger-Rezeptor von Makrophagen. Nach erfolgter Aktivierung von Makrophagen durch engl. Toll-like-receptors (TLR) wird CD163 von den Makrophagen in das Blut sezerniert und in dieser löslichen Form als sCD163 bezeichnet. Somit kann sCD163 als ein Marker für aktivierte Makrophagen, insb. für die Gewebemakrophagen der Leber, den sog. Kupfferzellen, angesehen werden. Das Protein hat eine Länge von 1156 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 125 kDa (Angaben inclusive der 41 Aminosäuren des Signalpeptids). Das Gen (annotierter Name: CD163) für das CD163 befindet sich auf dem Chromosom 12 im Genlocus p13.3 (kurz 12p13.3).

Links und Literatur:

Grønbæk, H., Sandahl, T. D., Mortensen, C., Vilstrup, H., Møller, H. J., Møller, S. (2012) 'Soluble CD163, a marker of Kupffer cell activation, is related to portal hypertension in patients with liver cirrhosis.', Aliment. Pharmacol. Ther., 36(2), 173-180, DOI: 10.1111/j.1365-2036.2012.05134.x
UniProt Q86VB7, CD163
CD163-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

sCD163

- Von aktivierten Makrophagen sezernierte, lösliche Form des CD163.

CD225

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für ein Interferon induziertes Transmembranprotein, das i.d.L. ist, verschiedenen Viren, wie Influenza A, SARS, Marburg, Ebola, Dengue, West Nil Fieber, HIV, oder Hepatitis C, den Eintritt in das Cytoplasma der befallenen Zelle zu verwehren. Dabei verhindert CD225 zwar nicht die endozytotische Aufnahme der Viren, jedoch die nachfolgende Freisetzung ins Cytosol. Ferner ist CD225 an Zelladhäsionsmechanismen und der Regulation der Zellproliferation, sowie der Differenzierung von Osteoblasten beteiligt. An seiner cytoplasmatischen Seite ist das Protein nahe der Plasmamembran dreifach durch an Cystein gebundene Palmitinsäure-Reste modifiziert (Palmitoylierung), die an der Zusammenlagerung (engl. clustering) des Moleküls in Membrankompartimenten, sowie an der antiviralen Aktivität gegenüber Influenza Viren beteiligt sind. Das Protein hat eine Länge von 125 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 14 kDa. Das Gen (annotierter Name: IFITM1) für das CD225 befindet sich auf dem Chromosom 11 im Genlocus p15.5 (kurz 11p15.5). Neben der Bindung von Interferonen interagiert der CD225 mit dem CD81-Rezeptor. Die CD225 Expression ist bei verschiedenen malignen Erkrankungen stark erhöht.

Links:

UniProt P13164, CD225
IFITM1-Gen (CD225) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD247

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für die ζ-Ketten des CD3-Rezeptors auf T-Zellen, eine alternative Bezeichnung ist CD3z (weiteres s. CD3).

CD303

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für das engl. C-type lectin domain family 4 member C Protein (annotierter Genname CLEC4C, Synonym: BDCA-2), einem Lektin ähnlichen Typ 2 Membranprotein, das als Marker von plasmacytoiden Dendritischen Zellen (abgk. pDC) dient, jedoch auch auf unreifen, von Monozyten abgeleiteten DC's auftritt. Man vermutet, dass CD303 an der Aufnahme von Antigenen in die Zelle beteiligt ist (engl. antigen capturing).

Links:

UniProt Q8WTT0
CLEC4C-Gen (CD303) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD304

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für das Neuropilin-1 Protein (annotierter Genname NRP1), einem Typ 1 Membranprotein, das als Homodimer oder als Heterodimer mit NRP2 Rezeptoren ausbildet, die i.d.L. sind, an bestimmte Semaphorine (Sema-3A) oder den engl. vascular endothelial growth factor (abgk. VEGF) zu binden. Damit ist Neuropilin-1/2 an entwicklungsbiologischen Vorgängen, wie dem Nervenwachstum, der Angiogenese oder anderen Vorgängen der Organogenese beteiligt. Ferner wurde der, auch mit BDCA-4 bezeichnete Neuropilin-Rezeptor auf unreifen, im Blut zirkulierenden plasmacytoiden Dendritischen Zellen (pDC) nachgewiesen. Es sind zwei, durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildete Isoformen bekannt, wovon die erste, kanonische Form den membranständigen Rezeptor ausbildet, während die Isoform 2 sekretiert wird. In Leukämie- und Lymphomzellen wurde eine Überexpression von Neuropilin-1 nachgewiesen und man nimmt an, dass NRP1/2 an der Migration und Adhäsion von Tumoren beteiligt ist.

Links:

UniProt O14786, Neuropilin-1
NRP1-Gen (CD304) im NCBI Chromosome Map Viewer

CD305

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für den LAIR-1-Rezeptor (weiteres s. LAIR).

CD306

- Bezeichnung in der CD-Nomenklatur für das LAIR-2-Protein (weiteres s. LAIR).

CR1

- Abk. und annotierter Genname für den engl. complement receptor 1, dt. Complement-Rezeptor 1, einem Typ 1 Membranprotein, das an die Complementfaktoren C3b und C4b bindet. Der CR1 wird in der CD-Nomenklatur als CD35 bezeichnet und findet sich auf der Zelloberfläche von Erythrozyten, Leukozyten, follikulären dendritischen Zellen (FDC) der Milz und auf glomerulären Podocyten der Niere. Diese Zellen sind durch den CR1 in der Lage, durch Complementfaktoren opsonisierte Antigene (Immunkomplexe) zu binden und diese anderen Effektorzellen zu präsentieren oder zur Phagozytose, bspw. durch Makrophagen, bereitzustellen. Je nach Untersuchungsmethode wurden auf Erythrozyten pro Zelle ca. 300-800 CR1-Moleküle und auf Leukozyten ca. 10000-30000 CR1-Proteine nachgewiesen.
Durch Antikörper-Reaktionen, die bei Blutserum-Transfusionen auftraten, wurden spezifische Antikörper gegen ca. 9 verschiedene antigenische Determinanten des CR1-Proteins entdeckt. Diese Antigene bzw. Antikörper werden zur Charakterisierung von Blutgruppen herangezogen und in einem System angeordnet, das als Knops-Blutgruppen-System (ISBT-Nr. 22) bezeichnet wird.

Links:

UniProt P17927, CR1
CR1-Gen (CD35) im NCBI Chromosome Map Viewer

CR2

- Abk. für Complement Rezeptor 2, der in der CD-Nomenklatur als CD21 bezeichnet wird (s. dort).

CR3

- Abk. für Complement Rezeptor 3, einem Integrin, das aus den Komponenten CD11b (α-Kette des Typs M) und CD18 (β-Kette des Typs 2) besteht und auch als Integrin αMβ2 bezeichnet wird. CR3-Rezeptoren binden als Liganden das iC3b Molekül und finden sich auf Monozyten, Makrophagen, Neutrophilen, NK-Zellen und einigen T-Zellen.

CR4

- Abk. für Complement Rezeptor 4, einem Integrin, das aus den Komponenten CD11c (α-Kette des Typs X) und CD18 (β-Kette des Typs 2) besteht und auch als Integrin αXβ2 bezeichnet wird.

Fas

- Ein Typ 1 Membranprotein, das im Zusammenwirken mit dem Fas-Ligand (FasL) als 'killer' oder 'Selbstmord'-Rezeptor bezeichnet wird, da über den Fas/FasL Rezeptor-Komplex ein Signal zur Apoptose in die Zelle vermittelt wird. Diese Signalübermittelung erfolgt über das Adapterprotein FADD, welches Caspase-8 rekrutiert und dadurch eine Kaskade von weiteren Caspase vermittelten Reaktionen auslöst, die schliesslich die Apoptose der Zelle zur Folge haben. Von dem Fas-Protein sind zudem mehrere sekretierte, extrazelluläre Isoformen bekannt, von denen man annimmt, das sie den Prozess der Apoptose inhibieren. Diese Isoformen kommen durch alternative Stopcodons auf der Fas-mRNA zustande und werden nur in geringer Menge gebildet. Die Fas/FasL Rezeptoren werden gemäss der CD-Nomenklatur auch mit CD95/CD95L bezeichnet.

Links:

UniProt P25445, Fas, CD95
FAS-Gen (CD95) im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P48023, Fas ligand, CD95L
FASLG-Gen (CD95L) im NCBI Chromosome Map Viewer

FasL

- Abk. für Fas-Ligand (s. Fas), der nach der CD-Nomenklatur auch mit CD95L bezeichnet wird. FasL ist ein Typ 2 Membranprotein, das im Zusammenwirken mit Fas in der Lage ist, ein 'Selbstmord'-Signal in die Zelle zu übermitteln, welches diese in die Apoptose führt. Neben der Lokalisation des FasL an der Plasmamembran ist das Protein sub-zellulär auch in der Membran von Lysosomen, in cytoplasmatischen Vesikeln und im Zellkern (FasL ICD) nachgewiesen worden. Ferner ist eine sekretierte Form bekannt, die durch proteolytische Abspaltung von der membranständigen Form gebildet wird. Diese proteolytische Prozessierung erfolgt durch die Protease ADAM10 und führt neben der sekretierten Komponente zu einer in der Membran verbleibenden Form, die als FasL APL (für engl. ADAM10 processed FasL) bezeichnet wird. Das intrazelluläre Domäne des FasL APL wird durch die Protease SPPL2A abgespalten, so dass ein als FasL ICD (für engl. FasL intracellular domain) bezeichnetes Fragment entsteht, dass in den Nucleus transloziert wird, wo es in der Lage ist, die Transkription bestimmter Gene zu inhibieren. Weiteres s. Fas.

CAM

- Abk. für engl. cell adhesion molecule, einer Bezeichnung für die verschiedenen Familien von Adhäsionsproteinen, zu denen die Mucin-CAM's, die Immunglobulin-Superfamilie (abgk.IgSF) CAM's, die Selektine und die Integrine zählen.

ICAM

- Abk. für engl. intracellular cell adhesion molecule, einer Gruppe von Adhäsionsrezeptoren die zu den Proteinen der Immunglobulin-Superfamilie (abgk. IgSF) gehören. ICAM's sind homodimere Transmembranproteine des Typs I und finden sich v.a. auf den Zellen des Endothels und auf der Oberfläche von Antigen präsentierenden Zellen (APC). ICAM bindet heterophil an Integrine (v.a. LFA1) von Lymphozyten, was, neben der möglichen Bindung an weitere Adhäsionsmoleküle wie VCAM, E-Selektin oder CD31, eine Vorbedingung für eine Diapedese der Lymphozyten durch das Endothel ist. Die Bindung an ICAM erfolgt nachdem P-Selektine auf der Oberfläche der Endothelzellen an Oligosaccharide der Lymphozyten gebunden haben und so eine schwache Bindung hergestellt wurde, die die Aktivierung bzw. Expression von LFA1 auf den Lymphozyten induziert. ICAM-1, das auch als CD54 bezeichnet wird, findet sich auch auf APC's, wo das Protein an der Ausbildung von Immunologischen Synapsen bei der T-Zell-Aktivierung beteiligt sind.

VCAM

- Abk. für engl. vascular cell adhesion molecule, einer Gruppe von Adhäsionsrezeptoren die zu den Proteinen der Immunglobulin-Superfamilie (abgk. IgSF) gehören. VCAM's finden sich v.a. auf den Zellen des Endothels, wo sie zusammen mit den ICAM's, die Bindung von Leukozyten zum Zwecke der Diapedese ermöglichen.

NCAM

- Abk. für engl. neural cell adhesion molecule, einer Gruppe von homophil bindenden Adhäsionsrezeptoren, die zu den Proteinen der Immunglobulin-Superfamilie (abgk. IgSF) gehören. NCAM ist ein Typ I Transmembranprotein und findet sich auf der Oberfläche von Nerven und anderen Zellen, wo es Zell-Zell-Kontakte zu NCAM-Molekülen anderer Zellen ausbildet.
Am besten charakterisiert ist NCAM-1, das in der CD-Nomenklatur mit CD56 bezeichnet wird. Von NCAM-1 sind beim Menschen sechs verschiedene Isoformen bekannt, die durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildet werden. Diese Isoformen von NCAM-1 variieren in ihrer Länge von 364 bis 858 Aminosäuren und in ihrer molekularen Masse von ca. 40,5 - 94,5 kDa. Die Isoform 1, mit einer Länge von 858 AS und einer molekularen Masse von 94574 Da wurde als kanonische Isoform bestimmt und besitzt 5 Immunglobulindomänen, sowie 2 Domänen des Fibronectin Typs III. Einige Isoformen sind durch lange Seitenketten von Sialinsäure glykosiliert, was sehr wahrscheinlich zu einer abstossenden Wirkung führt und die homophile Bindung unterdrückt. Zudem ist in den Isoformen 3 und 4 die Transmembrandomäne durch einen GPI-Anker ersetzt. Die Isoformen 5 und 6 wurden extrazellulär isoliert, was auf eine Sezernierung hinweist.
NCAM-2 findet sich v.a. als Adhäsionsrezeptor im zentralen Nervensystem (ZNS).

Links:

UniProt P13591, NCAM-1, CD56
NCAM1-Gen (CD56) im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt O15394, NCAM-2
NCAM2-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

PECAM-1

- Abk. für engl. platelet endothelial cell adhesion molecule, einem Rezeptor an der Oberfläche von Thrombozyten und Leukozyten, sowie den Randbereichen von Endothelzellen. PECAM-1 ist an der Migration von Leukozyten durch das Endothel beteiligt ist und vermittelt ferner eine Art Abstossungssignal von nahe aneinanderliegenden Zellen, wodurch eine Phagozytose solcher Zellen verhindert wird. PECAM-1 wird in der CD-Nomenklatur mit CD31 bezeichnet.

Links:

UniProt P16284, PECAM-1, CD31
PECAM1-Gen (CD31) im NCBI Chromosome Map Viewer

IRS

- Akronym für engl. inhibitory-receptor superfamily, dt. 'Superfamilie inhibierender Rezeptoren'. Unter den IRS werden die Lyse inhibierenden Rezeptoren von NK-Zellen zusammengefasst, die aus Molekülen der C-Typ Lektine (CLIR) oder der Immunglobulin-Superfamilie (ISIR) bestehen können.

CLIR

- Akronym für engl. c-type lectin inhibitory-receptor(s), dt. 'C-Typ Lektin inhibierende Rezeptoren', eine Bezeichnung für eine Gruppe von Rezeptoren auf NK-Zellen, die zu den IRS gehören und aus C-Typ Lektinen gebildet werden. Zu diesen zählt bspw. der CD94/NKG2-Rezeptor. Mitunter wird diese Klasse von Rezeptoren auch mit KLR abgekürzt.

KLR

- Akronym für engl. killer cell lectin-like receptor(s), eine andere, synonym verwendete Bezeichnung für die CLIR.

ISIR

- Akronym für engl. immunglobulin superfamily inhibitory-receptor(s), dt. 'Immunglobulin-Superfamilie inhibierende Rezeptoren', eine Bezeichnung für eine Gruppe von Rezeptoren auf NK-Zellen, die zu den IRS gehören und aus Proteinen gebildet werden, die zur Immunglobulin-Superfamilie (abgk. IgSF) zählen. Zu diesen werden im allg. alle KIR-Rezeptoren gerechnet.

KIR

- Akronym für engl. killer inhibiting receptor(s) oder auch Abk. für engl. killer cell immunoglobulin-like receptors, das sind Rezeptoren der NK-Zellen, die die zytolytische Wirkung der NK-Zelle inhibieren. Diese Gruppe von membranständigen Rezeptoren interagiert mit dem MHC I-Rezeptor und bestehen aus Polypeptiden, die zu der Proteinfamilie der Immunglobuline (Immunglobulin-Superfamilie, abgk. IgSF) zählen. Sie werden daher auch als ISIR bezeichnet. Mitunter werden auch die zu den C-Typ Lektinen zählenden CLIR-Rezeptoren, wie der CD94/NKG2A- bzw. CD94/NKG2B-Komplex als KIR-Rezeptoren bezeichnet. Man hat mehr als 50 verschiedene Typen von ISIR-Rezeptoren identifiziert, von denen mehrere gemeinsam auf einer NK-Zelle exprimiert werden können. Die unterschiedlichen Rezeptoren sind spezifisch für ein MHC I Molekül oder eine Gruppe ähnlicher MHC I Moleküle, insb. der klassischen MHC I Rezeptoren des HLA-A, HLA-B und HLA-C Genlocus.

AR

- Akronym für engl. activation receptor(s), d.h. Rezeptoren der NK-Zellen, die die zytolytische Wirkung der NK-Zelle aktivieren. Sie werden daher auch als Lyse stimulierende Rezeptoren bezeichnet. Der AR ist ein C-Typ Lektin, das ein breites Spektrum von Oligosaccharid-/Polysaccharid-Liganden auf der Oberfläche von Zielzellen erkennen und binden kann.

LAIR

- Akronym für engl. leukocyte-associated immunoglobulin-like receptor(s), einer Gruppe von Rezeptoren, die konstitutiv inhibierende Wirkung auf Immunzellen ausüben. Beim Menschen sind 2 Gene bzw. Proteine dieses Rezeptor-Typs bekannt, die als LAIR-1 (CD305) und LAIR-2 (CD306) bezeichnet werden. LAIR-1 ist ein membranständiger Rezeptor und relativ gut untersucht, während es sich bei LAIR-2 um ein sekretiertes Protein handelt, das weniger gut charakterisiert ist. Der LAIR-1 Rezeptor findet sich auf nahezu allen peripheren, mononucleären Immunzellen, wie NK-Zellen, Monozyten, T- und B-Zellen, sowie dendritischen Zellen (DC). Er inhibiert im aktivierten Zustand die IL-2 und Interferon γ Produktion von CD4⁺T-Zellen und stimuliert deren TGFβ Sekretion. Bei B-Zellen führt die Aktivierung des LAIR-1 zur Drosselung der Sekretion von IgE und IgG Antikörpern, sowie der Cytokine IL-8, IL-10 und TNF. Bei den NK-Zellen wird durch den aktivierten LAIR-1 die zytolytische Aktivität herabgesetzt. Die Aktivierung des LAIR-1 erfolgt über die Phosphorylierung von Tyrosinresten (vermutlich durch die Tyrosin Kinase Lck) in sog. ITIM-Domänen, die dazu führt, das SH2-Domänen enthaltende Tyrosin-Protein-Phosphatasen binden können, die weitere, zur Zellinaktivierung dienende Signalkaskaden auslösen. Das LAIR-1 Protein besitzt eine extrazelluläre, N-glykolisierte Immunglobulin-Domäne des C2 Typs und 2 cytosolische ITIM-Domänen. Von dem Rezeptor sind 4, durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildete Isoformen bekannt. Die kanonische Isoform 1 hat eine Länge von 287 Aminosäuren und eine molekulare Masse von ca. 31,5 kDa (Angaben inclusive der 21 Aminosäuren des Signalpeptids). Die kürzere Isoform 2 (auch als LAIR-1b bezeichnet) findet sich als Rezeptor auf NK- und T-Zellen. Das schlechter charakterisierte LAIR-2 Protein besitzt eine Immunglobulin-Domäne des C2-Typs. Von diesem Protein sind 2, durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen bekannt, wobei die kanonische Isoform 1 eine Länge von 152 Aminosäuren und ein Molekulargewicht von ca. 16 kDa aufweist. Die Gene (annotierte Namen: LAIR1 und LAIR2) für die CD305 und CD306 Rezeptoren befinden sich auf dem Chromosom 19 im Genlocus q13.4 (kurz 19q13.4).

Links:

UniProt Q6GTX8, LAIR-1, CD305
UniProt Q6ISS4, LAIR-2, CD306
LAIR1, LAIR2-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer

LILR

- Akronym für engl. leukocyte immunoglobulin-like receptor, einer Gruppe von Rezeptoren, die in der CD-Nomenklatur mit CD85 bezeichnet werden und die sich auf der Zelloberfläche von B-Lymphozyten, Monozyten, dendritischen Zellen (DC), T-Zellen und NK-Zellen finden oder sekretiert werden. Die LILR's werden in zwei Unterfamilien A und B unterteilt, von denen im Menschen jeweils 6, respektive 5 verschiedene Gene existieren (LILRA1-6 und LILRB1-5). Dabei zeichnet sich die Unterfamilie B gegenüber der Subfamilie A durch den Besitz von intrazellulären ITIM-Motiven aus, die mit Phosphatasen interagieren. Die genaue Funktion der LILR's ist vergleichsweise weniger gut charakterisiert, ihnen wird jedoch eine modulierende Wirkung der angeborenen Immunreaktionen zugeschrieben.
Der LILR der Subfamilie A Nummer 1 (kurz LILRA1), auch mit CD85i bezeichnet, ist ein Typ 1 Membranprotein, das extrazellulär mehrfach N-glykolisiert ist und 4 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs besitzt, also zur Immunglobulin-Superfamilie (abgk. IgSF) zählt. Der Rezeptor wurde auf B-Zellen und Monozyten nachgewiesen und man nimmt an, dass CD85i mit dem MHC I-Rezeptor interagiert. Von dem Protein existieren zwei durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildete Isoformen. Die Isoform 1 hat eine Länge von 489 Aminosäuren (AS) und eine molekulare Masse von ca. 53 kDa (Angaben inclusive der 16 Aminosäuren des Signalpeptids).
Der LILR der Subfamilie A Nummer 2, kurz als LILRA2 oder mit CD85h bezeichnet, ist ebenso ein Typ 1 Membranprotein, das extrazellulär mehrfach N-glykolisiert ist und 4 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs besitzt. Das Protein bildet Homodimere aus und wurde mit sehr geringer Expressionrate auf B-Zellen, T-Zellen, Monozyten, DC's und NK-Zellen nachgewiesen. Es konnte ferner gezeigt werden, dass der CD85h Rezeptor nicht mit MHC I-Molekülen interagiert. Von dem Protein existieren zwei durch 'alternate splicing' gebildete Isoformen, wobei die Isoform 1 eine Kettenlänge von 483 AS und eine molekulare Masse von ca. 53 kDa hat (Angaben inclusive der 23 Aminosäuren des Signalpeptids).
Der LILR der Subfamilie A Nummer 3, kurz als LILRA3 oder mit CD85e bezeichnet, ist kein Membranprotein, sondern wird wahrscheinlich sezerniert. Das CD85e Molekül besitzt jedoch ebenfalls 4 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs, die mehrfach N-glykolisiert sind. Das Protein wurde in B-Zellen und NK-Zellen, sowie in Monozyten und in der Lunge nachgewiesen und dient vermutlich als löslicher MHC I Rezeptor. Von dem Protein sind keine Isoformen bekannt, die kanonische Form hat eine Kettenlänge von 439 AS und eine molekulare Masse von ca. 47,5 kDa (Angaben inclusive der 23 Aminosäuren des Signalpeptids).
Der LILR der Subfamilie A Nummer 4, kurz als LILRA4 oder mit CD85g bezeichnet, ist ein Typ 1 Membranprotein, das extrazellulär mehrfach N-glykolisiert ist und 4 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs besitzt. Das Protein wurde auf Eosinophilen, Neutrophilen und Monozyten nachgewiesen und interagiert vermutlich mit dem MHC I Rezeptor. Die Bindung des Liganden führt zur Aktivierung von Eosinophilen. Von dem Protein existieren zwei durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen, wobei die Isoform 1 eine Kettenlänge von 499 AS und eine molekulare Masse von ca. 55 kDa hat (Angaben inclusive der 23 Aminosäuren des Signalpeptids).
Der LILR der Subfamilie A Nummer 5, kurz als LILRA5 oder mit CD85f bezeichnet, ist ein Typ 1 Membranprotein, das extrazellulär dreifach N-glykolisiert ist und 2 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs besitzt. Das Protein wurde in Geweben des hämatopoetischen Systems nachgewiesen. Vermutlich interagiert der CD85f Rezeptor nicht mit dem MHC I Rezeptor. Von dem Protein existieren vier durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen, wobei die Isoformen 1 und 2 membranständig sind, während es sich bei den Isoformen 3 und 4 wahrscheinlich um lösliche, sezernierte Formen handelt. Die Isoform 1 besitzt eine Kettenlänge von 299 AS und hat eine molekulare Masse von ca. 33 kDa (Angaben inclusive der 41 Aminosäuren des Signalpeptids).
Der LILR der Subfamilie A Nummer 6, kurz als LILRA6 oder CD85b bezeichnet, ist auch ein Typ 1 Membranprotein, das extrazellulär dreifach N-glykolisiert ist und 2 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs besitzt. Das Protein ist weniger gut charakterisiert, man nimmt jedoch an, dass es mit dem MHC I Rezeptor interagiert. Von dem Protein existieren zwei durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen, wobei die Isoform 1 eine Kettenlänge von 481 AS und eine molekulare Masse von ca. 52 kDa hat (Angaben inclusive der 23 Aminosäuren des Signalpeptids).
Der LILR der Subfamilie B Nummer 1, kurz als LILRB1 oder mit CD85j bezeichnet, ist ein Typ 1 Membranprotein, das extrazellulär mehrfach N-glykolisiert ist und 4 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs besitzt, sowie intrazellulär 4 ITIM-Motive und 3 phosphorylierbare Tyrosinreste aufweist. Das Protein findet sich hpts. auf B-Zellen und Monozyten, sowie in geringerer Expressionsrate auf DC's und Subpopulationen von T-Zellen und NK-Zellen. Der CD85j Rezeptor interagiert mit einem breiten Spektrum von Allelen des MHC I Rezeptors (HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-G) und vermittelt inhibierende Signale, die der Herabregelung von Immunantworten dienen. Von dem Protein existieren 4 durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen, wobei die Isoform 1 eine Kettenlänge von 650 AS und eine molekulare Masse von ca. 71 kDa hat (Angaben inclusive der 23 Aminosäuren des Signalpeptids).
Der LILR der Subfamilie B Nummer 2, kurz als LILRB2 oder mit CD85d bezeichnet, ist ein Typ 1 Membranprotein, das extrazellulär mehrfach N-glykolisiert ist und 4 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs besitzt, sowie 3 intrazelluläre ITIM-Motive aufweist. Das Protein findet sich hpts. auf B-Zellen und Monozyten, sowie in geringerer Expressionsrate auf DC's und NK-Zellen. Der CD85d Rezeptor interagiert mit einem breiten Spektrum von Allelen des MHC I Rezeptors (HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-G) und vermittelt inhibierende Signale, die der Herabregelung von Immunantworten dienen. Von dem Protein existieren 2 durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen, wobei die Isoform 1 eine Kettenlänge von 598 AS und eine molekulare Masse von ca. 65 kDa hat (Angaben inclusive der 21 Aminosäuren des Signalpeptids).
Der LILR der Subfamilie B Nummer 3, kurz als LILRB3 oder mit CD85a bezeichnet, ist ein Typ 1 Membranprotein, das extrazellulär mehrfach N-glykolisiert ist und 4 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs besitzt, sowie intrazellulär 3 ITIM-Motive, 2 phosphorylierbare Tyrosinreste und 1 phosphorylierbaren Threoninrest aufweist. Das Protein findet sich auf B-Zellen und Monozyten und interagiert wahrscheinlich mit dem MHC I Rezeptor. Auch der CD85a vermittelt inhibierende Signale, die der Herabregelung der Antigen induzierten B-Zell-Aktivierung dienen. Von dem Protein existieren 3 durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen, wobei die Isoform 1 eine Kettenlänge von 631 AS und eine molekulare Masse von ca. 69 kDa hat (Angaben inclusive der 23 Aminosäuren des Signalpeptids).
Der LILR der Subfamilie B Nummer 4, kurz als LILRB4 oder mit CD85k bezeichnet, ist ein Typ 1 Membranprotein, das 2 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs besitzt, sowie intrazellulär 3 ITIM-Motive und 1 phosphorylierbaren Tyrosinrest aufweist. Das Protein wurde auf B-Zellen, Monozyten, Makrophagen, DC's, NK-Zellen und im Lungengewebe nachgewiesen. Der CD85k Rezeptor interagiert mit einem breiten Spektrum von Allelen des MHC I Rezeptors (HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-G) und vermittelt inhibierende Signale, die der Herabregelung von Immunantworten und der Ausbildung von Toleranz dienen. Von dem Protein existieren 3 durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen, wobei die Isoform 1 eine Kettenlänge von 448 AS und eine molekulare Masse von ca. 49 kDa hat (Angaben inclusive der 21 Aminosäuren des Signalpeptids).
Der LILR der Subfamilie B Nummer 5, kurz als LILRB5 oder mit CD85c bezeichnet, ist ein Typ 1 Membranprotein, das extrazellulär mehrfach N-glykolisiert ist und 4 extrazelluläre Immunglobulin-Domänen des C2-Typs besitzt, sowie intrazellulär 2 ITIM-Motive aufweist. Das Protein wurde hpts. auf NK-Zellen nachgewiesen und interagiert wahrscheinlich mit dem MHC I Rezeptor. Von dem Protein existieren 3 durch alternatives Spleissen gebildete Isoformen, wobei die Isoform 1 eine Kettenlänge von 590 AS und eine molekulare Masse von ca. 64 kDa hat (Angaben inclusive der 23 Aminosäuren des Signalpeptids).
Alle Gene (annotierte Namen: LILRA1 bis LILRA6 und LILRB1 bis LILRB5) für die CD85 Rezeptoren befinden sich auf dem Chromosom 19 innerhalb des Genlocus q13.4 (kurz 19q13.4) und bilden dort einen als engl. leukocyte receptor complex bezeichneten Gencluster.

Links:

UniProt O75019, LILRA1, CD85i
UniProt Q8N149, LILRA2, CD85h
UniProt Q8N6C8, LILRA3, CD85e
UniProt P59901, LILRA4, CD85g
UniProt A6NI73, LILRA5, CD85f
UniProt Q6PI73, LILRA6, CD85b
UniProt Q8NHL6, LILRB1, CD85j
UniProt Q8N423, LILRB2, CD85d
UniProt O75022, LILRB3, CD85a
UniProt Q8NHJ6, LILRB4, CD85k
UniProt O75023, LILRB5, CD85c
Leukocyte receptor complex-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer

FcR

- Abkürzung für engl. Fc-Receptor, bezeichnet Rezeptoren, die an die Fc-region von Antikörpern binden. Dadurch werden meist Effektorreaktionen der sie exprimierenden Zellen ausgelöst. FcR's finden sich z.B. auf NK-Zellen und eosinophilen Granulozyten.

Igα

- Auch CD79a, einem Co-Rezeptor des BCR. Weiteres s. CD79.

Igβ

- Auch CD79b, einem Co-Rezeptor des BCR. Weiteres s. CD79.

CCR7

- Ein zur Gruppe der engl. homing receptor zählender Chemokin-Rezeptor der DC's und T-Lymphozyten, der diese durch Bindung von CCL19 und CCL21 in die Lymphknoten dirigiert.

CXCR5

- Ein zur Gruppe der engl. homing receptor zählender Chemokin-Rezeptor der B-Lymphozyten, der an der Einwanderung der B-Lymphozyten in die Lymphknoten beteiligt ist.

IL2R

- Cytokin-Rezeptor für das Interleukin 2 (IL-2) auf der Oberfläche von Immunzellen. IL2R besteht aus den 2 Protein-Untereinheiten α (CD25) und β (CD122), die nicht-kovalent miteinander assoziiert oder für sich alleine auftreten können. Diese unterschiedlichen Expressionsmuster gehen einher mit einer unterschiedlichen Affinität des Rezeptors, in der ein Dimer aus α- und β-Untereinheit die höchste Affinität zu IL-2 besitzt, während die alleinige Expression der β-Untereinheit nur eine mittlere Affinität zu IL-2 aufweist. Die β-Untereinheit ist jedoch für die Signalvermittlung in das Zellinnere im Falle einer Bindung von IL-2 verantwortlich. Die alleinige Expression der α-Untereinheit zeigt nur eine geringe Affinität zu IL-2, ist jedoch charakteristisch für die T_reg-Zellen. In manchen Fällen assoziiert der IL2-Rezeptor zusätzlich mit einem weiteren Membranprotein, das als γ-Untereinheit des Cytokinrezeptors bzw. als CD132 bekannt ist.

Links:

UniProt P01589, Interleukin-2 receptor alpha subunit, CD25
IL2RA-Gen (CD25) im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P14784, Interleukin-2 receptor beta subunit, CD122
IL2RB-Gen (CD122) im NCBI Chromosome Map Viewer

β₂m, β2-microglobulin

- Wasserlösliche, invariante β-Kette des MHC I-Moleküls mit einer Länge von ca. 100 (120) Aminosäuren und einer molekularen Masse von ca. 12 (13,7) kDa (die Angaben in Klammern beziehen sich auf das Protein mit Signalpeptid). Das β2-microglobulin wird beim Menschen vom B2M Gen auf dem Chromosom 15 im Locus q22 codiert (kurz 15q22). Ebenso wie die α3-Domäne der α-Kette des MHC I Moleküls enthält das β-2 microglobulin eine Immunglobulin ähnliche Domäne des C1-Typs und wird deshalb zur Proteinklasse der Immunglobulin-Superfamilie (abgk. IgSF) gerechnet. Das β2m bindet nicht-kovalent an die α-Kette des MHC I, wobei es hpts. mit der α3 Domäne und nur mit einzelnen Aminosäuren der α1 und α2 Domänen assoziiert ist. Die Verbindung mit der α-Kette erfolgt bereits während der Faltung des MHC I Moleküs im ER, noch bevor die volle native Konformation durch Bindung eines Antigen-Peptids erreicht ist. Die Faltung der α-Kette wird hierbei durch Chaperone-Proteine begleitet; so assoziiert die α-Kette zunächst mit dem Chaperone Calnexin, welches dissoziiert wenn das β2m Protein an die α-Kette bindet. Dieser Komplex assoziiert mit dem Chaperone Calreticulin und dem Protein Tapasin, einem Hilfsprotein des engl. peptide loading complex. Tapasin ermöglicht die Bindung und Beladung der Bindungsgrube des MHC I Moleküls mit einem antigenen Peptid. Erst nach der Bindung eines Peptids ist der gesamte Komplex und insb. die nicht-kovalente Verbindung von α3-Domäne und β-2-mikroglobin stabil und kann nun als funktionaler, trimerer MHC I Rezeptor an die Zelloberfläche transportiert werden. Die β₂m Komponente ist für die volle Funktionsfähigkeit der MHC I Rezeptoren, sowie deren Transport an die Zelloberfläche unentbehrlich und ist auch bei der Bindung des CD8 Corezeptors von zytotoxischen T-Zellen (CTL) an den MHC I Rezeptor beteiligt. So weisen β-2 microglobulin defiziente Zellen (z.B. sog. Daudi Tumorzellen) keine MHC I Moleküle an der Plasmamembran auf, obwohl sie MHC I α-Ketten synthetisieren. Bei Infektion mit dem Cytomegalovirus verhindert ein virales Protein durch Bindung an β-2-mikroglobulin die Bildung funktionsfähiger MHC I Rezeptoren und versucht dadurch die Etablierung eines antiviralen Status der Zelle, bei dem die MHC I Expression verstärkt wird, zu verhindern. Entsprechend diesem funktionalen Zusammenhangs wird das B2M Gen auch zusammen mit den Genen der MHC I Moleküle (HLA), der Proteasomuntereinheiten LMP und dem Gen des TAP Transporters koordiniert reguliert. Das β-2-mikroglobulin assoziiert zudem mit dem MHC I ähnlichen Rezeptor CD1 (s. dort).

Links:

UniProt P61769, β-2-mikroglobulin,
B2M-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

B7

- Gruppe von Rezeptoren, die als Liganden des CD28, sowie des CTLA4-Rezeptors (CD152 nach der CD-Nomenklatur) auf T-Zellen fungieren und dadurch das notwendige co-stimulatorische Signal entweder zur T-Zell-Aktivierung (Bindung an CD28) oder zur Abschwächung (Bindung an CD152) der T-Zell-Aktivierung erzeugen. B7-Rezeptoren finden sich v.a. auf APC's (insb. DC's und B-Zellen). Vor allem sind zwei Rezeptortypen bekannt, die als B7-1 und B7-2 (CD80 bzw. CD86 in der CD-Nomenklatur) bezeichnet werden. Die Interaktion von B7-Rezeptoren auf dendritischen Zellen (DC's) mit dem CD28 von T-Zellen wirkt als co-stimulatorisches Signal, das zur T-Zell-Aktivierung führt, während eine Interaktion mit dem CTLA4-Rezeptor zu einer Einschränkung der T-Zell-Aktivierung führt. Ferner können durch T-Zellen aktivierte B-Zellen ebenfalls B7-Rezeptoren exprimieren, die nun wiederum durch Interaktion mit CD28-Rezeptoren Gedächtnis-T-Zellen aktivieren.

CTLA4

- Andere Bezeichnung für CD152 (s. dort).

homing receptor

- Eine engl. Bezeichnung für Rezeptoren, die Zellen durch Bindung von Chemokinen an ihren Zielort geleiten.

ITAM

- Abk. für engl. immunoreceptor tyrosine based activation motif, einer Bezeichnung für eine intrazellulär vorliegende, Tyrosin reiche Aminosäuresequenz die typisch für viele immunologisch aktive Rezeptoren ist und die massgeblich an der Aktivierung und Generierung von intrazellulären Signalen beteiligt ist. Dabei beruht das Prinzip darauf, dass extrazelluläre Konformationsänderungen des Rezeptors, z.B. durch Bindung des spezifischen Antigens intrazelluläre Konformationsänderungen bewirken, die wiederum die Phosphorylierung der Tyrosinreste durch spezielle Tyrosin-Kinasen bewirken. Diese sind wiederum Ausgangspunkt für, häufig durch Phosphorylierungsreaktionen gekennzeichnete, Signalkaskaden, die bis hin zur Transkriptionsregulation unterschiedliche Auswirkungen haben können. Dabei kommt die Signal transduzierende Wirkung häufig nicht durch den das Antigen bindenden Rezeptor, sondern durch assoziierte Membranproteine oder sog. Co-Rezeptoren zustande, die mit dem Hauptrezeptor assoziert vorliegen und ein sog. co-stimulatorisches Signal generieren. ITAM-Domänen sind insb. kennzeichend für die Igα- und Igβ-Rezeptoren des B-Zell-Rezeptors (BCR) und die CD3-Dimere des T-Zell-Rezeptors (TCR).

ITIM

- Abk. für engl. immunoreceptor tyrosine based inhibitor motif, einer Bezeichnung für eine intrazellulär vorliegende, Tyrosin reiche Aminosäuresequenz die typisch für einige immunologisch aktive Rezeptoren ist und die massgeblich an der Generierung von intrazellulären Signalen beteiligt ist, die jedoch im Unterschied zu den ITAM-Motiven eher inhibierend, also eine Immunantwort herabregelnd, wirken. ITIM-Motive finden sich z.B. bei den LAIR und den LILR Proteinen.

Co-Receptor

- Engl. Bezeichnung für akzessorische, d.h. mit einem Hauptrezeptor assoziierte Rezeptoren, die an der Rezeptorspezifität des Hauptrezeptors und/oder der nachfolgenden Signaltransduktion beteiligt sind. Co-Rezeptoren im klassischen Sinne sind die CD4 und CD8-Rezeptoren des TCR und der B-Zell-Corezeptor-Komplex, bestehend aus CD21, CD19 und CD81. Die exakte Definition der Co-Rezeptoren ist in der Literatur nicht immer eindeutig, so werden häufig auch andere, akzessorische Membranproteine als Co-Rezeptoren bezeichnet.

scavenger receptor

- Engl. für eine Klasse von Rezeptoren, die im dt. als "Aasfresser"-Rezeptor bezeichnet werden können. Diese Namensgebung rührt daher, dass Scavenger-Rezeptoren hpts. an der Beseitigung von Molekülen oder Zellfragmenten beteiligt sind, die im Zuge der Immunreaktionen oder des physiologischen Umsatzes der Hämatopoese entstehen und "entsorgt" werden müssen. Entsprechend finden sich Scavenger-Rezeptoren v.a. auf Makrophagen und Monozyten und binden dort bspw. an veränderte LDL-Komplexe, Hämoglobin-/Haptoglobin-Komplexe (z.B. CD163) oder direkt an Mikroorganismen.

LFA-1

- Akronym für engl. lymphocyte function associated protein 1, ist ein zur Klasse der Integrine zählendes Adhäsionsmolekül auf T-Zellen u.a. Lymphozyten, das an ICAM-1 bei der Ausbildung von Immunologischen Synapsen mit APC's, sowie bei dem Vorgang der Diapedese durch Endothelzellen bindet.

LFA-2

- Akronym für engl. lymphocyte function associated protein 2, andere Bezeichnung für das Adhäsionsmolekül CD2 (s. dort).

LFA-3

- Akronym für engl. lymphocyte function associated protein 3, andere Bezeichnung für den Adhäsionsmolekül CD58 (s. dort).

PRR

- Akronym für engl. pattern recognition receptor, dt. Mustererkennungsrezeptoren. PRR's sind Rezeptoren der Zellen des angeborenen Immunsystems, also der Granulozyten, der Mastzellen, der Makrophagen und der NK-Zellen, die der Erkennung, Bindung und sukzessiven Signalübermittlung von speziellen, konservierten antigenen Strukturen, den sog. engl. pathogen associated microbial patterns, abgk. PAMP, dienen. Zu diesen Rezeptoren gehören Moleküle unterschiedlicher Proteinfamilien, wie etwa C-Typ Lektine bzw. C-Typ ähnliche Lektine, die engl. toll like receptors (abgk. TLR) oder die engl. NOD like receptors (abgk. NLR).

PAMP

- Akronym für engl. pathogen associated microbial pattern(s), dt. Pathogen assoziierte, mikrobielle Muster. Dabei handelt es sich um spezielle, für viele pathogene Mikroorganismen charakteristische, molekulare Strukturen, die sich bspw. an Lipopolysacchariden, Glykoproteinen, Lipoproteinen, Flagellinen oder bakterieller und viraler DNA oder RNA finden. Solche PAMP's werden von spez. Mustererkennungsrezeptoren des angeborenen Immunsystems (engl. innate immunity), wie etwa den C-Typ Selektinen, den Toll ähnlichen Rezeptoren (engl. toll like receptors, abgk. TLR) oder den NOD ähnlichen Rezeptoren (engl. NOD like receptors, abgk. NLR) erkannt und gebunden.

IRSs

- Abkürzung für engl. immunoregulatory sequences, im allg. Nucleotide, die i.d.L. sind regulatorisch auf Signalwege des Immunsystems einzuwirken. Dies betrifft insb. die Inhibition von TLR's durch kurze Oligonucleotide, die in der Behandlung von Autoimmunerkrankungen eingesetzt bzw. erprobt werden (s. TLR).

Neuropilin

- Bezeichnung für Rezeptoren, die aus den Membranproteinen Neuropilin-1 und Neuropilin-2 gebildet werden. Es sind sowohl homodimere Rezeptoren, die aus NRP1 oder NRP2 aufgebaut sind, als auch heterodimere Rezeptoren, bestehend aus NRP1 und NRP2, beschrieben worden. Dieser Rezeptortyp wird synonym auch mit BDCA-4 bezeichnet und dient als Marker für im Blut zirkulierende plasmacytoide Dendritische Zellen (pDC).

BDCA-4

- Synonyme Bezeichnung für den Neuropilin-Rezeptor (s. dort).

Neuropilin-1

- Trivialname des in der CD-Nomenklatur als CD304 bezeichneten Typ 1 Membranproteins (s. CD304).

Neuropilin-2

- Bezeichnung für ein Typ 1 Membranprotein (annotierter Genname NRP2), das als Homodimer oder als Heterodimer zusammen mit Neuropilin-1 einen Rezeptor ausbildet, der i.d.L. ist, an bestimmte Semaphorine (Sema-3C, Sema-3F) oder den engl. vascular endothelial growth factor (VEGF) zu binden. Damit ist Neuropilin-1/2 an entwicklungsbiologischen Vorgängen, wie dem Nervenwachstum, der Angiogenese oder anderen Vorgängen der Organogenese beteiligt. Es sind sechs, durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildete Isoformen bekannt, wovon fünf den membranständigen Rezeptor ausbilden, während die Isoform s9 sekretiert wird. Man nimmt an, dass NRP1/2 an der Migration und Adhäsion von Tumoren beteiligt sind.

Links:

UniProt O60462, Neuropilin-2
NRP2-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

EGFR

- Akronym für engl. epidermal growth factor receptor, dt. Rezeptor des epidermalen Wachstumsfaktor.

Cytokine und Chemokine, Signal- und Botenstoffe des Immunsystems

Cytokine

- Aus Peptiden bestehende Klasse von Signalstoffen, die das Wachstum und die Differenzierung von Zellen modulieren.

Lymphokine

- Spez. Klasse von Cytokinen, die ursprünglich auf die von Lymphozyten produzierten Cytokine beschränkt war. Zu den Lymphokinen zählen insb. die Interleukine und Interferone

Interleukine

- Spez. Klasse von Cytokinen

IL

- Abkürzung für die Cytokin-Klasse der Interleukine

IL-1

- Abk. für das Interleukin-1, einem Cytokin, das u.a. von Makrophagen, Mastzellen und Basophilen produziert wird und welches das Gefässendothel zur Ausbildung der für die Diapedese von Leukozyten benötigten Adhäsionsmoleküle anregt. Ferner induziert IL-1 die Produktion von Akute Phasen Proteinen und wirkt fieberauslösend, da es auf den Hypothalamus einwirkt. Aufgrund letzterer Wirkung wird IL-1 auch als endogenes Pyrogen eingestuft.

IL-2

- Abk. für das Interleukin-2, einem Cytokin, das von aktivierten T-Helfer-Zellen produziert wird und die klonale Expansion (engl. clonal expansion) von T-Zellen induziert.

IL-3

- Abk. für das Interleukin-3, einem Cytokin, das von T_H¹-Zellen produziert wird und die Proliferation von myeloiden Stammzellen anregt.

IL-4

- Abk. für das Interleukin-4, einem Cytokin, das von Mastzellen und T_H²-Zellen sezerniert wird und einen Antikörperklassenwechsel in proliferierenden B-Zellen in Richtung IgE und IgG1 induzieren kann. Ferner stimuliert IL-4 die T_H²-Proliferation und inhibiert die IFNγ induzierte Makrophagen-Aktivierung, wirkt also antagonistisch zu T_H¹-Zellen.

Links:

UniProt P05112, Interleukin-4, IL-4
IL4-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-5

- Abk. für das Interleukin-5, einem Cytokin, das von T_H²-Zellen sezerniert wird und einen Antikörperklassenwechsel in proliferierenden B-Zellen in Richtung IgA induzieren kann. Ferner stimuliert IL-5 die Proliferation von Eosinophilen.

Links:

UniProt P05113, Interleukin-5, IL-5
IL5-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-6

- Abk. für das Interleukin-6, einem Cytokin mit einem weiten Wirkungsspektrum. IL-6 kann von Makrophagen, Endothelzellen und T-Zellen sezerniert werden und aktiviert u.a. die Produktion der Akute Phasen Proteine in Hepatozyten, kann die Antikörper-Produktion von IgG in B-Zellen regulieren, fördert die Differenzierung von T-Helfer-Zellen zu T_H¹⁷ und stimuliert die Reifung von Megakaryozyten und damit die Produktion von Thrombozyten. Ferner beeinflusst IL-6 die neurale Entwicklung. IL-6 bindet als Ligand an einen trimeren Rezeptor, der zur Klasse I Cytokin-Rezeptoren (Hämatopoeitin-Rezeptoren) zählt. Von diesem Rezeptor-Typ leitet sich eine Unterfamilie der Klasse I Cytokin-Rezeptoren ab, die als IL-6-Rezeptor Unterfamilie bezeichnet wird. Kennzeichnend für diese Familie von Rezeptoren ist die gp130-Untereinheit, die in allen Rezeptoren auftritt und an der intrazellulären Signalübermittlung beteilgt ist. Der eigentliche IL-6 Rezeptor wird von zwei gp130-Untereinheiten und einer Cytokin spezifischen Untereinheit gebildet.

Links:

UniProt P05231, Interleukin-6, IL-6
IL6-Genlocus im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-7

- Abk. für das Interleukin-7, einem Cytokin, das als Wachstums- und Differenzierungsfaktor der Hämatopoese die Bildung von Vorläuferzellen der lymphoiden Zelllinie stimuliert. Aber auch die Homöostase und Proliferation von ausgereiften Lymphozyten wird durch IL-7 positiv beeinflusst. Das 177 Aminosäuren (AS) umfassende Peptid (einschliesslich der 25 AS des Signalpeptids) wird vorwiegend von den stromalen Zellen des Knochenmarks und des Thymus sezerniert. IL-7 bindet an den heterodimeren IL-7-Rezeptor (IL7R).

Links:

UniProt P13232, Interleukin-7, IL-7
IL7-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-8

- Abk. für das Interleukin-8, einem Chemokin, das die Aktivierung von Neutrophilen induziert. IL-8 kann von verschiedenen Zelltypen (Monozyten, Leukozyten, endothelialen Zellen) sezerniert werden und wird von Neutrophilen mittels der Rezeptoren CXCR1/CXCR2 rezeptiert, so dass diese aktiviert und zum Ort der Inflammation geleitet werden, wo eine Diapedese der Neutrophilen in das Gewebe erfolgen kann. Von IL-8 sind mehrere Formen unterschiedlicher Kettenlänge bekannt, die erst nach erfolgter Sekretion durch proteolytische Spaltung entstehen und sich v.a. durch eine verschieden starke Wirkung auf die Aktivierung der Neutrophilen und eine unterschiedliche Affinität zu den CxC-Rezeptoren unterscheiden.

Links:

UniProt P10145, Interleukin-8, IL-8
IL8-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-9

- Abk. für das Interleukin-9, einem Cytokin, das u.a. an allergischen Reaktionen beteiligt ist. IL-9 bindet an einen heterodimeren Rezeptor der zur Klasse I Cytokin-Rezeptoren (Hämatopoeitin-Rezeptoren) und hier zur Unterfamilie der IL-2-Rezeptoren zählt. Dieser Rezeptor wird von der 'gemeinsamen γ Untereinheit' und einer Cytokin spezifischen Untereinheit, IL-9R, gebildet.

IL-10

- Abk. für das Interleukin-10, einem Cytokin, das von T_H²-Zellen produziert wird und in der Lage ist T_H¹-Zellen zu inhibieren.

IL-11

- Abk. für das Interleukin-11, einem hämatopoetischen Cytokin, das ähnlich wie IL-6 von aktivierten T-Helfer-Zellen, Monozyten, Endothelzellen und Fibroblasten sezerniert werden kann. IL-11 bindet an einen heterodimeren Rezeptor, der zur Klasse I Cytokin-Rezeptoren (Hämatopoeitin-Rezeptoren) und hier zur Unterfamilie der IL-6-Rezeptoren zählt. Dieser Rezeptor wird von einer gp130-Untereinheit und einer Cytokin spezifischen Untereinheit gebildet.

IL-12

- Abk. für das Interleukin-12, einem Cytokin, das von Makrophagen und dendritischen Zellen (DC's) sezerniert wird und die Differenzierung naiven T-Zellen zu T_H¹-Zellen fördert, sowie i.d.L. ist, das cytolytische Potential von NK-Zellen und zytotoxischen T-Zellen (CTL) zu erhöhen. IL-12 wird aus den zwei Peptiden IL12A und IL12B gebildet, die funktional entweder zu einem heterodimeren Komplex aus IL12A und IL12B oder einem homodimeren Komplex aus 2 Untereinheiten des IL12B zusammentreten können. Das dimere Peptid bindet an den ebenfalls heterodimeren IL-12-Rezeptor, der sich aus den Untereinheiten IL12Rβ1 und IL12Rβ2 zusammensetzt und dessen Expression durch IL-2 stimuliert wird.

Links:

UniProt P29459, IL12A, Interleukin-12A
IL12A-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P29460, IL12B, Interleukin-12B
IL12B-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-13

- Abk. für das Interleukin-13, einem Cytokin, das in der späten Reaktion von Mastzellen und basophilen Granulozyten sezerniert wird. IL-13 regt die Schleimproduktion des Lungenepithels an, wirkt antagonistisch zu Interferon γ und fördert synergistisch mit IL-4 die Differenzierung von T-Zellen zu T_H²-Zellen. Ferner übt IL-13 vermutlich eine hemmende Wirkung auf die Mastzellaktivierung (Rückkoppelungseffekt) aus.

Links:

UniProt P35225, Interleukin-13, IL-13
IL13-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-15

- Abk. für das Interleukin-15, einem Cytokine, das die Proliferation von T-Lymphozyten und besonders von NK-Zellen stimuliert. IL-15 wird vorwiegend von mononucleären Phagozyten produziert und tritt am häufigsten im Skelettmuskel und der Plazenta auf. Es wird aber auch in anderen Geweben und Organen, wie Herz, Lunge, Nieren oder Leber nachgewiesen. IL-15 ist strukturell mit dem IL-2-Peptid verwandt und interagiert mit den β- und γ-Protein-Untereinheiten des IL-2-Rezeptors (IL2R), die Teile des IL-15-Rezeptors (IL15R) ausmachen.

Links:

UniProt P40933, Interleukin-15, IL-15
IL15-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-17

- Abk. für Interleukin-17, einer Familie von Cytokinen, die hpts. von T-Helfer-Zellen sezerniert werden. Insb. stellt das IL-17 ein charakteristisches Cytokin der T_H¹⁷-Zellen dar, die nach diesem Interleukin benannt wurden. Im allg. übt IL-17 eine entzündungsfördernde (proinflammtorische) Wirkung aus, die u.a. durch eine Mobilisierung von Neutrophilen und eine Stimulation der Bildung von Granulozyten zum Ausdruck kommt. Dabei wird die Produktion von IL-17 durch IL-23 angeregt. Die Familie der Interleukin-17-Peptide konstituiert sich aus den Genen IL17A bis IL17F. Deren Genprodukte weisen untereinander eine hohe strukturelle Ähnlichkeit auf, die Aminosäuresequenzen der einzelnen Peptide weichen jedoch mehr oder weniger stark voneinander ab, was dazu geführt hat, dass einzelne Moleküle der Interleukin-17-Gruppe eigene Bezeichnungen innerhalb der Interleukine erhalten haben (z.B. IL17B als IL-20), die auch weiterhin als Synonyme verwendet werden oder gar den anerkannten, annotierten Namen darstellen (z.B. IL-25 als IL17E). Die IL-17 Peptide binden an IL-17-Rezeptoren (IL17R), die sich ebenfalls aus unterschiedlichen Protein-Untereinheiten zusammensetzen und so die jeweilige Spezifität durch verschiedene Rezeptortypen vermitteln. Entsprechend dieser Diversität weisen die verschiedenen IL-17-Peptide im einzelnen auch eine unterschiedliche Wirkung auf.

Links:

UniProt Q16552, IL17A, Interleukin-17, IL-17
UniProt Q9UHF5, IL17B, auch IL-20
UniProt Q9P0M4, IL17C
UniProt Q8TAD2, IL17D, auch IL-27
UniProt Q9H293, IL-25, auch IL17E
UniProt Q96PD4 , IL17F, auch IL-24
IL17A, IL17F-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer
IL17B-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
IL17C-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
IL17D-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
IL25-Gen (IL17E) im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-18

- Abk. für das Interleukin-18, einem Cytokin, das von Makrophagen und anderen Zellen sezerniert wird und eine entzündungsfördernde (proinflammtorische) Wirkung besitzt. Darüberhinaus ist es i.d.L. die Interferon γ Produktion von NK- und T-Helfer-Zellen (insb. T_H¹) zu stimulieren, was u.a. zu einer Aktivierung von Makrophagen führt. Ferner wurde nachgewiesen, dass IL-18 im Zusammenspiel mit IL-12 die Antikörper-Produktion von B-Zellen so moduliert, das die durch IL-4 induzierten Isotypen IgE und IgG1 inhibiert werden und das Antikörperspektrum zu IgG2a hin verschoben wird.

Links:

UniProt Q14116, Interleukin-18, IL-18
IL18-Genlocus im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-20

- Synonyme Bezeichnung für das IL-17B (s. dort).

IL-21

- Abk. für das Interleukin-21, einem Cytokin, das von aktivierten CD4⁺ T-Helfer-Zellen und NK-T-Zellen sezerniert wird, jedoch nicht von zytotoxischen T-Zellen (CTL), B-Zellen und Monozyten. IL-21 übt eine immunoregulatorische Funktion aus und fördert im Zusammenspiel mit IL-15 die Reifung und Proliferation von NK-Zellen, ebenso wie die Proliferation von reifen T- und B-Lymphozyten in Synergie zu den Wirkungen von IL-15 und IL-18. Rezeptiert wird das Cytokin von dem IL-21-Rezeptor, der sich heterodimer aus einer spezifischen IL21R-Komponente und der bei anderen Rezeptoren ebenfalls auftretenden 'gemeinsamen Untereinheit γ' zusammensetzt.

Links:

UniProt Q9HBE4, Interleukin-21, IL-21
IL21-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-22

- Abk. für das Interleukin-22, einem Cytokin, das von aktivierten dendritischen Zellen (DC) und aktivierten T-Zellen sezerniert wird und insb. Reaktionen des angeborenen Immunsystems (engl. innate immunity) in epithelialen Zellen des Darms und der Atemwege initiiert. Damit zählt das IL-22 zu den entzündungsvermittelnden (proinflammatorischen) Cytokinen. Es gehört zudem der sog. IL-10-Superfamilie an, was auch dadurch zum Ausdruck kommt, dass Untereinheiten des IL-10-Rezeptors an der Bildung des IL-22-Rezeptors beteiligt sind.

Links:

UniProt Q9GZX6, Interleukin-22, IL-22
IL22-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-23

- Abk. für das Interleukin-23, einem Cytokin, das sich aus der IL-23 α-Untereinheit und der IL-12B-Untereinheit zusammensetzt. IL-23 wird wie IL-12 vorwiegend von dendritischen Zellen (DC) und Makrophagen sezerniert, wirkt aber im Gegensatz zu IL-12 nicht auf naive T-Zellen, sondern auf Gedächtnis-T-Zellen. Der Rezeptor des IL-23 Cytokins wird von einer IL-23 spezifischen Komponente (IL23R) und der Untereinheit IL12Rβ1 des IL-12-Rezeptors gebildet.

Links:

UniProt Q9NPF7, IL23A, Interleukin-23
IL23A-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

IL-24

- Abk. für das Interleukin-24, einem Cytokin, aber auch synonyme Bezeichnung für das IL-17F (s. dort).

IL-25

- Anerkannte und annotierte Bezeichnung für das IL-17E (s. dort).

IL-27

- Abk. für das Interleukin-27, einem heterodimeren Cytokin, das sich aus den Untereinheiten 'Epstein-Barr virus (EBV)-induced gene 3' (EBI3, auch IL-27B) und IL27-p28 (auch IL-30) zusammensetzt. Verwirrenderweise ist IL27 auch eine synonyme Bezeichnung für das IL-17D (s. dort), so dass in der Literatur u.U. aus dem Kontext geschlossen werden muss, welches der Cytokine gemeint ist.

IL-30

- Abk. für das Interleukin-30, das eine synonyme Bezeichnung für die IL27-p28 Untereinheit des IL-27 ist (s. dort).

Interferone

- Spez. Klasse von Cytokinen, die auch mit der Abkürzung INF bezeichnet werden. Grundsätzlich werden Typ bzw. Klasse I Interferone von den Klasse II Interferonen unterschieden. Zu den Klasse I Interferonen zählen die Formen des Interferons α (abgk. INFα) und das Interferon β (abgk. INFβ). Sie werden v.a. in Immunreaktionen bei Virus-Infektionen produziert und sind an der Etablierung des sog. 'anti-viralen Status' von Zellen beteiligt. Zu den Typ II Interferonen zählt v.a. das Interferon γ (abgk. INFγ), welches die Proliferation von T_H¹-Zellen fördert und die Produktion von Interleukin 12 (Il-12) in Makrophagen induziert.
Unter den für Interferone codierenden Genen finden sich bei den Mammalia zahlreiche Gene, die abhängig von der Spezies als Pseudogene oder als aktive Gene mit einem funktionalen Genprodukt ausgebildet sind. So existiert bspw. das Interferon ω beim Menschen lediglich als Pseudogen, bildet aber in anderen, nicht zu den Primates zählenden Arten ein funktionales Gen aus.

INF

- Abkürzung für die Cytokin-Klasse der Interferone

INFα

- Bezeichnung für eine Gruppe von Klasse I Interferonen, die generell bei Virus-Infektionen von Phagozyten und CTL's sezerniert werden und in den Zielzellen eine Inhibition der viralen Replikation induzieren, sowie die Expression von MHC I-Molekülen verstärken, so dass in den Zielzellen ein 'antiviraler Status' etabliert wird.
Beim Menschen sind 13 Gene bekannt, die für verschiedene Interferon α Peptide codieren. Diese Gene werden mit IFNA1, IFNA2, IFNA4, IFNA5, IFNA6, IFNA7, IFNA8, IFNA10, IFNA13, IFNA14, IFNA16, IFNA17 und IFNA21 bezeichnet und sind in einem Gencluster auf dem Chromosom 9 organisiert.

Links:

UniProt P01562, Interferon alpha-1/13
UniProt P01563, Interferon alpha-2
UniProt P05014, Interferon alpha-4
UniProt P01569, Interferon alpha-5
UniProt P05013, Interferon alpha-6
UniProt P01567, Interferon alpha-7
UniProt P32881, Interferon alpha-8
UniProt P01566, Interferon alpha-10
UniProt P01570, Interferon alpha-14
UniProt P05016, Interferon alpha-16
UniProt P01571, Interferon alpha-17
UniProt P01568, Interferon alpha-21
IFNA1, IFNA2, IFNA4, IFNA5, IFNA6, IFNA7, IFNA8, IFNA10, IFNA14, IFNA16, IFNA17, IFNA21-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer

INFβ

- Klasse I Interferon, das bei Virus-Infektionen von Fibroblasten und CTL's sezerniert wird und in den Zielzellen eine Inhibition der viralen Replikation induzieren soll, sowie die Expression von MHC I-Molekülen verstärkt, so dass in der Zielzelle ein 'antiviraler Status' etabliert wird.
Beim Menschen ist das Gen für das Interferon β Peptid unter der Bezeichnung IFNB1 annotiert und liegt auf dem Chromosom 9 (). Das Genprodukt umfasst eine Sequenz von 187 Aminosäuren (AS) mit einem Molekulargewicht von 22,29 kDa. Von diesem Peptid werden 21 AS als Signalpeptid abgespalten.

Links:

UniProt P01574, Interferon beta
IFNB1-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

INFγ

- Klasse II Interferon, das von T_H¹-Zellen produziert wird und deren Proliferation fördert, sowie die Il-12 Produktion in Makrophagen induziert.

Links:

UniProt P01579, Interferon gamma
IFNG-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

TNF

- Akronym für engl. tumor necrosis factor(s), einer Gruppe von Cytokinen, die unter anderem an apoptotischen Vorgängen beteiligt sind. Zu dieser Gruppe gehören insb. TNFα und TNFβ. Tlw. hat sich die Abk. TNF auch als hpts. Name für TNFα eingebürgert, so dass mitunter dem Kontext zu entnehmen ist, welches der TNF-Moleküle gemeint ist.

TNFα

- Akronym für engl. tumor necrosis factor α, häufig auch nur mit TNF bezeichnet. TNFα induziert Adhäsionsmoleküle im Endothel und erhöht allgemein die Gefässpermeabilität, so dass Leukozyten die Diapedese in entzündetes Gewebe ermöglicht wird. TNFα kann von Mastzellen, Makrophagen und T-Zellen sekretiert werden und kann als allgemeiner Entzündungsvermittler angesehen werden.

TNFβ

- Akronym für engl. tumor necrosis factor β, auch als Lymphotoxin bezeichnet.

TGFβ

- Akronym für engl. transforming growth factor β. TGFβ ist ein sekretierter Botenstoff, der u.a. bei der Zelldifferenzierung, der Mitose und Apoptose eine Rolle spielt. Bekannte Funktionen auf molekulabiologischer Ebene sind die Aktivierung des sog. Smad-Signalwegs, sowie die Förderung der Differenzierung von CD4-positiven T-Zellen zu T_H¹⁷

Chemokine

- "Lockstoffe", d.h. Stoffe, die von bestimmten Geweben sezerniert und von anderen Zellen als Signalstoff rezeptiert werden, um so als 'Wegweiser' zu dem sezernierenden Gewebe zu dienen. Da mit zunehmender Entfernung vom sezernierenden Gewebe die Konzentration der Chemokine abnimmt, entsteht ein chem. Gradient des sezernierten Chemokin anhand dem sich die rezeptierenden Zellen mittels spezifische Rezeptoren, den sog. homing receptors, orientieren können. So dienen Chemokine bspw. als 'Wegweiser' bei der Einwanderung von Lymphozyten und DC's in die Lymphknoten oder bei der Einwanderung von Leukozyten in entzündetes Gewebe. Somit sind Chemokine i.d.L., in anderen Zellen Bewegungsvorgänge hervorzurufen, die allg. als Phänomen der Chemotaxis bekannt sind. Aufgrund dieser Wirkung werden die Chemokine auch mitunter als chemotaktische Cytokine bezeichnet.

MCF

- Akronym für engl. macrophage chemotactic factor, einem Chemokin, das Monozyten zum Ort der Infektion lockt.

MCP

- Akronym für engl. macrophage chemotactic protein, einem Chemokin, das Makrophagen zum Ort einer Entzündung (Inflammation) lockt..

MIP

- Akronym für engl. macrophage inflammatory protein, einem Chemokin, das Makrophagen zum Ort einer Entzündung (Inflammation) lockt.

MIF

- Akronym für engl. migration inhibition factor, einem Chemokin, das von aktivierten T_H¹-Zellen sezerniert wird und Makrophagen zum Ort einer Entzündung (Inflammation) lockt.

CCL19

- Chemokin, das in den Lymphknoten produziert wird und Dendritischen Zellen als chem. 'Wegweiser' dient

CCL21

- Chemokin, das in den Lymphknoten produziert wird und Dendritischen Zellen als chem. 'Wegweiser' dient

CSF

- Engl. colony stimulating factor(s), dt. Koloniestimulierende Faktoren, einer Klasse von sauren GlykoproteinenCytokine der Stammzellen des Knochenmarks, die die Differenzierung zu bestimmten Entwicklungslinien der Hämatopoese beeinflussen bzw. steuern. Wichtige CSF's sind G-CSF, M-CSF und GM-CSF. Die Wirkung der CSF lässt sich in-vitro, z.B. in Stammzellkulturen nachvollziehen.

G-CSF

- CSF des Knochenmarks, der im Zusammenwirken mit GM-CSF die Differenzierung zu Neutrophilen aus einer myeloiden Vorläuferzelle fördert.

M-CSF

- CSF des Knochenmarks, der im Zusammenwirken mit GM-CSF die Differenzierung zu Monozyten aus einer myeloiden Vorläuferzelle fördert.

GM-CSF

- Akronym für engl. granulocyte macrophage colony stimulating factor, ein CSF des Knochenmarks, der als allgemeines Differenzierungssignal der myeloiden Entwicklungslinie angesehen werden kann und die Differenzierung von Granulozyten, Monozyten und Thrombozyten aus einer myeloiden Stammzelle fördert.

Erythropoetin

- Ein in der Niere produziertes Glykoprotein, das als Cytokin der blutbildenden Gewebe, insb. des Knochenmarks wirkt und die Differenzierung von Erythrozyten aus myeloiden Vorläuferzellen stimuliert. Erythropoetin ist besonders als leistungssteigerndes Dopingmittel (EPO) in der Sportmedizin in die Schlagzeilen geraten.

EPO

- Abkürzung für Erythropoetin

Thymosin, Thymosine

- Ursprünglich handelte es sich bei der als Thymosin bezeichneten Substanz um ein aus dem Gewebe des Kalbsthymus isoliertes Extrakt (sog. Thymosin Fraktion 5), von dem man zunächst annahm, dass es ein einzelnes Peptid enthalten könnte, dass als Hormon des Thymus wirkt. Nachfolgende Untersuchungen ergaben jedoch, dass es sich bei den molekularen Bestandteilen dieses Extrakts um eine Mischung verschiedener Peptide handelt, für die keine eindeutige Hormonwirkung nachgewiesen werden konnte, obwohl einige dieser Peptide immunologische Funktionen aufweisen.
Die sukzessive in solchen Thymusextrakten identifizierten Peptide wurden entsprechend der Erstbenennung als Thymosine bezeichnet und mit Kleinbuchstaben des grch. Alphabets, sowie einem numerischen Index in der Reihenfolge ihrer Isolierung gekennzeichnet. Danach werden α- β- und γ-Thymosine unterschieden, die auch hinsichtlich ihres isoelektrischen Punktes (IEP) verschieden sind (IEP α-Thymosine < pH 5,0; β-Thymosine > pH 5,0 und < pH 7,0, γ-Thymosine > pH 7,0). Tlw. entstehen die verschiedenen Thymosin-Peptide während des Extraktionsprozesses aufgrund proteolytischer Zersetzung durch Proteasen, so dass einige der identifizierten Peptide als Spaltprodukte aufgefasst werden müssen.
Beim Homo sapiens (Mensch) sind Gene für Prothymosin α (annotierter Genname PTMA), Thymosin β-10 (TMSB10), Thymosin β-15A (TMSB15A) und Thymosin β-15B (TMSB15B), sowie ein je X- und Y-chromosomal lokalisiertes Thymosin β-4 (TMSB4X bzw. TMSB4Y) nachgewiesen worden. Das erstmals in Thymusextrakten von Rattus norvegicus (Ratte) nachgewiesene und zu den α-Thymosinen zählende Prothymosin α unterscheidet sich sowohl strukturell als auch funktional von den β-Thymosinen, während Thymosin β-4 und Thymosin β-10 eine identische Aminosäure-Sequenz aufweisen und mit den ebenfalls untereinander identischen Peptiden Thymosin β-15A und Thymosin β-15B ca. 69 % der Aminosäuren gemeinsam haben, so dass die menschlichen β-Thymosine als Isoformen aufgefasst werden können, die tlw. entwicklungs- und gewebeabhängig exprimiert werden.
Das stark saure Prothymosin α des Menschen besteht aus 111 Aminosäuren und besitzt eine Molekulargewicht von 12,2 kDa. Das Gen des Prothymosin α ist auf dem Chromosom 2 codiert. Von dem Peptid sind 2 Isoformen bekannt, die durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildet werden. Zudem ist in vivo ein Spaltprodukt des Prothymosin α nachgewiesen worden, dass als Thymosin α-1 bezeichnet wird.
Das ungespaltene Peptid Prothymosin α weist immunmodulierende Wirkung auf: So konnte durch Applikation von Prothymosin α der Ratte eine verringerte Vermehrung von Erregern bei Mäusen festgestellt werden, die mit Candida albicans infiziert worden waren. Ferner konnte gezeigt werde, dass sowohl die zelluläre (vermehrte Bildung kompetenter CTL's) als auch die humorale (Bildung spez. Antikörper) Immunantwort bei einer Immunisierung mit Antigenen des Hepatitis-Virus gesteigert werden kann, wenn Prothymosin α als Adjuvans verabreicht wurde. Die exakte Funktion und molekulare Mechanismus des Prothymosin α sind dabei jedoch nur in Ansätzen aufgeklärt.
Besser untersucht ist das Thymosin-β₄, kurz Tβ₄, das in vielen Vertebrata (Wirbeltiere) und Invertebraten nachgewiesen werden konnte. Insb. tritt Tβ₄ mit Ausnahme der Erythrozyten in den Zellen des menschlichen Bluts auf. Tβ₄ ist ein kleines, sauers Peptid von 44 Aminosäuren mit einer hohen Wasserlöslichkeit und einer molaren Masse von ~5 kDa, das insb. an der intrazellulären Regulation des Cytoskeletts beteiligt ist, indem es monomeres G-Actin bindet (Actin-Sequestierung) und so der Polymerisierung zu Mikrofilamenten (F-Actin) entgegenwirkt. Zudem ist ein nur aus 4 Aminosäuren bestehendes Spaltprodukt bekannt, das als Seraspenid bzw. engl. Hematopoietic system regulatory peptide bezeichnet wird. Seraspenid ist (u.U. zusammen mit anderen Faktoren) i.d.L., den Eintritt von pluripotenten, hämatopoetischen Stammzellen in die S-Phase des Zellcyclus zu inhibieren und so deren Proliferation auszusetzen.
Extrazellulärem Tβ₄ werden fördernde Einflüsse auf die Wundheilung und Geweberegeneration zugeschrieben, so dass es in einer Reihe von klinischen Untersuchungen erprobt wird.

Links und Literatur:

UniProt P06454, Prothymosin α
PTMA-Gen (Prothymosin α) im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P62328, Thymosin β-4, X-chromosomal
UniProt O14604, Thymosin β-4, Y-chromosomal
UniProt P63313, Thymosin β-10
UniProt P0CG34, Thymosin β-15A
UniProt P0CG35, Thymosin β-15B
TMSB4X, TMSB15A, TMSB15B-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer
TMSB4Y-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
TMSB10-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
Pan, Lu-Xing, Haritos, A.A., Wideman, J., Komiyama, T., Chang, May, Stein, S., Salvin, S.B., Horecker, B.L. (1986) 'Human Prothymosin α: Amino Acid Sequence and Immunologic Properties.', Arch. Biochem. Biophys., 250(1), 197-201, DOI: 10.1016/0003-9861(86)90717-4
Jin, Y., Cao, C., Li, P., Liu, X., Huang, W., Li, C., Ma, Q. (2005) 'Boosting Immune Response to Hepatitis B DNA Vaccine by Coadmistration of Prothymosin α-Expressing Plasmid.', Clin. Diagn. Lab. Immunol., 12(12), 1364-1369, DOI: 10.1128/CDLI.12.12.1364-1369.2005
Hannappel, E. (2007) 'β-Thymosins.', Ann. N.Y. Acad. Sci. 1112, 21–37, DOI: 10.1196/annals.1415.018

Thymopoietin

- Thymopoietin ist ein Protein, das ursprünglich aus Thymus-Extrakten isoliert wurde und dass man zunächst für ein Hormon dieses Organs hielt. Eine eindeutige Funktion und Wirkung als Hormon konnte in weiteren Untersuchungen jedoch nicht bestätigt werden, insb. da nachgewiesen wurde, dass Thymopoietin in vielen anderen Geweben des Menschen exprimiert wird. Jedoch tritt das Protein am häufigsten im Thymus und der sich entwickelnden Leber auf. Thymopoietin ist ein Typ II Membranprotein, das mit der inneren Membran des Zellkerns (engl. nuclear envelope) assoziiert ist, indem es mit Proteinen der Kernlamina (Lamine) interagiert. Aus diesem Zusammenhang resultiert auch der empfohlene Name engl. Lamina-associated polypeptide 2 (abgk. LAP2) des Proteins. Wie die Lamine wird LAP2 im Zuge des Zellcyclus vor bzw. während des Eintritts in die Mitose phosphoryliert. Zudem ist das Protein vermutlich an der Reorganisation des Nucleus, sowie der chromosomalen Struktur nach erfolgter Zellteilung beteiligt. Das Gen des Thymopoietins bzw. LAP2's mit dem annotierten Namen TMPO ist auf dem Chromosom 12 in der Region q22 (12q22) lokalisiert und codiert für drei verschiedene Isoformen, die durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) gebildet werden und mit α, β und γ bezeichnet werden. Die β-Form umfasst 454 Aminosäuren, weist eine molekulare Masse von 50,7 kDa auf und wurde als kanonische Isoform klassifiziert. Die ersten 198 Aminosäuren (N-Terminus) der β-Form stimmen nahezu vollständig mit der der α-Form überein, die insgesamt aus 694 Aminosäuren (inklusive des aus dem Initiatorcodon der mRNA stammenden Methionins) besteht und eine molekulare Masse von 75,5 kDa aufweist. Bei der Isoform γ fehlen gegenüber dem β-Peptid die 109 Aminosäuren an den Positionen 222-330. Die γ-Form umfasst dementsprechend 345 Aminosäuren und besitzt eine molekulare Masse von 38,7 kDa. Von dem Protein sind zudem zwei Spaltprodukte bekannt, die als Thymopoietin (abgk. TP) und als Thymopentin (TP5) bezeichnet werden. Das auch als Splenin bezeichnete TP besteht aus den ersten 49 Aminosäuren (ohne Initiator-Methionin) des Proteins, während das Pentapeptid TP5 lediglich aus den 5 Aminosäuren an den Positionen 33-37 gebildet wird. Diesen kleinen Peptiden wird eine Rolle bei der Entwicklung und Reifung der T-Lymphozyten im Thymus zugeschrieben. Zudem besitzt TP5 eine immunomodulatorische Funktion hinsichtlich der Aktivierung von T-Zellen, die u.a. bei der Behandlung verschiedener Immunschwächekrankheiten therapeutisch erprobt wird.

Links und Literatur:

UniProt P42166, Thymopoietin isoform alpha, Lamina-associated polypeptide 2, isoform alpha
UniProt P42167, Thymopoietin, isoforms beta/gamma, Lamina-associated polypeptide 2, isoforms beta/gamma
TMPO-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
F. Aiuti, F., Fiorilli, M., Quinti, I., Seminara, R., Businco, L., Galli, E., Rossi, P., Goldstein, G. (1983) 'Thymopoietin Pentapeptide Treatment Of Primary Immunodeficiencies.', The Lancet, 321(8324), 551-555, DOI: 10.1016/S0140-6736(83)92810-6

Splenin

- Alternative Bezeichnung für das als Thymopoietin (abgk. TP) bezeichnete Spaltprodukt des ebenfalls häufig als Thymopoietin bezeichneten Proteins engl. Lamina-associated polypeptide 2 (abgk. LAP2).

Thymopentin

- Ein aus fünf Aminosäuren bestehendes Peptid, das durch proteolytische Spaltung aus dem auch als Thymopoietin bezeichneten Protein engl. Lamina-associated polypeptide 2 (abgk. LAP2) entsteht und immunomodulatorisch auf die Aktivierung von T-Lymphozyten einwirkt (s.a. Thymopoietin).

Anaphylatoxine

- Allg. Substanzen, die eine allergische Reaktion auslösen können. Innerhalb des Immunsystems werden spez. Spaltprodukte des Complementsystems als Anaphylatoxine bezeichnet. So entstehen während der Complement-Aktivierung die Spaltprodukte der Faktoren C3, C4 und C5. Die kleinen Untereinheiten dieser Faktoren werden als C3a, C4a und C5a bezeichnet und stellen die Anaphylatoxine des Complement-Systems dar. Sie haben entzündungsvermittelnde (proinflammatorische) Wirkung, wobei C5a am stärksten wirksam ist. Diese proinflammatorischen Wirkungen äussern sich insb. in der Aktivierung von Granulozyten und Mastzellen, sowie einer Aktivierung des Endothels, die mit einer Erhöhung der Gefässpermeabilität einhergeht.

Leukotriene

- Gruppe von immunologisch aktiven, komplex gebauten Lipiden, die durch Umwandlung der Arachidonsäure gebildet werden, also aus den Phospholipiden der Plasmamembran entstehen. Leukotriene können von verschiedenen Zelltypen, wie Monozyten, Makrophagen und Mastzellen produziert werden. Man unterscheidet dabei die 4 aus der Vorstufe Leukotrien A4 (LTA4) gebildeten Leukotriene LTB4, LTC4, LTD4 und LTE4. LTB4 dient als wirkungsvolles Chemokin für Neutrophile, während die restlichen drei Leukotriene auch gemeinsam als engl. slow-reacting substance of anaphylaxis, abgk. SRS-A, bezeichnet werden und die Kontraktion von glatter Muskulatur, insb. die der Atemwege (Bronchokonstriktion), induzieren, sowie die vaskuläre Permeabilität erhöhen und die Schleimproduktion erhöhen. Sie wirken dabei später, aber länger anhaltend und wesentlich stärker als Histamin. Aufgrund dieser Wirkungen wird den SRS-A eine wichtige Rolle bei der Symptomatik von Asthma und anaphylaktischem Schock zugeschrieben. Als Anatagonist zu den SRS-A wirkt bspw. das Epinephrin.

EGF

- Akronym für engl. epidermal growth factor, dt. epidermaler Wachstumsfaktor.

VEGF

- Akronym für engl. vascular endothelial growth factor, dt. vaskular-endothelialer Wachstumsfaktor.

PDGF

- Akronym für engl. platelet derived growth factor, dt. aus Blutplättchen erhaltener Wachstumsfaktor.

Weitere Biomoleküle des Immunsystems, sowie des hämatopoetischen Systems

Hämoglobin

- Von grch. haima, dt. Blut und lat. globus, dt. Kugel. Im weitesten Sinne werden mit den Hämoglobinen alle Proteine aus der Familie der Globine bezeichnet, die i.d.L. sind, Sauerstoff (O₂) mittels einer eisenhaltigen, prosthetischen Gruppe zu binden, wobei diese prosthetische Gruppe von einem als Häm bezeichneten Porphyrinring gebildet wird. Aufgrund der farbgebenden (chromogenen) Eigenschaften des Häms zählen die Hämoglobine zu den Chromoproteiden, die Häm-Gruppe bildet dabei den sog. Chromophor (d.h. fie farbgebende Gruppe) des Proteids. Damit umfassen Hämoglobine auch solche sauerstoffbindenen Proteine, die in Bakterien, Pilzen und Pflanzen nachgewiesen wurden.
In einem physiologisch enger gefassten Sinne versteht man unter den Hämoglobinen v.a. die hämhaltigen, roten Proteide, die als respiratorische Farbstoffe im Tierreich auftreten. Als respiratorische Farbstoffe werden diejenigen Moleküle von Körperflüssigkeiten bzw. Zellen bezeichnet, die in der Lage sind, den molekularen Sauerstoff (O₂) der Atemgase reversibel zu binden und im Körper zu verteilen. Hämoglobine zählen zu den am weitesten im Tierreich verbreiteten Blutfarbstoffe, weisen hinsichtlich ihrer Molekülgrösse, Lokalisation und Funktion jedoch tlw. erhebliche Unterschiede auf. Formen des Hämoglobins treten in allen Tierstämmen von den Plathelminthes (Plattwürmer) bis zu den Chordata (Chordatiere) auf. Daneben kommen im Tierreich jedoch auch andere sauerstoffbindende Blutfarbstoffe vor, die jedoch keine Häm-Gruppen aufweisen, wie etwa das Hämocyanin oder das Hämerythrin.
Mit Ausnahme einer Familie von antarktischen Fischen, den Channichthyidae (Eis- oder Weissblutfische), findet sich Hämoglobin insb. bei allen Vertebrata (Wirbeltiere). Das Hämoglobin der Wirbeltiere ist ein globuläres, intrazelluläres und i.d.R. tetrameres Chromoproteid, während Hämoglobine in anderen Gruppen des Tierreichs eine grössere Vielfalt hinsichtlich Lokalisation und Quartärstruktur aufweisen und neben multimeren Proteinen, auch Monomere oder hochmolekulare Komplexe gefunden werden. So kann das Hämoglobin bei den Invertebraten in der Blut- oder Coelomflüssigkeit frei gelöst oder zellulär, z.B. an sog. Coelomocyten gebunden auftreten. Extrazelluläre Hämoglobine werden auch als Erythrocruorine bezeichnet. Sie sind bei Larven der zu den Insecta zählenden Familie der Chironomidae (Zuckmücken), bei den Nematoda (Fadenwürmer) oder als hochmolekulare Komplexe bei den Annelida (Ringelwürmer) nachgewiesen worden. Bei einigen Familien der Polychaeta treten besondere, in verdünnter Lösung grün erscheinende Formen hochmolekularer Blutfarbstoffe auf, die eine veränderte Häm-Gruppe aufweisen und als Chlorocruorine bezeichnet werden.
Bei den Vertebrata ist das Hämoglobin nahezu ausschliesslich in den Erythrozyten des Blutes lokalisiert und füllt den Zellinhalt dieser zellkernlosen Blutzellen aus, wobei die Anzahl von Hämoglobinmolekülen in einer Erythrozytenzelle in der Grössenordnung von 240-300 Millionen liegt und ca. 90 % der löslichen Proteinfraktion dieses Zelltyps ausmacht. Am Ende der Lebensspanne der Erythrozyten erfolgt der Abbau des Hämoglobins in der Leber und der Milz. Dabei wird das Hämoglobin von dem Protein Haptoglobin gebunden und der entstehende Komplex insb. durch CD163-Rezeptoren von Kupffer-Zellen der Leber gebunden und dem lysosomalen Abbau zugeführt. So kann der Proteinanteil des Hämoglobins in die einzelnen Aminosäuren zerlegt werden, während ein Abbau der Häm-Gruppen über Biliverdin zum Bilirubin erfolgt, welches über die Galle in den Darm überführt wird. Von hier wird das Bilirubin tlw. ausgeschieden und tlw. rückresorbiert. In der klinischen Diagnostik wird eine Hämoglobin-Konzentration von 8,3-10,5 mmol pro Liter Blut bei Männern und 7,3-9,5 mmol pro Liter Blut bei Frauen als normal angesehen.
Der Proteinanteil des Hämoglobins wird aus 2 α- und 2 β-Untereinheiten gebildet. Sowohl die α- wie auch die β-Peptide der Hämoglobinuntereinheiten werden zu der Proteinfamilie der Globine gezählt. An jede der Untereinheiten ist jeweils eine Häm-Gruppe gebunden, so dass ein einzelnes Hämoglobinmolekül vier Häm-Gruppen aufweist, an die jeweils ein Sauerstoffmolekül O₂ binden kann (also insgesamt vier Sauerstoffmoleküle pro Hämoglobinmolekül). Dabei erfolgt die Bindung der Häm-Gruppe mittels der kovalenten Bindung eines Stickstoffatoms der Seitenkette der Aminosäure Histidin an das zentrale Eisenatom des Porphyrin-Rings von Häm. Bei den Häm bindenden Aminosäureresten werden proximale und distale Histidinreste unterschieden, wobei beide Reste potentiell Eisen binden können, aber i.d.R. die tatsächliche Eisenbindung über das proximale Histidin erfolgt. Das proximale Histidin befindet sich beim prozessierten α-Globin an Position 87 und beim prozessierten β-Globin an Position 92, während die distalen Histidinreste an Position 58 bzw. Position 63 liegen. Dem distalen Histidin wird v.a. im α-Globin eine stabilisierende Rolle bei der Bindung des Sauerstoffs, eine Schutzwirkung hinsichtlich der Oxidation des Eisenatoms durch Oxidierungsmittel, sowie eine inhibierende Wirkung bezüglich der Bindung von Kohlenmonoxid und Cyaniden zugeschrieben.
Beim Menschen umfasst das unprozessierte α-Peptid 142 Aminosäuren (abgk. AS) und besitzt eine molekulare Masse von 15,26 kDa, das unprozessierte β-Peptid besteht aus 147 AS und die molekulare Masse beträgt 16 kDa. Bei beiden Peptiden wird jedoch die erste, aus dem Initiatorcodon der zugehörigen mRNA stammende, Aminosäure Methionin abgespalten, so dass die physiologisch aktiven Hämoglobinpeptide aus 141 AA (α-Kette) und 146 AA (β-Kette) bestehen. Das gesamte Hämoglobin des Menschen inklusive der Häm-Gruppen weist demnach eine molekulare Masse von ~64 kDa auf. Von dem β-Globin-Peptid sind zudem zwei Spaltprodukte bekannt, die als LVV-hemorphin-7 und Spinorphin bezeichnet werden. LVV-hemorphin-7 ist ein kleines Peptid, das aus den Aminosäuren 33 bis 42 des unprozessierten β-Globin-Peptids durch proteolytische Spaltung gebildet wird. Es verstärkt die Wirkung des Hormons Bradykinin und ist u.a. an der Absenkung des Blutdrucks beteiligt. Spinorphin wird aus den Aminosäuren 33 bis 39 des β-Globin-Peptids gebildet und ist an der Regulation von Inflammationsreaktionen und von Schmerzsignalen beteiligt. So hemmt Spinorphin das Enkephalin abbauende Enzym Dipeptidylpeptidase 3 (DPP3) und wirkt als Antagonist des P2X Purinorezeptors 3 (P2RX3), einem an der Übermittelung von Schmerzsignalen beteiligten Membranprotein.
Beim Menschen existieren verschiedene Isoformen der Globin-Peptide, die in zwei Gengruppen (engl. gene cluster) auf dem Chromosom 16 (α-Globin) und dem Chromosom 11 (β-Globin) codiert sind. Die α-Gengruppe auf dem Chromosom 16 des Menschen umfasst einen DNA-Anschnitt von ca. 25 kbp mit den fünf Genen α₁ (HBA1), α₂ (HBA2), μ (HBM), θ₁ (HBQ1) und ζ (HBZ), sowie zwei Pseudogene ψα₁ und ψζ. Diese Gene werden vom Telomer ausgehend in Richtung des Centromers transkribiert und sind in 5'->3' Richtung wie folgt auf dem Chromosom 16 angeordnet: 5'--ζ--ψζ--μ--ψα₁--α₂--α₁--θ₁--3'.
Die Gruppe der β-Globine umfasst ca. 80 kbp und besteht aus den fünf Genen β (HBB), ε (HBE1), δ (HBD); ^Aγ (HBG1) und ^Gγ(HBG2). Ferner finden sich in dieser Gengruppe das Pseudogen ψβ₁ (HBBP1). Diese Gene werden vom Centromer ausgehend in Richtung des Telomers transkribiert und sind in 5'->3' Richtung wie folgt auf dem Chromosom 11 angeordnet: 5'--ε--^Gγ--^Aγ--ψβ₁--δ--β--3'.
Die funktionalen Gene der α- und β-Globine werden entwicklungsabhängig exprimiert und führen in den einzelnen Entwicklungsstadien zu unterschiedlich zusammengesetzten Hämoglobinformen. Interessanterweise entspricht die Anordnung der einzelnen α- und β-Globin-Gene in 5'->3'-Richtung der DNA beim Menschen und auch bei vielen anderen Arten der zeitlichen Reihenfolge, in der die einzelnen Gene im Laufe der Entwicklung exprimiert werden.
Von den beiden Gengruppen, aber auch von den einzelnen Genen in jeder Gengruppe wird angenommen, dass sie im Laufe der Evolution aus sog. Genverdoppelungen hervorgegangen sind, also sog. Paraloge bilden. Für diese Annahme sprechen verschiedene Befunde, die sich aus vergleichenden Untersuchungen der Globin-Gene bei verschiedenen Wirbeltiergruppen ergeben haben. So besitzen die Cyclostomata (Rundmäuler), einer als ursprünglich angesehenen Gruppe der Fische, im Gegensatz zu allen anderen Wirbeltieren nur ein Globingen eines einzigen Typs, (aus dem ein monomeres Hämoglobin resultiert), während bereits bei den Gnathostomata (Kiefermäuler) α- und β-Globine auftreten, so dass man die Amplifizierung der Globin-Gene auf einen Zeitraum vor ca. 400 Mio. Jahren datiert. Bei den Amphibia, wie z.B. Xenopus laevis (Südafrikanischer Krallenfrosch), treten die α- und β-Globin-Gene tandemförmig eng gekoppelt in zwei Gruppen auf, wobei man annimmt, dass die beiden, jeweils α- und β-Gene enthaltenden Gruppen aus der tetraploiden Organisation des Amphibien-Genoms resultieren. Bei den Aves (Vögel) und den Mammalia (Säugetiere) ist die Koppelung der Gene aufgehoben und man vermutet dass die Evolution der Globin-Gene bei diesen Organismengruppen seit ca. 250 bis 300 Mio. Jahren unabhängig voneinander verlaufen ist. Unklar ist jedoch, ob sich die Globin-Gene der Vögel und Säugetiere aus der Teilung einer der Amphibien-Gengruppen oder durch eine unabhängige Amplifikation einzelner Globin-Gene bspw. durch Transpositionsereignisse entwickelt haben. Man nimmt weiterhin an, das die erste Verdoppelung des β-Globin-Gens vor ca. 200 Mio. Jahren stattgefunden hat, also noch weit vor dem Zeitpunkt, an dem sich die Säugetiere als eigenständige Gruppe herausgebildet haben. Im weiteren Verlauf der Evolution veränderten sich offensichtlich die Regulationselemente der Globin-Gene, so dass eine entwicklungsabhängige Expression der Globin-Gene resultierte. Bei den Säugetieren kam es zu weiteren Duplikationsereignissen, so dass bei den Primates (Primaten) eine Gruppe aus vier Genen ein Grundmuster bildet. Das zweifach vorhandene γ-Gen ist typisch für die Altweltaffen und man schliesst daher auf ein Duplikationsereignis vor 20-40 Mio. Jahren. Für die Entstehung der Globin-Gene aus Genverdopplungen spricht auch die Tatsache, dass beim Menschen und auch in anderen Wirbeltiergruppen in beiden Gengruppen funktionslose Pseudogene auftreten. Ferner nimmt man auch von dem nahe mit dem Hämoglobin verwandten Myoglobin, das im Muskelgewebe der Vertebrata für den Sauerstofftransport verantwortlich ist, an, dass es aus einer Genverdoppelung ursprünglicher Globin-Gene entstanden ist.
Im Zuge der Individualentwicklung wird beim menschlichen Embryo während der ersten Schwangerschaftswochen zunächst das ζ- und das ε-Gen exprimiert. Dieses Hämoglobin der Embryogenese wird aus je zwei ζ- und ε-Ketten gebildet und auch als gower-1 bezeichnet. Ab der 8. bis 12. Schwangerschaftswoche erfolgt eine Umstellung im Expressionsmuster, bei dem die Genexpression der ζ- und ε-Ketten sukzessive eingestellt wird und die Expression der γ-Peptide (^Gγ und ^Aγ) aus der β-Globin-Gruppe, sowie der α-Peptide aus der α-Globin-Gruppe aktiviert wird. In dieser Übergangsphase entstehen auch Hämoglobine aus je zwei ζ- und zwei γ-Ketten, sowie aus zwei α- und zwei ε-Untereinheiten. Ersteres wird auch als Portland-Form, zweiteres als gower-2 bezeichnet. Der aus je zwei der γ- und α-Peptidketten gebildete Blutfarbstoff wird foetales Hämoglobin (abgk. HbF) genannt. Die Produktion des HbF hält bis kurz vor der Geburt an, dann erfolgt die Expression der β-Untereinheiten, während die Expression der ^Gγ- und ^Aγ-Gene nach und nach eingestellt wird. Diese Umstellung vom foetalen HbF auf das adulte Hämoglobin HbA ist etwa im zweiten bis dritten Lebensmonat abgeschlossen. Ein relativ hoher Anteil von HbF kann aber bis etwa zum 7. bis 8. Lebensmonat nachgewiesen werden, selten finden sich sehr geringe Anteil foetalen Hämoglobins noch nach der Kindheit. Ferner beginnt kurz vor der Geburt die Expression des δ-Gens aus der Gruppe der β-Globine. Die diese Untereinheit enthaltende Hämoglobinform wird auch als HbA 2 bezeichnet. Allerdings wird diese Form nur in sehr geringem Masse gebildet und stellt nur einen sehr geringen Anteil von ca. 3 % des Hämoglobins im erwachsenen Menschen.
Bei allen Vertebrata erfüllt das Hämoglobin die Aufgabe in den Atemorganen (Kiemen und Lunge) Sauerstoff zu binden und diesen innerhalb des Blutkreislaufes zu den Geweben zu transportieren, dort abzugeben und so die Zellatmung zu ermöglichen. Bevor der Sauerstoff in die Erythrozyten gelangt, muss er zunächst in das Blutplasma aufgenommen werden. Daher spielt bei der Sauerstoffaufnahme auch die Löslichkeit der Atemgase im Blut eine Rolle. Diese hängt hpts. vom Partialdruck der Gase und einem temperaturabhängigen Löslichkeitskoeffizienten der Körperflüssigkeit ab. So wird durch den Blutfarbstoff beim Menschen die Sauerstoffaufnahmefähigkeit des Plasmas von 0,29 Vol.-% (cm³ O₂/100 cm³ Blut) auf 20,3 Vol.-% gesteigert. Über das Plasma gelangt der Sauerstoff zum Hämoglobin der Erythrozyten, das an jeder Hämgruppe ein Sauerstoffmolekül O₂ zu binden vermag. Durch die Bindung des Sauerstoffs erfolgt eine Verschiebung des Absorptionsspektrum des Hämoglobins, so dass das mit Sauerstoff verbundene "Oxyhämoglobin" (oft auch mit HbO₂ abgekürzt) eine verminderte Absorption im Wellenlängenbereich von 600-800 nm und eine erhöhte Absorption im Bereich von 800-1000 nm aufweist. Daraus resultiert der Befund, das das mit Sauerstoff "beladene" Hämoglobin des arteriellen Blutes heller erscheint, als das nicht an Sauerstoff gebundene Hämoglobin des venösen Blutes. Die Bindung des molekularen Sauerstoffs im Hämoglobin erfolgt an einer freien Koordinationsstelle des zweiwertigen Eisenatoms Fe²⁺, welches in einer Koordinationsbindung als Zentralatom im Porphyrinring der Hämgruppe lokalisiert ist und so einen Chelat-Komplex bildet. Nach einer klassischen Auffassung ändert sich die Valenz des Eisens nicht, so dass es sich nicht um eine Oxidation, sondern um eine Oxygenierung des Hämoglobins handelt. Nach moderneren Überlegungen erfolgt jedoch bei Bindung von Sauerstoff eine Ladungsverschiebung in Richtung des O₂-Moleküls, so dass das Eisenatom sich einer Fe³⁺-Konfiguration annähert und die Elektronenkonfiguration des Sauerstoffmoleküls der des Superoxids O₂^- ähnelt. Um jedoch überhaupt Sauerstoff binden zu können, muss das Eisen der Häm-Gruppe in der Fe²⁺-Konfiguration vorliegen.
Die Sättigung des Hämoglobins hängt dabei vom Partialdruck des Sauerstoffs ab. Dieses Verhältnis lässt sich graphisch in einer sog. Dissoziationskurve darstellen. Für die Dissoziationskurve ergibt sich i.d.R. ein sigmoider (S-förmiger) Verlauf, der sich dadurch erklärt, das das tetramere Hämoglobin bei der Bindung von Sauerstoff eine Konformationsänderung erfährt, die die Bindungsaffinität gegenüber dem Sauerstoff positiv verändert. D.h., dass durch die sukzessive Bindung von Sauerstoff an die einzelnen Hämgruppen die Bindungsaffinität der noch freien Hämgruppen ansteigt. Dieses sich positiv verstärkende Zusammenwirken der einzelnen Häm-Gruppen wird auch als kooperative Sauerstoffbindung bezeichnet. Mit zunehmender Sauerstoffsättigung erhöht sich gleichzeitig jedoch der saure Charakter des Hämoglobins und wirkt der Erhöhung der Bindungsaffinität entgegen, so dass aus einem ansteigenden Sauerstoff-Partialdruck zunächst eine verstärkte Bindungsaffinität resultiert, deren Wert bei weiterer Erhöhung des Partialdrucks jedoch konstant bleibt und sich dann wieder vermindert. Entsprechend der sigmoiden Form der Dissoziationskurve bei tetramerem Hämoglobin zeigt die Dissoziationskurve bei dem monomeren Myoglobin oder dem ebenfalls monomeren Hämoglobin der Zuckmückenlarve von Chironomus thummi einen hyperbolischen Sättigungsverlauf. Die Charakteristik der Dissoziationskurve unterscheidet sich mitunter deutlich bei den unterschiedlichen Hämoglobinen der verschiedenen Tiergruppen. Diese unterschiedlichen Bindungsaffinitäten lassen sich auch durch den sog. p₅₀-Wert ausdrücken, der denjenigen Sauerstoffpartialdruck in den Arterien (arterieller Partialdruck p_AO₂) bestimmt, bei dem 50 % des Hämoglobins mit Sauerstoff gesättigt sind. Er liegt beim Menschen bei 38° C und einem Kohlendioxid Partialdruck von 40 mm Hg (Torr) bzw. 53,3 hPa bei 27 mm Hg (Torr) bzw. 36 hPa. Eine vollständige Sättigung tritt bei einem p_AO₂ von 60-70 mm Hg (Torr) bzw. 80-93,3 hPa auf. Da der Sauerstoffpartialdruck der atmosphärischen Luft auf Meereshöhe (0 m über N.N.) bei 159,2 mm Hg (Torr) bzw. 212,3 hPa liegt, kann der Mensch auch noch in grösseren Höhen mit entsprechend geringeren Partialdrücken Sauerstoff aufnehmen. Bei der Beurteilung der Flugtauglichkeit geht man von einem arteriellen Mindestpartialdruck von 50-55 mm Hg (Torr) bzw. 66,4-73,3 hPa aus, was in etwa einer Sättigung des Hämoglobins von 90 % und den Verhältnissen in einer Höhe von 2500 m über N.N. entspricht. Bei dieser Höhe sinkt der atmosphärische Sauerstoffpartialdruck auf 117,4 mm Hg (Torr) bzw. 156,5 hPa ab und Symptome der Höhenkrankheit, bei der allerdings auch andere physiologische Faktoren eine Rolle spielen, können auftreten. Viele Invertebraten besitzen einem deutlich niedrigeren p₅₀-Wert (z.B. 4,8 mm Hg der Regenwurm Lumbricus bei einem pH von 8,2 und einer Temperatur von 10° C), viele Nager, Vögel und Reptilien jedoch auch einen höheren Wert (z.B. 56 mm Hg bei der Ratte Rattus norvegicus bei einer Temperatur von 37° C und einem Kohlendioxid-Partialdruck von 40 mm Hg).
Der p₅₀-Wert und damit die effektive Bindungsaffinität der Hämoglobine kann zudem von äusseren Faktoren moduliert werden. Von entscheidendem Einfluss ist v.a. der Partialdrucks des Kohlendioxids CO₂: Bei seinem Anstieg und der dadurch bedingten Absenkung des pH-Wertes sinkt die Sauerstoffbindungsaffinität. Dieser Effekt wird nach seinem Entdecker, dem dänischen Physiologen Christian Bohr (1855-1911, Vater des Physikers Niels Bohr) als Bohr-Effekt bezeichnet. Der Bohr-Effekt führt zu einer Regulierung des Gaswechsels, da in den Kapillargefässen der Gewebe, wo Sauerstoff benötigt wird, ein hoher CO₂-Partialdruck herrscht, der die Sauerstoffabgabe von oxygeniertem Hämoglobin unterstützt. Umgekehrt wird in den Atmungsorganen Kohlendioxid entfernt und dadurch die Sauerstoffaufnahme erleichtert. Der Bohr-Effekt tritt bei den Wirbeltieren i.d.R. deutlicher in Erscheinung als bei den Invertebraten und seine relative Stärke nimmt bei den unterschiedlichen Tierarten innerhalb der Säugetiere mit zunehmendem Körpergewicht ab.
Bei vielen Fischarten wird bei steigendem Partialdruck des Kohlendioxids und der damit verbundenen Abnahme des pH-Wertes zusätzlich die vollständige Sättigung des Blutes mit Sauerstoff verhindert, d.h. die O₂-Bindungskapazität erniedrigt. Dieses Phänomen wird nach seinem Entdecker R.W. Root 1931 als Root-Effekt bezeichnet. Der Root-Effekt ermöglicht die Abgabe von Sauerstoff in die Schwimmblase selbst gegen einen hohen Sauerstoffgradienten. Ferner weisen alle bisher untersuchten Hämoglobine eine höhere Affinität zum gasförmigen Kohlenmonoxoid CO, als zu Sauerstoff auf. Daraus resultiert auch die Giftwirkung des Kohlenmonoxids, da das mit diesem Gas beladene Hämoglobin keinen Sauerstoff mehr aufnehmen kann. Diese Beziehung wurde 1897 von dem schottischen Physiologen John Scott Haldane (1860-1936) entdeckt und in der sog. Haldane-Gleichung mathematisch modelliert. Als Haldane-Effekt wird jedoch das Phänomen bezeichnet, das deoxygeniertes Hämoglobin in grösserem Ausmasse befähigt ist Kohlendioxid zu binden und bei Anwesenheit molekularen Sauerstoffs dazu neigt, das Kohlendioxid wieder abzugeben. Dieser Effekt kommt hpts. durch eine Bindung des Kohlendioxids an Amino-Gruppen der Seitenketten der Hämoglobin-Peptide zustande. Aber auch die generelle Kapazität des Blutes zur Aufnahme des Kohlendioxids in Form des Hydrogencarbonats HCO₃^- wird gesteigert, da im desoxygenierten Hämoglobin freigewordene Histidin-Reste Wasserstoff-Protonen zu binden vermögen und so die Bildung von Hydrogencarbonat begünstigen. Anhand des Haldane-Effektes wird deutlich, dass das Hämoglobin nicht nur dem Sauerstofftransport dient, sondern auch am Austausch und Transport des Kohlendioxids beteiligt ist.
Einen weiteren Effekt auf die Sauerstoffbindungsaffinität übt die Temperatur aus, insofern bei steigender Temperatur die Sauerstoffbindungsaffinität des Hämoglobins abnimmt. Auch dieser Zusammenhang unterstützt den Gaswechsel, da die höhere Temperatur der inneren Organe die Sauerstoffabgabe aus dem Blut fördert, während die i.d.R. kühlere Atemluft die Aufnahme des Sauerstoffs in den Lungen begünstigt.
Das in den Muskelgeweben lokalisierte Myoglobin weist i.d.R. eine höhere Bindungsaffinität zu Sauerstoff auf, als das Hämoglobin, so dass hier ein Übertragung des Sauerstoffs auf das Myoglobin erfolgen kann. Ebenso ermöglicht die höhere Sauerstoffbindungsaffinität des foetalen Hämoglobins HbF die Übertragung von Sauerstoff durch das maternale Hämoglobin A.
Aufgrund der zentralen physiologischen Rolle des Hämoglobins stehen Fehlfunktionen und Erkrankungen des Hämoglobins im besonderen Fokus medizinischen Interesses. Neben der Vergiftung durch Kohlenmonoxid können bspw. auch andere Substanzen zu Vergiftungserscheinungen führen. Hierbei sind insb. Oxidationsmittel, wie Nitrite oder Wasserstoffperoxid, oder aromatische Amino- und Nitroverbindungen hervorzuheben. Diese Verbindungen führen zu einer vermehrten Bildung von Methämoglobin und einer daraus resultierenden Methämoglobinämie. Beim Methämoglobin ist das zweiwertige Eisenatom Fe²⁺ der Häm-Gruppe zum dreiwertigen Fe³⁺ oxidiert, so dass Methämoglobin keinen Sauerstoff mehr bilden kann, was wiederum bei einem Methämoglobin-Anteil von mehr als 15 % zu sog. Zyanosen führen kann.
Eine besondere Rolle bei auf Hämoglobin zurückzuführenden Erkrankungen spielen die als Hämoglobinopathien bezeichneten genetischen Defekte und Mutationen in den Globin-Genen. Insgesamt sind mehr als 300 Varianten der Globin-Gene bekannt, die tlw. erhebliche Funktionsstörungen im Hämoglobin-System zur Folge haben. Mitunter können solche erblich bedingten Fehlfunktionen zu schweren, u.U. tödlich verlaufenden Krankheiten führen. So sind epidemiologischen Studien zufolge ca. 5 % der Weltbevölkerung Träger von Genen, die Erkrankungen im Zusammenhang mit Hämoglobin bedingen. Zu den häufigsten genetisch bedingten Erkrankungen zählen hierbei die Sichelzellanämie und die verschiedenen Formen der Thalassämie. Die Sichelzellerkrankung (engl. sickle cell disease, abgk. SCD) wird bspw. durch ein verändertes Gen des β-Globins und die verschiedenen Thalassämie-Arten durch veränderte oder deletierte DNA-Sequenzen der α- und β-Globin-Gene hervorgerufen.

Links:

UniProt P02008, Hämoglobin ζ-Untereinheit
UniProt Q6B0K9, Hämoglobin μ-Untereinheit
UniProt P69905, Hämoglobin α-1 und α-2 Untereinheiten
UniProt P09105, Hämoglobin θ-1-Untereinheit
HBA1, HBA2, HBAP1, HBM, HBQ1, HBZ und HBZP1-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P68871, Hämoglobin β-Untereinheit
UniProt P02042, Hämoglobin δ-Untereinheit
UniProt P02100, Hämoglobin ε-Untereinheit
UniProt P69891, Hämoglobin γ-1 (^Aγ) Untereinheit
UniProt P69892, Hämoglobin γ-2 (^Gγ) Untereinheit
HBB, HBBP1, HBD, HBE1, HBG1 und HBG2-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer
Globin Gene Server, Informationen über die Globin-Gene, Pennsylvania State University, PA, U.S.A.
Hemoglobin 3D structure, Structure Tutorials, Interactive Concepts in Biochemistry, John Wiley & Sons Publishers, Inc., U.S.A.
Olson, John S., Mathews, Antony J., Rohlfs, Ronald J., Springer, Barry A., Egeberg, Karen D., Sligar, Stephen G., Tame, Jeremy, Renaud, Jean-Paul, Nagai, Kiyoshi (1988) The role of the distal histidine in myoglobin and haemoglobin. Nature, 336, 225-266, DOI: 10.1038/336265a0
Weber, Roy E., Vinogradov, Serge N. (2001) Nonvertebrate Hemoglobins: Functions and Molecular Adaptations. Physiol. Rev., 81(2), 569-628

Methämoglobin

- Verändertes Hämoglobin, abgekürzt MetHb, das auch als Hämiglobin oder Ferrihämoglobin bezeichnet wird und bei dem das in der Häm-Gruppe des Hämoglobins gebundene zweiwertige Eisen (Fe²⁺) zu dreiwertigem Eisen (Fe³⁺) oxidiert ist. Methämoglobin kann keinen Sauerstoff mehr binden und seine Bildung führt überdies dazu, dass in der Umgebung eines Methämoglobin-Moleküls befindliche Hämoglobin-Moleküle zwar noch Sauerstoff binden, aber nicht mehr abgeben können. Unter physiologischen Bedingungen wird das gebildete Methämoglobin durch das Enzym NADH-Cytochrom b5 Reduktase 3 (kurz B5R, auch Methämoglobin-Reduktase oder Diaphorase-1) wieder zu Hämoglobin reduziert, so dass der Methämoglobin-Anteil 1,5 % des gesamten Hämoglobins i.d.R. nicht überschreitet. Bei Vergiftungen durch Oxidationsmittel, wie Nitriten oder Wasserstoffperoxid, oder durch aromatische Amino- und Nitroverbindungen, wie Anilin oder Nitrobenzol, kommt es zu einem starken Anstieg des Methämoglobin-Anteils, der ab ca. 15 % zu einer Zyanose führt, die auch als Methämoglobinämie bezeichnet wird. Auch ein erblich bedingter Mangel oder eine Ineffizienz der NADH-Cytochrom b5 Reduktase 3 kann eine Methämoglobinämie bedingen. Eine solche erhöhte Methämoglobin-Konzentration einer Methämoglobinämie äussert sich diagnostisch durch eine optisch sichtbare, bläulich-schokoladenbraune Verfärbung des Blutes. Vergiftungsbedingten Erhöhungen des Methämoglobins kann durch intravenöse Verabreichnung von Methylenblau oder Toluidinblau begegnet werden. Obwohl diese Farbstoffe ihrerseits die Bildung von Methämoglobin begünstigen, so aktivieren sie andererseits die Flavin Reduktase (NADPH abhängige Methämoglobin Reduktase), so dass ein verstärkter Abbau des Methämoglobins erfolgt.
Umgekehrt werden bei Cyanid-Vergiftungen Methämoglobin-Bildner (z.B. 4-Dimethylaminophenol, abgekürzt DMAP) verabreicht, um die erhöhte Bindungsaffinität des Cyanids zu Fe³⁺ auf Methämoglobin "umzulenken" und so eine Blockierung der Cytochrom-Oxidase der Atmungskette zu verhindern.

Links:

UniProt P10145, NADH-cytochrome b5 reductase 3
CYB5R3-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P30043, flavin reductase (NADPH), biliverdin reductase B
BLVRB-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

Hämiglobin

- Andere Bezeichnung für das Methämoglobin.

Ferrihämoglobin

- Andere Bezeichnung für das Methämoglobin.

Biliverdin

- Gallenfarbstoff, d.h. ein Abbauprodukt der Häm-Gruppe des Hämoglobins. Das grünfarbene Biliverdin entsteht als erstes Abbauprodukt des Häms noch im Blut, insb. in der Leber und Milz, durch Enfernung des Eisen-Zentralatoms, Öffnung des Porphyrinrins und Abspaltung von Kohlenmonoxid (CO). Diese Umsetzung benötigt molekularen Sauerstoff (O₂) und erfolgt mit Hilfe des Enzyms Hämooxygenase (HMOX), sowie des Co-Faktors NADP. In einem weiteren Schritt erfolgt die Reduktion des Biliverdins zum orange-roten Bilirubin.

Links:

UniProt P09601, heme oxygenase 1
HMOX1-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P30519, heme oxygenase 2
HMOX2-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

Bilirubin

- Gallenfarbstoff, d.h. ein Abbauprodukt der Häm-Gruppe des Hämoglobins, das in Leber und Milz durch Reduktion der Vorstufe Biliverdin mittels des Enzyms Biliverdin-Reduktase gebildet wird. Das orange-rotfarbene Bilirubin wird an Albumine gekoppelt und gelangt über die Blutbahn in die Leber, wo es durch Bindung an Glucuronsäure wasserlöslich gemacht wird. Dieses konjugierte Bilirubin wird über die Galle in den Darm ausgeschieden, jedoch z.T. wieder rückresorbiert und weiteren Abbauprozessen unterzogen. Die resultierenden Abbauprodukte (Urobilinogene) werden über den Urin mittels der sog. Urochrome Sterkobilin, Urobilinogen, Urobilin bzw. über den Kot mittels der sog. Koprochrome Sterkobilin, Bilifuscin, Mesobilifuscin ausgeschieden.
In der klinischen Diagnostik wird eine Bilirubin-Konzentration von 5-25 μmol pro Liter Blut als normal angesehen.

Links:

UniProt P53004, biliverdin reductase A
BLVRA-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P30043, biliverdin reductase B, flavin reductase (NADPH)
BLVRB-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

Myoglobin

- Ein i.d.R. monomeres Protein des Muskelgewebes, das der Sauerstoffversorgung und -speicherung in der Muskulatur dient. Ausser bei schweren Muskelverletzungen ist Myoglobin daher nicht im Blut vorhanden. Ähnlich wie beim Hämoglobin des Blutes erfolgt die Sauerstoffbindung mittels einer eisenhaltigen Häm-Gruppe, wobei die Bindungsaffinität gegenüber dem Sauerstoff höher liegt als beim Hämoglobin, so dass eine Übertragung des Sauerstoffs aus dem Blut in die Muskeln gewährleistet wird. Als monomeres Protein weist die Sättigung des Myoglobins mit Sauerstoff in Abhängigkeit vom Sauerstoffpartialdruck (sog. Dissoziationskurve) den typischen Verlauf einer Sättigungskurve auf (hyperbelartiger Verlauf). Eine 50 %'ige Sättigung tritt beim Menschen bereits bei einem Sauerstoffpartialdruck (p₅₀O₂) von ca. 5 mm Hg (Torr) ein. Das eisenhaltige Myoglobin wirkt ebenso wie das Hämoglobin als Pigment und ist so für die rote Farbe von rohem Fleisch verantwortlich. Myoglobin ist bei nahezu allen Vertebrata (Wirbeltiere) vorhanden, jedoch fehlt es in den Skelettmuskeln der antarktischen Channichthyidae (Eis- oder Weissblutfische), die auch kein Hämoglobin bilden. Allerdings ist bei einigen Arten der Eisfische Myoglobin in der Herzmuskulatur nachgewiesen worden. Im Gegensatz dazu spielt das Myoglobin bei den im Wasser lebenden Mammalia (Säugetiere), wie den Pinnipedia (Robben) oder den Cetacea (Walen), eine grosse Rolle, da es während längerer Tauchphasen Sauerstoff zu speichern vermag und so die Muskulatur mit dem Atemgas versorgt.
Beim Menschen ist das Gen des Myoglobins (annotierter Name MB) auf dem Chromosom 22 in der Region q13.1 (22q13.1) lokalisiert und codiert für ein aus 154 Aminosäuren (inklusive des aus dem Initiatorcodon der mRNA stammenden Methionins) bestehendes Protein mit einer molekularen Masse von 17,18 kDa.
Das Myoglobin war das erste Protein bei dem die dreidimensionale Struktur mittels Röntgenstrukturanalyse im Jahre 1958 durch John Cowdery Kendrew aufgeklärt wurde, was auch ausschlaggebend dafür war, dass Kendrew zusammen mit Max Ferdinand Perutz 1962 den Nobelpreis in Chemie zugesprochen bekam.

Links:

UniProt P02144, Myoglobin
MB-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
Kendrew, J.C., Bodo, G., Dintzis, H.M., Parrish, R.G., Wyckoff, H., Phillips, D.C. (1958) A Three-Dimensional Model of the Myoglobin Molecule Obtained by X-Ray Analysis. Nature, 118, 662-666, DOI: 10.1038/181662a0
Nobelprize In Chemistry 1962, Nobelpreis-Kommittee, Stockholm, Schweden

Erythrocruorin

- Ein zu den Hämoglobinen zählender, respiratorischer Blutfarbstoff einiger Invertebrata (Wirbellose), der insb. bei den Annelida (Ringelwürmer), z.B. bei Lumbricus terrestris (Regenwurm) oder Arenicola marina (Wattwurm), nachgewiesen wurde. Erythrocruorin bildet wie das ebenfalls bei den Annelida auftretende Chlorocruorin ein komplexes, heterogen zusammengesetztes Protein mit einer molekularen Masse von über 3500 kDa, das aus zahlreichen Globin-Ketten und verbindenen Peptiden (engl. linker proteins) zusammengesetzt ist. So besteht das Erythrocruorin von Lumbricus aus 144 Globin- und 36 linker-Ketten. Anders als im Chlorocruorin binden die Globin-Ketten des Erythrocruorins das Eisen über eine Häm B-Gruppe anstatt einer Häm S-Gruppe. Daher erscheint Erythrocruorin auch in verdünnter Lösung rot. Aufgrund der grossen molekularen Masse wird das Erythrocruorin auch häufig als Riesen-Hämoglobin (engl. giant hemoglobin) bezeichnet. Erythrocruorin tritt wie Chlorocruorin extrazellulär auf, wobei die hohe molekulare Masse dem kolloidosmotischen Effekt frei gelöster Proteine entgegenwirkt.

Links:

UniProt Query Erythrocruorin
Royer Jr., William E., Strand, Kristen, van Heel, Marin, Hendrickson, Wayne A. (2000) Structural hierarchy in erythrocruorin, the giant respiratory assemblage of annelids., Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A., 97(13), 7107-7111, DOI: 10.1073/pnas.97.13.7107

Chlorocruorin

- Ein dem Hämoglobin bzw. Erythrocruorin ähnlicher, respiratorischer Blutfarbstoff, der insb. bei marinen Annelida (Ringelwürmer) aus den zu den Polychaeta zählenden Familien der Sabellidae, Serpulidae, Chlorhaemidae und Amphateridae nachgewiesen wurde. Das Chlorocruorin, abgk. Chl, ist ein heterogen zusammengesetztes Protein, das aus zahlreichen Peptid-Ketten besteht. Diese Peptid-Ketten bilden ein komplexes Netzwerk, das aus einem Globin-Anteil mit Myoglobin-ähnlichen Peptiden von ca. 16-17 kDa und zahlreichen Verbindungsproteinen (engl. linker proteins) mit einer molekularen Masse von ca. 25-32 kDa zusammengesetzt ist. Insgesamt ensteht so ein hochmolekularer Komplex mit einer molekularen Masse von ca. 3000 (Serpula vermicularis) bis über 4000 kDa (Sabella spallazanii), der im Gegensatz zum Hämoglobin nicht zellulär gebunden, sondern extrazellulär in der Blutflüssigkeit vorliegt. Dabei enthält das Chlorocruorin wie das Hämoglobin Eisen, das über einen Porphyrinring als prosthetische Gruppe an die Globin-Ketten gebunden ist. Bei dem Porphyrinring handelt es sich um das Häms S, bei dem im Gegensatz zum Häm B des Hämoglobins einer der Vinylreste am Porphyrinring durch eine Aldehyd-Gruppe ersetzt ist. 96 solcher Häm-Gruppen treten pro Chlorocruorin-Molekül auf. Aufgrund des strukturellen Unterschieds in den Häm-Gruppen erscheint Chlorocruorin in verdünnter Lösung grün, in konz. Lösung jedoch hellrot. Neben dem Chlorocruorin tritt bei den Annelida das Erythrocruorin auf, das sich von dem Chlorocruorin v.a. dadurch unterscheidet, dass an die Peptidketten Häm B anstelle des Häm S gebunden ist. Das Chlorocruorin weist eine sehr hohe Affinität zu Kohlenmonoxid auf, die höher liegt als bei Hämoglobin. Ferner erfolgt, ähnlich dem Hämoglobin, die Sauerstoffbindung nach einem kooperativen Mechanismus, so dass sich bei Messung des Sauerstoffbindungsverhaltens eine Sauerstoff-Dissoziationskurve mit sigmoidem Verlauf ergibt. Auch konnte ein positiver Bohr-Effekt, d.h. Zunahme der Sauerstoffbindungsaffinität bei zunehmendem pH, für das Chlorocruorin nachgewiesen werden.

Links:

UniProt Query Chlorocruorin

Hämocyanin

- Sauerstoff bindendes Protein, das als respiratorischer Blutfarbstoff bei vielen Invertebrata (Wirbellose) dient. Hämocyanine sind nach den Hämoglobinen die im Tierreich am weitesten verbreiteten Blutfarbstoffe. Formen des Hämocyanins finden sich v.a. bei vielen Arten der Arthropoda, insb. bei den Chilopoda, sowie innerhalb der Crustacea (Krustentiere) und der Arachnida (Spinnentiere). Ferner sind Hämocyanine bei den Mollusca (Weichtiere), insb. innerhalb der Gastropoda (Schnecken) und Cephalopoda (Kopffüsser) verbreitet. Grundsätzlich sind Hämocyane nicht zellulär gebunden, sondern kommen gelöst im Blut bzw. in der Hämolymphe vor. Hämocyanine besitzen im Gegensatz zu den Hämoglobinen keine prosthetische Gruppe, sondern die Sauerstoffbindung erfolgt an zwei Kupferatome, die direkt an Aminosäure-Reste der Peptid-Ketten gebunden sind, wobei v.a. Histidin-Reste an der Kupferbindung beteiligt sind. Da sich der Oxidationszustand der Kupferatome durch die Sauerstoffbindung von Cu(I) zu Cu(II) ändert, tritt auch ein Farbwechsel auf, so dass unoxygeniertes Blut bzw. unoxygenierte Hämolymphe farblos erscheint, während nach der Sauerstoffbindung die Flüssigkeiten eine blaue Farbe annehmen. Für gewöhnlich sind Hämocyanine in grösseren Proteinkomplexen organisiert, wobei verschiedene Peptid-Untereinheiten auftreten können. Typische Untereinheiten des Hämocyanins bei den Arthropoda enthalten jeweils eine Bindungsstelle mit zwei Kupferatomen und können somit ein Sauerstoffmolekül O₂ binden; die molekulare Masse solcher Untereinheiten liegt je nach Art und Typus im Bereich zwischen 50 und 75 kDa. Bei der zu den Mollusca zählenden Weinbergschnecke Helix pomatia besteht eine Untereinheit aus 8 sauerstoffbindenden Einheiten á ~45 kDa. Dabei weisen die Hämocyanine der Mollusca und der Arthropoda trotz der gleichartigen Sauerstoffbindungsdomäne v.a. Unterschiede in der Quartärstruktur und damit hinsichlich der molekularen Masse auf. Typische Quartärstrukturen der Arthropoda sind dimere und hexamere Anordnungen, die i.d.R. zu weiteren, supramolekularen Komplexen zusammentreten. So finden sich bei den Arthropoda i.d.R. hexamere Proteine, die je nach Art einzeln (z.B. Panulirus interruptus) oder in supramolekularen Strukturen zu 4 (z.B. Eurypelma californicum), 6 (z.B. Scutigera coleoptrata) oder 8 (z.B. Limulus sp.) Hexameren auftreten, so dass Proteinkomplexe mit molekularen Massen von über 3,5 MDa entstehen. Bei Helix pomatia treten die grossen Untereinheiten zu decameren Komplexen zusammen, die eine molekulare Massen von über 4 MDa aufweisen. Eine weitere Besonderheit der Hämocyanine, insb. bei den Arthropoda ist ihre Ähnlichkeit zu dem Enzym Prophenol-Oxidase (ProPO), dessen katalytisches Zentrum ebenfalls durch eine Kupferdomäne gebildet wird. ProPO dient bei den Arthropoda als elementarer Bestandteil eines molekularen Abwehrmechanismus (ProPO-System). Da sich in vitro bei isolierten Hämocyaninen durch denaturierende Behandlung oder Zugabe anderer Proteine der Hämolymphe eine ProPO-Aktivität induzieren lässt, sowie ferner bei einigen Crustacea die Bildung antimikrobiell wirksamer Peptide durch proteolytische Abspaltung von Hämocyaninen nachgewiesen wurde, nimmt man zumindest für einige Arten der Arthropoda an, dass Hämocyanine an der Immunabwehr beteiligt sind und dabei eine Rolle bei der Abwehr von Parasiten und der Wundheilung spielen (siehe dazu auch ^[s2]).

Links:

UniProt Query Hemocyanin

Hämerythrin

- Sauerstoff bindendes Protein, das als respiratorischer Blutfarbstoff bei einigen Invertebrata (Wirbellose), insb. von marinen Würmern, dient. So ist Hämerythrin insb. bei den Sipunculida (Spritzwürmer) und Priapulida (Priapswürmer) nachgewiesen worden, tritt aber auch bei dem zu den Polychaeta zählenden Genus Magelona, sowie bei Lingula, einem Genus der Brachiopoda (Armfüsser) auf. Das Hämerythrin weist im Gegensatz zum Hämoglobin keine prosthetische Gruppe auf, sondern die Sauerstoffbindung erfolgt an zwei Eisenatome, die direkt an Aminosäure-Reste der Peptid-Ketten gebunden sind, wobei v.a. Histidin-Reste an der Eisenbindung beteiligt sind. Die Eisenatome befinden sich in räumlicher Nähe zueinander und sind durch eine Hydroxyl-Gruppe miteinander verbunden, so dass die Sauerstoffbindung zwischen der Hydroxyl-Gruppe und einem der Eisenatome unter Ausbildung eines Hydroperoxid-Komplexes (OOH^-) erfolgt. Die bekannten Hämerythrin-Proteine weisen i.d.R. eine octamere Quartärstruktur auf, d.h. sie setzen sich aus acht Peptidketten zusammen, die meist jeweils eine molare Masse von 13-14 kDa besitzen. Dabei können die Octamere gleichartig (Homomere) oder von 2 verschiedenen Untereinheiten (Heteromere) gebildet werden. Hämerythrine finden sich i.d.R. intrazellulär in Zellen des Coeloms und/oder in Blutzellen, eine monomere Form, das sog. Myohämerythrin kann innerhalb desselben Organismus im Muskelgewebe auftreten. Die Bindungsaffinität der Hämerythrine gegenüber Sauerstoff ist im Vergleich zu den Hämoglobinen wesentlich geringer, andererseits binden die Hämerythrine kein Kohlenmonoxid (CO). Wenn kein Sauerstoff gebunden ist, erscheinen sowohl Hämerythrine als auch Myohämerythrine in Lösung farblos, ändern ihre Farbe jedoch nach pink bis violett im oxygenierten Zustand, also wenn das Molekül Sauerstoff gebunden hat.

Links:

UniProt Query Hemerythrin

Hämovanadin

- Veraltete Bez. für die mittlerweile als Vanabine bezeichneten, Vanadium-haltigen Proteine der Ascidiacea (Seescheiden).

Vanabine

- Bez. für Vanadium (Va) enthaltende Proteine, die in spez., als Vanadocyten bezeichneten Blutzellen der wirbellosen Ascidiacea (Seescheiden) nachgewiesen werden.

Globuline

- salzlösliche Fraktion von Proteinen im menschlichen Blutserum. Die Globuline werden in drei Fraktionen eingeteilt, die als α-, β- und γ-Globuline bezeichnet werden. Unter den Globulinen finden sich die Vorstufen von Gerinnungsfaktoren, wie das Prothrombin (α₁-Globulin) und das Fibrinogen (β-Globulin), das Akute Phasen Protein CRP (β-Globulin), das dem Eisentransport dienende Serotransferrin (β-Globulin), das Hämoglobin bindende Haptoglobin (α₂-Globin) und die Antikörper (Immunglobuline), die die Gruppe der γ-Globuline ausmachen.

Antikörper

- Spezielle Klasse von Proteinen, die in der Lage sind, spezifisch an Antigene zu binden und zudem weitere Strukturen aufweisen, die wiederum durch andere Moleküle erkannt werden können. Die Antikörper des Immunsystems gehören der Proteinfamilie der Immunglobuline an und werden ausschliesslich von B-Lymphozyten gebildet. Sie finden sich als membranständige Rezeptoren auf B-Zellen, im Blut als lösliche Fraktion des Plasmas, sowie in der Lymphe. Die löslichen Antikörper sind die Träger der humoralen Immunantwort. Antikörper binden spezifisch an ein entsprechendes Antigen, d.h. ein Antikörper kann jeweils nur ein spezifisches Antigen bzw. dessen antigene Determinante 'erkennen'. Dies wird durch molekulare Regionen, den sog. antigen binding sites, erreicht, die sich auf genetischer, wie auch molekularer Ebene durch eine grosse Variabilität auszeichnen. Aufgrund von prä-transkriptionalen Rekombinationsvorgängen, dem sog. DNA-Rearrangement in der die Antikörper codierenden Region der DNA, kann eine grosse Vielfalt von Antikörpern erzeugt werden, die diese Variabilität und Spezifität gewährleistet. Antikörper haben die Aufgabe Antigene unschädlich zu machen. Dies geschieht auf unterschiedliche Art und Weise: Zum einen sind Antikörper durch Bindung an das Antigen in der Lage das Antigen zu neutralisieren, d.h. es in der Ausübung seiner Funktion zu stören (z.B. durch Blockade wichtiger Rezeptoren auf der Oberfläche von Bakterien), zum anderen kann durch die sog. Opsonisation des Antigens das Complementsystem aktiviert werden oder gebildete Immunkomplexe können durch Makrophagen phagozytiert werden.
(weiteres siehe Immunglobuline)

AK

- Häufig verwendete Abkürzung für Antikörper

antibody

- Engl. für Antikörper

Ab

- Abk. für engl. antibody, dt. Antikörper

mAb

- Abk. für engl. monoclonal antibody, dt. monoklonaler Antikörper

IgSF

- Abk. für engl. Immunglobulin superfamily, einer Klasse von untereinander ähnlichen Proteinen, die insb. durch die Immunglobulindomäne charakterisiert ist.

Immunglobuline

- Die Immunglobuline bilden eine Unterklasse der Proteinfamilie der Globuline, die sog. γ-Globuline. Diese stellen v.a. die Antikörper konstituierende Klasse des Immunsystems dar. Sie lassen sich als salzlösliche Fraktion im Blutserum nachweisen. Immunglobuline werden ausschliesslich von B-Lymphozyten produziert und treten in einer membranständigen, (B-Zell-Rezeptor, abgk. engl. BCR) und einer ins Blut sezernierten, löslichen (humoralen) Form auf.
Die Immunglobuline sind polymere Proteine die tlw. auch glykolisiert sein können. Die Quartärstruktur ist aus 4 Peptid-Ketten aufgebaut, die aufgrund ihres Molekulargewichtes in 2 'leichte' Ketten und 2 'schwere' Ketten unterschieden werden können. Die 2 schweren Ketten bilden das Rückgrat des Immunglobulins und verzweigen sich Y-förmig. An die beiden Äste der Verzweigung sind jeweils eine leichte Kette durch eine Disulfidbrücke zwischen Cysteinresten gebunden. In der Verzweigungsregion sind die schweren Ketten ebenfalls durch eine Disulfidbrücke zwischen Cysteinresten miteinander verbunden. Sie wird auch als Gelenkregion oder engl. hinge region bezeichnet. Die Enden der Verzweigungen bilden den N-Termius des Proteins und ragen im Fall der membranständigen Form in den extrazellulären Raum. Anhand der Aminosäuresequenz der Immunglobuline lassen sich konstante (konservierte) und von Antikörper zu Antikörper variierende Regionen unterscheiden. Diese auch engl. als complementarity determining regions (abgk. CDR) bezeichneten variablen Regionen werden von den Verzweigungsenden gebildet und stellen die Bindungsstellen für Antigene dar, so dass jeder Antikörper an den Enden der 'Äste' zwei Antigenbindungsstellen besitzt. Diese Bindungsstellen sehen im Detail so aus, dass jeweils eine variable Region der schweren Kette einer variablen Region der leichten Kette gegenübersteht und so eine charakteristische Struktur ausbildet, die in der Lage ist, Antigene zu erkennen und zu binden. Innerhalb dieser variablen Region lassen sich nochmals drei weitere, stark variierende Aminosäureabschnitte ausmachen, die als hypervariable Bereiche bezeichnet werden. Sie machen die eigentliche Bindungsspezifität aus.
Die einzelnen Ketten sind dadurch gekennzeichnet, dass sie innerhalb ihrer Sekundärstruktur durch Disulfidbrückenbildung charakteristische 'Schlaufen' ausbilden, die als Immunglobulindomänen bezeichnet werden und sich auch in vielen anderen Molekülen des menschlichen Organismus, wie bei den TCR's, den MHC-Molekülen oder verschiedenen Co-Rezeptoren, wiederfinden. Allg. werden Proteine bzw. deren Untereinheiten, die solche Immunglobulindomänen aufweisen, der Immunglobulin-Superfamilie (abgk. Ig-Superfamilie oder IgSF) zugeordnet. Innerhalb dieser Familie von Proteinen werden anhand der verschiedenen Immunglobulindomänen nochmals 4 Subtypen unterschieden: der IgV Typ mit variabler Domäne (V steht für engl. variable), die in ihrem Inneren 9 β-Faltblattstrukturen aufweist, die IgC1 und IgC2 Typen mit konstanter Domäne (C steht für engl. constant ) und 7 β-Faltblattstrukturen, sowie der IgI Typ, der alle anderen Immunglobulindomänen umfasst (I steht hier für engl. intermediate). Die Unterscheidung zwischen C1 und C2 Immunglobulindomänen kommt dadurch zustande, dass die Domänen des C2 Typs stärker dem IgV Typ ähneln, jedoch von ihrer Grösse eher dem C1 Typ entsprechen. Innerhalb der von B-Zellen produzierten Immunglobuline lassen sich beim Menschen fünf Klassen unterscheiden, wobei die Klassenzugehörigkeit aus genetischen Gründen ausschliesslich durch die sog. konstante Region der schweren Kette festgelegt ist: IgA, IgD, IgE, IgG und IgM. Die Immunglobuline der Klassen IgA und IgG können jeweils nochmals in Unterklassen eingeteilt werden (IgA1, IgA2 und IgG1 bis IgG4). IgA und IgM weisen darüberhinaus noch die Besonderheit auf, in ihrer löslichen Form supramolekulare Überstrukturen auszubilden: IgA als Dimer und IgM als Pentamer. Da die schweren Ketten aller dieser Klassen auf einem Chromosom vorkommen, werden die unterschiedlichen Klassen auch als Isotypen bezeichnet. Obwohl B-Zellen nach ihrer Reifung zunächst nur membranständige IgM und IgD Rezeptoren ausbilden, kann nach einer B-Zell-Aktivierung ein sog. Klassenwechsel stattfinden, so dass im Prinzip alle Antikörper in einer membranständigen und einer löslichen Form vorliegen können. Mitunter werden in der Literatur die membranständigen Antikörper mit einem vorangestellten kleinen 'm' für engl. membrane, also bspw. mIgM, und die löslichen Formen mit einem kleinen, vorangestellten 's' für engl. soluble, also sIgM, kenntlich gemacht. Strukturell unterscheiden sich die membranständigen Formen von den sezernierten, löslichen Antikörpern dadurch, dass sie an den C-Termini der schweren Ketten zusätzlich eine α-helikale Transmembrandomäne, sowie einen cytosolischen Anteil aufweisen.
Die grosse Variabilität der Antikörper und die Spezifität für Antigene ist durch spezielle genetische Mechanismen begründet, bei denen es zu Rekombinationen der Antikörper codierenden Allele kommt, ein Vorgang der als DNA-Rearrangement (s. dort) bezeichnet wird. Die schweren Ketten der Immunglobuline werden beim Menschen als α, δ, ε, γ und μ bezeichnet; ihnen entsprechen die verschiedenen Gene für die konstante Region der schweren Kette die als C_α bis C_μ bezeichnet werden. Diese konstanten Regionen sind für die verschiedenen Isotypen der Antikörper charakteristisch: IgA besteht aus 2 schweren α Ketten (plus 2 leichte Ketten), IgD aus 2 schweren δ-Ketten (plus 2 leichte Ketten), IgE aus 2 schweren ε-Ketten (plus 2 leichte Ketten), IgG aus 2 schweren γ-Ketten (plus 2 leichte Ketten) und IgM aus 2 schweren μ-Ketten (plus 2 leichte Ketten). Die konstanten Regionen sind zusammen mit den variablen Abschnitten der schweren Ketten (V-, D-, J-Regionen) alle auf dem Chromosom 14 im Genlocus q32 codiert. Von den sog. leichten Kette existieren beim Menschen zwei Versionen, die als κ leichte Kette und λ leichte Kette bezeichnet werden und auf unterschiedlichen Chromosomen codiert werden. So befindet sich die κ leichte Kette auf dem Chromosom 2 im Genlocus p12 (kurz 2p12) und die λ leichte Kette auf Chromosom 22 im Genlocus q11.2 (kurz 22q11.2). Beide leichten Ketten bestehen ebenfalls aus einem variablen, im Zuge der Genexpression rekombinierten Bereich (Vκ/Jκ bzw. Vλ/Jλ) und einer konstanten Region (Cκ und Cλ). Die leichten Ketten können mit jeder der schweren Ketten kombinieren, wobei es auf die in der B-Zelle ablaufenden Umlagerungsreaktionen des DNA-Rearrangements ankommt, ob die κ- oder die λ-Kette in einen Antikörper integriert wird. Da die mütterlichen und väterlichen Allele zudem kodominant exprimiert werden, ergibt sich die Antikörpervielfalt einmal aus den verschiedenen Allelen der Gensegmente, den verschiedenene Kombinationen von schweren und leichten Ketten und den aus dem DNA-Rearrangement herrührenden, verschiedenen Rekombinationen der variablen Bereiche (V(D)J-Rekombinationen) auf schweren und leichten Ketten. Daraus ergibt sich eine theoretische Verknüpfungsdiversität von ca. 10¹¹ (!) verschiedenen Antikörpern pro Individuum.

IgA

- Immunglobulin A, ein Antikörper mit einem Molekulargewicht von ca. 160 kDa, der beim Menschen in zwei Unterklassen IgA1 und IgA2 vorkommt. IgA Antikörper finden sich v.a. in Schleimabsonderungen oder Körpersekreten der Epithelgewebe (Darmlumen, Muttermilch, Speichel- und Tränenflüssigkeit), in das sie durch den spez. Vorgang der Transzytose sezerniert werden. Dabei werden sie durch Bindung einer sekretorischen Komponente (SC) verändert, so dass man zwischen einer sekretorischen Form und einer nicht sekretorischen Form unterscheidet. Die sekretorische Form tritt als Dimer auf, wobei die zwei IgA Antikörper durch die sog. J-Kette (engl. j chain) miteinander verbunden sind. Die lösliche, nicht sekretorische Form liegt hingegen als Monomer vor.
IgA Antikörper können von den Fc-Rezeptoren der Makrophagen gebunden werden und sind als einzige Antikörper in der Lage den alternativen Aktivierungsweg des Complements zu aktivieren.

IgD

- Immunglobulin D, kann sowohl als löslicher (humoraler) als auch membranständiger Antikörper auftreten, wobei die membranständige Form in der frühen Phase der B-Zell-Reifung zusammen mit IgM auftritt und mit diesem durch den Vorgang des alternativen Spleissens (engl. alternate splicing) gebildet wird. IgD hat ein Molekulargewicht von ca. 180 kDa.
Eine spez. Funktion des IgD im Serum ist bislang nicht bekannt.

IgE

- Immunglobulin E, ein Antikörper mit einem Molekulargewicht von ca. 180 kDa.
Der Fc-Anteil des Antikörpers bindet mit hoher Affinität an die Fc-Rezeptoren von Mastzellen, Basophilen und Eosinophilen und damit haben IgE Antikörper massgeblich Anteil an allergischen Reaktionen.

IgG

- Immunglobulin G, ein Antikörper mit einem Molekulargewicht von ca. 150 kDa, der beim Menschen in 4 Unterklassen IgG 1 bis IgG 4 vorkommt.
IgG ist mengenmässig der häufigste Antikörper im Serum des Menschen und wird als einziger Antikörper durch die Plazenta transportiert. Die IgG Antikörper haben eine wesentlich höhere Bindungsaffinität als die IgM Antikörper und sind auch in der Lage den klassischen Aktivierungsweg des Complementsystem zu aktivieren. Der Fc-Anteil von an Antigen gebundenem IgG kann von NK-Zellen gebunden werden, die dann, im Falle von zellulären Antigenen, wie etwa Bakterien, ihre zytolytische Wirkung gegenüber dem Antigen entfalten.

IgM

- Immunglobulin M, kann sowohl als löslicher als auch membranständiger Antikörper auftreten, wobei die membranständige Form in der frühen Phase der B-Zell-Reifung zusammen mit IgD auftritt und mit diesem durch den Vorgang des alternativen Spleissens (engl. alternate splicing) gebildet wird. IgM tritt in seiner löslichen Form als Pentamer auf, wobei die einzelnen Monomere durch Disulfidbrücken miteinander verbunden sind, die durch Bindung einer J-Kette (engl. j chain) verstärkt wird. Die pentamere Form hat ein Molekulargewicht von ca. 970 kDa und wird als erster Antikörper nach Aktivierung einer B-Zelle gebildet. IgM bindet vermutlich an sich wiederholende (repetitive) Glykolipid-Strukturen und ist in der Lage Antigene zu Immunkomplexen zu vernetzen. Durch die pentamere Struktur wird die geringe Bindungaffinität der IgM Antikörper z.T. wieder ausgeglichen, da die Dissoziation der Antigene von ihrem Antikörper geringer ist als bei einem Monomer, was eine grössere Avidität des Pentamers bedingt. IgM ist massgeblich an der Aktivierung durch Thymus-unabhängige Antigene beteiligt, bei der durch starke Kreuzvernetzung membranständiger Rezeptoren eine B-Zell-Aktivierung stattfindet.
Darüberhinaus sind IgM Antikörper in grossem Umfang an der Aktivierung des klassischen Aktivierungsweg des Complementsystems beteiligt.

SC

- engl. Secretory Component, dt. Sekretorische Komponente, Spaltprodukt des Poly-Ig-Rezeptors epithelialer Zellen, die bei der Transzytose von IgA-Antikörpern an diese kovalent gebunden wird.

Fc

- Abkürzung für engl. fragment crystallizable. Damit wird ein durch Papain gespaltenes Antikörperfragment bezeichnet, das durch Abspaltung aus der schweren Ketten unterhalb der Gelenkregion des Antikörpers entsteht. Die anderen dabei entstehenden Spaltprodukte, die aus den oberhalb der Gelenkregion liegenden Abschnitten bestehen, werden als Fab-Fragmente bezeichnet. Die C-terminalen Enden des aus den unteren konstanten Regionen der schweren Ketten bestehenden Fc-Fragmentes dienen den sog. Fc-Rezeptoren (FcR) von phagozytierenden Zellen als Erkennungsregion.

Fab

- Abkürzung für engl. fragment of antibody binding. Damit werden zwei durch Papain gespaltene Antikörperfragmente bezeichnet, welche aus den oberhalb der Gelenkregion gelegenen Domänen des Antikörpers bestehen und die Gegenstücke zum Fc-Fragment bilden.

F(ab)₂

- Abkürzung für engl. fragment of antibody binding, damit wird ein durch Pepsin gespaltenes Antikörperfragment bezeichnet, welches aus den oberhalb der Gelenkregion gelegenen, aber im Gegensatz zu Fab noch miteinander verbundenen, Domänen des Antikörpers besteht.

Kälteagglutine

- Besonderer Typus menschlicher Antikörper, die erst bei erniedrigten Temperaturen von 10-15° C wirksam werden und gegen Antigene auf der Erythrozytenoberfläche gerichtet sind (Auto-Antikörper). Kälteagglutine können in der klinischen Diagnose als Störfaktoren bei der Erstellung des Blutbilds auftreten, da sie an die Erythrozyten binden und so die Messungen der damit verbundenen Parameter beeinflussen.

Serotransferrin

- Eisen bindendes und zu der Fraktion der β-Globuline zählendes Protein des Blutserums bei den Vertebrata (Wirbeltiere). Beim Menschen wird das Protein von einem auf dem Chromosom 3 liegenden Gen mit dem annotierten Namen TF codiert. Das Genprodukt umfasst 698 Aminosäuren mit einem Molekulargewicht von 77,06 kDa. In der klinischen Diagnostik liegt der meist mit Trf abgekürzte Regelwert (Referenzbereich) bei Männern und Frauen über 18 Jahren im Bereich von 2,0-3,6 g/l Blut ^[w15].

Links:

UniProt P02787, Serotransferrin
TF-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

Haptoglobin

- Zur Proteinfamilie der Globuline (α₂-Globin) zählendes, tetrameres Protein, das sich aus zwei, in 2 Isoformen auftretenden, 'leichten' α-Ketten mit einer Länge von 142 Aminosäuren (AS), molekulare Masse 15,94 kDa, und zwei 'schweren' β-Ketten mit einer Länge von 245 Aminosäuren (molekulare Masse von 27,26 kDa) über Disulfidbrückenbildung zusammensetzt. Das komplette heterotetramere Protein des Haptoglobins besitzt somit eine molekulare Masse von 86,4 kDa.
Dabei werden die α- und β-Ketten von einer einzigen mRNA codiert, entstammen also einem Gen (annotierter Name HP) und werden erst posttranslational durch proteolytische Spaltung in eine α- und eine β-Kette prozessiert.
Das vollständige, ungespaltene Peptid (406 AS inclusive der 18 AS der Signalpeptids) hat eine molekulare Masse von 45,2 kDa und wird auch als Zonulin bezeichnet.
Zonulin übt eine modulierende Funktion auf die Zellen der Darmwand aus.
Obwohl das gesamte Peptid eine Sequenz-Homologie zu Serinproteasen aufweist, besitzt es selbst keine enzymatische Aktivität, da die katalytisch relevanten Aminosäurereste fehlen.
Haptoglobin wird in der Leber gebildet und in den Blutkreislauf sezerniert, wo es an den Globin-Anteil des Hämoglobins bindet und dieses dem Abbau im Retikuloendothelialen System zuführt. Der Hämoglobin-Haptoglobin-Komplex wird dabei insb. von den CD163-Rezeptoren der Kupfferzellen der Leber gebunden und dem lysosomalen Abbau zugeführt.
Haptoglobin verhindert somit die Ausscheidung von im Hämoglobin enthaltenen Eisen über die Niere, schützt vor oxidativen Zellschädigungen durch das Sauerstoff affine Hämoglobin und entzieht ferner eventuellen pathogenen Bakterien das Eisen der Häm-Gruppe, so dass dieses nicht mehr als Substrat zugänglich ist.
In der klinischen Diagnostik wird alters- und geschlechtsabhängig eine Konzentration von 0,5-2,5 mg Haptoglobin pro ml Blut als normal angesehen. Ferner wird die Konzentration des freien Haptoglobins als empfindlicher Indikator für die Hämolyse von Erythrozyten verwandt, wobei eine erniedrigter Wert auf eine gesteigerte Hämolyse hindeutet.

Links:

UniProt P00738, Haptoglobin
HP-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

Zonulin

- Alternative Bezeichnung für das vollständige, ungespaltene Peptid des Haptoglobins.

Complement

- Das Complement bezeichnet sowohl eine Klasse von Proteinen als auch ein besonderes System der Immunabwehr, dem diese Proteine angehören. Das Complementsystem kann als Teil des angeborenen Immunsystems (engl. innate immunity) angesehen werden und basiert auf der Opsonisation, sowie der Markierung von Antigenen, als auch der direkten Bekämpfung von Pathogenen.
Funktional besteht das Complementsystem aus von der Leber abgegebenen, proteinogenen Complementfaktoren, welche proteolytische Kaskaden auslösen, die zur Ausbildung des MAC (engl. membrane attack complex) führen oder die Opsonisation des Antigens mit dem Complementprotein C3b bewirken. Die Faktoren des Complementsystems werden mit C1 bis C9, sowie mit Grossbuchstaben des Alphabets (Complementfaktoren B, D, H, I und P) bezeichnet oder besitzen Eigennamen (CRP, MBL, MASP). Einige dieser Faktoren werden im Zuge der Complementaktivierung in eine grössere und eine kleinere Untereinheit aufgespalten; diese Spaltprodukte werden dann mit dem Buchstaben 'b' für die grössere Untereinheit (z.B. C3b) und mit dem Buchstaben 'a' für die kleinere der Untereinheit (z.B. C3a) gekennzeichnet.
Der Faktor C3 ist mit einer Konzentration von 1000-1200 μg pro ml Serum der am häufigsten vertretene Faktor im menschlichen Blut.
Die Complementfaktoren können über 3 verschiedene Wege aktiviert werden, die als klassischer, alternativer und MBL- oder Lektin-vermittelter Aktivierungsweg bezeichnet werden.
Beim klassischen Aktivierungsweg bindet die C1 Komponente an die Fc-Domäne von IgM oder IgG, wobei IgM die grössere Bindungspräferenz besitzt. C1 besteht aus 10 Untereinheiten (Decamer) und setzt sich aus 6 Untereinheiten C1q (Serumkonzentration 75-150 μg/ml), zwei Untereinheiten C1s (Serumkonzentration ~50 μg/ml) und zwei Untereinheiten C1r (Serumkonzentration ~50 μg/ml) zusammen. Die Bindung von C1 an die Fc-Anteil des Antikörpers erfolgt über die C1q-Untereinheiten. Voraussetzung für die Bindung ist einmal, dass der Antikörper an ein Antigen gebunden ist und zum anderen, dass sich mind. zwei Antikörper in geringem Abstand voneinander befinden. Damit wird gewährleistet, dass sich C1 nicht an freie Antikörper und auch nicht an Antikörper, die an lösliche Antigene gebunden sind, anlagert. Durch die Bindung der C1q-Untereinheiten erfolgt eine Konformationsänderung in dem C1-Molekül durch die die C1r-Untereinheiten aktiviert werden. Diese zeigen nun Serin-Protease-Aktivität und führen zur Spaltung und damit verbundener Aktivierung der C1s-Untereinheiten. Die C1s-Untereinheit besitzt ebenfalls Serin-Protease-Aktivität und sie spaltet den Faktor C4 (Serumkonzentration 300-600 μg/ml) in C4a und C4b. Die C4b-Untereinheit bindet kovalent auf der Oberfläche des Antigens. An C4b lagert sich der Faktor C2 (Serumkonzentration ~30 μg/ml) an und wird von C1s in C2a und C2b gespalten. C2b bildet mit C4b einen Komplex aus, der als C3-Konvertase bezeichnet wird. An ihm wird C3 durch die Serin-Protease-Aktivität von C2b in C3b und C3a gespalten. C3b opsonisiert das Antigen und kann nun durch den Complement-Rezeptor-1 (CR1), z.B. auf Makrophagen, erkannt werden, so dass es zur Phagozytose des Antigens kommt. Alternativ kann ein als engl. membrane attack complex (MAC) bezeichneter Porenkomplex ausgebildet werden, indem sich C3b an die C3-Convertase anlagert und den C4bC2bC3b-Komplex bildet, der als C5-Convertase bezeichnet wird. Die C5-Convertase bindet den Faktor C5 (Serumkonzentration ~80 μg/ml), der durch C2b in seine Untereinheiten C5a und C5b gespalten wird. C5b bindet einerseits kovalent an das Pathogen und andererseits an den Complementfaktor C6 (Serumkonzentration ~45 μg/ml). An diesen Komplex bindet C7 (Serumkonzentration ~90 μg/ml), das eine hydrophobe Seitenkette in die Membran des Pathogens einlagert. An diese in der Membran verankerten C7 Moleküle bindet wiederum C8 (Serumkonzentration ~60 μg/ml), das aus drei Untereinheiten α, β und γ besteht, wovon sich die dimerisierenden α und γ-Einheiten in die Membran einlagern. Dieses Heterodimer des Faktors C8 katalysiert die Polymerisation von 10-15 C9 Faktoren (Serumkonzentration ~60 μg/ml), die eine Pore in der Membran des Pathogens ausbilden. Durch diese Porenbildung bricht der elektrochemische Gradient der pathogenen Zelle zusammen und es kann zur Lyse der Zelle kommen.
Der MBL- oder Lektin-vermittelte Aktivierungsweg wird durch die akute Phasen Proteine MBL (Abk. für engl. mannose binding lectin) oder CRP (Abk. für engl. C reactive protein) ausgelöst. CRP bindet an Phosphatidylcholin, einem wichtigen Membranbaustein, während MBL an Kohlenhydratstrukturen, insb. Mannose, Fucose und N-Acetylglucosamin, von pathogenen Organismen, wie z.B. Bakterien, Protozoen, Pilzen oder Viren, bindet. MBL ist ein Calcium abhängiges, oligomeres Protein mit einer molekularen Masse von 400-700 kDa das sich aus 2 bis 4 Untereinheiten zusammensetzt, die wiederum aus jeweils drei gleichen Peptidketten (Homotrimer) gebildet werden. Man nimmt an, dass für die aktive Form mindestens 4 dieser Homotrimere in der Quartärstruktur zu einem Heterotetramer zusammentreten müssen. Im Blut ist MBL mit einem weiteren Protein assoziiert, das Serin-Protease-Aktivität besitzt und als MASP (für engl. MBL associated serine protease(s)) bezeichnet wird. MASP besteht aus mindestens 2 miteinander assoziierten homodimeren Zymogenen, die als MASP-1 und MASP-2 bezeichnet werden. Durch die Bindung von MBL an einen Zuckerrest kommt es zur Aktivierung der Serin-Protease-Aktivität der MASP-1 Untereinheit, die wiederum die Untereinheit MASP-2 oder direkt C2 aktiviert. MASP-2 ist in der Lage, die Faktoren C2 und C4 zu spalten, was zur Ausbildung der C3-Convertase führt. Ab hier folgen die weiteren Effektoreaktionen dem des klassischen Aktivierungswegs.
Im alternativen Aktivierungsweg kommt es zu einer spontanen Aktivierung von C3, das sich in seine Untereinheiten C3a und C3b aufspaltet. C3b kann den Faktor B binden und dieser Komplex den Faktor D (Adipsin). Faktor D hat Serin-Protease-Aktivität und spaltet B zu Ba und Bb. Bb bleibt an C3b gebunden und bildet eine lösliche C3-Konvertase, die die Spaltung von C3 multipliziert. Bindet C3b an die Oberfläche eines Pathogens kann es zur Ausbildung der zellgebundenen C3-Konvertase kommen, indem, wie bei der löslichen Form, sukzessive Faktor B und Faktor D gebunden wird, so dass ein Komplex C3bBb entsteht, der durch den Faktor P (Properdin) stabilisiert wird. Ab hier erfolgen die weiteren Mechanismen analog zum klassischen Aktivierungsweg. Mit C3b opsonisierte Partikel können durch den CR1 von Erythrozyten gebunden und von diesen in die Milz transportiert werden, wo sie durch Phagozytose 'entsorgt' werden. Die während der Complementaktivierung entstehenden kleinen Untereinheiten C3a, C4a und C5a haben eine entzündungsvermittelnde Funktion und werden als Anaphylatoxine bezeichnet.

Links:

UniProt P02745, C1q subunit A
C1QA-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P02746, C1q subunit B
C1QB-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P02747, C1q subunit C
C1QC-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P00736, C1r
C1R-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P09871, C1s
C1S-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P06681, C2
C2-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P01024, C3
C3-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P0C0L4, C4-A
C4A-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P0C0L5, C4-B
C4B-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P01031, C5
C5-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P13671, C6
C6-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P10643, C7
C7-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P07357, C8A
C8A-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P07358, C8B
C8B-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P07360, C8C
C8G-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P02748, C9
C9-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P00751, Factor B
CFB-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P00746, Factor D, Adipsin
CFD-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P08603, Factor H
CFH-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P05156, Factor I
CFI-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P27918, Factor P, Properdin
CFP-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P11226, MBL
MBL2-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P48740, MASP-1
MASP1-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt O00187, MASP-2
MASP2-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P02741, CRP
CRP-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

MAC

- Akronym für engl. membrane attack complex, einem aus mehreren Proteinen gebildeten Poren-Komplex in der Membran einer i.d.R. körperfremden Zelle. Die Ausbildung eines MAC stellt das finale Stadium der Complementaktivierung dar, da die in der Zielzelle gebildeten MAC-Poren die Lyse dieser Zelle einleiten. Weiteres s. Complement.

Adipsin

- andere Bezeichnung für den Complement Faktor D. Weiteres s. Complement.

Properdin

- andere Bezeichnung für den Complement Faktor P. Weiteres s. Complement.

MBL

- Akronym für engl. mannose binding lectine, einem initialen Complementfaktor, der von der Leber sezerniert wird und den Lektin-Aktivierungsweg des Complementsystems einleitet. MBL wird ebenso wie CRP auch als akute Phasen Protein bezeichnet. Weiteres s. Complement.

MASP

- Akronym für engl. MBL associated serine protease, einem mit dem MBL-Protein assoziierter Complementfaktor, der aus den beiden Proenzymen MASP-1 und MASP-2 besteht. Die MASP Proteine besitzten Serin-Protease-Aktivität und sind im Lektin-Aktivierungsweg des Complementsystems aktiv. Weiteres s. Complement.

CRP

- Akronym für engl. C reactive protein, einem initialen Complementfaktor. CRP bildet eine Überstruktur aus, bei der fünf CRP-Peptide zum vollständigen, aktiven Protein zusammentreten, also in der Quartärstruktur ein Homopentamer ausbilden. Eine CRP-Proteinuntereinheit besteht aus 224 Aminosäuren (inclusive der 18 Aminosäuren des Signalpeptids) mit einer molekularen Masse von ~25kDa. CRP wird von der Leber sezerniert und kann den sog. Lektin-Aktivierungsweg des Complements einleiten. Anders als das Lektin MBL bindet CRP jedoch nicht an Zucker, sondern Calcium-abhängig an Membranbausteine aus der Gruppe der Phosphatidylcholine auf der Oberfläche von Pathogenen. CRP wird ebenso wie MBL auch als akute Phasen Protein bezeichnet. In der klinischen Diagnostik wird eine CRP-Konzentration von <10 mg pro Liter Blut als normal angesehen. Weiteres s. Complement.

Akute Phasen Proteine

- Als Akute-Phasen-Proteine werden v.a. von der Leber ins Blut sezernierte Proteine bezeichnet, deren Konzentration im Falle einer akuten Entzündung (Inflammation) mehr oder weniger rapide ansteigt. Dabei wird die Leber i.d.R. durch verschiedene Cytokine zur vermehrten Produktion dieser Proteine angeregt. Zu den Akute-Phasen-Proteinen zählen u.a. die initialen Complementfaktoren MBL und CRP, sowie das Globulin Haptoglobin.

surrogate light chain

- Engl. Bezeichnung für eine Peptid-Kette mit geringem Molekulargewicht, die während der B-Zell-Reifung im Knochenmark 'vorläufig' mit den re-arrangierten schweren Ketten des BCR's den prä-BCR bildet. Dieser muss sich erst als funktionsfähig erweisen, damit die Rekombination der schweren Kette stoppt und die der aktiven leichten Kette beginnen kann.

surrogate α chain

- engl. Bezeichnung für das vorläufige α-Peptid des prä-TCR's, die bei der T-Zell-Reifung im Thymus im Zuge des DNA-Rearrangements der β-Kette ausgebildet wird. Ist die β-Kette funktionsfähig, stoppt die Rekombination der β-Kette und die Umlagerungsreaktionen der aktiven α-Kette beginnen, die dann die surrogate α chain ersetzen.

Ii

- Kurzbezeichnung für die invariante Kette (engl. invariant chain) des MHC II-Moleküls, welches die Bindungsgrube des MHC II-Moleküls blockiert, solange dieses noch inaktiv ist, d.h. noch nicht mit einem zu präsentierenden Peptid beladen wurde. Das Protein wird auch als engl. HLA class II histocompatibility antigen gamma chain bezeichnet und ist in der CD-Nomenklatur als CD74 klassifiziert. Die invariante Kette zählt zu den Typ II Membranproteinen, besteht aus 296 Aminosäuren und weist eine molare Masse von 33,5 kDa auf. Das ebenfalls mit CD74 bezeichnete Gen liegt auf dem Chromosom 5.
Drei invariante Ketten treten im ER zu einem Homotrimer zusammen, das sich mit drei heterodimeren MHC II Molekülen zu einem Heterononamer verbindet. Dabei werden die Peptidbindungsgruben der MHC II Rezeptoren blockiert, so dass keine Peptide des ER's von den MHC II Molekülen gebunden werden können. Auch wird der invarianten Kette eine Funktion als Chaperone zugeschrieben, welches zur Faltung und Assemblierung der MHC II Rezeptoren aus je einer α- und β-Untereinheit benötigt wird. Ferner enthält die invariante Kette ein Signalpeptid, das den anterograden Transport vom ER zum Golgi-Apparat und von dort über die Plasmamembran zu den endosomalen bzw. lysosomalen Kompartimenten gewährleistet. Dabei ist der Transportweg, der über die Plasmamembran führt umstritten; nach anderen Interpretationen wird der MHC II/Ii Komplex unmittelbar nach Verlassen des Golgi zum endosomal/lysosomalen System transportiert. Im endo- bzw. lysosomalen System wird die invariante Kette durch saure Proteasen gespalten, so dass nur ein engl. als class II invariant chain peptide (abgk. CLIP) bezeichnetes Peptidfragment, bestehend aus den Aminosäuren der Positionen 103-117 des Ii-Moleküls, in den Bindungsgruben der MHC II Rezeptoren verbleibt. CLIP wird dann durch die Aktivität von HLA-DM und u.U. HLA-DO gegen Peptidfragmente ausgetauscht, die aus dem lysosomalen Abbau resultieren. Von Ii sind drei Isoformen bekannt, die durch den Vorgang des alternativen Spleissens (engl. alternate splicing) zustande kommen.

Links:

UniProt P04233, HLA class II histocompatibility antigen gamma chain, invariant chain Ii
CD74-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

CLIP

- Abk. für engl. class II invariant chain peptide, bezeichnet das in der Bindungsgrube von MHC II verbleibende Peptid, nachdem die invariante Kette (Ii) proteolytisch gespalten wurde. Das aus 15 Aminosäuren der Positionen 103-117 von Ii bestehende CLIP blockiert die Bindungsgrube und wird katalytisch von HLA-DM gegen ein zu präsentierendes Peptid ausgetauscht (engl. MHC II peptide loading).

HLA-DM

- HLA-DM katalysiert die Beladung von MHC II-Molekülen zu präsentierenden Peptiden in Lysosomen (engl. MHC II peptide loading), was einhergeht mit der Entfernung von CLIP aus der Bindungsgrube des MHC II-Moleküls. Dieser Prozess wird durch wiederholte Enzymtätigkeit optimiert (engl. peptide editing), so dass ein möglichst hochaffin bindendes Peptid für das MHC II-Molekül gefunden wird. HLA-DM wird von HLA-DO inhibiert bzw. moduliert. Das Protein wird auch als Klasse-II ähnliches bzw. nicht-klassisches MHC-Molekül bezeichnet, da der Genlocus für HLA-DM im HLA II-Bereich liegt. Röntgenstrukturanalysen von aneinander gebundenen HLA-DM und klassischen MHC II Molekülen wie HLA-DR haben gezeigt, dass die Peptidbeladung hpts. durch Ausbildung von Wasserstoffbrücken zwischen Aminosäureresten aus den α-Ketten der jeweiligen Moleküle resultiert. Insb. bildet sich bei der HLA-DM/HLA-DR Interaktion eine Wasserstoffbrücke zwischen einem Arginin an Position 125 der α-Kette von HLA-DM (αN125) und einem Tryptophanrest an Position 43 der α-Kette von HLA-DR (αW43) aus. Diese Bindung führt zu einer veränderten Konformation der Peptidbindungsgrube des HLA-DR Moleküls, so dass sich CLIP löst und andere Peptidfragmente binden können. Die Optimierung kommt dadurch zustande, dass nur diejenigen Peptidfragmente zu einer Lösung der Wasserstoffbrückenbindung führen, die eine entsprechend hohe Bindungsaffinität zu der Bindungsgrube des MHC II Rezeptors aufweisen. Eine vergleichende phylogenetische Untersuchung kommt zu dem Ergebnis, dass die Peptidbeladung klassischer MHC II Moleküle in den Lysosomen durch Interaktion mit HLA-DM wahrscheinlich innerhalb der Vertebrata (Wirbeltiere) nur charakteristisch für die Gruppe der Tetrapoda (Vierbeiner) ist, während sie bei den Teleostei und anderen Fischen nicht vorhanden ist, da die bei dieser Studie untersuchten HLA Molekülen nicht die relevanten Aminosäuren an denjenigen Positionen aufweisen, die für eine Interaktion von klassischen und nicht-klassischen MHC II Molekülen nötig sind (s.o.).

Literatur:

Dijkstra, Johannes M., Grimholt, Unni, Leong, Jong, Koop, Ben F., Hashimoto, Keiichiro (2013) 'Comprehensive analysis of MHC class II genes in teleost fish genomes reveals dispensability of the peptide-loading DM system in a large part of vertebrates.', BMC Evol. Biol., 13, 260, DOI: 10.1186/1471-2148-13-260

HLA-DO

- Protein aus der Gruppe der "nicht-klassischen" MHC-Moleküe. HLA-DO wird auch als Klasse-II ähnliches MHC-Molekül bezeichnet, da der Genlocus des HLA-DO-Proteins im HLA II-Bereich des MHC liegt. HLA-DO inhibiert HLA-DM und spielt daher bei der Prozessierung von MHC II- Peptiden (engl. peptide loading bzw. peptide editing) eine Rolle.

Cathepsine

- Cathepsine sind saure Proteasen, die in Lysosomen aktiv sind und u.a. das an MHC II gebundene Ii so spalten, dass lediglich ein als CLIP bezeichnetes Fragment in der Bindungsgrube verbleibt.

GILT

- Abk. für engl. γ-interferon inducible lysosomal thiolreductase, einem Enzym das die Anzahl von Disulfidbrücken von Proteinen in den Endolysosomen reduziert. Diese Reduzierung von Disulfidbrücken verändert die Prozessierung von Antigenen und moduliert so das Repertoire an Peptiden, das für die Beladung von MHC II-Molekülen zur Verfügung steht.

Links:

UniProt , GILT
-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

Tapasin

- auch als engl. TAP binding protein bezeichnet, ist Tapasin ein am engl. peptide loading complex der MHC I Proteine beteiligtes Protein, das die Bindungsgrube des MHC I-Moleküls geöffnet hält, bis ein passendes Peptid affin bindet.

Links:

UniProt O15533, Tapasin
TAPBP-Gen (Tapasin) im NCBI Chromosome Map Viewer

TAP

- Akronym für engl. transporter associated with antigene processing, ein heterodimeres, aus TAP-1 und TAP-2 bestehendes Protein, das zur Proteinfamilie der ABC-Transporter zählt und zusammen mit weiteren Proteinen (wie z.B. Tapasin) den Transport von Peptiden in das ER reguliert und damit am engl. peptide loading complex des MHC I-Moleküls beteiligt ist. Die Genloci für TAP-1 und TAP-2 befinden sich beim Menschen beide in der sog. HLA-II Region des Chromosoms 6, die auch die Gene der MHC II Moleküle enthält.

Links:

UniProt Q03518, Antigen peptide transporter 1, TAP-1
UniProt Q03519, Antigen peptide transporter 2, TAP-2
TAP1, TAP2-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer

TAP-1

- Bestandteil des TAP-Protein-Komplexes (s. dort).

TAP-2

- Bestandteil des TAP-Protein-Komplexes (s. dort).

LMP

- Untereinheiten des Proteasoms, dessen Genort im HLA-II Bereich liegt. LMP wird bei Aktivierung durch INFγ gebildet und tauscht Untereinheiten am Proteasom der Zelle aus, so dass sich das Spektrum der gebildeten Peptid-Fragmente ändert und man von einem Immunoproteasom spricht.

Defensine

- antimikrobiell wirkende, in Granula gespeicherte Peptide der Granulozyten

Granzyme

- Serinproteasen, die bei ihrem Eintritt in die Zielzellen Caspasen durch Spaltung aktivieren und somit an der Induktion der Apoptose beteiligt sind. Granzyme werden zusammen mit Perforinen als Effektormoleküle der CTL's und NK-Zellen in Granula gespeichert und im Falle einer Immunreaktion freigesetzt, ein Vorgang der als Degranulation bezeichnet wird.

Perforin

- polymeres Protein, das in der Zellmembran von Pathogenen (z.B. Bakterien) aber auch von körpereigenen Zellen zu Poren polymerisiert und somit einerseits den elektrochemischen Gradienten der Membran zerstört und andererseits sezernierten Molekülen, wie z.B. Granzymen oder anderen Proteasen das Eindringen in die Zelle ermöglicht, so dass die Lyse der Zelle erfolgen kann. Perforine finden sich in den Granula der CTL's und der NK-Zellen.

Histamin

- Histamin wird insb. von Mastzellen und basophilen Granulozyten produziert, in Granula gespeichert und bei Bedarf, d.h. bei IgE vermittelter oder IgE unabhängiger Stimulation, ausgeschüttet (Degranulation). Aber auch andere hämatopoetische Zellen sind i.d.L. Histamin zu produzieren, jedoch wird in diesen Zellen das Histamin nach einer Stimulation direkt produziert und ausgeschüttet und nicht in Granula gespeichert.
Histamin ist ferner im Gift der Honigbiene Apis mellifera (Apitoxin) enthalten. Das Molekül hat u.a.eine vasoaktive Wirkung, was Histamin mitverantwortlich für die Symptomatik in allergischen Reaktionen macht. Gebildet wird Histamin durch das Enzym Histidin-Decarboxylase (HDS), das unter Kohlendioxid-Bildung die Decarboxylierung der Aminosäure Histidin katalysiert. Dazu benötigt HDS Vitamin B₆ als Cofaktor.

Januskinasen

- Besondere, häufig mit JAK abgekürzte Klasse von Proteinen, die zu den Tyrosin-Kinasen zählen. Januskinasen verfügen über zwei Kinase-Domänen und sind nicht-kovalent mit membranständigen Cytokin-Rezeptoren assoziiert. Durch Bindung eines Cytokins an seinen Rezeptor werden die Januskinasen so in ihrer räumlichen Ausrichtung verändert, dass sie sich gegenseitig phosphorylieren. Die so aktivierten Januskinasen phosphorylieren nun die Cytokin-Rezeptoren, so dass sog. STAT Transkriptionsfaktoren binden können, die nun wiederum von den Januskinasen phosphoryliert werden. Die phosphorylierten STAT's dimerisieren und sind in dieser Konformation in der Lage, in den Nucleus einzuwandern, wo sie an die Promotorregionen von Genen binden und zu deren Transkription führen. Durch verschiedene Januskinasen und STAT's werden die spezifischen Reaktionen der Cytokine vermittelt.

JAK

- Abkürzung für Januskinasen.

STAT

- Akronym für engl. signal transducer and activator of transcription, einer Bezeichnung für besondere Transkriptionsfaktoren, die von Januskinasen aktiviert werden und spezifische Funktionen von Cytokin-Rezeptoren vermitteln. In der aktivierten Form können die STAT's dimerisieren und nur als Dimere sind sie in der Lage, in den Nucleus einzuwandern, um dort an Promotorregionen zu binden und so die Transkription des Zielgens einzuleiten. Man nimmt an, dass es unterschiedliche STAT's gibt, die die unterschiedlichen Cytokinwirkungen vermitteln.

Selektine

- Spez. Klasse von immunologisch bedeutsamen Lektinen, die als Zelladhäsionsmoleküle des Endothels und von Lymphozyten fungieren.

Selectine

- andere Schreibweise für Selektine (engl. selectins).

VLDL

- Akronym für engl. very low density lipoprotein, dt. Lipoprotein sehr geringer Dichte.

IDL

- Akronym für engl. intermediate density lipoprotein, dt. Lipoprotein mittlerer Dichte.

LDL

- Akronym für engl. low density lipoprotein, dt. Lipoprotein geringer Dichte.

HDL

- Akronym für engl. high density lipoprotein, dt. Lipoprotein hoher Dichte.

Genetik der Immunbiologie

DNA Rearrangement

- Prä-transkriptionaler Rekombinationvorgang bei der Transkription von Genen der B-Zell-Rezeptoren (BCR) bzw. Antikörper und T-Zell-Rezeptoren (TCR), der auch als somatische Rekombination oder engl. DNA splicing bezeichnet wird. Bei dem DNA-Rearrangement werden verschiedene, zusammenhängende Genregionen (sog. Genkassetten) unterschiedlicher Isotypen miteinander rekombiniert, so dass je nach Rekombinationsvorgang ein variables Genprodukt entsteht. Die beteiligten Genregionen werden als V-, D-, J- und C-Segmente bezeichnet und codieren für verschiedene Abschnitte des zu bildenden Genproduktes. Dabei steht V für engl. variable, D für engl. diversity, J für engl. junction und C für engl. constant. Diese Bezeichnungen reflektieren die verschiedenen Regionen des gebildeten Proteins.
Bei der sog. schweren Kette (engl. heavy chain) der Antikörper erfolgt zunächst eine Rekombination der isotypisch vorliegenden D- und J-Segmente, welche dann mit einem V-Segment rekombiniert werden. Die zwischen den einzelnen rekombinierten DNA-Abschnitte liegenden DNA-Abschnitte werden 'ausgestülpt' (engl. looping out) und entweder herausgeschnitten oder invertiert. Das rekombinierte Element dieses als V-D-J-Rekombination bezeichneten Vorgangs codiert für den variablen Anteil der schweren Kette des BCR's und wird zusammen mit einem, für den konstanten Anteil der schweren Kette des BCR's codierenden, μ und δC-Segment transkribiert. Die μ und δC-Segmente der enstandenen prä-mRNA werden durch alternatives Spleissen (engl. alternate splicing) auf unterschiedliche mRNA's verteilt, so dass die schwere Kette eines membranständigen IgM oder IgD-Rezeptors entsteht.
Eine analoge V-D-J-Rekombination erfolgt für den variablen Anteil der β-Kette des TCR's. Die leichten Ketten (engl. light chain) des BCR bzw. der Antikörper und die α-Ketten des TCR besitzen kein D-Segment, infolgedessen erfolgt nur eine V-J-Rekombination der variablen Regionen dieser Proteine.
Der gesamte Prozess wird durch ein Enzymsystem katalysiert, das als V-(D)-J-Rekombinase bezeichnet wird und an dem die Proteine RAG-1 und RAG-2, sowie Ku, Artemis und TdT beteiligt sind. Das DNA-Rearrangement ist an die Funktionalität des entstehenden Genprodukts geknüpft: Die Umlagerung erfolgt zunächst nur auf einem Allel, ist diese erfolgreich, werden weitere Umlagerungen gestoppt, sowie eine Transkription auf dem homologen Chromosom unterbunden (engl. allelic exclusion). War die Rekombination nicht erfolgreich, so erfolgt eine Umlagerungsreaktion auf dem homologen Chromosom, ist auch diese nicht erfolgreich, wird die Apoptose der Zelle eingeleitet. Bei der Antikörper-Bildung kommen noch weitere Mechanismen hinzu: Wird eine B-Zelle im Zuge einer Immunreaktion aktiviert, so wird einerseits im Zuge der nun proliferierenden B-Zelle die Produktion von löslichen, sezernierten Antikörpern in Plasmazellen eingeleitet, wobei die Umstellung von membranständigen Antikörper zu sezernierten Antikörpern durch differentielles Spleissen erfolgt. Hierbei wird einmal nach dem Polyadenylierungssignal der membranständigen Form und einmal nach dem Polyadenylierungssignal der sekretierten Form gespleisst. Die Polyadenylierungssignale befinden sich innerhalb des C-Segments der schweren Kette, wobei sich an das Polyadenylierungssignal der sekretierten Form, pA_S, die Sequenz für die Transmembranregion und den cytosolischen Anteil des Antikörpers (nur IgM oder IgD) anschliesst und dann das Polyadenylierungssignal der membranständigen Form, pA_M folgt. Ferner kann in der aktivierten B-Zelle durch T-Zell-Interaktion oder durch Cytokine ein Klassenwechsel der Immunglobuline induziert werden. Dabei kommt es zu einem erneuten Rekombinationsvorgang, bei dem die einmal gebildete VDJ-Einheit mit anderen C-Segmenten rekombiniert werden, so dass die dazwischenliegenden Genabschnitte deletiert werden und Antikörper eines anderen Isotyps gebildet werden. Diese Form der Rekombination wird als engl. switch recombination bezeichnet, da an diesem Vorgang konservierte DNA-Abschnitte, die sog. engl. switch regions, beteiligt sind. Eine weiterer Mechanismus ist die somatische Hypermutation, die bei der Affinitätsreifung aktivierter B-Zellen an den FDC's der Lymphfollikel stattfindet.

allelic exclusion

- engl. für dt. 'allelischer Ausschluss'. Im allg. wird mit allelic exclusion ein Mechanismus bezeichnet, bei dem die Transkription eines oder mehrer Gene auf einem Chromosom die Transkription der entsprechenden Gene (Allele) auf dem homologen Chromosom unterdrückt bzw. inhibiert. Im immunologischen Kontext treten solche Vorgänge insb. bei der Transkription der Untereinheiten der Immunglobulin-Rezeptoren (schwere und leichte Ketten) als auch bei der Transkription der TCR-Ketten auf. Hierbei wird die Transkription des homologen Gens durch das aktuell transkribierte Gen unterdrückt, vorausgesetzt das aktuell transkribierte Gen ist funktional intakt. Da die Ausbildung der BCR und TCR über prä-transkriptionale Vorgänge (dem sog. DNA Rearrangement) erfolgt, führt der Mechanismus des allelic exclusion auch zur Unterdrückung weiterer Umlagerungsreaktionen in den betroffenen Genloci. Der Mechanismus der allelic exclusion gewährleistet, dass nur monotypische Genprodukte gebildet werden. D.h. es entstehen nur BCR's bzw. Antikörper oder TCR's, die spezifisch für ein einziges Antigen sind. Für die bei der Thymopoese im Thymus gebildeten α-Ketten der TCR's ist die allelic exclusion weniger stark ausgeprägt, so dass ca. 30 % der enstehenden T-Lymphozyten bezüglich der α-Kette zwei verschiedene TCR's aufweisen.

switch region

- engl. für dt. 'Schalter Region', einer Bezeichnung für konservierte DNA-Abschnitte, die im Intron vor jedem C-Segment in der Antikörper codierenden Region liegen (ausser bei dem C-Segment des IgD, dem C_δ). Die switch region ist bei Rekombinationvorgängen während des Antikörpern-Klassenwechsels beteiligt.

RSS

- Akronym für engl. recombination signal sequence, dt. Rekombinationssignalsequenz, eine spezielle Sequenz von Nucleotiden, die in dem Prozess des DNA-Rearrangement als Bindungstelle für die RAG-1 und RAG-2 fungiert. Die RSS besteht aus konservierten DNA-Abschnitten von 7 (Heptamer) und 9 (Nonamer) Nucleotiden, zwischen denen ein 12 bp oder 23 bp langer spacer-Abschnitt liegt. Hinter jedem V-Gensegment, flankierend an jedem D-Segment und vor jedem J-Segment kommt dieses Motiv vor und ist essentiell für das Enzymsystem der VDJ-Rekombinase.

Hypermutation

- Vorgang bei der Affinitätsreifung der Antikörper von B-Lymphozyten an follikularen dendritischen Zellen (FDC), bei der die variablen Bereiche der Antigen-bindenden Regionen der Immunglobuline, d.h. die durch DNA-Rearrangement rekombinierten VDJ-Genkassetten, durch Punktmutationen verändert und dadurch in ihrer Variabilität stark erhöht werden. Diese erhöhte Mutationsrate hat zum Ziel Antikörper mit grösstmöglicher Affinität für ein spezifisches Antigen herauszuselektionieren, da nur hochaffin an die FDC's bindende B-Zellen ein Überlebenssignal erhalten, während in B-Zellen, deren Bindungsaffinität verloren geht, die Apoptose eingeleitet wird. Da die Mutationsrate gegenüber der natürlichen Mutationsrate (1 bp in 10⁸ bp) etwa 10³ bis 10⁴ mal höher ist, und dies eine Eigenschaft des DNA-Abschnitts ist, spricht man auch von somatischer Hypermutation.

RAG

- Akronym für engl. recombination activation gene, einer Bez. für die Genloci von zwei Proteinen, die am DNA Rearrangement der BCR- (Immunglobulin-) und TCR-Gene massgeblich beteiligt sind. Diese Proteine werden als engl. V(D)J recombination-activating protein 1 und 2 bzw. kurz als RAG-1 und RAG-2 bezeichnet und bilden mit anderen Proteinen, wie Artemis, Ku und TdT, einen Multienzymkomplex der die Mechanismen der sog. V(D)J-Rekombination katalysiert und daher auch als V(D)J-Rekombinase bezeichnet wird. Das katalytisch aktive RAG-1 umfasst 1043 Aminosäuren und weist eine molekulare Masse von ca. 119 kDa auf, während das katalytisch inaktive RAG-2 527 Aminosäuren und einer molekulare Masse von 59,24 kDa aufweist. Während des Vorgangs des DNA-Rearrangements bindet RAG-1 an ein Nonamer-Motiv innerhalb einer als RSS bezeichneten Sequenz, die jeweils wiederum Bestandteil der DNA der zu rekombinierenden Elemente (V,D,J-Gene) ist. Durch diese Bindung werden RAG-2 und u.U. weitere Faktoren rekrutiert, die nun an RAG-1 binden und den sog. RAG-Komplex ausbilden. Der zwischen den Komponenten dieses Komplexes liegende DNA-Abschnitt wird schleifenartig ausgestülpt (engl. looping out) und in dem gebundenen DNA-Doppelstrang in 5'-Position eines Heptamer-Motivs der RSS durch die endonucleolytische Aktivität von RAG-1 ein Einzelstrangbruch (engl. nick) produziert. Dieser Einzelstrangbruch resultiert in einer freien 3'-Hydroxyl-Gruppe, die über den chem. Mechanismus eines nucleophilen Angriffs mit der am komplementären Strang gegenüberliegenden Phosphodiester-Gruppe reagiert (Umlagerungsreaktion, Transesterfizierung) und so den Doppelstrang durchtrennt, so dass an einer Hälfte des gebrochenen Doppelstranges eine, über eine Phophat-Gruppe geschlossene Haarnadelstruktur (engl. hairpin) entsteht und an der anderen Hälfte des Doppelstranges zwei sog. stumpfe 5'-Enden (engl. blunt ends) ausgebildet werden. An der nachfolgenden Prozessierung sind dann andere Enzyme wie Artemis, Ku und TdT beteiligt. Sie führen zum Aufbruch der Haarnadelstruktur (Artemis), einer Einzelstrangverlängerung (TdT) und schliesslich zu einer Vereinigung passender Einzelstrangüberhänge zu einem neu rekombinierten, doppelsträngigen DNA-Segment.

Links:

UniProt P15918, V(D)J recombination-activating protein 1, RAG-1
UniProt P55895, V(D)J recombination-activating protein 2, RAG-2
RAG1, RAG2-Gene im NCBI Chromosome Map Viewer

RAG-1

- s. RAG

RAG-2

- s. RAG

Ku, Ku-Antigen

- Protein, das bei dem DNA Rearrangement der BCR- und TCR-Gene beteiligt ist und zur Stabilisierung der Ausbildung einer Haarnadelstruktur (engl. hairpin) der durch RAG-1 und RAG-2 geschnittenen DNA beiträgt.
Das Ku-Protein oder auch Ku-Antigen bildet ein Heterodimer und besteht aus zwei Untereinheiten, die als engl. X-ray repair cross-complementing protein 5 und 6 bezeichnet werden. Die annotierten Gennamen für diese Untereinheiten lauten XRCC5 bzw. XRCC6. Das Protein des XRCC5-Gens umfasst 732 Aminosäuren (inklusive des Initiator-Methionins) und besitzt eine molekulare Masse von ca. 82,71 kDa, während die von XRCC6 codierte Untereinheit 609 Aminosäuren (inklusive des Initiator-Methionins) und eine molekulare Masse von 69,84 kDa aufweist.

Links:

UniProt P13010, X-ray repair cross-complementing protein 5, 80 kDa Untereinheit von Ku
XRCC5-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer
UniProt P12956, X-ray repair cross-complementing protein 6, 70 kDa Untereinheit von Ku
XRCC6-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

Artemis

- Protein, das bei dem DNA Rearrangement der BCR- und TCR-Gene beteiligt ist und die durch Ku stabilisierte Haarnadelstruktur (engl. hairpin) einzelsträngig auftrennt.
Das Protein wird von dem Gen DCLRE1C (Abk. für engl. DNA cross-link repair 1C) auf dem Chromosom 10 codiert und umfasst 692 Aminosäuren mit einer molekularen Masse von ca. 78,44 kDa.
Unter den nordamerikanischen Ureinwohnern der Stämme der Navajo und Apache tritt gehäuft eine Immunschwächekrankheit auf, die sog. engl. severe combined immunodeficiency (abgk. SCID), die auf das Fehlen bzw. Dysfunktion des Artemis Gens DCLRE1C zurückzuführen ist. Wegen der fehlenden Artemis Funktion kann keine V-D-J-Rekombination stattfinden, so dass keine reifen B- und T-Zellen mit intakten BCR's bzw. TCR's gebildet werden. Zudem werden in Artemis defizienten Zellen auch andere, z.B. durch Röntgen-Strahlung, hervorgerufene Schädigungen der DNA, die sich in Doppelstrangbrüchen äussern, mit wesentlich geringerer Effizienz repariert, was eine Beteiligung von Artemis an generellen DNA-Reparaturprozessen wahrscheinlich macht.

Links:

UniProt Q96SD1, DNA cross-link repair 1C, Artemis
DCLRE1C-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

TdT

- Akronym für engl. terminal desoxynucleotidyl-transferase, einem Protein, das bei dem DNA Rearrangement der BCR- und TCR-Gene beteiligt ist und die Strangverlängerung der von Artemis geschnittenen DNA katalysiert, wobei TdT bis zu 20 Nucleotide zufällig einbaut, so dass die Variabilität des gebildeten Genprodukts zusätzlich erhöht wird. TdT findet sich nur bei der V-D-J-Rekombination der schweren Kette des BCR's und dem DNA-Rearrangement der α, β, γ und δ Ketten des TCR's. Die Auswirkungen des TdT-Enzyms werden auch als engl. junctional diversity bezeichnet.
Das Protein wird von dem Gen mit dem annotierten Namen DNTT (Abk. für engl. DNA nucleotidylexotransferase) auf dem Chromosom 10 codiert und umfasst 509 Aminosäuren mit einer molekularen Masse von ca. 58,54 kDa.

Links:

UniProt P04053, DNA nucleotidylexotransferase, TdT
DNTT-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

HLA

- Akronym für engl. human leukocyte antigene(s), bezeichnet den Genlocus für die MHC-Proteine des Menschen auf dem Chromosom 6. Dieser Genort lässt sich in drei Bereiche unterteilen: So werden in der Klasse I Region die MHC I-Moleküle codiert, in der Klasse II Region die MHC II-Moleküle, sowie die Proteine TAP und LMP, und in der Klasse III Region werden Complementfaktoren, das Chaperone-Protein HSP70 und TNFα codiert. Die unterschiedlichen Genorte der Klasse I Region werden mit einfachen Grossbuchstaben (HLA-A bis HLA-X) und die der Klasse II Region mit doppelten Grossbuchstaben (HLA-DM bis HLA-DR) gekennzeichnet. Die für die MHC-Proteine codierenden Loci zeichnen sich durch einen sehr grossen Polymorphismus (mehrere tausend Allele) aus, der in der grossen Variabilität und Spezifität der MHC-Moleküle zum Ausdruck kommt.

H-2

- Abkürzung für engl. histocompatibility 2, einer Bezeichnung für denjenigen Bereich von Genen auf dem Chromosom 17 der Maus, der dem menschlichen MHC homolog ist.

Ir

- Abkürzung für engl. immune response, einer Bezeichnung für denjenigen Bereich von Genen auf dem Chromosom 17 der Maus, der den menschlichen MHC-Genen homolog ist.

I

- alternative Abkürzung für Ir.

Isotyp

- Liegen auf dem haploiden, also einfachen Chromosomensatz mehrere Varianten desselben Genes vor, spricht man von isotypischen Genen, d.h. also das Vorliegen von demselben Gen in mehreren Varianten auf demselben Chromosom, aber an unterschiedlichen Loci. Die Ausprägung, d.h. Expression eines Proteins, des einen oder des anderen Gens wird als Isotyp bezeichnet. Dies ist z.B. bei den einzelnen Regionen der schweren Kette der Antikörper-Gene, sowie bei den TCR-Genen der Fall. So stellen die verschiedenen Immunglobulinklassen, wie IgA, IgD, IgE, IgG und IgM Isotypen dar. Innerhalb der Antikörper unterscheidet man aufgrund anderer Kriterien neben dem Isotyp noch den Idiotyp, den Allotyp und den Xenotyp.

Allotyp

- Existieren von einem Gen mehrere Varianten (sog. Allele), die in einem diploiden oder polyploiden Organismus auf dem homologen Genlocus des anderen Chromosoms oder den homologen Chromosomen eines anderen Individuums derselben Spezies liegen, spricht man von allotypischen Genen bzw. Allelen. Die Ausprägung dieser allotypischen Gene wird als Allotyp bezeichnet und entsprechend werden allotypische Antikörper auch Alloantikörper genannt.

Idiotyp

- Als Idiotyp wird im Zusammenhang mit Antikörpern die Tatsache bezeichnet, dass unterschiedliche Antikörper derselben Klasse (also desselben Isotyps) für unterschiedliche Antigene spezifisch sind, was durch unterschiedliche Rekombinationen (s.a. DNA Rearrangement) der variablen Bereiche der schweren und leichten Kette erreicht wird.

Xenotyp

- Mit Xenotyp wird ein homologes Gen, also ein Gen, das für das gleiche Genprodukt codiert, eines anderen Organismus bezeichnet. So werden bspw. bezüglich der Antikörper des Menschen die Antikörper der Maus von xenotypischen Genen codiert.

CIITA

- Akronym für engl. class II trans activator, einem Transkriptionsfaktor, der die MHC II-Produktion heraufsetzt und über INFγ-Bindung und die nachfolgende Signaltransduktion von JAK's und STAT's aktiviert wird.

Links:

UniProt P33076, MHC class II transactivator, CIITA
CIITA-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

p53

- Synonyme Bez. für ein sog. Tumorsuppressor-Gen mit dem annotierten Gennamen TP53, dessen Produkt, das homotetramere und in mehreren Isoformen auftretende p53-Protein, eine Schlüsselrolle im Zellcyclus einnimmt und mehrere mit dem Zellcyclus assoziierte Gene reguliert. Es ist ferner an Apoptose einleitenden Mechanismen beteiligt. So ist p53 u.a. in der Lage, im Falle von DNA-Schädigungen oder anderen Arten von Zellstress die Progression des Zellcyclus zu verhindern, insb. an den Kontrollpunkten (engl. check points) des Übergangs der G₁- nach der S-Phase und dem Wechsel der G₂-Phase in die M-Phase. p53 kann an mehreren Aminosäureresten (hpts. an Serinresten) phosphoryliert werden und tritt überwiegend im Nucleus auf, wird aber auch im Cytoplasma nachgewiesen. Im Zusammenhang mit der Krebsenstehung wurde festgestellt, dass das p53-Gen in ca. 50 % aller Tumoren verändert ist. Aufgrund dieser Bedeutung als Onkogen, zählt p53 zu einem der am besten untersuchten Gene bzw. Proteine des menschlichen Genoms.

Links:

UniProt P04637, cellular tumor antigen p53
TP53-Gen im NCBI Chromosome Map Viewer

transgen

- Bez. für Genome, in die ein anderes Gen eingebracht wurde.

kongen

- Bez. für Genome, die bis auf einen Genlocus identisch sind.

syngen

- Bez. für Genome, die in allen Genloci identisch sind, was z.B. in der Mausgenetik durch Züchtung von homozygoten Inzuchtstämmen erreicht wird.