SEL NK: CIRI, FUNGSI, JENIS, NILAI - BIOLOGI - 2025

The sel-sel NK (dari bahasa Inggeris N atural K iller sel), sel-sel pembunuh semula jadi atau sel-sel cytocidal semula jadi, adalah sejenis effector limfosit yang terlibat dalam tindak balas sistem imun semula jadi atau mutasyaabihaat.

Sel-sel ini ditemui lebih dari 40 tahun yang lalu dan beberapa penulis menggambarkannya sebagai "limfosit granular" yang, tidak seperti limfosit T dan B, berpartisipasi dalam tindak balas imun semula jadi dan tidak menjalani proses penyusunan semula genetik pada garis kuman mereka.

Foto sel pembunuh semula jadi manusia (Sumber: NIAID melalui Wikimedia Commons)

Oleh kerana mereka tidak menyatakan penanda biasa untuk dua kelas limfosit yang lain, sel NK pada mulanya disebut "sel nol." Walau bagaimanapun, kajian lanjut menunjukkan bahawa mereka adalah limfosit dengan granulosit besar.

Sel-sel ini mampu mengawal pelbagai jenis tumor dan jangkitan mikrob dengan membatasi penyebaran dan kerosakan tisu mereka. Selanjutnya, mereka dapat menjana pelbagai jenis sel tanpa rangsangan antigenik yang ditentukan.

Sel NK adalah sel yang sangat penting dalam barisan pertahanan pertama terhadap patogen, suatu fakta yang telah ditunjukkan melalui kajian di mana manusia yang kekurangan sel NK dapat mengalami jangkitan mematikan semasa kecil.

ciri

Fungsi sel pembunuh semula jadi, hubungan dengan penyakit dan lokasi di dalam tubuh manusia. Sumber: Institut Alergi dan Penyakit Berjangkit Nasional (NIAID) CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)

Sel NK dijumpai dalam bahagian yang lebih rendah daripada salah satu daripada dua kelas limfosit yang lain (mereka merupakan 2 hingga 10% limfosit yang beredar) dan, kerana mereka tergolong dalam sistem pertahanan bawaan, dianggap bahawa mereka adalah antara unsur sel pertama yang terlibat. dalam perlindungan organisma multisel.

Seperti limfosit T dan limfosit B, sel NK adalah sebahagian daripada sistem hematopoietik mamalia dan berasal dari sel hematopoietik progenitor yang mengekspresikan penanda membran CD34 +, yang juga dikenal sebagai sel HPC.

Walaupun limfosit T diketahui matang di timus dan limfosit B menjadi matang di sumsum tulang, percubaan untuk menentukan jalan perkembangan lengkap untuk NK dari prekursor HPC belum sepenuhnya berjaya; mereka hanya diketahui bebas timus.

Sel NK menyatakan molekul lekatan pada permukaan membrannya yang dikenali sebagai CD2, LFA-1, NCAM, atau CD56. Mereka juga menyatakan reseptor pertalian rendah untuk bahagian tetap (Fc) IgG imunoglobulin yang secara kolektif disebut FcγRIIIA atau CD16.

Komponen sitosolik

Bahagian dalam sel sitosid semula jadi dibungkus dengan butiran sitosolik besar yang dimuatkan dengan perforin, granzim, dan proteoglikan.

Perforin adalah protein pembentuk liang yang "menembusi" membran plasma sel yang diserang oleh NK. Granzim, sebaliknya, adalah protease serin yang masuk ke dalam sel melalui pori-pori yang dibentuk oleh perforin dan menurunkan protein intraselular.

Tindakan gabungan perforin dan granzim menghasilkan penangkapan pengeluaran protein virus atau bakteria dan dalam apoptosis atau kematian sel yang diprogramkan dari sel yang dijangkiti.

ciri-ciri

Mikrograf elektron pengimbasan berwarna sel pembunuh semula jadi dari penderma manusia. Sumber: Institut Alergi dan Penyakit Berjangkit Nasional (NIAID) CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)

Sel pembunuh semula jadi berfungsi dalam penghapusan sel "sasaran" atau "sasaran" dengan cara semula jadi, iaitu secara spontan dan tanpa banyak kekhususan, kerana mereka tidak memerlukan jenis antigenik priming.

Salah satu fungsi terpenting dari kumpulan sel ini adalah kemampuan mereka untuk membunuh sel-sel tumor, terutama yang tergolong dalam keturunan hematopoietik, serta sel-sel yang diserang oleh pelbagai jenis virus dan / atau bakteria.

Aktivitinya sangat dirangsang oleh faktor seperti interferon IFN-α dan β, dan juga interleukin IL-12.

Terima kasih kepada fakta bahawa sel-sel ini menghasilkan beberapa sitokin penting untuk sistem kekebalan tubuh, NK mengambil bahagian dalam peraturan imun, baik dalam sistem bawaan dan adaptif atau sistem tertentu.

Sebagai contoh, penghasilan interferon gamma (IFN-γ) dalam sel NK dapat mengganggu penyertaan makrofag dalam imuniti bawaan, kerana molekul ini mengganggu aktiviti fagositik dan mikrobisida.

Pada masa yang sama, IFN-γ yang dihasilkan oleh sitosida semula jadi dapat mengubah komitmen seluruh populasi sel T pembantu, kerana IFN-γ juga menghalang pengembangan dan perkembangan satu populasi berbanding dengan populasi yang lain.

Sel NK mewakili barisan pertahanan pertama semasa jangkitan virus, kerana mereka mengawal replikasi virus sementara sel T sitotoksik diaktifkan, berkembang biak, dan membezakan, yang dapat memakan waktu lebih dari 6 hari.

Jenis-Jenis

Populasi sel NK agak heterogen, baik secara fenotip, fungsi dan anatomi. Di samping itu, ciri-cirinya bergantung pada jenis organisma yang dikaji.

Dalam tikus

Dalam model murine (tetikus), tiga set sel sitosid semula jadi telah dijelaskan yang berbeza antara satu sama lain dengan ungkapan penanda CD11b dan CD27. Dalam pengertian ini, terdapat sel CD11bdullCD27 +, CD11b + CD27 + dan CD11b + CD27dull.

Superskrip "kusam" merujuk kepada "mati" atau "tidak aktif" dan digunakan, dalam kes ini, untuk menggambarkan keadaan kusam di permukaan sel-sel murine.

Sel CD11bdullCD27 + membezakan dari pendahulunya jenis positif ganda (CD11b + CD27 +) yang seterusnya menimbulkan jenis sel NK yang lebih matang pada tikus: CD11b + CD27dull.

Garis positif berganda dan garis CD11b + CD27dull dicirikan dengan menghilangkan sel sasarannya dan dengan mengeluarkan sitokin yang dikenali sebagai interferon (INF-γ). Namun, yang terakhir ada dalam sesuatu yang disebut "penuaan penuaan."

Ketiga-tiga jenis sel NK diedarkan dalam pelbagai tisu. Sel CD11bdullCD27 + terutama terdapat pada kelenjar getah bening dan sumsum tulang. CD11b + CD27 sel-sel kusam banyak terdapat dalam darah, limpa, paru-paru, dan hati; Sementara itu, sel positif berganda mempunyai taburan yang lebih homogen atau sistemik.

Pada manusia

Sel NK pada manusia juga diklasifikasikan mengikut penanda permukaan yang mereka nyatakan, tetapi dalam kes ini mereka dibezakan dengan adanya penanda CD56dim dan CD56bright. Superskrip "redup" dan "terang" masing-masing merujuk kepada "gelap" dan "terang".

Perbezaan antara sel-sel ini terletak pada sifat "carian sasaran" masing-masing, yang diberikan oleh kehadiran satu atau penanda yang lain.

Dalam darah periferal dan limpa manusia jenis utama sel NK dikenali sebagai CD56dimCD16 +, yang biasanya mengekspresikan protein porphyrin dan bersifat sitotoksik. Mereka juga menghasilkan IFN-γ sebagai hasil interaksi dengan sel-sel tumor dalam keadaan in vitro.

CD56brightCD16- sel terdapat di kelenjar getah bening dan amandel, yang, bukannya menghasilkan porphyrin, mengeluarkan sitokin IFN-γ sebagai tindak balas kepada rangsangan oleh interleukin IL-12, IL-15, dan IL-18.

Pada manusia dan tikus, amandel dan organ limfoid sekunder lain dianggap sebagai tempat pengeluaran dan pematangan kebanyakan sel NK.

Beberapa kajian menunjukkan bahawa terdapat persamaan antara sel CD56bright manusia dan sel tikus CD11dull dari segi lokasi anatomi, ciri fenotipik, kandungan sitosolik perforin, potensi proliferatif, dan ekspresi permukaan interleukin IL-7R.

Nilai normal

Ini mempunyai jangka hayat yang cukup pendek (kira-kira 2 minggu) dan dipercayai bahawa pada manusia dewasa terdapat sekitar 2 trilion sel yang beredar. Mereka banyak terdapat dalam darah, limpa, dan tisu limfoid dan bukan limfoid lain.

Kajian menunjukkan bahawa kepekatan normal pada lelaki dan wanita dewasa adalah sekitar 200 hingga 600 sel setiap mikroliter darah yang diuji.

Pengaktifan dan pematangan

Pembunuhan sel barah yang dimediasi sel NK (Sumber: Xu Y, Zhou S, Lam YW, Pang SW melalui Wikimedia Commons)

Keamatan dan kualiti tindak balas sitotoksik sel NK bergantung pada persekitaran mikro yang dihasilkan oleh sitokin dan pada interaksi dengan sel lain dari sistem imun, terutama dengan sel T, sel dendritik dan makrofag.

Antara sitokin pengaktifan sel NK adalah interleukin, khususnya IL-12, IL-18 dan IL-15; serta interferon jenis I (IFN-I). Interferon dan interleukin adalah penggerak kuat fungsi efektor NK.

Interleukin IL-2 juga terlibat dalam mempromosikan percambahan, sitotoksisitas, dan rembesan sitokin oleh sel NK.

IL-15 sangat penting untuk pembezaan NK, sementara IL-2 dan IL-18 sangat penting untuk pematangan sel berikutnya.

Proses pengaktifan

Sel sitosid semulajadi diaktifkan berkat pengiktirafan molekul diri (proses yang dikenali dalam bahasa Inggeris sebagai "pengiktirafan molekul diri") yang dinyatakan secara konstitut dalam keadaan stabil.

Dalam membran mereka, sel-sel ini mengekspresikan anggota keluarga protein permukaan yang berbeza yang mengandungi dua atau tiga domain seperti imunoglobulin pada bahagian ekstraselular dan motifnya yang serupa dengan domain pengaktifan imunoreceptor melalui tirosin di kawasan intraselularnya.

Setiap sel NK dapat mengekspresikan satu atau lebih protein reseptor ini, dan setiap reseptor dapat mengenali bentuk spesifik molekul kompleks histokompatibilitas kelas I (MHC-I) kelas utama.

Pengiktirafan antara molekul ini dan reseptor pada permukaan sel sitosid semula jadi membawa kepada pembentukan kompleks dengan peptida berlimpah yang berasal dari protein "diri".

Reseptor kebanyakannya adalah protein penghambat yang mengaktifkan fosfatase tirosin yang menghalang sel memancarkan tindak balas normal.

Mekanisme tindakan

Penghapusan atau kematian yang dimediasi oleh sel pembunuh semula jadi mirip dengan yang berlaku semasa tindakan sitolitik limfosit CD8 T (sitotoksik), walaupun perbezaannya adalah bahawa NKs sitotoksik konstitutif, iaitu, mereka tidak perlu diaktifkan sebelumnya.

NK aktif mengekspresikan ligan FasL, sehingga menyebabkan kematian sel sasaran yang mengekspresikan protein Fas di permukaannya dengan relatif mudah.

Selepas pembentukan FasL / Fas yang lengkap, proses yang dikenali sebagai "degranulasi" berlaku, yang berakhir dengan pembebasan porphyrin dan granzim di laman hubungan antar sel.

Pembunuhan sel barah yang dimediasi sel NK (Sumber: Xu Y, Zhou S, Lam YW, Pang SW melalui Wikimedia Commons)

Walaupun terdapat persamaan yang disebutkan di atas, NK berbeza dengan mekanisme sel T sitotoksik yang dimediasi kerana pengiktirafan sel sasarannya tidak bergantung pada protein kompleks histokompatibiliti utama.

Perbezaan lain ialah sel NK tidak mempunyai sistem "memori kebal", yang ditunjukkan oleh fakta bahawa aktiviti mereka tidak meningkat setelah pendedahan kedua pada sel sasaran mereka.

Perbezaan antara sel yang sihat dan dijangkiti

Sitokida semula jadi membezakan antara sel yang sihat dan sel yang lain yang dijangkiti atau tumor (barah) berkat keseimbangan mengaktifkan dan menghalang isyarat, yang dikenali oleh reseptor permukaan tertentu.

Reseptor ini terdiri daripada dua jenis: jenis lektin (protein yang mengikat karbohidrat dan protein lain) dan jenis imunoglobulin (serupa dengan kawasan imunoglobulin yang tetap).

Dalam kumpulan terakhir, reseptor seperti immunoglobulin pembunuh sel (KIR) dikenali, mampu mengenali dan mengikat bentuk tertentu protein dari kompleks kompleks histokompatibiliti utama I (HLA- B atau HLA-C).

Penting untuk diperhatikan bahawa NK tidak "menyerang" sel yang menyatakan tahap normal molekul MHC kelas I, tetapi mereka membunuh sel yang mengekspresikan molekul asing jenis ini atau yang tidak mempunyai penanda tersebut (yang khas pada sel tumor dan dijangkiti oleh virus).

Penanda

NK menyatakan beberapa penanda membran biasa untuk monosit dan granulosit, dan yang lain khas untuk limfosit T.

Sebaliknya, sitosida semula jadi menyatakan kumpulan penanda permukaan yang berbeza, tetapi belum jelas sama ada heterogenitas menunjukkan subpopulasi sel atau peringkat semasa pengaktifan atau pematangannya.

Beberapa contoh penanda sel NK adalah:

CD7, CD2 dan CD5

Sel NK berasal dari induk yang sama yang menimbulkan sel T. Sel induk ini biasanya menyatakan penanda CD7, CD2, dan kadang-kadang CD5.

CD2 adalah protein berat molekul 50 kDa yang juga terdapat dalam sel T. Ia dikenali sebagai molekul lekatan permukaan dan terlibat dalam pengaktifan sel T.

CD5 biasanya terdapat pada sel T dan beberapa sub populasi sel B. Ini adalah penanda 67 kDa dan juga mempunyai fungsi pelekat.

Penanda CD7 khas sel stem hematopoietik dan juga telah dijumpai pada subpopulasi sel T. tertentu, mempunyai berat molekul 40 kDa dan berfungsi dalam transduksi isyarat.

CD11b

Reseptor ini dikongsi antara NK, monosit, dan granulosit. Berat molekul 165 kDa dan mampu bergaul dengan penanda permukaan lain. Fungsi utamanya adalah pelekat, terutamanya semasa proses fagositosis atau "opsonisasi".

CD16

Ia adalah reseptor 50-70 kDa yang terikat dengan molekul fosfatidil inositol transmembran. Ia mengambil bahagian dalam pengaktifan sel pembunuh semula jadi dan juga terdapat dalam granulosit dan makrofag.

Ia juga berfungsi sebagai reseptor untuk kawasan berterusan rantai gamma beberapa antibodi.

CD27

Ia terdapat di kebanyakan limfosit T dan merupakan homodimer rantai peptida 55 kDa. Ia kelihatan sebagai anggota keluarga reseptor faktor nekrosis tumor (TNF-R) dan juga terlibat dalam rangsangan bersama sel-sel T.

CD56

Reseptor ini unik untuk sel NK dan terdiri daripada rantai 135 dan 220 kDa. Mengambil bahagian dalam lekatan "homotypic" sel-sel ini.

Rujukan

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Imunologi Selular dan Molekul (edisi ke-3). Madrid: McGraw-Hill.
2. Burmester, G., & Pezzutto, A. (2003). Atlas Warna Imunologi Dengan sumbangan oleh. New York, Amerika Syarikat: Thieme.
3. Caligiuri, MA (2008). Sel pembunuh semula jadi manusia. Blood, 112, 461–469.
4. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Imunologi Kuby (edisi ke-6). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana dari Sepanyol.
5. Mandal, A., & Viswanathan, C. (2015). Sel pembunuh semula jadi: Dalam kesihatan dan penyakit. Hematol Oncol Stem Cell Ther, 1–9.
6. Vivier, E., Tomasello, E., Baratin, M., Walzer, T., & Ugolini, S. (2008). Fungsi sel pembunuh semula jadi. Imunologi Alam, 9 (5), 503–510.
7. Vivier, E., Zitvogel, L., Lanier, LL, Yokoyama, WM, & Ugolini, S. (2011). Kekebalan Bawaan atau Adaptive? Contoh Sel Pembunuh Semula Jadi. Sains, 331, 44-49.