Распознающие паттерны рецепторы и детекция вирусов

Распознающие паттерны рецепторы (РПР) — это кодируемые зародышевой линией сенсоры, посредством которых врожденная иммунная система обнаруживает вирусную инфекцию. Они распознают консервативные молекулярные сигнатуры, наиболее важными из которых являются вирусные нуклеиновые кислоты в местах или формах, где молекулы хозяина обычно не обнаруживаются, и инициируют передачу сигналов, приводящую к выработке интерферонов и воспалительных реакций.

Definition

Распознающие паттерны рецепторы — это кодируемые зародышевой линией сенсоры хозяина, которые распознают консервативные патоген-ассоциированные молекулярные паттерны, включая вирусные нуклеиновые кислоты, и при активации запускают передачу сигналов, индуцирующую интерфероны I типа и воспалительные медиаторы.

Scope

Эта статья охватывает основные семейства РПР, участвующих в детекции вирусов: эндосомальные Toll-подобные рецепторы, цитозольные RIG-I-подобные рецепторы, распознающие вирусную РНК, и сенсоры ДНК, такие как путь cGAS-STING. В ней описывается, что эти рецепторы обнаруживают и какие реакции они запускают, в качестве справочного материала по врожденному распознаванию, а не клинического руководства.

Core questions

• Какие молекулярные особенности отличают вирусные нуклеиновые кислоты от нуклеиновых кислот хозяина?
• Какие семейства рецепторов распознают вирусную РНК по сравнению с вирусной ДНК, и в каких клеточных компартментах?
• Как сигналы РПР сходятся на индукции интерферона и воспалительных генов?
• Как различаются репертуары распознавания у разных типов клеток?

Key concepts

• Патоген-ассоциированные молекулярные паттерны (PAMPs)
• Toll-подобные рецепторы (TLR3, TLR7/8, TLR9)
• RIG-I-подобные рецепторы (RIG-I, MDA5)
• Цитозольное распознавание ДНК (cGAS-STING)
• Адаптерные и сигнальные молекулы (MAVS, MyD88, TRIF, STING)
• Компартментализованное распознавание вирусных нуклеиновых кислот

Mechanisms

Различные семейства РПР патрулируют разные компартменты. Эндосомальные Toll-подобные рецепторы обнаруживают вирусные нуклеиновые кислоты, поглощенные во время инфекции, включая двухцепочечную РНК, одноцепочечную РНК и неметилированные мотивы ДНК. В цитозоле RIG-I-подобные рецепторы, такие как RIG-I и MDA5, распознают особенности вирусной РНК и передают сигналы через адаптер MAVS, в то время как сенсоры ДНК, включая cGAS, задействуют путь STING. Эти рецепторы отличают вирусные нуклеиновые кислоты от нуклеиновых кислот хозяина по таким признакам, как локализация, структура и модификация. Активация запускает транскрипционные факторы, которые стимулируют выработку интерферона I типа и воспалительных цитокинов, связывая детекцию с противовирусным интерфероновым ответом.

Clinical relevance

Распознавание РПР инициирует противовирусный интерфероновый ответ и формирует воспаление, и его понимание лежит в основе интереса к адъювантам и стратегиям модуляции интерферона. Эта статья описывает механизмы распознавания и не является основой для индивидуальных диагностических или лечебных решений.

History

Идентификация Toll-подобных рецепторов как сенсоров паттернов в конце 1990-х годов утвердила концепцию врожденного распознавания, кодируемого зародышевой линией. Следующее десятилетие добавило цитозольные сенсоры РНК (RIG-I и MDA5) и пути распознавания ДНК, кульминирующие в cGAS-STING, создав многоуровневую карту того, как клетки хозяина обнаруживают вирусы в различных компартментах и запускают интерфероновые ответы.

Key figures

• Shizuo Akira
• Osamu Takeuchi
• Taro Kawai
• Katherine Fitzgerald

Seminal works

• takeuchi-2010
• kawai-2006
• akira-2006

Frequently asked questions

Как распознающие паттерны рецепторы отличают вирусные нуклеиновые кислоты от собственных нуклеиновых кислот хозяина?

Они используют различия в локализации, структуре и химической модификации, например, распознавая двухцепочечную или 5'-трифосфатную РНК, или ДНК в цитозоле, где собственные нуклеиновые кислоты клетки обычно не представлены в такой форме.

Что происходит после того, как распознающий паттерны рецептор обнаруживает вирус?

Активация рецептора запускает сигнальные адаптеры и транскрипционные факторы, которые стимулируют выработку интерферонов I типа и воспалительных цитокинов, запуская врожденный противовирусный ответ.