FURTHER READING Lieberman, J. The ABCs of granule-mediated cytotoxicity: new weapons in the arsenal. Nature Rev. Immunol.3, 361-370 (2003) |
Sutton, V. R. et al. Caspase activation by granzyme B is indirect, and caspase autoprocessing requires the release of proapoptotic mitochondrial factors. Immunity18, 319-329 (2003) | |
Goping, I. S. et al. Granzyme B-induced apoptosis requires both direct caspase activation and relief of caspase inhibition. Immunity18, 355-365 (2003) | |
Как (Grb) активирует каспазы и приводит к деструкции вирусом инфицированные или трансформированные клетки?
Цитотоксические лимфоциты в основном разрушают клетки-мишени с помощью экзоцитоза содержимого секреторных гранул, которые содержат serine proteases, такие как GrB и поры-образующий белок — анти-апоптического белка, который действует, блокируя эффекторы гибели, которые нацелены на митохондрии — защищает клетки и от деструкции, вызываемой GrB. Это указывает на то, что granzyme B участвует не только в непосредственной активации каспаз, включая caspase-3, но и в митохондриальном death пути.
Bleackley и др. анализировали профиль расщепления cleavage в клетках с избыточной экспрессией BCL-2 после обработки GrB и аденовирусом, который функционирует в качестве поры-образующего белка, облегчая высвобождение GrB в клетки-мишени. Активация сaspase-3 происходит в две ступени: инициальное событие расщепления сопровождается аутоактивацией, которая контролируется с помощью само-каталитической активности каспазы. В клетках с избыточной экспрессией BCL-2 происходит лишь частичное расщепление caspase-3, это указывает на то, что высокие уровни BCL-2 предупреждают последующую аутоактивацию каспазы.
Авт. предположили, что inhibitor of apoptosis proteins (IAPs) м.б. ответственным за эту блокаду активации каспазы, поэтому они проверяли эффект избыточной экспрессии на индуцированную granzyme гибель клеток. Активация сaspase-3 была блокирована в клетка, с избыточной экспрессией XIAP и эти клетки оказывались защищенными против токсического эффекта GrB. Экспрессия , митохондриального белка, который высвобождается из апоптических клеток, чтобы заместить IAPs из pro-caspases и обеспечить аутоактивацию каспаз, преодолевает эту блокаду как в XIAP-overexpressing клетках, так и в BCL-2-overexpressing клетках и делает их чувствительными к деструкции с помощью GrB.
Данные, полученные Trapani и др., исследовавшими эффекты GrB и perforin на клетки Jurkat T также подтвердили важность митохондриального пути в апоптозе, индуцированном GrB. Во-первых, они показали, что pro-apoptotic, BH3-взаимодействующий домен белка BID расщепляется с помощью GrB и затем транслоцируется в митохондрии. Во-вторых, они показали, что обработка клеток Jurkat с помощью GrB и perforin ведет к высвобождению pro-apoptotic факторов cytochrome c, SMAC/DIABLO и из митохондрий. Избыточная экспрессия BCL-2 блокирует высвобождение этих про-апоптических факторов и блокирует аутоактивацию каспаз, это ведет к ингибированию GrB-обусловленного апоптоза этих клеток. Избыточная экспрессия XIAP также вызывает ингибирование аутоактивации caspase-3 и защищает эти клетки от токсического эффекта.
Полученные результаты показывают важность митохондриального пути в GrB-обусловленной гибели клеток. Хотя GrB м. непосредственно обусловливать инициальное расщепление caspase-3, все же для полной активации каспаз необходимы про-апоптические митохондриальные белки, включая SMAC/DIABLO и HtrA2/OMI, чтобы блокировать эффекты IAPs, это и приводит к возникновению granzyme-обусловленного апоптоза.