抗原提示細胞による微生物炭水化物の解重合：MHCII経路による提示前の脱化合

抗原提示細胞（APC）のエンドソームによる取り込み後、外因性タンパク質はプロテアーゼ消化によりペプチドに分解されることが知られています。ここでは、一酸化窒素（NO）由来の反応性窒素種（RNSS）および/またはスーパーオキシド由来の反応性酸素種（ROSS）により、純粋な炭水化物をAPCエンドソーム/リソソーム内で解重合するメカニズムを報告します。以前の研究では、エンドソームにおけるBacteroides fragilisからの多糖A（PSA）の除去は、無傷の誘導性一酸化窒素シンターゼ（INOS）遺伝子を持つAPCに依存することが示されました。ここでは、エンドソーム/リソソーム内の炭水化物の依存症の根底にある化学メカニズムが説明されています。主要なRNSSがPSAを分解する能力を調べると、脱アミノ化はAPCでのPSA処理の主要なメカニズムであり、MHCII分子によるCD4（+）T細胞へのPSA提示に必要なステップであると判断しました。由来のない製品PSA-NOの構造的特性は、部分的な密接な脱毛症がPSAのwit陽イオン性を変えないことを示しています。ネイティブPSAとは異なり、PSA-NOはINOS欠損APCによって提示され、CD4（+）T細胞の増殖を誘導します。さらに、PSA-NOプレゼンテーションには代謝的に活性なAPCが必要です。RNSSによるPSA分解とは対照的に、エンドソームにおけるデキストランの解重合は、過酸化水素およびスーパーオキシド由来のロスを含むロスに依存します。この研究は、APCSにおけるMHCII経路を介した炭水化物抗原処理が化学反応によって達成されるという証拠を提供します。RNSSとROSSは、細菌またはウイルスの糖タンパク質や糖凝集ワクチンなどの他の炭水化物含有抗原の処理を介して、MHC分子によるグリコペプチドの症状に関与する可能性があります。

After uptake by the endosome of an antigen-presenting cell (APC), exogenous proteins are known to be degraded into peptides by protease digestion. Here, we report the mechanism by which pure carbohydrates can be depolymerized within APC endosomes/lysosomes by nitric oxide (NO)-derived reactive nitrogen species (RNSs) and/or superoxide-derived reactive oxygen species (ROSs). Earlier studies showed that depolymerization of polysaccharide A (PSA) from Bacteroides fragilis in the endosome depends on the APC's having an intact inducible nitric oxide synthase (iNOS) gene; the chemical mechanism underlying depolymerization of a carbohydrate within the endosome/lysosome is described here. Examining the ability of the major RNSs to degrade PSA, we determined that deamination is the predominant mechanism for PSA processing in APCs and is a required step in PSA presentation to CD4(+) T cells by MHCII molecules. Structural characterization of the NO-derived product PSA-NO indicates that partial deaminative depolymerization does not alter the zwitterionic nature of PSA. Unlike native PSA, PSA-NO is presented by iNOS-deficient APCs to induce CD4(+) T cell proliferation. Furthermore, metabolically active APCs are required for PSA-NO presentation. In contrast to PSA degradation by RNSs, dextran depolymerization in the endosome depends on ROSs, including hydrogen peroxide- and superoxide-derived ROSs. This study provides evidence that MHCII pathway-mediated carbohydrate antigen processing in APCs is achieved by chemical reactions. RNSs and ROSs may be involved in the presentation of glycopeptides by MHC molecules via the processing of other carbohydrate-containing antigens, such as bacterial or viral glycoproteins or glycoconjugate vaccines.