huFcγRIII
huFcγRIII (CD16) binder IgG1 och IgG3 med en Ka på ∼ 4 × 106 M-1 (Kurlander och Batker, 1982) och uttrycks på makrofager, naturliga mördarceller (NK-celler), neutrofiler, eosinofiler och vissa T-celler (Anderson, 1989). Mr för huFcγRIII varierar mellan 50K och 70K (Fleit et al, 1982). Immunutfällningsstudier av lysat från NK- och neutrofila celler med hjälp av ett huFcγRIII-specifikt mAb följt av deglykosylering och SDS-PAGE avslöjade kärnproteiner med olika Mr-värden i de två celltyperna (Lanier et al., 1988). Efterföljande cDNA-kloningsexperiment visade att NK-cellen transkriberar ett mRNA som skiljer sig från neutrofilernas (Scallon et al., 1989; Ueda et al., 1989; Ravetch och Perussia, 1989; Edberg et al., 1989; Selvaraj et al., 1989). Således kodar minst två gener för huFCγRIII: huFcγRIII-1 på neutrofiler och huFcγRIII-2 på NK-celler och makrofager.
huFcγRIII-1 är, till skillnad från alla andra FcγR, förankrad till neutrofilernas cellmembran via en GPI-bindning och kan frigöras från cellmembranen av ett fosfinositolspecifikt fosfolipas C (Selvaraj et al, 1989; Edberg et al., 1989; Ravetch och Perussia, 1989; Scallon et al., 1989; Ueda et al., 1989). Stimulering av neutrofiler med kemotaktisk peptid formyl-Met-Leu-Phe resulterade i frisättning av huFcγRIII-1 från neutrofilmembranet (Huizinga et al., 1988). Huruvida detta berodde på proteolytisk klyvning eller aktivering av ett fosfolipas C är oklart. Ändring av en enda aminosyra i GPI-kopplingsdomänen hos huFcγRIII-1 resulterar i att proteinet förankras av en tansmembrandomän med en kort cytoplasmatisk svans (Kurosaki och Ravetch, 1989; Lanier et al., 1989a).
Som för huFcγRII finns det två allotyper (NA1 och NA2) för huFcγRIII-1. Dessa allotypiska skillnader kan orsaka autoimmun neutropeni hos spädbarn (Lalezari et al., 1986). Två receptorformer (19 och 21 kDa) på neutrofiler kunde särskiljas efter deglykosylering följt av SDS-PAGE (Edberg et al., 1989). Uttrycksmönstret för 19- och 21 kDa-receptortyperna korrelerade med mönstret för uttrycket av NA1- och NA2-allotypiska markörer. Diskriminering mellan dessa allotyper (NA1 och NA2) var möjlig med hjälp av mAbs CLB-GRAN11 respektive GRM1 (Huizinga et al, 1990a).
De flesta FcγR-medierade neutrofila funktioner tros transduceras av huFcγRII trots att det finns många fler huFcγRIII-1 platser, 135 000 platser per neutrofil (Fleit et al., 1982), än det finns huFcγRII platser, ∼10 000 per neutrofil (Anderson, 1989). ADCC av kyckling erytrocyter, belagda med heteroantikroppar bestående av Fab-fragment av anti-CE och anti-huFcγR mAbs, medierades genom både huFcγRII och huFcγRIII på neutrofiler (Graziano et al., 1989a). Neutrofiler kunde dock inte döda en anti-huFcγRIII-hybridomcellinje. Nyligen utförda arbeten visade att huFcγRIII-1 kan utlösa frisättning av hydrolaser, men inte en respiratorisk explosion, efter att ha blivit tvärbunden (Huizinga et al., 1990b). Detta kan förklara den observerade lysen av CE men inte av hybridomceller som medieras genom huFcγRIII-1.
Den höga tätheten av huFcγRIII-1 på neutrofiler kan tjäna till att fokusera immunkomplex på cellytan där de kan interagera med och utlösa huFcγRIII. Faktum är att studier (Looney et al., 1986b; Tetteroo et al., 1987) tyder på att främst huFcγRIII är involverad i neutrofilers vidhäftning till IgG-belagda erytrocyter. På samma sätt var huFcγRIII-1 väsentlig för bindningen av små immunkomplex till neutrofiler, medan huFcγRII endast svagt ökade denna bindning (Huizinga et al., 1989a). Denna essentiella bindande roll för huFcγRIII-1 sträckte sig dock inte till stora immunkomplex, och patienter med paroxysmal nattlig hematuri, med endast 10 % av de normala nivåerna av huFcγRIII-1, hade normala metaboliska svar på IgG-latex (Huizinga et al., 1989a). Man fann en patient med systemisk lupus erythematosus (SLE) som inte uttryckte huFcγRIII-1 på sina neutrofiler, på grund av en trolig deletion av genen för huFcγRIII-1 (Clark et al., 1990). Patientens neutrofiler hade dock minskad förmåga att rosettera IgG-belagda erytrocyter, vilket antyddes av tidigare studier av neutrofilernas funktion (Looney et al., 1986b; Tetteroo et al., 1987). Denna patient uppvisade dock inte någon ovanlig känslighet för bakterieinfektioner, och nivåerna av andra GPI-länkade proteiner och huFcγRII var normala. Åtta andra patienter med diagnosen SLE hade normala nivåer av huFcγRIII-1. En betydande andel (25 %) av neutrofilerna hos HIV-infekterade män var negativa för huFcγRIII-1-uttryck, men nivåerna av andra GPI-länkade proteiner och huFcγRII var normala (Boros et al., 1990b). Den huFcγRIII-negativa subpopulationen var större hos patienter med diagnosen autoimmunbristsyndrom (AIDS) och hiv-infekterade intravenösa drogmissbrukare jämfört med hiv-infekterade homosexuella och icke-infekterade kontrollmän. Den mekanism som är ansvarig för huFcγRIII-1-förlusten och de fysiologiska konsekvenserna av detta förändrade uttryck har ännu inte undersökts. Nivåerna av huFcγRIII i serum rapporteras variera under aidsförloppet, med en initial ökning och en efterföljande minskning av huFcγRIII-nivåerna i serum i sjukdomens slutskede (Khayat et al, 1990).
huFcγRIII-2 har ett kärnprotein Mr något större än huFcγRIII-1 (∼ 24K jämfört med ∼ 20K) och är ett membranglykoprotein av typ I med en enda transmembrandomän och en cytoplasmatisk domän (Unkeless, 1989a). huFcγRIII-2 är den form av huFcγRIII som finns på makrofager och NK-celler. Transmembrandomänen är mycket homolog till den hos moFcγRIIα och α-kedjan hos raFc∈RI, inklusive en identisk sträcka med åtta aminosyror.
huFcγRIII-2 på NK-celler medierar ADCC efter tvärbindning (Werfel et al., 1989). Immunkomplexets korsbindning av receptorn inducerade också transkription av interleukin-2-receptorn, IFN-γ och TNF-α, som alla aktiverar NK-cellernas aktivitet (Anegon et al., 1988). Därför fungerar aktiveringen av huFcγRIII-2 på NK-celler inte bara som en utlösande faktor för ADCC på NK-celler, utan potentierar också NK-cellernas Ig-oberoende, naturliga mördaraktivitet. Förmågan hos anti-LFA-1 (CD11a)-antikroppar att hämma huFcγRIII-2-medierad ADCC av NK-celler tyder på att denna adhesionsreceptor är involverad i affektorcell-målcellstillhörighet under NK-medierad ADCC (Werfel et al., 1989). På samma sätt hämmade blockering av LFA-1 i monocyter men inte i lymfocyter den ADCC som medieras genom korsbindning av huFcγRs (Graziano et al., 1989b).
Små undergrupper av NK-celler uttrycker lite eller ingen huFcγRIII-2 (Lanier et al., 1986). Nivån på huFcγRIII-uttrycket kan beteckna olika utvecklingsstadier i NK-cellinjen. De NK-celler som uttrycker låg nivå eller som inte uttrycker huFcγRIII-2 prolifererar mer extensivt som svar på rIL-2 (Nagler et al., 1989). Det mest mogna stadiet, baserat på låg proliferationsförmåga, hög förekomst i blodet och hög cyotoxisk potential, består av NK-celler som uttrycker rikligt med huFcγRIII-2.
En rad studier har visat att huFcγRIII-2 på makrofager i mjälten och på Kupffer-cellerna är den primära receptorn som ansvarar för clearance av stora immunkomplex. Hos schimpanser hämmade anti-huFcγRIII mAb 3G8 clearance in vivo av autologa erytrocyter belagda med antikroppar riktade mot ett antigen från en mindre blodgrupp (Clarkson et al., 1986b). mAb 3G8 har testats som en potentiell terapeutisk behandling för personer med immuntrombocytär purpura, en sjukdom där patienterna utsöndrar höga halter av trombocytavvikande antikroppar (Clarkson et al., 1986a). Behandling av en patient resulterade i en dramatisk ökning av trombocytnivåerna, som återgick till normala nivåer inom två veckor. Tyvärr gav en andra behandling ett mycket mindre dramatiskt svar. Sensibilisering för murin mAb kan minska dess effektivitet.
hufcγRIII på odlade monocyter är biokemiskt omöjlig att skilja från NK-celler (Klaassen et al., 1990). Rapporterna är motstridiga om huruvida huFc7RIII är en utlösande molekyl för ADCC av makrofager. Tillägg av anti-huFcγRIII mAb, CLB-FcR-GRAN1, minskade inte den lytiska aktiviteten hos odlade monocyter mot erytrocyter som sensibiliserats med 4 × 104 molekyler per erytrocyt av olika isotypiska switchvarianter (IgG1, IgG2a och IgG2b) av ett murint mAb eller lika stora mängder av ett IgG3 från en annan murin hybridomcellinje (Klaassen et al., 1990). Åtgärder vidtogs för att försäkra sig om att experimenten utfördes under den maximala lytiska aktiviteten hos den andra huFcγR på odlade monocyter för att kunna påvisa hämning av mAb CLB-FcR-GRAN1. Peritoneala makrofager, även färska monocyter, kunde dock tydligt döda en anti-FcγRIII-bärande hybridomcellinje (HC 3G8) (Graziano et al., 1989b). Detta var det första beviset för att huFcγRIII-2 kan vara funktionellt påvisbart på färska monocyter. Skillnaden i dödande förmåga kan bero på de olika målceller och mAbs som användes i varje studie.
FcγRs kan förvärra hiv-infektion av FcγR-bärande celler i närvaro av anti-HIV-antikroppar. HuFcγRIII-2 som uttrycks på makrofager förmedlade antikroppsberoende förstärkning av hiv-infektion av makrofager (Homsy et al., 1989). Antikroppar riktade mot huFcγRIII-2 blockerade denna effekt, medan anti-huFcγRI- eller anti-huFcγRII-antikroppar inte gjorde det. Observationen att hiv-1-infektion kan fortskrida oberoende av CD4-gp120-interaktion stärks av observationen att cytomegalovirusinfekterade fibroblaster, som uttrycker en viralt kodad FcγR, kan infekteras av hiv-1-immunkomplex, och denna infektion kan blockeras av IgG-aggregat (McKeating et al., 1990).