T-Zell-Rezeptor

Komplex aus Proteinen, der auf der Oberfläche von T-Zellen lokalisiert ist und der Erkennung von Antigenen dient. Diese werden durch Haupthistokompatibilitätskomplexe ( MHC) präsentiert  (s.a. unter T-Zell-Rezeptor-Gene (s. a. die Besonderheiten der T-Zell-Aktivierung durch Superantigene).

Der T-Zell-Rezeptor kommt in zwei Versionen vor: als alpha/beta-Rezeptor und als gamma/delta-Rezeptor. Der alpha/beta-Rezeptor ist weitaus häufiger vertreten (95%). Der TCR besteht aus zwei Ketten (alpha/beta oder delta/gamma), die wiederum jeweils aus einer konstanten Domäne (C) und einer variablen Domäne (V) zusammengesetzt sind. Die konstante Domäne ist der Zellmembran zugewandt und  durchdringt sie mit zwei kurzen zytoplasmatischen Fortsätzen. Dies dient zur Verankerung des Rezeptors. 

Die variable Domäne der alpha-Kette besitzt 3 bindungsentscheidende Bereiche (englisch: complimentarity determining regions oder CDR), die der beta-Kette hingegen 4 CDRs (Bemerkung: Die alpha Kette ähnelt der leichten Kette der Immunglobuline, die beta-Kette dem Fab-Fragment der schweren Kette). Die für die Proteinketten kodierenden Gene befinden sich auf 2 Chromosomen. Die Gene der alpha und delta Ketten befinden sich auf dem Chromosom 14, die Gene für die beta- und gamma Ketten auf dem Chromosom 7.

Bemerkung: 

Hinweis: Ein entscheidendes Ereignis für die Aktivierung des TCR-Komplexes ist die Aktivierung des Enzyms Phospholipase C γ-1, was wiederum zur Aktivierung der drei wichtigsten Signalwege führt, die die T-Zell-Aktivierung vorantreiben:

• der Ras-MAP-Kinase-Weg,
• der Proteinkinase-C-Weg und
• der Calcineurin-Weg.

Diese Wege kulminieren in der Aktivierung der Transkriptionsfaktoren NF-κB, NFAT und AP-1, die die Gentranskription einleiten und zur Differenzierung, Proliferation und Effektoraktivität von T-Zellen führen.

Für die Antigenbindung gilt das Schlüssel-Schloss-Prinzip, d.h. wenn die Struktur eines präsentierten Antigens zur Struktur des TCR passt, kommt es zur Bindung. Das durch die Bindung entstehende Signal wird durch die simultane Bindung an Co-Rezeptoren verstärkt. Beispiele für TCR`s  sind der CD4- und CD8-Rezeptor (s.u. CD-Klassifikation). Der CD4-Rezeptor bindet ausschließlich MHC II, während der CD8-Rezeptor spezifisch für MHC I ist. Die Ko-Rezeptoren sind nicht nur für Spezifität des TCRs zuständig sondern auch für eine feste Bindung zwischen der antigenpräsentierenden Zelle und der T-Zelle.

Bemerkung: Die große Vielfalt an spezifischen T-Zell-Rezeptoren würde die Größe eines Genoms dann sprengen, wenn für jeden denkbaren Rezeptor ein eigenes Gen vorliegen würde. Diese Vielfalt wird dadurch realisiert, dass die einzelnen Gensegmente vor dem Rearrangement in mehreren Kopien vorliegen, die während der Reifung der Lymphozyten in der Art eines Zahlenschlosses miteinander kombiniert werden können.

1. Bertness V et al. (1985) T-cell receptor gene rearrangements as clinical markers of human T-cell lymphomas. N Engl J Med 313:534-538.
2. Croce CM et al. (1985) Gene for alpha-chain of human T-cell receptor: location on chromosome 14 region involved in T-cell neoplasms. Science 227:1044-1047.
3. Erikson J et al. (1985)  Locus of the alpha-chain of the T-cell receptor is split by chromosome translocation in T-cell leukemias. Science 229:784-786.
4. Hong M et al. (2016)  Nasal-type NK/T-cell lymphomas are more frequently T rather than NK lineage based on T-cell receptor gene, RNA, and protein studies: lineage does not predict clinical behavior. Mod Pathol 29:430-443.
5. Golde WT et al. (1985) Major histocompatibility complex-restricted antigen receptor on T cells. VIII. Role of the LFA-1 molecule. J Exp Med 161:635-640.
6. Malcolm TI et al (2016)  aplastic large cell lymphoma arises in thymocytes and requires transient TCR expression for thymic egress. Nat Commun7:10087.
7. Prasad A et al. (2016) Identification of gene mutations and fusion genes in patients with Sézary Syndrome. J Invest Dermatol. doi: 10.1016/j.jid.2016.03.024.