Vesicular Trafficking and Signaling for Cytokine and Chemokine Secretion in Mast Cells

Abstract

Upon activation mast cells (MCs) secrete numerous inflammatory compounds stored in their cytoplasmic secretory granules by a process called anaphylactic degranulation, which is responsible for type I hypersensitivity responses. Prestored mediators include histamine and MC proteases but also some cytokines and growth factors making them available within minutes for a maximal biological effect. Degranulation is followed by the de novo synthesis of lipid mediators such as prostaglandins and leukotrienes as well as a vast array of cytokines, chemokines, and growth factors, which are responsible for late phase inflammatory responses. While lipid mediators diffuse freely out of the cell through lipid bilayers, both anaphylactic degranulation and secretion of cytokines, chemokines, and growth factors depends on highly regulated vesicular trafficking steps that occur along the secretory pathway starting with the translocation of proteins to the endoplasmic reticulum. Vesicular trafficking in MCs also intersects with endocytic routes, notably to form specialized cytoplasmic granules called secretory lysosomes. Some of the mediators like histamine reach granules via specific vesicular monoamine transporters directly from the cytoplasm. In this review, we try to summarize the available data on granule biogenesis and signaling events that coordinate the complex steps that lead to the release of the inflammatory mediators from the various vesicular carriers in MCs.

Tryptase as a Multifunctional Component of Mast Cells’ Secretome

“…3). Они сливаются с существующими лизосомами, в которых гидролазы и иные ферменты, в том числе протеазы, аккумулируются для дегра-дации белков и других субстратов [57].…”

“…С точки зрения стадийности биогенеза выделяют три типа секреторных гранул [57]. Тип I представляет собой созревающие эндо-сомы или лизосомы с многочисленными лю-минальными везикулами внутри, формирую-щиеся с участием протеинов Rab5 и ВАМБ-8 (рис.…”

“…Данные гранулы могут подвергаться дальнейшей мо-дификации с участием трансмембранного кальций-связывающего белка синаптотагми-на, а также эндосомального сортировочного компартмента. В детерминации размеров об-разуемых гранул предполагается важная роль эндосомных маркеров Rab5 и ВАМБ-8 [57]. Созревание гранул может занимать довольно длительное время, вплоть до нескольких ме-сяцев [57].…”

“…В детерминации размеров об-разуемых гранул предполагается важная роль эндосомных маркеров Rab5 и ВАМБ-8 [57]. Созревание гранул может занимать довольно длительное время, вплоть до нескольких ме-сяцев [57]. При этом они постепенно обога-щаются протеогликанами, специфическими и неспецифическими протеазами и другими медиаторами в необходимой пропорции.…”

<b>Inhibitory role of Munc13-1 in antigen-induced mast cell </b><b>degranulation </b>

“…The antigen-mediated cross-linking of the highaffinity immunoglobulin E (IgE) receptor FcεRI triggers Ca 2+ -dependent exocytosis of secretory granules (SGs) referred to as degranulation, and results in the release of preformed mediators with a diversity of biological activities (26). Similar to other Ca 2+ -dependent regulated exocytosis such as neurotransmitter release, mast cell degranulation involves the fusion of SGs with the plasma membrane (PM), which is driven by a subset of the soluble N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein attachment protein receptor (SNARE) family of proteins, and is regulated by various proteins belonging to the Munc13, Munc18, synaptotagmin, complexin, or Doc2 families or to the Rab family of small GTPases (6,26). Ca 2+ -dependent regulated exocytosis is generally subdivided into three processes, vesicle docking, priming, and fusion, in chronological order (19,31).…”