Damage-associated molecular Patterns
Damage-associated molecular pattern (DAMP, englisch für „Schaden-assoziierte molekulare Muster“, auch englisch danger-associated molecular patterns, danger signals, alarmins) bezeichnen in der Biochemie und Immunologie molekulare Strukturen, die bei Zellschäden (Apoptose, Nekrose, Ferroptose, Pyroptose)[1][2][3][4] und Infektionen[5] auftreten und eine angeborene Immunantwort auslösen.
Eigenschaften
Im Gegensatz zu den PAMPs (Pathogen-assoziierte molekulare Muster) sind DAMPs zelleigene Molekülstrukturen, die von einer beschädigten Zelle freigesetzt werden und die angeborene Immunantwort im Schadensfall aktivieren.[6] Durch die Bindung des DAMPs an einen DAMP-Rezeptor entsteht eine Entzündungsreaktion[6][7] mit erhöhter Autophagie.[8] Aufgrund ihrer entzündungsverstärkenden Wirkung sind manche DAMPs an manchen Formen der Immunpathogenese beteiligt, beispielsweise unter Beteiligung von neutrophil extracellular Traps,[9] oder bei Autoimmunerkrankungen.[10]
Menschen
| Ursprung | Zellkompartiment | DAMPs | Rezeptoren |
|---|---|---|---|
| Extrazelluläre Matrix | Biglycan | TLR2, TLR4, NLRP3 | |
| Decorin | TLR2, TLR4 | ||
| Versican | TLR2, TLR6, CD14 | ||
| LMW-Hyaluronan | TLR2, TLR4, NLRP3 | ||
| Heparansulfat | TLR4 | ||
| Fibronectin (EDA-Domäne) | TLR4 | ||
| Fibrinogen | TLR4 | ||
| Tenascin C | TLR4 | ||
| Intrazelluläre Kompartimente | Zytosol | Harnsäure | NLRP3, P2X7 |
| S100-Proteine | TLR2, TLR4, RAGE | ||
| Hitzeschockproteine | TLR2, TLR4, CD91 | ||
| ATP | P2X7, P2Y2 | ||
| F-Aktin | DNGR-1 | ||
| Cyclophilin A | CD147 | ||
| Aβ | TLR2, NLRP1, NLRP3, CD36, RAGE | ||
| Zellkern | Histone | TLR2, TLR4 | |
| HMGB1 | TLR2, TLR4, RAGE | ||
| HMGN1 | TLR4 | ||
| IL-1α | IL-1R | ||
| IL-33 | ST2 | ||
| SAP130 | Mincle | ||
| DNA | TLR9, AIM2 | ||
| RNA | TLR3, TLR7, TLR8, RIG-I, MDA5 | ||
| Mitochondrien | mtDNA | TLR9 | |
| TFAM | RAGE | ||
| Formylpeptide | FPR1 | ||
| mROS | NLRP3 | ||
| Endoplasmatisches Retikulum | Calreticulin | CD91 | |
| Granula | Defensine | TLR4 | |
| Cathelicidin (LL37) | P2X7, FPR2 | ||
| Eosinophil-derived neurotoxin | TLR2 | ||
| Granulysin | TLR4 | ||
| Plasmamembran | Syndecane | TLR4 | |
| Glypicane | TLR4 |
Pflanzen
| Kategorie | DAMP | Molekular Struktur | Ursprung oder Vorläufer | Rezeptor oder Signalmolekül | Pflanzen |
| Epidermis Cuticula | Cutinmonomere | C16 and C18 Hydroxy- und Epoxy-Fettsäuren | Epidermis-Cuticula | Unbekannt | Arabidopsis thaliana, Solanum lycopersicum |
| Zellwand-Polysaccharid-Abbauprodukte | OG | Polymere von 10–15 α-1-4-verknüpfter GalA | Zellwand-Pektin | WAK1 (A. thaliana) | A. thaliana, G. max, N. tabacum |
| Cellobioseoligomere | Polymere von 2-7 β-1,4-verknüpfter Glucoses | Zellwand-Zellulose | Unbekannt | A. thaliana | |
| Xyloglucan-Oligosaccharide | Polymere von β-1,4-verknüpfter Glucose mit Xylose, Galactose und Fructose als Seitenkette | Zellwand-Hemicellulose | Unbekannt | A. thaliana, Vitis vinifera | |
| Methanol | Methanol | Zellwand-Pektin | Unbekannt | A. thaliana, Nicotiana tabacum | |
| Apoplastische Peptide und Proteine | CAPE1 | 11-Aminosäuren-Peptide | Apoplastisches PR1 | Unbekannt | A. thaliana, S. lycopersicum |
| GmSUBPEP | 12-Aminosäuren-Peptid | Apoplastische Subtilase | Unbekannt | Glycine max | |
| GRIp | 11-Aminosäuren-Peptid | Zytosolisches GRI | PRK5 | A. thaliana | |
| Systemin | 18-Aminosäuren-Peptid (S. lycopersicum) | Zytosolisches Prosystemin | SYR1/2 (S. lycopersicum) | Manche Nachtschattenarten | |
| HypSys | 15-, 18- oder 20-Aminosäuren-Peptide | Apoplastisches oder zytosolisches preproHypSys | Unbekannt | Some Solanaceae species | |
| Peps | 23~36-Aminosäuren-Peptide (A. thaliana) | Zytosolische und vakuoläre PROPEPs | PEPR1/2 (A. thaliana) | A. thaliana, Zea mays, S. lycopersicum, Oryza sativa | |
| PIP1/2 | 11-Aminosäuren-Peptide | Apoplastisches preproPIP1/2 | RLK7 | A. thaliana | |
| GmPep914/890 | 8-aa peptide | Apoplastisches oder zytosolisches GmproPep914/890 | Unbekannt | G. max | |
| Zip1 | 17-Aminosäuren-Peptid | Apoplastisches PROZIP1 | Unbekannt | Z. mays | |
| IDL6p | 11-Aminosäuren-Peptid | Apoplastische oder zytosolische IDL6-Vorläufer | HEA/HSL2 | A. thaliana | |
| RALFs | ~50-Aminsäuren Cystein-reiche Peptide | Apoplastische oder zytosolische RALF-Vorläufer | FER (A. thaliana) | A. thaliana, N. tabacum, S. lycopersicum | |
| PSKs | 5-Aminosäuren-Peptid | Apoplastische oder zytosolische PSK-Vorläufer | PSKR1/2 (A. thaliana) | A. thaliana, S. lycopersicum | |
| HMGB3 | HMGB3 protein | HMGB3 | Unbekannt | A. thaliana | |
| Inceptin | 11-Aminosäuren-Peptid | Chloroplastic ATP synthase γ-subunit | Unbekannt | Vigna unguiculata | |
| Extrazelluläre Nukleotide | eATP | ATP | Zytosolisches ATP | DORN1/P2K1 (A. thaliana) | A. thaliana, N. tabacum |
| eNAD(P) | NAD(P) | Zytosolisches NAD(P) | LecRK-I.8 | A. thaliana | |
| eDNA | DNA-Fragmente < 700 bp | DNA | Unbekannt | Phaseolus vulgaris, P. lunatus, Pisum sativum, Z. mays | |
| Extrazelluläre Zucker | Extrazelluläre Zucker | Saccharose, Glucose, Fructose, Maltose | Zytosolische Zucker | RGS1 (A. thaliana) | A. thaliana, N. tabacum, Solanum tuberosum |
| Extrazelluläre Aminosäuren und Glutathione | Proteinogene Aminosäuren | Glutaminsäure, Cystein, Histidin, Asparaginsäure | Zytosolische Aminosäuren | GLR3.3/3.6 or others (A. thaliana) | A. thaliana, S. lycopersicum, Oryza sativa |
| Glutathion | Glutathion | Zytosolisches Glutathione | GLR3.3/3.6 (A. thaliana) | A. thaliana |
Einzelnachweise
- ↑ B. Relja, W. G. Land: Damage-associated molecular patterns in trauma. In: European journal of trauma and emergency surgery: official publication of the European Trauma Society. Band 46, Nummer 4, August 2020, S. 751–775; doi:10.1007/s00068-019-01235-w, PMID 31612270, PMC 7427761 (freier Volltext).
- ↑ A. Mázló, V. Jenei, S. Burai, T. Molnár, A. Bácsi, G. Koncz: Types of necroinflammation, the effect of cell death modalities on sterile inflammation. In: Cell death & disease. Band 13, Nummer 5, Mai 2022, S. 423, doi:10.1038/s41419-022-04883-w, PMID 35501340, PMC 9061831 (freier Volltext).
- ↑ Z. Song, J. Zou, M. Wang, Z. Chen, Q. Wang: A Comparative Review of Pyroptosis in Mammals and Fish. In: Journal of inflammation research, Band 15, 2022, S. 2323–2331; doi:10.2147/JIR.S361266, PMID 35431566, PMC 9012342 (freier Volltext).
- ↑ W. Xu, Y. Huang: Regulation of Inflammatory Cell Death by Phosphorylation. In: Frontiers in immunology. Band 13, 2022, S. 851169, doi:10.3389/fimmu.2022.851169, PMID 35300338, PMC 8921259 (freier Volltext).
- ↑ N. L. Denning, M. Aziz, S. D. Gurien, P. Wang: DAMPs and NETs in Sepsis. In: Frontiers in immunology. Band 10, 2019, S. 2536, doi:10.3389/fimmu.2019.02536, PMID 31736963, PMC 6831555 (freier Volltext).
- ↑ a b c J. S. Roh, D. H. Sohn: Damage-Associated Molecular Patterns in Inflammatory Diseases. In: Immune network. Band 18, Nummer 4, August 2018, S. e27, doi:10.4110/in.2018.18.e27, PMID 30181915, PMC 6117512 (freier Volltext).
- ↑ R. Leinardi, C. Longo Sanchez-Calero, F. Huaux: Think Beyond Particle Cytotoxicity: When Self-Cellular Components Released After Immunogenic Cell Death Explain Chronic Disease Development. In: Frontiers in toxicology. Band 4, 2022, S. 887228, doi:10.3389/ftox.2022.887228, PMID 35846433, PMC 9284505 (freier Volltext).
- ↑ D. Tang, R. Kang, C. B. Coyne, H. J. Zeh, M. T. Lotze: PAMPs and DAMPs: signal 0s that spur autophagy and immunity. In: Immunological reviews. Band 249, Nummer 1, September 2012, S. 158–175, doi:10.1111/j.1600-065X.2012.01146.x, PMID 22889221, PMC 3662247 (freier Volltext) (Review).
- ↑ H. Block, J. Rossaint, A. Zarbock: The Fatal Circle of NETs and NET-Associated DAMPs Contributing to Organ Dysfunction. In: Cells. Band 11, Nummer 12, 06 2022, S. , doi:10.3390/cells11121919, PMID 35741047, PMC 9222025 (freier Volltext).
- ↑ M. G. Danieli, E. Antonelli, M. A. Piga, I. Claudi, D. Palmeri, A. Tonacci, A. Allegra, S. Gangemi: Alarmins in autoimmune diseases. In: Autoimmunity Reviews. [elektronische Veröffentlichung vor dem Druck] Juli 2022, doi:10.1016/j.autrev.2022.103142, PMID 35853572.
- ↑ H. W. Choi, D. F. Klessig: DAMPs, MAMPs, and NAMPs in plant innate immunity. In: BMC plant biology. Band 16, Nummer 1, 10 2016, S. 232, doi:10.1186/s12870-016-0921-2, PMID 27782807, PMC 5080799 (freier Volltext) (Review).