Two major receptors involved in human natural cytotoxicity, NKp46 and NKp44, have recently been identified. However, experimental evidence suggested the existence of additional such receptor(s). In this study, by the generation of monoclonal antibodies (mAbs), we identified NKp30, a novel 30-kD triggering receptor selectively expressed by all resting and activated human natural killer (NK) cells. Although mAb-mediated cross-linking of NKp30 induces strong NK cell activation, mAb-mediated masking inhibits the NK cytotoxicity against normal or tumor target cells. NKp30 cooperates with NKp46 and/or NKp44 in the induction of NK-mediated cytotoxicity against the majority of target cells, whereas it represents the major triggering receptor in the killing of certain tumors. This novel receptor is associated with CD3ζ chains that become tyrosine phosphorylated upon sodium pervanadate treatment of NK cells. Molecular cloning of NKp30 cDNA revealed a member of the immunoglobulin superfamily, characterized by a single V-type domain and a charged residue in the transmembrane portion. Moreover, we show that NKp30 is encoded by the previously identified 1C7 gene, for which the function and the cellular distribution of the putative product were not identified in previous studies.

After culture in interleukin (IL)-2, natural killer (NK) cells acquire an increased capability of mediating non–major histocompatibility complex (MHC)–restricted tumor cell lysis. This may reflect, at least in part, the de novo expression by NK cells of triggering receptors involved in cytolysis. In this study we identified a novel 44-kD surface molecule (NKp44) that is absent in freshly isolated peripheral blood lymphocytes but is progressively expressed by all NK cells in vitro after culture in IL-2. Different from other markers of cell activation such as CD69 or VLA.2, NKp44 is absent in activated T lymphocytes or T cell clones. Since NKp44 was not detected in any of the other cell lineages analyzed, it appears as the first marker specific for activated human NK cells. Monoclonal antibody (mAb)–mediated cross-linking of NKp44 in cloned NK cells resulted in strong activation of target cell lysis in a redirected killing assay. This data indicated that NKp44 can mediate triggering of NK cell cytotoxicity. mAb-mediated masking of NKp44 resulted in partial inhibition of cytolytic activity against certain (FcγR-negative) NK-susceptible target cells. This inhibition was greatly increased by the simultaneous masking of p46, another recently identified NK-specific triggering surface molecule. These data strongly suggest that NKp44 functions as a triggering receptor selectively expressed by activated NK cells that, together with p46, may be involved in the process of non-MHC-restricted lysis. Finally, we show that p46 and NKp44 are coupled to the intracytoplasmic transduction machinery via the association with CD3ζ or KARAP/DAP12, respectively; these associated molecules are tyrosine phosphorylated upon NK cell stimulation.

Human CD3-16+56+ natural killer (NK) cells have been shown to display a clonally distributed ability to recognize major histocompatibility complex (MHC) class I alleles. Opposite to T lymphocytes, in NK cells, specific recognition of MHC class I molecules appears to induce inhibition of cytolytic activity and, thus, to protect target cells. Since a precise correlation has been established between the expression of the NK-specific GL183 and EB6 surface molecules (belonging to the novel p58 molecular family) and the specificity of NK clones, we analyzed whether p58 molecules could function as receptors for MHC in human NK cells. NK clones displaying the previously defined "specificity 2" and characterized by the GL183+EB6+ phenotype, specifically recognize the Cw3 allele and thus fail to lyse the Fc gamma R+ P815 target cells transfected with Cw3. On the other hand, NK clones displaying "specificity 1" and expressing the GL183-EB6+ phenotype failed to lyse Cw4+ target cells. Addition of the F(ab')2 fragments of either GL183 or EB6 mAb as well as the XA141 mAb of IgM isotype (specific for the EB6 molecules) completely restored the lysis of Cw3-transfected P815 cells by the Cw3-specific NK clones EX2 and EX4. Similarly, both the entire EB6 mAb, its F(ab')2 fragment and the XA141 mAb reconstituted the lysis of C1R, a Fc gamma R- target cell expressing Cw4 as the only serologically detected class I antigen. Thus, it appears that masking of different members of p58 molecules prevents recognition of "protective" MHC class I alleles and thus the delivering of inhibitory signals. Further support to the concept that p58 molecules represent a NK receptor delivering a negative signal was provided by experiments in which the entire anti-p58 mAbs (of IgG isotype) could inhibit the lysis of unprotected Fc gamma R+ P815 target cells, thus mimicking the inhibitory effect of MHC class I molecules.

Limited information is available on the surface molecules that are involved in natural killer (NK) cell triggering. In this study, we selected the BAB281 monoclonal antibody (mAb) on the basis of its ability to trigger NK-mediated target cell lysis. BAB281 identified a novel NK cell–specific surface molecule of 46 kD (p46) that is expressed by all resting or activated NK cells. Importantly, unlike the NK cell antigens identified so far, the expression of p46 was strictly confined to NK cells. Upon mAb-mediated cross-linking, p46 molecules induced strong cell triggering leading to [Ca2+]i increases, lymphokine production, and cytolytic activity both in resting NK cells and NK cell clones. The p46-mediated induction of Ca2+ increases or triggering of cytolytic activity was downregulated by the simultaneous engagement of inhibitory receptors including p58, p70, and CD94/NKG2A. Both the unique cellular distribution and functional capability of p46 molecules suggest a possible role in the mechanisms of non-major histocompatibility complex–restricted cytolysis mediated by human NK cells.

2B4 is a surface molecule involved in activation of the natural killer (NK) cell–mediated cytotoxicity. It binds a protein termed Src homology 2 domain–containing protein (SH2D1A) or signaling lymphocyte activation molecule (SLAM)-associated protein (SAP), which in turn has been proposed to function as a regulator of the 2B4-associated signal transduction pathway. In this study, we analyzed patients with X-linked lymphoproliferative disease (XLP), a severe inherited immunodeficiency characterized by critical mutations in the SH2D1A gene and by the inability to control Epstein-Barr virus (EBV) infections. We show that, in these patients, 2B4 not only fails to transduce triggering signals, but also mediates a sharp inhibition of the NK-mediated cytolysis. Other receptors involved in NK cell triggering, including CD16, NKp46, NKp44, and NKp30, displayed a normal functional capability. However, their activating function was inhibited upon engagement of 2B4 molecules. CD48, the natural ligand of 2B4, is highly expressed on the surface of EBV+ B cell lines. Remarkably, NK cells from XLP patients could not kill EBV+ B cell lines. This failure was found to be the consequence of inhibitory signals generated by the interaction between 2B4 and CD48, as the antibody-mediated disruption of the 2B4–CD48 interaction restored lysis of EBV+ target cells lacking human histocompatibility leukocyte antigen (HLA) class I molecules. In the case of autologous or allogeneic (HLA class I+) EBV+ lymphoblastoid cell lines, restoration of lysis was achieved only by the simultaneous disruption of 2B4–CD48 and NK receptor–HLA class I interactions. Molecular analysis revealed that 2B4 molecules isolated from either XLP or normal NK cells were identical. As expected, in XLP-NK cells, 2B4 did not associate with SH2D1A, whereas similar to 2B4 molecules isolated from normal NK cells, it did associate with Src homology 2 domain–containing phosphatase 1.

The natural killer (NK) cell-specific p58 molecules EB6 and GL183 have been shown to represent the putative surface receptors for two distinct groups of human histocompatibility leukocyte antigen (HLA) C alleles. Interaction between p58 receptors and class I molecules expressed on target cells results in inhibition of the NK-mediated cytolytic activity and thus in target cell protection. In the present study, we show that EB6 molecules may also act as receptors mediating NK cell triggering. Activatory EB6 molecules were found to be confined only to certain donors. Moreover, in these donors, only a fraction of EB6+ NK clones expressed the activatory form of EB6 molecules, while the remaining clones expressed the conventional inhibitory form. Biochemical analysis of the activatory EB6 molecules revealed a molecular mass of approximately 50 kD (p50), thus differing from the 58-kD inhibitory form. This difference was not due to differential glycosylation of the same protein, as revealed by deglycosylation experiments of isolated EB6 molecules. Treatment of purified p58 or p50/EB6 molecules with proteolytic enzymes, including V8-protease, chymotrypsin, and papain, showed only minor differences in the resulting peptides. Treatment with pepsin followed by two-dimensional peptide mapping demonstrated that, although the majority of peptides migrated in identical positions, differences between the two forms could be detected for at least one major peptide. Anti-EB6 monoclonal antibody (mAb)-mediated cross-linking of p50 molecules was required to trigger the cytolytic activity and the intracellular calcium ([Ca+2]i) increases in appropriate NK clones. Likewise, mAb-mediated cross linking of the p58 EB6 molecules was needed to inhibit the cytolytic activity; however, in this case, no [Ca+2]i increases could be detected. In NK clones expressing the inhibitory p58 EB6 receptors, soluble anti-EB6 mAb prevented recognition of protective Cw4 molecules and reconstituted target cell lysis. In contrast, in clones expressing the activatory p50/EB6 receptor, EB6 masking frequently resulted in partial inhibition of the cytolytic activity against Cw4+ target cells. Therefore, it appears that NK clones expressing the p50/EB6 receptors are induced to lyse Cw4+ target cells upon specific interaction with Cw4 molecules. This concept was further substantiated by experiments in which target cells were represented by the HLA-negative LCL721.221 cell line transfected with the Cw4 allele. Phenotypic and functional analysis of a large number of NK clones showed that clones expressing the activatory p50/EB6 molecules consistently coexpressed inhibitory receptors for other HLA class I alleles.(ABSTRACT TRUNCATED AT 400 WORDS)

Surface receptors involved in natural killer (NK) cell triggering during the process of tumor cell lysis have recently been identified. Of these receptors, NKp44 is selectively expressed by IL-2– activated NK cells and may contribute to the increased efficiency of activated NK cells to mediate tumor cell lysis. Here we describe the molecular cloning of NKp44. Analysis of the cloned cDNA indicated that NKp44 is a novel transmembrane glycoprotein belonging to the Immunoglobulin superfamily characterized by a single extracellular V-type domain. The charged amino acid lysine in the transmembrane region may be involved in the association of NKp44 with the signal transducing molecule killer activating receptor–associated polypeptide (KARAP)/DAP12. These molecules were found to be crucial for the surface expression of NKp44. In agreement with data of NKp44 surface expression, the NKp44 transcripts were strictly confined to activated NK cells and to a minor subset of TCR-γ/δ+ T lymphocytes. Unlike genes coding for other receptors involved in NK cell triggering or inhibition, the NKp44 gene is on human chromosome 6.