Семейство интерлейкинов-1
этой статьи Начальный раздел может быть слишком коротким, чтобы адекватно суммировать ключевые моменты . ( декабрь 2019 г. ) |
Интерлейкин-1/18 | |||
---|---|---|---|
![]() | |||
Идентификаторы | |||
Символ | ИЛ1 | ||
Пфам | PF00340 | ||
ИнтерПро | IPR000975 | ||
PROSITE | PDOC00226 | ||
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2 | 1и1б / СКОПе / СУПФАМ | ||
|
Семейство интерлейкинов-1 ( семейство IL-1 ) представляет собой группу из 11 цитокинов , которые играют центральную роль в регуляции иммунных и воспалительных реакций на инфекции или стерильные инсульты.
Открытие
[ редактировать ]Открытие этих цитокинов началось с исследований патогенеза лихорадки . кролика, провели Эли Менкин и Пол Бисон Исследования лихорадочных свойств белков, выделяемых из перитонеального экссудата клеток в 1943–1948 гг. За этими исследованиями последовали вклады нескольких исследователей, которые в первую очередь интересовались связью между лихорадкой и инфекцией/воспалением. [1] В основе термина «интерлейкин» лежит растущее число биологических свойств, приписываемых растворимым факторам макрофагов и лимфоцитов . IL-1 — это название продукта макрофагов, тогда как IL-2 использовался для определения продукта лимфоцитов. На момент присвоения этих названий анализ аминокислотной последовательности не был известен, и эти термины использовались для определения биологических свойств.
В 1985 году сообщалось, что из библиотеки кДНК макрофагов были выделены две отдельные, но отдаленно родственные комплементарные ДНК, кодирующие белки, обладающие активностью человеческого IL-1, что определило, таким образом, двух отдельных членов семейства IL-1 - IL-1α и IL-1β . [2] [3] [4]
Суперсемейство интерлейкинов-1.
[ редактировать ]Семейство IL-1 представляет собой группу из 11 цитокинов, которые индуцируют сложную сеть провоспалительных цитокинов и посредством экспрессии интегринов на лейкоцитах и эндотелиальных клетках регулируют и инициируют воспалительные реакции. [5] [6]
IL-1α и IL-1β являются наиболее изученными представителями, поскольку они были открыты первыми и обладают сильным провоспалительным действием. У них есть природный антагонист IL-1Ra (антагонист рецептора IL-1). Все три из них включают складку бета-трилистника , связываются с рецептором IL-1 (IL-1R) и активируют передачу сигналов через адаптер MyD88, который описан в разделе «Передача сигналов» на этой странице. IL-1Ra регулирует провоспалительную активность IL-1α и IL-1β, конкурируя с ними за участки связывания рецептора. [5] [7] [8]
Девять членов суперсемейства IL-1 встречаются в одном кластере на второй хромосоме человека; данные последовательности и хромосомной анатомии позволяют предположить, что они образовались в результате серии дупликаций гена лиганда прото-IL-1β. [9] Таким образом, IL-1β, IL-1α, IL-36α, IL-36β, IL-36γ, IL-36RA, IL-37, IL-38 и IL-1RA, скорее всего, являются членами предкового семейства, имеющими общую линию происхождения. . [9] Однако IL-18 и IL-33 находятся на разных хромосомах, и недостаточно данных о последовательностях или хромосомной анатомии, чтобы предположить, что они имеют общее происхождение с другими членами суперсемейства IL-1. IL-33 и IL-18 были включены в суперсемейство IL-1 из-за структурного сходства, перекрытия функций и рецепторов, участвующих в передаче сигналов. [9] [10] [11]
Синтез
[ редактировать ]Все члены семейства IL-1, за исключением IL-1Ra , сначала синтезируются как белок-предшественник , что означает, что он синтезируется как длинная форма белка , которая должна быть протеолитически расщеплена до более короткой активной молекулы, которая обычно называемый зрелым белком . Предшественники семейства IL-1 не имеют четкого сигнального пептида для процессинга и секреции , и ни один из них не обнаружен в аппарате Гольджи ; они принадлежат к так называемой группе секреторных белков без лидера. Сходная особенность IL-1α и IL-33 заключается в том, что их формы-предшественники могут связываться с соответствующим рецептором и активировать передачу сигнала. Но это не является общей особенностью для всех членов семейства IL-1, поскольку формы-предшественники IL-1β и IL-18 не связываются со своими рецепторами и требуют протеолитического расщепления либо внутриклеточной каспазой-1 , либо внеклеточными нейтрофильными протеазами . [5]
Номенклатура
[ редактировать ]Суперсемейство интерлейкина-1 насчитывает 11 членов, которые имеют сходную структуру генов , хотя первоначально оно содержало только четыре члена IL-1α , IL-1β , IL-1Ra и IL-18 . После открытия еще пяти членов обновленная номенклатура была общепринятой, в которую вошли все члены семейства цитокинов IL-1 . Старые члены Ил-1 были переименованы в Ил-1Ф1, Ил-1Ф2, Ил-1Ф3 и Ил-1Ф4. [12]
Но согласно новым тенденциям в номенклатуре к семейству Ил-1 вернулись старые названия. В 2010 году лаборатории всего мира согласились, что IL-1α, IL-1β, IL-1Ra и IL-18 более известны общенаучным знаниям. В соответствии с этим они предположили, что IL-1F6, IL-1F8 и IL-1F9 должны получить новые названия IL-36α , IL-36β и IL-36γ , хотя они кодируются разными генами , они используют один и тот же рецепторный комплекс IL. -1Rrp2 и корецептор IL-1RAcP и передают почти идентичные сигналы. Номенклатура также предлагает переименовать IL-1F5 в IL-36Ra , поскольку он действует как антагонист IL-36α, IL-36β и IL-36γ аналогично тому, как IL-1Ra действует в отношении IL-1α и IL-1β. Еще одним пересмотром стало переименование IL-1F7 в IL-37, поскольку этот подавляющий цитокин имеет множество вариантов сплайсинга , их следует называть IL-37a, IL-37b и так далее. Для Ил-1Ф10 есть зарезервированное название Ил-38. [13]
Имя | Фамилия | Рецептор | Корецептор | Свойство | Хромосомное расположение |
---|---|---|---|---|---|
ИЛ-1α | Ил-1Ф1 | Ил-1РИ | Ил-1РАкП | Провоспалительный | 2q14.1 |
ИЛ-1β | 1F2 | Ил-1РИ | Ил-1РАкП | Провоспалительный | 2q14.1 |
Ил-1Ра | 1F3 | Ил-1РИ | ЧТО | Антагонист IL-1α, IL-1β | 2q14.1 |
Ил-18 | Ил-1Ф4 | ИЛ-18Рα | 18Rβ | Провоспалительный | 11q23.1 |
Ил-36Ра | 1F5 | Ил-1Ррп2 | ЧТО | Антагонист IL-36α, IL-36β, IL-36γ | 2q14.1 |
36α | 1F6 | Ил-1Ррп2 | Ил-1РАкП | Провоспалительный | 2q14.1 |
Ил-37 | 1F7 | Неизвестный | Неизвестный | Противовоспалительное средство | 2q14.1 |
ИЛ-36β | 1F8 | Ил-1Ррп2 | Ил-1РАкП | Провоспалительный | 2q14.1 |
ИЛ-36γ | 1F9 | Ил-1Ррп2 | Ил-1РАкП | Провоспалительный | 2q14.1 |
Ил-38 | 1F10 | Ил-1Ррп2 | Неизвестный | Противовоспалительное средство | 2q14.1 |
Ил-33 | Ил-1Ф11 | СТ2 | Ил-1РАкП | Th2- ответы, провоспалительные | 9p24.1 |
Сигнализация
[ редактировать ]IL-1α и IL-1β связываются с одной и той же молекулой рецептора, которая называется рецептором IL-1 типа I ( IL-1R I). Существует третий лиганд этого рецептора – антагонист рецептора интерлейкина 1 (IL-1Ra), который не активирует нижестоящую передачу сигналов, поэтому он действует как ингибитор передачи сигналов IL-1α и IL-1β, конкурируя с ними за сайты связывания IL-1α и IL-1β . рецептор . [5] [16]
IL-1α или IL-1β сначала связываются с первой внеклеточной цепью IL-1RI, которая рекрутирует дополнительный белок рецептора IL-1 (IL-1RAcP), который служит корецептором и необходим для передачи сигнала, а также необходим для активации IL-1RI IL-18 и IL-33 . [16]
После образования гетеродимерного комплекса рецептора, который собирается IL-1α или IL-1β, IL-1RI и IL-1RAcP, два внутриклеточных адаптерных белка собираются консервативными цитозольными областями, называемыми Toll- и IL-1R-подобными (TIR) доменами. . Они называются геном первичного ответа миелоидной дифференцировки 88 ( MYD88 ) и протеинкиназой, активируемой рецептором интерлейкина-1 (IRAK) 4. За фосфорилированием IRAK4 следует фосфорилирование IRAK1 , IRAK2 и фактора, ассоциированного с рецептором фактора некроза опухоли (TRAF) 6. (убиквитин E2-лигазы) присоединяет K63-связанные полиубиквитиновые цепи к некоторым сигнальным промежуточным соединениям IL - TRAF6 представляет собой убиквитин E3-лигазу , которая в сочетании с комплексом убиквитин-конъюгирующего фермента 1, например, TGF-β-активируемой протеинкиназы ( TAK-1 ). . Это облегчает ассоциацию TAK-1 с TRAF6 и MEKK3 . [16] Эти сигнальные пути приводят к активации многих факторов транскрипции, таких как NF-κB , AP-1 , N-концевая киназа c-Jun (JNK) и p38 MAPK . [16] [17]
У предшественника IL-1α и зрелого IL-1β отсутствует сигнальный пептид, который должен направлять их в эндоплазматический / Гольджи -зависимый путь секреции, и они секретируются нетрадиционным путем секреции белка , механизм и регуляция которого неизвестны. [18]
Биологическая активность
[ редактировать ]IL-1 интенсивно продуцируется тканевыми макрофагами , моноцитами , фибробластами и дендритными клетками , но также экспрессируется B-лимфоцитами , NK-клетками , микроглией и эпителиальными клетками . Они составляют важную часть воспалительной реакции организма на инфекцию . Эти цитокины увеличивают экспрессию факторов адгезии на эндотелиальных клетках, обеспечивая трансмиграцию (также называемую диапедезом ) иммунокомпетентных клеток, таких как фагоциты , лимфоциты и другие, к местам инфекции. Они также влияют на деятельность гипоталамуса — центра терморегуляции, что приводит к повышению температуры тела ( лихорадке ). Именно поэтому IL-1 называют эндогенным пирогеном . Помимо лихорадки, IL-1 также вызывает гипералгезию (повышенную болевую чувствительность), расширение сосудов и гипотонию . [18]
ИЛ-1α
[ редактировать ]IL-1α представляет собой «цитокин с двойной функцией», что означает, что он играет роль в ядре , влияя на транскрипцию , а также на его эффекты, опосредованные внеклеточными рецепторами , как классический цитокин . Ил-33 также принадлежит к этой группе. [19]
синтезируется как белок-предшественник и конститутивно хранится в цитоплазме клеток IL- 1α мезенхимального происхождения и в эпителиальных клетках . Напротив, моноциты и макрофаги не содержат предварительно сформированных предшественников IL-1α, а вместо этого полагаются на синтез de novo. Предшественник IL-1α процессируется до его зрелой формы массой 17 кДа с помощью Ca2+-активируемой протеазы , кальпаина . Процессинг высвобождает N-концевой продукт расщепления предшественника массой 16 кДа (ppIL-1α), который содержит последовательность ядерной локализации (NLS), и перемещается в ядро , действуя как фактор транскрипции . Форма-предшественник IL-1α, которая имеет как N-концевой, так и C-концевой домен, взаимодействующий с рецептором, действует как молекула молекулярного паттерна, связанного с повреждением (DAMP). DAMP , также известные как алармины , распознаются клетками врожденного иммунитета с помощью рецепторов распознавания образов (PRR) и действуют как сигналы опасности для иммунной системы . Короче говоря, DAMP высвобождаются из стрессированных клеток, которые подвергаются некрозу или пироптозу , а их внутриклеточные компоненты высвобождаются во внеклеточное пространство. Из-за неправильного сворачивания и других окислительных изменений этих молекул в условиях измененного рН , они распознаются врожденной иммунной системой как молекулы, которым не следует находиться во внеклеточном пространстве. Клеточный стресс может быть вызван инфекцией , травмой , ишемией , гипоксией , ацидозом и лизисом комплемента . Молекула -предшественник IL-33 действует аналогично молекуле DAMP. [19]
Воспалительные реакции в отсутствие инфекции (например, ишемии) зависят только от передачи сигналов IL-1α через рецептор интерлейкина-1 (IL-1R), а не от передачи сигналов TLR. IL-1α также стимулирует транскрипцию и секрецию IL-1β из моноцитов , поэтому инициатором иммунных ответов, вероятно, является предшественник IL-1α за счет индукции нейтрофильной инфильтрации. IL-1β, по-видимому, усиливает воспаление за счет привлечения макрофагов в контексте стерильного воспаления. [19] [20] [21]
ИЛ-1β
[ редактировать ]IL-1β синтезируется в виде белка-предшественника только после стимуляции, в отличие от IL-1α. Его экспрессия индуцируется транскрипционным фактором NF-κB на клетки врожденного иммунитета после воздействия аларминов . Это происходит, например, после воздействия на макрофаги и дендритные клетки липополисахарида , который представляет собой еще одну (ЛПС), который связывается с TLR4 и действует как патоген-ассоциированный молекулярный паттерн группу аларминов. [18] [21]
Синтез предшественника IL-1β (и IL-18 ) индуцируется стимуляцией клеток врожденного иммунитета Toll-подобными рецепторами (TLR) или RIG-подобными рецепторами (RLR), но для приобретения способности связываться с рецептором IL-1. Предшественник IL-1β должен расщепляться цистеиновой протеазой, называемой каспазой-1 . Каспаза-1 должна быть активирована образованием, называемым инфламмасомой , которое опосредовано передачей сигналов цитоплазматического рецептора распознавания образов. Таким образом, для активации секреции IL-1β необходимы эти два этапа и активация различных рецепторов. В особых обстоятельствах IL-1β может процессироваться и другими протеазами, например, при сильном нейтрофильном воспалении. [18] [22]
IL-18 также синтезируется в качестве предшественника, который расщепляется каспазой-1. [18]
Есть признаки того, что IL-1, и не в последнюю очередь IL-1бета, важен для регуляции энергетического обмена. Например, Ротвелл и его коллеги сообщили о доказательствах того, что действие лептина на прием пищи и температуру тела опосредовано IL-1 на уровне ЦНС (Лухеши Г.Н., Гарднер Дж.Д., Рашфорт Д.А., Лаудон А.С., Ротвелл Н.Дж.: Влияние лептина на прием пищи и температура тела опосредованы IL-1, Proc Natl Acad Sci USA 96:7047–7052, 1999). Более того, отсутствие биологической активности, опосредованной IL-1RI, у мышей с нокаутом рецептора IL-1 вызывает ожирение в зрелом возрасте (Garcia M, Wernstedt I, Berndtsson A, Enge M, Bell M, Hultgren O, Horn M, Ahren B, Enerbäck S , Ohlsson C, Wallenius V, Jansson JO. 2006. Ожирение в зрелом возрасте у мышей с нокаутом рецептора интерлейкина-1 (IL-1RI), 55:1205-1213). Подобное ожирение в зрелом возрасте также наблюдалось у мышей с нокаутом IL-6 (Wallenius V, Wallenius K, Ahrén B, Rudling M, Dickson SL, Ohlsson C, Jansson JO. 2002 У мышей с дефицитом интерлейкина-6 развивается ожирение в зрелом возрасте. Природа Медицина 8:75-79). Сообщений о влиянии на ожирение TNF-альфа, третьего классического провоспалительного цитокина, хотя Шпигельман и его коллеги обнаружили, что он оказывает глубокое влияние на метаболизм глюкозы. Гохан С. Хотамислигил, Нариндер С. Шаргилл, Брюс М. Шпигельман . Экспрессия фактора некроза опухоли-альфа в жировой ткани: прямая роль в резистентности к инсулину, связанной с ожирением. Наука, 1 января 1993 г.: Том. 259, выпуск 5091, стр. 87–91DOI: 10.1126/science.7678183).
Ил-1ра
[ редактировать ]IL-1ra продуцируется моноцитами, макрофагами, нейтрофилами, фибробластами, эпителиальными клетками, клетками Сертоли, микроглией. IL-1ra синтезируется в виде пребелка, содержащего классическую сигнальную последовательность длиной 25 аминокислот, которая обеспечивает секрецию через эндоплазматический ретикулум/аппарат Гольджи. Мышиный, крысиный и кроличий IL-1ra демонстрирует 77, 75 и 78% гомологию последовательностей с человеческим IL-1ra. [23] L-1ra демонстрирует примерно 30% гомологию с IL-1β на уровне белка. Было идентифицировано несколько форм IL-1ra: форма массой 17 кДа, называемая sIL-1ra (s = растворимый), или также IL-1ra1. Он содержит классическую сигнальную последовательность и представляет собой секретируемую форму IL-1ra. [24] Две другие формы, обычно называемые icIL-1ra или IL-1ra2 и IL-1ra3, не имеют сигнальной последовательности, не секретируются и остаются строго межклеточными. [25] Растворимая форма вырабатывается гепатоцитами и регулируется провоспалительными цитокинами (IL1-β и комбинацией IL1-β и IL-6) и другими белками острой фазы. Внутриклеточная форма обнаружена в фибробластах, моноцитах, нейтрофилах, кератиноцитах и эпителиальных клетках бронхов. IL-1ra является важным регулятором IL-1-индуцированной экспрессии и физиологических реакций, вызываемых IL-1. IL-1ra действует как конкурентный ингибитор рецептора IL-1 in vivo и in vitro. Он противодействует эффектам как IL-1α, так и IL-1β. При связывании IL-1ra рецептор IL-1 не передает сигнал клетке. IL-1ra ингибирует высвобождение как IL-1α, так и IL-1β, секрецию IL-2, экспрессию рецептора IL-2 на клеточной поверхности. Блокирует стимуляцию синтеза простагландина Е2 в синовиальных клетках и пролиферацию тимоцитов. Он также ингибирует высвобождение лейкотриена B4 из моноцитов после стимуляции бактериальными липополисахаридами. Он блокирует высвобождение инсулина из изолированных клеток поджелудочной железы.
Полиморфизм этого гена связан с повышенным риском остеопоротических переломов. [26] Дефицит антагониста IL-1ra (DIRA) — редкое врожденное заболевание. У больных детей наблюдается тяжелое воспаление кожи и костей, могут поражаться и другие органы, например легкие. [27] IL-1ra используется при лечении ревматоидного артрита. Он коммерчески производится как рекомбинантная форма IL-1ra и называется анакинра .
Ил-18
[ редактировать ]IL-18 известен как фактор, индуцирующий выработку гамма-интерферона (IFN-γ). [28] Это провоспалительный цитокин, который имеет сходные биологические эффекты с IL-12 и структурными формами с семейством IL-1. Вместе с IL-12 он опосредует клеточный иммунитет. Он связывается с рецептором IL-18Rα. Его продуцируют моноциты, макрофаги, остеобласты, кератиноциты. Он синтезируется в виде неактивного предшественника, который протеолитически расщепляется до активной формы массой 18 кДа. [29] IL-18 стимулирует выработку IFN-γ Т-клетками и NK-клетками. Он действует либо независимо, либо синергизирует с IL-12, что может привести к быстрой активации системы моноцитов/макрофагов. [30] Комбинация этого цитокина и IL-12 ингибирует IL-4-зависимую продукцию IgE и IgG1 и, в свою очередь, способствует выработке IgG2 В-клетками. [31] Помимо этих физиологических функций, IL-18 участвует в ряде серьезных воспалительных реакций. Количество мРНК рецептора IL-18 в эндометрии, а также соотношение количества связывающего белка и интерлейкина заметно увеличены у больных эндомиозом по сравнению с лицами без эндомиоза. [32] IL-18 также усиливается при тиреоидите Хашимото. [33] Было показано, что этот интерлейкин увеличивает выработку β-амилоида в нейронах при болезни Альцгеймера. [34]
Ил-33
[ редактировать ]IL-33 синтезируется в форме предшественника массой 31 кДа и связывается с рецептором ST2 и корецептором IL-1RAcP, который стимулирует передачу сигналов, активирующих факторы транскрипции , такие как NF-κB и ERK , p38 и JNK MAPK. Передача сигнала может быть запущена формой-предшественником IL-33 таким же образом, как предшественник IL-1α активирует передачу сигнала через рецептор IL-1. С другой стороны, зрелые формы IL-3395-270, IL-3399-270 и IL-33109-270, которые процессируются из предшественника сериновыми протеазами катепсином G и эластазой , являются еще более мощными активаторами воспалительных реакций. В отличие от IL-1, обработка каспазами , такими как каспаза-1, приводит к инактивации IL-33. [35] [36] [37]
IL-33 представляет собой цитокин с двойной функцией . Помимо своей функции, связанной с хроматином , он конститутивно экспрессируется в здоровых эндотелиальных клетках , поскольку действует как DAMP после высвобождения во внеклеточное пространство клеток в контексте иммунологической не-тихой гибели клеток ( некроза или пироптоза ) и стимулирует выработку цитокинов в клетках. естественные клетки-хелперы, нуоциты , Th2 лимфоциты , тучные клетки , базофилы , эозинофилы , инвариантные естественные киллеры и Т-клетки естественные киллеры . Он участвует в аллергических и паразитарных воспалительных реакциях. [35] [36]
36α
[ редактировать ]IL-36α экспрессируется в селезенке, лимфатических узлах, миндалинах, костном мозге, В-клетках. Этот член уникален тем, что дополнительно синтезируется Т-лимфоцитами. Он наиболее связан с IL-37 и IL-36β. [38]
ИЛ-36β
[ редактировать ]IL-36β экспрессируется в миндалинах, костном мозге, сердце, плаценте, легких, семенниках, кишечнике, моноцитах и В-лимфоцитах. Он наиболее похож на IL-36α (IL-1F6). Описаны два альтернативных транскрипта, кодирующие один и тот же белок. [39]
ИЛ-36γ
[ редактировать ]IL-36γ больше всего продуцируется кератиноцитами. Он активирует NF-κB посредством рецептора интерлейкина 1, подобного 2 (IL-1Rrp2), и специфически ингибируется IL-36ra. [40] Его продукция увеличивается после стимуляции IL-1β и TNF-α, но не после стимуляции IL-18 или IFN-γ. IL-36γ играет важную роль в кожи иммунитете и воспалении . Экспрессия увеличивается при хронической контактной гиперчувствительности, инфекции вируса простого герпеса. [41] и псориаз. [38]
Ил-36ра
[ редактировать ]IL-36ra в высокой степени экспрессируется кератиноцитами, псориатической кожей, плацентой, маткой, мозгом, почками, моноцитами, B-лимфоцитами и дендритными клетками. IL-36ra имеет длину 155 аминокислот и не имеет сигнальной последовательности. IL-36ra имеет 52% гомологию с IL-1ra по аминокислотной последовательности. IL-36ra действует как неспецифический ингибитор воспаления и врожденного иммунитета. Он ингибирует активацию NF-κB, индуцированную IL-36α. [42]
Ил-37
[ редактировать ]IL-37 экспрессируется в большинстве тканей. Это первый член семейства IL-1, образующий гомодимеры. [43] IL-37 неспецифически ингибирует воспалительную реакцию и врожденный иммунитет. IL-1F7 также был обнаружен в ядре, где он может действовать как ядерный фактор. Этот цитокин может связываться или сам быть лигандом рецептора IL-18 (IL18R1/IL-1Rrp). Он связывается с белком, связывающим интерлейкин 18 (IL18BP), образуя комплекс с бета-субъединицей рецептора IL-18 (IL-1F4), тем самым ингибируя его активность. Описано 5 альтернативных транскриптов, кодирующих разные изоформы IL-37. [44]
Ил-38
[ редактировать ]IL-38 экспрессируется как в коже, так и в миндалинах. Он регулирует как врожденный, так и адаптивный иммунитет. Он связывается с растворимым рецептором IL-1RI. Описаны два альтернативных транскрипта, кодирующие один и тот же белок. [45]
Цитокин-индуцированная продукция эффекторных цитокинов
[ редактировать ]IL-33 играет роль в так называемой цитокин-индуцированной продукции эффекторных цитокинов, что означает, что продукция эффекторных цитокинов дифференцированными Т-хелперными лимфоцитами является цитокин-зависимой и может происходить без антигеном стимуляции Т-клеточного рецептора этих клеток. IL-33 в сочетании с некоторыми активаторами STAT5 , такими как IL-2 , IL-7 или TSLP , усиливает экспрессию собственного рецептора на уже дифференцированных лимфоцитах Th2, поскольку наивные Т-хелперные клетки, ни популяции Th1, ни Th17 не имеют ST2. рецепторы. Эта активация работает как положительная обратная связь, которая вызывает еще более сильную активацию IL-33-зависимых сигнальных путей в лимфоцитах. Эта активация напрямую контролируется GATA3 фактором транскрипции . IL-33 в сочетании с IL-2, IL-7 или TSLP также стимулирует пролиферацию клеток. Эффекторный цитокин, который секретируется из стимулированных активатором IL-33 и STAT5 клеток Th2, представляет собой IL-13 , который зависит от NF-κB . IL-13 очень похож на IL-4 по аминокислотной последовательности и структуре. Они также использовали тот же рецептор IL-4 типа II для активации СТАТ6 . [37]
Аналогичные функции имеют IL-1 для Th17-клеток и IL-18 для Th1-лимфоцитов . IL-1 в сочетании с некоторыми активаторами STAT3 , такими как IL-6 , IL-21 или IL-23 , которые важны для дифференцировки лимфоцитов Th17, имеют аналогичную положительную обратную связь в клетках Th17, точно так же, как активаторы IL-33 и STAT5 имеют в клетках Th2. . Они значительно повышают экспрессию рецептора IL-1 и RORγt на поверхности стимулированных лимфоцитов Th17. Эффекторными цитокинами, опосредованными этой передачей сигналов, являются IL-17A , IL-4 и IL-6 . IL-18 и IL-12 , который является активатором STAT4 , оказывают сходное воздействие на клетки Th1 за счет повышения экспрессии рецептора IL-18R1 и T-bet . [37] [46]
IL-1 при заболевании и его клиническое значение
[ редактировать ]IL-1 играет важную роль в нейровоспалении. [47] повышаются уровни TNF и IL-1. Во время воспаления в головном мозге [48] [49] и их присутствие может вызвать разрушение гематоэнцефалического барьера. [48] полиморфизмы генов IL-1 способствуют генетической предрасположенности к некоторым видам рака. Было обнаружено, что [50] анкилозирующий спондилоартрит , [51] и болезнь Грейвса . [52]
Что касается клинического использования, из-за его характеристики как гемопоэтического фактора IL-1 назначался пациентам после трансплантации костного мозга для улучшения приживления трансплантата. Но вскоре [ когда? ] Было обнаружено, что у пациентов наблюдались симптомы системного воспаления . Затем была предпринята попытка фармакологической блокады этих рецепторов для облегчения симптомов. Эндогенный антагонист рецептора IL-1 (IL-1Ra), также известный как анакинра , был опробован в клинических испытаниях для уменьшения системного воспаления, но не продемонстрировал статистически значимой разницы с плацебо . [5]
В настоящее время блокада активности IL-1 (особенно IL-1β ) является стандартной терапией для пациентов с аутоиммунными заболеваниями или лимфомами . Анакинра (IL-1Ra) одобрена FDA в качестве терапии для пациентов с ревматоидным артритом . [53] потому что он уменьшает симптомы и замедляет разрушение суставов при этом воспалительном заболевании. Его также назначали пациентам с вялотекущей или тлеющей миеломой с высоким риском прогрессирования в множественную миелому . В сочетании с другими лекарствами IL-1Ra обеспечивает значительное увеличение количества лет без прогрессирования заболевания у его реципиентов. Преимуществами этого лечения являются естественная структура и отсутствие токсичности или желудочно-кишечных расстройств . [5]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Динарелло, Калифорния (2015). «История лихорадки, лейкоцитарного пирогена и интерлейкина-1» . Температура . 2 (1): 8–16. дои : 10.1080/23328940.2015.1017086 . ПМЦ 4843879 . ПМИД 27226996 .
- ^ Марч С.Дж., Мосли Б., Ларсен А., Серретти Д.П., Бредт Г., Прайс В. и др. (август 1985 г.). «Клонирование, последовательность и экспрессия двух различных комплементарных ДНК человеческого интерлейкина-1». Природа . 315 (6021): 641–7. Бибкод : 1985Natur.315..641M . дои : 10.1038/315641a0 . ПМИД 2989698 . S2CID 4240002 .
- ^ Аурон П.Е., Уэбб А.С., Розенвассер Л.Дж., Муччи С.Ф., Рич А., Вольф С.М., Динарелло, Калифорния (декабрь 1984 г.). «Нуклеотидная последовательность кДНК предшественника интерлейкина 1 моноцитов человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 81 (24): 7907–11. Бибкод : 1984PNAS...81.7907A . дои : 10.1073/pnas.81.24.7907 . ПМЦ 392262 . ПМИД 6083565 .
- ^ Динарелло, Калифорния (декабрь 1994 г.). «Семейство интерлейкина-1: 10 лет открытия» . Журнал ФАСЭБ . 8 (15): 1314–25. дои : 10.1096/fasebj.8.15.8001745 . ПМИД 8001745 . S2CID 10404996 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Динарелло, Калифорния (апрель 2011 г.). «Интерлейкин-1 в патогенезе и лечении воспалительных заболеваний» . Кровь . 117 (14): 3720–32. дои : 10.1182/blood-2010-07-273417 . ПМК 3083294 . ПМИД 21304099 .
- ^ Маклауд, Т; Берекмери, А; Бриджвуд, К; Стейси, М; МакГонагл, Д; Виттманн, М (2021). «Иммунологическое воздействие цитокинов семейства IL-1 на эпидермальный барьер» . Границы в иммунологии . 12 : 808012. дои : 10.3389/fimmu.2021.808012 . ПМЦ 8733307 . ПМИД 35003136 .
- ^ Мурзин А.Г., Леск А.М., Чотия С. (январь 1992 г.). «Бета-трилистник. Закономерности структуры и последовательности ингибиторов Кунитца, интерлейкинов-1 бета и 1 альфа и факторов роста фибробластов». Журнал молекулярной биологии . 223 (2): 531–43. дои : 10.1016/0022-2836(92)90668-А . ПМИД 1738162 .
- ^ Госави С., Уитфорд ПК, Дженнингс П.А., Онучич Дж.Н. (июль 2008 г.). «Извлечение функции из складного мотива бета-трилистника» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (30): 10384–9. Бибкод : 2008PNAS..10510384G . дои : 10.1073/pnas.0801343105 . ПМЦ 2492465 . ПМИД 18650393 .
- ^ Перейти обратно: а б с Риверс-Оти Дж., Дэниелс М.Дж., Колливер И., Робертсон Д.Л., Бро Д. (март 2018 г.). «Переопределение происхождения суперсемейства интерлейкина-1» . Природные коммуникации . 9 (1): 1156. Бибкод : 2018NatCo...9.1156R . дои : 10.1038/s41467-018-03362-1 . ПМК 5861070 . ПМИД 29559685 .
- ^ Шмитц Дж., Оуян А., Олдхэм Э., Сонг Ю., Мерфи Э., МакКланахан Т.К. и др. (ноябрь 2005 г.). «IL-33, интерлейкин-1-подобный цитокин, который сигнализирует через белок ST2, родственный рецептору IL-1, и индуцирует цитокины, связанные с Т-хелперами 2-го типа» . Иммунитет . 23 (5): 479–90. doi : 10.1016/j.immuni.2005.09.015 . ПМИД 16286016 .
- ^ Дао Т., Охаси К., Каяно Т., Куримото М., Окамура Х. (ноябрь 1996 г.). «Фактор, индуцирующий интерферон-гамма, новый цитокин, усиливает опосредованную лигандом Fas цитотоксичность мышиных Т-хелперов 1». Клеточная иммунология . 173 (2): 230–5. дои : 10.1006/cimm.1996.0272 . ПМИД 8912881 .
- ^ Симс Дж.Э., Никлин М.Дж., Базан Дж.Ф., Бартон Дж.Л., Басфилд С.Дж., Форд Дж.Э. и др. (октябрь 2001 г.). «Новая номенклатура генов семейства IL-1». Тенденции в иммунологии . 22 (10): 536–7. дои : 10.1016/S1471-4906(01)02040-3 . ПМИД 11574262 .
- ^ Динарелло С., Аренд В., Симс Дж., Смит Д., Блумберг Х., О'Нил Л. и др. (ноябрь 2010 г.). «Номенклатура семейства Ил-1» . Природная иммунология . 11 (11): 973. дои : 10.1038/ni1110-973 . ПМК 4174560 . ПМИД 20959797 .
- ^ ван де Веердонк Ф.Л., Стокман А.К., Ву Г., Бекерманн А.Н., Азам Т., Нетеа М.Г. и др. (февраль 2012 г.). «IL-38 связывается с рецептором IL-36 и оказывает биологическое воздействие на иммунные клетки, подобное антагонисту рецептора IL-36» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (8): 3001–5. Бибкод : 2012ПНАС..109.3001В . дои : 10.1073/pnas.1121534109 . ПМК 3286950 . ПМИД 22315422 .
- ^ «Интерлейкины и рецепторы интерлейкинов - Комитет по генной номенклатуре HUGO» . www.gennamemes.org . Архивировано из оригинала 15 июля 2017 года . Проверено 3 мая 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Вебер А., Васильев П., Крахт М. (январь 2010 г.). «Путь интерлейкина-1 (IL-1)». Научная сигнализация . 3 (105): см1. doi : 10.1126/scisignal.3105cm1 . ПМИД 20086235 . S2CID 10388683 .
- ^ 1. Сими А, Цакири Н, Ван П, Ротвелл, Нью-Джерси. Интерлейкин-1 и воспалительная нейродегенерация. Труды биохимического общества. 1 октября 2007 г.; 35 (5): 1122–6.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Contassot E, Beer HD, French LE (май 2012 г.). «Интерлейкин-1, воспалительные процессы, аутовоспаление и кожа» . Швейцарский медицинский еженедельник . 142 : w13590. дои : 10.4414/smw.2012.13590 . ПМИД 22653747 .
- ^ Перейти обратно: а б с Коэн И., Райдер П., Карми Ю., Брейман А., Дотан С., Уайт М.Р. и др. (февраль 2010 г.). «Дифференциальное высвобождение связанного с хроматином IL-1альфа различает некротическую и апоптотическую гибель клеток по способности вызывать стерильное воспаление» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (6): 2574–9. Бибкод : 2010PNAS..107.2574C . дои : 10.1073/pnas.0915018107 . ПМЦ 2823886 . ПМИД 20133797 .
- ^ Райдер П., Карми Ю., Гуттман О., Брейман А., Коэн И., Воронов Е. и др. (ноябрь 2011 г.). «IL-1α и IL-1β привлекают разные миелоидные клетки и способствуют разным стадиям стерильного воспаления» . Журнал иммунологии . 187 (9): 4835–43. doi : 10.4049/jimmunol.1102048 . ПМИД 21930960 .
- ^ Перейти обратно: а б Матцингер П. (май 2012 г.). «Эволюция теории опасности. Интервью Лорен Констебль, редактора» . Экспертное обозрение клинической иммунологии . 8 (4): 311–7. дои : 10.1586/eci.12.21 . ПМК 4803042 . ПМИД 22607177 .
- ^ Саху М., Себальос-Ольвера И., дель Баррио Л., Ре Ф. (2011). «Роль воспалительных процессов, IL-1β и IL-18 в бактериальных инфекциях» . Научный мировой журнал . 11 : 2037–50. дои : 10.1100/2011/212680 . ПМЦ 3217589 . ПМИД 22125454 .
- ^ Коминелли Ф., Бортолами М., Писарро Т.Т., Монсакки Л., Ферретти М., Брюэр М.Т. и др. (март 1994 г.). «Антагонист рецептора интерлейкина-1 кролика. Клонирование, экспрессия, функциональная характеристика и регуляция во время воспаления кишечника» . Журнал биологической химии . 269 (9): 6962–71. дои : 10.1016/S0021-9258(17)37468-9 . ПМИД 7509813 .
- ^ Муцио М., Полентарутти Н., Сирони М., Поли Дж., Де Джоя Л., Интрона М. и др. (август 1995 г.). «Клонирование и характеристика новой изоформы антагониста рецептора интерлейкина 1» . Журнал экспериментальной медицины . 182 (2): 623–8. дои : 10.1084/jem.182.2.623 . ПМК 2192137 . ПМИД 7629520 .
- ^ Муцио М., Полентарутти Н., Факкетти Ф., Пери Г., Дони А., Сирони М. и др. (март 1999 г.). «Характеристика внутриклеточного антагониста рецептора IL-1 типа II (IL-1ra3): депо IL-1ra» . Европейский журнал иммунологии . 29 (3): 781–8. doi : 10.1002/(SICI)1521-4141(199903)29:03<781::AID-IMMU781>3.0.CO;2-0 . ПМИД 10092080 .
- ^ Лангдаль Б.Л., Лёкке Э., Карстенс М., Стенкьяер Л.Л., Эриксен Э.Ф. (март 2000 г.). «Остеопоротические переломы связаны с полиморфизмом повторов из 86 пар оснований в гене антагониста рецептора интерлейкина-1, но не с полиморфизмом в гене интерлейкина-1бета» . Журнал исследований костей и минералов . 15 (3): 402–14. дои : 10.1359/jbmr.2000.15.3.402 . ПМИД 10750554 .
- ^ Аксентьевич И., Мастерс С.Л., Фергюсон П.Дж., Дэнси П., Френкель Дж., ван Ройен-Керхофф А. и др. (июнь 2009 г.). «Аутовоспалительное заболевание с дефицитом антагониста рецептора интерлейкина-1» . Медицинский журнал Новой Англии . 360 (23): 2426–37. doi : 10.1056/NEJMoa0807865 . ПМЦ 2876877 . ПМИД 19494218 .
- ^ Окамура Х., Цутси Х., Комацу Т., Юцудо М., Хакура А., Танимото Т. и др. (ноябрь 1995 г.). «Клонирование нового цитокина, который индуцирует выработку ИФН-гамма Т-клетками». Природа . 378 (6552): 88–91. Бибкод : 1995Natur.378...88O . дои : 10.1038/378088a0 . ПМИД 7477296 . S2CID 4323405 .
- ^ Ушио С., Намба М., Окура Т., Хаттори К., Нукада Ю., Акита К. и др. (июнь 1996 г.). «Клонирование кДНК человеческого фактора, индуцирующего IFN-гамма, экспрессия в Escherichia coli и исследования биологической активности белка». Журнал иммунологии . 156 (11): 4274–9. дои : 10.4049/jimmunol.156.11.4274 . PMID 8666798 . S2CID 30629282 .
- ^ Биллиау А (1996). «Интерферон-γ: биология и роль в патогенезе». Интерферон-гамма: биология и роль в патогенезе . Достижения иммунологии. Том. 62. стр. 61–130. дои : 10.1016/s0065-2776(08)60428-9 . ISBN 9780120224623 . ПМИД 8781267 .
- ^ Ёсимото Т., Окамура Х., Тагава Й.И., Ивакура Й., Наканиси К. (апрель 1997 г.). «Интерлейкин 18 вместе с интерлейкином 12 ингибирует выработку IgE путем индукции продукции гамма-интерферона активированными В-клетками» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (8): 3948–53. Бибкод : 1997PNAS...94.3948Y . дои : 10.1073/pnas.94.8.3948 . ПМК 20548 . ПМИД 9108085 .
- ^ Хуан ХИ, Ю Х.Т., Чан Ш., Ли С.Л., Ван Х.С., Сун Ю.К. (июнь 2010 г.). «Эутопическая эндометриальная система интерлейкина-18, экспрессия мРНК и белка на уровне границы эндометрия и миометрия у пациентов с аденомиозом» . Фертильность и бесплодие . 94 (1): 33–9. doi : 10.1016/j.fertnstert.2009.01.132 . ПМИД 19394601 .
- ^ Лю З, Ван Х, Сяо В, Ван С, Лю Г, Хун Т (октябрь 2010 г.). «Экспрессия интерлейкина-18 в тиреоцитах регулируется интерфероном-γ и может способствовать разрушению щитовидной железы при тиреоидите Хашимото» . Международный журнал экспериментальной патологии . 91 (5): 420–5. дои : 10.1111/j.1365-2613.2010.00715.x . ПМЦ 3003839 . ПМИД 20586818 .
- ^ Сутинен Э.М., Пирттиля Т., Андерсон Г., Салминен А., Оьяла Д.О. (август 2012 г.). «Провоспалительный интерлейкин-18 увеличивает выработку β-амилоида, связанного с болезнью Альцгеймера, в нейроноподобных клетках человека» . Журнал нейровоспаления . 9 (1): 199. дои : 10.1186/1742-2094-9-199 . ПМЦ 3458954 . ПМИД 22898493 .
- ^ Перейти обратно: а б Лефрансэ Э., Рога С., Готье В., Гонсалес-де-Передо А., Монсаррат Б., Жирар Ж.П., Кэрол С. (январь 2012 г.). «IL-33 перерабатывается в зрелые биологически активные формы под действием нейтрофильной эластазы и катепсина G» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (5): 1673–8. Бибкод : 2012PNAS..109.1673L . дои : 10.1073/pnas.1115884109 . ПМЦ 3277172 . ПМИД 22307629 .
- ^ Перейти обратно: а б Кэйрол С., Жирар Дж. П. (июнь 2009 г.). «IL-1-подобный цитокин IL-33 инактивируется после созревания каспазой-1» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (22): 9021–6. Бибкод : 2009PNAS..106.9021C . дои : 10.1073/pnas.0812690106 . ПМК 2690027 . ПМИД 19439663 .
- ^ Перейти обратно: а б с Го Л., Вэй Г., Чжу Дж., Ляо В., Леонард В.Дж., Чжао К., Пол В. (август 2009 г.). «Члены семейства IL-1 и активаторы STAT индуцируют выработку цитокинов клетками Th2, Th17 и Th1» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (32): 13463–8. Бибкод : 2009PNAS..10613463G . дои : 10.1073/pnas.0906988106 . ПМЦ 2726336 . ПМИД 19666510 .
- ^ Перейти обратно: а б Смит Д.Е., Реншоу Б.Р., Кетчем Р.Р., Кубин М., Гарка К.Е., Симс Дж.Е. (январь 2000 г.). «Четыре новых члена расширяют суперсемейство интерлейкина-1» . Журнал биологической химии . 275 (2): 1169–75. дои : 10.1074/jbc.275.2.1169 . ПМИД 10625660 .
- ^ «Интерлейкин 36 бета IL36B [Homo sapiens (человек)] - Ген - NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 31 августа 2019 г.
- ^ Дебец Р., Тиманс Дж.К., Хоми Б., Журавски С., Сана Т.Р., Ло С. и др. (август 2001 г.). «Два новых члена семейства IL-1, IL-1 дельта и IL-1 эпсилон, действуют как антагонист и агонист активации NF-каппа B через сиротский белок 2, родственный рецептору IL-1» . Журнал иммунологии . 167 (3): 1440–6. дои : 10.4049/jimmunol.167.3.1440 . ПМИД 11466363 .
- ^ Кумар С., Макдоннелл П.С., Лер Р., Тирни Л., Цимас М.Н., Грисволд Д.Э. и др. (апрель 2000 г.). «Идентификация и первоначальная характеристика четырех новых членов семейства интерлейкина-1» . Журнал биологической химии . 275 (14): 10308–14. дои : 10.1074/jbc.275.14.10308 . ПМИД 10744718 .
- ^ «Семейство интерлейкинов-1: лиганды и рецепторы» . www.rndsystems.com . Проверено 31 августа 2019 г.
- ^ Кумар С., Ханнинг Ч.Р., Бригам-Берк М.Р., Риман Д.Д., Лер Р., Хандекар С. и др. (апрель 2002 г.). «Интерлейкин-1F7B (IL-1H4/IL-1F7) процессируется каспазой-1, и зрелый IL-1F7B связывается с рецептором IL-18, но не индуцирует выработку IFN-гамма». Цитокин . 18 (2): 61–71. дои : 10.1006/cyto.2002.0873 . ПМИД 12096920 .
- ^ «Интерлейкин 37 IL37 [Homo sapiens (человек)] - Ген - NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 31 августа 2019 г.
- ^ «Член семейства интерлейкина 1 IL1F10 10 [Homo sapiens (человек)] - Ген - NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 31 августа 2019 г.
- ^ Бен-Сассон С.З., Ху-Ли Дж., Квил Дж., Кошето С., Ратнер М., Шапира И. и др. (апрель 2009 г.). «IL-1 действует непосредственно на Т-клетки CD4, усиливая их антиген-зависимую экспансию и дифференцировку» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (17): 7119–24. Бибкод : 2009PNAS..106.7119B . дои : 10.1073/pnas.0902745106 . ПМК 2678417 . ПМИД 19359475 .
- ^ Мойна П.Н. (сентябрь 2005 г.). «Сигнальный путь интерлейкина-1 в астроцитах: ключевой фактор воспаления в головном мозге» . Журнал анатомии . 207 (3): 265–9. дои : 10.1111/j.1469-7580.2005.00445.x . ПМЦ 1571539 . ПМИД 16185251 .
- ^ Перейти обратно: а б Хофман Ф.М., фон Ханвер Р.И., Динарелло К.А., Мизель С.Б., Хинтон Д., Меррилл Дж.Э. (май 1986 г.). «Иммунорегуляторные молекулы и рецепторы IL-2, идентифицированные при рассеянном склерозе головного мозга» . Журнал иммунологии . 136 (9): 3239–45. дои : 10.4049/jimmunol.136.9.3239 . ПМИД 3082983 . S2CID 39751767 .
- ^ Чжу Х, Ван З, Ю Дж, Ян Х, Хэ Ф, Лю З, Че Ф, Чэнь Х, Жэнь Х, Хун М, Ван Дж (март 2019 г.). «Роль и механизмы цитокинов при вторичном повреждении головного мозга после внутримозгового кровоизлияния». Прог. Нейробиол . 178 : 101610. doi : 10.1016/j.pneurobio.2019.03.003 . ПМИД 30923023 . S2CID 85495400 .
- ^ Дураес С., Муньос Х., Бонет С., Гарсиа Н., Венсесла А., Карнейро Ф. и др. (сентябрь 2014 г.). «Генетические варианты в области гена IL1A способствуют предрасположенности к раку желудка кишечного типа в европейском населении». Международный журнал рака . 135 (6): 1343–55. дои : 10.1002/ijc.28776 . ПМИД 24615437 . S2CID 667280 .
- ^ Тиммс А.Е., Крейн А.М., Симс А.М., Корделл Х.Дж., Брэдбери Л.А., Эбботт А. и др. (октябрь 2004 г.). «Кластер генов интерлейкина 1 содержит основной локус предрасположенности к анкилозирующему спондилоартриту» . Американский журнал генетики человека . 75 (4): 587–95. дои : 10.1086/424695 . ПМК 1182046 . ПМИД 15309690 .
- ^ Лю Н, Ли Х, Лю С, Чжао Ю, Цуй Б, Нин Г (апрель 2010 г.). «Связь полиморфизмов интерлейкина-1альфа и интерлейкина-1бета с риском болезни Грейвса в исследовании случай-контроль и метаанализе». Иммунология человека . 71 (4): 397–401. дои : 10.1016/j.humimm.2010.01.023 . ПМИД 20116409 .
- ^ «Анакинра» . ДругБанк Версия 4.1 . Архивировано из оригинала 29 января 2014 г. Проверено 29 января 2014 г.