АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Биологические свойства пар цитокин клетка-мишень

Приведем краткую феноменологическую харатеристику наиболее изученных цитокинов, но еще раз подчеркнем, что биологический эффект не является свойством цитокина, а определяется характером дифференцировки клетки-мишени —носителя рецептора для данного цитокина. Напомним, что семейством называют гомологичные по структуре молекулы, синтезируемые с гомологичных по составу генов, которые когда-то произошли путем дупликаций одного предкового гена и дивергировали в эволюции в той или иной мере.

Семейство цитокинов — гематопоэтинов. Общность их структуры состоит в том, что полипептид формирует 4 спиральных домена. Еро (эритропоэтин): в молекуле 165 аминокислотных остатков, мономер. Рецептор — EpoR. Клетки-продуценты — клетки почки и гепатоциты. Биологический эффект: стимуляция эритропоэза. Нокаут гена Еро или гена рецептора для него приводит к гибели организма в эмбриональном периоде.

ИЛ-2 (фактор роста Т-клеток). Продуцируется активированными Т-лимфоцитами-хелперами 1-го типа. Индуцирует пролиферацию Т-клеток, созревание цитотоксических Т-лимфоцитов, пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов, усиливает функцию ЕК-клеток и моноцитов, стимулирует продукцию гамма-интерферона, ОНФ, ИЛ-6, ИЛ-8. Способствует созреванию антигеннеспецифических лимфокинактивированных киллеров (ЛАК-клеток).

ИЛ-3 (колониестимулирующий фактор, полипоэтин). Продуцируется активированными Т-хелперами, а также тканевыми базо-филами, эпителиальными клетками тимуса. Совместно с гранулоцитарным коло-ниестимулирущим фактором (Г-КСФ) усиливает продукцию нейтрофилов, а с эритропоэтином — эритроцитов.

ИЛ-4 (В-клеточный стимулирующий фактор). Продуцируется активированными Т-хелперами 2-го типа. Основная функция состоит в переключении синтеза IgGl на синтез IgG4 и IgE. Совместно с другими цитокинами способствует пролиферации тканевых базофилов. Усиливает пролиферацию В-клеток, повышает экспрессию рецептора к Fc-фрагменту IgE на базофилах обоих типов, усиливает экспрессию молекул ГКГ класса II на В-клетках и макрофагах. Является антагонистом гамма-интерферона. Подавляет продукцию ИЛ-1, ОНФ, ИЛ-6, ИЛ-8, ингибирует цитотоксическую активность Т-лимфоцитов, макрофагов.

Относится к антивоспалительным цитокинам.

ИЛ-5 (эозинофильный фактор). Продуцируется Т-лимфоцитами-хелперами 2-го типа. Индуцирует дифференцировку, активацию и хемотаксис эозинофилов, повышает их жизнеспособность. Усиливает

пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов, индуцированную ИЛ-5. Повышает продукцию Ig E и экспрессию рецептора к нему на эозинофилах. Усиливает продукцию IgA. Относится к антивоспалительным цитокинам.

ИЛ-6. Продуцируется разными типами клеток —макрофагами, Т- и В-лимфоцитами, фибробластами, эндотелиальными, эпидермальными и микроглиальными клетками, хондроцитами, остеоцитами. Обладает более разнообразными эффектами, чем другие цитокины. Во многом сходен с действием ИЛ-1. Усиливает продукцию белков острой фазы, корти-котропина, индуцирует лихорадку. Усиливает терминальную диф-ференцировку В-клеток и продукцию антител. В кооперации с другими цитокинами усиливает пролиферацию и дифференцировку стволовых клеток, активацию CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов.

Относится к провоспалительным цитокинам.

ИЛ-7. Продуцируется фибробластами, эндотелиальными клетками, Т-лимфоцитами, клетками костного мозга и стромальными клетками тимуса. Увеличивает количество В-лимфоцитов; играет важную роль в пролиферации и дифференцировке незрелых и зрелых Т-лимфоцитов.

ИЛ-9. Продуцируется Т-лимфоцитами. Активирует Т-лимфоциты и тканевые базофилы. Усиливает эффект ИЛ-4 по продукции IgE и IgG4.

ИЛ-11 (тромбоцитарный фактор). Продуцируется фибробластами и стромальными клетками костного мозга. Основная функция — стимуляция тромбоцитопоэза (особенно в сочетании с ИЛ-3).

ИЛ-13. Продуцируется активированными Т-хелперами 2-го типа. Повышает синтез ИЛ-4 и таким образом усиливает все эффекты, связанные с ИЛ-4: увеличивает количество В-лимфоцитов, усиливает синтез IgE и IgG4, повышает экспрессию CD23 и молекул ГКГ класса II на мембране В-лимфоцитов. Снижает функцию моноцитов-макрофагов, в том числе, подавляет продукцию ими провоспалительных цитокинов. Относится к антивоспалительным цитокинам.

ИЛ-15. Продуцируется моноцитами, эпителиальными и мышечными клетками. Усиливает генерацию и дифференцировку Т-лимфоцитов. Гранулоцит-колониестимулирующий фактор(G-CSF): мономер. Рецептор — G-CSFR. Клетки-продуценты: фибробласты, моноциты. Биологический эффект — поддерживает развитие нейтрофилов в костном мозге. При генетическом нокауте — дефекты миелопоэза, нейтропения.

Г р а н у л о ц и т - м о н о ц и т - колониестимулирующий фактор (GM-CSF): в молекуле 127 аминокислотныхостатков, мономер. Рецептор — CD116 (β-цепь). Клетки-продуценты: макрофаги, Т-лимфоциты. Биологические эффекты: поддерживает пролиферацию и дифференцировку ростков миелопоэза и моноцитопоэза в костном мозге. При нокауте гена развивается легочный альвеолярный протеинозис.

О н к о с т а т и н Μ (О S Μ): в молекуле 196 аминокислотных остатков, мономер. Рецептор — CD 130. Клетки-продуценты: Т-лимфоциты, макрофаги. Биологические эффекты: стимулирует пролиферацию клеток саркомы Капоши (Kaposi'ssarcoma), но ингибирует пролиферацию клеток меланомы.Поддерживает рост клеток линии ES («эмбриональные стволовые клетки»).

Л е й к о з-ингибирующий фактор (LIF): в молекуле 179 аминокислотных остатков, мономер. Рецепторы:LIFR, CD 130. Клетки-продуценты — фибробласты стромыкостного мозга. Поддерживает рост клеток линии ES. Нокаутгена LIFR приводит к смерти животного при рождении иливскоре после него, при этом наблюдают острое истощениепула стволовых кроветворных клеток.

6.1 Семейство интерферонов (IFN).

Известно 3 типа интерферонов: IFN-α, IFN-β, IFN-y. Интерфероны были открыты как продукты инфицированных вирусами клеток млекопитаю-щих, обладающие противовирусным действием. Interfere with — мешать (репликации вирусов). Хотя интерфероны (все три типа) имеют одно родовое название, между ними есть существенные различия по ряду признаков. Интерфероны представляют собой семейство гликопептидов, которые делятся на два типа.

Тип I в свою очередь подразделяется на альфа- и бета-интерфероны. Семейство альфа-интерферона состоит из ~ 20 белков, которые продуцируются в основном лейкоцитами и макрофагами, поэтому альфа-интерферон еще называют лейкоцитарным. Бета-интерферон продуцируется в основном фибробластами, поэтому получил название фибробластного. Известно два бета-интерферона: бета1 и бета2. В настоящее время бета2-интерферон идентифицируют с интерлейкином-6. Способностью продуцировать альфа,бета-интерфероны обладают также Т- и В-лимфоциты, эндотелиальные и эпителиальные клетки, ЕК-клетки.

Тип II интерферонов получил название гамма-интерферона. Он продуцируется активированными Т-лимфоцитами хелперами 1-го типа и ЕК-клетками.

Различают следующие биологические эффекты интерферонов:

а) противовирусный; б) антипролиферативный (противоопухолевый); в) иммуномодулирующий; г) антибактериальный.

IFN-y -— единственный, который называют еще иммунным интерфероном, так как именно и только его продуцируют иммунные Т-лимфоциты — субпопуляции Th1, CD8+ ЦТЛ иNK. IFN-y, продукт единственного структурного гена, полипептид из 143 остатков аминокислот, мономер. Рецептор для IFN-y, мембранная молекула CD 119, состоит из а- и β-цепей. Внутри клетки а-цепь ассоциирована с Jakl, Jakl фосфорилирует тирозин-440 в участке с последовательностью YDKPH, после чего фосфотирозин связывает STAT1, в молекуле которого Jakl фосфорилирует тирозин-701 и серин-727. Мыши с нокаутом гена STAT1 не отвечают на IFN-y. Описаны люди с мутациями в генах обеих цепей рецептора для IFN-y, клинически у них наблюдается иммунодефицит со снижением резистентности к внутриклеточным бактериальным инфекциям. IFN-y индуцирует также экспрес-сию супрессорной молекулы SOCS-1. У мышей с нокаутом гена SOCS-1 наблюдают хроническую активацию STAT1, задержку роста, анемию, лимфопению, повышенный апоптоз лимфоцитов и летальный исход через несколько недель после рождения.

Главные биологические эффекты IFN-y следующие:

является самым сильным активатором макрофагов.Именно посредством цитокина IFN-y, ТЫ, ЦТЛ и NK«нанимают» макрофаги для выполнения деструктивных функций в отношении тканей, поврежденных антигеном в очаге воспаления. В деструкцию вовлекаются и прилегающие клетки окружающих тканей. Активированные макрофаги выделяют кислородные радикалы, радикалокиси азота, гидролитические ферменты, которые, пытаясь разрушить патоген, травмируют и собственные клетки. Очаги «ТЫ — макрофаг»-опосредованного воспаления в коже и есть то, что называют исторически оставшимся в употреблении термином «гиперчувствительность замедленного типа» (ГЗТ).

• активирует также NK к осуществлению ими цитолиза клеток-мишеней;

• индуцирует экспрессию на клетках белков MHC-I и МНС-П, тем самым способствуя представлению антигенов (в том числе и вирусных) для Т-лимфоцитов,следовательно, способствуя прогрессивному развитию противовирусного иммунного ответа;

• IFN-y, продуцируемый CD8+ ЦТЛ, вносит свой вклад в противовирусное действие ЦТЛ;

• является локальным кофактором в направлении дифференцировки CD4+ ThO-клеток в ТЫ;

• участвует в переключении биосинтеза изотипов иммуноглобулинов.

При нокауте гена IFN-y или рецептора для него наблюдают сниженную резистентность организма к бактериальным инфекциям, особенно микобактериальным.

Известно, что IFN-y индуцирует по крайней мере такие гены, как гены интерферонов а и β, хемокина RANTES, молекулы адгезии ICAM-1, NO-синтазы (iNOS), MHC-I, МНС-П, Fas, FasL и каспаз. Внутри клетки сигнал от рецептора для IFN-y проводят молекулы STAT1. В некоторых опухолевых клетках не находят молекул STAT1. Нокаут гена STAT1 и особенно двойной нокаут генов STATl/p53 приводят к бурному развитию у мышей спонтанных опухолей. Это наблюдается и при нокауте генов цепей рецептора для IFN-y. Есть экспериментальные наблюдения, показывающие, что IFN-y "блокирует процессы ангиогенеза в опухолевой ткани.

IFN - α — это семейство из: 20 близкородственных полипептидов, состоящих из 166 аминокислотных остатков (мол.масса 18 000), мономеры. Рецептор для них один — CD 118. IFN-α продуцируют лейкоциты, поэтому его(их) еще называют лейкоцитарным интерфероном.

IF Ν -β продуцируют фибробласты, поэтому его называют фибробластным интерфероном. IFN-β — продукт одного гена,также состоит из 166 остатков аминокислот, мономер. Рецептор - CD118.

Биологические свойства IFN-α и β, насколько они известны, одинаковы, поэтому мы опишем их вместе. По совокупности эти интерфероны проявляют противовирусное действие и усиливают экспрессию молекул MHC-I.

Естественным индуктором биосинтеза IFN-α и β являются двуспиральные РНК, которых в норме не бывает в эукариотических клетках, но которые являются характерным продуктом в жизненном цикле многих вирусов. При нокауте гена IFN-α наблюдают снижение противовирусной резистентности организма.

Рецептор для IFN-α и β, как и все рецепторы для цитокинов, связан внутри клетки с тирозинкиназами семейства Janus, которые фосфорилируют и тем самым активируют белки STAT (это активаторы транскрипции с определенных генов). IFN-α и β индуцируют транскрипцию с генов, продукты которых способны подавлять репликацию вирусов и редупликацию собственной ДНК клетки и, следовательно, пролиферацию клеток. На этом основано применение интерферонов при онкологических заболеваниях в тех случаях, когда на опухолевых клетках экспрессированы рецепторы для интерферонов.

Один из известных антипролиферативных механизмов действия интерферонов заключается в индукции ими синтеза особого фермента — олигоаденилатсинтетазы, которая полимеризует АТФ в 2'-5'-олигомеры, тогда как в нормальных природных нуклеиновых кислотах нуклеотиды связаны по 3'-5'-позициям. Аномальные 2'-5'-олигонуклеотиды активируют эндорибонуклеазы, которые расщепляют РНК, в том числе вирусную. Еще один известный белок, индуцируемый IFN-α и β — серин/треонинкиназа (Р1). Эта киназа избирательно фосфорилирует и тем самым инактивирует некий фактор eIF-2,инициирующий синтез белков в эукариотических клетках, в результате чего тормозится трансляция белков, что препятствует в том числе и репликации вирусов в клетке.

IFN-α и β индуцируют экспрессию молекул MHC-I (ноне МНС-П в отличие от IFN-y), а также протеинов ТАР (транспортеров пептидов-антигенов) и компонентов протеасом Lmp2 и 7, что способствует распознаванию вирусинфицированных клеток CD8+ Τ-лимфоцитами (ЦТЛ). IFN-α и β активируют ΝΚ к лизису вирусинфицированных клеток. Повышение экспрессии MHC-I на неинфицированных клетках способствует их защите от киллерной атаки ΝΚ.

Дата добавления: 2015-01-12 | Просмотры: 1786 | Нарушение авторских прав