Sitokinin etkisi komşu hücrelere yöneliktir. Sitokinler: genel bilgiler. sitokinler nelerdir

giriiş

Genel bilgi

Sitokinlerin sınıflandırılması

sitokin reseptörleri

Sitokinler ve bağışıklık yanıtının düzenlenmesi

Çözüm

Edebiyat

giriiş

Sitokinler, bağışıklık sisteminin en önemli parçalarından biridir. Bağışıklık sistemi, yardım çağrısı gibi vücut hücrelerinden gelen bir uyarı sistemine ihtiyaç duyar. Bu belki de sitokinlerin en iyi tanımıdır. Bir hücre hasar gördüğünde veya patojenik bir organizma tarafından saldırıya uğradığında, makrofajlar ve hasarlı hücreler sitokinleri serbest bırakır. Bunlar, interlökin, interferon ve tümör nekroz faktörü-alfa gibi faktörleri içerir. İkincisi ayrıca, tümör dokusunun yok edilmesinin bağışıklık sistemi tarafından kontrol edildiğini kanıtlar. Sitokinler salındığında, beyaz kan hücreleri ve T ve B hücreleri gibi spesifik bağışıklık hücrelerini çağırırlar.

Sitokinler ayrıca bu hücrelerin yerine getirmesi gereken belirli bir hedefi işaret eder. Sitokinler ve antikorlar tamamen farklıdır, çünkü antikorlar antijenlerle ilişkili şeylerdir, bağışıklık sisteminin istilacı yabancı organizmaları tanımlamasına izin verirler. Böylece, bir benzetme yapılabilir: sitokinler, işgalciler için ana alarm sinyalidir ve antikorlar, gözcülerdir. Sitokinleri analiz etme işlemine sitokin tespiti denir.

Genel bilgi

Sitokinler (sitokinler) [gr. kytos - damar, burada - hücre ve kineo - hareket et, teşvik et] - protein doğasının büyük ve çeşitli küçük boyutlu (8 ila 80 kDa moleküler ağırlık) aracıları grubu - hücreler arası sinyalde yer alan ara moleküller ("iletişim proteinleri") ağırlıklı olarak bağışıklık sisteminden bulaşır.

Sitokinler arasında tümör nekroz faktörü, interferonlar, bir dizi interlökin vb. bulunur. Lenfositler tarafından sentezlenen ve proliferasyon ve farklılaşma düzenleyicileri olan sitokinler, özellikle hematopoietik hücreler ve hücreler bağışıklık sistemi lenfokinler denir.

Bağışıklık sisteminin tüm hücrelerinin belirli işlevleri vardır ve özel biyolojik olarak aktif maddeler - sitokinler - bağışıklık tepkilerinin düzenleyicileri tarafından sağlanan iyi koordine edilmiş bir etkileşim içinde çalışırlar. Sitokinler, bağışıklık sisteminin çeşitli hücrelerinin birbirleriyle bilgi alışverişinde bulunabildiği ve eylemleri koordine edebildiği spesifik proteinlerdir.

Hücre yüzeyi reseptörleri üzerinde etkili olan sitokinlerin seti ve miktarları - "sitokin ortamı" - etkileşim halinde olan ve sıklıkla değişen sinyallerden oluşan bir matrisi temsil eder. Bu sinyaller, çok çeşitli sitokin reseptörleri nedeniyle karmaşıktır ve her sitokin, kendi sentezi ve diğer sitokinlerin sentezinin yanı sıra hücre yüzeyinde sitokin reseptörlerinin oluşumu ve görünümü dahil olmak üzere çeşitli işlemleri aktive edebilir veya inhibe edebilir.

Bağışıklık sistemindeki hücreler arası sinyalizasyon, hücrelerin doğrudan temas etkileşimi veya hücreler arası etkileşimlerin aracılarının yardımıyla gerçekleştirilir. İmmünokompetan ve hematopoietik hücrelerin farklılaşmasını ve ayrıca bağışıklık tepkisini oluşturan hücreler arası etkileşim mekanizmalarını incelerken, protein yapısındaki geniş ve çeşitli çözünür aracılar keşfedildi - hücreler arası ara moleküller ("iletişim proteinleri") sinyalleşme - sitokinler.

Hormonlar genellikle etkilerinin endokrin (parakrin veya otokrin değil) doğası temelinde bu kategorinin dışında tutulur. (bkz. Sitokinler: hormonal sinyal iletim mekanizmaları). Hormonlar ve nörotransmitterlerle birlikte, çok hücreli bir organizmada morfogenez ve doku rejenerasyonunun düzenlendiği kimyasal sinyal dilinin temelini oluştururlar.

Bağışıklık yanıtının pozitif ve negatif düzenlenmesinde merkezi bir rol oynarlar. Bugüne kadar, yukarıda bahsedildiği gibi, yüzden fazla sitokin keşfedildi ve insanlarda değişen derecelerde incelendi ve sürekli olarak yenilerinin keşfedildiğine dair raporlar ortaya çıkıyor. Bazıları için genetiği değiştirilmiş analoglar elde edilmiştir. Sitokinler, sitokin reseptörlerinin aktivasyonu yoluyla hareket eder.

Bu bölüm, daha önce açıklanan modern araştırma yöntemlerini kullanarak sitokin sisteminin değerlendirilmesine entegre bir yaklaşımı ele alacaktır.

İlk olarak, sitokin sisteminin temel kavramlarını özetliyoruz.

Sitokinler şu anda vücudun çeşitli hücreleri tarafından üretilen ve hücreler arası ve sistemler arası etkileşimleri gerçekleştiren protein-peptit molekülleri olarak kabul edilmektedir. Sitokinler, hücre yaşam döngüsünün evrensel düzenleyicileridir; ikincisinin farklılaşma, çoğalma, fonksiyonel aktivasyon ve apoptoz süreçlerini kontrol ederler.

Bağışıklık sistemi hücreleri tarafından üretilen sitokinlere immünositokinler denir; gelişimi, işleyişi ve diğer vücut sistemleriyle etkileşimi için gerekli olan bağışıklık sisteminin bir çözünür peptit aracıları sınıfını temsil ederler (Kovalchuk L.V. ve diğerleri, 1999).

Düzenleyici moleküller olarak sitokinler, doğuştan gelen ve kazanılmış bağışıklık reaksiyonlarının uygulanmasında, bunların birbirleriyle bağlantılarını sağlamada, hematopoezi kontrol etmede, iltihaplanmada, yara iyileşmesinde, yeni kan damarlarının oluşumunda (anjiyogenez) ve diğer birçok hayati süreçte önemli bir rol oynarlar.

Şu anda, yapıları, fonksiyonel aktiviteleri, kökenleri ve sitokin reseptörlerinin tipini dikkate alan birkaç farklı sitokin sınıflandırması vardır. Geleneksel olarak, biyolojik etkilere göre, aşağıdaki sitokin gruplarını ayırt etmek gelenekseldir.

1. İnterlökinler(IL-1-IL-33) - bağışıklık sisteminin salgı düzenleyici proteinleri, bağışıklık sisteminde arabulucu etkileşimleri ve bunun diğer vücut sistemleriyle bağlantısını sağlar. İnterlökinler fonksiyonel aktivitelerine göre pro- ve antiinflamatuar sitokinler, lenfositlerin büyüme faktörleri, düzenleyici sitokinler vb. olarak ayrılır.

3. Tümör nekroz faktörleri (TNF)- sitotoksik ve düzenleyici etkileri olan sitokinler: TNFa ve lenfotoksinler (LT).

4. Hematopoietik hücre büyüme faktörleri- kök hücre büyüme faktörü (Kit - ligand), IL-3, IL-7, IL-11, eritropoietin, trobopoietin, granülosit-makrofaj koloni uyarıcı faktör - GM-CSF, granülositik CSF - G-CSF, makrofaj-

ny KSF - M-CSF).

5. kemokinler- С, СС, СХС (IL-8), СХ3С - çeşitli hücre tiplerinin kemotaksis düzenleyicileri.

6. Lenfoid olmayan hücre büyüme faktörleri- çeşitli doku bağlantılı hücrelerin (fibroblast büyüme faktörü - FGF, endotelyal hücre büyüme faktörü, epidermal büyüme faktörü - epidermal EGF) ve dönüştürücü büyüme faktörlerinin (TGFβ, TGFa) büyümesinin, farklılaşmasının ve fonksiyonel aktivitesinin düzenleyicileri.

diğerleri arasında son yıllar sitokin ve enzim aktivitesine sahip bir nörohormon olarak kabul edilen makrofajların göçünü engelleyen aktif olarak araştırılan faktör (migration inhibitör faktör - MIF) (Suslov A.P., 2003; Kovalchuk L.V. ve ark.,

Sitokinler yapı, biyolojik aktivite ve diğer özellikler bakımından farklılık gösterir. Bununla birlikte, farklılıklarla birlikte, sitokinler Genel Özellikler, biyodüzenleyici moleküllerin bu sınıfının karakteristiği.

1. Sitokinler, kural olarak, orta moleküler ağırlığa (30 kD'den az) sahip glikosile edilmiş polipeptitlerdir.

2. Sitokinler, aktive edici bir uyarana (patojenle ilişkili moleküler yapılar, antijenler, sitokinler vb.) yanıt olarak bağışıklık sistemi hücreleri ve diğer hücreler (örneğin endotel, fibroblastlar vb.) tarafından üretilir ve reaksiyonlara katılır. güçlerini ve sürelerini düzenleyen doğuştan gelen ve adaptif bağışıklık. Bazı sitokinler yapısal olarak sentezlenir.

3. Sitokinlerin salgılanması kısa bir süreçtir. Sitokinler önceden oluşturulmuş moleküller olarak kalmazlar, aksine

sentez her zaman genlerin transkripsiyonu ile başlar. Hücreler, düşük konsantrasyonlarda (mililitre başına pikogram) sitokinler üretir.

4. Çoğu durumda, sitokinler üretilir ve yakın mesafedeki hedef hücrelere etki eder (kısa menzilli etki). Sitokinlerin ana etki bölgesi, hücreler arası sinapstır.

5. fazlalık Sitokin sistemi, her hücre tipinin birkaç sitokin üretebilmesi ve her sitokinin farklı hücreler tarafından salgılanabilmesi gerçeğinde kendini gösterir.

6. Tüm sitokinler karakterize edilir pleiotropi, veya eylemin çok işlevliliği. Bu nedenle, iltihaplanma belirtilerinin tezahürü, IL-1, TNFa, IL-6, IL-8'in etkisinden kaynaklanmaktadır. Fonksiyonların tekrarı, sitokin sisteminin güvenilirliğini sağlar.

7. Sitokinlerin hedef hücreler üzerindeki etkisine, genellikle birden fazla alt birimden oluşan transmembran glikoproteinler olan oldukça spesifik, yüksek afiniteli membran reseptörleri aracılık eder. Reseptörlerin hücre dışı kısmı, sitokin bağlanmasından sorumludur. Patolojik odakta fazla sitokinleri ortadan kaldıran reseptörler vardır. Bunlar sözde tuzak reseptörleridir. Çözünür reseptörler, bir enzim tarafından ayrılan bir membran reseptörünün hücre dışı alanıdır. Çözünür reseptörler, sitokinleri nötralize edebilir, iltihaplanma odağına taşınmasına ve vücuttan atılmasına katılabilir.

8. Sitokinler bir ağ gibi çalışır. Konserde rol alabilirler. Başlangıçta tek bir sitokine atfedilen işlevlerin birçoğunun, birkaç sitokinin uyumlu eyleminden kaynaklandığı görülmektedir. (sinerji hareketler). Sitokinlerin sinerjistik etkileşiminin örnekleri, enflamatuar reaksiyonların (IL-1, IL-6 ve TNFa) uyarılması ve ayrıca IgE sentezidir.

(IL-4, IL-5 ve IL-13).

Bazı sitokinler, diğer sitokinlerin sentezini indükler. (Çağlayan). Sitokinlerin basamaklı etkisi, enflamatuar ve immün yanıtların gelişimi için gereklidir. Bazı sitokinlerin diğerlerinin üretimini artırma veya azaltma yeteneği, önemli pozitif ve negatif düzenleyici mekanizmaları belirler.

Sitokinlerin antagonistik etkisi bilinmektedir, örneğin, TNF-a konsantrasyonundaki bir artışa yanıt olarak IL-6 üretimi,

iltihaplanma sırasında bu aracının üretimini kontrol etmek için negatif bir düzenleyici mekanizma.

Hedef hücre fonksiyonlarının sitokin regülasyonu, otokrin, parakrin veya endokrin mekanizmalar kullanılarak gerçekleştirilir. Bazı sitokinler (IL-1, IL-6, TNFa, vb.), yukarıdaki tüm mekanizmaların uygulanmasına katılabilir.

Bir hücrenin bir sitokinin etkisine tepkisi birkaç faktöre bağlıdır:

Hücre tipinden ve ilk fonksiyonel aktivitelerinden;

Sitokinin yerel konsantrasyonundan;

Diğer aracı moleküllerin varlığından.

Böylece üretici hücreler, sitokinler ve bunların hedef hücreler üzerindeki spesifik reseptörleri tek bir aracı ağ oluşturur. Hücrenin nihai tepkisini belirleyen, bireysel sitokinler değil, bir dizi düzenleyici peptittir. Şu anda sitokin sistemi, koruyucu reaksiyonların (örneğin enfeksiyon sırasında) gelişmesini sağlayan tüm organizma düzeyinde evrensel bir düzenleme sistemi olarak kabul edilmektedir.

Son yıllarda, şunları birleştiren bir sitokin sistemi fikri ortaya çıktı:

1) üretici hücreler;

2) çözünür sitokinler ve bunların antagonistleri;

3) hedef hücreler ve reseptörleri (Şekil 7.1).

Sitokin sisteminin çeşitli bileşenlerinin ihlalleri, çok sayıda gelişmesine yol açar. patolojik süreçler ve bu nedenle kusurların tespiti düzenleyici sistem Doğru teşhis ve yeterli tedavinin atanması için gereklidir.

Önce sitokin sisteminin ana bileşenlerini ele alalım.

Sitokin üreten hücreler

I. Adaptif immün yanıtta sitokin üreten ana hücre grubu lenfositlerdir. Dinlenme hücreleri sitokin salgılamazlar. Antijenin tanınması üzerine ve reseptör etkileşimlerinin (T-lenfositler için CD28-CD80/86 ve B-lenfositler için CD40-CD40L) katılımıyla, sitokin genlerinin transkripsiyonuna, translasyona ve glikosile peptidlerin salgılanmasına yol açan hücre aktivasyonu gerçekleşir. hücre dışı boşluğa.

Pirinç. 7.1. sitokin sistemi

CD4 T yardımcıları, çeşitli antijenlere yanıt olarak salgılanan sitokinlerin spektrumunda birbirinden farklı olan Th0, Th1, Th2, Th17, Tfh alt popülasyonlarıyla temsil edilir.

Th0, çok düşük konsantrasyonlarda çok çeşitli sitokinler üretir.

Farklılaşma yönü Th0 hümoral veya hücresel mekanizmaların baskın olduğu iki immün yanıt formunun gelişimini belirler.

Antijenin doğası, konsantrasyonu, hücre içindeki lokalizasyonu, antijen sunan hücrelerin tipi ve belirli bir sitokin seti Th0 farklılaşmasının yönünü düzenler.

Dendritik hücreler, antijen yakalama ve işlemeden sonra, Th0 hücrelerine antijenik peptidler sunar ve efektör hücrelere farklılaşmalarının yönünü düzenleyen sitokinler üretir. Bireysel sitokinlerin bu süreçteki rolü, Şek. 7.2. IL-12, T-lenfositleri ve ]ChGK tarafından IFNy sentezini indükler. IFNu, hücre içi patojenlere karşı reaksiyonların gelişimini düzenleyen sitokinleri (IL-2, IFNu, IL-3, TNFa, lenfotoksinler) salgılamaya başlayan Thl'in farklılaşmasını sağlar.

(gecikmeli tip aşırı duyarlılık (DTH) ve Çeşitli tipler hücresel sitotoksisite).

IL-4, Th0'ın Th2'ye farklılaşmasını sağlar. Aktive edilmiş Th2, B-lenfositlerin proliferasyonunu, plazma hücrelerine daha fazla farklılaşmasını ve esas olarak hücre dışı patojenler.

IFNy, Th2 hücrelerinin işlevini negatif olarak düzenler ve tersine, Th2 tarafından salgılanan IL-4, IL-10, Thl'in işlevini engeller (Şekil 7.3). Bu düzenlemenin moleküler mekanizması, transkripsiyon faktörleri ile ilişkilidir. IFNy tarafından belirlenen T-bet ve STAT4 ekspresyonu, Thl yolu boyunca T-hücresi farklılaşmasını yönlendirir ve Th2 gelişimini baskılar. IL-4, buna göre saf Th0'ın Th2 hücrelerine dönüşümünü sağlayan GATA-3 ve STAT6'nın ekspresyonunu indükler (Şekil 7.2).

Son yıllarda, IL-17 üreten T yardımcı hücrelerinin (Th17) farklı bir alt popülasyonu tarif edilmiştir. IL-17 ailesinin üyeleri, makrofajlar ve dendritik hücreler tarafından üretilen IL-23, IL-6, TGFβ'nin etkisi altında aktive edilmiş bellek hücreleri (CD4CD45RO), y5T hücreleri, NKT hücreleri, nötrofiller, monositler tarafından ifade edilebilir. ROR-C, insanlarda ve ROR-γ'da farelerde ana farklılaşma faktörüdür. ben IL-17'nin kronik enflamasyon ve otoimmün patolojinin gelişimindeki kardinal rolü gösterilmiştir (bkz. Şekil 7.2).

Ek olarak, timustaki T lenfositleri, CD4+ CD25+ yüzey belirteçlerini ve FOXP3 transkripsiyon faktörünü ifade eden doğal düzenleyici hücrelere (Treg) farklılaşabilir. Bu hücreler, doğrudan hücreler arası temas ve TGFβ ve IL-10'un sentezi yoluyla Th1 ve Th2 hücrelerinin aracılık ettiği bağışıklık tepkisini baskılayabilir.

Th0 klonlarının farklılaşma şemaları ve bunlar tarafından salgılanan sitokinler, Şekil 2'de gösterilmektedir. 7.2 ve 7.3 (ayrıca renkli eke bakın).

T-sitotoksik hücreler (CD8+), doğal öldürücüler - interferonlar, TNFa ve lenfotoksinler gibi zayıf sitokin üreticileri.

Th alt popülasyonlarından birinin aşırı aktivasyonu, bağışıklık tepkisinin varyantlarından birinin gelişimini belirleyebilir. Th aktivasyonunun kronik dengesizliği, aşağıdakilerin tezahürleriyle ilişkili immünopatolojik durumların oluşumuna yol açabilir:

mi alerjileri, otoimmün patoloji, kronik enflamatuar süreçler vb.

Pirinç. 7.2. Sitokin üreten T-lenfositlerin farklı alt popülasyonları

TLR ile bu etkileşim, iki ana sitokin grubu için genlerin ekspresyonuna yol açan bir hücre içi sinyal iletim kaskadını tetikler: proinflamatuar ve tip 1 IFN (Şekil 7.4, ayrıca renkli eke bakın). Çoğunlukla bu sitokinler (IL-1, -6, -8, -12, TNFa, GM-CSF, IFN, kemokinler, vb.) inflamasyonun gelişmesine neden olur ve vücudun bakteriyel ve viral enfeksiyonlardan korunmasında rol oynar.

Pirinç. 7.3. Th1 ve Th12 hücreleri tarafından salgılanan sitokinlerin spektrumu

III. Bağışıklık sisteminin bir parçası olmayan hücreler (bağ dokusu, epitel, endotel hücreleri) yapısal olarak otokrin büyüme faktörleri (GGF, EGF, TGFr, vs.) salgılar. ve hematopoetik hücrelerin çoğalmasını destekleyen sitokinler.

Sitokinler ve antagonistleri bir dizi monografta ayrıntılı olarak açıklanmıştır (Kovalchuk L.V. ve diğerleri, 2000; Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S.,

Pirinç. 7.4. Doğuştan gelen bağışıklık hücreleri tarafından sitokin üretiminin TLR aracılı indüksiyonu

Sitokinlerin aşırı ekspresyonu vücut için güvenli değildir ve akut faz yanıtı olan aşırı inflamatuar reaksiyonun gelişmesine yol açabilir. Proinflamatuar sitokinlerin üretiminin düzenlenmesinde çeşitli inhibitörler yer alır. Böylece, sitokin IL-1'i spesifik olmayan şekilde bağlayan ve bunun biyolojik etkisinin (a2-makroglobulin, komplemanın C3-bileşeni, üromodulin) ortaya çıkmasını önleyen bir dizi madde tarif edilmiştir. IL-1'in spesifik inhibitörleri, çözünür tuzak reseptörler, antikorlar ve IL-1 reseptör antagonisti (IL-1RA) olabilir. Enflamasyonun gelişmesiyle birlikte IL-1RA geninin ifadesinde artış olur. Ancak normalde bile, bu antagonist kanda yüksek bir konsantrasyonda (1 ng / ml'ye kadar veya daha fazla) bulunur ve endojen IL-1'in etkisini bloke eder.

hedef hücreler

Sitokinlerin hedef hücreler üzerindeki etkisine, sitokinleri çok yüksek afinite ile bağlayan spesifik reseptörler aracılık eder ve tek tek sitokinler kullanabilir.

ortak reseptör alt birimleri. Her sitokin, spesifik reseptörüne bağlanır.

Sitokin reseptörleri transmembran proteinlerdir ve 5 ana tipe ayrılırlar. En yaygın olanı, biri iki triptofanın ortak bir amino asit kalıntısı dizisini ve herhangi bir amino asitle ayrılmış serin tekrarlarını (WSXWS motifi) içeren iki hücre dışı alana sahip olan hematopoietik reseptör tipidir. İkinci tip reseptör, çok sayıda korunmuş sistein içeren iki hücre dışı alana sahip olabilir. Bunlar IL-10 ve IFN ailesi reseptörleridir. Üçüncü tip, TNF grubuna ait sitokin reseptörleri ile temsil edilir. Dördüncü tip sitokin reseptörü, yapı olarak immünoglobulin moleküllerininkine benzer hücre dışı alanlara sahip olan immünoglobulin reseptörlerinin üst ailesine aittir. Kemokin ailesinin moleküllerini bağlayan beşinci tip reseptör, hücre zarını 7 yerden geçen transmembran proteinlerle temsil edilir. Sitokin reseptörleri, ligandları bağlama yeteneğini koruyarak çözünebilir bir formda bulunabilir (Ketlinsky S.A. ve diğerleri, 2008).

Sitokinler, hedef hücrelerin proliferasyonunu, farklılaşmasını, fonksiyonel aktivitesini ve apoptozunu etkileyebilir (bkz. Şekil 7.1). Hedef hücrelerde sitokinlerin biyolojik aktivitesinin tezahürü, çeşitli hücre içi sistemlerin, hedef hücrelerin özellikleri ile ilişkili olan reseptörden sinyal iletimine katılımına bağlıdır. Apoptoz sinyali, diğer şeylerin yanı sıra, TNF reseptör ailesinin belirli bir bölgesinin, sözde "ölüm" alanı yardımıyla gerçekleştirilir (Şekil 7.5, renkli eke bakın). Farklılaşma ve aktivasyon sinyalleri, hücre içi Jak-STAT proteinleri - sinyal transdüserleri ve transkripsiyon aktivatörleri aracılığıyla iletilir (Şekil 7.6, renkli eke bakın). G-proteinleri, kemokinlerden sinyal iletiminde yer alır, bu da artan hücre göçüne ve yapışmasına yol açar.

Sitokin sisteminin karmaşık analizi aşağıdakileri içerir.

I. Üretici hücrelerin değerlendirilmesi.

1. İfade tanımı:

Bir patojeni veya TCR antijenini tanıyan reseptörler, TLR) genler ve protein molekülleri düzeyinde (PCR, akış sitometri yöntemi);

Sitokin genlerinin (PCR vb.) transkripsiyonunu tetikleyen bir sinyali ileten adaptör moleküller;

Pirinç. 7.5. TNF reseptöründen sinyal iletimi

Pirinç. 7.6. Jak-STAT - tip 1 sitokin reseptörü sinyal yolu

Sitokin genleri (PCR); sitokinlerin protein molekülleri (insan mononükleer hücrelerinin sitokin sentezleme fonksiyonunun değerlendirilmesi).

2. Belirli sitokinleri içeren hücre alt popülasyonlarının kantitatif tespiti: Thl, Th2 Th17 (sitokinlerin hücre içi lekelenmesi yöntemi); belirli sitokinleri salgılayan hücre sayısının belirlenmesi (ELISPOT yöntemi, bkz. Bölüm 4).

II. Vücudun biyolojik ortamındaki sitokinlerin ve bunların antagonistlerinin değerlendirilmesi.

1. Sitokinlerin biyolojik aktivitesinin test edilmesi.

2. ELISA kullanılarak sitokinlerin kantitatif tespiti.

3. Dokularda sitokinlerin immünohistokimyasal boyanması.

4. Zıt sitokinler (pro- ve antiinflamatuar), sitokinler ve sitokin reseptörü antagonistlerinin oranının belirlenmesi.

III. Hedef Hücre Değerlendirmesi.

1. Genler ve protein molekülleri düzeyinde sitokin reseptörlerinin ekspresyonunun belirlenmesi (PCR, akış sitometri yöntemi).

2. Hücre içi içerikteki sinyal moleküllerinin belirlenmesi.

3. Hedef hücrelerin fonksiyonel aktivitesinin belirlenmesi.

Sitokin sistemini değerlendirmek için çok sayıda yöntem geliştirilmiştir. çeşitli bilgiler. Bunlar arasında ayırt edilir:

1) moleküler biyolojik yöntemler;

2) immünoanaliz kullanılarak sitokinlerin kantitatif tayini için yöntemler;

3) sitokinlerin biyolojik aktivitesinin test edilmesi;

4) sitokinlerin hücre içi boyanması;

5) tek bir sitokin üreten hücre etrafındaki sitokinlerin saptanmasını mümkün kılan ELISPOT yöntemi;

6) immünofloresan.

Bu yöntemleri kısaca açıklıyoruz.

Kullanarak moleküler biyolojik yöntemler sitokinlerin genlerinin, reseptörlerinin, sinyal moleküllerinin ekspresyonunu incelemek, bu genlerin polimorfizmini incelemek mümkündür. Son yıllarda, sitokin sistem molekülleri genlerinin alel varyantları ile yatkınlık arasındaki ilişkileri ortaya koyan çok sayıda çalışma yapılmıştır.

bir dizi hastalığa. Sitokin genlerinin alelik varyantlarının incelenmesi, belirli bir sitokinin genetik olarak programlanmış üretimi hakkında bilgi sağlayabilir. En hassas olanı gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonudur - PCR-RT (bkz. Bölüm 6). hibridizasyon yöntemi yerinde sitokin genlerinin ekspresyonunun doku ve hücresel lokalizasyonunu netleştirmenizi sağlar.

Biyolojik sıvılarda ve periferal kan mononükleer hücre kültürlerinde ELISA ile sitokinlerin kantitatif tayini aşağıdaki gibi karakterize edilebilir. Sitokinler lokal mediatörler olduğundan, doku proteinlerinin ekstraksiyonundan sonra ilgili dokularda veya gözyaşı, boşluklardan lavaj, idrar, amniyotik sıvı, beyin omurilik sıvısı vb. gibi doğal sıvılarda düzeylerini ölçmek daha uygundur. Serum veya diğer vücut sıvılarındaki sitokin seviyeleri, bağışıklık sisteminin mevcut durumunu yansıtır, örn. vücut hücreleri tarafından sitokinlerin sentezi in vivo.

Periferik kan mononükleer hücreleri (PBMC'ler) tarafından sitokin üretim seviyelerinin belirlenmesi, hücrelerin fonksiyonel durumunu gösterir. Kültürde MNC sitokinlerinin spontan üretimi, hücrelerin zaten aktif olduğunu gösterir. in vivo.İndüklenen (çeşitli uyarıcılar, mitojenler tarafından) sitokin sentezi, hücrelerin bir antijenik uyarana (özellikle ilaçların etkisine) yanıt verme potansiyelini, rezerv yeteneğini yansıtır. Azalan uyarılmış sitokin üretimi, bir immün yetmezlik durumunun belirtilerinden biri olarak hizmet edebilir. Sitokinler belirli bir antijene özgü değildir. Bu yüzden spesifik teşhis Enfeksiyöz, otoimmün ve alerjik hastalıklarda belirli sitokinlerin düzeyini belirleyerek mümkün değildir. Aynı zamanda sitokin düzeylerinin değerlendirilmesi, inflamatuar sürecin şiddeti, sistemik düzeye geçişi ve prognozu, immün sistem hücrelerinin fonksiyonel aktivitesi, Th1 ve Th2 hücrelerinin oranı hakkında veri elde etmeyi mümkün kılar, Bu, bir dizi enfeksiyöz ve immünopatolojik sürecin ayırıcı tanısında çok önemlidir.

Biyolojik ortamda, sitokinler bir dizi kullanılarak ölçülebilir. immunoassay yöntemleri, poliklonal ve monoklonal antikorların kullanılması (bkz. Bölüm 4). ELISA, biyo-organizmalardaki sitokinlerin tam konsantrasyonlarının ne olduğunu bulmanızı sağlar.

mantıksal vücut sıvıları. ELISA sitokin tespitinin diğer yöntemlere göre bir dizi avantajı vardır (yüksek hassasiyet, özgüllük, antagonistlerin varlığından bağımsızlık, doğru otomatik muhasebe olasılığı, muhasebe standardizasyonu). Bununla birlikte, bu yöntemin de sınırlamaları vardır: ELISA, sitokinlerin biyolojik aktivitesini karakterize etmez ve çapraz reaksiyona giren epitoplar nedeniyle yanlış sonuçlar verebilir.

biyolojik test sitokinlerin temel özellikleri, hedef hücreler üzerindeki etkileri bilgisi temelinde gerçekleştirilir. Sitokinlerin biyolojik etkilerinin incelenmesi, dört tip sitokin testinin geliştirilmesine yol açmıştır:

1) hedef hücrelerin proliferasyonunun indüklenmesiyle;

2) sitotoksik etki ile;

3) kemik iliği progenitörlerinin farklılaşmasının indüklenmesiyle;

4) antiviral etki ile.

IL-1, bir mitojen tarafından aktive edilen fare timositlerinin proliferasyonu üzerindeki uyarıcı etki ile belirlenir. laboratuvar ortamında; IL-2 - lenfoblastların proliferatif aktivitesini uyarma yeteneğine göre; fare fibroblastları (L929), TNFa ve lenfotoksinler üzerindeki sitotoksik etkiler için test edilir. Koloni uyarıcı faktörler, agar üzerinde koloniler olarak kemik iliği progenitörlerinin büyümesini destekleme yetenekleri ile değerlendirilir. IFN'nin antiviral aktivitesi, diploid insan fibroblastlarının kültüründe ve fare fibroblastları L-929'un tümör hattında virüslerin sitopatik etkisinin inhibisyonu ile saptanır.

Büyümesi belirli sitokinlerin varlığına bağlı olan hücre dizileri yaratılmıştır. Masada. 7.1, sitokin testi için kullanılan hücre dizilerinin bir listesidir. Hassas hedef hücrelerin proliferasyonunu indükleme yeteneğine göre IL-1, IL-2, IL-4, IL-6, IL-7, IL-15 vb. Biyotestler yapılır.Ancak bu test yöntemleri çok hassas ve bilgilendirici değildir. İnhibitör ve antagonist moleküller, sitokinlerin biyolojik aktivitesini maskeleyebilir. Bazı sitokinler genel biyolojik aktivite sergiler. Bununla birlikte, bu yöntemler, rekombinant sitokinlerin spesifik aktivitesini test etmek için idealdir.

Tablo 7.1. Sitokinlerin biyolojik aktivitesini test etmek için kullanılan hücre dizileri

Tablonun sonu. 7.1

Laboratuar 7-1

Fare timositlerinin proliferasyonu üzerindeki komitojenik etkisiyle IL-1'in biyolojik aktivitesinin belirlenmesi

IL-1'in biyolojik test yöntemi, sitokinin fare timositlerinin proliferasyonunu uyarma yeteneğine dayanır.

IL-1, herhangi bir vücut sıvısının yanı sıra LPS ile uyarılan bir monosit kültüründe belirlenebilir. Bir takım detaylara dikkat etmek gerekiyor.

1. Test için, mitojenlerle (konkanavalin A - ConA ve fitohemaglutinin - PHA) çoğalması için uyarılan C3H/HeJ farelerinin timositleri kullanılır. C3H/HeJ timositleri rasgele seçilmedi: bu kendilenmiş hattın fareleri, test materyalinde bulunabilen ve IL-1 üretimine neden olabilen LPS'ye yanıt vermiyor.

2. Timositler IL-2 ve mitojenlere yanıt verir, bu nedenle IL-1 için test edilen preparasyonlarda IL-2 ve mitojenlerin varlığı da belirlenmelidir.

Çalıştırma prosedürü

1. %10 fetal inek serumu ve 2-merkaptoetanol (5x10-5 M) içeren 12×106 /ml orta RPMI 1640 konsantrasyonunda bir timosit süspansiyonu elde edin.

2. Deneysel (vücut sıvıları) ve kontrol numunelerinin bir dizi ardışık iki katlı dilüsyonları hazırlanır. IL-1 içeren biyolojik sıvılar veya LPS'siz mononükleer hücrelerin inkübasyonuyla elde edilen numuneler ve IL-1 içeren bir laboratuvar standart preparasyonu kontrol olarak kullanılır. 96 oyuklu yuvarlak tabanlı plakalarda, her dilüsyondan 50 ul 6 hazneye aktarılır.

3. Her seyreltmenin üç kuyucuğuna 3 µg/ml'lik bir konsantrasyonda tam ortamda çözülmüş 50 µl saflaştırılmış PHA (Wellcome) ve diğer 3 kuyuya 50 µl ortam ekleyin.

4. Her kuyucuğa 50 µl timosit süspansiyonu ekleyin ve 37°C'de 48 saat inkübe edin.

6. Kültivasyonun tamamlanmasından önce kuyucuklara 50 ul [" 3H]-timidin solüsyonu (1 uCi / ml) eklenir ve 20 saat daha inkübe edilir.

7. Radyoaktivite seviyesini belirlemek için, kültür hücreleri otomatik bir hücre toplayıcı kullanılarak filtre kağıdına aktarılır, filtreler kurutulur ve bir sıvı parıldama sayacı ile bir etiketin dahil edilmesi belirlenir.

8. Sonuçlar stimülasyon katsayısı olarak ifade edilir.

burada m cp, 3 delikteki ortalama darbe sayısıdır.

Timositler, stimülasyona standart IL-1 ile yanıt verirse, test örneğinin 3'ü aşan stimülasyon indeksi güvenilir bir şekilde IL-1 aktivitesini gösterir.

Bioassay, sitokin fonksiyonunu değerlendirmek için tek yöntemdir, ancak Bu method takviye edilmelidir farklı şekiller monoklonal antikorlar kullanılarak özgüllük için uygun kontrol. Kültürde sitokine belirli monoklonal antikorların eklenmesi, sitokinin biyolojik aktivitesini bloke eder, bu da hücre hattının çoğalması için sinyalin belirlenen sitokin olduğunu kanıtlar.

İnterferonu saptamak için biyoanaliz kullanma. IFN'nin biyolojik aktivitesini değerlendirme ilkesi, test virüsünün hücre kültüründe çoğalmasının inhibisyon derecesi ile belirlenen antiviral etkisine dayanır.

Çalışmada IFN'nin etkisine duyarlı hücreler kullanılabilir: başlangıçta tripsinize edilmiş tavuk ve insan embriyonik fibroblast hücreleri, insan diploid fibroblastlarının nakledilen hücreleri ve fare hücre kültürü (L929).

IFN'nin antiviral etkisini değerlendirirken, kısa üreme döngüsüne sahip, IFN'nin etkisine karşı yüksek duyarlılığa sahip virüslerin kullanılması tavsiye edilir: fare ensefalomiyelit virüsü, fare veziküler stomatit, vb.

Laboratuar 7-2

İnterferon aktivitesinin belirlenmesi

1. Sığır embriyolarının %10 serumu (hücre konsantrasyonu - 15-20x106 /ml) içeren bir ortam üzerinde diploid insan fetal fibroblastlarının bir süspansiyonu, oyuk başına 100 ul olacak şekilde steril 96 oyuklu düz tabanlı plakalara dökülür ve yerleştirilir 37 °C sıcaklıkta bir CO2-inkübatöründe.

2. Tam bir tek tabaka oluştuktan sonra, büyütme ortamı kuyucuklardan çıkarılır ve her kuyucuğa 100 µl bakım ortamı eklenir.

3. Test numunelerinde IFN aktivitesinin titrasyonu, bir fibroblast tek tabakası üzerinde çift dilüsyon yöntemiyle gerçekleştirilir.

Numunelerle eş zamanlı olarak, enfeksiyondan 48 saat sonra %100 hücre hasarına neden olan bir dozda kuyucuklara murin ensefalomiyelit virüsü (MEM) verilir.

4. Bozulmamış (işlenmemiş) virüs bulaşmış hücrelere sahip kuyular, kontrol olarak kullanılır.

Bilinen aktiviteye sahip referans IFN numuneleri, her çalışmada referans preparatlar olarak kullanılır.

5. Numune seyreltme plakaları, %5 CO2 atmosferinde 37°C'de 24 saat süreyle inkübe edilir.

6. IFN aktivitesinin seviyesi, virüsün sitopatik etkisini %50 geciktiren ve 1 ml'de aktivite birimi olarak ifade edilen, test örneğinin maksimum dilüsyonunun karşılıklı değeri ile belirlenir.

7. IFN tipini belirlemek için sisteme IFNa, IFNβ veya IFNγ'ya karşı antiserum eklenir. Antiserum, karşılık gelen sitokinin etkisini iptal ederek IFN tipini belirlemeyi mümkün kılar.

İnhibitör faktörün göçünün biyolojik aktivitesinin belirlenmesi.Şu anda, geçen yüzyılın 60'larında hücresel bağışıklığın bir aracısı olarak keşfedilen ve uzun yıllar dikkat edilmeden bırakılan MİT'in doğası ve özellikleri hakkında tamamen yeni fikirler oluşturulmuştur (Bloom B.R., Bennet B., 1966; David J.R. , 1966). MİT'in vücuttaki en önemli biyolojik aracılardan biri olduğu, sitokin, hormon ve enzim gibi çok çeşitli biyolojik fonksiyonları olduğu ancak son 10-15 yılda anlaşıldı. MIF'in hedef hücreler üzerindeki etkisi, CD74 - reseptörü aracılığıyla veya klasik olmayan endositoz yolu aracılığıyla gerçekleştirilir.

MİT, makrofajların işlevini (sitokin üretimi, fagositoz, sitotoksisite, vb.) Etkinleştiren önemli bir enflamatuar aracı olduğu kadar, glukokortikoid aktivitesini modüle eden endojen bir immün düzenleyici hormon olarak kabul edilir.

MİT'in birçok hastalığın patogenezindeki rolü hakkında giderek daha fazla bilgi birikmektedir. inflamatuar hastalıklar sepsis dahil, romatizmal eklem iltihabı(RA), glomerülonefrit, vb. RA'da, etkilenen eklemlerin sıvısındaki MIF konsantrasyonu, hastalığın ciddiyeti ile orantılı olarak önemli ölçüde artar. MIF'in etkisi altında, hem makrofajlar hem de sinoviyal hücreler tarafından proinflamatuar sitokinlerin üretimi artar.

bilinen çeşitli metodlar göç eden hücreler (MYTH için hedef hücreler) bir cam kapilere (kılcal test), bir damla agaroza veya bir agaroz kuyusuna yerleştirildiğinde MYTH aktivitesinin test edilmesi.

Alanda standart hücre mikro kültürlerinin (lökositler veya makrofajlar) oluşumuna ve 96 oyuklu düz tabanlı bir plakanın kuyularının altındaki hücre sayısına ve ardından bunların bir besleyici ortamda yetiştirilmesine dayanan nispeten basit bir tarama yöntemi sunuyoruz. ve MIF'in etkisi altında bu mikro kültürlerin alanındaki değişimin belirlenmesi ( Suslov A.P., 1989).

Laboratuar 7-3

MİT etkinliğinin tanımı

MIF'nin biyolojik aktivitesinin belirlenmesi, hücre mikro kültürlerinin oluşumu için bir cihaz kullanılarak gerçekleştirilir (Şekil 7.7) - MIGROSCRIN (Rusya Tıp Bilimleri Akademisi'nden N.F. Gamaleya'nın adını taşıyan Epidemiyoloji ve Mikrobiyoloji Araştırma Enstitüsü).

1. 96 oyuklu bir plakanın (Flow, UK veya benzeri) kuyularına, MIF aktivitesinin belirlendiği kültür ortamında seyreltilmiş 100 µl numune ekleyin (4 paralelde her dilüsyon, deneysel numuneler). Kültür ortamı RPMI 1640, 2 mM L-glutamin, %5 fetal sığır serumu, 40 μg/ml gentamisin içerir.

2. Kontrol kuyucuklarına kültür ortamını (4 paralelde) 100 µl ekleyin.

3. 2 hibrit fareye (CBAxC57B1 / 6) F1 intraperitoneal olarak 10 ml Hank'in heparinli (10 U / ml) solüsyonu enjekte edildiği bir periton makrofaj hücre süspansiyonu hazırlanır, karına 2-3 dakika hafifçe masaj yapılır . Daha sonra hayvan başı kesilerek kesilir, karın duvarı kasık bölgesinde dikkatlice delinir ve eksüda bir şırınga ile iğne içinden aspire edilir. Peritoneal eksüda hücreleri, 200 g'de 10-15 dakika santrifüj edilerek Hank'in solüsyonu ile iki kez yıkanır. Daha sonra 10±1 milyon/ml RPMI 1640 ortamı konsantrasyonu ile bir hücre süspansiyonu hazırlanır, bir Goryaev odasında sayım yapılır.

4. MIGROSCRIN sistemi, 96 oyuklu bir kültür plakasının kuyu merkezinin üzerinde belirli bir yükseklikte kesinlikle dikey bir konumda hücre kültürleri ile uçların yönlü ve standart fiksasyonu için bir stand olan ve ayrıca 92 uç içeren bir araya getirilmiştir. Costar, ABD'den otomatik bir pipet için (Şekil .7.7).

Tripodun ayaklarını plakanın köşe oyuklarına yerleştirin. Hücre süspansiyonu, otomatik bir pipet ile her biri 5 µl olan uçlar halinde toplanır, ortama tek bir daldırma ile fazla hücrelerden durulanır ve dikey olarak sistem standının yuvalarına yerleştirilir. Uçlarla doldurulmuş raf, kesinlikle yatay bir yüzey üzerinde 1 saat oda sıcaklığında tutulur. Bu süre zarfında, süspansiyonun hücreleri, standart hücre mikro kültürlerinin oluştuğu kuyucukların dibine yerleşir.

5. Uç rafını plakadan dikkatlice çıkarın. Mikrokültür hücreli plaka, 20 saat boyunca ekildiği bir C02 inkübatöründe kesinlikle yatay bir konuma yerleştirilir Yetiştirme sırasında, hücreler kuyunun tabanı boyunca hareket eder.

6. İnkübasyondan sonra sonuçların miktarının tayini, koloninin boyutunu mercek içindeki bir ölçekte görsel olarak değerlendiren bir binoküler büyüteç üzerinde gerçekleştirilir. Mikrokültürler daire şeklindedir. Araştırmacılar daha sonra 4 test veya kontrol kuyucuklarındaki koloni ölçümlerinin sonuçlarından ortalama koloni çapını belirler. Ölçüm hatası ±1 mm'dir.

Migrasyon indeksi (MI) aşağıdaki formülle hesaplanır:

MI değerleri şuna eşitse örnek MYTH aktivitesine sahiptir:

MYTH aktivitesinin geleneksel birimi (U) için, migrasyon indeksinin 0,6 ± 0,2 olduğu numunenin (numune) en yüksek seyreltme değerine eşit ters değer alınır.

PEO'nun biyolojik aktivitesi a, dönüştürülmüş fibroblastlar L-929 hattı üzerindeki sitotoksik etkisiyle tahmin edilir. Rekombinant TNFa pozitif kontrol olarak kullanılır ve bir kültür ortamındaki hücreler negatif kontrol olarak kullanılır.

Sitotoksik indeks (CI) şu şekilde hesaplanır:

Nerede A- kontroldeki canlı hücre sayısı; B- deneydeki canlı hücre sayısı.

Pirinç. 7.7.Şema MIGROSCRIN - hücre kültürlerinin göçünün kantitatif değerlendirmesi için cihazlar

Hücreler sadece ölü hücrelerde bulunan bir boya (metilen mavisi) ile boyanır.

Geleneksel bir TNF aktivitesi birimi için, %50 hücresel sitotoksisite elde etmek için gerekli olan numunenin ters seyreltme değeri alınır. Numunenin spesifik aktivitesi, 1 ml başına keyfi birimlerdeki aktivitenin numunede bulunan protein konsantrasyonuna oranıdır.

Hücre içi sitokin boyama.Çeşitli sitokinleri üreten hücrelerin oranındaki bir değişiklik, hastalığın patogenezini yansıtabilir ve hastalığın prognozu ve tedavinin değerlendirilmesi için bir kriter görevi görebilir.

Hücre içi boyama yöntemi, bir hücre seviyesinde sitokinin ekspresyonunu belirler. Akış sitometrisi, belirli bir sitokini ifade eden hücrelerin sayısını saymanızı sağlar.

Hücre içi sitokinlerin belirlenmesindeki ana adımları sıralayalım.

Uyarılmamış hücreler, kural olarak depolanmayan az miktarda sitokin üretir; bu nedenle, hücre içi sitokinlerin değerlendirilmesinde önemli bir adım, lenfositlerin uyarılması ve bu ürünlerin hücrelerden salınmasının bloke edilmesidir.

Protein kinaz C aktivatörü forbol-12-miristat-13-asetat (PMA), kalsiyum iyonofor iyonomisin (IN) ile kombinasyon halinde en sık sitokin indükleyici olarak kullanılır. Bu kombinasyonun kullanımı, çok çeşitli sitokinlerin sentezine neden olur: IFNu, IL-4, IL-2, TNFa. FMA-IN kullanmanın dezavantajı, böyle bir aktivasyondan sonra lenfositlerin yüzeyindeki CD4 moleküllerini tespit etme sorunudur. Ayrıca, T-lenfositler tarafından sitokin üretimi mitojenler (PGA) kullanılarak indüklenir. B hücreleri ve monositler uyarır

Mononükleer hücreler, 2-6 saat boyunca sitokin üretimi indükleyicileri ve bunların hücre içi taşınmasını bloke eden brefeldin A veya monensin varlığında inkübe edilir.

Hücreler daha sonra bir tampon solüsyonda yeniden süspanse edilir. Sabitleme için %2 formaldehit ekleyin, oda sıcaklığında 10-15 dakika inkübe edin.

Daha sonra hücreler, hücre zarının geçirgenliğini artıran saponin ile muamele edilir ve belirlenecek sitokinlere özgü monoklonal antikorlarla boyanır. Yüzey belirteçlerinin (CD4, CD8) ön boyanması, bir hücre hakkında elde edilen bilgi miktarını arttırır ve popülasyon ilişkisini daha doğru bir şekilde belirlemeyi mümkün kılar.

Yukarıda açıklanan yöntemlerin uygulanmasında bazı sınırlamalar vardır. Bu nedenle, bunları kullanarak tek bir hücre tarafından sitokin sentezini analiz etmek imkansızdır, bir alt popülasyondaki sitokin üreten hücrelerin sayısını belirlemek imkansızdır, sitokin üreten hücrelerin benzersiz belirteçler ifade edip etmediğini belirlemek imkansızdır. farklı sitokinler, farklı hücreler tarafından veya aynı olanlar tarafından sentezlenir. Bu soruların cevabı diğer araştırma yöntemleri kullanılarak elde edilir. Popülasyondaki sitokin üreten hücrelerin sıklığını belirlemek için sınırlayıcı seyreltme yöntemi ve enzime bağlı immünosorbent testinin ELISPOT varyantı (bkz. Bölüm 4) kullanılır.

Yerinde hibridizasyon yöntemi. Yöntem şunları içerir:

2) paraformaldehit ile sabitleme;

3) etiketli cDNA kullanılarak mRNA'nın saptanması. Bazı durumlarda, radyoizotop PCR kullanılarak kesitlerde sitokin mRNA belirlenir.

İmmünofloresan. Yöntem şunları içerir:

1) organın dondurulması ve kriyostat bölümlerinin hazırlanması;

2) sabitleme;

3) bölümlerin floresan etiketli anti-sitokin antikorları ile işlenmesi;

4) floresansın görsel gözlemi.

Bu teknikler (hibridizasyon yerinde ve immünofloresan) hızlıdır ve salgılanan ürünün eşik konsantrasyonlarına bağlı değildir. Ancak salgılanan sitokin miktarını belirlemezler ve teknik olarak karmaşık olabilirler. Spesifik olmayan reaksiyonlar için çeşitli dikkatli izleme gereklidir.

Sitokinleri değerlendirmek için sunulan yöntemler kullanılarak, çeşitli seviyelerde sitokin sistemindeki bozukluklarla ilişkili patolojik süreçler belirlendi.

Bu nedenle, sitokin sisteminin değerlendirilmesi, vücudun bağışıklık sisteminin durumunu karakterize etmek için son derece önemlidir. Sitokin sisteminin farklı seviyelerinin incelenmesi, farklı tipte immünokompetan hücrelerin fonksiyonel aktivitesi, inflamatuar sürecin şiddeti, sistemik seviyeye geçişi ve hastalığın prognozu hakkında bilgi edinmeyi mümkün kılar.

Sorular ve görevler

1. Sitokinlerin genel özelliklerini listeler.

2. Sitokinlerin sınıflandırılmasını veriniz.

3. Sitokin sisteminin ana bileşenlerini listeler.

4. Sitokin üreten hücreleri listeler.

5. Sitokin reseptör ailelerini tanımlar.

6. Sitokin ağının işleyiş mekanizmaları nelerdir?

7. Doğuştan gelen bağışıklık sisteminde sitokinlerin üretiminden bahsedin.

8. Sitokin sisteminin karmaşık değerlendirmesine yönelik ana yaklaşımlar nelerdir?

9. Vücut sıvılarında sitokin test etme yöntemleri nelerdir?

10. Çeşitli patolojilerde sitokin sistemindeki bozukluklar nelerdir?

11. Biyolojik sıvılarda IL-1, IFN, MIF, TNFa'nın biyolojik testinin ana yöntemleri nelerdir?

12. Sitokinlerin hücre içi içeriğini belirleme sürecini tanımlar.

13. Tek bir hücre tarafından salgılanan sitokinlerin belirlenme sürecini açıklar.

14. Sitokin reseptörü seviyesindeki bir kusuru tespit etmek için kullanılan yöntemlerin sırasını tanımlayın.

15. Sitokin üreten hücreler seviyesindeki bir kusuru tespit etmek için kullanılan yöntemlerin sırasını tanımlayın.

16. Bir mononükleer hücre kültüründe, kan serumunda sitokin üretimi incelenerek hangi bilgiler elde edilebilir?

Çelyabinsk Devlet Üniversitesi

Konu hakkında: "Sitokinler"

Tamamlayan: Ustyuzhanina D.V.

Grup BB 202-1

Çelyabinsk

Sitokinlerin genel özellikleri

Sitokinlerin etki mekanizması

İhlal mekanizması

İnterlökinler

interferonlar

TNF: Tümör nekroz faktörü

koloni uyarıcı faktörler

1. Sitokinler

Sitokinler, bağışıklık sisteminin çeşitli hücrelerinin birbirleriyle bilgi alışverişinde bulunabildiği ve eylemleri koordine edebildiği spesifik proteinlerdir. Hücre yüzeyi reseptörleri üzerinde etkili olan sitokinlerin seti ve miktarları - "sitokin ortamı" - etkileşim halinde olan ve sıklıkla değişen sinyallerden oluşan bir matrisi temsil eder. Bu sinyaller, çok çeşitli sitokin reseptörleri nedeniyle karmaşıktır ve her sitokin, kendi sentezi ve diğer sitokinlerin sentezinin yanı sıra hücre yüzeyinde sitokin reseptörlerinin oluşumu ve görünümü dahil olmak üzere çeşitli işlemleri aktive edebilir veya inhibe edebilir. Farklı dokuların kendi sağlıklı "sitokin ortamı" vardır. Yüzden fazla farklı sitokin bulunmuştur.

Sitokinler, endokrin bezleri tarafından değil, çeşitli hücre tipleri tarafından üretilmeleri bakımından hormonlardan farklıdır; Ek olarak, hormonlardan çok daha geniş bir hedef hücre yelpazesini kontrol ederler.

Sitokinler, aşağıdakiler gibi bazı büyüme faktörlerini içerir:interferonlar, tümör nekroz faktörü (TNF) , sırainterlökinler, koloni uyarıcı faktör (BOS) Ve bircok digerleri.

Sitokinler arasında interferonlar, koloni uyarıcı faktörler (CSF), kemokinler, dönüştürücü büyüme faktörleri; tümör nekroz faktörü; Yerleşik tarihsel seri numaraları ve diğer bazı endojen aracılar ile interlökinler. 1'den başlayan seri numaralarına sahip interlökinler, ortak bir işlevle ilişkili bir sitokin alt grubuna ait değildir. Sırasıyla, proinflamatuar sitokinler, lenfositlerin büyüme ve farklılaşma faktörleri ve bireysel düzenleyici sitokinler olarak ayrılabilirler.

Yapı sınıflandırması:

Fonksiyonel sınıflandırma:

Sitokin reseptörlerinin sınıflandırılması

Sitokinlerin yapısal ve fonksiyonel sınıflandırması

Sitokin aileleri	Alt gruplar ve ligandlar	Temel biyolojik fonksiyonlar
interferonlarBENtip	IFN ,  ,  ,  ,  ,  IL-28, IL-29 (IFN )	Antiviral aktivite, antiproliferatif, immünomodülatör etki
Hematopoietik hücre büyüme faktörleri	kök hücre faktörü (takım- ligand, çelik faktörü), flt-3 ligand, G-CSF, M-CSF, IL-7, IL-11	Kemik iliğinde çeşitli progenitör hücrelerin proliferasyonunun ve farklılaşmasının uyarılması, hematopoezin aktivasyonu
	Ligandlargp140: IL-3, IL-5, GM-CSF
	Eritropoietin, Trombopoietin
Interleukin-1 süper ailesi ve FRF	FRF ailesi: Asidik FGF, bazik FGF, FRF3 - FRF23	Fibroblastların ve epitel hücrelerinin proliferasyonunun aktivasyonu
Interleukin-1 süper ailesi ve FRF	IL-1 ailesi (F1-11): IL-la, IL-1β, IL-1 reseptörü antagonisti, IL-18, IL-33, vb.	Proinflamatuar etki, spesifik bağışıklığın aktivasyonu
Tümör nekroz faktörü ailesi	TNF, lenfotoksinler α ve β,Fas-ligand vb.	Proinflamatuar etki, apoptozun düzenlenmesi ve immünokompetan hücrelerin hücreler arası etkileşimi
İnterlökin-6 ailesi	Ligandlargp130: IL-6, IL-11, IL-31, Onkostatin-M, Kardiyotropin-1,lösemi önleyici faktör, Siliyer nörotrofik faktör	Proinflamatuar ve immün düzenleyici etki
kemokinler	SS, SHS (IL-8), SH3S, S	Çeşitli lökosit türlerinin kemotaksisinin düzenlenmesi
İnterlökin-10 ailesi	IL-10,19,20,22,24,26	bağışıklık bastırıcı eylem
Cinterlökin-12 ailesi	IL-12,23,27	Yardımcıların T-lenfositlerinin farklılaşmasının düzenlenmesi
T-yardımcı klonların sitokinleri ve lenfositlerin düzenleyici işlevleri	T yardımcıları tip 1: IL-2, IL-15, IL-21, IFN	Hücresel bağışıklığın aktivasyonu
	T yardımcıları 2 tip: IL-4, IL-5, IL-10, IL-13	Hümoral bağışıklığın aktivasyonu, immünomodülatör etki
	IL-2 reseptörünün γ zincirinin ligandları: IL-4 IL-13 IL-7 TSLP	Çeşitli lenfosit türlerinin, DC, NK hücrelerinin, makrofajların vb. farklılaşmasının, çoğalmasının ve fonksiyonel özelliklerinin uyarılması.
İnterlökin 17 ailesi	IL-17 A, B, C, D, E, F	Proinflamatuar sitokinlerin sentezinin aktivasyonu
Sinir büyüme faktörü, trombosit büyüme faktörü ve dönüştürücü büyüme faktörlerinin üst ailesi	Sinir büyüme faktörü ailesi: NGF, beyin kaynaklı nörotrofik faktör	Enflamasyon, anjiyogenez, nöronal fonksiyon, embriyonik gelişim ve doku rejenerasyonunun düzenlenmesi
	Trombositlerden büyüme faktörleri (PDGF), anjiyojenik büyüme faktörleri (VEGF)
	TRF ailesi: TRF , aktivinler,yasaklar,düğüm, Kemikmorfojenikproteinler, Mülleriyenengelleyicimadde
Epidermal büyüme faktörü ailesi	ERF, TRFa, vb.
İnsülin benzeri büyüme faktörleri ailesi	IRF-BEN, IRF-II	Çeşitli hücre tiplerinin çoğalmasının uyarılması

Sitokinlerin genel özellikleri:

1. Sitokinler, genellikle glikosile edilmiş polipeptitler veya proteinlerdir, çoğunun MM'si 5 ila 50 kDa'dır. Biyolojik olarak aktif sitokin molekülleri, bir, iki, üç veya daha fazla aynı veya farklı alt birimden oluşabilir. 2. Sitokinlerin antijenik özgüllüğü yoktur biyolojik eylem . Doğuştan gelen ve kazanılmış bağışıklığın reaksiyonlarında yer alan hücrelerin fonksiyonel aktivitesini etkilerler. Bununla birlikte, sitokinler, T- ve B-lenfositleri üzerinde hareket ederek, bağışıklık sisteminde antijen kaynaklı süreçleri uyarabilirler. 3. Sitokin genleri için, üç ifade varyantı vardır: a) embriyonik gelişimin belirli aşamalarında aşamaya özgü ifade, b) bir dizi normal fizyolojik fonksiyonun düzenlenmesi için yapıcı ifade, c) uyarılabilir ifade türü, karakteristik çoğu sitokin. Gerçekten de, inflamatuar yanıt ve immün yanıt dışındaki sitokinlerin çoğu hücreler tarafından sentezlenmez. Sitokin genlerinin ekspresyonu, patojenlerin vücuda girmesine, antijenik tahrişe veya doku hasarına yanıt olarak başlar. Patojenle ilişkili moleküler yapılar, proinflamatuar sitokinlerin sentezinin en güçlü indükleyicilerinden biri olarak hizmet eder. T-hücresi sitokinlerinin sentezini başlatmak için, T-hücresi antijen reseptörünün katılımıyla hücrelerin spesifik bir antijenle aktivasyonu gereklidir. 4. Sitokinler, kısa bir süre için stimülasyona yanıt olarak sentezlenir. Sentez, artan RNA kararsızlığı dahil olmak üzere çeşitli oto-düzenleyici mekanizmalar ve prostaglandinler, kortikosteroid hormonları ve diğer faktörlerin aracılık ettiği negatif geri beslemelerin varlığı ile sonlandırılır. 5. Aynı sitokin, vücudun farklı histogenetik kökenli hücre tipleri tarafından farklı organlarda üretilebilir. 6. Sitokinler, onları sentezleyen, bir zar formu biçiminde tam bir biyolojik aktivite spektrumuna sahip olan ve biyolojik etkilerini hücreler arası temas sırasında gösteren hücrelerin zarları ile ilişkilendirilebilir. 7. Sitokinlerin biyolojik etkilerine, sitokinleri çok yüksek afinite ile bağlayan spesifik hücresel reseptör kompleksleri aracılık eder ve tek tek sitokinler, ortak reseptör alt birimlerini kullanabilir. Sitokin reseptörleri, ligandları bağlama kabiliyetini koruyarak çözünebilir bir formda bulunabilir. 8. Sitokinlerin pleiotropik bir biyolojik etkisi vardır. Aynı sitokin birçok hücre tipine etki ederek hedef hücre tipine göre farklı etkilere neden olabilir. Sitokinlerin pleiotropik etkisi, sitokin reseptörlerinin farklı köken ve işlevlere sahip hücre tipleri üzerinde ekspresyonu ve birkaç farklı hücre içi haberci ve transkripsiyon faktörü kullanılarak sinyal transdüksiyonu ile sağlanır. 9. Biyolojik etkinin değişebilirliği, sitokinlerin özelliğidir. Birkaç farklı sitokin aynı biyolojik etkiye neden olabilir veya benzer aktiviteye sahip olabilir. Sitokinler kendilerinin, diğer sitokinlerin ve bunların reseptörlerinin sentezini indükler veya baskılar. 10. Bir aktivasyon sinyaline yanıt olarak hücreler, bir sitokin ağının oluşumunda yer alan birkaç sitokini aynı anda sentezler. Dokulardaki ve vücut seviyesindeki biyolojik etkiler, sinerjistik, aditif veya zıt etkilere sahip diğer sitokinlerin varlığına ve konsantrasyonuna bağlıdır. 11. Sitokinler, hedef hücrelerin proliferasyonunu, farklılaşmasını ve fonksiyonel aktivitesini etkileyebilir. 12. Sitokinler, hücreler üzerinde çeşitli şekillerde hareket eder: otokrin - bu sitokini sentezleyen ve salgılayan hücre üzerinde; parakrin - üretici hücrenin yakınında, örneğin iltihaplanma odağında veya lenfoid organda bulunan hücrelerde; endokrin - dolaşıma girdikten sonra herhangi bir organ ve dokudaki hücrelerde uzaktan. İkinci durumda, sitokinlerin etkisi hormonların etkisine benzer.

Bir ve aynı sitokin, vücudun farklı histogenetik orijinli hücre tipleri tarafından farklı organlarda üretilebilir ve birçok hücre tipi üzerinde etki ederek hedef hücre tipine bağlı olarak farklı etkilere neden olur.

Sitokinlerin biyolojik etkisinin tezahürünün üç çeşidi.

Görünüşe göre, sitokin düzenleme sisteminin oluşumu, çok hücreli organizmaların gelişimi ile birlikte gelişti ve hormonlar, nöropeptitler, adezyon molekülleri ve diğer bazılarını içerebilen hücreler arası etkileşim aracılarını oluşturma ihtiyacından kaynaklanıyordu. Bu bağlamda sitokinler, hem üretici hücre tarafından salgılandıktan sonra uzaktan (lokal ve sistemik olarak) hem de hücreler arası temas sırasında bir zar formu şeklinde biyolojik olarak aktif olarak biyolojik aktivite gösterebildikleri için en evrensel düzenleyici sistemdir. Bu sitokin sistemi, yalnızca doğrudan hücre temasıyla daha dar işlevler gerçekleştiren adezyon moleküllerinden farklıdır. Aynı zamanda, sitokin sistemi, esas olarak özelleşmiş organlar tarafından sentezlenen ve dolaşım sistemine girdikten sonra hareket eden hormonlardan farklıdır. Vücudun fizyolojik fonksiyonlarının düzenlenmesinde sitokinlerin rolü 4 ana bileşene ayrılabilir: 1. Embriyogenezin düzenlenmesi, organların döşenmesi ve geliştirilmesi dahil. bağışıklık sisteminin organları.2. Bazı normal fizyolojik fonksiyonların düzenlenmesi.3. Lokal ve sistemik seviyelerde vücudun koruyucu reaksiyonlarının düzenlenmesi.4. Doku rejenerasyon işlemlerinin düzenlenmesi.

Sitokinlerin genel özellikleri. Sitokinler, doğuştan gelen ve kazanılmış bağışıklığın uygulanması için eşit derecede önemli olan, bağışıklık sisteminin en çok sayıda, en önemli ve işlevsel olarak evrensel hümoral faktörleri grubudur. Sitokinler birçok süreçte yer alır; Hematopoez, doku homeostazı ve sistemler arası sinyalleşmede önemli bir rol oynadıklarından, yalnızca bağışıklık sistemi ile ilgili faktörler olarak adlandırılamazlar.

Sitokinler, ağırlıklı olarak hematopoietik ve immün sistemlerin aktif hücreleri tarafından üretilen ve hematopoez, inflamasyon, immün süreçler ve sistemler arası iletişimde hücreler arası etkileşimlere aracılık eden, antijen özgüllüğünden yoksun protein veya polipeptit faktörleri olarak tanımlanabilir.

Sitokinler yapı, biyolojik aktivite ve diğer özellikler bakımından farklılık gösterir. Bununla birlikte, farklılıkların yanı sıra sitokinler, bu biyodüzenleyici molekül sınıfının ortak özelliklerine sahiptir:

· Sitokinler, kural olarak, orta molekül ağırlıklı (30 kD'den az) glikosile edilmiş polipeptitlerdir.
Sitokinler, aktive edici bir uyarana (patojenle ilişkili moleküler yapılar, antijenler, sitokinler, vb.) yanıt olarak bağışıklık sistemi hücreleri ve diğer hücreler (örneğin endotel, fibroblastlar vb.) tarafından üretilir ve doğal ve kazanılmış bağışıklığa katılır. reaksiyonları, güçlerini ve sürelerini düzenler. Bazı sitokinler yapısal olarak sentezlenir.
· Sitokinlerin salgılanması kısa bir süreçtir. Sitokinler önceden oluşturulmuş moleküller olarak depolanmazlar ve sentezleri her zaman gen transkripsiyonu ile başlar. Hücreler, düşük konsantrasyonlarda (mililitre başına pikogram) sitokinler üretir.
Çoğu durumda, sitokinler üretilir ve yakın mesafedeki hedef hücrelere etki eder (kısa menzilli etki). Sitokinlerin ana etki bölgesi, hücreler arası sinapstır.
· Sitokin sisteminin fazlalığı, her hücre tipinin birkaç sitokin üretebilmesi ve her sitokinin farklı hücreler tarafından salgılanabilmesi gerçeğinde kendini gösterir.
Tüm sitokinler, pleiotropi veya etkinin polifonksiyonelliği ile karakterize edilir. Bu nedenle, iltihaplanma belirtilerinin tezahürü, IL-1, TNFb, IL-6, IL-8'in etkisinden kaynaklanmaktadır. Fonksiyonların tekrarı, sitokin sisteminin güvenilirliğini sağlar.
· Sitokinlerin hedef hücreler üzerindeki etkisine, genellikle birden fazla alt birimden oluşan transmembran glikoproteinler olan oldukça spesifik, yüksek afiniteli membran reseptörleri aracılık eder. Reseptörlerin hücre dışı kısmı, sitokin bağlanmasından sorumludur. Patolojik odakta fazla sitokinleri ortadan kaldıran reseptörler vardır. Bunlar sözde tuzak reseptörleridir. Çözünür reseptörler, bir enzim tarafından ayrılan bir membran reseptörünün hücre dışı alanıdır. Çözünür reseptörler, sitokinleri nötralize edebilir, iltihaplanma odağına taşınmasına ve vücuttan atılmasına katılabilir.
· Sitokinler bir ağ prensibi ile çalışırlar. Konserde rol alabilirler. Başlangıçta tek bir sitokine atfedilen işlevlerin çoğu, birkaç sitokinin uyumlu eyleminden (eylem sinerjisi) kaynaklanıyor gibi görünmektedir. Sitokinlerin sinerjistik etkileşiminin örnekleri, enflamatuar reaksiyonların (IL-1, IL-6 ve TNFa) yanı sıra IgE sentezinin (IL-4, IL-5 ve IL-13) uyarılmasıdır.

Sitokinlerin sınıflandırılması. Farklı prensiplere dayanan birkaç sitokin sınıflandırması vardır. Geleneksel sınıflandırma, sitokin çalışmalarının tarihini yansıtır. Sitokinlerin, bağışıklık sistemi hücrelerinin fonksiyonel aktivitesine aracılık eden faktörlerin rolünü oynadığı fikri, lenfosit popülasyonunun heterojenliğinin keşfedilmesinden ve sadece bazılarının - B lenfositlerinin - sorumlu olduğu gerçeğinin anlaşılmasından sonra ortaya çıktı. antikor oluşumu. T hücrelerinin hümoral ürünlerinin işlevlerinin yerine getirilmesinde rol oynayıp oynamadığını bulmaya çalışırken, T lenfositlerin kültür ortamında bulunan faktörlerin (özellikle aktive olanların) biyolojik aktivitesini incelemeye başladılar. Bu sorunun çözümü ve monositlerin/makrofajların hümoral ürünleri hakkında çok geçmeden ortaya çıkan soru, sitokinlerin keşfine yol açtı. Başlangıçta, hangi hücrelerin onları ürettiğine bağlı olarak lenfokinler ve monokinler olarak adlandırıldılar - T-lenfositler veya monositler. Kısa süre sonra, lenfokinler ve monokinler arasında net bir ayrım yapmanın imkansız olduğu anlaşıldı ve "sitokinler" genel terimi kullanılmaya başlandı. 1979'da Interlaken'de (İsviçre) lenfokinler üzerine bir sempozyumda, bu grubun faktörlerini belirleme kuralları oluşturuldu ve bunlara "interlökinler" (IL) adı verildi. Aynı zamanda, bu molekül grubunun ilk iki üyesi olan IL-1 ve IL-2 isimlerini aldı. O zamandan beri, tüm yeni sitokinler (kemokinler hariç - aşağıya bakın) IL adını ve bir sıra numarasını aldı.

Geleneksel olarak, biyolojik etkilere göre, aşağıdaki sitokin gruplarını ayırt etmek gelenekseldir:

· İnterlökinler (IL-1-IL-33) - bağışıklık sisteminin salgı düzenleyici proteinleri, bağışıklık sisteminde arabulucu etkileşimleri ve bunun diğer vücut sistemleriyle bağlantısını sağlar. İnterlökinler fonksiyonel aktivitelerine göre pro- ve antiinflamatuar sitokinler, lenfositlerin büyüme faktörleri, düzenleyici sitokinler vb. olarak ayrılır.
İnterferonlar (IFN) - belirgin bir immün düzenleyici etkiye sahip antiviral korumada yer alan sitokinler (IFN tip 1 - IFN b, c, d, k, ?, f; IFN benzeri sitokin grupları - IL-28A, IL-28B ve IL -29 IFN tip 2 - IFNg).
· Tümör nekroz faktörleri (TNF) - sitotoksik ve düzenleyici etkileri olan sitokinler: TNF-a ve lenfotoksinler (LT).
Hematopoietik hücre büyüme faktörleri - kök hücre büyüme faktörü (Kit-ligand), IL-3, IL-7, IL-11, eritropoietin, trobopoietin, granülosit-makrofaj koloni uyarıcı faktör - GM-CSF, granülositik CSF - G-CSF, makrofaj KSF - M-CSF).
· Kemokinler - С, СС, СХС (IL-8), СХ3С - çeşitli hücre tiplerinin kemotaksis düzenleyicileri.
Lenfoid olmayan hücre büyüme faktörleri - çeşitli doku bağlantılarına sahip hücrelerin (fibroblast büyüme faktörü - FGF, endotel hücre büyüme faktörü, epidermal büyüme faktörü - epidermal EGF) büyüme, farklılaşma ve fonksiyonel aktivitesinin düzenleyicileri ve dönüştürücü büyüme faktörleri (TGFv, TGFb).

"Sitokinler" kavramını "büyüme faktörleri" kavramından ayırmak oldukça zordur. "İnterlökin" kavramının daha doğru bir şekilde anlaşılması (aslında "sitokin" kavramıyla aynı zamana denk gelir), Uluslararası İmmünoloji Dernekleri Birliği'nin İsimlendirme Komitesi tarafından 1992'de yeni interlökinlerin atanmasını yöneten kriterlerin getirilmesiyle kolaylaştırılmıştır. sonraki sayı: bu, interlökin geninin moleküler klonlanmasını, dizilenmesini ve ekspresyonunu gerektirir, nükleotit dizisinin benzersizliğini ve ayrıca nötralize edici monoklonal antikorların üretimini onaylar. İnterlökinler ve benzer faktörler arasındaki farkları belirlemek için, bu molekülün bağışıklık sistemi hücreleri (lökositler) tarafından üretilmesine ilişkin veriler ve bağışıklık süreçlerinin düzenlenmesindeki rolüne dair kanıtlar önemlidir. Böylece, interlökinlerin bağışıklık sisteminin işleyişine zorunlu katılımı vurgulanmaktadır. 1979'dan sonra keşfedilen tüm sitokinlerin (kemokinler hariç) interlökinler olarak adlandırıldığını ve bu nedenle bu kavramların aslında aynı olduğunu düşünürsek, o zaman epidermal, fibroblast, trombosit gibi büyüme faktörlerinin sitokinler değil, dönüştürücü büyüme faktörlerinden olduğunu varsayabiliriz ( TGF), bağışıklık sistemindeki fonksiyonel tutulum temelinde, sadece TGF bir sitokin olarak sınıflandırılabilir. Ancak bu konu uluslararası bilimsel belgelerde katı bir şekilde düzenlenmemiştir.

temizlemek yapısal sınıflandırma sitokin yok. Ancak özelliklerine göre ikincil yapı birkaç grup var:

· B-heliks sarmallarının baskın olduğu moleküller. 4 adet 6-sarmal alanı içerirler (birbirlerine açılı olarak yerleştirilmiş 2 çift 6-sarmal). Kısa ve uzun (b-helislerin uzunluğuna göre) varyantları vardır. İlk grup çoğu hematopoietin sitokini içerir -- IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-7, IL-9, IL-13, IL-21, IL-27, IFNr ve M-CSF ; ikinciye - IL-6, IL-10, IL-11 ve GM-CSF.
· β-tabaka yapılarının baskın olduğu moleküller. Bunlar, tümör nekroz faktörü ailesinin sitokinlerini ve lenfotoksinleri ("v-trefoil"), IL-1 ailesini (v-sandviç), TGF ailesini (sitokin düğümü) içerir.
· Kısa b / b zinciri (bitişik b sarmalları olan b katmanı) - kemokinler.
Karışık mozaik yapılar, örneğin IL-12.

Son yıllarda, bazen daha önce tanımlananlarla ilişkili olan ve onlarla tek gruplar oluşturan çok sayıda yeni sitokinlerin tanımlanmasıyla bağlantılı olarak, sitokinlerin yapısal ve fonksiyonel ailelere ait olmalarına dayalı bir sınıflandırma yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

Sitokinlerin başka bir sınıflandırması, reseptörlerinin yapısal özelliklerine dayanmaktadır. Bildiğiniz gibi reseptörler aracılığıyla sitokinlerin etkisi gerçekleştirilir. Polipeptit zincirlerinin yapısal özelliklerine göre, birkaç sitokin reseptörü grubu ayırt edilir. Verilen sınıflandırma özellikle polipeptit zincirlerine uygulanır. Bir reseptör, farklı ailelere ait zincirler içerebilir. Bu sınıflandırmanın önemi, farklı reseptör polipeptit zincirlerinin, tirozin kinazlar, adaptör proteinler ve transkripsiyon faktörlerinden oluşan belirli bir sinyal aparatı ile karakterize edilmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır.

En çok sayıda olan tip, sitokin hematopoietin reseptörleridir. Hücre dışı alanları, 4 sistein kalıntısının varlığı ve triptofan ve serin kalıntıları içeren bir dizinin - WSXWS - varlığı ile karakterize edilir. 4 sistein kalıntısı içeren fibronektin ailesi alanları, interferon reseptörlerinin omurgasını oluşturur. TNFR reseptör ailesinin hücre dışı bölümünü oluşturan alanların karakteristik bir özelliği, yüksek sistein kalıntıları içeriğidir ("sistein açısından zengin alanlar"). Bu alanlar 6 sistein kalıntısı içerir. Hücre dışı alanları immünoglobulin süper ailesine ait olan reseptör grubu, iki grup içerir - IL-1 için reseptörler ve sitoplazmik kısmı tirozin kinaz aktivitesine sahip olan birkaç reseptör. Tirozin kinaz aktivitesi, hemen hemen tüm büyüme faktörlerinin (EGF, PDGF, FGF, vs.) sitoplazmik kısmının karakteristiğidir. Son olarak, zara 7 kat nüfuz eden rodopsin benzeri kemokin reseptörleri tarafından özel bir grup oluşturulur. Bununla birlikte, tüm reseptör polipeptit zincirleri bu sınıflandırmaya uymaz. Dolayısıyla, IL-2 reseptörünün ne b-ne de b-zinciri Tablo 3'te gösterilen ailelere ait değildir (b-zinciri, tamamlayıcı kontrol alanlarını içerir). Ana gruplar ayrıca IL-12 reseptörlerini, IL-3 reseptörlerinin ortak β zincirini, IL-5'i, GMCSF'yi ve diğer bazı reseptör polipeptit zincirlerini içermez.

Hemen hemen tüm sitokin reseptörleri (kinaz aktivitesine sahip immünoglobulin benzeri olanlar hariç) birkaç polipeptit zincirinden oluşur. Genellikle farklı reseptörler ortak zincirler içerir. En çarpıcı örnek, r(s) olarak adlandırılan IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15, IL-21 reseptörleri için ortak olan r-zinciridir. Bu zincirdeki kusurlar, immün yetmezlik patolojisinin gelişiminde önemli bir rol oynamaktadır. Ortak β-zinciri, GM-CSF, IL-3 ve IL-5 reseptörlerinin bir parçasıdır. Yaygın zincirler IL-7 ve TSLP'ye (b-zinciri) ve ayrıca IL-2 ve IL-15, IL-4 ve IL-13'e (her ikisi de b-zincirinde) sahiptir.

Kural olarak, reseptörler, dinlenme hücrelerinin yüzeyinde az miktarda ve genellikle tamamlanmamış bir alt birim bileşiminde bulunur. Genellikle, bu durumda, reseptörler, yalnızca çok yüksek dozlarda sitokinlere maruz kaldıklarında yeterli bir yanıt verir. Hücreler aktive edildiğinde, membran sitokin reseptörlerinin sayısı büyüklük sırasına göre artar; üstelik bu reseptörler, yukarıda IL-2 reseptörü örneğinde gösterildiği gibi, polipeptit zincirleriyle "yetersiz" durumdadır. Aktivasyonun etkisi altında, bu reseptörün moleküllerinin sayısı önemli ölçüde artar ve bileşimlerinde, aktivasyon sırasında geni ifade edilen bir b-zinciri belirir. Bu değişiklikler nedeniyle, lenfosit, IL-2'nin etkisine yanıt olarak çoğalma yeteneği kazanır.

Sitokinlerin etki mekanizmaları

Sitokinlerin etkisi altında hücre içi sinyal iletimi. Bazı sitokin reseptörlerinin (immünoglobulin süper ailesine ait olan) C-terminal sitoplazmik kısmı, tirozin kinaz aktivitesine sahip bir alan içerir. Tüm bu kinazlar, proto-onkogenler kategorisine aittir; genetik ortam değiştiğinde onkogen haline gelerek kontrolsüz hücre çoğalmasını sağlarlar. Bu kinazların kendi adları vardır. Bu nedenle, M-CSF reseptörünün bir parçası olan kinaz, c-Fms olarak anılır; kinaz SCF -- c-Kit; bilinen hematopoietik faktör kinaz - Flt-3 (Fms benzeri tirozin kinaz 3). Kendi kinaz aktivitesine sahip reseptörler, sinyal iletimini doğrudan tetikler, çünkü kinazları hem reseptörün kendisinin hem de ona bitişik moleküllerin fosforilasyonuna neden olur.

Aktivitenin en tipik tezahürü, 4 6 sarmal alan içeren hematopoietik (sitokin) tipteki reseptörlerin karakteristiğidir. Jak-kinaz grubuna ait tirozin kinaz molekülleri (Janus ile ilişkili aile kinazları), bu reseptörlerin sitoplazmik kısmına bitişiktir. Reseptör zincirlerinin sitoplazmik kısmında bu kinazların bağlanması için özel yerler (proksimal ve distal kutular) vardır. Toplam 5 Janus kinaz bilinmektedir - Jak1, Jak2, Jak3, Tyk1 ve Tyk2. Çeşitli kombinasyonlarda, spesifik polipeptit zincirleri için bir afiniteye sahip olan farklı sitokin reseptörleri ile işbirliği yaparlar. Böylece Jak3 kinaz, r(c) zinciri ile etkileşir; Bu kinazı kodlayan gendeki kusurlar ile, reseptör polipeptit zincir genindeki kusurlarda gözlenene benzer bir bağışıklık sistemi bozuklukları kompleksi gelişir.

Sitokin reseptör ile etkileşime girdiğinde, transkripsiyon faktörlerinin oluşumuna ve sitokinin etkisine hücrenin tepkisini belirleyen genlerin aktivasyonuna yol açan bir sinyal üretilir. Eşzamanlı olarak hücre, reseptör ile sitokin kompleksini alır ve onu endozomlara ayırır. Kendi başına, bu kompleksin içselleştirilmesinin sinyal iletimi ile hiçbir ilgisi yoktur. Üretici hücrelerin aktivasyon bölgesinde birikmesini engelleyen sitokinin kullanımı için gereklidir. Reseptörün sitokine olan afinitesi, bu süreçlerin düzenlenmesinde önemli bir rol oynar. Sadece yeterli yüksek derece afinite (10-10 M mertebesinde), bir sinyal üretilir ve sitokin kompleksinin reseptör ile absorpsiyonu gerçekleşir.

Sinyal indüksiyonu, bir sitokin ile etkileşiminin bir sonucu olarak reseptörde meydana gelen konformasyonel değişiklikler tarafından tetiklenen reseptöre bağlı Jak kinazların otokatalitik fosforilasyonu ile başlar. Aktive edilmiş Jak kinazlar, sitoplazmada inaktif bir monomerik formda bulunan STAT'ı (Sinyal transdüserleri ve transkripsiyon aktivatörleri) sitoplazmik faktörleri fosforile eder.

Fosforlanmış monomerler birbirleri için afinite kazanırlar ve dimerleşirler. STAT dimerleri çekirdeğe göç eder ve hedef genlerin promotör bölgelerine bağlanarak transkripsiyon faktörleri olarak işlev görür. Proinflamatuar sitokinlerin etkisi altında, adezyon moleküllerinin genleri, sitokinlerin kendileri, oksidatif metabolizma enzimleri vb.Hücre çoğalmasına neden olan faktörlerin etkisi altında, geçişten sorumlu genler Hücre döngüsü vesaire.

Jak/STAT aracılı sitokin sinyal yolu ana yoldur, ancak tek yol değildir. Reseptör, yalnızca Jak kinazlarla değil, aynı zamanda Src ailesinin kinazlarının yanı sıra PI3K ile de ilişkilidir. Aktivasyonları, AP-1 ve diğer transkripsiyon faktörlerinin aktivasyonuna yol açan ek sinyal yollarını tetikler. Aktive edilmiş transkripsiyon faktörleri, sadece sitokinlerden gelen sinyal iletiminde değil, aynı zamanda diğer sinyal yollarında da yer alır.

Sitokinlerin biyolojik etkilerinin kontrolünde yer alan sinyal yolları vardır. Bu tür yollar, SIC faktörü ve 7 SOCS faktörü (SOCS-1 -- SOCS-7) içeren SOCS (sitokin sinyalini baskılayıcılar) grubunun faktörleriyle ilişkilidir. Bu faktörlerin aktivasyonu, negatif bir geri besleme döngüsünün oluşumuna yol açan sitokin sinyal yollarının aktivasyonu üzerine gerçekleşir. SOCS faktörleri, aşağıdakilerden birinin uygulanmasında yer alan bir SH2 alanını içerir. sonraki süreçler:

Jak kinazlara bağlanarak ve fosforilasyonlarını indükleyerek doğrudan inhibisyon;
sitokin reseptörlerinin sitoplazmik kısmına bağlanmak için STAT faktörleriyle rekabet;
Ubikuitin yolu boyunca sinyal proteinlerinin bozulmasını hızlandırmak.

SOCS genlerinin kapatılması, IFNg sentezi baskınlığı ve buna eşlik eden lenfopeni ve artan apoptoz ile sitokin dengesizliğine yol açar.

Sitokin sisteminin işleyişinin özellikleri. sitokin ağı.

Yukarıdakilerden, yabancı ajanlar (miyeloid hücrelerin aktivasyonu üzerine PAMP taşıyıcıları ve lenfositlerin aktivasyonu üzerine antijenler) tarafından hücre aktivasyonu üzerine, hem sitokinlerin sentezi hem de reseptörlerinin ekspresyonu indüklenir (veya fonksiyonel olarak anlamlı bir seviyeye yükseltilir). . Bu, sitokinlerin etkilerinin yerel tezahürü için koşullar yaratır. Aslında, aynı faktör hem sitokin üreten hücreleri hem de hedef hücreleri aktive ederse, bu faktörlerin işlevlerinin yerel tezahürü için en uygun koşullar yaratılır.

Tipik olarak sitokinler, salgılanan üretici hücrelerden çok az difüzyonla veya hiç difüzyon olmaksızın hedef hücre tarafından bağlanır, içselleştirilir ve bölünür. Oldukça sık olarak, sitokinler transmembran moleküllerdir (örneğin, IL-1b ve TNFb) veya hücre dışı matrisin peptidoglikanlarıyla (IL-7 ve bir dizi başka sitokinler) ilişkili durumda hedef hücrelere sunulurlar; eylemlerinin yerel doğası.

Normal olarak, sitokinler kan serumunda bulunuyorsa, o zaman biyolojik etkilerinin tezahürü için yetersiz konsantrasyonlardadır. Daha sonra, enflamasyon örneğini kullanarak, sitokinlerin sistemik etkiye sahip olduğu durumları ele alacağız. Bununla birlikte, bu vakalar her zaman patolojinin bir tezahürüdür, bazen çok ciddidir. Görünüşe göre, sitokinlerin etkisinin yerel doğası, vücudun normal işleyişi için temel öneme sahiptir. Bu, böbrekler yoluyla atılma oranlarının yüksek olmasıyla kanıtlanır. Tipik olarak, sitokin atılım eğrisi iki bileşenden oluşur - hızlı ve yavaş. IL-1b için hızlı bileşenin T1 / 2'si 1,9 dakika, IL-2 için - 5 dakikadır (yavaş bileşenin T1 / 2'si 30-120 dakikadır). Kısa menzilli özellik, sitokinleri hormonlardan - uzun menzilli faktörlerden ayırır (bu nedenle, "sitokinler bağışıklık sisteminin hormonlarıdır" ifadesi temelde yanlıştır).

Sitokin sistemi fazlalık ile karakterize edilir. Bu, belirli bir sitokin tarafından gerçekleştirilen hemen hemen her işlevin diğer sitokinler tarafından kopyalandığı anlamına gelir. Bu nedenle, örneğin genindeki bir mutasyon nedeniyle tek bir sitokinin kapatılması vücut için ölümcül sonuçlara neden olmaz. Aslında, belirli bir sitokin için genin mutasyonu neredeyse hiçbir zaman immün yetmezlik gelişimine yol açmaz.

Örneğin IL-2, bir T hücresi büyüme faktörü olarak bilinir; onu kodlayan genin yapay olarak çıkarılması (genetik nakavt yoluyla), T hücresi çoğalmasında önemli bir ihlal olduğunu ortaya çıkarmaz, ancak düzenleyici T hücrelerinin eksikliğinden kaynaklanan değişiklikler kaydedilir. Bunun nedeni, IL-2'nin yokluğunda T hücresi proliferasyonunun IL-15, IL-7, IL-4 ve ayrıca çeşitli sitokin kombinasyonları (IL-1c, IL-6, IL-) tarafından sağlanmasıdır. 12, TNFb). Benzer şekilde, IL4 genindeki bir kusur, IL-13 benzer etkiler gösterdiğinden, B-hücre sistemi ve immünoglobulin izotip değişiminde önemli bozukluklara yol açmaz. Aynı zamanda, bazı sitokinlerin fonksiyonel analogları yoktur. Esansiyel bir sitokinin en iyi bilinen örneği, lenfopoetik etkisi, en azından T-lenfopoezin belirli aşamalarında benzersiz olan ve bu nedenle IL-7'nin genlerindeki veya reseptöründeki kusurların gelişmesine yol açan IL-7'dir. şiddetli kombine immün yetmezlik (SCID).

Artıklığa ek olarak, sitokin sisteminde başka bir düzenlilik kendini gösterir: sitokinler pleiotropiktir (çeşitli hedefler üzerinde hareket eder) ve çok işlevlidir (çeşitli etkilere neden olur). Bu nedenle, IL-1c ve TNFb için hedef hücrelerin sayısını saymak zordur. Karmaşık reaksiyonların oluşumunda yer alan neden oldukları etkiler de eşit derecede çeşitlidir: iltihaplanma, hematopoezin bazı aşamaları, nörotropik ve diğer reaksiyonlar.

Sitokin sisteminin doğasında bulunan bir diğer önemli özellik, sitokinlerin ilişkisi ve etkileşimidir. Bir yandan, bu etkileşim, indüktörlerin arka planına karşı veya bağımsız olarak hareket eden bazı sitokinlerin, diğer sitokinlerin üretimine neden olması veya bunları geliştirmesi (daha az sıklıkla baskılaması) gerçeğinden oluşur. Arttırıcı etkinin en çarpıcı örnekleri, kendi üretimlerini ve diğer proinflamatuar sitokinlerin (IL-6, IL-8, diğer kemokinler) oluşumunu artıran proinflamatuar sitokinler IL-1b ve TNFb'nin aktivitesidir. IL-12 ve IL-18, IFNg indükleyicileridir. TGFβ ve IL-10 ise aksine çeşitli sitokinlerin üretimini baskılar. IL-6, proinflamatuar sitokinlere karşı inhibe edici aktivite sergilerken, IFNg ve IL-4 karşılıklı olarak birbirlerinin ve ilgili (Thl ve Th2) grupların sitokinlerinin üretimini inhibe eder. Sitokinler arasındaki etkileşim fonksiyonel düzeyde de kendini gösterir: bazı sitokinler diğer sitokinlerin etkisini arttırır veya baskılar. Sinerjizm (örneğin, bir proinflamatuar sitokin grubu içinde) ve sitokin antagonizmi (örneğin, Th1 ve Th2 sitokinleri arasında) tarif edilmiştir.

Elde edilen verileri özetleyerek, sitokinlerin hiçbirinin var olmadığı ve aktivitesini izolasyonda göstermediği sonucuna varabiliriz - her seviyede, sitokinler bu molekül sınıfının diğer üyelerinden etkilenir. Bu kadar çeşitli etkileşimin sonucu bazen beklenmedik olabilir. Bu nedenle, terapötik amaçlar için yüksek dozlarda IL-2 kullanıldığında, yaşamı tehdit eden yan etkiler, bazıları (örneğin, bakteriyemi olmadan toksike benzer şok), IL-2'ye değil, TNFb'ye yönelik antikorlar tarafından giderilebilir.

çoklu varlığı çapraz etkileşimler Sitokin sisteminde, fenomenin özünü oldukça açık bir şekilde yansıtan "sitokin ağı" kavramının yaratılmasının nedeni buydu.

Sitokin ağı, aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir:

sitokin sentezinin indüklenebilirliği ve bunların reseptörlerinin ekspresyonu;
aynı indükleyicinin etkisi altında sitokinlerin ve bunların reseptörlerinin koordineli ifadesi nedeniyle etki yeri;
farklı sitokinlerin örtüşen etki spektrumları nedeniyle fazlalık;
· sitokin fonksiyonlarının sentezi ve uygulanması düzeyinde ortaya çıkan ara bağlantılar ve etkileşimler.

Hedef hücre fonksiyonlarının sitokin regülasyonu, otokrin, parakrin veya endokrin mekanizmalar kullanılarak gerçekleştirilir. Bazı sitokinler (IL-1, IL-6, TNFb, vb.), yukarıdaki tüm mekanizmaların uygulanmasına katılabilir.

Bir hücrenin bir sitokinin etkisine tepkisi birkaç faktöre bağlıdır:

hücrelerin tipi ve ilk fonksiyonel aktiviteleri üzerine;
sitokinin yerel konsantrasyonundan;
diğer aracı moleküllerin varlığından.

Son yıllarda, şunları birleştiren bir sitokin sistemi fikri ortaya çıktı:

1) üretici hücreler;
2) çözünür sitokinler ve bunların antagonistleri;
3) hedef hücreler ve reseptörleri.

Sitokin sisteminin çeşitli bileşenlerinin ihlalleri, çok sayıda patolojik sürecin gelişmesine yol açar ve bu nedenle, bu düzenleyici sistemdeki kusurların tespiti, doğru teşhis ve yeterli tedavinin atanması için önemlidir.

Sitokin sisteminin ana bileşenleri.

Sitokin üreten hücreler

CD4 T yardımcıları, çeşitli antijenlere yanıt olarak salgılanan sitokinlerin spektrumunda birbirinden farklı olan Th0, Th1, Th2, Th17, Tfh alt popülasyonlarıyla temsil edilir.

Th0, çok düşük konsantrasyonlarda çok çeşitli sitokinler üretir.

Th0 farklılaşmasının yönü, hümoral veya hücresel mekanizmaların baskın olduğu iki immün yanıt formunun gelişimini belirler.

Antijenin doğası, konsantrasyonu, hücre içindeki lokalizasyonu, antijen sunan hücrelerin tipi ve belirli bir sitokin seti Th0 farklılaşmasının yönünü düzenler.

Dendritik hücreler, antijen yakalama ve işlemeden sonra, Th0 hücrelerine antijenik peptidler sunar ve efektör hücrelere farklılaşmalarının yönünü düzenleyen sitokinler üretir. IL-12, T-lenfositler ve ]ChGK tarafından IFNg sentezini indükler. IFNy, hücre içi patojenlere (gecikmeli tip aşırı duyarlılık (DTH) ve çeşitli hücresel sitotoksisite türleri) reaksiyonların gelişimini düzenleyen sitokinleri (IL-2, IFNy, IL-3, TNFa, lenfotoksinler) salgılamaya başlayan Thl'in farklılaşmasını sağlar. ).

IL-4, Th0'ın Th2'ye farklılaşmasını sağlar. Aktive edilmiş Th2, B lenfositlerinin proliferasyonunu, plazma hücrelerine daha fazla farklılaşmasını ve esas olarak hücre dışı antikor yanıtlarının gelişimini belirleyen sitokinler (IL-4, IL-5, IL-6, IL-13, vb.) üretir. patojenler.

IFNg, Th2 hücrelerinin işlevini negatif olarak düzenler ve tersine, Th2 tarafından salgılanan IL-4, IL-10, Thl'in işlevini engeller. Bu düzenlemenin moleküler mekanizması, transkripsiyon faktörleri ile ilişkilidir. IFNy tarafından belirlenen T-bet ve STAT4 ekspresyonu, Thl yolu boyunca T-hücresi farklılaşmasını yönlendirir ve Th2 gelişimini baskılar. IL-4, buna göre saf Th0'ın Th2 hücrelerine dönüşümünü sağlayan GATA-3 ve STAT6'nın ifadesini indükler.

Son yıllarda, IL-17 üreten T yardımcı hücrelerinin (Th17) farklı bir alt popülasyonu tarif edilmiştir. IL-17 ailesinin üyeleri, makrofajlar ve dendritik hücreler tarafından üretilen IL-23, IL-6, TGFβ'nin etkisi altında aktive edilmiş bellek hücreleri (CD4CD45RO), y5T hücreleri, NKT hücreleri, nötrofiller, monositler tarafından ifade edilebilir. İnsanlarda ana farklılaşma faktörü ROR-C, farelerde ise ROR-gl'dir. IL-17'nin kronik enflamasyon ve otoimmün patolojinin gelişimindeki önemli rolü gösterilmiştir.

T-sitotoksik hücreler (CD8+), doğal öldürücüler - interferonlar, TNF-a ve lenfotoksinler gibi zayıf sitokin üreticileri.

Th alt popülasyonlarından birinin aşırı aktivasyonu, bağışıklık tepkisinin varyantlarından birinin gelişimini belirleyebilir. Th aktivasyonunun kronik dengesizliği, alerji belirtileri, otoimmün patoloji, kronik enflamatuar süreçler vb. ile ilişkili immünopatolojik durumların oluşumuna yol açabilir.

II. Doğuştan gelen bağışıklık sisteminde sitokinlerin ana üreticileri miyeloid hücrelerdir. Toll benzeri reseptörleri (TLR'ler) kullanarak, çeşitli patojenlerin benzer moleküler yapılarını, sözde patojenle ilişkili moleküler modelleri (PAMP'ler), örneğin CpG tekrarları, vb. tanırlar. TLR ile bu etkileşimin bir sonucu olarak, hücre içi bir sinyal iletimi iki ana sitokin grubunun genlerinin ekspresyonuna yol açan kaskad başlatılır: proinflamatuar ve IFN tip 1. Bu sitokinler esas olarak (IL-1, -6, -8, -12 , TNFa, GM-CSF, IFN) , kemokinler, vb.) inflamasyon gelişimine neden olur ve vücudun bakteriyel ve viral enfeksiyonlardan korunmasında rol oynar.

hedef hücreler

Sitokinlerin hedef hücreler üzerindeki etkisine, sitokinleri çok yüksek afinite ile bağlayan spesifik reseptörler aracılık eder ve tek tek sitokinler, ortak reseptör alt birimlerini kullanabilir. Her sitokin, spesifik reseptörüne bağlanır.

Sitokin reseptörleri transmembran proteinlerdir ve 5 ana tipe ayrılırlar. En yaygın olanı, biri iki triptofanın ortak bir amino asit kalıntısı dizisini ve herhangi bir amino asitle ayrılmış serin tekrarlarını (WSXWS motifi) içeren iki hücre dışı alana sahip olan hematopoietik reseptör tipidir. İkinci tip reseptör, çok sayıda korunmuş sistein içeren iki hücre dışı alana sahip olabilir. Bunlar IL-10 ve IFN ailesi reseptörleridir. Üçüncü tip, TNF grubuna ait sitokin reseptörleri ile temsil edilir. Dördüncü tip sitokin reseptörü, yapı olarak immünoglobulin moleküllerininkine benzer hücre dışı alanlara sahip olan immünoglobulin reseptörlerinin üst ailesine aittir. Kemokin ailesinin moleküllerini bağlayan beşinci tip reseptör, hücre zarını 7 yerden geçen transmembran proteinlerle temsil edilir. Sitokin reseptörleri, ligandları bağlama kabiliyetini koruyarak çözünebilir bir formda bulunabilir.

Sitokinler, hedef hücrelerin proliferasyonunu, farklılaşmasını, fonksiyonel aktivitesini ve apoptozunu etkileyebilir. Hedef hücrelerde sitokinlerin biyolojik aktivitesinin tezahürü, çeşitli hücre içi sistemlerin, hedef hücrelerin özellikleri ile ilişkili olan reseptörden sinyal iletimine katılımına bağlıdır. Apoptoz sinyali, diğer şeylerin yanı sıra, "ölüm" alanı olarak adlandırılan TNF reseptör ailesinin belirli bir bölgesinin yardımıyla gerçekleştirilir. Diferansiyel ve aktive edici sinyaller, hücre içi Jak-STAT proteinleri, sinyal transdüserleri ve transkripsiyon aktivatörleri aracılığıyla iletilir. G-proteinleri, kemokinlerden sinyal iletiminde yer alır, bu da artan hücre göçüne ve yapışmasına yol açar.

Son bileşen olan sitokinler ve bunların antagonistleri yukarıda açıklanmıştır.

Sitokinler, doğuştan gelen bağışıklığın koruyucu işlevlerinin uygulanması için gerekli olan temel hümoral inflamatuar faktörlerdir. Enflamasyonun gelişiminde üç grup sitokin yer alır - inflamatuar veya proinflamatuar sitokinler, kemokinler, koloni uyarıcı faktörlerin yanı sıra fonksiyonel olarak ilgili faktörler IL-12 ve IFNy. Sitokinler ayrıca inflamatuar yanıtın baskılanması ve kontrol altına alınmasında da önemli bir rol oynar. Anti-inflamatuar sitokinler, dönüştürücü büyüme faktörü B (TGFp), IL-10; IL-4 genellikle bir anti-inflamatuar faktör rolü oynar.
Proinflamatuar sitokinler grubunun 3 ana temsilcisi vardır - TNFa, IL-1 ve IL-6; nispeten yakın zamanda bunlara IL-17 ve IL-18 eklenmiştir. Bu sitokinler ağırlıklı olarak inflamasyonun odağında olmak üzere aktif monositler ve makrofajlar tarafından üretilir. Proinflamatuar sitokinler, B-, NK- ve T-lenfositleri tarafından aktive edilen dendritik hücreler olan nötrofiller tarafından da üretilebilir. Patojenlerin penetrasyon odağında, sitokinler birkaç lokal inflamatuar makrofajı ilk sentezleyenlerdir. Daha sonra lökositlerin kan dolaşımından göçü sürecinde, üretici hücrelerin sayısı artar ve spektrumları genişler. Özellikle epitel, endotel, sinoviyal, glial hücreler, mikrobiyal ürünler ve inflamatuar faktörler tarafından uyarılan fibroblastlar, proinflamatuar sitokinlerin sentezine bağlanır. Sitokin genleri indüklenebilir olarak sınıflandırılır. Ekspresyonlarının doğal indükleyicileri, TLR'ler ve diğer patojen tanıyan reseptörler aracılığıyla hareket eden patojenler ve bunların ürünleridir. Klasik indüktör bakteriyel LPS'dir. Aynı zamanda, bazı proinflamatuar sitokinlerin (IL-1, TNFa) kendileri de proinflamatuar sitokinlerin sentezini indükleyebilir.
Proinflamatuar sitokinler oldukça hızlı sentezlenir ve salgılanır, ancak bu grubun çeşitli sitokinlerinin sentez kinetikleri aynı değildir. Tipik durumlarda (hızlı versiyon), mRNA ekspresyonu indüksiyondan 15-30 dakika sonra, protein ürününün sitoplazmada görünümü 30-60 dakika sonra ve hücre dışı ortamdaki içeriği 3-4 saat sonra maksimuma ulaşır. .kısa süre - genellikle bir günden biraz fazla. Sentezlenen tüm materyaller salgılanmaz. Bazı sitokinler hücre yüzeyinde eksprese edilir veya sitoplazmik granüllerde bulunur. Granüllerin salınması, sitokinlerin üretimi ile aynı aktive edici sinyallere neden olabilir. Bu, sitokinlerin lezyona hızlı (20 dakika içinde) girişini sağlar.
Proinflamatuar sitokinler birçok işlevi yerine getirir. Başlıca rolleri, inflamatuar reaksiyonun "organizasyonu" dur (Şekil 2.55). Proinflamatuvar sitokinlerin en önemli ve erken etkilerinden biri, lökositlerin kan dolaşımından inflamasyon bölgesine göçüne yol açan, endotelyal hücreler ve lökositler üzerindeki adezyon moleküllerinin ekspresyonundaki artıştır (bkz. bölüm 2.3.3). Ek olarak, sitokinler, hücrelerin oksijen metabolizmasında, sitokinler ve diğer enflamatuar faktörler için reseptörlerin ekspresyonunda, sitokinlerin, bakterisidal peptidlerin vb. Üretiminin uyarılmasında bir artışa neden olur. Proinflamatuar sitokinler ağırlıklı olarak lokal bir etkiye sahiptir. Aşırı salgılanan proinflamatuar sitokinlerin dolaşıma girmesi, enflamasyonun sistemik etkilerinin ortaya çıkmasına katkıda bulunur ve ayrıca enflamasyon odağından uzaktaki hücreler tarafından sitokin üretimini uyarır. Sistem düzeyinde, proinflamatuar sitokinler protein üretimini uyarır. akut faz, vücut ısısında artışa neden olur, harekete geçer

Pirinç. 2.55. Proinflamatuar sitokinler tarafından tetiklenen hücre içi sinyal iletimi ve proinflamatuar genlerin aktivasyon mekanizmaları

endokrin ve gergin sistem ve yüksek dozlarda patolojik etkilerin gelişmesine yol açar (etten şoka, septike benzer).
IL-1, 11'den fazla molekül içeren bir protein ailesi için ortak bir tanımlamadır. Çoğunun işlevi bilinmemektedir, ancak 5 molekül - IL-1a (modern sınıflandırmaya göre - IL-1F1), IL-1p (IL-1F2), IL-1RA (IL-1F3), IL-18 (IL-1F4) ve IL-33 (IL-1F11) - aktif sitokinler.
IL-la ve IL-1P'ye geleneksel olarak IL-1 olarak atıfta bulunulur, çünkü aynı reseptör ile etkileşime girerler ve etkileri ayırt edilemez. Bu sitokinlerin genleri, insan kromozomu 2'nin uzun kolunda bulunur. Aralarındaki homoloji nükleotid seviyesinde %45, amino asit seviyesinde - %26'dır. Her iki molekül de p-katlı bir yapıya sahiptir: 6 çift antiparalel p-katmanı içerirler ve bir yonca şekline sahiptirler. Hücreler, sinyal peptitlerinden yoksun, yaklaşık 30 kDa moleküler ağırlığa sahip bir öncü molekülü sentezler; bu, IL-1 molekülünün alışılmadık bir şekilde işlenmesine işaret eder. Olgun proteinlerin moleküler ağırlığı yaklaşık 18 kDa'dır.
IL-1a üç formda bulunur - hücre içi (sitozolde çözünür bir molekül bulunur ve düzenleyici işlevleri yerine getirir), zar (molekül, reseptör geri dönüşümüne benzer bir mekanizma yoluyla hücre yüzeyine iletilir ve zarda tutunur) ve salgılama ( molekül orijinal biçiminde salgılanır, ancak işleme tabi tutulur - 18 kDa ağırlığında aktif bir sitokin oluşumu ile hücre dışı proteazlar tarafından parçalanır). İnsanlarda IL-1a molekülünün ana varyantı, membran varyantıdır. Bu formda, sitokinin etkisi daha belirgindir, ancak kendisini yalnızca lokal olarak gösterir.
IL-1P'nin işlenmesi, lizozomlarda bulunan özel bir enzim olan IL-1-konvertaz (kaspaz 1) katılımıyla hücre içinde gerçekleşir.
Bu enzimin aktivasyonu, inaktif kaspaz 1'e ek olarak NLR ailesinin hücre içi reseptörlerini (bkz. Bölüm 2.2.3) - NOD1, NOD2, IPAF ve diğerlerini içeren geçici bir supramoleküler yapı olan enflamasyonun bir parçası olarak gerçekleştirilir. bu da bir aktivasyon sinyalinin gelişmesine neden olur. Sonuç olarak, transkripsiyon faktörü NF-kB'nin oluşumu ve proinflamatuar genlerin indüksiyonunun yanı sıra inflammozom ve kaspaz 1'in aktivasyonu meydana gelir.Aktive edilmiş enzim, IL-1P öncü molekülünü ayırır ve oluşan olgun Hücre tarafından moleküler ağırlığı 18 kDa olan sitokin salgılanır.
IL-la, IL-1P ve IL-1 reseptörü antagonisti, birçok hücre tipinde kendiliğinden eksprese edilen ortak reseptörleri paylaşır. Hücreler aktive edildiğinde üzerlerinde IL-1 için zar reseptörlerinin sayısı artar. Ana olan - IL-1RI - hücre dışı kısımda 3 immünoglobulin benzeri alan içerir. Hücre içi kısmı, benzer TLR alanlarına yapısal olarak benzeyen ve aynı sinyal yollarını tetikleyen TIR alanını temsil eder (bkz. bölüm 2.2.1). Bu reseptörlerin sayısı azdır (hücre başına 200-300), ancak IL-1'e karşı yüksek afiniteleri vardır (Kd, 10-11 M'dir). Başka bir reseptör olan IL-1RII, sitoplazmik kısımda bir sinyal bileşeninden yoksundur, bir sinyal iletmez ve bir tuzak reseptörü olarak hizmet eder. IL-1RI'den sinyal iletimi, TLR ile aynı faktörleri içerir (örneğin, MyD88, IRAK ve TRAF6), bu da benzer sonuçlara yol açar - aynı ifadeye neden olan NF-kB ve AP-1 transkripsiyon faktörlerinin oluşumu bir dizi gen (bkz. Şekil 2.12). Bu genler, proinflamatuar sitokinlerin, kemokinlerin, adezyon moleküllerinin, fagositlerin bakterisidal aktivitesini sağlayan enzimlerin ve ürünleri inflamatuar yanıtın gelişiminde yer alan diğer genlerin sentezinden sorumludur. IL-1'in kendisi, salgılanması IL-1 tarafından indüklenen ürünlere aittir; bu durumda pozitif bir geri besleme döngüsü tetiklenir.
IL-1'in hedefleri potansiyel olarak vücudun herhangi bir hücresi olabilir. Etkisi büyük ölçüde endotel hücrelerini, tüm lökosit tiplerini, kıkırdak ve kemik dokusu hücrelerini, sinoviyal ve epitel hücrelerini ve birçok sinir hücresi tipini etkiler. IL-1'in etkisi altında 100'den fazla genin ifadesi indüklenir; katılımı ile 50'den fazla farklı biyolojik reaksiyon gerçekleştirilmektedir. IL-1'in ana etkileri, lökositlerin göçüne ve bunların fagositik ve bakterisidal aktivitelerinin aktivasyonuna neden olur. Ayrıca pıhtılaşma sistemini ve vasküler tonu etkileyerek inflamasyon odağında hemodinamiğin özelliklerini belirlerler. IL-1, hücreler üzerinde sadece doğuştan değil, aynı zamanda adaptif bağışıklık üzerinde de çok yönlü bir etkiye sahiptir ve genellikle her ikisinin de tezahürlerini uyarır.
IL-1'in birçok sistemik etkisi vardır. Hepatositler tarafından akut faz proteinlerinin üretimini uyarır, hipotalamusun termoregülatör merkezine etki ederken ateşin gelişmesine neden olur, inflamatuar sürecin sistemik belirtilerinin gelişimine katılır (örneğin halsizlik, iştahsızlık, uyuşukluk) , zayıflık), IL-1'in merkezi sinir sistemi üzerindeki etkisi ile ilişkilidir. IL-1, koloni uyarıcı faktörler için reseptörlerin ekspresyonunu artırarak, radyo-koruyucu etkisi ile bağlantılı olan hematopoezi arttırır. IL-1, lökositlerin, iltihaplanma sırasında lökositozun ortaya çıkmasına ve lökosit formülünün sola kaymasına (olgunlaşmamış hücre formlarının birikmesi) yol açan, olgunlaşmamış olanlar da dahil olmak üzere, öncelikle nötrofiller olmak üzere kemik iliğinden salınmasını uyarır. IL-1'in etkileri, otonomik işlevleri ve hatta daha yüksek sinirsel aktiviteyi (davranış tepkilerindeki değişiklikler, vb.) etkiler. Kondrositler ve osteositler de IL-1'in hedefi olabilir, bu da IL-1'in kıkırdak ve kemik yıkımına neden olma yeteneğinin nedenidir. inflamatuar süreç ve tam tersi, patolojik dokuların hiperplazisi (romatoid artritte pannus). IL-1'in zarar verici etkisi ayrıca septik şokta, romatoid artritte eklem hasarında ve bir dizi başka patolojik süreçte de kendini gösterir.
Bakteriyel ürünlerin IL-1 etkilerinin kopyalanması, patojenlerin yayılmadan aktive edici etkisinin tekrar tekrar üretilmesi ihtiyacı ile ilişkilidir. Mikroorganizmalar, yalnızca penetrasyon bölgesinin hemen yakınında bulunan hücreleri, özellikle de yerel makrofajları uyarır. Aynı etki daha sonra IL-1p molekülleri tarafından tekrar tekrar üretilir. IL-1'in bu işlevi yerine getirmesi, aktivasyon sırasında vücudun hemen hemen tüm hücreleri tarafından reseptörlerinin ekspresyonu ile kolaylaştırılır (öncelikle iltihaplanma odağında meydana gelir).
IL-1 reseptörü antagonisti (IL-1RA), IL-la ve IL-1P'ye homologdur (sırasıyla %26 ve %19 homoloji). IL-1 reseptörleri ile etkileşime girer, ancak hücreye bir sinyal iletemez. Sonuç olarak, IL-1RA, spesifik bir IL-1 antagonisti olarak hareket eder. IL-1RA, IL-1 ile aynı hücreler tarafından salgılanır, bu işlem kaspaz 1'in katılımını gerektirmez. IL-1RA'nın üretimi, IL-1'in sentezi ile aynı faktörler tarafından indüklenir, ancak bazıları makrofajlar ve hepatositler tarafından kendiliğinden üretilir. Sonuç olarak, bu faktör kan serumunda sürekli olarak bulunur. Bu, akut enflamasyon sırasında önemli miktarlarda üretilen IL-1'in sistemik etkisinin olumsuz sonuçlarını önlemek için muhtemelen gereklidir. Rekombinant IL-1RA şu anda şu şekilde test edilmektedir: tıbbi ürün kronik inflamatuar hastalıkların tedavisinde (romatoid artrit vb.)
IL-18, IL-p ile ilgili proinflamatuar bir sitokindir: ayrıca kaspaz 1'in katılımıyla dönüştürülen bir öncü olarak sentezlenir; sitoplazmik kısmı TIR alanını içeren ve NF-kB'nin aktivasyonuna yol açan bir sinyal ileten reseptör ile etkileşime girer. Sonuç olarak, tüm proinflamatuar genlerin aktivasyonu meydana gelir, ancak IL-1'in etkisi altında olduğundan daha az belirgindir. IL-18'in ayrı bir özelliği, hücreler tarafından IFNy sentezinin uyarılmasıdır (özellikle IL-12 ile kombinasyon halinde). IL-12'nin yokluğunda IL-18, IFNy antagonisti IL-4'ün sentezini indükler ve alerjik reaksiyonların gelişimine katkıda bulunur. IL-18'in etkisi, onu sıvı fazda bağlayan çözünür bir antagonist tarafından sınırlandırılır.
IL-33 yapısal olarak IL-18'e çok yakındır. IL-33'ün işlenmesi de kaspaz 1'in katılımıyla gerçekleşir. Ancak bu sitokin, işlevleri bakımından IL-1 ailesinin diğer üyelerinden farklıdır. IL-33'ün etkisinin özelliği, büyük ölçüde reseptörünün IL-2 hücreleri üzerinde seçici olarak eksprese edilmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bu bağlamda IL-33, N2-sitokinler IL-4, IL-5, IL-13'ün salgılanmasını ve alerjik süreçlerin gelişimini destekler. Önemli bir proinflamatuar etkisi yoktur.
Tümör nekroz faktörü a (TNFa veya TNFa), immünolojik açıdan önemli başka bir protein ailesinin bir üyesidir. Geniş bir aktivite spektrumuna sahip proinflamatuar bir sitokindir. TNFa katlanmış bir yapıya sahiptir. Moleküler ağırlığı 27 kDa olan fonksiyonel olarak aktif bir membran molekülü pro-TNFa olarak sentezlenir, bu bir tip II transmembran proteindir (yani, N-terminal kısmı hücreye yönlendirilir). Proteolizin bir sonucu olarak, hücre dışı alanda moleküler ağırlığı 17 kDa olan çözünür bir monomer oluşur. TNFa monomerleri, bu sitokinin ana formu olan 52 kDa moleküler ağırlığa sahip bir trimeri kendiliğinden oluşturur. Trimer çan şeklinde bir şekle sahiptir ve alt birimler, her biri 3 reseptör bağlama yeri içeren C-terminalleri ile bağlanırken, N-terminalleri birbirine bağlı değildir ve reseptörlerle (ve sonuç olarak) etkileşime katılmaz. , sitokin fonksiyonlarının performansında). Asidik pH değerlerinde, TNFa, bazı fonksiyonlarında bir değişikliğe, özellikle sitotoksisitede bir artışa neden olan bir a-sarmal yapı kazanır. TNF, büyük TNF üst ailesi molekül ailesinin prototipik üyesidir (Tablo 2.31). Lenfotoksin a ve b'yi (yalnızca ilki çözünür formda bulunur) ve ayrıca aşağıda bahsedilecek olan hücreler arası etkileşimlerde yer alan birçok zar molekülünü (CD154, FasL, BAFF, OX40-L, TRAIL, APRIL, LIGHT) içerir. çeşitli bağlamlarda. Modern terminolojiye göre, süper ailenin üyelerinin adı TNFSF kısaltmasından ve bir seri numarasından (TNFa - TNFSF2 için, lenfotoksin a - TNFSF1 için) oluşur.
Tablo 2.31. Tümör nekroz faktörü ailelerinin ana temsilcileri ve reseptörleri

Faktör (ligand)	krom mosoma	Moleküler ağırlık, kDa	alıcı
TNFa (TNFSF2)	6r	17; trimer - 52; glikosile form - 25.6	TNF-R1, TNF-R2 (TNFRSF1, TNFRSF2)
Lenfotoksin (TNFSF1)	6r	22,3	TNF-R1, TNF-R2
Lenfotoksin B (TNFSF3)	6r	25,4	LTp-R (TNFRSF3)
OX-40L (TNFSF4)	1q	34,0	OX-40 (TNFRSF4; CD134)
CD40L (TNSFSF5; CD154)	XP	39,0	CD40 (TNFRSF5)
FasL (TNNFSF6; CD178)	1q	31,5	Fas/APO-1 (CD95) (TNFRSF6)
CD27L (TNSFSF7, CD70)	19p	50,0	CD27 (TNFRSF7)
CD30L (TNFSF8)	9q	40,0	CD30 (TNFRSF8)
4-1BBL (TNFSF9)	19p	27,5	4-1BB (TNFRSF9; CD137)
İZ (TNFSF10)	3q	32,0	VK4b VK5
NİSAN (TNFSF13)	17p	27,0	BCMA, TACI
IŞIK (TNFSF14)	16q	26,0	HVEM (TNFRSF14)
GITRL (TNFSF18)	1p	22,7	GITR (TNFRSF18)
BAFF (TNFSF20)	13	31,2	BAFFR, TACI, BCMA

IL-1 gibi TNFa'nın ana üreticileri monositler ve makrofajlardır. Ayrıca nötrofiller, endotel ve epitel hücreleri, eozinofiller, mast hücreleri, B- ve T-lenfositleri tarafından enflamatuar sürece dahil olduklarında salgılanır. TNFa, kan dolaşımında diğer proinflamatuar sitokinlerden daha önce - molekülün zar formunun hücreler tarafından "düşürülmesi" ve muhtemelen ayrıca salınmasıyla ilişkili olan enflamasyonun indüklenmesinden 20-30 dakika sonra saptanır. granüllerin içeriğinin bir parçası olarak TNFa.
Sırasıyla 55 ve 75 kDa moleküler ağırlıklara sahip TNFa ve lenfotoksin a - TNFRI (tümör nekroz faktörü reseptörü I'den) ve TNFRII için ortak olan 2 tip TNF reseptörü vardır. TNFRI, eritrositler dışında vücudun hemen hemen tüm hücrelerinde bulunur ve TNFRII, esas olarak bağışıklık sisteminin hücrelerinde bulunur. TNFR'ler, hücre etkileşimi ve hücre ölümü - apoptoz indüksiyonu ile ilgili molekülleri içeren geniş bir aile oluşturur. TNFa'nın TNFRI için afinitesi, TNFRII'den daha düşüktür (sırasıyla yaklaşık 5x10-10 M ve 55x10-11 M. TNFa-trimeri bağlarken, sinyal iletimi için gerekli reseptörlerinin trimerizasyonu meydana gelir.
Bu reseptörlerden sinyal iletiminin özellikleri, büyük ölçüde hücre içi kısımlarının yapısı tarafından belirlenir. TNFRI'nin sitoplazmik kısmı, apoptoz mekanizmasının aktivasyonuna yol açan sinyallerin alındığı sözde ölüm alanı ile temsil edilir; TNFRII'de bir ölüm alanı yoktur. TNFRI'den sinyal iletimi, aynı zamanda ölüm alanlarını da içeren adaptör proteinleri TRADD (TNFR-ilişkili ölüm alanı) ve FADD'nin (Fas-ilişkili ölüm alanı) katılımıyla gerçekleşir. Apoptoz gelişimine yol açan yola ek olarak (kaspaz 8 aktivasyonu veya seramid sentezi yoluyla), TRAF2/5 ve RIP-1 faktörlerinin katılımıyla açılan birkaç sinyal yolu daha izole edilir. Bu faktörlerin ilki, NF-kB faktörünün aktivasyonuna yol açan yol boyunca bir sinyal iletir, yani. proinflamatuar genlerin indüksiyonunun klasik yolu boyunca (bkz. Şekil 2.55). RIP-1 faktörü tarafından aktive edilen sinyal yolu, nihai ürün olan transkripsiyon faktörü AP-1 ile MAP kaskadının aktivasyonuna yol açar. Bu faktör, hücre aktivasyonunu sağlayan ve apoptoz gelişimini engelleyen genleri içerir. Böylece hücrenin kaderi, TNFa'nın TNFRI'ye bağlanmasıyla tetiklenen pro- ve anti-apoptotik mekanizmaların dengesi tarafından belirlenir.
TNFa fonksiyonlarının uygulanması, esas olarak TNFRI yoluyla etki ile ilişkilidir - karşılık gelen genin devre dışı bırakılması, ciddi immün yetmezliğin gelişmesine yol açarken, TNFRII geninin etkisizleştirilmesinin sonuçları önemsizdir. Enflamatuar yanıtın zirvesinde, TNF-a reseptörleri zardan "dökülebilir" ve anti-inflamatuar bir etki göstererek TNF-a'yı bağladıkları hücreler arası boşluğa girebilirler. Buna bağlı çözünür formlar TNFR, kronik enflamatuar hastalıkların tedavisinde kullanılır. Çözünür TNFRII bazlı ilacın klinik olarak en etkili olduğu ortaya çıktı.
IL-1 gibi, TNFa da adezyon moleküllerinin ekspresyonunu, proinflamatuar sitokinlerin ve kemokinlerin sentezini, akut faz proteinlerini, fagositik hücre enzimlerini vb. arttırır. IL-1 ile birlikte TNFa, enflamasyonun tüm önemli lokal ve bazı sistemik belirtilerinin oluşumunda yer alır. Endotel hücrelerini aktive eder, anjiyogenezi uyarır, migrasyonu artırır ve lökositleri aktive eder. TNFa, IL-1'den daha büyük ölçüde, lenfositlerin aktivasyonunu ve çoğalmasını etkiler. IFNy ile kombinasyon halinde, TNFa fagositlerin NO-sentazının aktivitesini indükler ve bu onların bakterisidal potansiyellerini önemli ölçüde artırır. TNFa, fibroblast proliferasyonunu uyararak yara iyileşmesini destekler. Artan yerel TNFa üretimi ile birlikte, hemorajik nekroz gelişimi ile kendini gösteren doku hasarı süreçleri baskındır. Ek olarak, TNFa, lipogenezi zayıflatan ve kaşeksi gelişimine yol açan lipoprotein lipaz aktivitesini inhibe eder (TNFa'nın orijinal isimlerinden biri kaşeksindir). TNFa'nın artan salınımı ve örneğin yüksek dozlarda bakteriyel süper antijenlerin etkisi altında dolaşımda birikmesi, ciddi bir patoloji - septik şok gelişmesine neden olur. Bu nedenle, koruyucu bir işlevi yerine getirmeyi ve homeostazı sürdürmeyi amaçlayan TNFa'nın etkisine, genellikle ölüme neden olan ciddi toksik etkiler (lokal ve sistemik) eşlik edebilir.
IL-6 - proinflamatuar sitokin geniş eylem. Ayrıca, IL-6'nın kendisine ek olarak onkostatin M (OSM), lösemi inhibe edici faktör (LIF), siliyer nörotrofik faktör (CNTF), kardiyotropin-1 (CT-1) içeren bir sitokin ailesi için prototipik faktör olarak hizmet eder. ) ve IL-11 ve IL-31. IL-6'nın moleküler ağırlığı 21 kDa'dır. IL-6, monositler ve makrofajlar, endotel, epitel, glial, düz kas hücreleri, fibroblastlar, Th2 tipi T-lenfositleri ve ayrıca birçok tümör hücresi tarafından üretilir. Miyeloid hücreler tarafından IL-6 üretimi, TLR'lerinin mikroorganizmalar ve ürünleri ile ve ayrıca IL-1 ve TNFa'nın etkisi altında etkileşimi ile indüklenir. Aynı zamanda 2 saat içinde kan plazmasındaki IL-6 içeriği 1000 kat artar.
IL-6 ailesinin tüm faktörlerinin reseptörleri ortak bir bileşen içerir - vücudun hemen hemen tüm hücrelerinde bulunan gp130 zinciri. Reseptörün ikinci bileşeni, her sitokin için ayrıdır. Spesifik IL-6 reseptör zinciri (gp80) bu sitokinin bağlanmasından sorumludur, gp130 ise tirozin kinazlar Jak1 ve Jak2 ile ilişkili olduğundan sinyal iletiminde yer alır. IL-6 reseptör ile etkileşime girdiğinde, aşağıdaki olaylar dizisi tetiklenir: IL-6 monomeri gp80 zinciri ile etkileşime girer, komplekslerin dimerizasyonu meydana gelir (2 sitokin molekülü - 2 gp80 zinciri), ardından 2 gp130 zinciri bağlanır Jakkinaz'ın fosforilasyonuna yol açan kompleks. İkincisi, dimerize olan, çekirdeğe hareket eden ve hedef genlerin promotörlerini bağlayan STAT1 ve STAT3 faktörlerini fosforile eder. gp80 zinciri, hücreden kolayca "yıkanır"; serbest formda sitokin ile etkileşime girerek onu etkisiz hale getirir; IL-6'nın spesifik bir inhibitörü olarak işlev görür.
IL-6, enflamasyonun lokal tezahürlerinin neredeyse tüm kompleksinin indüklenmesinde yer alır. Monositleri ve lenfositleri çeken CC kemokinlerinin üretimini artırarak ve nötrofilleri çeken CXC kemokinlerinin üretimini azaltarak fagositlerin göçünü etkiler. IL-6'nın proinflamatuar etkileri, IL-1 ve TNFa'nınkinden daha az belirgindir, buna karşılık proinflamatuar sitokinlerin (IL-1, TNFa ve IL-6) üretimini artırmaz, ancak inhibe eder. ve enflamatuar süreçte yer alan hücreler tarafından kemokinler. Böylece IL-6, pro- ve anti-inflamatuar sitokinlerin özelliklerini birleştirir ve yalnızca gelişimde değil, aynı zamanda inflamatuar yanıtı sınırlamada da yer alır.
IL-6, hepatositlerde akut faz proteinlerinin gen ekspresyonunu indükleyen ana faktördür. IL-6, kök hücre proliferasyonu ve farklılaşması dahil olmak üzere çeşitli hematopoez aşamalarını etkiler. Olgunlaşmamış plazma hücreleri için bir büyüme faktörü görevi görerek hümoral bağışıklık tepkisini önemli ölçüde artırır. IL-6 ayrıca sitotoksik T hücrelerinin aktivitesini artırarak T lenfositlerini de etkiler.
IL-17 ve ilgili sitokinler. IL-17 çeşitleri de dahil olmak üzere bir grup sitokin, özellikle otoimmün hastalıklarda bazı zarar verici enflamatuar reaksiyon biçimlerinin geliştirilmesinde yer alan özel bir T-yardımcı türü olan Th17'nin keşfiyle bağlantılı olarak genel dikkatleri üzerine çekmiştir. süreçler (bkz. bölüm 3.4.3.2). Bu sitokinlerin adaptif immün yanıtlardaki rolü aşağıda tartışılacaktır. Burada sitokinlerin yalnızca genel bir özelliğini sunuyoruz ve doğuştan gelen bağışıklık reaksiyonlarındaki rollerini kısaca ele alıyoruz.
IL-17 ailesi, A'dan F'ye kadar harflerle gösterilen 6 protein içerir. IL-17A ve IL-17F, proinflamatuar sitokinlerin özelliklerine sahiptir. Bir disülfit bağı ile bir arada tutulan homodimerlerdir; moleküler ağırlıkları 17.5 kDa'dır. Bu sitokinler, bahsedilen Th17'nin yanı sıra CD8+ T hücreleri, eozinofiller ve nötrofiller tarafından üretilir. IL-23, Th17 hücrelerinin gelişimini ve IL-17 üretimini uyarır.
IL-17 reseptörleri birçok hücre tarafından ifade edilir - epitelyal, fibroblastlar, bağışıklık sistemi hücreleri, özellikle nötrofiller. IL-17'nin reseptör ile etkileşiminin ana sonucu, diğer proinflamatuar sitokinlerin etkisinde olduğu gibi, NF-kB faktörünün indüklenmesi ve çok sayıda NF-KB'ye bağlı inflamatuar genin ekspresyonudur.
IL-17'nin (IL-23 ile birlikte) önemli biyolojik etkilerinden biri, nötrofil homeostazının sürdürülmesidir. Bu sitokinler, G-CSF üretimini uyararak nötrofil üretimini arttırır. Aynı zamanda, IL-17 ve IL-23 üretimindeki artış veya azalma, periferik dokulardaki nötrofil sayısı ile düzenlenir: apoptoz sonucunda bu hücrelerin sayısında bir azalma, nötrofil sayısında bir artışa yol açar. sitokinlerin üretimi.
IL-17'nin proinflamatuar etkisi, esas olarak diğer sitokinlerin (IL-8, IL-6, y-CSF, bir dizi kemokin) artan üretimi ve adezyon moleküllerinin ekspresyonu yoluyla gerçekleştirilir. IL-17 veya IL-23 için transgenik fareler, çeşitli organlardan nötrofiller, eozinofiller, makrofajlar ve lenfositler tarafından infiltrasyonla birlikte interstisyel yapıda sistemik kronik enflamasyon geliştirir. Bu sitokinlerin, kronik otoimmün hastalıkların gelişiminde öncü bir rol oynadığı kabul edilmektedir.
IL-12 ailesi
IL-12, NK hücrelerini aktive etme, T-lenfosit proliferasyonunu indükleme ve IFNy sentezini indükleme kabiliyeti ile tanımlanmıştır. IL-12, doğuştan gelen bağışıklık sistemi hücreleri tarafından üretilen sitokinler arasında özel bir yere sahiptir, çünkü o (ana üreticileri olan dendritik hücreler gibi) doğal ve kazanılmış bağışıklık arasında bir bağlantı görevi görür. Öte yandan IL-12, hücre içi patojenlere karşı bağışıklık savunmasında kilit bir rol oynayan IL-12-IFNy tandeminin bir parçasıdır.
IL-12, p40 ve p35 alt birimlerinden oluşan bir dimerdir. Toplam moleküler ağırlığı 75 kDa'dır. IL-12'nin fonksiyonel aktivitesi, p40 alt birimi ile ilişkilidir. "Tam ölçekli" IL-12, aktive edilmiş monositler, makrofajlar, miyeloid dendritik hücreler, nötrofiller, bariyer dokuların epitel hücreleri tarafından salgılanır (hem IL-12p35 hem de IL-12p40 sitokin alt birimlerini üretirler). Çoğu vücut hücresi, yalnızca işlevsel olarak aktif olmayan alt birim ^-12p35'i sentezler. Hücre tarafından salgılanan IL-12 heterodimer miktarı, p35 alt birimi ile sınırlıdır. IL-12p40 fazla miktarda sentezlenir ve bir kemoatraktan olduğu kadar bir IL-12 antagonisti olarak işlev gören bir homodimer oluşturmak üzere dimerize olabilir. IL-12 üretiminin indükleyicileri, öncelikle TLR ve diğer örüntü tanıyan reseptörler tarafından tanınan patojenlerdir. IL-12'nin üretimi, IL-1, IFNy ve ayrıca CD40-CD154 ve diğer aile molekül çiftleri - TNFR'nin aracılık ettiği hücreler arası etkileşimler tarafından arttırılır.
IL-12 reseptörü en güçlü şekilde NK hücrelerinde, aktive edilmiş ThI hücrelerinde ve sitotoksik T lenfositlerinde ve daha az ölçüde dendritik hücrelerde eksprese edilir. IL-12 reseptörünün aktive edilmiş T hücreleri tarafından ekspresyonu, IL-12, IFNy, IFNa, TNFa'nın etkisi ve CD28 reseptörü aracılığıyla kostimülasyon altında artar. IL-12 için reseptör, IL-12RP1 (100 kDa) ve IL-12RP2'nin (130 kDa, CD212) alt birimleri tarafından oluşturulan ve 85 kDa moleküler ağırlığa sahip bir proteinle ilişkilendirilen bir dimerdir. Hem Pj hem de p2 zincirleri, IL-12 bağlanmasında yer alırken, IL-12RP2 alt birimi ağırlıklı olarak sinyal iletiminde yer alır. Pj zincirinin hücre içi alanı, JAK2 kinaz ile ilişkilidir ve P2 zincirinin hücre içi alanı, Tyk2 kinaz ile ilişkilidir. Kinazlar, STAT1, STAT3, STAT4 ve STAT5 transkripsiyon faktörlerini fosforile eder.
IL-12'nin ana işlevi, sitotoksik lenfositleri (NK ve T) uyarma ve Thl hücrelerinin farklılaşmasını tetikleme (bkz. bölüm 3.4.3.1) yeteneği nedeniyle, hücre içi patojenlere karşı hücresel savunma mekanizmalarını başlatmaktır. IL-12, NK ve NKT hücrelerine etki eder. erken aşamalar bağışıklık süreçleri, NK hücrelerinin proliferasyonunu ve sitotoksik aktivitesini ve daha sonra - sitotoksik T-lenfositleri ve tüm bu hücreler tarafından IFNy sentezini arttırır. Bir süre sonra IL-12, aynı zamanda IFNy üreten Thl hücrelerinin farklılaşmasını indükler. Thl hücrelerinin indüksiyonunun koşulu, IL-12RP2 reseptörünün alt biriminin aktive edilmiş CD4+ T hücrelerinin ön ifadesidir. Bundan sonra hücreler, Thl hücrelerinin karakteristik genlerinin ekspresyonunu düzenleyen STAT4 faktörünün aktivasyonuna yol açan IL-12'yi bağlama yeteneği kazanır (IFNG geninin ekspresyonu için, transkripsiyon faktörü T'nin etkisi) -bahis daha önemlidir). Aynı zamanda IL-12, IL-2 hücrelerinin farklılaşmasını baskılar ve üretimini zayıflatır.
IgE ve IgA sınıflarının B serisi antikorları. Dendritik ve diğer APC'ler üzerinde hareket eden IL-12, MHC-II APC ürünlerinin yanı sıra kostimülatör moleküllerin (CD80/86, vs.) ekspresyonunu indükler. Böylece IL-12, doğal ve adaptif bağışıklık arasında bir köprü rolü oynar ve hücre içi patojenlere ve tümörlere karşı korumadan sorumlu bağışıklık mekanizmalarını geliştirir.
IL-12 ailesi, IL-23, IL-27 ve IL-35'i içerir. Bu sitokinler heterodimerlerdir: IL-23, iki alt birimden oluşur - IL-23p19 ve IL-12p40 (IL-12'nin karşılık gelen alt birimiyle aynı), IL-27 - Ebi3 ve IL-27p28 alt birimleri, IL-35 - tarafından Ebi3 ve IL-12p35 alt birimleri. Bu sitokinler ağırlıklı olarak dendritik hücreler tarafından üretilir. IL-12 ailesinin sitokinlerinin üretimi, özellikle GM-CSF olmak üzere patojenlerde bulunan PAMP'ler ve sitokinler tarafından tetiklenir.
IL-23'ün alımı iki farklı yapı tarafından gerçekleştirilir: IL-12p40 alt birimi, IL-12 reseptörünün p zincirini tanır ve IL-23p19 alt birimi, spesifik bir reseptör olan IL-23R tarafından tanınır. STAT4, IL-23'ten sinyal iletiminde önemli bir rol oynar. IL-27 reseptörü, WSX-1'i (IL-12R'nin p2 alt biriminin bir homologu) ve gp130'u (IL-6 sitokin ailesi için reseptörlerin bir parçası olan bir polipeptit zinciri) aktive eder.
IL-12 gibi, IL-23 ve IL-27 de ağırlıklı olarak CD4+ T hücreleri üzerinde etki ederek Th1 yolu boyunca farklılaşmalarını destekler. IL-23'ün özellikleri - T-bellek hücreleri üzerinde baskın bir etki ve ayrıca Th17 gibi T-yardımcılarının gelişimini destekleme yeteneği. IL-27, ailenin diğer iki sitokininden, yalnızca aktive edilmiş değil, aynı zamanda dinlenme halindeki CD4+ T hücrelerinin çoğalmasını indükleme kabiliyetiyle farklılık gösterir. Yakın zamanda, IL-27 ve IL-35'in düzenleyici (baskılayıcı) faktörler olarak hareket edebildiği gösterilmiştir, çünkü bunların Ebi3 alt birimi, FOXP3 anahtar düzenleyici T-hücresi faktörünün hedefidir.
Koloni uyarıcı faktörler (CSF) (Tablo 2.32) veya hematopoietinler, üç sitokinle temsil edilir - GM-CSF, G-CSF ve M-CSF. IL-3 (Multi-CSF) işlevsel olarak onlara yakındır. Bu faktörlere koloni uyarıcı faktörler denir, çünkü ilk olarak uygun bileşime sahip hematopoietik hücre kolonilerinin in vitro büyümesini destekleme yetenekleriyle tanımlandılar. IL-3, lenfoid olanlar hariç herhangi bir hematopoietik hücre kolonisinin büyümesini desteklediği için en geniş aktivite spektrumuna sahiptir. GM-CSF, hem karışık granülosit-monosit kolonilerinin hem de ayrı granülosit ve monosit/makrofaj kolonilerinin büyümesini destekler. G-CSF ve M-CSF, ilgili kolonilerinin büyümesini ve farklılaşmasını destekleme konusunda uzmanlaşmıştır. Bu faktörler sadece hayatta kalmayı ve çoğalmayı sağlamakla kalmaz hematopoietik hücreler Bu tiplerden, ancak aynı zamanda zaten olgunlaşmış farklılaşmış hücreleri (M-CSF - makrofajlar, G-CSF - nötrofiller) aktive edebilirler. M-CSF, monositlerin makrofajlara farklılaşmasında rol oynar ve monositlerin dendritik hücrelere farklılaşmasını engeller. G-CSF, hematopoezin granülositik dalına etki etmesine ek olarak, hematopoietik kök hücrelerin kemik iliğinden kan dolaşımına mobilizasyonuna neden olur.
Tablo 2.32. Koloni uyarıcı faktörlerin karakterizasyonu

isim nie	kromo yayın balığı	Moleküler ağırlık, kDa	Hücreler- üreticiler	Hücreler- hedefler	yemek tarifi tori
GM-CSF	5q	22	Makrofajlar, T hücreleri, NK hücreleri, stromal hücreler, epitel hücreleri	Makrofajlar, nötrofiller, eozinofiller, T hücreleri, dendritik hücreler, hematopoietik hücreler	GM- CSFR hava/r
G-CSF	17q	18-22		Nötrofiller, eozinofiller, T hücreleri, hematopoietik hücreler	G-CSFR (1 zincir)
M-CSF	5q	45/70 (dimer)	Makrofajlar, stromal hücreler, epitel hücreleri	makrofajlar, kan yapıcı hücreler	c-Fms
kök hücre faktörü	12q	32	stromal hücreler	Hematopoietik hücreler, B hücreleri, mast hücreleri	c-kit
Flt-3- ligand	19q	26,4	stromal hücreler	Hematopoietik hücreler, mast hücreleri	Flt-3

G-CSF, GM-CSF ve IL-3, yapısal olarak 4 a-sarmal alanı içeren hematopoietinler olarak karakterize edilir. Reseptörleri 2 polipeptit zinciri içerir, bunlar hematopoietin reseptörleri ailesine aittir. M-CSF diğer BOS'lardan farklıdır. Dimerik bir moleküldür ve hem çözünür hem de zara bağlı formlarda bulunur. Reseptörü, hücre dışı Ig benzeri alanlara ve tirozin kinaz aktivitesine sahip bir hücre içi alana sahiptir (bu proto-onkojen kinazın adı, c-Fms, bazen tüm reseptöre aktarılır). M-CSF reseptörlere bağlandığında, kinazı dimerize eder ve aktive eder.
Koloni uyarıcı faktörler, endotelyal hücreler ve fibroblastlar ile monositler/makrofajlar tarafından üretilir. GM-CSF ve IL-3 de T-lenfositleri tarafından sentezlenir. Bakteriyel ürünlerin (örüntü tanıyan reseptörler yoluyla) ve proinflamatuar sitokinlerin etkisi altında, koloni uyarıcı faktörlerin sentezi ve salgılanması önemli ölçüde artar ve bu da artmış miyelopoezise yol açar. Granülositopoez, olgunlaşmamış olanlar da dahil olmak üzere çevreye hızlandırılmış hücre göçünün eşlik ettiği özellikle güçlü bir şekilde uyarılır. Bu, formülün sağa kayması ile nötrofilik lökositozun bir resmini oluşturur, ki bu enflamasyonun çok karakteristik özelliğidir. GM- ve G-CSF'ye dayalı müstahzarlar klinik uygulama sitotoksik etkilerle (ışınlama, tümör hastalıklarının tedavisinde kemoterapi vb.) zayıflamış granülositopoezi uyarmak için. G-CSF, hematopoietik kök hücreleri mobilize etmek için kullanılır, ardından bozulmuş hematopoezi eski haline getirmek için indüklenmiş lökomas kullanılır.
Kök hücre faktörü (SCF - kök hücre faktörü, c-kit ligandı), kemik iliği stroma hücreleri (fibroblastlar, endotel hücreleri) ve ayrıca farklı şekiller Embriyonik gelişim sırasında hücreler. SCF, transmembran ve çözünür moleküller olarak bulunur (ikincisi, hücre dışı kısmın proteolitik bölünmesinin bir sonucu olarak oluşur). SCF kan plazmasında tespit edilir. Molekülünün iki disülfit bağı vardır. SCF reseptörü c-Kk, tirozin kinaz aktivitesine sahiptir ve yapısal olarak Flt-3 ve c-Fms'ye (M-CSF reseptörü) benzer. SCF bağlandığında, reseptör dimerizasyonu ve fosforilasyonu meydana gelir. Sinyal iletimi, PI3K ve MAP kademesinin katılımıyla gerçekleşir.
SCF geninin ve reseptörünün mutasyonları uzun süredir tarif edilmektedir (çelik mutasyonları); farelerde, kaplama renginde bir değişiklik ve hematopoez ihlali ile kendini gösterirler. Faktörün zar formunun sentezini bozan mutasyonlar, embriyonun gelişiminde büyük kusurlara neden olur. Diğer faktörlerle birlikte SCF, hematopoietik kök hücrelerin yaşayabilirliğinin korunmasında rol oynar, çoğalmalarını sağlar ve hematopoezin erken evrelerini destekler. SCF özellikle eritropoez ve gelişim için önemlidir. Mast hücreleri ve ayrıca DN1 ve DN2 aşamalarında timositler için bir büyüme faktörü olarak hizmet eder.
Flt-3L faktörü (Fms benzeri tirosinkinaz 3-ligandı), yapı ve biyolojik aktivite bakımından SCF'ye benzer özelliklere sahiptir ve diğer faktörlerle kombinasyon halinde miyelopoezisin erken aşamalarını ve B-lenfositlerin gelişimini destekler. SCF, lösemik miyeloblastlar için bir büyüme faktörü rolü oynar.
Enflamasyon ve doğuştan gelen bağışıklıkta önemli bir hümoral faktör olan kemokinler, yukarıda lökosit kemotaksisinin tanımında tartışılmıştır (bkz. Bölüm 2.3.2).