Введение

Группа цитокинов
Интерлейкины (IL) – это группа цитокинов (секретируемых белков и сигнальных молекул), которые экспрессируются и секретируются белыми кровяными клетками (лейкоцитами), а также некоторыми другими клетками организма. Геном человека кодирует более 50 интерлейкинов и связанных с ними белков. Функция иммунной системы в первую очередь зависит от интерлейкинов, и описаны редкие дефициты ряда из них, которые проявляются аутоиммунными заболеваниями или иммунодефицитом. Большинство интерлейкинов синтезируются CD4-хелперными Т-лимфоцитами, а также моноцитами, макрофагами и эндотелиальными клетками. Они способствуют развитию и дифференцировке Т- и В-лимфоцитов, а также гемопоэтических клеток. Также известно, что рецепторы интерлейкина на астроцитах гиппокампа участвуют в формировании пространственной памяти у мышей. Термин «интерлейкин» происходит от (inter) – «как средство коммуникации», и (лейкин) – «в связи с тем, что многие из этих белков производятся лейкоцитами и действуют на них». Это название в некоторой степени устарело, поскольку впоследствии было установлено, что интерлейкины продуцируются широким спектром клеток организма. Термин был предложен доктором Верном Пэткау из Университета Виктории. Некоторые интерлейкины классифицируются как лимфокины – цитокины, продуцируемые лимфоцитами, которые опосредуют иммунные ответы.

Интерлейкин 1

Интерлейкин 1 альфа и интерлейкин 1 бета (IL1 альфа и IL1 бета) – это цитокины, участвующие в регуляции иммунных ответов, воспалительных реакций и гематопоэза. Два типа IL1-рецепторов, каждый из которых содержит три внеклеточных домена, подобных иммуноглобулинам (Ig), демонстрируют ограниченное сходство последовательности (28%) и различные фармакологические характеристики; они были клонированы из клеточных линий мыши и человека и обозначены как рецепторы типа I и типа II. Рецепторы существуют в трансмембранной (ТМ) и растворимой формах: растворимый IL1-рецептор предположительно образуется посттрансляционно в результате отщепления внеклеточной части мембранных рецепторов. Оба рецептора IL1 (CD121a/IL1R1, CD121b/IL1R2) хорошо консервативны в ходе эволюции и картируются в одно и то же место на хромосоме. Рецепторы способны связывать все три формы IL1 (IL1 альфа, IL1 бета и IL1-рецепторный антагонист). Кристаллические структуры IL1A и IL1B были определены, показав, что они разделяют ту же структуру из 12 бета-цепей, что и гепарин-связывающие факторы роста и ингибиторы трипсина типа Куница. Бета-цепи расположены в 4 схожих долях вокруг центральной оси, 8 цепей формируют антипараллельный бета-баррель. Ряд областей, особенно петля между цепями 4 и 5, предположительно участвуют в связывании с рецепторами. Молекулярное клонирование конвертирующего фермента интерлейкина 1 бета происходит посредством протеолитического расщепления неактивного предшественника. Клонирована комплементарная ДНК, кодирующая протеазу, осуществляющую это расщепление. Рекомбинантная экспрессия позволяет клеткам перерабатывать предшественник интерлейкина 1 бета в зрелую форму фермента. Интерлейкин 1 также играет роль в центральной нервной системе. Исследования показывают, что мыши с генетической делецией рецептора IL1 типа I демонстрируют выраженное нарушение функции памяти, зависящей от гиппокампа, и долговременной потенциации, хотя память, не зависящая от целостности гиппокампа, по-видимому, сохраняется. Однако, когда мышам с этой генетической делецией вводят нейронные предшественники дикого типа в гиппокамп, и этим клеткам дают возможность созреть в астроциты, содержащие рецепторы интерлейкина 1, мыши проявляют нормальную функцию памяти, зависящую от гиппокампа, и частичное восстановление долговременной потенциации. Эти факторы, включая интерлейкин 2 (IL2), секретируются Т-клетками, стимулированными лектинами или антигенами, и оказывают различные физиологические эффекты. IL2 – это лимфокин, индуцирующий пролиферацию реагирующих Т-клеток. Кроме того, он действует на некоторые В-клетки посредством специфического связывания с рецепторами, выступая в качестве фактора роста и стимулятора продукции антител. Белок секретируется в виде единственного гликозилированного полипептида, и для его активности требуется отщепление сигнальной последовательности. Белок, существующий in vivo в виде мономера, продуцируется в активированных Т-клетках и тучных клетках. Он регулирует рост и активацию эозинофилов. Мономеры удерживаются вместе двумя дисульфидными связями. Он играет важную роль в конечной дифференцировке В-клеток в клетки, секретирующие иммуноглобулин, а также в индуцировании роста миеломы/плазмацитомы, дифференцировке нервных клеток и, в гепатоцитах, реактантов острой фазы. Ряд других цитокинов можно сгруппировать с IL6 на основе сходства последовательности. К ним относятся гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (GCSF) и миеломоноцитарный фактор роста (MGF). GCSF действует в гематопоэзе, влияя на продукцию, дифференцировку и функцию двух связанных групп белых кровяных клеток. Альфа-спирали антипараллельны, с двумя перехлестными связями, которые формируют двойной антипараллельный бета-лист. Четвертая альфа-спираль важна для биологической активности молекулы. Это цитокин, служащий фактором роста для ранних лимфоидных клеток как В-, так и Т-клеточных линий.

Интерлейкин 8

Интерлейкин 8 – это химиокин, продуцируемый макрофагами и другими типами клеток, такими как эпителиальные клетки, клетки гладкой мускулатуры дыхательных путей и эндотелиальные клетки. Эндотелиальные клетки хранят IL 8 в своих хранилищных везикулах, телах Вейбеля-Паладе. У человека белок интерлейкина 8 кодируется геном CXCL8. IL 8 изначально продуцируется в виде пептида-прекурсора из 99 аминокислот, который затем подвергается расщеплению с образованием нескольких активных изоформ IL 8. В культуре 72 аминокислотный пептид является основной формой, секретируемой макрофагами. Это цитокин, поддерживающий рост Т-хелперов, не зависящий от IL2 и IL4. Ранние исследования указывали на то, что интерлейкины 9 и 7, по-видимому, эволюционно связаны, и существуют записи Pfam, InterPro и PROSITE для семейства интерлейкинов 7/интерлейкинов 9. Однако недавнее исследование показало, что IL 9 на самом деле гораздо ближе к IL 2 и IL 15, чем к IL 7. Более того, исследование выявило неразрешимые структурные различия между IL 7 и всеми остальными цитокинами, передающими сигналы через γc-рецептор (IL 2, IL 4, IL 7, IL 9, IL 15 и IL 21).

Интерлейкин 10

Интерлейкин 10 (IL 10) – это белок, который подавляет синтез ряда цитокинов, включая IFN-гамма, IL 2, IL 3, TNF и GM-CSF, продуцируемых активированными макрофагами и Т-хелперами. По структуре IL 10 представляет собой белок, состоящий примерно из 160 аминокислот, содержащий четыре консервативных цистеина, участвующих в дисульфидных связях. IL 10 высоко гомологичен белку BCRF1 вируса герпеса человека 4 (вируса Эпштейна-Барр), который подавляет синтез гамма-интерферона, и белку E7 вируса герпеса лошадей 2 (вируса герпеса лошадей 2). Он также проявляет сходство, но в меньшей степени, с человеческим белком mda 7, белком, обладающим антипролиферативными свойствами в клетках человеческой меланомы. Mda 7 содержит только два из четырех цистеинов, присутствующих в IL 10.

Интерлейкин 11

Интерлейкин 11 (IL 11) — это секретируемый белок, который стимулирует мегакариоцитопоэз, изначально считалось, что это приводит к увеличению продукции тромбоцитов (впоследствии было показано, что он не является необходимым для нормального образования тромбоцитов), а также активирует остеокласты, подавляет пролиферацию и апоптоз эпителиальных клеток и ингибирует выработку медиаторов макрофагами. Эти функции могут быть особенно важны для реализации гематопоэтических, костных и мукозальных защитных эффектов интерлейкина 11.

Интерлейкин 12

Интерлейкин 12 (IL 12) представляет собой дисульфидный гетеродимер, состоящий из альфа-субъединицы массой 35 кДа и бета-субъединицы массой 40 кДа. Он участвует в стимуляции и поддержании клеточных иммунных ответов Th1, включая нормальную защиту организма от различных внутриклеточных патогенов, таких как лейшмания, токсоплазма, вирус кори и вирус иммунодефицита человека 1 (ВИЧ). IL 12 также играет важную роль в усилении цитотоксической функции NK-клеток и участвует в патологических Th1-ответах, таких как воспалительные заболевания кишечника и рассеянный склероз. Подавление активности IL 12 при этих заболеваниях может принести терапевтическую пользу. С другой стороны, введение рекомбинантного IL 12 может быть терапевтически полезным при состояниях, связанных с патологическими Th2-ответами.

Интерлейкин 13

Интерлейкин 13 (IL 13) — плейотропный цитокин, который может играть важную роль в регуляции воспалительных и иммунных ответов. Он подавляет продукцию воспалительных цитокинов и синергически действует с IL 2 в регуляции синтеза интерферона гамма. Последовательности IL 4 и IL 13 имеют отдаленное родство.

Интерлейкин 15

Интерлейкин 15 (IL 15) — это цитокин, обладающий широким спектром биологических функций, включая стимуляцию и поддержание клеточного иммунного ответа. IL 15 стимулирует пролиферацию Т-лимфоцитов, для чего необходимо взаимодействие IL 15 с IL 15R альфа и компонентами IL 2R, включая IL 2R бета и IL 2R гамма (общая гамма-цепь, γc), но не с IL 2R альфа.