Interleukina 4 - Interleukin 4
| Interleukina 4 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 analiza struktury roztworu ludzkiej interleukiny 4 wyznaczona technikami heterojądrowego trójwymiarowego magnetycznego rezonansu jądrowego
| |||||||||
| Identyfikatory | |||||||||
| Symbol | IL4 | ||||||||
| Pfam | PF00727 | ||||||||
| Klan Pfam | CL0053 | ||||||||
| InterPro | IPR002354 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00655 | ||||||||
| SCOP2 | 2INT / zakres / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
Interleukiny 4 ( IL-4 , IL-4 ) jest cytokiną , która indukuje różnicowanie naiwnych komórek T pomocniczych ( komórki TH0 ) do komórek Th2 . Po aktywacji przez IL-4, komórki Th2 wytwarzają następnie dodatkową IL-4 w pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego. IL-4 jest wytwarzana głównie przez komórki tuczne, komórki Th2, eozynofile i bazofile. Jest blisko spokrewniona i pełni funkcje podobne do interleukiny 13 .
Funkcjonować
Interleukina 4 pełni wiele biologicznych ról, w tym stymulację proliferacji aktywowanych komórek B i T oraz różnicowanie komórek B w komórki plazmatyczne . Jest kluczowym regulatorem odporności humoralnej i adaptacyjnej . IL-4 indukuje przełączanie klasy komórek B na IgE i zwiększa produkcję MHC klasy II . IL-4 zmniejsza wytwarzanie komórek Th1 , makrofagów, IFN-gamma i komórek dendrytycznych IL-12 .
Nadprodukcja IL-4 jest związana z alergiami .
Stan zapalny i gojenie ran
Makrofagi tkankowe odgrywają ważną rolę w przewlekłym zapaleniu i gojeniu ran . Obecność IL-4 w tkankach pozanaczyniowych sprzyja alternatywnej aktywacji makrofagów do komórek M2 i hamuje klasyczną aktywację makrofagów do komórek M1. Wzrostowi makrofagów naprawczych (M2) towarzyszy wydzielanie IL-10 i TGF-β, co powoduje zmniejszenie patologicznego zapalenia. Uwalnianie arginazy , proliny , poliaminaz i TGF- β przez aktywowane komórki M2 wiąże się z gojeniem ran i włóknieniem .
Chwytnik
Receptor dla interleukiny-4 jest znany jako IL-4Rα . Ten receptor istnieje w 3 różnych kompleksach w całym ciele. Receptory typu 1 składają się z podjednostki IL-4Rα ze wspólnym łańcuchem γ i specyficznie wiążą IL-4. Receptory typu 2 składają się z podjednostki IL-4Rα związanej z inną podjednostką znaną jako IL-13Rα1 . Te receptory typu 2 mają zdolność wiązania zarówno IL-4, jak i IL-13, dwóch cytokin o ściśle powiązanych funkcjach biologicznych.
Struktura
IL-4 ma zwarty, globularny fałd (podobny do innych cytokin ), stabilizowany 3 wiązaniami dwusiarczkowymi . Jedna połowa struktury jest zdominowana przez wiązkę 4 alfa-helisy z lewoskrętnym skrętem. Helisy są antyrównoległy z 2 występowi połączeń, które można podzielić na 2-stranded antyrównoległym arkusza p .
Odkrycie
Ta cytokina została wspólnie odkryta przez Maureen Howard i Williama E. Paula, a także przez Ellen Vitetta i jej grupę badawczą w 1982 roku.
Nukleotydową sekwencję ludzkiego IL-4 wyizolowano cztery lata później potwierdzając jego podobieństwo do białek mysiego zwanego stymulujący komórki B 1 czynnika (BCSF-1).
Badania na zwierzętach
Stwierdzono, że IL-4 pośredniczy w połączeniu między nerwowymi komórkami macierzystymi a neuronami, które ulegają neurodegeneracji i inicjuje kaskadę regeneracji poprzez fosforylację jej wewnątrzkomórkowego efektora STAT6 w eksperymentalnym modelu choroby Alzheimera w mózgu dorosłego danio pręgowanego .
Znaczenie kliniczne
Wykazano również , że IL-4 prowadzi mitogenezę , odróżnicowanie i przerzuty w mięśniakomięsaku prążkowanokomórkowym . IL-4 wraz z innymi cytokinami Th2 bierze udział w zapaleniu dróg oddechowych obserwowanym w płucach pacjentów z astmą alergiczną .
Choroby związane z IL-4
IL-4 odgrywa ważną rolę w rozwoju niektórych zaburzeń immunologicznych, zwłaszcza alergii i niektórych chorób autoimmunologicznych.
Choroby alergiczne
Choroby alergiczne to zestawy zaburzeń, które objawiają się nieproporcjonalną odpowiedzią układu odpornościowego na alergen i odpowiedzi Th2. Te patologie obejmują na przykład atopowe zapalenie skóry, astmę lub ogólnoustrojową anafilaksję. Interleukina 4 pośredniczy w ważnych funkcjach prozapalnych w astmie, w tym w indukcji przegrupowania izotypów IgE, ekspresji cząsteczek VCAM-1 (cząsteczka adhezji komórek naczyniowych 1), promowaniu migracji eozynofilów przez śródbłonek, wydzielaniu śluzu i T pomocniczym typu 2 (Th2), prowadząc do uwalniania cytokin. Astma jest złożonym zaburzeniem genetycznym, które powiązano z polimorfizmem promotora genu IL-4 i białkami zaangażowanymi w sygnalizację IL-4.
Guzy
IL-4 ma znaczący wpływ na progresję nowotworu. Zwiększoną produkcję IL-4 stwierdzono w komórkach piersi, prostaty, płuc, nerek i innych typach raka. Nadekspresję IL-4R stwierdzono w wielu typach raka. Komórki nerek i glejak modyfikują 10 000-13 000 receptorów na komórkę w zależności od typu nowotworu.
IL-4 może prymitywnie motywować komórki nowotworowe i zwiększać ich odporność na apoptozę poprzez zwiększenie wzrostu nowotworu.
System nerwowy
Nowotwory tkanki mózgowej, takie jak gwiaździak , glejak , oponiak i rdzeniak zarodkowy, wykazują nadekspresję receptorów różnych czynników wzrostu, w tym receptora naskórkowego czynnika wzrostu , FGFR-1 ( receptor czynnika wzrostu fibroblastów 1 ), receptor transferyny angiotensyny TfR), IL-13R. Większość ludzkich oponiaków masowo eksprymuje receptory IL-4, co wskazuje na jej rolę w progresji raka. Wyrażają one IL-4Rα i IL13Rα-1-1, ale nie powierzchniowy łańcuch γc, co sugeruje, że większość ludzkich oponiaków wyraża IL-4 typu II.
HIV
IL-4 może również odgrywać rolę w zakażeniu i rozwoju choroby HIV . Pomocnicze limfocyty T są kluczowym elementem zakażenia HIV-1. U większości pacjentów zakażonych HIV-1 występuje kilka objawów deregulacji immunologicznej, takich jak inicjalizacja poliklonalnych komórek B, wcześniejsza odpowiedź komórkowa wywołana antygenem i hipergammaglobulinemia, które są związane z cytokinami syntetyzowanymi przez komórki Th2. U osób zakażonych wirusem HIV wykazano zwiększoną produkcję IL-4 przez komórki Th2.
Zobacz też
Bibliografia
Dalsza lektura
- Zhu H, Wang Z, Yu J, Yang X, He F, Liu Z, Che F, Chen X, Ren H, Hong M, Wang J (marzec 2019). „Rola i mechanizmy cytokin we wtórnym uszkodzeniu mózgu po krwotoku śródmózgowym”. Wałówka. Neurobiol . 178 : 101610. doi : 10.1016/j.pneurobio.2019.03.003 . PMID 30923023 . S2CID 85495400 .
- Apte SH, Baz A, Kelso A, Kienzle N (2008). „Interferon-gamma i interleukina-4 wzajemnie regulują ekspresję CD8 w komórkach T CD8+” . Proc Natl Acad Sci USA . 105 (45): 17475-80. Kod Bib : 2008PNAS..10517475A . doi : 10.1073/pnas.0809549105 . PMC 2580749 . PMID 18988742 .
- Kay AB, Barata L, Meng Q i in. (1997). „Eozynofile i cytokiny związane z eozynofilami w zapaleniu alergicznym”. wewn. Łuk. Alergologia Immunol . 113 (1-3): 196-9. doi : 10.1159/000237545 . PMID 9130521 .
- Marone G, Florio G, Petraroli A, de Paulis A (2001). „Rozregulowanie sieci IgE / Fc epsilon RI w zakażeniu HIV-1”. J. Klinika Alergologii. Immunol . 107 (1): 22–30. doi : 10.1067/mai.2001.111589 . PMID 11149986 .
- Marone G, Florio G, Triggiani M, et al. (2001). „Mechanizmy podwyższenia IgE w zakażeniu HIV-1”. Kryt. Wielebny Immunol . 20 (6): 477–96. doi : 10.1615/critrevimmunol.v20.i6.40 . PMID 11396683 .
- Maeda S, Yanagihara Y (2001). „[Cytokiny zapalne (IL-4, IL-5 i IL-13)]”. Nippon Rinsho . 59 (10): 1894–9. PMID 11676128 .
- Izuhara K, Arima K, Yasunaga S (2003). „IL-4 i IL-13: ich patologiczne role w chorobach alergicznych i ich potencjał w opracowywaniu nowych terapii”. Aktualne cele leków. Zapalenie i alergia . 1 (3): 263–9. doi : 10.2174/1568010023344661 . PMID 14561191 .
- Copeland KF (2006). „Modulacja transkrypcji HIV-1 przez cytokiny i chemokin”. Mini Recenzje w chemii leczniczej . 5 (12): 1093–101. doi : 10.2174/138955705774933383 . PMID 16375755 .
- Olver S, Apte S, Baz A, Kienzle N (2007). „Podwójny wpływ interleukiny 4 na odporność nowotworu: w jaki sposób ta sama cytokina może poprawić lub osłabić kontrolę wzrostu nowotworu?” . Antygeny tkankowe . 69 (4): 293–8. doi : 10.1111/j.1399-0039.2007.00831.x . PMID 17389011 .
- Sokół CL; Chu NQ; Shuang Yu; Simone Nish; Terri Laufer; Rusłan Miedżitow (2009). „Bazofile działają jako komórki prezentujące antygen dla wywołanej alergenem odpowiedzi T pomocniczej typu 2” . Immunologia Przyrody . 10 (7): 713–720. doi : 10.1038/ni.1738 . PMC 3252751 . PMID 19465907 .
- Sokol CL, Chu NQ, Yu S, Nish SA, Laufer TM, Miedżitow R (lipiec 2009). „Bazofile działają jako komórki prezentujące antygen dla wywołanej alergenem odpowiedzi T pomocniczej typu 2” . Nat. Immunol . 10 (7): 713–20. doi : 10.1038/ni.1738 . PMC 3252751 . PMID 19465907 .
Zewnętrzne linki
- Interleukina-4 w Narodowej Bibliotece Medycznej USA Medical Subject Headings (MeSH)
- Interleukina-4 z Gentaur
- Rekombinowana ludzka interleukina-4 z Cornell University
- Interleukina-4 z Glosariusza Alergologii w Health On the Net Foundation
- Przegląd wszystkich informacji strukturalnych dostępnych w PDB dla UniProt : P05112 (Interleukina-4) w PDBe-KB .