A citokinek sejtekre gyakorolt ​​hatását keresztül hajtják végre. Citokinek. Vírusellenes immunitás molekuláris és sejtes mechanizmusai, fejlődési minták és immunopatho

Egészen a közelmúltig a 4. stádiumú rák valójában halálos ítélet volt a páciens számára. A hagyományos kezelési módszerek nem sokat segítettek, minden terápia a tünetek enyhítésére korlátozódott. Néhány évtizeddel ezelőtt azonban elkezdték aktívan fejleszteni az immunonkológiát és különösen a citokinterápiát - a testfehérjéken alapuló gyógyszeres kezelési módszert, amely a vélemények szerint nagyon hatékony. A moszkvai onkoimmunológiai és citokinterápiás klinikát pozitív mutatói miatt a világ egyik legjobbjának tartják.

Mi az a citokinterápia

Ez a kezelési módszer az immun-onkológia, az onkológia azon ága alapján alakult ki, amely az immunrendszer működését vizsgálja rákban. A módszer a rák és más betegségek kezelésén alapul az emberi test fehérjéin (citokinjein) alapuló gyógyszerekkel. Bizonyos körülmények között elpusztíthatják a különféle kórokozókat: idegen sejteket, vírusokat, antigéneket, endotoxinokat stb. A citokinek működése:

• a szervezet immunológiai válaszának aktiválása a kórokozók támadására;
• az immunrendszer, a gyilkos sejtek (közvetlenül a betegséggel küzdő elemek) munkájának ellenőrzése;
• a sejttömeg megújulásának egészségesre provokálása;
• a testrendszerek normalizálása.

Pozitív cselekvés

A citokinekkel végzett munka hozzáadásával az onkológia komplex kezelésében a betegek 10-30% -ánál abszolút pozitív terápia érhető el, és a részleges siker eléri a 90% -ot. Úgy tűnhet, hogy ez nem elég, de az utolsó stádiumú súlyos rákos daganatok esetében ez óriási eredmény. Ezenkívül a technikát kombinálni lehet és kell hagyományos módszerekkel (gyógyszeres kezelés, kemoterápia).

A citokinterápia minőségileg és pontszerűen fejti ki hatását a daganatok, áttétek ellen, ugyanakkor nincs toxikus hatása a szervezetre. Külön érdemes megjegyezni a kemoterápia minőségének pozitív növekedését. A technika klinikai vizsgálatok során már bizonyította hatékonyságát (az Orosz Föderációban több mint 50 különböző típusú patológia kezelhető ezzel a technikával). Az onkológiai betegségek mellett a citokinterápia sikeresen küzd más patológiákkal is:

• onkológia a 4. szakaszig;
• vírusos hepatitis B, C;
• melanóma;
• Kaposi-szarkóma a HIV hátterében;
• AIDS és HIV;
• SARS, influenza, bakteriális bél- és rotavírus fertőzések;
• tuberkulózis;
• övsömör;
• skizofrénia;
• sclerosis multiplex.

Onkoimmunológia és citokinterápia

Gyakorlatilag minden súlyos lefolyású rosszindulatú daganat az elnyomott immunitás hátterében fordul elő. Az onkoimmunológusok (az immunonkológiai szakemberek) klinikai tanulmányok hátterében új módszereket és gyógyszereket dolgoznak ki a rák kezelésére, az immunrendszer működése alapján. A citokinterápia módszere citokinek, speciális fehérjék felhasználásán alapul, maga a technika pedig a 20. század 80-as éveiben jelent meg. A fő probléma a gyógyszerek magas toxicitása volt. A citokineken alapuló modern gyógyszerek toxicitása 100-szor alacsonyabb.

A citokinek funkciói a szervezetben

Hatalmas mennyiségű citokin található az emberi szervezetben, mindegyik különböző funkciót lát el. A citokinterápia ezt a sokszínűséget a betegségek széles körének kezelésére, a szervezet belső folyamatainak aktiválására használja fel. Bebizonyosodott, hogy valójában az emberi rendszerek bármilyen problémát meg tudnak küzdeni. A legfontosabb dolog a szükséges folyamatok elindítása. A citokinek funkciói a szervezetben:

• az immunválasz időtartamának és minőségének ellenőrzése;
• gyulladáscsökkentő citokinek szabályozzák a gyulladást;
• autoimmun reakciók kifejlődésének serkentése (gyulladásgátló és gyulladásgátló citokinek);
• részvétel az allergia mechanikájában;
• a daganat csökkentése vagy elpusztítása;
• a sejtnövekedés stimulálása vagy elnyomása;
• az onkológia fejlődésének lassítása;
• az immun-, endokrin- és idegrendszer koordinációja;
• a daganat kiújulásának megelőzése;
• a szervezet homeosztázisának (egészséges állandóságának) fenntartása.

A vizsgált citokinfehérjék száma már meghaladta a 200 nevet. A citokinek kölcsönhatása összetett komplexum, különböző funkciókkal. Kezdetben a tevékenység típusa szerint osztják fel őket. Az egyszerűsített osztályozás a biológiai hatások szerinti felosztást feltételezi: gyulladásszabályozók (gyulladásgátló és proinflammatorikus citokinek), celluláris immunitást szabályozó és humorális immunosztódás. A pontosabb rendszerezés a fehérjéket a hatás jellege szerint bontja le. A citokinek típusai:

• az immunaktivitás szabályozói (az interleukinok és biológiai funkcióik biztosítják az immunitás megfelelő kölcsönhatását más testrendszerekkel);
• vírusellenes szabályozók - interferonok;
• TNF (tumor necrosis factor) - szabályozó vagy toxikus hatások a sejtekre;
• kemokinek - minden típusú leukociták, egyéb sejtek mozgásának szabályozása;
• növekedési faktorok - a sejtnövekedés szabályozása;
• telepstimuláló faktorok - serkentik a vérképző sejtek fejlődését.

Citokinek, mint gyógyszerek

Az Ingaron egy citokin terápiás szer, amely fokozza a kemoterápia hatását, miközben megvédi a szervezetet a mérgező hatásoktól. Ezenkívül csökkenti a metasztázisok és daganatok lehetséges előfordulását. Az Ingaron gyógyszer kiváltja az immunitás kialakulását, amely a kemoterápia után nem teszi lehetővé a fertőző betegségek kialakulását, csökkenti az antibakteriális gyógyszerek szükségességét. Az eszköz minimális toxicitással rendelkezik a nyugati társaikhoz képest.

A Refnot gyógyszer célja a neoplazmák kialakulásának korlátozása a készítményben lévő TNF citokin miatt. A szer minőségileg csökkent toxicitással is rendelkezik, amely lehetővé teszi szubkután vagy intravénás beadását, serkenti a rosszindulatú daganatok elpusztítását anélkül, hogy befolyásolná a kísérő szöveteket. A kezelés dinamikájának meghatározásához 1-2 tanfolyamra van szükség. A maximális hatás elérése érdekében mindkét gyógyszert kombinációban alkalmazzák az onkológiában szükséges citokinek aktiválására.

Mellékhatások

A citokinekkel végzett kezelés negatív hatásokat okozhat a betegség morfológiájától, a beteg általános állapotától és a gyógyszerek kombinációjától függően. A mellékhatások többnyire nem jelentenek veszélyt a betegre, hanem a daganat reakcióját jelzik a gyógyszerre. Másodlagos reakciók megjelenésekor a terápia leállítása vagy a kezelési rend módosítása történik. A test lehetséges negatív megnyilvánulásai:

• a testhőmérséklet emelkedése 2-3 fokkal 4-6 órával a citokinek bevezetése után;
• fájdalom és bőrpír az injekció beadásának helyén;
• a szervezet mérgezése daganatos bomlástermékekkel (nagy képződmény esetén).

Akinek a citokinterápia módszere nem alkalmas

A citokin alapú gyógyszereknek gyakorlatilag nincs ellenjavallata, és bármely beteg számára alkalmazhatók. Más gyógyszerekhez hasonlóan azonban számos olyan beteg van, akinek nem javasolt ennek a kezelési módszernek az alkalmazása. Ne alkalmazzon citokinterápiát terhes nőknek, szoptatás alatt, autoimmun betegségek jelenlétében, a szervezet ritka személyes allergiája a gyógyszerekkel szemben.

A citokinterápia költsége

A citokin gyógyszerek hatékony felhasználását erre szakosodott központokban érik el (például a moszkvai Onkoimmunológiai és Citokinterápiás Központ a legjobb klinika a mentett betegek véleménye szerint). Az ilyen típusú kezelések költsége nagymértékben változik az alkalmazott gyógyszer típusától és az adott betegségtől függően. Néhány citokin gyógyszer hozzávetőleges árai Moszkvában.

Ez a fejezet a citokinrendszer értékelésének integrált megközelítését tárgyalja a korábban leírt modern kutatási módszerek alkalmazásával.

Először felvázoljuk a citokinrendszer alapfogalmait.

A citokineket jelenleg a test különböző sejtjei által termelt fehérje-peptid molekuláknak tekintik, amelyek intercelluláris és rendszerközi kölcsönhatásokat folytatnak. A citokinek a sejtek életciklusának univerzális szabályozói, ezek utóbbi differenciálódási, proliferációs, funkcionális aktiválási és apoptózisait szabályozzák.

Az immunrendszer sejtjei által termelt citokineket immuncitokineknek nevezik; ezek az immunrendszer oldható peptid-közvetítőinek egy osztályát alkotják, amelyek szükségesek annak fejlődéséhez, működéséhez és a szervezet más rendszereivel való kölcsönhatáshoz (Kovalchuk L.V. et al., 1999).

Szabályozó molekulaként a citokinek fontos szerepet játszanak a veleszületett és adaptív immunitás reakcióiban, biztosítják azok összekapcsolódását, szabályozzák a vérképzést, a gyulladásokat, a sebgyógyulást, az új erek képződését (angiogenezis) és sok más létfontosságú folyamatot.

Jelenleg a citokineknek többféle osztályozása létezik, figyelembe véve szerkezetüket, funkcionális aktivitásukat, eredetüket, citokin receptorok típusát. Hagyományosan a biológiai hatásoknak megfelelően a citokinek alábbi csoportjait szokás megkülönböztetni.

1. Interleukinok(IL-1-IL-33) az immunrendszer szekréciót szabályozó fehérjéi, amelyek mediátor kölcsönhatásokat biztosítanak az immunrendszerben és a szervezet más rendszereivel való kapcsolatát. Az interleukineket funkcionális aktivitásuk szerint pro- és gyulladásgátló citokinek, limfocita növekedési faktorok, szabályozó citokinek stb.

3. A tumor nekrózis tényezői (TNF)- citotoxikus és szabályozó hatású citokinek: TNFa és limfotoxinok (LT).

4. Hematopoietikus sejtnövekedési faktorok- őssejt növekedési faktor (Kit - ligand), IL-3, IL-7, IL-11, eritropoetin, trobopoietin, granulocita-makrofág telep-stimuláló faktor - GM-CSF, granulocita CSF - G-CSF, makrofág -

ny KSF - M -KSF).

5. Kemokinek- С, CC, СХС (IL-8), СХ3С - különféle típusú sejtek kemotaxisának szabályozói.

6. Nem limfoid sejt növekedési faktorok- a különböző szövetekhez tartozó sejtek növekedésének, differenciálódásának és funkcionális aktivitásának szabályozói (fibroblaszt növekedési faktor - FGF, endoteliális sejtek növekedési faktora, epidermális növekedési faktor - epidermisz EGF) és transzformáló növekedési faktorok (TGFβ, TGFα).

Többek között az elmúlt években aktívan tanulmányozták a makrofágok migrációját gátló faktort (migrációt gátló faktor – MIF), amelyet citokin- és enzimaktivitású neurohormonnak tartanak (Suslov AP, 2003; Kovalchuk LV et al. ,

A citokinek szerkezetükben, biológiai aktivitásukban és egyéb tulajdonságaikban különböznek egymástól. A különbségekkel együtt azonban a citokinek igen általános tulajdonságok, jellemző erre a bioregulációs molekulák osztályára.

1. A citokinek általában átlagos molekulatömegű (30 kD-nál kisebb) glikozilezett polipeptidek.

2. A citokineket az immunrendszer sejtjei és más sejtek (például endothelium, fibroblasztok stb.) Állítják elő aktiváló ingerre (kórokozóhoz kapcsolódó molekuláris szerkezetek, antigének, citokinek stb.) Reagálva, és részt vesznek a reakciókban a veleszületett és adaptív immunitást, szabályozva azok erejét és időtartamát. Egyes citokinek konstitutív módon szintetizálódnak.

3. A citokinek szekréciója rövid távú folyamat. A citokinek nem előre kialakított molekulákként tárolódnak, hanem azok

a szintézis mindig a gén transzkripciójával kezdődik. A sejtek alacsony koncentrációban termelnek citokineket (pikogram milliliterenként).

4. A legtöbb esetben citokinek termelődnek, és a célsejtekre közvetlen közelségben hatnak (rövid hatótávolságú hatás). A citokin hatásának fő helye az intercelluláris szinapszis.

5. Redundancia A citokinek rendszere abban nyilvánul meg, hogy minden sejttípus több citokint képes előállítani, és minden citokint különböző sejtek tudnak kiválasztani.

6. Minden citokint az jellemez pleiotrópia, vagy a cselekvés polifunkcionalitása. Tehát a gyulladás jeleinek megnyilvánulása az IL-1, TNFα, IL-6, IL-8 hatásának köszönhető. A funkciók megkettőzése biztosítja a citokinrendszer megbízhatóságát.

7. A citokinek célsejtekre gyakorolt ​​hatását rendkívül specifikus, nagy affinitású membránreceptorok közvetítik, amelyek transzmembrán glikoproteinek, amelyek általában egynél több alegységből állnak. A receptorok extracelluláris része felelős a citokin kötődésért. Vannak receptorok, amelyek megszüntetik a felesleges citokineket a patológiás fókuszban. Ezek az úgynevezett trap receptorok. Az oldható receptorok a membránreceptor extracelluláris doménjei, amelyeket egy enzim választ el. Az oldható receptorok képesek semlegesíteni a citokineket, részt venni a gyulladásos fókuszba való szállításukban és a szervezetből történő kiválasztódásukban.

8. Citokinek hálózat elvén működnek. Együtt is felléphetnek. Úgy tűnik, hogy számos funkciót, amelyet eredetileg egyetlen citokinnek tulajdonítottak, több citokin összehangolt működése közvetít. (szinergia akciók). A citokinek szinergikus kölcsönhatásaira példa a gyulladásos válaszok (IL-1, IL-6 és TNF-a), valamint az IgE szintézis stimulálása.

(IL-4, IL-5 és IL-13).

Egyes citokinek más citokinek szintézisét indukálják (vízesés). A citokinek kaszkád hatása szükséges a gyulladásos és immunválasz kialakulásához. Egyes citokinek azon képessége, hogy fokozzák vagy gyengítsék mások termelését, fontos pozitív és negatív szabályozó mechanizmusokat határoz meg.

A citokinek antagonista hatása ismert, például a TNFα koncentrációjának növekedésére adott válaszként az IL-6 termelése

negatív szabályozó mechanizmus e mediátor termelésének szabályozására a gyulladás során.

A célsejtek funkcióinak citokin szabályozása autokrin, parakrin vagy endokrin mechanizmusok segítségével történik. Néhány citokin (IL-1, IL-6, TNFα stb.) képes részt venni a fenti mechanizmusok mindegyikének megvalósításában.

A sejt válasza a citokin hatására több tényezőtől függ:

A sejtek típusától és kezdeti funkcionális aktivitásuktól;

A citokin helyi koncentrációjából;

Más közvetítő molekulák jelenlététől.

Így a termelő sejtek, citokinek és specifikus receptoraik a célsejteken egyetlen mediátor hálózatot alkotnak. A szabályozó peptidek halmaza, nem pedig az egyes citokinek, amelyek meghatározzák a végső sejtválaszt. Jelenleg a citokinrendszert az egész szervezet szintjén univerzális szabályozási rendszernek tekintik, amely biztosítja a védőreakciók kialakulását (például fertőzés során).

Az elmúlt években egy olyan citokin rendszer ötlete született, amely egyesíti:

1) termelő sejtek;

2) oldható citokinek és antagonistáik;

3) célsejtek és receptoraik (7.1. Ábra).

A citokin -rendszer különböző összetevőinek megsértése számos kóros folyamat kialakulásához vezet, ezért a szabályozó rendszer hibáinak azonosítása fontos a helyes diagnózis és a megfelelő terápia kijelölése szempontjából.

Nézzük először a citokinrendszer fő összetevőit.

Citokin-termelő sejtek

I. Az adaptív immunválaszban a citokint termelő sejtek fő csoportja a limfociták. A nyugvó sejtek nem választanak ki citokineket. Az antigén felismeréssel és a receptor kölcsönhatások (CD28-CD80 / 86 a T-limfociták és CD40-CD40L a B-limfociták) részvételével sejtaktiváció történik, ami citokin gének transzkripciójához, a glikozilált peptidek transzlációjához és intercelluláris szekréciójához vezet. tér.

Rizs. 7.1. Citokin rendszer

A CD4 T-helpereket alpopulációk képviselik: Th0, Th1, Th2, Th17, Tfh, amelyek különböznek a szekretált citokinek spektrumában a különféle antigénekre adott válaszként.

A Th0 a citokinek széles skáláját termeli nagyon alacsony koncentrációban.

A differenciálódás iránya Th0 meghatározza az immunválasz két formájának kialakulását humorális vagy celluláris mechanizmusok túlsúlyával.

Az antigén természete, koncentrációja, lokalizációja a sejtben, az antigénprezentáló sejtek típusa és bizonyos citokinkészletek szabályozzák a Th0 differenciálódás irányát.

Az antigén befogása és feldolgozása után a dendritikus sejtek antigén peptideket mutatnak be a Th0 sejteknek, és citokineket termelnek, amelyek szabályozzák az effektor sejtekké való differenciálódás irányát. Az egyes citokinek szerepét ebben a folyamatban az ábra mutatja. 7.2. Az IL-12 indukálja az IFNy szintézisét T-limfociták és] HGC által. Az IFNu biztosítja a Th1 differenciálódását, amelyek citokineket (IL-2, IFNu, IL-3, TNF-a, limfotoxinok) kezdenek el kiválasztani, amelyek szabályozzák az intracelluláris kórokozókkal szembeni reakciók kialakulását

(késleltetett típusú túlérzékenység (HRT) és különböző típusú sejtes citotoxicitás).

Az IL-4 biztosítja a Th0 differenciálódását Th2-vé. Az aktivált Th2 citokineket (IL-4, IL-5, IL-6, IL-13 stb.) termel, amelyek meghatározzák a B-limfociták proliferációját, további plazmasejtekké történő differenciálódását, valamint az ellenanyag-válaszok kialakulását, elsősorban a extracelluláris kórokozók.

Az IFNu negatívan szabályozza a Th2 sejtek működését, és fordítva, az IL-4, a Th2 által szekretált IL-10 gátolja a Th1 funkciót (7.3. ábra). Ennek a szabályozásnak a molekuláris mechanizmusa a transzkripciós faktorokhoz kapcsolódik. A T-bet és a STAT4 IFNy által meghatározott expressziója irányítja a T-sejtek differenciálódását a Th1 útvonalon, és gátolja a Th2 fejlődését. Az IL-4 indukálja a GATA-3 és a STAT6 expresszióját, ami biztosítja a naiv THO Th2 sejtekké való átalakulását (7.2. ábra).

Az elmúlt években a T helper sejtek (Th17) egy speciális, IL-17-et termelő szubpopulációját írták le. Az IL-17 család tagjait aktivált memóriasejtek (CD4 CD45RO), y5T sejtek, NKT sejtek, neutrofilek, monociták expresszálhatják IL-23, IL-6, makrofágok és dendritikus sejtek által termelt TGFβ hatására. A fő megkülönböztető tényező emberben a ROR-C, egerekben - ROR-γ l Kimutatták az IL-17 fő szerepét a krónikus gyulladások és autoimmun patológiák kialakulásában (lásd 7.2. ábra).

Ezenkívül a csecsemőmirigyben lévő T-limfociták természetes szabályozósejtekké (Treg) differenciálódhatnak, amelyek CD4 + CD25 + felszíni markereket és FOXP3 transzkripciós faktort expresszálnak. Ezek a sejtek képesek elnyomni a Th1 és Th2 sejtek által közvetített immunválaszt közvetlen intercelluláris kontaktussal, valamint a TGFβ és IL-10 szintézisével.

A Th0 klónok és az általuk szekretált citokinek differenciálódási sémáját az 1. ábra mutatja. 7.2 és 7.3 (lásd még a színes betétet).

A T-citotoxikus sejtek (CD8 +), a természetes gyilkos sejtek a citokinek, például interferonok, TNF-a és limfotoxinok gyenge termelői.

Az egyik Th-alpopuláció túlzott aktiválódása meghatározhatja az immunválasz egyik változatának kialakulását. A Th-aktiváció krónikus egyensúlyhiánya immunpatológiás állapotok kialakulásához vezethet, amelyek a

allergia, autoimmun patológia, krónikus gyulladásos folyamatok stb.

Rizs. 7.2. A T-limfociták különböző alpopulációi, amelyek citokineket termelnek

II. A veleszületett immunrendszerben a citokinek fő termelői a mieloid sejtek. A Toll-like receptorok (TLR) segítségével felismerik a különböző kórokozók hasonló molekuláris szerkezetét, az úgynevezett patogen-asszociált molekuláris mintázatot (RAMP), például a gram-negatív baktériumok lipopoliszacharidját (LPS), lipoteichoin savakat, Gram-pozitív mikroorganizmusok peptidoglikánjai, flagellin, G ismétlődésekben gazdag DNS, stb.

Ez a TLR-rel való kölcsönhatás intracelluláris jelátviteli kaszkádot indít el, amely a citokinek két fő csoportja génjeinek expressziójához vezet: a proinflammatorikus és az 1-es típusú IFN (7.4. ábra, lásd még a színbeillesztést). Főleg ezek a citokinek (IL-1, -6, -8, -12, TNFa, GM-CSF, IFN, kemokinek stb.) indukálják a gyulladás kialakulását, és részt vesznek a szervezet bakteriális és vírusos fertőzésekkel szembeni védelmében.

Rizs. 7.3. A TH1 és TH2 sejtek által kiválasztott citokinek spektruma

III. Az immunrendszerhez nem tartozó sejtek (kötőszöveti sejtek, hámsejtek, endotéliumok) konstitutívan szekretálnak autokrin növekedési faktorokat (FGF, EGF, TGFR stb.). és a hematopoietikus sejtek proliferációját támogató citokinek.

Citokinek és antagonistáik számos monográfiában részletesen le vannak írva (Kovalchuk L.V. et al., 2000; Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S.,

Rizs. 7.4. A citokin termelés TLR által közvetített indukciója a veleszületett immunsejtek által

A citokinek túlzott expressziója nem biztonságos a szervezet számára, és túlzott gyulladásos válasz, akut fázisú válasz kialakulásához vezethet. A proinflammatorikus citokinek termelésének szabályozásában különféle inhibitorok vesznek részt. Így számos olyan anyagot írtak le, amely nem specifikusan kötődik az IL-1 citokinhez, és megakadályozza biológiai hatásának megnyilvánulását (a2-makroglobulin, komplement C3-komponense, uromodulin). Az IL-1 specifikus inhibitorai közé tartoznak az oldható csalireceptorok, antitestek és egy IL-1 receptor antagonista (IL-1RA). A gyulladás kialakulásával nő az IL-1RA gén expressziója. De még normális esetben is, ez az antagonista nagy koncentrációban van jelen a vérben (legfeljebb 1 ng / ml vagy több), blokkolva az endogén IL-1 hatását.

Célsejtek

A citokinek célsejtekre gyakorolt ​​hatását specifikus receptorok közvetítik, amelyek nagyon nagy affinitással kötik meg a citokineket, és az egyes citokinek felhasználhatják

közös receptor alegységek. Mindegyik citokin a saját specifikus receptorához kötődik.

A citokin receptorok transzmembrán fehérjék, és 5 fő típusra oszthatók. A leggyakoribb az úgynevezett hematopoietin típusú receptor, amelynek két extracelluláris doménje van, amelyek közül az egyik a triptofán és a szerin két ismétlődésének közös aminosav-szekvenciáját tartalmazza, tetszőleges aminosavval elválasztva (WSXWS motívum). A második típusú receptornak két extracelluláris doménje lehet nagyszámú konzervált ciszteinnel. Ezek az IL-10 és az IFN család receptorai. A harmadik típust a TNF csoportba tartozó citokin receptorok képviselik. A citokin receptorok negyedik típusa az immunglobulin receptorok szupercsaládjába tartozik, extracelluláris doménekkel, amelyek szerkezetükben az immunglobulin molekulák doménjeihez hasonlítanak. A kemokin család molekuláit megkötő ötödik típusú receptort a sejtmembránon 7 helyen áthaladó transzmembrán fehérjék képviselik. A citokinreceptorok oldható formában létezhetnek, megtartva ligandumkötő képességüket (Ketlinsky S.A. et al., 2008).

A citokinek képesek befolyásolni a célsejtek proliferációját, differenciálódását, funkcionális aktivitását és apoptózisát (lásd 7.1. ábra). A citokinek biológiai aktivitásának megnyilvánulása a célsejtekben attól függ, hogy a különböző intracelluláris rendszerek részt vesznek a receptortól érkező jelátvitelben, ami a célsejtek jellemzőivel függ össze. Az apoptózis jelét többek között a TNF-receptorcsalád egy specifikus régiója, az úgynevezett „halál” domén segítségével hajtják végre (7.5. ábra, lásd a színes betétet). A differenciálódási és aktiváló jeleket az intracelluláris Jak -STAT fehérjék - a jelátvivők és a transzkripció aktivátorai - továbbítják (7.6. Ábra, lásd a színes betétet). A G-fehérjék részt vesznek a kemokinek jelátvitelében, ami fokozott migrációhoz és sejtadhézióhoz vezet.

A citokinrendszer átfogó elemzése a következőket tartalmazza.

I. A termelősejtek értékelése.

1. A kifejezés meghatározása:

Patogént vagy antigént felismerő receptorok TCR, TLR) gének és fehérjemolekulák szintjén (PCR, áramlási citometria);

Adapter molekulák, amelyek a citokin gének transzkripcióját kiváltó jelet vezetnek (PCR stb.);

Rizs. 7.5. Jelátvitel a TNF receptortól

Rizs. 7.6. Jak-STAT - jelátviteli útvonal az 1-es típusú citokin receptoroktól

citokin gének (PCR); citokinek fehérjemolekulái (humán mononukleáris sejtek citokinszintetizáló funkciójának értékelése).

2. Bizonyos citokineket tartalmazó sejtek szubpopulációinak számszerűsítése: Th1, Th2 Th17 (citokinek intracelluláris festésének módszere); bizonyos citokineket szekretáló sejtek számának meghatározása (ELISPOT módszer, lásd 4. fejezet).

II. Citokinek és antagonistáik értékelése a szervezet biológiai közegében.

1. Citokinek biológiai aktivitásának vizsgálata.

2. A citokinek kvantitatív meghatározása ELISA-val.

3. Citokinek immunhisztokémiai festése szövetekben.

4. Ellentétes citokinek (pro- és gyulladásgátló), citokinek és citokin receptor antagonisták arányának meghatározása.

III. A célsejtek értékelése.

1. A citokin receptorok expressziójának meghatározása gének és fehérjemolekulák szintjén (PCR, áramlási citometria).

2. Jelátviteli molekulák meghatározása az intracelluláris tartalomban.

3. A célsejtek funkcionális aktivitásának meghatározása.

Jelenleg számos módszert fejlesztettek ki a citokin rendszer értékelésére, amelyek sokféle információt szolgáltatnak. Közülük megkülönböztethető:

1) molekuláris biológiai módszerek;

2) módszerek a citokinek mennyiségi meghatározására immunoassay alkalmazásával;

3) citokinek biológiai aktivitásának tesztelése;

4) citokinek intracelluláris festése;

5) ELISPOT módszer, amely lehetővé teszi a citokinek kimutatását egyetlen citokintermelő sejt körül;

6) immunfluoreszcencia.

Íme egy rövid leírás ezekről a módszerekről.

Használva molekuláris biológiai módszerek lehetőség nyílik citokinek génjeinek expressziójának, receptoraik, jelzőmolekuláik tanulmányozására, ezen gének polimorfizmusának vizsgálatára. Az elmúlt években számos tanulmányt végeztek, amelyek összefüggéseket tártak fel a citokinrendszer molekuláinak génjeinek allélváltozatai és a hajlam között.

számos betegségre. A citokin gének allél variánsainak vizsgálata információkat szolgáltathat egy adott citokin genetikailag programozott termeléséről. A legérzékenyebb a valós idejű polimeráz láncreakció – RT-PCR (lásd a 6. fejezetet). Hibridizációs módszer in situ lehetővé teszi a citokin gének expressziójának szöveti és celluláris lokalizációjának tisztázását.

A citokinek mennyiségi meghatározása biológiai folyadékokban és perifériás vér mononukleáris sejttenyészeteiben ELISA-val a következőképpen jellemezhető. Mivel a citokinek lokális mediátorok, célszerűbb megmérni a szintjüket a megfelelő szövetekben a szöveti fehérjék kivonása után vagy a természetes folyadékokban, például könnyben, üregekből történő öblítésben, vizeletben, magzatvízben, agy-gerincvelői folyadékban stb. A szérum vagy más testnedvek citokinszintje az immunrendszer aktuális állapotát tükrözi, pl. citokinek szintézise a test sejtjei által in vivo.

A perifériás vér mononukleáris sejtek (MNC) citokintermelési szintjének meghatározása a sejtek funkcionális állapotát mutatja. Az MNC citokinek spontán termelődése a tenyészetben azt jelzi, hogy a sejtek már aktiválódtak in vivo. A citokinek (különféle stimulánsok, mitogének) által indukált szintézise tükrözi a sejtek potenciális tartalék képességét, hogy reagáljanak egy antigén ingerre (különösen a gyógyszerek hatására). A citokinek csökkent indukált termelése az immunhiányos állapot egyik jele lehet. A citokinek nem specifikusak egy adott antigénre. Ezért a fertőző, autoimmun és allergiás betegségek specifikus diagnózisa bizonyos citokinek szintjének meghatározásával lehetetlen. Ugyanakkor a citokinszintek felmérése lehetővé teszi a gyulladásos folyamat súlyosságáról, a szisztémás szintre való átmenetről és a prognózisról, az immunrendszer sejtjeinek funkcionális aktivitásáról, a Th1 és Th2 sejtek arányáról, amely adatok megszerzését teszi lehetővé. nagyon fontos számos fertőző és immunpatológiai folyamat differenciáldiagnózisában.

Biológiai tápközegben a citokinek számszerűsíthetők különféle módszerekkel immunoassay módszerek, poliklonális és monoklonális antitestek felhasználásával (lásd a 4. fejezetet). Az ELISA lehetővé teszi, hogy megtudja, mi a pontos citokinek koncentrációja a bio-

logikai testnedvek. A citokinek enzimhez kötött immunszorbens vizsgálata számos előnnyel rendelkezik más módszerekkel szemben (nagy érzékenység, specificitás, függetlenség az antagonisták jelenlététől, pontos automatizált elszámolás lehetősége, számviteli szabványosítás). Ennek a módszernek azonban megvannak a korlátai is: az ELISA nem jellemzi a citokinek biológiai aktivitását, keresztreagáló epitópok miatt hamis eredményeket adhat.

Biológiai vizsgálat a citokinek alapvető tulajdonságainak, célsejtekre gyakorolt ​​hatásának ismerete alapján végezzük. A citokinek biológiai hatásainak tanulmányozása négyféle citokinteszt kifejlesztését tette lehetővé:

1) a célsejtek proliferációjának indukálásával;

2) citotoxikus hatás révén;

3) a csontvelői progenitorok differenciálódásának indukálásával;

4) vírusellenes hatású.

Az IL-1-et a mitogén által aktivált egér timociták proliferációjára kifejtett stimuláló hatása határozza meg in vitro; IL -2 - a limfoblasztok proliferációs aktivitásának stimulálásának képességével; A TNFα-t és a limfotoxinokat egér fibroblasztokon (L929) kifejtett citotoxikus hatás szempontjából tesztelték. A telepstimuláló faktorokat arra vonatkozóan értékeljük, hogy képesek-e támogatni a csontvelő progenitorok növekedését telepek formájában agarban. Az IFN antivirális aktivitását a vírusok citopátiás hatásának gátlása mutatja humán diploid fibroblasztok tenyészetében és L-929 egerek fibroblasztjainak tumorvonalában.

Olyan sejtvonalakat hoztak létre, amelyek növekedése bizonyos citokinek jelenlététől függ. asztal A 7.1 a citokin teszteléshez használt sejtvonalak listája. Az érzékeny célsejtek proliferációját indukáló képességének megfelelően az IL-1, IL-2, IL-4, IL-6, IL-7, IL-15 stb. biotesztjét végzik el, azonban ezek a vizsgálati módszerek nem kellően érzékenyek és informatívak. Az inhibitor és antagonista molekulák elfedhetik a citokinek biológiai aktivitását. Számos citokin általános biológiai aktivitást mutat. Mindazonáltal ezek a módszerek ideálisak a rekombináns citokinek specifikus aktivitásának tesztelésére.

7.1. táblázat. A citokinek biológiai aktivitásának tesztelésére használt sejtvonalak

A táblázat vége. 7.1

Labor 7-1

Az IL-1 biológiai aktivitásának meghatározása az egér timociták proliferációjára gyakorolt ​​komitogén hatással

Az IL-1 biológiai vizsgálati módszere azon alapul, hogy egy citokin képes stimulálni az egér timociták proliferációját.

Az IL-1 meghatározható LPS-sel stimulált monociták tenyészetében, valamint a test bármely biológiai folyadékában. Számos részletre kell figyelni.

1. A teszteléshez C3H / HeJ egerek timocitáit használjuk, amelyeket mitogének (concanavalin A - ConA és fitohemagglutinin - PHA) stimuláltak proliferációra. A C3H/HeJ timocitákat nem véletlenül választottuk ki: ebbe a beltenyésztett vonalba tartozó egerek nem reagálnak az LPS-re, amely jelen lehet a tesztanyagban és IL-1 termelést okozhat.

2. A timociták reagálnak az IL-2-re és a mitogénekre, ezért az IL-2 és mitogének jelenlétét is meg kell határozni az IL-1-re vizsgált készítményekben.

Működési eljárás

1. Készítsen timociták szuszpenzióját 12 × 10 6/ml koncentrációjú RPMI 1640 táptalajból, amely 10% tehénembriószérumot és 2-merkaptoetanolt (5 × 10 -5 M) tartalmaz.

2. Készítsen sorozatot egymás után kétszeres hígításokból a kísérleti (biológiai testnedvek) és a kontroll mintákból. Kontrollként IL-1-et tartalmazó biológiai folyadékokat vagy mononukleáris sejtek LPS nélküli inkubálásával nyert mintákat és laboratóriumi standard IL-1-tartalmú készítményt használunk. 96 lyukú, kerek fenekű lemezeken minden hígításból 50 μl-t viszünk át 6 lyukba.

3. Minden hígítás három lyukába adjunk 50 μl tisztított PHA -t (Wellcome), amelyet teljes közegben oldunk 3 μg / ml koncentrációban, a másik 3 lyukban pedig 50 μl tápközeget.

4. Adjon 50 μl timocita szuszpenziót minden lyukba, és inkubálja 48 órán át 37 °C-on.

6. A tenyésztés befejezése előtt 50 μl ["3 H] -timidin oldatot (1 μCi / ml) adunk a lyukakba, és további 20 órán át inkubáljuk.

7. A radioaktivitás szintjének meghatározásához a sejttenyészetet automata sejtgyűjtővel szűrőpapírra visszük, a szűrőket megszárítjuk, és folyadékszcintillációs számlálóval határozzuk meg a jelölés beépülését.

8. Az eredményeket stimulációs faktorként fejezzük ki.

ahol m cp az átlagos impulzusszám 3 lyukban.

Ha a timociták reagálnak a standard IL-1-gyel végzett stimulációra, akkor a tesztminta 3-at meghaladó stimulációs indexe megbízhatóan jelzi az IL-1 aktivitást.

A biológiai vizsgálat az egyetlen módszer a citokin funkció felmérésére, de ezt a módszert ki kell egészíteni a monoklonális antitesteket alkalmazó, a specifitás különböző típusú megfelelő ellenőrzésével. A citokinhez bizonyos monoklonális antitestek hozzáadása a tenyészetbe blokkolja a citokin biológiai aktivitását, ami azt bizonyítja, hogy a kimutatott citokin jelként szolgál a sejtvonal proliferációjához.

Bioassay alkalmazása az interferon kimutatására. Az IFN biológiai aktivitásának értékelésének elve vírusellenes hatásán alapul, amelyet a tesztvírus sejttenyészetben történő szaporodásának gátlásának mértéke határoz meg.

A munkában felhasználhatók az IFN hatására érzékeny sejtek: elsősorban csirke és humán embriók tripszinezett fibroblaszt sejtjei, humán diploid fibroblasztok transzplantált sejtjei és egérsejtkultúra (L929).

Az IFN vírusellenes hatásának értékelésekor célszerű rövid szaporodási ciklusú, az IFN hatására nagy érzékenységű vírusokat használni: egér encephalomyelitis vírus, egér hólyagos szájgyulladás stb.

Labor 7-2

Az interferon aktivitás meghatározása

1. Emberi magzat diploid fibroblasztjainak szuszpenzióját 10% szarvasmarhaembrió-szérumot tartalmazó táptalajon (sejtkoncentráció - 15-20 × 10 6 / ml) steril, 96 lyukú, lapos fenekű lemezekre öntjük, üregenként 100 μl. és CO 2 inkubátorba helyezzük 37 °C hőmérsékleten.

2. A teljes egyrétegű réteg kialakulása után a táptalajt eltávolítjuk az üregekből, és 100 µl hordozó táptalajt adunk minden egyes lyukba.

3. A vizsgálati minták IFN-aktivitásának titrálását egy fibroblasztrétegen kétszeres hígítás módszerével végezzük.

A mintákkal egyidejűleg az egér encephalomyelitis vírust (VEM) olyan dózisban juttatjuk be a lyukakba, hogy 48 órával a fertőzés után 100%-os sejtkárosodást okozzon.

4. Kontrollként használjon vírussal fertőzött, intakt (kezeletlen) sejteket tartalmazó üregeket.

Minden vizsgálatban ismert aktivitású referencia-IFN-mintákat használtak referenciagyógyszerként.

5. A mintahígításokkal ellátott lemezeket 24 órán keresztül 37 °C-on 5% CO 2 -tartalmú atmoszférában inkubáljuk.

6. Az IFN -aktivitás szintjét a vizsgálati minta maximális hígításának reciproka határozza meg, amely 50%-kal gátolja a vírus citopátiás hatását, és aktivitási egységekben fejezzük ki.

7. Az IFN típusának meghatározásához IFNα, IFNβ vagy IFNγ elleni antiszérumot adnak a rendszerhez. Az antiszérum megszünteti a megfelelő citokin hatását, ami lehetővé teszi az IFN típusának azonosítását.

A gátló faktor migrációjának biológiai aktivitásának meghatározása. Jelenleg teljesen új elképzelések születtek a Mítosz természetéről és tulajdonságairól, amelyet a múlt század 60-as éveiben fedeztek fel a sejtes immunitás közvetítőjeként, és sok éven át kellő figyelem nélkül maradt (Bloom BR, Bennet B., 1966). David JR, 1966). Csak az elmúlt 10-15 évben vált világossá: a MÍTOSZ az egyik legfontosabb biológiai közvetítő a szervezetben, amely számos citokin, hormon és enzim biológiai funkcióját tölti be. A MYTH célsejtekre gyakorolt ​​hatása a CD74 - receptoron vagy az endocitózis nem klasszikus útvonalán keresztül valósul meg.

A MYTH-t a gyulladás fontos közvetítőjének tartják, aktiválja a makrofágok működését (citokintermelés, fagocitózis, citotoxicitás stb.), valamint endogén immunszabályozó hormonként, amely modulálja a glükokortikoid aktivitást.

Egyre több információ gyűlik fel a MIF szerepéről számos gyulladásos betegség, köztük a szepszis, rheumatoid arthritis (RA), glomerulonephritis stb. patogenezisében. RA-ban az érintett ízületek folyadékában a MIF koncentrációja jelentősen megnő. ami korrelál a betegség súlyosságával. A MYTH hatására mind a makrofágok, mind a szinoviális sejtek gyulladáskeltő citokinek termelése megnő.

Különféle módszerek ismertek a MIF aktivitásának tesztelésére, amikor a vándorló sejteket (MIF célsejteket) üvegkapillárisba (kapilláris teszt), egy csepp agarózba vagy agaróz lyukba helyezik.

Egy viszonylag egyszerű szűrési módszert mutatunk be, amely a sejtmikrokultúrák (leukociták vagy makrofágok) szabványos terület és sejtszám kialakításán alapul egy 96 lyukú lapos fenekű lemez üregeinek alján, majd ezeket tápközegben tenyésztjük. és e mikrokultúrák területének változásának meghatározása a MIF hatására (Suslov A.P., 1989).

Labor 7-3

A MÍTOSZ tevékenység meghatározása

A MIF biológiai aktivitásának meghatározása sejtmikrokultúrák kialakítására szolgáló eszközzel történik (7.7. ábra) - MIGROSKRIN (NF Gamaleya RAMS-ról elnevezett Epidemiológiai és Mikrobiológiai Kutatóintézet).

1. Egy 96 lyukú lemez (Flow, UK vagy hasonló) lyukaiba adjunk 100 μl tápközeggel hígított mintát, amelyben a MYTH aktivitást határozzuk meg (minden hígítás 4 párhuzamosban, kísérleti minták). A táptalaj RPMI 1640-et, 2 mM L-glutamint, 5% magzati szarvasmarha-szérumot, 40 μg/ml gentamicint tartalmaz.

2. A kontroll lyukakba adjon 100 μl táptalajt (4 párhuzamosan).

3. Készítsen sejtszuszpenziót peritoneális makrofágokból, amelyhez 2 hibrid egér (CBAxC57B1 / 6) F1 injekciót adunk intraperitoneálisan 10 ml heparinos Hanks oldattal (10 U / ml), gyengéden masszírozza a hasat 2-3 percig. Ezután az állatot levágják lefejezéssel, a hasfalat óvatosan átszúrják az ágyék területén, és a váladékot fecskendővel tűvel kiszívják. A peritoneális váladék sejtjeit kétszer mossuk Hanks oldattal, 10-15 percig 200 g-vel centrifugáljuk. Ezután sejtszuszpenziót készítünk 10 ± 1 millió/ml koncentrációjú RPMI 1640 táptalajból.A számlálást Goryaev kamrában végezzük.

4. Szerelje össze a MIGROSKRIN rendszert, amely egy rack a hegyek irányított és szabványos rögzítésére sejttenyészetekkel szigorúan függőleges helyzetben, egy 96 lyukú tenyésztőlemez üregének közepe felett adott magasságban, és 92 hegyet is tartalmaz egy automata pipetta az USA-beli Costarból (7.7. ábra).

Helyezze be az állvány lábait a lemez saroknyílásaiba. A sejtszuszpenziót egy automata pipettával 5 μl-es hegyekbe veszik, a felesleges sejteket egyetlen mártással leöblítik a táptalajba, és függőlegesen helyezik be a rendszerállvány aljzataiba. A hegyekkel megtöltött állványt 1 órán át szobahőmérsékleten tartjuk szigorúan vízszintes felületen. Ez idő alatt a szuszpenzió sejtjei leülepednek a lyukak aljára, ahol standard sejtmikro -kultúrák képződnek.

5. A csúcstartót óvatosan vegye le a lemezről. A sejt mikrotenyészetét tartalmazó lemezt szigorúan vízszintes helyzetbe helyezzük egy CO 2 inkubátorba, ahol 20 órán át tenyésztjük, a tenyésztés során a sejtek a lyuk alján vándorolnak.

6. Az inkubáció utáni eredmények kvantitatív rögzítését binokuláris nagyítón végezzük, vizuálisan értékelve a telep méretét a szemlencse belsejében lévő skálán. A mikrokultúrák kör alakúak. A kutatók ezután meghatározzák az átlagos telepátmérőt a telepek 4 teszt- vagy kontrollüregben mért mérései alapján. A mérési hiba ± 1 mm.

A migrációs indexet (MI) a következő képlettel kell kiszámítani:

A mintának MYTH-aktivitása van, ha az MI értékek egyenlőek

A MYTH aktivitás hagyományos egységére (U) a reciprok értéket veszik fel, amely megegyezik a minta (minta) legmagasabb hígításának értékével, amelynél a migrációs index 0,6 ± 0,2.

A FEO biológiai aktivitása Az α-t a transzformált L-929 fibroblasztok vonalára gyakorolt ​​citotoxikus hatása alapján értékeljük. Pozitív kontrollként rekombináns TNFa-t, negatív kontrollként tenyésztő tápközegben lévő sejteket használtunk.

Számítsa ki a citotoxikus indexet (CI):

ahol a- a kontrollban élő sejtek száma; b- a kísérletben lévő élő sejtek száma.

Rizs. 7.7. MIGROSKRIN séma – Eszközök a sejtkultúrák vándorlásának számszerűsítésére

A sejteket festékkel (metilénkék) festik, amely csak az elhalt sejtekbe épül be.

Az 50%-os sejtes citotoxicitás eléréséhez szükséges minta reciprok hígításának értékét a TNF-aktivitás hagyományos mértékegységének tekintjük. A minta fajlagos aktivitása - az aktivitás aránya tetszőleges egységekben 1 ml-ben a mintában lévő fehérje koncentrációjához képest.

Intracelluláris citokin festés. A különböző citokineket termelő sejtek arányának változása tükrözheti a betegség patogenezisét, és kritériumként szolgálhat a betegség előrejelzéséhez és a terápia értékeléséhez.

Az intracelluláris festés módszerével meghatározzuk a citokin expresszióját egy sejt szintjén. Az áramlási citometria lehetővé teszi az adott citokint expresszáló sejtek számának megszámlálását.

Soroljuk fel az intracelluláris citokinek meghatározásának főbb lépéseit.

A nem stimulált sejtek kis mennyiségű citokineket termelnek, amelyek általában nem rakódnak le, ezért az intracelluláris citokinek értékelésének fontos lépése a limfociták stimulálása és ezeknek a termékeknek a sejtekből történő felszabadulásának blokkolása.

A leggyakrabban használt citokin induktor a protein kináz C aktivátor, a forbol-12-mirisztát-13-acetát (PMA) kalcium-ionofor ionomicinnel (IN) kombinálva. Egy ilyen kombináció alkalmazása a citokinek széles körének szintézisét idézi elő: IFNu, IL-4, IL-2, TNFα. A PMA-IN alkalmazásának hátránya, hogy az ilyen aktiválás után a limfociták felszínén CD4-molekulákat lehet kimutatni. Ezenkívül a T-limfociták citokinek termelését mitogének (PHA) indukálják. A B-sejtek és a monociták stimulálják

A mononukleáris sejteket citokintermelést indukáló anyagok és intracelluláris transzportjuk blokkolója, a brefeldin A vagy monenzin jelenlétében inkubáljuk 2-6 órán keresztül.

A sejteket ezután pufferolt sóoldatban újraszuszpendáljuk. Rögzítéshez adjunk hozzá 2% formaldehidet, inkubáljuk 10-15 percig szobahőmérsékleten.

Ezután a sejteket szaponinnal kezeljük, ami növeli a sejtmembrán permeabilitását, és a kimutatott citokinekre specifikus monoklonális antitestekkel festjük. A felszíni markerek (CD4, CD8) előfestése növeli a sejtről nyert információ mennyiségét, és lehetővé teszi a populáció azonosságának pontosabb meghatározását.

A fent leírt módszerek alkalmazásának van néhány korlátozása. Így segítségükkel nem lehet elemezni a citokinek szintézisét egyetlen sejt által, nem lehet meghatározni a citokintermelő sejtek számát egy szubpopulációban, nem lehet meghatározni, hogy a citokintermelő sejtek kifejeznek-e egyedi markereket, hogy különböző citokineket különböző sejtek vagy ugyanazok szintetizálnak-e. Ezekre a kérdésekre más kutatási módszerek segítségével kapjuk meg a választ. Egy populációban a citokintermelő sejtek gyakoriságának meghatározásához a limitáló hígítási módszert és az ELISPOT enzimhez kötött immunszorbens vizsgálati módszer egy változatát alkalmazzák (lásd a 4. fejezetet).

In situ hibridizációs módszer. A módszer a következőket tartalmazza:

2) rögzítés paraformaldehiddel;

3) mRNS kimutatása jelölt cDNS használatával. Bizonyos esetekben a citokin mRNS -t radioizotóp PCR -t alkalmazó metszeteken határozzák meg.

Immunfluoreszcencia. A módszer a következőket tartalmazza:

1) a szerv lefagyasztása és kriosztát metszetek elkészítése;

2) rögzítés;

3) a metszetek feldolgozása fluoreszceinnel jelölt anti-citokin antitestekkel;

4) a fluoreszcencia vizuális megfigyelése.

Ezek a technikák (hibridizáció in situés immunfluoreszcencia) gyorsak, és nem függenek a szekretált termék küszöbkoncentrációitól. Azonban nem számszerűsítik a kiválasztott citokin mennyiségét, és technikailag összetettek lehetnek. A nem specifikus reakciók sokféle szoros megfigyelése szükséges.

A bemutatott citokinek értékelési módszerekkel azonosították a citokinrendszer különböző szintű zavaraihoz kapcsolódó kóros folyamatokat.

Így a citokinrendszer felmérése rendkívül fontos a szervezet immunrendszerének állapotának jellemzése szempontjából. A citokinrendszer különböző szintjeinek vizsgálata információkat nyújt a különböző típusú immunkompetens sejtek funkcionális aktivitásáról, a gyulladásos folyamat súlyosságáról, a szisztémás szintre való átmenetről és a betegség prognózisáról.

Kérdések és feladatok

1. Sorolja fel a citokinek általános tulajdonságait!

2. Adja meg a citokinek osztályozását!

3. Sorolja fel a citokinrendszer fő összetevőit!

4. Sorolja fel a citokintermelő sejteket!

5. Ismertesse a citokin receptorok családjait!

6. Melyek a citokinhálózat működési mechanizmusai?

7. Meséljen a citokinek termeléséről a veleszületett immunrendszerben!

8. Melyek a fő megközelítések a citokinrendszer átfogó értékeléséhez?

9. Milyen módszerek vannak a testnedvekben található citokinek vizsgálatára?

10. Mik a hibák a citokin rendszerben különböző patológiákban?

11. Melyek az IL-1, IFN, MIF, TNFa biológiai vizsgálatának főbb módszerei biológiai folyadékokban?

12. Ismertesse a citokinek intracelluláris tartalmának meghatározásának folyamatát!

13. Ismertesse az egyetlen sejt által szekretált citokinek meghatározásának folyamatát!

14. Ismertesse a citokin receptor szintű defektus kimutatására használt módszerek sorrendjét!

15. Ismertesse a citokintermelő sejtek szintjén a defektus kimutatására használt módszerek sorrendjét!

16. Milyen információkhoz juthatunk a citokinek termelésének vizsgálatával mononukleáris sejtek tenyészetében, vérszérumban?

A proinflammatorikus citokinek szintetizálódnak, kiválasztódnak és receptoraikon keresztül hatnak a célsejtekre a gyulladás korai szakaszában, részt vesznek egy specifikus immunválasz kiváltásában, valamint annak effektor fázisában. Az alábbiakban röviden ismertetjük a fő proinflammatorikus citokineket.

IL-1 - monociták, makrofágok, Langerhans-sejtek, dendritikus sejtek, keratinociták, agyi asztrociták és mikroglia, endoteliális, epiteliális, mezoteliális sejtek, fibroblasztok, NK-limfociták, neutrofilek, B-sejtes limfociták, C-sejtek stb. általi antigénstimuláció során kiválasztott vegyület. A bazofilek és a hízósejtek körülbelül 10%-a is termel IL-1-et. Ezek a tények azt mutatják, hogy az IL-1 közvetlenül kiválasztódik a vérbe, a szövetfolyadékba és a nyirokba. Minden sejt, amelyben ez a citokin képződik, nem képes spontán IL-1 szintézisre, és ennek termelésével és szekréciójával reagál a fertőző és gyulladásos ágensek, mikrobiális toxinok, különféle citokinek, aktív komplement fragmentumok, egyes aktív véralvadási faktorok hatására, és mások. A. Bellau képletes kifejezése szerint az IL-1 minden alkalomra molekulák családja. Az IL-1 két frakcióra oszlik - a és b, amelyek különböző gének termékei, de hasonló biológiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Mindkét forma a megfelelő prekurzor molekulákból képződik, azonos molekulatömeggel - 31 kDa. A biokémiai átalakulások eredményeként végül 17,5 kDa molekulatömegű egyláncú, biológiailag aktív polipeptidek jönnek létre. Szinte az összes IL-1a a sejt belsejében marad, vagy kötődik a membránhoz. Az IL-1a-val ellentétben az IL-1b-t aktívan szekretálják a sejtek, és ez az IL-1 fő szekréciós formája az emberekben. Ugyanakkor mindkét interleukin biológiai aktivitása azonos spektrummal rendelkezik, és versengenek az azonos receptorhoz való kötődésért. Mindazonáltal szem előtt kell tartani, hogy az IL-1a főként a helyi védelmi reakciók közvetítője, míg az IL-1b helyi és szisztémás szinten egyaránt hat. A rekombináns IL-1-gyel végzett kísérletek kimutatták, hogy ennek a citokinnek legalább 50 különböző funkciója van, és a célpontok szinte minden szerv és szövet sejtjei. Az IL-1 hatása elsősorban a Th1-re irányul, bár képes stimulálni a Th2 és a B-limfocitákat. A csontvelőben ennek hatására megnő a mitózis stádiumában lévő hematopoietikus sejtek száma. Az IL-1 hathat a neutrofilekre, fokozza mozgási aktivitásukat, és ezáltal elősegíti a fagocitózist. Ez a citokin részt vesz az endotélium és a véralvadási rendszer működésének szabályozásában, prokoaguláns aktivitást indukál, proinflammatorikus citokinek szintézisében, valamint a neutrofilek és limfociták gördülését és rögzítését biztosító adhezív molekulák expressziójában az endotélium felszínén. aminek következtében az érágyban leukopenia és neutropenia alakul ki. A májsejtekre hatva serkenti az akut fázisú fehérjék képződését. Megállapítást nyert, hogy az IL-1 a szervezet szintjén a helyi gyulladások és akut fázisválasz kialakulásának fő közvetítője. Ezenkívül felgyorsítja az erek növekedését a károsodás után. Az IL-1 hatására a vérben csökken a vas és a cink koncentrációja, és nő a nátrium kiválasztódása. Végül nemrégiben azt találták, hogy az IL-1 képes növelni a keringő nitrogén-oxid mennyiségét. Ez utóbbiról köztudott, hogy rendkívül fontos szerepet játszik a vérnyomás szabályozásában, elősegíti a vérlemezkék szétesését és fokozza a fibrinolízist. Meg kell jegyezni, hogy az IL-1 hatására megnő a neutrofilek és limfociták rozettáinak képződése a vérlemezkékkel, ami fontos szerepet játszik a nem specifikus rezisztencia, az immunitás és a hemosztázis megvalósításában (Yu.A. Vitkovsky). Mindez azt sugallja, hogy az IL-1 stimulálja a szervezet védőreakcióinak komplexének kialakulását, amelynek célja a fertőzés terjedésének korlátozása, a behatoló mikroorganizmusok kiküszöbölése és a sérült szövetek integritásának helyreállítása. Az IL-1 befolyásolja a porcsejteket, az oszteoklasztokat, a fibroblasztokat és a hasnyálmirigy b-sejtjeit. Hatása alatt megnő az inzulin, az ACTH és a kortizol szekréciója. Az IL-1b vagy TNFa hozzáadása az agyalapi mirigysejtek elsődleges tenyészetéhez csökkenti a pajzsmirigy-stimuláló hormon szekrécióját.

Az IL-1 a központi idegrendszerben termelődik, ahol transzmitterként működhet. Az IL-1 hatása alatt alvás következik be, amelyet a-ritmus (lassú hullámú alvás) kísér. Ezenkívül elősegíti az ideg növekedési faktor asztrociták általi szintézisét és szekrécióját. Kimutatták, hogy az izommunka során az IL-1 tartalma megnő. Az IL-1 hatására fokozódik magának az IL-1-nek, valamint az IL-2-nek, IL-4-nek, IL-6-nak, IL-8-nak és TNFa-nak a termelése. Ez utóbbi emellett indukálja az IL-1, IL-6 és IL-8 szintézisét.

Az IL-1 számos gyulladást elősegítő hatása TNFa-val és IL-6-tal kombinálva érvényesül: láz indukció, étvágytalanság, vérképzésre gyakorolt ​​​​hatás, részvétel a nem specifikus fertőzésellenes védelemben, akut fázisú fehérjék szekréciója és mások (AS Simbirtsev). ).

IL-6- 19-34 kDa molekulatömegű monomer. Stimulált monociták, makrofágok, endoteliociták, Th2, fibroblasztok, hepatociták, Sertoli-sejtek, idegrendszeri sejtek, pajzsmirigysejtek, a Langerhans-szigetek sejtjei stb. termelik. Az IL-4-gyel és IL-10-zel együtt biztosítja a elősegíti a B-limfociták növekedését és differenciálódását, elősegítve az utóbbiak átmenetét az antitestekben. Ezenkívül az IL-1-hez hasonlóan serkenti a hepatocitákat, ami akut fázisú fehérjék képződéséhez vezet. Az IL-6 a hematopoietikus progenitor sejtekre hat, és különösen serkenti a megakariocitopoiesist. Ez a vegyület vírusellenes hatással rendelkezik. Vannak az IL-6 családjába tartozó citokinek - onkosztatin M (OnM), leukémiát gátló faktor, ciliáris neurotrop faktor, cardiotropin-1. Hatásuk nincs hatással az immunrendszerre. Az IL-6 család hatással van az embrionális őssejtekre, miokardiális hipertrófiát, CWA szintézist, a mielóma sejtek és a vérképző progenitorok proliferációjának fenntartását, a makrofágok, oszteoklasztok, idegsejtek differenciálódását, fokozott thrombocytopoiesist stb.

Meg kell jegyezni, hogy az IL-6 család citokinek közös receptorkomponensét kódoló gén célzott inaktiválásával (knockout) szenvedő egerekben számos olyan rendellenesség alakul ki a különböző testrendszerekben, amelyek összeegyeztethetetlenek az élettel. Az ilyen egerek embrióiban a kardiogenezis zavarával együtt élesen csökken a különböző hematopoietikus sorok progenitor sejtjeinek száma, valamint a csecsemőmirigy méretének éles csökkenése. Ezek a tények jelzik az IL-6 rendkívüli fontosságát a fiziológiai funkciók szabályozásában (A.A. Yarilin).

A proinflammatorikus citokinek között, amelyek szinergistaként működnek, nagyon összetett, kölcsönösen szabályozó kapcsolat van. Így az IL-6 gátolja az IL-1 és a TNFa termelődését, bár mindkét citokin indukálja az IL-6 szintézist. Ezenkívül a hipotalamusz-hipofízis rendszerre ható IL-6 a kortizol termelésének növekedéséhez vezet, ami gátolja az IL-6 gén expresszióját, valamint más gyulladást elősegítő citokinek génjeit.

Az IL-6 családba tartozik még onkosztatin M (OnM), rendkívül széles hatásspektrummal rendelkezik. Molekulatömege 28 kDa. Azt találták, hogy az OnM számos daganat növekedését képes gátolni. Serkenti az IL-6, plazminogén aktivátor, vazoaktív bélpeptidek és CWA képződését. A fentiekből következik, hogy az OnM -nek fontos szerepet kell játszania az immunválasz, a véralvadás és a fibrinolízis szabályozásában.

IL-8 az úgynevezett kemokinek családjába tartozik, amelyek stimulálják a kemotaxist és a kemokinezist, és legfeljebb 60 egyedi anyagot tartalmaznak, amelyek saját szerkezeti és biológiai tulajdonságaikkal rendelkeznek. Az érett IL-8 többféle formában létezik, amelyek a polipeptidlánc hosszában különböznek egymástól. Az egyik vagy másik forma kialakulása a nem glikozilált prekurzormolekula N-terminálisán ható specifikus proteázoktól függ. Attól függően, hogy mely sejtek szintetizálják az IL-8-at, különböző számú aminosavat tartalmaz. A legnagyobb biológiai aktivitással az IL-8 72 aminosavból álló formája (A.S. Simbirtsev) rendelkezik.

Az IL-8-at polimorfonukleáris leukociták, monociták, makrofágok, megakariociták, neutrofilek, T-limfociták (Tx), fibroblasztok, kondrociták, keratinociták, endoteliális és hámsejtek, hepatociták és mikroglia szabadítják fel.

Az IL-8 biológiailag aktív vegyületek, köztük a proinflammatorikus citokinek, valamint az IL-2, IL-3, IL-5, GM-CSF, különféle mitogének, lipopoliszacharidok, lektinek és vírusos bomlástermékek hatására képződik, míg a gyulladásgátló citokinek (IL-4, IL-10) csökkentik az IL-8 termelődését. Aktiválása és felszabadulása trombin, plazminogén aktivátor, sztreptokináz és tripszin hatására is megtörténik, ami szoros kapcsolatot jelez e citokin funkciója és a vérzéscsillapító rendszer között.

Az IL-8 szintézisét sokféle endogén vagy exogén inger hatására hajtják végre, amelyek a gyulladás fókuszában keletkeznek a kórokozók bejuttatására irányuló helyi védekezési reakció kialakulása során. Ebből a szempontból az IL-8 termelése sok hasonlóságot mutat más gyulladást elősegítő citokinekkel. Ugyanakkor az IL-8 szintézisét elnyomják a szteroid hormonok, az IL-4, IL-10, az Ifa és az Ifg.

Az IL-8 serkenti a neutrofilek, bazofilek, T-limfociták (kisebb mértékben) és keratinociták kemotaxisát és kemokinézisét, ami e sejtek degranulációját okozza. Az IL-8 intravaszkuláris beadásakor gyors és éles granulocitopénia lép fel, amelyet a neutrofilek szintjének növekedése követ a perifériás vérben. Ebben az esetben a neutrofilek a májba, a lépbe, a tüdőbe vándorolnak, de nem a sérült szövetekbe. Ezenkívül a kísérlet kimutatta, hogy az IL-8 intravénás beadása blokkolja a neutrofilek migrációját a gyulladás intradermális területeibe.

Stimulálatlan neutrofilekben az IL-8 a B 12 -vitaminnal társított fehérje felszabadulását okozza specifikus granulátumokból és a zselatinázt a szekréciós vezikulumokból. Az azurofil szemcsék degranulációja a neutrofilekben csak a citokalazin-B-vel való stimuláció után következik be. Ugyanakkor elasztáz, mieloperoxidáz, b-glükuronidáz és más elasztázok szabadulnak fel, és a tapadó molekulák a leukocita membránon expresszálódnak, biztosítva a neutrofil kölcsönhatását az endotéliummal. Meg kell jegyezni, hogy az IL-8 nem képes légúti robbanást kiváltani, de fokozhatja más kemokinek hatását erre a folyamatra.

Az IL-8 képes stimulálni az angiogenezist azáltal, hogy aktiválja a proliferatív folyamatokat az endoteliocitákban és a simaizomsejtekben, ami fontos szerepet játszik a szövetek helyreállításában. Ezenkívül gátolhatja az IL-4 által kiváltott IgE szintézist.

Úgy tűnik, az IL-8 fontos szerepet játszik a nyálkahártyák helyi immunitásának kialakításában. Egészséges emberekben a nyál-, könny-, verejtékmirigy-váladékban, a kolosztrumban található. Azt találták, hogy az emberi légcsőben lévő simaizomsejtek elhanyagolható mennyiségű IL-8 termelésére képesek. A bradikinin hatására az IL-8 termelése 50-szeresére nő. A fehérjeszintézis-blokkolók gátolják az IL-8 szintézisét. Minden okunk megvan azt hinni, hogy lokálisan az IL-8 biztosítja a védőreakciók lefolyását, ha a felső légúti patogén flórának van kitéve.

IL-12 több mint tíz éve fedezték fel, de tulajdonságait csak az utóbbi években tanulmányozták. Makrofágok, monociták, neutrofilek, dendritikus sejtek és aktivált B-limfociták termelik. Az IL-12 sokkal kisebb mértékben képes keratinociták, Langerhans-sejtek és nyugvó B-limfociták kiválasztására. Ezenkívül mikroglia sejtek és asztrociták termelik, amihez együttműködésük szükséges. Az IL-12 egy heterodimer, amely két kovalensen kapcsolt polipeptid láncból áll: nehéz (45 kDa) és könnyű (35 kDa) láncból. A biológiai aktivitás csak a dimerben rejlik, az egyes láncok nem rendelkeznek hasonló tulajdonságokkal.

Ennek ellenére az NK, T-limfociták (CD4+ és CD8+) és kisebb mértékben a B-limfociták továbbra is az IL-12 fő célsejtjei. Megállapítható, hogy kapcsolatként szolgál a makrofágok és a monociták között, hozzájárulva a Th1 és a citotoxikus sejtek aktivitásának növekedéséhez. Így ez a citokin jelentősen hozzájárul a vírus- és daganatellenes védelem biztosításához. Az IL-12 szintézis indukálói mikrobiális komponensek és gyulladást elősegítő citokinek.

Az IL-12 a heparinkötő citokinek közé tartozik, ami arra utal, hogy részt vesz a hemosztázis folyamatában.

Az elmúlt években bebizonyosodott, hogy az IL-12 kulcsfontosságú citokin a sejtközvetített immunválasz fokozásában és hatékony vírusellenes védelemben a vírusok, baktériumok, gombák és protozoonok ellen. Az IL-12 fertőzésekben kifejtett védőhatását Ifg-függő mechanizmusok, fokozott nitrogén-monoxid-termelés és T-sejt-infiltráció közvetítik. Fő hatása azonban az Ifg szintetizálása. Ez utóbbi, miközben felhalmozódik a szervezetben, elősegíti az IL-12 makrofágok általi szintézisét. Az IL-12 legfontosabb funkciója a Tx0 differenciálódás iránya a Tx1 felé. Ebben a folyamatban az IL-12 az Ifg szinergistája. Eközben a differenciálódás után a Th1-nek már nincs szüksége IL-12-re, mint kostimuláló molekulára. Az immunválasz jellege nagymértékben függ az IL-12-től: sejtes vagy humorális immunitás szerint alakul-e ki.

Az IL-12 egyik legfontosabb funkciója a B-limfociták antitest-termelő sejtekké történő differenciálódásának erőteljes növekedése. Ezt a citokint allergiás és bronchiális asztmában szenvedő betegek kezelésére használják.

Az IL-12 gátló hatással van a memória T-limfocitái által az APC-n keresztül közvetített IL-4 termelésére. Az IL-4 viszont gátolja az IL-12 termelését és szekrécióját.

Az IL-12 szinergisták az IL-2 és az IL-7, bár mindkét citokin gyakran különböző célsejtekre hat. Az IL-12 fiziológiai antagonistája és inhibitora az IL-10, egy tipikus gyulladásgátló citokin, amely gátolja a Th1 funkciót.

IL-16- a T-limfociták választják ki, főként CD4+, CD8+, eozinofilek és hörgőhámsejtek stimulálják. Az IL-16 fokozott szekrécióját találták, amikor a T-sejteket hisztaminnal kezelték. Kémiai természeténél fogva 56000-80000 D molekulatömegű homotetramer. Immunmoduláló és gyulladást elősegítő citokin, mivel kemotaktikus faktor a monociták és eozinofilek, valamint a T-limfociták (CD4+) számára. fokozzák tapadásukat.

Meg kell jegyezni, hogy a CD4+ előkezelése rekombináns IL-16-tal megközelítőleg 60%-kal elnyomja a HIV-1 promoter aktivitását. A fenti tények alapján egy hipotézist állítottak fel, amely szerint az IL-16 HIV-1 replikációra gyakorolt ​​hatása a vírusexpresszió szintjén figyelhető meg.

IL-17 makrofágok alkotják. Jelenleg rekombináns IL-17-et állítottak elő, és annak tulajdonságait tanulmányozták. Kiderült, hogy az IL-17 hatására a humán makrofágok intenzíven szintetizálnak és választanak ki proinflammatorikus citokineket - IL-1b-t és TNFa-t, ami egyenes arányban áll a vizsgált citokin dózisával. A maximális hatás körülbelül 9 órával a makrofágok rekombináns IL-17-tel való inkubációjának megkezdése után figyelhető meg. Ezenkívül az IL-17 serkenti az IL-6, IL-10, IL-12, PgE 2, RIL-1 antagonista és stromalizin szintézisét és szekrécióját. A gyulladásgátló citokinek - az IL-4 és IL-10 - teljesen megszüntetik az IL-17 által kiváltott IL-1b felszabadulását, míg a GTFb 2 és IL-13 csak részben blokkolja ezt a hatást. Az IL-10 gátolja a TNFa indukált felszabadulását, míg az IL-4, IL-13 és GTFb 2 kisebb mértékben gátolja ennek a citokinnek a szekrécióját. A bemutatott tények határozottan azt sugallják, hogy az IL-17-nek fontos szerepet kell játszania a gyulladásos folyamat beindításában és fenntartásában.

IL-18 biológiai hatásait tekintve az IL-12 funkcionális megkettőzője és szinergistája. Az IL-18 fő termelői a makrofágok és a monociták. Szerkezete rendkívül hasonló az IL-1-hez. Az IL-18 inaktív prekurzor molekula formájában szintetizálódik, amihez egy IL-1b-t konvertáló enzim részvétele szükséges ahhoz, hogy aktív formává alakítsa.

Az IL-18 hatására megnő a szervezet antimikrobiális rezisztenciája. Bakteriális fertőzésben az IL-18 az IL-12-vel vagy az Ifa/b-vel együtt szabályozza a Tx- és NK-sejtek Ifg-termelését, és fokozza a Fas-ligandum expresszióját az NK- és T-limfocitákon. Nemrég azt találták, hogy az IL-18 egy CTL aktivátor. Hatása alatt megnő a CD8+ sejtek aktivitása a rosszindulatú daganatok sejtjeivel szemben.

Az IL-12-höz hasonlóan az IL-18 elősegíti a Th0 preferenciális differenciálódását Th1-be. Ezenkívül az IL-18 GM-CSF kialakulásához vezet, és ezáltal fokozza a leukopoiesist, és gátolja az oszteoklasztok képződését.

IL-23 2 alegységből áll (p19 és p40), amelyek az IL-12 részét képezik. Külön-külön mindegyik felsorolt ​​alegységnek nincs biológiai aktivitása, azonban együtt, mint az IL-12, fokozzák a T-limfoblasztok proliferációs aktivitását és az Ifg-szekréciót. Az IL-23 kevésbé hatásos, mint az IL-12.

TNF egy körülbelül 17 kDa molekulatömegű polipeptid (157 aminosavból áll), és 2 frakcióra oszlik - a és b. Mindkét frakció közel azonos biológiai tulajdonságokkal rendelkezik, és ugyanazokra a sejtreceptorokra hat. A TNFa-t monociták és makrofágok, Th1, endoteliális és simaizomsejtek, keratinociták, NK limfociták, neutrofilek, asztrociták, oszteoblasztok stb. választják ki. Kisebb mértékben egyes daganatsejtek termelik a TNFa-t. A TNFa szintézis fő indukálója a bakteriális lipopoliszacharid, valamint egyéb bakteriális eredetű komponensek. Ezenkívül a TNFa szintézisét és szekrécióját a citokinek stimulálják: IL-1, IL-2, Ifa és b, GM-CSF stb. Epstein-Barr vírus, Ifa / b, IL-4, IL-6, IL - 10, G-CSF, TGFb stb.

A TNFa biológiai aktivitásának fő megnyilvánulása az egyes daganatsejtekre gyakorolt ​​hatás. Ebben az esetben a TNFa hemorrhagiás nekrózis és az ellátó erek trombózisának kialakulásához vezet. Ugyanakkor a TNFa hatására megnő a monociták, makrofágok és NK-sejtek természetes citotoxicitása. A tumorsejtek regressziója különösen intenzíven fordul elő a TNFa és az Ifg együttes hatásával.

A TNFa hatására gátolja a lipoprotein kináz szintézisét, amely a lipogenezist szabályozó egyik fő enzim.

A TNFa, mint a citotoxicitás közvetítője, képes gátolni a sejtek proliferációját, differenciálódását és sok sejt funkcionális aktivitását.

A TNFa közvetlenül részt vesz az immunválaszban. Rendkívül fontos szerepet játszik a gyulladásos reakció kezdeti pillanataiban, mert aktiválja az endotéliumot és elősegíti a tapadó molekulák expresszióját, ami a granulociták tapadásához vezet az ér belső felületéhez. A TNFa hatására a leukociták transzendoteliális migrációja a gyulladásos fókuszba megy végbe. Ez a citokin aktiválja a granulocitákat, monocitákat és limfocitákat, és más gyulladást elősegítő citokinek termelését indukálja – IL-1, IL-6, Ifg, GM-CSF, amelyek TNFa-szinergisták.

A gyulladás vagy fertőző folyamat fókuszában lokálisan keletkező TNFa élesen növeli a monociták és a neutrofilek fagocita aktivitását, és fokozza a peroxidációs folyamatokat, és hozzájárul a teljes fagocitózis kialakulásához. Az IL-2-vel együtt a TNFa jelentősen növeli a T-limfociták Ifg-termelését.

A TNFa részt vesz a pusztítási és helyreállítási folyamatokban is, mivel fibroblasztok növekedését idézi elő, és serkenti az angiogenezist.

Az utóbbi években megállapították, hogy a TNF a vérképzés fontos szabályozója. Közvetlenül vagy más citokinekkel együtt a TNF minden típusú hematopoietikus sejtre hatással van.

Hatása alatt fokozódik a hipotalamusz-hipofízis-mellékvese rendszer funkciója, valamint egyes endokrin mirigyek - a pajzsmirigy, a herék, a petefészkek, a hasnyálmirigy és mások (A. F. Vozianov).

Interferonok az emberi test szinte bármely sejtje alkotja, de termelésüket elsősorban a vér- és csontvelősejtek végzik. Az interferonok szintézise antigén stimuláció hatására megy végbe, bár ezeknek a vegyületeknek nagyon kis koncentrációja normálisan megtalálható a csontvelőben, a hörgőkben, a gyomor-bél traktus különböző szerveiben, a bőrben és másokban. Az interferon szintézis szintje mindig magasabb a nem osztódó sejtekben, mint a gyorsan osztódó sejtekben.

Bevezetés.

1. A citokinek általános jellemzői és osztályozása.

1.1 Hatásmechanizmusok.

1.2 A citokinek tulajdonságai.

1.3 A citokinek szerepe a szervezet élettani funkcióinak szabályozásában.

2. A citokinek speciális vizsgálata.

2.1 A citokinek szerepe a gyermekek vastagbél gyulladásos betegségeinek patogenezisében.

2.2 A nitrogén-monoxid és a citokinek szerepe az akut tüdősérülés szindróma kialakulásában.

3. Módszerek a citokinek meghatározására

3.1 A citokinek biológiai aktivitásának meghatározása

3.2 A citokinek mennyiségi meghatározása antitestek segítségével

3.3 Citokinek meghatározása enzim immunoassay segítségével.

3.3.1 Tumor nekrózis faktor-alfa.

3.3.2 Gamma-interferon.

3.3.3 Interleukin-4

3.3.4 Interleukin-8

3.3.5 Interleukin-1 receptor antagonista.

3.3.6 Alfa-interferon.

3.3.7 Az alfa-IFN elleni antitestek.

4. Citokineken alapuló immunotróp gyógyszerek.

Felhasznált irodalom jegyzéke.

Következtetés.

Bevezetés.

Nem sok idő telt el az első citokinek leírása óta. Kutatásaik azonban a tudás kiterjedt szakaszának kiosztásához vezettek - a citokinológiához, amely a különböző tudásterületek és mindenekelőtt az immunológia szerves részét képezi, amely erőteljes lendületet adott e közvetítők tanulmányozásának. A citokineológia minden klinikai tudományágat áthat, a betegségek etiológiájától és patogenezisétől a különféle kóros állapotok megelőzéséig és kezeléséig. Következésképpen a tudományos kutatóknak és klinikusoknak el kell tájékozódniuk a szabályozó molekulák sokféleségében, és világosan meg kell érteniük az egyes citokinek szerepét a vizsgált folyamatokban. Az immunrendszer minden sejtje bizonyos funkciókkal rendelkezik, és egyértelműen összehangolt kölcsönhatásban működik, amelyet speciális biológiailag aktív anyagok - citokinek - biztosítanak az immunreakciók szabályozásában. A citokinek olyan specifikus fehérjék, amelyek segítségével az immunrendszer különböző sejtjei információt cserélhetnek egymással és összehangolhatják a cselekvéseket. A sejtfelszíni receptorokra ható citokinek halmaza és mennyisége – a „citokin környezet” – kölcsönható és gyakran változó jelek mátrixát jelenti. Ezek a jelek összetettek a citokinreceptorok sokfélesége miatt, valamint abból a tényből adódóan, hogy mindegyik citokin több folyamatot képes aktiválni vagy elnyomni, beleértve a saját szintézisét és más citokinek szintézisét, valamint a citokin receptorok kialakulását és megjelenését. a sejt felszínén. Munkánk célja a citakinok, funkcióik és tulajdonságaik tanulmányozása, valamint az orvostudományban való lehetséges alkalmazásuk vizsgálata. A citokinek kisméretű fehérjék (8-80 kDa molekulatömeg), amelyek autokrin (azaz az őket termelő sejtre) vagy parakrin (a közeli sejtekre) hatnak. Ezeknek a rendkívül aktív molekuláknak a kialakulása és felszabadulása rövid életű és szigorúan szabályozott.

Szakirodalmi áttekintés.

A citokinek általános jellemzői és osztályozása.

A citokinek az intercelluláris kölcsönhatás polipeptid közvetítőinek csoportját alkotják, amelyek főként a szervezet védekező reakcióinak kialakításában és szabályozásában vesznek részt a kórokozók bejutása és a szövetek integritásának megzavarása során, valamint számos normális élettani funkció szabályozásában. A citokinek egy új független szabályozórendszerré izolálhatók, amely az idegrendszerrel és az endokrin rendszerrel együtt létezik a homeosztázis fenntartása érdekében, és mindhárom rendszer szorosan összekapcsolódik és kölcsönösen függ egymástól. Az elmúlt két évtizedben a legtöbb citokin génjét klónozták, és olyan rekombináns analógokat kaptak, amelyek teljesen megismétlik a természetes molekulák biológiai tulajdonságait. Jelenleg több mint 200, a citokincsaládba tartozó egyedi anyag ismeretes. A citokinek tanulmányozásának története a 20. század 40-es éveiben kezdődött. Ekkor írták le a cachectin, a vérszérumban jelenlévő faktor első hatásait, amely cachexiát vagy súlycsökkenést okozhat. Ezt követően ezt a mediátort izoláltuk, és igazoltuk, hogy azonos a tumor nekrózis faktorral (TNF). Abban az időben a citokinek vizsgálata bármely biológiai hatás kimutatásának elve alapján zajlott, ami a megfelelő mediátor nevének kiindulópontjaként szolgált. Tehát az 50-es években az interferont (IFN) azért hívták, mert képes volt interferonra vagy rezisztencia növelésére az ismételt vírusfertőzés során. Az interleukin-1-et (IL-1) eredetileg endogén pirogénnek is nevezték, szemben a bakteriális lipopoliszacharidokkal, amelyeket exogén pirogénnek tekintettek. A citokinek tanulmányozásának következő, 60-70 éves szakasza a természetes molekulák megtisztításával és biológiai hatásuk átfogó jellemzésével jár. Ekkorra már a ma IL-2 néven ismert T-sejt növekedési faktor és számos más olyan molekula felfedezése tartozik ide, amelyek serkentik a T-, B-limfociták és más típusú leukociták növekedését és funkcionális aktivitását. 1979 -ben az "interleukinek" kifejezést javasolták a kijelölésükre és rendszerezésükre, vagyis a leukociták között kommunikáló mediátorokra. Azonban nagyon hamar világossá vált, hogy a citokinek biológiai hatásai messze túlmutatnak az immunrendszeren, és ezért elfogadhatóbbá vált a korábban javasolt "citokinek" kifejezés, amely máig fennmaradt. A citokinek tanulmányozásában forradalmi fordulat következett be az 1980-as évek elején, miután az egér és az emberi interferon gének klónozása, valamint a természetes citokinek biológiai tulajdonságait teljes mértékben megismétlő rekombináns molekulák előállítása után következett be a forradalmi fordulat. Ezt követően lehetőség nyílt a családból származó más mediátorok génjeinek klónozására. A citokinek történetében fontos mérföldkő volt a rekombináns interferonok, és különösen a rekombináns IL-2 klinikai alkalmazása a rák kezelésében. A 90-es éveket a citokinreceptorok alegységszerkezetének felfedezése és a „citokinhálózat” fogalmának kialakulása, valamint a XXI. század eleje jellemezte – sok új citokin felfedezése genetikai elemzés révén. A citokinek közé tartoznak az interferonok, a telepstimuláló faktorok (CSF), a növekedési faktorokat átalakító kemokinek; tumor nekrózis faktor; történelmileg kialakult sorozatszámú interleukinek és néhány más endogén mediátor. Az 1-től kezdődő sorozatszámú interleukinok nem tartoznak a citokinek ugyanabba az alcsoportjába, amelyek közös funkciójuk szerint kapcsolódnak egymáshoz. Ezeket pedig proinflammatorikus citokinekre, limfociták növekedési és differenciálódási faktoraira, valamint egyedi szabályozó citokinekre oszthatjuk fel. Az "interleukin" nevet egy újonnan felfedezett közvetítőnek adják, ha az Immunológiai Társaságok Nemzetközi Szövetsége nómenklatúra bizottsága által kidolgozott alábbi kritériumok teljesülnek: molekuláris klónozás és a vizsgált faktor génjének expressziója, egyedi nukleotid jelenléte és a megfelelő aminosav szekvencia, semlegesítő monoklonális antitestek termelése. Emellett az új molekulát az immunrendszer sejtjeinek (limfociták, monociták vagy más típusú leukociták) kell termelniük, fontos biológiai funkcióval kell rendelkezniük az immunválasz szabályozásában, valamint további funkciókat kell ellátniuk, ezért nem tud. funkcionális nevet kapjanak. Végül az új interleukin felsorolt ​​tulajdonságait közzé kell tenni egy lektorált tudományos folyóiratban. A citokinek osztályozása elvégezhető biokémiai és biológiai tulajdonságaik, valamint azon receptorok típusai szerint, amelyeken keresztül a citokinek biológiai funkcióikat ellátják. A citokinek szerkezet szerinti osztályozása (1. táblázat) nemcsak az aminosav-szekvenciát, hanem mindenekelőtt a fehérje harmadlagos szerkezetét veszi figyelembe, amely pontosabban tükrözi a molekulák evolúciós eredetét.

1. táblázat A citokinek osztályozása szerkezet szerint.

A génklónozás és a citokinreceptorok szerkezetének elemzése kimutatta, hogy a citokinekhez hasonlóan ezek a molekulák is több típusra oszthatók az aminosavszekvenciák hasonlósága és az extracelluláris domének szerveződésének sajátosságai alapján (2. táblázat). A citokin receptorok egyik legnagyobb családját hematopoietin receptor családnak vagy I. típusú citokin receptor családnak nevezik. Ennek a receptorcsoportnak a szerkezeti jellemzője a 4 cisztein molekulában való jelenléte, valamint a Trp-Ser-X-Trp-Ser (WSXWS) aminosavszekvencia, amely a sejtmembrántól rövid távolságban található. A II. osztályú citokinreceptorok interferonokkal és IL-10-zel lépnek kölcsönhatásba. Mindkét első típusú receptor homológiát mutat egymással. A következő receptorcsoportok kölcsönhatást közvetítenek a tumor nekrózis faktor család és az IL-1 család citokinjeivel. Jelenleg több mint 20 különböző kemokinreceptor ismert, amelyek különböző fokú affinitással lépnek kölcsönhatásba a kemokincsalád egy vagy több ligandjával. A kemokin receptorok a rodopszin receptorok szupercsaládjába tartoznak, 7 transzmembrán doménnel rendelkeznek, és G-fehérjék részvételével jelet vezetnek.

2. táblázat A citokin receptorok osztályozása.

Sok citokin receptor 2-3 alegységből áll, amelyeket különböző gének kódolnak és egymástól függetlenül expresszálódnak. Ebben az esetben a nagy affinitású receptor kialakulásához minden alegység egyidejű kölcsönhatása szükséges. A citokinreceptorok ilyen szerveződésére példa az IL-2 receptor komplex szerkezete. Meglepő volt annak a ténynek a felfedezése, hogy az IL-2 receptor komplex egyes alegységei közösek az IL-2-ben és néhány más citokinben. Így a β-lánc egyidejűleg az IL-15 receptorának komponense, a γ-lánc pedig az IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-receptorok közös alegységeként szolgál. 15. és IL-21. Ez azt jelenti, hogy az összes fent említett citokin, amelynek receptorai szintén 2-3 egyedi polipeptidből állnak, a γ-láncot használja receptoraik komponenseként, ráadásul a jelátvitelért felelős komponensként. Minden esetben az egyes citokinek esetében a kölcsönhatás specifitását más, szerkezetükben eltérő alegységek biztosítják. A citokin receptorok között 2 gyakoribb receptor alegység található, amelyek jelet vezetnek, miután kölcsönhatásba lépnek különböző citokinekkel. Az IL-3, IL-5 és GM-CSF receptorok közös βc (gp140) receptor alegysége, valamint a gp130 receptor alegység, amely az IL-6 család tagjai számára közös. A közös jelátviteli alegység jelenléte a citokinreceptorokban az osztályozásuk egyik megközelítése, amely lehetővé teszi, hogy mind a ligandumok szerkezetében, mind a biológiai hatásokban közösséget találjunk.

A 3. táblázat a kombinált szerkezeti és funkcionális besorolást mutatja, ahol az összes citokin csoportokra van osztva, elsősorban biológiai aktivitásukat, valamint a citokinmolekulák és receptoraik fenti szerkezeti jellemzőit figyelembe véve.

3. táblázat A citokinek szerkezeti és funkcionális osztályozása.

	Citokinek családjai	Alcsoportok és ligandumok	Alapvető biológiai funkciók
	I. típusú interferonok	IFN a, b, d, k, w, t, IL-28, IL-29 (IFN l)	Vírusellenes hatás, antiproliferatív, immunmoduláló hatás
	Hematopoietikus sejtnövekedési faktorok	Őssejt faktor (kit-ligand, steel factor), Flt-3 ligand, G-CSF, M-CSF, IL-7, IL-11 Gp140 ligandumok: IL-3, IL-5, GM-KSF	Különböző típusú őssejtek proliferációjának és differenciálódásának stimulálása a csontvelőben, hematopoiesis aktiválása Eritropoetin, trombopoietin
	Az interleukin-1 és az FRF szupercsaládja	FRF család: Savanyú FRF, alap FRF, FRF3 - FRF23 IL-1 (F1-11) család: IL-1α, IL-1β, IL-1 receptor antagonista, IL-18, IL-33 stb.	A fibroblasztok és a hámsejtek proliferációjának aktiválása Gyulladásgátló hatás, specifikus immunitás aktiválása
	Tumor nekrózis faktor család	TNF, α és β limfotoxinok, Fas ligandum stb.	Gyulladásgátló hatás, az apoptózis szabályozása és az immunkompetens sejtek intercelluláris interakciója
	Interleukin-6 család	Gp130 ligandumok: IL-6, IL-11, IL-31, Onkosztatin-M, Cardiotropin-1, Leukémia-gátló faktor, Ciliáris neurotróf faktor	Gyulladásgátló és immunszabályozó hatások
	Kemokinek	SS, SXS (IL-8), SX3S, S	Különböző típusú leukociták kemotaxisának szabályozása
	Interleukin-10 család	IL-10,19,20,22,24,26	Immunszuppresszív hatás
	Interleukin-12 család		A helper T-limfociták differenciálódásának szabályozása
	A T-helper klónok citokinjei és a limfociták szabályozó funkciói	1-es típusú T-helpers: IL-2, IL-15, IL-21, IFNg 2-es típusú T-helpers: IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 IL-2 receptor y-lánc ligandumok: IL-7 TSLP	A sejtes immunitás aktiválása A humorális immunitás aktiválása, immunmoduláló hatás Különböző típusú limfociták, DC, NK sejtek, makrofágok stb. Differenciálódásának, proliferációjának és funkcionális tulajdonságainak stimulálása.
	Interleukin 17 család	IL-17A, B, C, D, E, F	A gyulladást elősegítő citokinek szintézisének aktiválása
	Az idegi növekedési faktor, a vérlemezke növekedési faktor és a transzformáló növekedési faktorok szupercsaládja	Idegnövekedési faktor család: NGF, agyi neurotróf faktor Thrombocyta eredetű növekedési faktorok (PDGF), angiogén növekedési faktorok (VEGF) TRF család: TPPb, aktivinek, inhibinek, csomópont, csontmorfogén fehérjék, Mulleri-gátló anyag	A gyulladás szabályozása, az angiogenezis, az idegsejtek működése, az embrionális fejlődés és a szövetek regenerációja
	Epidermális növekedési faktor család	ERF, TRFα, stb.
	Az inzulinszerű növekedési faktorok családja	IRF-I, IRF-II	Különböző sejttípusok proliferációjának stimulálása

Az első csoportba tartoznak az I. típusú interferonok, és a legegyszerűbb felépítésű, mivel a benne lévő összes molekula hasonló szerkezettel és sok tekintetben ugyanazokkal a funkciókkal rendelkezik, amelyek a vírusellenes védelemhez kapcsolódnak. A második csoportba a hematopoietikus sejtek növekedési és differenciálódási tényezői tartoztak, amelyek serkentik a vérképző progenitor sejtek fejlődését, az őssejtből kiindulva. Ebbe a csoportba tartoznak a citokinek, amelyek szűkre specifikusak a hematopoietikus sejtek differenciálódásának egyes vonalaira (eritropoetin, trombopoetin és IL-7, amely a TB limfociták prekurzoraira hat), valamint a szélesebb spektrumú biológiai aktivitású citokinek, mint pl. IL-3, IL-11, telepstimuláló faktorok. A citokinek ezen csoportján belül a molekulák szerkezeti felépítésének hasonlósága miatt a gp140 ligandumokat, amelyek közös receptor alegységük van, valamint a trombopoietint és az eritropoetint izolálták. Az FGF és IL-1 szupercsalád citokinjei nagyfokú homológiát és hasonló fehérjeszerkezetet mutatnak, ami megerősíti a közös eredetet. Mindazonáltal a biológiai aktivitás megnyilvánulásait tekintve az FGF sok tekintetben eltér az IL-1 család agonistáitól. Az IL-1 molekulák családja jelenleg a funkcionális neveken kívül az F1-F11 jelöléssel rendelkezik, ahol az F1 az IL-1α-nak, az F2 az IL-1β-nak, az F3 az IL-1 receptor antagonistának, az F4 az IL-nek felel meg. 18. A család többi tagját genetikai analízis eredményeként fedezték fel, és meglehetősen nagy homológiát mutatnak az IL-1 molekulákkal, azonban biológiai funkciójuk nem teljesen tisztázott. A citokinek további csoportjai közé tartoznak az IL-6 családok (a közös receptor alegység gp130 ligandumai), a tumor nekrózis faktor és a kemokinek, amelyeket a legnagyobb számú egyedi ligandum képvisel, és amelyek a teljes fejezetben szerepelnek. A tumornekrózis faktor családja főként a ligandumok és receptoraik szerkezetének hasonlóságai alapján jön létre, három, nem kovalensen kapcsolt azonos alegységből, amelyek biológiailag aktív molekulákat alkotnak. Ugyanakkor a biológiai tulajdonságokat tekintve ebbe a családba meglehetősen eltérő aktivitású citokinek tartoznak. Például a TNF az egyik legszembetűnőbb proinflammatorikus citokin, a Fas ligandum a célsejtek apoptózisát indukálja, a CD40 ligandum pedig stimuláló jelet biztosít a T- és B-limfociták intercelluláris kölcsönhatása során. A szerkezetileg hasonló molekulák biológiai aktivitásában mutatkozó ilyen különbségeket elsősorban receptoraik expressziójának és szerkezetének sajátosságai határozzák meg, például a sejt apoptózisát meghatározó intracelluláris „halál” domén jelenléte vagy hiánya. Az utóbbi években az IL-10 és IL-12 családokat is új tagokkal töltötték fel, akik sorszámú interleukint kaptak. Ezt követi a citokinek nagyon összetett csoportja, amelyek a T-helper limfociták funkcionális aktivitásának közvetítői. Az ebbe a csoportba való besorolás két alapelven alapul: 1) a Th1 vagy Th2 által szintetizált citokinekhez való tartozás, amely meghatározza a túlnyomórészt humorális vagy celluláris típusú immunológiai reakciók kialakulását, 2) egy közös receptor alegység - a gamma lánc - jelenléte. IL-2 receptor komplex. A gamma-lánc ligandumai közül ezenkívül az IL-4-et is izolálták, amelynek szintén közös receptor alegységei vannak az IL-13-mal, ami nagymértékben meghatározza ezen citokinek részben átfedő biológiai aktivitását. Hasonló módon izolálták az IL-7-et, amely a TSLP-vel közös receptorszerkezettel rendelkezik. A fenti osztályozás előnyei a citokinek biológiai és biokémiai tulajdonságainak egyidejű figyelembevételével járnak. Ennek a megközelítésnek a megvalósíthatóságát jelenleg a genom genetikai elemzésével új citokinek felfedezése és szerkezetileg hasonló gének keresése igazolja. Ennek a módszernek köszönhetően jelentősen bővült az I-es típusú interferonok, az IL-1, IL-10, IL-12 család, megjelent az IL-17 analóg citokinek új családja, amely már 6 tagból áll. Úgy tűnik, a közeljövőben az új citokinek megjelenése sokkal lassabban fog megtörténni, mivel az emberi genom elemzése majdnem befejeződött. A változások nagy valószínűséggel a ligandum-receptor kölcsönhatások és a biológiai tulajdonságok variánsainak tisztázása miatt lehetségesek, ami lehetővé teszi a citokinek osztályozásának végleges formáját.

Hatásmechanizmusok.

B. Citokinek receptorai. A citokinek hidrofil jelátviteli anyagok, amelyek hatását a plazmamembrán külső oldalán található specifikus receptorok közvetítik. A citokinek kötődése a receptorhoz (1) számos köztes szakaszon (2-5) keresztül vezet bizonyos gének transzkripciójának aktiválásához (6), maguk a citokin receptorok nem rendelkeznek tirozin kináz aktivitással (néhány kivételtől eltekintve) . A citokinhez (1) való kötődés után a receptormolekulák asszociálódva homodimereket képeznek. Ezenkívül heterodimereket képezhetnek jelátviteli fehérjékkel [STP-kkel] társulva, vagy maguk a BPS-ek dimerizációját is stimulálhatják (2). Az I. osztályú citokin receptorok háromféle BPS-sel aggregálódhatnak: GP130, βc vagy γc fehérjékkel. Ezek a segédfehérjék maguk nem képesek megkötni a citokineket, de jelátvitelt végeznek tirozin-kinázokhoz (3) Sok citokin biológiai aktivitásának azonos spektruma magyarázható azzal, hogy különböző citokin-receptor komplexek képesek ugyanazt a BPS-t aktiválni.

A citokinekből származó jelátvitel példájaként az ábra azt mutatja, hogy az IL-6 (IL-6) receptor a ligandumhoz (1) való kötődés után hogyan stimulálja a GP130 dimerizációját (2). A GP130 membránfehérje dimer megköti és aktiválja az YK család citoplazmatikus tirozin kinázát (Janus kinázok két aktív hellyel) (3). A Janus kinázok foszforilálják a citokin receptorokat, a BPS-t és a különféle citoplazmatikus fehérjéket, amelyek további jelátvitelt végeznek; transzkripciós faktorokat is foszforilálnak - jelátalakítókat és transzkripció aktivátorokat [PSAT (STAT, angol szóból: signal transducers and activators of transcription)]. Ezek a fehérjék a BPS családba tartoznak, amelyek szerkezetében egy SH3-domén található, amely felismeri a foszfotirozint (lásd 372. oldal). Ezért megvan az a tulajdonságuk, hogy foszforilált citokinreceptorhoz kapcsolódnak. Ha ezután a PSAT molekula (4) foszforilációja következik be, a faktor aktív formává alakul, és dimert (5) képez. A sejtmagba történő transzlokáció után a dimer, mint transzkripciós faktor, az iniciált gén promoteréhez (ld. 240. oldal) kötődik, és indukálja annak transzkripcióját (6) Egyes citokin receptorok a proteolízis következtében elveszíthetik az extracelluláris ligandumkötő domént (az ábrán nem látható). A domén bejut a véráramba, ahol verseng a citokinhez való kötődésért, ami csökkenti a citokin koncentrációját a vérben.A citokinek együtt egy szabályozó hálózatot (citokin kaszkád) alkotnak, többfunkciós hatással. A citokinek átfedése azt eredményezi, hogy sokuk hatására szinergizmus figyelhető meg, és néhány citokin antagonista. A szervezetben gyakran megfigyelhető az egész citokin kaszkád komplex visszacsatolásokkal.

A citokinek tulajdonságai.

A citokinek általános tulajdonságai, amelyek miatt ezek a mediátorok független szabályozási rendszerbe egyesíthetők.

1. A citokinek polipeptidek vagy fehérjék, gyakran glikoziláltak, legtöbbjük MW 5-50 kDa. A citokinek biológiailag aktív molekulái egy, két, három vagy több azonos vagy különböző alegységből állhatnak.

2. A citokinek nem rendelkeznek biológiai hatású antigénspecificitással. Ezek befolyásolják a veleszületett és szerzett immunitás reakcióiban részt vevő sejtek funkcionális aktivitását. Ennek ellenére a citokinek a T- és B-limfocitákra hatva képesek serkenteni az antigén által kiváltott folyamatokat az immunrendszerben.

3. A citokin géneknek három expressziós lehetősége van: a) szakasz-specifikus expresszió az embrionális fejlődés bizonyos szakaszaiban, b) konstitutív expresszió számos normális élettani funkció szabályozására, c) a legtöbb citokinre jellemző indukálható expressziós típus. Valójában a gyulladásos reakción és immunválaszon kívül eső citokinek többségét nem szintetizálják a sejtek. A citokin gének expressziója a kórokozók szervezetbe való behatolására, antigén irritációra vagy szövetkárosodásra válaszul kezdődik. A kórokozóval összefüggő molekuláris szerkezetek a gyulladásgátló citokinek szintézisének legerősebb induktorai közé tartoznak. A T-sejt citokinek szintézisének elindításához a sejteket egy specifikus antigén által aktiválni kell egy T-sejt antigén receptor részvételével.

4. A citokinek a stimuláció hatására szintetizálódnak rövid ideig. A szintézis számos autoregulációs mechanizmus miatt leáll, beleértve a megnövekedett RNS instabilitást, valamint a prosztaglandinok, kortikoszteroid hormonok és más tényezők által közvetített negatív visszacsatolások megléte miatt.

5. Egy és ugyanazt a citokint a szervezet különböző típusú sejtjei állíthatják elő különböző hisztogén eredetű szervekben.

6. A citokinek az őket szintetizáló sejtek membránjaihoz köthetők, amelyek membrán formájában rendelkeznek a biológiai aktivitás teljes spektrumával, és az intercelluláris érintkezés során mutatják meg biológiai hatásukat.

7. A citokinek biológiai hatásait specifikus sejtreceptor komplexek közvetítik, amelyek nagyon nagy affinitással kötik meg a citokineket, és az egyes citokinek közös receptor alegységeket használhatnak. A citokin receptorok oldható formában létezhetnek, megtartva ligandumkötő képességüket.

8. A citokinek pleiotróp biológiai hatást fejtenek ki. Ugyanaz a citokin sokféle sejtre hathat, és a célsejtek típusától függően eltérő hatást válthat ki (1. ábra). A citokinek pleiotróp hatását a citokin receptorok eltérő eredetű és funkciójú sejttípusokon történő expressziója és jelvezetés biztosítja, többféle intracelluláris hírvivő és transzkripciós faktor segítségével.

9. A citokinekre a biológiai hatás felcserélhetősége jellemző. Számos különböző citokin okozhat azonos biológiai hatást vagy hasonló aktivitást. A citokinek indukálják vagy elnyomják önmaguk, más citokinek és receptoraik szintézisét.

10. Az aktivációs jelre válaszul a sejtek egyidejűleg több citokint szintetizálnak, amelyek részt vesznek a citokinhálózat kialakításában. A szövetekben és a szervezet szintjén kifejtett biológiai hatások más, szinergikus, additív vagy ellentétes hatású citokinek jelenlététől és koncentrációjától függenek.

11. A citokinek befolyásolhatják a célsejtek proliferációját, differenciálódását és funkcionális aktivitását.

12. A citokinek különböző módon hatnak a sejtekre: autokrin - a citokint szintetizáló és kiválasztó sejtre; parakrin - a termelő sejt közelében található sejteken, például a gyulladás fókuszában vagy a limfoid szervben; endokrin - távolról a szervek és szövetek sejtjeihez, miután beléptek a keringésbe. Ez utóbbi esetben a citokinek hatása a hormonokéhoz hasonlít (2. ábra).

Rizs. 1. Ugyanazt a citokint a test különböző sejtjei termelik különböző hisztogenetikus eredetű szervekben, és sokféle sejttípusra hatnak, különböző hatásokat okozva a célsejtek típusától függően.

Rizs. 2. A citokinek biológiai hatásának megnyilvánulásának három változata.

Nyilvánvalóan a citokinszabályozási rendszer kialakulása evolúciósan a többsejtű organizmusok fejlődésével együtt ment végbe, és az intercelluláris interakciók mediátorainak kialakulásának szükségessége miatt következett be, amelyek lehetnek hormonok, neuropeptidek, adhéziós molekulák és mások. Ebből a szempontból a citokinek a legsokoldalúbb szabályozórendszerek, mivel képesek biológiai aktivitást kifejteni mind a termelő sejt általi szekréció után távolról (lokálisan és szisztémásan), mind pedig az intercelluláris érintkezés során, biológiailag aktívak membrán formájában. Így különbözik a citokinrendszer az adhéziós molekuláktól, amelyek szűkebb funkciót csak akkor látnak el, ha a sejtek közvetlenül érintkeznek. Ugyanakkor a citokinrendszer különbözik a hormonoktól, amelyeket főleg speciális szervek szintetizálnak, és a keringési rendszerbe való belépés után hatnak.

A citokinek szerepe a szervezet élettani funkcióinak szabályozásában.

A citokinek szerepe a szervezet élettani funkcióinak szabályozásában 4 fő összetevőre osztható:

1. Az embriogenezis szabályozása, a szervek létrehozása és fejlődése, beleértve az immunrendszer szervei.

2. Bizonyos normális élettani funkciók szabályozása.

3. A szervezet védekező reakcióinak szabályozása helyi és szisztémás szinten.

4. A szöveti regenerációs folyamatok szabályozása.

Az egyes citokinek gének expressziója az embrionális fejlődés bizonyos szakaszaiban szakasz-specifikusan történik. Az őssejt -faktor, a transzformáló növekedési faktorok, a TNF -család citokinjei és a kemokinek szabályozzák a különböző sejtek differenciálódását és migrációját, valamint az immunrendszer szerveinek kialakulását. Ezt követően előfordulhat, hogy egyes citokinek szintézise nem folytatódik, míg mások továbbra is szabályozzák a normális élettani folyamatokat, vagy részt vesznek a védőreakciók kialakulásában.

Annak ellenére, hogy a legtöbb citokin tipikus indukálható mediátor, és a posztnatális időszakban nem szintetizálják a sejtek a gyulladásos válaszon és az immunválaszon kívül, néhány citokin nem tartozik e szabály hatálya alá. A gének konstitutív expressziója következtében egy részük folyamatosan szintetizálódik, és kellően nagy mennyiségben van forgalomban, szabályozva bizonyos sejttípusok proliferációját és differenciálódását az élet során. A funkciók ilyen típusú, citokinek általi fiziológiás szabályozásának példája lehet a folyamatosan magas eritropoetinszint és néhány CSF a vérképzés biztosítására. A szervezet védekező reakcióinak citokinek általi szabályozása nemcsak az immunrendszeren belül történik, hanem az egész szervezet szintjén zajló védekezési reakciók megszervezésével a gyulladás kialakulásának és az immunválasz szinte minden aspektusának szabályozásával. Ez a funkció, amely az egész citokinrendszer számára a legfontosabb, a citokinek biológiai hatásának két fő irányához kapcsolódik - a fertőző ágensek elleni védelemhez és a sérült szövetek helyreállításához. A citokinek elsősorban a helyi védekezési reakciók kialakulását szabályozzák a szövetekben különböző típusú vérsejtek, endotélium, kötőszövet és hám részvételével. A helyi szintű védelem tipikus gyulladásos reakció kialakulásával alakul ki klasszikus megnyilvánulásaival: hiperémia, ödéma kialakulása, fájdalom és diszfunkció megjelenése. A citokinek szintézise akkor kezdődik, amikor a kórokozók bejutnak a szövetekbe, vagy megsértik azok integritását, ami általában párhuzamosan megy végbe. A citokinek termelése szerves részét képezi annak a sejtes válasznak, amely a mielomonocita sorozat sejtjei általi felismeréséhez kapcsolódik különböző kórokozók hasonló szerkezeti komponenseinek, úgynevezett patogén-asszociált molekuláris mintáknak. Ilyen patogén struktúrák például a Gram-negatív baktériumok lipopoliszacharidjai, a Gram-pozitív mikroorganizmusok peptidoglikánjai, a flagellin vagy a CpolyG szekvenciákban gazdag DNS, amely minden típusú baktérium DNS-ére jellemző. A leukociták kifejezik a megfelelő mintázatfelismerő receptorokat, amelyeket Toll-szerű receptoroknak (TLR) is neveznek, és amelyek a mikroorganizmusok bizonyos szerkezeti mintáira specifikusak. A mikroorganizmusok vagy komponenseik kölcsönhatása után a TLR-rel egy intracelluláris jelátviteli kaszkád indul el, ami a leukociták funkcionális aktivitásának és a citokin gének expressziójának növekedéséhez vezet.

A TLR aktiváció a citokinek két fő csoportjának szintéziséhez vezet: a proinflammatorikus citokinek és az I-es típusú interferonok, elsősorban az IFNα / β gyulladásos reakció kifejlődéséhez és a különböző típusú sejtek aktiválódásának legyezőszerű kiterjesztéséhez, amelyek részt vesznek a fenntartásban és a gyulladás szabályozása, beleértve minden típusú leukociták, dendritikus sejtek, T- és B-limfociták, NK-sejtek, endoteliális és hámsejtek, fibroblasztok és mások. Ez következetes szakaszokat biztosít a gyulladásos válasz kialakulásában, amely a veleszületett immunitás megvalósításának fő mechanizmusa. Ezenkívül a dendritikus sejtek elkezdik szintetizálni az IL-12 család citokinjeit, serkentve a helper T-limfociták differenciálódását, ami egyfajta hídként szolgál a specifikus antigén struktúrák felismerésével kapcsolatos specifikus immunreakciók kialakulásának kezdetéhez. mikroorganizmusok.

Az IFN szintéziséhez kapcsolódó második nem kevésbé fontos mechanizmus a vírusellenes védelem megvalósítását biztosítja. Az I-es típusú interferonok 4 fő biológiai tulajdonsággal rendelkeznek:

1. Közvetlen vírusellenes hatás a transzkripció blokkolásával.

2. A sejtproliferáció elnyomása, amely a vírus terjedésének gátlásához szükséges.

3. A vírussal fertőzött testsejtek lízisére képes NK-sejtek funkcióinak aktiválása.

4. Az I. osztályú fő hisztokompatibilitási komplex molekulák fokozott expressziója, amely szükséges a vírusantigének fertőzött sejtek által a citotoxikus T-limfociták számára történő bemutatásának hatékonyságának növeléséhez. Ez a vírusfertőzött sejtek T-limfociták általi specifikus felismerésének aktiválásához vezet-ez a vírusfertőzött célsejtek lízisének első szakasza.

Ennek eredményeként a közvetlen vírusellenes hatás mellett a veleszületett (NK-sejtek) és a szerzett (T-limfociták) immunitás mechanizmusai is aktiválódnak. Ez egy példa arra, hogy egy kis citokinmolekula, amelynek MM -je 10 -szer kevesebb, mint MM ellenanyagmolekula, képes a pleiotrop típusú biológiai hatás miatt teljesen más védekezési mechanizmusok aktiválására, amelynek célja egy cél elérése - a vírus eltávolítása. bejutott a testbe.

Szöveti szinten a citokinek felelősek a gyulladás kialakulásáért, majd a szöveti regenerációért. A szisztémás gyulladásos reakció (akut fázis válasz) kialakulásával a citokinek a test szinte minden szervét és rendszerét érintik, amelyek részt vesznek a homeosztázis szabályozásában. A proinflammatorikus citokinek hatása a központi idegrendszerre az étvágy csökkenéséhez és a viselkedési reakciók teljes komplexumának megváltozásához vezet. Az élelemkeresés ideiglenes leállítása és a szexuális aktivitás csökkentése egy feladathoz – a behatoló kórokozó elleni küzdelemhez – energiamegtakarítás szempontjából előnyös. Ezt a jelet a citokinek adják, hiszen a keringésbe kerülésük minden bizonnyal azt jelenti, hogy a lokális védekezés nem birkózott meg a kórokozóval, és szisztémás gyulladásos válasz aktiválása szükséges. A citokinek hipotalamusz hőszabályozó központjára gyakorolt ​​hatásával összefüggő szisztémás gyulladásos reakció egyik első megnyilvánulása a testhőmérséklet emelkedése. A hőmérséklet emelkedése hatékony védőreakció, mivel magasabb hőmérsékleten számos baktérium szaporodási képessége csökken, ellenkezőleg, a limfociták proliferációja növekszik.

A májban a citokinek hatására fokozódik az akut fázisú fehérjék és a kórokozó elleni küzdelemhez szükséges komplementrendszer összetevőinek szintézise, ​​ugyanakkor csökken az albumin szintézise. Egy másik példa a citokinek szelektív hatására a vérplazma ionos összetételének változása a szisztémás gyulladásos reakció kialakulása során. Ebben az esetben a vasionok szintje csökken, de a cinkionok szintje emelkedik, és köztudott, hogy a baktériumsejt megvonása a vasionoktól azt jelenti, hogy csökken a proliferációs potenciálja (a laktoferrin hatása ezen). Másrészt a cink szintjének növelésére van szükség az immunrendszer normális működéséhez, különösen a biológiailag aktív szérum thymus faktor kialakulásához - az egyik fő thymushormonhoz, amely biztosítja a limfociták differenciálódását. A citokinek hematopoetikus rendszerre gyakorolt ​​hatása a hematopoiesis jelentős aktiválásával jár. A leukociták számának növelése szükséges a veszteség pótlásához és a sejtek, elsősorban a neutrofil granulociták számának növeléséhez a gennyes gyulladás fókuszában. A véralvadási rendszerre gyakorolt ​​hatás a koagulálhatóság fokozására irányul, ami a vérzés megállításához és a kórokozó közvetlen blokkolásához szükséges.

Így a szisztémás gyulladás kialakulásával a citokinek hatalmas biológiai aktivitást mutatnak, és szinte az összes testrendszer munkáját zavarják. Azonban a bekövetkező változások egyike sem véletlen: mindegyikre vagy a védekezési reakciók közvetlen aktiválásához van szükség, vagy csak egyetlen feladathoz – a betörő kórokozó elleni küzdelemhez – hasznos az energiaáramlás átváltása. A citokinek az egyes gének expressziójának szabályozása, a hormonális eltolódások és a viselkedési reakciók változásai formájában biztosítják azon testrendszerek működésének aktiválását és maximális hatékonyságát, amelyek egy adott időpontban szükségesek a védőreakciók kialakulásához. A citokinek az egész szervezet szintjén kommunikálnak az immun-, ideg-, endokrin-, vérképző- és egyéb rendszerek között, és arra szolgálnak, hogy bevonják őket egyetlen védekezési reakció megszervezésébe és szabályozásába. A citokinek olyan szervezőrendszerként szolgálnak, amely a kórokozók bejuttatása során kialakítja és szabályozza a szervezet védekező reakcióinak teljes komplexumát. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen szabályozási rendszer evolúciósan alakult ki, és feltétel nélküli előnyökkel jár a makroorganizmus legoptimálisabb védelmi reakciója érdekében. Ezért nyilvánvalóan lehetetlen a védekezési reakciók fogalmát csak a nem specifikus rezisztencia mechanizmusok és egy specifikus immunválasz részvételére korlátozni. Az egész szervezet és minden olyan rendszer, amely első pillantásra nem kapcsolódik az immunitás fenntartásához, egyetlen védőreakcióban vesz részt.

A citokinek speciális vizsgálatai.

A citokinek jelentősége a vastagbél gyulladásos betegségeinek patogenezisében gyermekeknél.

S.V. Belmer, A.S. Szimbircev, O. V. Golovenko, L. V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Shchigoleva, T.L. Mihajlova. Az Orosz Állami Orvostudományi Egyetem, a moszkvai Állami Koloproktológiai Tudományos Központ és a szentpétervári Állami Nagy tisztaságú Biológiai Kutatóintézet azon dolgozik, hogy tanulmányozza a citokinek jelentőségét a gyermekek vastagbélgyulladásos betegségeinek patogenezisében. A gyomor-bél traktus krónikus gyulladásos betegségei jelenleg az egyik vezető helyet foglalják el a gyermekek emésztőrendszerének patológiájában. Különös jelentőséget tulajdonítanak a vastagbél gyulladásos betegségeinek (IBD), amelyek előfordulása világszerte folyamatosan növekszik. Hosszú lefolyás gyakori, és egyes esetekben végzetes visszaesésekkel, helyi és szisztémás szövődmények kialakulásával - mindez a betegség patogenezisének alapos tanulmányozását készteti az IBD kezelésének új megközelítései után. Az utóbbi évtizedekben a fekélyes vastagbélgyulladás (UC) incidenciája évente 510 eset volt 100 ezer lakosra, a Crohn -betegség (CD) pedig évente 16 eset 100 ezer lakosra. A prevalencia arányok Oroszországban, a moszkvai régióban megfelelnek az átlagos európai adatoknak, de lényegesen alacsonyabbak, mint a skandináv országokban, Amerikában, Izraelben és Angliában. A NUC esetében a prevalencia 19,3 / 100 ezer, az incidencia 1,2 / 100 ezer ember évente. CD esetében a prevalencia 3,0/100 ezer fő, az előfordulás 0,2/100 ezer fő évente. Az a tény, hogy a legmagasabb gyakoriságot a magasan fejlett országokban észlelték, nemcsak társadalmi és gazdasági tényezőknek köszönhető, hanem a betegek genetikai és immunológiai jellemzőinek is, amelyek meghatározzák az IBD-re való hajlamot. Ezek a tényezők alapvetőek az IBD eredetének immunpatogenetikai elméletében. A vírusos és/vagy bakteriális elméletek csak a betegség akut megjelenését magyarázzák, a folyamat kronizálása pedig mind a genetikai hajlamnak, mind az immunválasz sajátosságainak köszönhető, amelyek szintén genetikailag meghatározottak. Meg kell jegyezni, hogy az IBTC jelenleg a genetikailag heterogén komplex hajlamú betegségek közé tartozik. Több mint 15 feltételezett jelölt gént azonosítottak 2 csoportból (immunspecifikus és immunszabályozó), amelyek örökletes hajlamot okoznak. Valószínűleg a hajlamot több gén határozza meg, amelyek meghatározzák az immunológiai és gyulladásos reakciók természetét. Számos tanulmány eredménye alapján megállapítható, hogy az IBT kialakulásához kapcsolódó gének legvalószínűbb lokalizációja a 3., 7., 12. és 16. kromoszóma. Jelenleg nagy figyelmet fordítanak a T- és B-limfociták, valamint a gyulladást közvetítő citokinek funkcióinak vizsgálatára. Az interleukinok (IL), az interferonok (IFN), a tumor nekrózis faktor-a (TNF-a), a makrofágok és a vastagbél nyálkahártya fehérjéivel szembeni autoantitestek és az automikroflóra szerepét aktívan tanulmányozzák. A CD és UC betegségeik sajátosságaira fény derült, de még mindig nem tisztázott, hogy ezek a változások elsődlegesen vagy másodlagosan jelentkeznek. A patogenezis számos aspektusának megértéséhez nagyon fontosak lennének az IBD preklinikai szakaszában, valamint az elsőfokú rokonokban végzett vizsgálatok. A gyulladás mediátorai között kiemelt szerep jut a citokineknek, amelyek 5-50 kDa tömegű polipeptidmolekulák csoportja, amelyek részt vesznek a szervezet védekező reakcióinak kialakításában és szabályozásában. A szervezet szintjén a citokinek az immun-, ideg-, endokrin-, hematopoietikus és egyéb rendszerek között kommunikálnak, és arra szolgálnak, hogy bevonják őket a védekezési reakciók megszervezésébe és szabályozásába. A citokinek osztályozása a 2. táblázatban látható. A legtöbb citokint nem szintetizálják a gyulladásos és immunválaszon kívüli sejtek. A citokin gének expressziója a kórokozók szervezetbe való behatolására, antigén irritációra vagy szövetkárosodásra válaszul kezdődik. A citokinszintézis egyik legerősebb indukálója a bakteriális sejtfal összetevői: LPS, peptidoglikánok és muramil-dipeptidek. A pro-inflammatorikus citokinek termelői főként monociták, makrofágok, T-sejtek stb. A gyulladásos folyamatra gyakorolt ​​hatástól függően a citokinek két csoportra oszthatók: pro-inflammatorikus (IL-1, IL-6, IL-8) , TNF-a, IFN-g) és gyulladásgátló (IL-4, IL-10, TGF-b). Az interleukin-1 (IL-1) gyulladásos reakciók, szövetkárosodás és fertőzések során felszabaduló immunszabályozó mediátor (gyulladást elősegítő citokin). Az IL-1 fontos szerepet játszik a T-sejtek aktiválásában, amikor kölcsönhatásba lépnek az antigénnel. Az IL-1-nek két típusa létezik: az IL-1a és az IL-1b, amelyek a 2-es emberi kromoszómán található két különböző génlókusz termékei. Az IL-1a a sejtben marad, vagy lehet membrán formában, és kis mennyiségben megjelenik az extracelluláris térben. Az IL-1a membránformájának szerepe az aktiváló jelek továbbítása a makrofágokból a T-limfocitákba és más sejtekbe a sejtek közötti érintkezés során. Az IL – 1a a fő rövid távú közvetítő. Az IL-1b-t, ellentétben az IL-1a-val, aktívan választják ki a sejtek, mind szisztémás, mind lokális hatással. Ma már ismert, hogy az IL-1 a gyulladásos reakciók egyik fő közvetítője, serkenti a T-sejtek proliferációját, fokozza az IL-2 receptor expresszióját a T-sejteken és azok IL-2 termelését. Az IL-2 az antigénnel együtt indukálja a neutrofilek aktivációját és adhézióját, serkenti más citokinek (IL-2, IL-3, IL-6 stb.) képződését az aktivált T-sejtek és fibroblasztok által, serkenti a fibroblasztok proliferációját és endoteliális sejtek. Szisztémásan az IL-1 szinergetikusan hat a TNF-a-val és az IL-6-tal. A vérben a koncentráció növekedésével az IL-1 hatással van a hipotalamusz sejtjeire, és testhőmérséklet-emelkedést, lázat, álmosságot, csökkent étvágyat okoz, valamint serkenti a májsejteket akut fázisú fehérjék (CRP, amiloid A, a-2 makroglobulin és fibrinogén). IL4 (5. kromoszóma). Gátolja a makrofágok aktiválódását és blokkol számos IFNg által stimulált hatást, mint például az IL1, nitrogén-monoxid és prosztaglandinok termelődését, fontos szerepet játszik a gyulladásgátló reakciókban, immunszuppresszív hatású. Az IL6 (7. kromoszóma), az egyik fő proinflammatorikus citokin, a B-sejtek és a makrofágok differenciálódásának végső szakaszának fő indukálója, a májsejtek akut fázisú fehérjetermelésének erőteljes stimulátora. Az IL6 egyik fő funkciója az antitestek termelésének serkentése in vivo és in vitro. IL8 (4. kromoszóma). Olyan kemokinek mediátorokra utal, amelyek a leukociták irányított migrációját (kemotaxist) okozzák a gyulladásos fókusz felé. Az IL10 fő funkciója az I. típusú Thelperek (TNFb, IFNg) és az aktivált makrofágok (TNF-a, IL1, IL12) citokintermelésének gátlása. Ma már felismerték, hogy az immunválasz típusai a limfocita aktiválás egyik változatához kapcsolódnak az első típusú (TH2) vagy a második típusú (TH3) T-limfocita helperek klónjainak túlnyomó részvételével. A TH2 és TH3 termékek negatívan befolyásolják az ellentétes klónok aktiválását. A Th-klónok bármelyikének túlzott aktiválása az immunválaszt az egyik fejlődési lehetőségnek megfelelően irányíthatja. A Th klónok aktiválásának krónikus egyensúlyhiánya immunpatológiai állapotok kialakulásához vezet. Az IBTD-ben a citokinek változásait többféleképpen lehet tanulmányozni a vérben vagy in situ szintjének meghatározásával. Az IL1 szintje emelkedett minden gyulladásos bélbetegségben. Az NNC és a CD közötti különbség az IL2 fokozott expressziójában rejlik. Ha NUC-ban csökkent vagy normális IL2-szintet találunk, akkor CD-ben ennek megnövekedett szintjét mutatjuk ki. Az IL4 -tartalom nő a NUC -ben, míg a CD -ben normális marad, vagy akár csökken. Az akut fázisú reakciókat közvetítő IL6 szintje szintén emelkedik a gyulladás minden formájában. A citokinprofilra vonatkozó adatok alapján feltételezhető, hogy a krónikus IBD két fő formáját a citokinek eltérő aktivációja és expressziója jellemzi. A vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy az UC-s betegeknél megfigyelt citokinprofil jobban megfelel a TH3-profilnak, míg a TH2-profilt inkább a CD-s betegekre kell jellemzőbbnek tekinteni. A TH2 és TH3 profilok szerepére vonatkozó hipotézis vonzereje az is, hogy a citokinek alkalmazása az immunválaszt egyik vagy másik irányba megváltoztathatja, és a citokin egyensúly helyreállításával remisszióhoz vezethet. Ezt különösen az IL10 használatával lehet megerősíteni. További vizsgálatoknak meg kell mutatniuk, hogy a citokinválasz másodlagos jelenség-e a stimuláció hatására, vagy éppen ellenkezőleg, a megfelelő citokinek expressziója határozza meg a szervezet reaktivitását a későbbi klinikai megnyilvánulások kialakulásával. A citokinek szintjének tanulmányozását az IBD-ben gyermekeknél még nem végezték el. Ez a munka annak a tudományos tanulmánynak az első része, amely a gyermekek IBD-ben előforduló citokinállapotának vizsgálatára irányul. A munka célja a makrofágok humorális aktivitásának vizsgálata volt NUC-s és CD-s gyermekek vérének (IL1a, IL8) szintjének meghatározásával, valamint ezek dinamikájának vizsgálata a terápia során. 2000 és 2002 között az Orosz Gyermekklinikai Kórház gasztroenterológiai osztályán 34 NUC-s és 19 CD-s gyermeket vizsgáltak meg 4 és 16 év között. A diagnózist anamnesztikusan, endoszkóposan és morfológiailag igazoltuk. Az IL1a, IL8 proinflammatorikus citokinek szintjének vizsgálatát enzim-linked immunosorbent assay (ELISA) módszerével végeztük. Az IL1a, IL8 koncentrációjának meghatározásához az OOO Cytokin (Szentpétervár, Oroszország) által gyártott tesztrendszereket használtuk. Az elemzést a Nagy tisztaságú Biopreparátumok Kutatóintézetének Állami Tudományos Központjának immunfarmakológiai laboratóriumában végezték (a laboratórium vezetője, MD, prof. AS Simbirtsev). A vizsgálat során kapott eredmények az IL1a, IL8 szintjének szignifikáns növekedését mutatták ki az exacerbáció időszakában, ami kifejezettebb NUC-s gyermekeknél, mint CD-s gyermekeknél. Exacerbáció nélkül a proinflammatorikus citokinek szintje csökken, de nem éri el a normát. UC-ban az IL-1a, az IL-8 szintje az exacerbáció időszakában a gyermekek 76,2% -ánál és 90% -ánál, a remisszió időszakában pedig 69,2% és 92,3% volt. CD-ben az IL-1a, IL-8 szintje a gyermekek 73,3%-ánál és 86,6%-ánál emelkedik az exacerbáció időszakában, a remisszió időszakában pedig 50, illetve 75%-ban.

A betegség súlyosságától függően a gyermekek aminoszalicilátokkal vagy glükokortikoidokkal kezelték. A terápia jellege jelentősen befolyásolta a citokinszint dinamikáját. Az aminoszalicilátokkal végzett kezelés során a proinflammatorikus citokinek szintje a NUC-s és CD-s gyermekek csoportjában szignifikánsan magasabb volt, mint a kontrollcsoportban. Ugyanakkor magasabb arányt figyeltek meg az UC-s gyermekek csoportjában. NUC-ban az aminoszalicilát terápia hátterében az IL1a, IL8 a gyermekek 82,4%-ánál, illetve 100%-ánál emelkedik, míg glükokortikoid terápia során mindkét citokin esetében a gyermekek 60%-ában. CD-ben az IL1a, IL8 az aminoszalicilát-terápia során minden gyermeknél, glükokortikoid terápia során pedig a gyermekek 55,5%-ánál, illetve 77,7%-ánál emelkedik. Így ennek a vizsgálatnak az eredményei azt jelzik, hogy az immunrendszer makrofág kapcsolata jelentős szerepet játszik a patogenetikai folyamatban a legtöbb UC-s és CD-s gyermekben. A jelen vizsgálat során kapott adatok alapvetően nem térnek el a felnőtt betegek vizsgálata során nyert adatoktól. Az IL1a és IL8 szintjei közötti különbségek UC-s és CD-s betegekben kvantitatívak, de nem kvalitatívak, ami arra utal, hogy ezek a változások nem specifikusak a krónikus gyulladásos folyamat lefolyása miatt. Ezért ezek a mutatók nem rendelkeznek diagnosztikai értékkel. Az IL1a és IL8 szintjének dinamikus vizsgálatának eredményei alátámasztják a glükokortikoid gyógyszerekkel végzett terápia nagyobb hatékonyságát, mint az aminoszalicilekkel végzett terápia. A bemutatott adatok az IBT-s gyermekek citokinállapotának vizsgálatának első szakaszának eredményei. A probléma további tanulmányozására van szükség, figyelembe véve más gyulladáskeltő és gyulladásgátló citokinek mutatóit.

A nitrogén-monoxid és a citokinek szerepe az akut tüdőkárosodás szindróma kialakulásában.

T. A. Shumatova, V. B. Shumatov, E. V. Markelova, L. G. Suhoteplaya tanulmányozza ezt a problémát: Vlagyivosztok Állami Orvostudományi Egyetem Aneszteziológiai és Reanimatológiai Tanszéke. Az akut tüdőkárosodás szindróma (felnőtt légzési distressz szindróma, ARDS) az akut légzési elégtelenség egyik legsúlyosabb formája, amely súlyos traumán, szepszisen, hashártyagyulladáson, hasnyálmirigy-gyulladáson, nagymértékű vérveszteségen, aspiráción, kiterjedt sebészeti beavatkozások után és 50 betegben fordul elő. Az esetek 60% -a halálos. Az ARDS patogenezisére, a szindróma korai diagnózisának és prognózisának kritériumainak kialakítására vonatkozó kutatási adatok kevések, meglehetősen ellentmondásosak, ami nem teszi lehetővé koherens diagnosztikai és terápiás koncepció kialakítását. Kiderült, hogy az ARDS a tüdőkapillárisok és az alveoláris hám endotéliumának károsodásán, a vér reológiai tulajdonságainak megsértésén, az intersticiális és alveoláris szövet ödémájához, gyulladáshoz, atelektázishoz, pulmonális hipertóniához vezet. Az elmúlt évek irodalmában elegendő információ áll rendelkezésre a sejt- és szövetanyagcsere univerzális szabályozójáról - a nitrogén-monoxidról. A nitrogén-monoxid (NO) iránti érdeklődés elsősorban annak köszönhető, hogy számos funkció szabályozásában vesz részt, többek között az értónusban, a szív összehúzódásában, a vérlemezke-aggregációban, a neurotranszmisszióban, az ATP- és fehérjeszintézisben, valamint az immunvédelemben. Emellett a molekuláris célpont megválasztásától és a vele való kölcsönhatás jellemzőitől függően a NO-nak is van káros hatása. Úgy gondolják, hogy a sejtaktiváció kiváltó mechanizmusa a kiegyensúlyozatlan citokinémia. A citokinek oldható peptidek, amelyek az immunrendszer mediátoraiként működnek, és sejtes együttműködést, pozitív és negatív immunregulációt biztosítanak. Megpróbáltuk rendszerezni a szakirodalomban rendelkezésre álló információkat a NO és a citokinek akut tüdőkárosodási szindróma kialakulásában betöltött szerepéről. A NO vízben és zsírban oldódó gáz. Molekulája instabil szabad gyök, könnyen bediffundál a szövetekbe, olyan gyorsan felszívódik és elpusztul, hogy csak a közvetlen környezet sejtjeit tudja befolyásolni. A NO-molekula rendelkezik mindazon tulajdonságokkal, amelyek a klasszikus hírvivőkben rejlenek: gyorsan termelődik, nagyon alacsony koncentrációban fejti ki hatását, a külső jel megszűnése után gyorsan átalakul más vegyületekké, oxidálódva stabil szervetlen nitrogén-oxidokká: nitritté és nitráttá. A NO élettartama a szövetekben különböző források szerint 5-30 másodperc. Az NO fő molekuláris célpontjai a vastartalmú enzimek és fehérjék: az oldható guanilát-cikláz, maga a nitrooxid-szintáz (NOS), a hemoglobin, a mitokondriális enzimek, a Krebs-ciklus enzimei, a fehérjeszintézis és a DNS-szintézis. A NO szintézise a szervezetben az L-arginin aminosav nitrogéntartalmú részének enzimatikus átalakulásán keresztül megy végbe, egy specifikus NOS enzim hatására, és a kalciumionok kalmodulinnal való kölcsönhatása közvetíti. Az enzim alacsony koncentrációban inaktiválódik, és 1 μM szabad kalcium esetén maximálisan aktív. A NOS két izoformáját azonosították: konstitutív (cNOS) és indukált (iNOS), amelyek különböző gének termékei. A kalcium-kalmodulin-függő cNOS folyamatosan jelen van a sejtben, és elősegíti a kis mennyiségű NO felszabadulását a receptor és a fizikai stimuláció hatására. Az ezen izoforma hatására keletkező NO számos fiziológiai reakcióban hordozóként működik. A kalcium-kalmodulintól független iNOS különböző sejttípusokban képződik gyulladásgátló citokinek, endotoxinok és oxidálószerek hatására. Ezt a NOS izoformát a 17. kromoszómán lévő specifikus gének írják át, és elősegíti nagy mennyiségű NO szintézisét. Az enzim három típusba is sorolható: NOS-I (neuronális), NOS-II (makrofág), NOS-III (endotheliális). A NO-t szintetizáló enzimek családja számos tüdősejtekben megtalálható: hörgőhámsejtekben, alveolocitákban, alveoláris makrofágokban, hízósejtekben, hörgőartériák és vénák endothel sejtjeiben, hörgők és erek sima myocytáiban, nem adrenerg nonkolinerg neuronokban. Az emberek és emlősök hörgői és alveolusai hámsejtjeinek konstitutív NO-kiválasztási képességét számos tanulmány igazolta. Megállapítást nyert, hogy az emberi légutak felső részei, valamint az alsó részei részt vesznek az NO képződésében. A tracheostomiás betegeken végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a légcsőben kilélegzett gáz mennyisége lényegesen kisebb, mint az orrüregben és a szájüregben. Az endogén NO szintézise a mesterséges tüdőlélegeztetés alatt álló betegeknél jelentősen megsérül. A kutatások megerősítik, hogy a NO felszabadulása a bronchodilatáció idején következik be, és a vagus idegrendszer szabályozza. Adatokat szereztek arra vonatkozóan, hogy a NO képződése az emberi légutak hámjában fokozódik a légzőrendszer gyulladásos megbetegedéseiben. A gázszintézis fokozódik a citokinek, valamint az endotoxinok és lipopoliszacharidok hatására indukált NOS aktiválódása miatt.

Jelenleg több mint száz citokin ismert, amelyeket hagyományosan több csoportra osztanak.

1. Interleukinok (IL-1 - IL18) - szekréciót szabályozó fehérjék, amelyek mediátor kölcsönhatásokat biztosítanak az immunrendszerben és annak kapcsolatát más testrendszerekkel.

2. Interferonok (IFN-alfa, béta, gamma) - antivirális citokinek kifejezett immunszabályozó hatással.

3. A tumornekrózis faktorok (TNF alfa, béta) citokinek citotoxikus és szabályozó hatásúak.

4. Kolóniastimuláló faktorok (G-CSF, M-CSF, GM-CSF) - a vérképző sejtek növekedésének és differenciálódásának serkentői, a vérképzést szabályozók.

5. Kemokinek (IL-8, IL-16) - kemoattraktánsok a leukociták számára.

6. Növekedési faktorok - a különböző szövetekhez tartozó sejtek (fibroblaszt növekedési faktor, endoteliális sejtnövekedési faktor, epidermális növekedési faktor) növekedésének, differenciálódásának és funkcionális aktivitásának szabályozói és az átalakuló növekedési faktorok (TGF béta).

Ezek a bioregulációs molekulák meghatározzák a gyulladásos és immunválasz típusát és időtartamát, szabályozzák a sejtproliferációt, a vérképzést, az angiogenezist, a sebgyógyulást és sok más folyamatot. Valamennyi kutató hangsúlyozza, hogy a citokinek nem rendelkeznek specifikus antigénekkel. Tenyésztett tüdőmakrofágokkal és hízósejtekkel végzett kísérletek kimutatták az iNOS képződését interferon gamma, interleukin-1, tumornekrózis faktor és lipopoliszacharidok hatására. Az iNOS és a cNOS expresszióját proinflammatorikus citokinek esetében állati és humán alveolocitákban találták. Az epidermális növekedési faktor – a hámsejtek működésének szabályozója – hozzáadása a tenyészethez csak az indukált enzim aktivitását csökkentette. Ismeretes, hogy a citokinek természetüktől függően autokrin - magukra a termelő sejtekre, parakrin - más célsejtekre vagy endokrin - különböző sejtekre hatnak a termelésük helyén kívül. Ugyanakkor agonista vagy antagonista elv szerint kölcsönhatásba léphetnek egymással, megváltoztatva a célsejtek funkcionális állapotát és citokin hálózatot alkotva. A citokinek tehát nem izolált peptidek, hanem egy integrált rendszer, melynek fő összetevői a termelő sejtek, maga a fehérje egy citokin, annak receptora és egy célsejt. Megállapították, hogy az akut tüdőkárosodás kialakulásával a proinflammatorikus citokinek szintje emelkedik: IL-1, 6, 8, 12, TNF alfa, IFN alfa. Hatásuk értágulattal, permeabilitásuk növekedésével és a tüdőszövetben a folyadék felhalmozódásával jár. Ezenkívül tanulmányok kimutatták, hogy az IFN gamma és a TNF alfa indukálhatja az adhéziós molekulák - ICAM -1 - expresszióját az emberi endoteliocitákon. Az adhéziós molekulák a leukocitákhoz, vérlemezkékhez és endoteliális sejtekhez tapadva "gördülő" neutrofileket képeznek, és elősegítik a fibrinrészecskék aggregációját. Ezek a folyamatok hozzájárulnak a kapilláris véráramlás megsértéséhez, növelik a kapillárisok permeabilitását és helyi szöveti ödémát váltanak ki. A kapilláris véráramlás lassulását elősegíti a NO aktiválása, ami az arteriolák tágulását okozza. A leukociták további migrációját a gyulladás fókuszába speciális citokinek - kemokinek - szabályozzák, amelyeket nemcsak az aktivált makrofágok, hanem az endothel sejtek, fibroblasztok, sima myociták is termelnek és szekretálnak. Fő funkciójuk a gyulladásos fókusz neutrofilekkel való ellátása és funkcionális aktivitásuk aktiválása. A neutrofilek fő kemokinje az Il-8. Legerősebb induktorai a bakteriális lipopoliszacharidok, az IL-1 és a TNFalpha. R. Bahra és mtsai. úgy vélik, hogy a neutrofilek transzendotheliális migrációjának minden lépését a TNF-alfa stimuláló koncentrációja szabályozza. Az akut tüdőkárosodás kialakulásával a vaszkuláris endotheliociták, a hörgőhámsejtek és az alveoláris makrofágok aktiválódnak, és részt vesznek a fáziskölcsönhatásokban. Ennek eredményeként egyrészt mobilizálódásuk, védőtulajdonságuk erősödése következik be, másrészt maguk a sejtek és a környező szövetek károsodása is lehetséges. Számos tanulmány kimutatta, hogy a részleges oxigén redukció terméke, a szuperoxid felhalmozódhat a gyulladás fókuszában, ami inaktiválja a NO vazoaktív hatását. Az NO és a szuperoxid anion gyorsan reagálva sejtkárosító peroxinitrit keletkezik. Ez a reakció elősegíti a NO eltávolítását az ér- és hörgőfalakból, valamint az alveolociták felszínéről. Érdekesek azok a vizsgálatok, amelyek azt mutatják, hogy a hagyományosan az NO toxicitás közvetítőjeként tartott peroxinitritnek élettani hatása lehet, és érrelaxációt indukálhat a vaszkuláris endotéliumban a cGMP NO által közvetített növekedése révén. A peroxinitrit viszont egy erős oxidálószer, amely képes károsítani az alveoláris epitéliumot és a tüdő felületaktív anyagot. A membránfehérjék és lipidek pusztulását okozza, károsítja az endotéliumot, fokozza a vérlemezkék aggregációját és részt vesz az endotoxémiában. Fokozott képződését akut tüdősérülés szindrómában figyelték meg. A kutatók úgy vélik, hogy az indukált enzim aktiválása következtében termelődő NO a szervezet nem specifikus védelmét szolgálja a kórokozók széles körével szemben, gátolja a vérlemezke-aggregációt és javítja a helyi vérkeringést. Azt találták, hogy a túlzott mennyiségű NO elnyomja a cNOS aktivitását a sejtekben a szuperoxiddal való kölcsönhatás miatt, és valószínűleg a guanilát-cikláz deszenzitizációja következtében, ami a sejtben a cGMP csökkenéséhez és az intracelluláris kalcium növekedéséhez vezet. . Brett és mtsai. és Kooy és munkatársai, a nitrooxiderg mechanizmusok jelentőségét elemezve az ARDS patogenezisében, felvetették, hogy az iNOS, a peroxinitrit és a nitrotirozin, a peroxinitrit fehérjére gyakorolt ​​hatásának fő terméke kulcsszerepet játszhat a szindróma kialakulásában. Cuthbertson és mtsai. úgy vélik, hogy az akut tüdőkárosodás alapja a NO és a peroxinitrit hatása az elasztázra és az interleukin-8-ra. Kobayashi et al. akut tüdőkárosodás szindrómában szenvedő betegek hörgőalveoláris folyadékában az iNOS, interleukin-1, interleukin-6, interleukin-8 tartalmának növekedését is rögzítették. Meldrum et al. csökkenést mutatott a gyulladásos citokinek termelésének csökkenésében a pulmonális makrofágok által ARDS -ben, a NO -L -arginin helyi termelésének szubsztrátja hatására. Megállapítást nyert, hogy az akut tüdősérülés szindróma kialakulásában jelentős szerepet játszik a citokinek - TNF alfa, IL-2, GM-CSF, CD3 limfociták elleni monoklonális antitestek hatása a vaszkuláris endothel sejtjein. a tüdő és az immunociták. A pulmonalis erek permeabilitásának gyors és erőteljes növekedése a neutrofilek tüdőszövetbe való vándorlásához és citotoxikus mediátorok felszabadulásához vezet, ami a kóros tüdőelváltozások kialakulásához vezet. Az akut tüdőkárosodás kialakulása során az TNF alfa fokozza a neutrofilek tapadását az érfalhoz, fokozza azok migrációját a szövetekbe, elősegíti az endoteliociták szerkezeti és anyagcsere -változásait, megzavarja a sejtmembránok permeabilitását, aktiválja más citokinek és eikozanoidok képződését, és tüdőhámsejtek apoptózisát és nekrózisát okozza. A kapott adatok azt mutatják, hogy az LPS bejuttatása által kiváltott makrofágok apoptózisa nagymértékben összefügg az IFN gamma-val, és az IL-4, IL-10, TGF béta hatása csökkenti. Azonban Kobayashi et al. az adatok arra utalnak, hogy az IFN gamma részt vehet a légúti nyálkahártya hámjának helyreállításában. Hagimoto tanulmányai olyan információkat tartalmaznak, amelyek szerint a hörgők és alveolusok hámsejtjei a TNF alfa vagy Fas ligandum hatására IL-8, IL-12 felszabadulást eredményeznek. Ez a folyamat a Carr-B nukleáris faktor Fas ligandum általi aktiválásával jár.

Úgy gondolják, hogy az IL-8 az egyik legfontosabb citokin az akut tüdőkárosodás patofiziológiájában. Miller és mtsai. az ARDS-ben szenvedő betegek hörgő-alveoláris folyadékának vizsgálata során a sesis hátterében az IL-8 szintjének jelentős növekedését találták a kardiogén tüdőödémában szenvedő betegekhez képest. Feltételezték, hogy az Il-8 elsődleges forrása a tüdő, és ez a kritérium felhasználható a szindróma differenciáldiagnózisában. Grau et al. úgy vélik, hogy a tüdőkapillárisok endothel sejtjei a citokinek - IL-6, IL-8 - fontos forrásai az akut tüdőkárosodás kialakulásában. Goodman et al. A citokinek szintjének dinamikájának tanulmányozásakor a broncho-alveoláris mosás folyadékában ARDS-ben szenvedő betegeknél az IL-1béta, IL-8, monocitás kemotaktikus peptid-1, hámsejtes neutrofil aktivátor, makrofág gyulladásos peptid -1 szignifikáns növekedése alfa talált. Ugyanakkor a szerzők úgy vélik, hogy az IL-1 béta-tartalom növekedése a szindróma kedvezőtlen kimenetelének markereként szolgálhat. Bauer és mtsai. kimutatták, hogy az ARDS-ben szenvedő betegek bronchoalveoláris folyadékának IL-8 tartalmának ellenőrzése monitorozásra használható, az IL-8 szint csökkenése a folyamat kedvezőtlen lefolyását jelzi. Számos tanulmány tartalmaz információt arról is, hogy a tüdő vaszkuláris endotéliumának citokintermelésének mértéke befolyásolja az akut tüdőkárosodás kialakulását, és ennek szabályozása a klinikai gyakorlatban felhasználható a korai diagnózis érdekében. Az ARDS-ben szenvedő betegek proinflammatorikus citokinek szintjének növekedésének lehetséges negatív következményeit Martin és munkatársai, Warner és munkatársai tanulmányai igazolják. A citokinek és bakteriális endotoxinok által aktivált alveoláris makrofágok fokozzák a NO szintézisét. A hörgő- és alveoláris hámsejtek, a neutrofilek, a hízósejtek, az endothelsejtek és a tüdőerek sima myocitái által termelt NO szintje is nő, valószínűleg a Carr-B nukleáris faktor aktiválása révén. A szerzők úgy vélik, hogy az indukált NOS aktiválása következtében keletkező nitrogén-monoxid elsősorban nem specifikus szervezeti védekezésre szolgál. A makrofágokból felszabaduló NO gyorsan behatol a baktériumokba és gombákba, ahol gátolja az enzimek három létfontosságú csoportját: a H-elektrontranszportot, a Krebs-ciklust és a DNS-szintézist. A NO részt vesz a szervezet védekezésében az immunválasz utolsó szakaszában, és átvitt értelemben az immunrendszer „büntető kardjának” tekintik. A sejtben nem megfelelően nagy mennyiségben felhalmozódó NO-nak azonban káros hatása is van. Így az akut tüdősérülés szindróma kialakulásával a citokinek és az NO egymás utáni reakcióláncot váltanak ki, amely a mikrokeringés károsodásában, a szöveti hipoxiában, az alveoláris és intersticiális ödémában, valamint a tüdő metabolikus funkcióinak károsodásában fejeződik ki. Ezért kijelenthető, hogy a citokinek és a NO fiziológiai és patofiziológiai hatásmechanizmusainak tanulmányozása ígéretes irányt jelent a kutatás számára, és lehetővé teszi a jövőben nemcsak az ARDS patogenezisének megértésének bővítését, hanem a diagnosztika meghatározását is és a szindróma prognosztikai markerei, a letalitás csökkentését célzó patogenetikai alapú terápia lehetőségeinek kidolgozása.

A citokinek meghatározásának módszerei.

Az áttekintés a jelenleg használt citokinek vizsgálatának fő módszereire vonatkozik. Röviden ismertetjük a módszerek lehetőségeit és célját. Bemutatjuk a citokin gének nukleinsavak szintjén és fehérjetermelés szintjén történő expressziójának elemzésére szolgáló különféle megközelítések előnyeit és hátrányait. (Citokinek és gyulladások. 2005. T. 4, No. 1. S. 22-27.)

A citokinek olyan szabályozó fehérjék, amelyek mediátorok univerzális hálózatát alkotják, amelyek mind az immunrendszerre, mind más szervek és szövetek sejtjeire jellemzőek. Minden sejtes esemény a szabályozó fehérjék ezen osztályának ellenőrzése alatt zajlik: proliferáció, differenciálódás, apoptózis és a sejtek speciális funkcionális aktivitása. Az egyes citokinek sejtekre gyakorolt ​​hatásait pleiotrópia jellemzi, a különböző mediátorok hatásspektruma átfedésben van, és általában a sejt végső funkcionális állapota több, szinergikusan ható citokin hatásától függ. A citokinrendszer tehát a mediátorok univerzális, polimorf szabályozó hálózata, amely a sejtes elemek proliferációs, differenciálódási, apoptózisának és funkcionális aktivitásának szabályozására szolgál a szervezet vérképző, immun- és egyéb homeosztatikus rendszereiben. A citokinek meghatározására szolgáló módszerek nagyon gyors fejlődésen mentek keresztül 20 év intenzív tanulmányozása során, és ma a tudományos ismeretek egész területét képviselik. A citokineológiával foglalkozó kutatók munkájuk elején a módszer kiválasztásának kérdésével szembesülnek. És itt a kutatónak pontosan tudnia kell, milyen információkat kell megszereznie a kitűzött cél eléréséhez. Jelenleg több száz különböző módszert fejlesztettek ki a citokinrendszer értékelésére, amelyek sokrétű információt szolgáltatnak erről a rendszerről. A citokinek értékelése különböző biológiai közegekben specifikus biológiai aktivitáson alapulhat. Számszerűsíthetők különféle immunológiai vizsgálati módszerekkel, poli- és monoklonális antitestek felhasználásával. A citokinek szekréciós formáinak tanulmányozása mellett lehetőség nyílik azok intracelluláris tartalmának és szöveti termelődésének vizsgálatára áramlási citometriával, Western blottal és in situ immunhisztokémiával. Nagyon fontos információkhoz juthatunk a citokin mRNS expressziójának, mRNS stabilitásának, citokin mRNS izoformák jelenlétének, természetes antiszensz nukleotid szekvenciák vizsgálatával. A citokin gének allélváltozatainak vizsgálata fontos információkkal szolgálhat az egyik vagy másik mediátor genetikailag programozott magas vagy alacsony termeléséről. Mindegyik módszernek megvannak a maga hátrányai és előnyei, saját felbontása és meghatározási pontossága. A kutató ezen árnyalatok tudatlansága és félreértése hamis következtetésekre vezethet.

A citokinek biológiai aktivitásának meghatározása.

A felfedezés története és a citokinek kutatásának első lépései szorosan összefüggtek az immunkompetens sejtek és sejtvonalak tenyésztésével. Ezután számos fehérje jellegű oldható faktor szabályozó hatását (biológiai aktivitását) mutatták ki a limfociták proliferációs aktivitására, az immunglobulinok szintézisére és az immunválaszok kialakulására in vitro modellekben. A mediátorok biológiai aktivitásának meghatározásának egyik első módszere a humán limfociták migrációs tényezőjének és gátlási tényezőjének meghatározása. A citokinek biológiai hatásainak tanulmányozása során különféle módszerek születtek biológiai aktivitásuk értékelésére. Így az IL-1-et a rágcsáló timociták in vitro, az IL-2 - a limfoblasztok proliferatív aktivitását serkentő képessége, az IL-3 - a vérképző telepek in vitro növekedése, az IL-4 - a limfoblasztok proliferatív aktivitását serkentő képessége alapján határozták meg. komitogén hatás az Ia-fehérjék fokozott expressziójával, az IgG1 és IgE képződésének indukálásával stb. Ezeknek a módszereknek a listája folytatható, folyamatosan frissül, amint az oldható faktorok új biológiai aktivitásait fedezik fel. Legfőbb hátrányuk a nem szabványos módszerek, egységesítésük lehetetlensége. A citokinek biológiai aktivitásának meghatározására szolgáló módszerek továbbfejlesztése nagyszámú, egyik vagy másik citokinre érzékeny sejtvonal, vagy multi-érzékeny vonal létrehozásához vezetett. A legtöbb ilyen citokin-érzékeny sejt ma már megtalálható a kereskedelmi sejtvonalak listáin. Például az IL-1a és b tesztelésére a D10S sejtvonalat, az IL-2 és az IL-15 esetében a CTLL-2 sejtvonalat, az IL-3, IL-4, IL-5, IL-9 esetében , IL-13, GM-CSF - TF-1 sejtvonal, IL-6 esetében - B9 sejtvonal, IL-7 esetében - 2E8 sejtvonal, TNFa és TNFb esetében - L929 sejtvonal, IFNg esetében - WiDr sejtvonal, IL-18 - KG-1 sejtvonal. Az immunaktív fehérjék tanulmányozásának ez a megközelítése azonban, valamint az olyan jól ismert előnyök, mint az érett és aktív fehérjék valós biológiai aktivitásának mérése, valamint a szabványos körülmények közötti nagy reprodukálhatóság, megvannak a maga hátrányai. Ezek közé tartozik mindenekelőtt a sejtvonalak érzékenysége nem egy citokin, hanem több rokon citokin iránt, amelyek biológiai hatásai átfedik egymást. Ezenkívül nem zárható ki annak a lehetősége, hogy a célsejtek más citokinek termelését indukálják, ami torzíthatja a vizsgált paramétert (általában proliferáció, citotoxicitás, kemotaxis). Még nem ismerjük az összes citokint és nem minden hatását, ezért nem magát a citokint, hanem a teljes specifikus biológiai aktivitást értékeljük. Így a biológiai aktivitás értékelése a különböző mediátorok összesített aktivitásaként (specifitás hiánya) ennek a módszernek az egyik hátránya. Ezenkívül citokin-érzékeny vonalak használatával lehetetlen azonosítani az inaktivált molekulákat és a kapcsolódó fehérjéket. Ez azt jelenti, hogy az ilyen módszerek nem tükrözik számos citokin tényleges termelését. A sejtvonalak használatának másik fontos hátránya a sejttenyésztéshez szükséges laboratórium szükségessége. Ezen túlmenően a sejttenyésztésre, a vizsgált fehérjékkel és táptalajokkal való inkubálására szolgáló összes eljárás időigényes. Azt is meg kell jegyezni, hogy a sejtvonalak hosszú távú használata megújítást vagy új tanúsítást igényel, mivel a tenyésztés eredményeként mutálódhatnak és módosulhatnak, ami a mediátorokkal szembeni érzékenységük megváltozásához és a sejtek pontosságának csökkenéséhez vezethet. biológiai aktivitás meghatározása. Ez a módszer azonban ideális a rekombináns mediátorok specifikus biológiai aktivitásának tesztelésére.

A citokinek mennyiségi meghatározása antitestek segítségével.

Az immunkompetens és más típusú sejtek által termelt citokinek az extracelluláris térbe kerülnek a parakrin és autokrin jelátviteli kölcsönhatások megvalósítására. Ezeknek a fehérjéknek a vérszérumban vagy kondicionált környezetben való koncentrációjából meg lehet ítélni a kóros folyamat természetét és a betegben bizonyos sejtfunkciók túlzott vagy hiányát. A citokinek specifikus antitestek felhasználásával történő meghatározására szolgáló módszerek ma a legelterjedtebb rendszerek e fehérjék kimutatására. Ezek a módszerek számos módosításon mentek keresztül különböző jelölések (radioizotóp, fluoreszkáló, elektrokémiai lumineszcens, enzim stb.) Használatával. Ha a radioizotópos módszereknek számos hátránya van a radioaktív jelzés használatához és a jelzett reagensek felhasználásának korlátozott időbeli lehetőségéhez (felezési idő), akkor az enzimkapcsolt immunszorbens módszerek a legelterjedtebbek. Ezek egy enzimreakció oldhatatlan termékeinek megjelenítésén alapulnak, amelyek ismert hullámhosszúságú fényt nyelnek el, az analit koncentrációjával egyenértékű mennyiségben. A szilárd polimer bázisra felvitt antitesteket a mérendő anyagok megkötésére használják, és a képalkotáshoz enzimekkel, általában alkálikus foszfatázzal vagy tormaperoxidázzal konjugált antitesteket használnak. A módszer előnyei nyilvánvalóak: a reagensek és eljárások szabványos tárolási körülményei között a meghatározás nagy pontossága, a kvantitatív elemzés és a reprodukálhatóság. A hátrányok közé tartozik a meghatározott koncentrációk korlátozott tartománya, aminek következtében minden egy bizonyos küszöbértéket meghaladó koncentrációt azzal egyenlőnek tekintünk. Meg kell jegyezni, hogy a módszer végrehajtásához szükséges idő a gyártó ajánlásaitól függően változik. Mindenesetre az inkubációhoz és a reagensmosáshoz szükséges több óráról beszélünk. Ezenkívül meghatározzák a citokinek látens és kötött formáit, amelyek koncentrációjukban jelentősen meghaladhatják a közvetítő biológiai aktivitásáért főként felelős szabad formákat. Ezért kívánatos ezt a módszert a mediátor biológiai aktivitásának értékelésére szolgáló módszerekkel együtt alkalmazni. Az immunoassay módszer másik, széles körben elterjedt változata az elektrokemilumineszcencia módszer (ECL) fehérjék meghatározására ruténiummal és biotinnal jelölt antitestekkel. Ennek a módszernek a következő előnyei vannak a radioizotópos és enzimes immunoassay-hez képest: egyszerű kivitelezés, a módszer rövid végrehajtási ideje, mosási eljárások hiánya, kis mintatérfogat, a citokinek meghatározott koncentrációinak nagy tartománya a szérumban és kondicionált környezetben, nagy érzékenység a módszer és reprodukálhatósága. A vizsgált módszer tudományos kutatásban és klinikai vizsgálatokban egyaránt használható. A következő módszert a citokinek biológiai tápközegben történő értékelésére az áramlási fluorimetriás technológián alapulóan fejlesztették ki. Lehetővé teszi akár több száz fehérje egyidejű kiértékelését egy mintában. Jelenleg kereskedelmi készleteket hoztak létre akár 17 citokin meghatározására. Ennek a módszernek az előnyei azonban meghatározzák a hátrányait is. Egyrészt ez a több fehérje meghatározásához szükséges optimális feltételek kiválasztásának fáradságossága, másrészt a citokinek termelése kaszkád jellegű, különböző időpontokban jelentkező termelési csúcsokkal. Ezért a nagyszámú fehérje egyszerre történő meghatározása nem mindig informatív. Az általános követelmény az immunvizsgálati módszerek alkalmazására az ún. A "szendvics" egy ellenanyagpár gondos kiválasztása, amely lehetővé teszi az elemzett fehérje szabad vagy kötött formájának meghatározását, ami korlátokat szab ennek a módszernek, és amelyet mindig figyelembe kell venni a kapott adatok értelmezésekor. Ezek a módszerek meghatározzák a különböző sejtek teljes citokintermelését, ugyanakkor az immunkompetens sejtek antigén-specifikus citokintermeléséről csak hipotetikusan lehet megítélni. Jelenleg az ELISpot (Enzyme-Liked ImmunoSpot) rendszert fejlesztették ki, amely nagyrészt kiküszöböli ezeket a hátrányokat. A módszer lehetővé teszi a citokinek termelésének szemikvantitatív értékelését az egyes sejtek szintjén. A módszer nagy felbontása lehetővé teszi az antigén-stimulált citokintermelés értékelését, ami nagyon fontos egy specifikus immunválasz értékeléséhez. A következő, tudományos célokra széles körben használt módszer a citokinek intracelluláris meghatározása áramlási citometriával. Előnyei nyilvánvalóak. Fenotípusosan jellemezhetjük a citokintermelő sejtek populációját és/vagy meghatározhatjuk az egyes sejtek által termelt citokinek spektrumát, e termelés relatív kvantitatív jellemzésének lehetőségével. Ugyanakkor a leírt módszer meglehetősen bonyolult és költséges felszerelést igényel. A következő, főként tudományos célokra használt módszersorozat a jelölt monoklonális antitesteket alkalmazó immunhisztokémiai módszerek. Az előnyök nyilvánvalóak - a citokintermelés meghatározása közvetlenül a szövetekben (in situ), ahol különféle immunológiai reakciók mennek végbe. A vizsgált módszerek azonban nagyon munkaigényesek, és nem adnak pontos mennyiségi adatokat.

Citokinek meghatározása enzim immunoassay segítségével.

A Vector-Best CJSC T.G. vezetésével. Ryabicheva, N.A. Varaksin, N.V. Timofejeva, M. Yu. Rukavishnikov aktívan dolgozik a citokinek meghatározásán. A citokinek polipeptid -mediátorok csoportja, gyakran glikozilezett, molekulatömege 8-80 kDa. A citokinek részt vesznek a szervezet védekező reakcióinak és homeosztázisának kialakításában és szabályozásában. Részt vesznek a humorális és celluláris immunválasz minden láncszemében, beleértve az immunkompetens progenitor sejtek differenciálódását, az antigénprezentációt, a sejtaktivációt és -proliferációt, az adhéziós molekulák expresszióját és az akut fázisválaszt. Némelyikük számos biológiai hatást képes kifejteni különböző célsejteken. A citokinek sejtekre gyakorolt ​​​​hatása a következő módokon történik: autokrin - a sejt szintetizálja és kiválasztja ezt a citokint; parakrin - a termelő sejt közelében található sejteken, például a gyulladás fókuszában vagy a limfoid szervben; endokrin távolról - bármely szerv és szövet sejtjére, miután a citokin belép a vérkeringésbe. A citokinek képződése és felszabadulása általában rövid életű és szigorúan szabályozott. A citokinek úgy hatnak a sejtre, hogy a citoplazma membrán specifikus receptoraihoz kötődnek, és ezáltal reakciók sorozatát idézik elő, amelyek számos általuk szabályozott gén aktivitásának indukciójához, fokozásához vagy elnyomásához vezetnek. A citokinekre a működés összetett hálózati jellege jellemző, amelyben az egyik termelése számos másik aktivitásának kialakulását vagy megnyilvánulását befolyásolja. A citokinek lokális mediátorok, ezért a megfelelő szervek biopsziás szöveti fehérjéinek kinyerése után érdemes megmérni azok szintjét a megfelelő szövetekben vagy természetes folyadékokban: vizeletben, könnyfolyadékban, ínyzsebfolyadékban, bronchoalveoláris mosásban, hüvelyváladékban, ejakulátumban. , lemosások az üregekből, a gerincvelőből vagy az ízületi folyadékokból stb. A szervezet immunrendszerének állapotáról további információkhoz juthatunk, ha megvizsgáljuk a vérsejtek citokintermelő képességét in vitro. A plazma citokinszintje az immunrendszer jelenlegi állapotát és a védekezési válaszok in vivo fejlődését tükrözi. A citokinek spontán termelődése perifériás vér mononukleáris sejtek tenyésztésével lehetővé teszi a megfelelő sejtek állapotának felmérését. A citokinek fokozott spontán termelése azt jelzi, hogy a sejteket az antigén már in vivo aktiválja. A citokinek indukált termelése lehetővé teszi a megfelelő sejtek potenciális képességének felmérését, hogy reagáljanak az antigén stimulációra. Például a citokinek in vitro csökkent indukciója az immunhiányos állapot egyik jele lehet. Ezért mind a keringő vérben, mind a sejtkultúrák általi előállítása során a citokinek szintjének tanulmányozására mindkét lehetőség fontos az egész szervezet immunreaktivitásának és az immunrendszer egyes láncszemeinek működésének jellemzése szempontjából. Egészen a közelmúltig Oroszországban néhány kutatócsoport foglalkozott a citokinek tanulmányozásával, mivel a biológiai kutatási módszerek nagyon időigényesek, és az importált immunkémiai készletek nagyon drágák. A hazai, enzimhez kötött immunszorbens készletek megjelenésével a gyakorló orvosok egyre nagyobb érdeklődést mutatnak a citokinprofil tanulmányozása iránt. Jelenleg a citokinek szintjének felmérésének diagnosztikus jelentősége éppen az a tény, hogy a citokinek koncentrációja emelkedik vagy csökken egy adott betegségben szenvedő betegben. Ezenkívül a betegség súlyosságának felmérése és a lefolyás előrejelzése érdekében tanácsos meghatározni mind az anti-, mind a pro-inflammatorikus citokinek koncentrációját a patológia kialakulásának dinamikájában. Például a citokinek tartalmát a perifériás vérben az exacerbáció időzítése határozza meg, tükrözi a kóros folyamat dinamikáját peptikus fekélyben és a gyomor-bél traktus egyéb betegségeiben. Az exacerbáció legkorábbi szakaszában az interleukin-1béta (IL-1béta), az interleukin-8 (IL-8) tartalom növekedése, majd az interleukin-6 (IL-6), a gamma-interferon (gamma) koncentrációja érvényesül. -INF), a tumor nekrózis faktor növeli -alfa (alfa-TNF). Az interleukin-12 (IL-12), gamma-INF, alfa-TNF koncentrációja a betegség csúcspontjában érte el maximumát, míg az akut fázis markereinek tartalma ebben az időszakban megközelítette a normál értéket. Az exacerbáció csúcsán az alfa-TNF szintje jelentősen meghaladta az interleukin-4 (IL-4) tartalmát mind a vérszérumban, mind közvetlenül a fekélykörüli zóna érintett szövetében, majd fokozatosan emelkedni kezdett. csökken. Az akut fázis jelenségeinek enyhülésével és a javítási folyamatok felerősödésével az IL-4 koncentrációja nőtt. A citokinprofil megváltozása alapján meg lehet ítélni a kemoterápia hatékonyságát és megvalósíthatóságát. Citokinterápia során, például alfa-interferon (alfa-IFN) terápia során, ellenőrizni kell mind a keringő vérben lévő mennyiségét, mind az alfa-IFN elleni antitestek termelését. Ismeretes, hogy ezen antitestek nagy számának előállításakor az interferon terápia nemcsak megszűnik, hanem autoimmun betegségekhez is vezethet. A közelmúltban új gyógyszereket fejlesztettek ki és vezettek be a gyakorlatba, amelyek így vagy úgy megváltoztatják a szervezet citokin állapotát. Például a rheumatoid arthritis kezelésére alfa-TNF elleni antitesteken alapuló gyógyszert javasolnak, amely a kötőszövetek elpusztításában szerepet játszó alfa-TNF eltávolítására szolgál. Mind az adataink, mind az irodalom szerint azonban nem minden krónikus rheumatoid arthritisben szenvedő betegnél emelkedett a TNF-alfa szintje, ezért a betegek ezen csoportja számára a TNF-alfa szintjének csökkenése tovább súlyosbíthatja az egyensúlyhiányt. az immunrendszert. Így a helyes citokinterápia feltételezi a szervezet citokinállapotának ellenőrzését a kezelés során. A gyulladást elősegítő citokinek védő szerepe lokálisan, a gyulladás fókuszában nyilvánul meg, de szisztémás termelésük nem vezet fertőzésellenes immunitás kialakulásához, és nem akadályozza meg a korai halálozást okozó bakteriális-toxikus sokk kialakulását. gennyes-szeptikus szövődményekben szenvedő sebészeti betegeknél. A sebészeti fertőzések patogenezisének alapja a citokin kaszkád kiváltása, amely egyrészt pro-inflammatorikus, másrészt gyulladásgátló citokineket tartalmaz. A két ellentétes csoport közötti egyensúly nagymértékben meghatározza a gennyes-szeptikus betegségek lefolyásának jellegét és kimenetelét. Az ezekből a csoportokból származó egy citokin (például TNF-alfa vagy IL-4) vérkoncentrációjának meghatározása azonban nem tükrözi megfelelően a teljes citokinegyensúly állapotát. Ezért több mediátor (legalább 2-3 ellentétes alcsoport) szintjének egylépcsős felmérése szükséges. Jelenleg a CJSC "Vector-Best" kifejlesztett és sorozatban gyártott reagens készleteket a következők mennyiségi meghatározására: tumor nekrózis alfa-faktor (érzékenység-2 pg / ml, 0-250 pg / ml); gamma-interferon (érzékenység - 5 pg / ml, 0-2000 pg / ml); interleukin -4 (érzékenység - 2 pg / ml, 0-400 pg / ml); interleukin-8 (érzékenység - 2 pg / ml, 0-250 pg / ml); interleukin-1 receptor antagonista (IL-1RA) (érzékenység - 20 pg / ml, 0-2500 pg / ml); alfa-interferon (érzékenység - 10 pg / ml, 0-1000 pg / ml); az alfa-interferon elleni autoimmun antitestek (érzékenység - 2 ng / ml, 0-500 ng / ml). Minden készletet úgy terveztek, hogy meghatározza e citokinek koncentrációját az emberi biológiai folyadékokban, a tenyészet felülúszójában, amikor az emberi sejttenyészetek citokintermelő képességét vizsgálják in vitro. Az analízis alapelve egy szilárd fázisú háromfázisú (inkubálási idő - 4 óra) vagy kétlépcsős (inkubációs idő - 3,5 óra) enzimhez kötött immunszorbens teszt lemezeken történő "szendvics" változata. A vizsgálathoz lyukanként 100 µl biológiai folyadékra vagy tenyészet felülúszóra van szüksége. Eredmények elszámolása - spektrofotometriásan 450 nm hullámhosszon. Minden készletben a kromogén tetrametil-benzidin. Készleteink eltarthatóságát a kiadástól számított 18 hónapra, a használat megkezdését követő 1 hónapra meghosszabbítottuk. Az irodalmi adatok elemzése azt mutatta, hogy az egészséges emberek vérplazmájának citokinek tartalma mind a meghatározásukhoz használt készletektől, mind attól a régiótól függ, ahol ezek az emberek élnek. Ezért, hogy megtudjuk régiónk lakosaiban a citokinek normál koncentrációjának értékét, véletlenszerű plazmamintákat (80-400 mintát) elemeztünk gyakorlatilag egészséges véradóktól, különböző társadalmi csoportok képviselőitől, 18 és 60 év közötti életkortól. a súlyos szomatikus patológia klinikai megnyilvánulásai és a HIV, hepatitis B és C vírusok elleni HBsAg antitestek hiánya.

Tumor nekrózis faktor-alfa.

A TNF-alfa pleiotrop proinflammatorikus citokin, amely két hosszúkás b-láncból áll, 17 kDa molekulatömeggel, és szabályozó és effektor funkciókat lát el az immunválaszban és a gyulladásban. Az alfa-TNF fő termelői a monociták és a makrofágok. Ezt a citokint a vér limfociták és granulociták, természetes gyilkos sejtek és T-limfocita sejtvonalak is kiválasztják. Az alfa-TNF fő induktorai a vírusok, mikroorganizmusok és metabolizmusuk termékei, beleértve a bakteriális lipopoliszacharidot is. Emellett egyes citokinek, mint például az IL-1, IL-2, a granulocita-makrofág telep-stimuláló faktor, az alfa és a béta-INF szintén induktor szerepet játszhatnak. Az alfa-TNF biológiai aktivitásának fő irányai: szelektív citotoxicitást mutat egyes tumorsejtekkel szemben; aktiválja a granulocitákat, makrofágokat, endothel sejteket, hepatocitákat (akut fázisú fehérjék termelése), oszteoklasztokat és kondrocitákat (csont- és porcszövet reszorpciója), egyéb gyulladáskeltő citokinek szintézisét; serkenti a proliferációt és a differenciálódást: neutrofilek, fibroblasztok, endoteliális sejtek (angiogenezis), hematopoietikus sejtek, T- és B-limfociták; fokozza a neutrofilek áramlását a csontvelőből a vérbe; tumor- és vírusellenes aktivitással rendelkezik in vivo és in vitro; nemcsak a védekezési reakciókban vesz részt, hanem a gyulladást kísérő pusztítási és helyreállítási folyamatokban is; a szövetpusztulás egyik közvetítőjeként szolgál, ami gyakori az elhúzódó, krónikus gyulladásokban.

Rizs. 1. Az alfa-TNF szintjének megoszlása

egészséges donorok plazmájában.

Az alfa-TNF megnövekedett szintjét figyelik meg a vérszérumban a poszttraumás állapotban, tüdőműködési zavarokkal, a terhesség normális lefolyásának megsértésével, rákkal, bronchiális asztmával. A vírusos hepatitis C krónikus formájának súlyosbodása során az alfa-TNF szintje 5-10-szer magasabb a normánál. A gyomor-bélrendszeri betegségek súlyosbodásának időszakában az alfa-TNF koncentrációja a szérumban meghaladja a normát. átlagosan 10-szer, egyes betegeknél pedig 75-80-szor. Az alfa-TNF magas koncentrációja a sclerosis multiplexben és a cerebrospinalis agyhártyagyulladásban szenvedő betegek agy-gerincvelői folyadékában, a rheumatoid arthritisben szenvedő betegeknél pedig az ízületi folyadékban található. Ez arra utal, hogy a TNF-alfa részt vesz számos autoimmun betegség patogenezisében. Az alfa-TNF kimutatásának gyakorisága a vérszérumban, még súlyos gyulladás esetén sem haladja meg az 50% -ot, indukált és spontán termelés esetén - akár 100%. Az alfa-TNF koncentrációtartománya 0-6 pg/ml volt, az átlagos - 1,5 pg/ml (1. ábra).

Gamma interferon.

Rizs. 2. Az IFN-gamma szintek megoszlása

egészséges donorok plazmájában.

Interleukin-4

Az IL-4 egy 18-20 kDa molekulatömegű glikoprotein, a gyulladás természetes gátlója. Az IFN-gamma mellett az IL-4 a T-sejtek (főleg a TH-2 limfociták) által termelt kulcsfontosságú citokin. Támogatja a TH-1 / TH-2 egyensúlyt. Az IL-4 biológiai aktivitásának fő irányai: fokozza az eozinofiliát, a hízósejtek felhalmozódását, az IgG4 szekréciót, a TH-2 közvetítette humorális immunválaszt; helyi daganatellenes aktivitással rendelkezik, serkenti a citotoxikus T-limfociták populációját és az eozinofilek daganatos beszűrődését; gátolja a gyulladásos citokinek (alfa-TNF, IL-1, IL-8) és prosztaglandinok felszabadulását az aktivált monocitákból, a TH-1 limfociták citokinek termelését (IL-2, gamma-INF, stb.).

Rizs. 3. Az IL-4 szintjének megoszlása ​​a plazmában

egészséges donorok.

Mind a szérumban, mind a stimulált limfocitákban megnövekedett IL-4 szint figyelhető meg allergiás betegségekben (különösen az exacerbáció idején), mint például bronchiális asztma, allergiás nátha, szénanátha, atópiás dermatitis, gyomor-bélrendszeri betegségekben. Az IL-4 szintje szintén jelentősen megemelkedett krónikus hepatitis C-ben (CHC) szenvedő betegeknél. A CHC exacerbációjának időszakában mennyisége a normához képest csaknem háromszorosára nő, és a CHC remissziója során az IL-4 szintje csökken, különösen a rekombináns IL-2 kezelés hátterében. Az IL-4 koncentráció tartománya 0-162 pg/ml, az átlag 6,9 pg/ml, a normál tartomány 0-20 pg/ml volt (3. ábra).

Interleukin-8

Az IL-8 a kemokinek közé tartozik, 8 kDa molekulatömegű fehérje. Az IL-8-at mononukleáris fagociták, polimorfonukleáris leukociták, endoteliális sejtek és más típusú sejtek termelik különféle ingerekre válaszul, beleértve a baktériumokat és vírusokat, valamint ezek anyagcseretermékeit, beleértve a gyulladást elősegítő citokineket (például IL-1, TNF alfa). ). Az interleukin-8 fő szerepe a leukociták kemotaxisának fokozása. Akut és krónikus gyulladás esetén egyaránt fontos szerepet játszik. Az IL-8 megnövekedett szintjét bakteriális fertőzésekben, krónikus tüdőbetegségekben, gyomor-bélrendszeri betegségekben szenvedő betegeknél figyelték meg. Az IL-8 plazmaszintje megnő a szepszisben szenvedő betegeknél, és a magas koncentrációk fokozott mortalitást okoznak. Az IL-8 tartalom mérésének eredményei felhasználhatók a kezelés lefolyásának nyomon követésére és a betegség kimenetelének előrejelzésére. Így megnövekedett IL-8 tartalmat találtak a könnyfolyadékban minden olyan betegnél, akiknél a szaruhártyafekélyek kedvező lefolyása volt. A szaruhártyafekély bonyolult lefolyású betegeinél az IL-8 koncentrációja 8-szor magasabb volt, mint azoknál a betegeknél, akiknél a betegség lefolyása kedvező volt. Így a szaruhártyafekélyek könnyfolyadékában a proinflammatorikus citokinek (különösen az IL-8) tartalma prognosztikai kritériumként használható a betegség lefolyására.

Rizs. 4. Az IL-8 szint megoszlása

egészséges donorok plazmája (Novoszibirszk).

Saját és publikált adataink szerint egészséges emberekben az IL-8 rendkívül ritkán mutatható ki a vérszérumban; az IL-8 spontán termelődése a vér mononukleáris sejtjeiben 62% -ban figyelhető meg, és az egészséges donorok 100% -ában indukált termelés. Az IL-8 koncentráció tartománya 0-34 pg/ml, az átlag 2 pg/ml, a normál tartomány 0-10 pg/ml volt (4. ábra).

Rizs. 5. Az IL-8 szintjének megoszlása ​​a plazmában

egészséges donorok (Rubtsovsk).

Interleukin-1 receptor antagonista.

Az IL-1RA a citokinek közé tartozik, egy 18-22 kDa molekulatömegű oligopeptid. Az IL-1RA az IL-1 endogén inhibitora, amelyet makrofágok, monociták, neutrofilek, fibroblasztok és epiteliális sejtek termelnek. Az IL-1RA gátolja az IL-1alfa és IL-1béta interleukinok biológiai aktivitását, versenyezve velük a sejtreceptorhoz való kötődésért.

Rizs. 6. Az IL-1RA szint megoszlása

egészséges donorok plazmájában

Az IL-1RA termelését számos citokin, vírustermék és akut fázisú fehérje stimulálja. Az IL-1RA aktívan expresszálható gyulladásos gócokban számos krónikus betegségben: reumatoid és fiatalkori krónikus ízületi gyulladásban, szisztémás lupus erythematosusban, ischaemiás agyi elváltozásokban, gyulladásos bélbetegségekben, bronchiális asztmában, pyelonephritisben, pikkelysömörben és másokban. Szepszisben az IL-1RA legnagyobb növekedése figyelhető meg - egyes esetekben akár 55 ng / ml-ig, és azt találták, hogy az IL-1RA megnövekedett koncentrációja kedvező prognózissal korrelál. Az IL-1RA magas szintjét az erősen elhízott nőknél figyelték meg, és ez a szint jelentősen csökken a zsírleszívás utáni 6 hónapon belül. Az IL-1RA koncentráció tartománya 0-3070 pg/ml, az átlag 316 pg/ml volt. A normál tartomány 50-1000 pg/ml (6. ábra).

Alfa interferon.

Az alfa-IFN egy 18 kDa molekulatömegű monomer, nem glikozilált fehérje, amelyet főként leukociták (B-limfociták, monociták) szintetizálnak. Ezt a citokint gyakorlatilag bármilyen sejttípus termelheti megfelelő stimulációra válaszul, és az intracelluláris vírusfertőzések az IFN-alfa szintézisének erős stimulátorai lehetnek. Az alfa-INF indukálói a következők: vírusok és termékeik, amelyek között a vezető helyet a vírusreplikáció során keletkező kettős szálú RNS-ek, valamint baktériumok, mikoplazmák és protozoák, citokinek és növekedési faktorok (például IL-1, IL) foglalják el. -2, alfa -FNO, telepstimuláló faktorok stb.). A szervezet nem specifikus antibakteriális immunválaszának kezdeti védekező reakciója magában foglalja az alfa- és béta-IFN indukcióját. Ebben az esetben a baktériumokat behatoló antigénbemutató sejtek (makrofágok) állítják elő. Az interferonok (beleértve az alfa-IFN-t is) fontos szerepet játszanak az antivirális immunválasz nem specifikus kapcsolatában. Növelik a vírusellenes rezisztenciát azáltal, hogy a sejtekben olyan enzimek szintézisét indukálják, amelyek elnyomják a vírusok nukleinsavainak és fehérjéinek képződését. Ezenkívül immunmoduláló hatásuk van, fokozzák a fő hisztokompatibilitási komplex antigénjeinek expresszióját a sejtekben. Az alfa-IFN-tartalom változását vírusos etiológiájú hepatitisben és májcirrhosisban észlelték. A vírusfertőzések súlyosbodása idején ennek a citokinnek a koncentrációja a legtöbb betegben jelentősen megemelkedik, a lábadozás időszakában pedig a normál szintre csökken. Összefüggést mutattak ki az alfa-INF szérumszintje és az influenzafertőzés súlyossága és időtartama között.

Rizs. 7. Az alfa-IFN szintjének megoszlása

egészséges donorok plazmájában.

Az alfa-IFN koncentrációjának növekedését észlelik a legtöbb autoimmun betegségben szenvedő beteg szérumában, mint például poliartritisz, reumatoid artritisz, spondylosis, pszoriázisos ízületi gyulladás, polymyalgia rheumatica és scleroderma, szisztémás lupus erythematosus és szisztémás vasculitis. Ennek az interferonnak a magas szintje egyes betegeknél is megfigyelhető a peptikus fekély és a cholelithiasis súlyosbodása során. Az alfa-INF koncentrációtartománya 0-93 pg/ml, az átlag 20 pg/ml volt. A normál tartomány legfeljebb 45 pg/ml (7. ábra).

Az alfa-IFN elleni antitestek.

Az alfa-IFN elleni antitestek kimutathatók szomatikus erythemás lupusban szenvedő betegek szérumában. Az alfa-IFN elleni antitestek spontán indukcióját a rák különböző formáiban szenvedő betegek szérumában is megfigyelik. Egyes esetekben alfa-IFN-ellenes antitesteket találtak HIV-fertőzött betegek szérumában, valamint az akut fázisban agyhártyagyulladásban szenvedő betegek liquorjában és szérumában, a krónikus polyarthritisben szenvedő betegek szérumában.

Rizs. 8. Az alfa-IFN elleni antitestek szintjének megoszlása

egészséges donorok plazmájában.

Az alfa-IFN az egyik hatékony vírus- és daganatellenes terápiás gyógyszer, de hosszú távú alkalmazása az alfa-IFN-ellenes specifikus antitestek termelődéséhez vezethet. Ez csökkenti a kezelés hatékonyságát, és bizonyos esetekben különféle mellékhatásokat okoz: az influenzaszerűtől az autoimmun betegségek kialakulásáig. Erre tekintettel az INF terápia során fontos ellenőrizni az alfa-INF elleni antitestek szintjét a beteg szervezetében. Kialakulásuk a terápiában használt gyógyszer típusától, a kezelés időtartamától és a betegség típusától függ. Az alfa-IFN elleni antitestek koncentrációtartománya 0-126 ng/ml, az átlag 6,2 ng/ml volt. A normál tartomány 15 ng / ml (8. ábra). A citokinek szintjének értékelése a CJSC "Vector-Best"-nél kereskedelemben kapható reagenskészletekkel új megközelítést tesz lehetővé a szervezet immunrendszerének állapotának vizsgálatában a klinikai gyakorlatban.

Citokineken alapuló immunotróp gyógyszerek.

Érdekes munka S. Simbirtseva, Nagy tisztaságú Biológiai Termékek Állami Kutatóintézete, Oroszország Egészségügyi Minisztériuma, Szentpétervár). A citokinek a szervezet fő funkcióit szabályozó új független rendszerré izolálhatók, amely az idegrendszerrel és az endokrin rendszerrel együtt létezik. szabályozása, és elsősorban a homeosztázis fenntartásával függ össze a kórokozók bejutása és a szövetek integritásának megsértése során. A szabályozó molekulák ezen új osztályát a természet hozta létre több millió éves evolúció során, és korlátlan számú gyógyszerként használható fel. Az immunrendszeren belül a citokinek közvetítik a kapcsolatot a nem specifikus védelmi válaszok és a specifikus immunitás között, mindkét irányban. A szervezet szintjén a citokinek az immun-, ideg-, endokrin-, hematopoietikus és egyéb rendszerek között kommunikálnak, és arra szolgálnak, hogy bevonják őket a védekezési reakciók megszervezésébe és szabályozásába. A citokinek intenzív tanulmányozásának hajtóereje mindig is az ígéretes kilátás volt, hogy klinikai alkalmazásukat széles körben elterjedt betegségek, köztük rák, fertőző és immunhiányos betegségek kezelésében alkalmazzák. Oroszországban számos citokin gyógyszert tartanak nyilván, köztük interferonokat, telepstimuláló faktorokat, interleukineket és antagonistáikat, tumornekrózis faktort. Minden citokin készítmény felosztható természetes és rekombinánsra. Természetesek a stimulált eukarióta sejtek, elsősorban emberi sejtek tápközegéből nyert, különböző fokú tisztítású készítmények. A fő hátrányok az alacsony tisztítási fok, a szabványosítás lehetetlensége a nagy komponensszám miatt, valamint a vérkomponensek felhasználása a gyártás során. Úgy tűnik, a citokinterápia jövője a biotechnológia legújabb vívmányainak felhasználásával előállított, genetikailag módosított gyógyszerekhez kapcsolódik. Az elmúlt két évtizedben a legtöbb citokin génjét klónozták, és olyan rekombináns analógokat kaptak, amelyek teljesen megismétlik a természetes molekulák biológiai tulajdonságait. A klinikai gyakorlatban a citokinhasználatnak három fő területe van:

1) citokinterápia a szervezet védekező reakcióinak aktiválására, immunmodulációra vagy az endogén citokinek hiányának pótlására,

2) anti-citokin immunszuppresszív terápia, amelynek célja a citokinek és receptoraik biológiai hatásának gátlása,

3) citokin génterápia a daganatellenes immunitás fokozása vagy a citokinrendszer genetikai hibáinak korrigálása céljából.

Számos citokin alkalmazható klinikailag szisztémás és helyi alkalmazásra. A szisztémás adagolás olyan esetekben indokolt, amikor az immunitás hatékonyabb aktiválása érdekében több szervben is biztosítani kell a citokinek hatását, vagy a test különböző részein elhelyezkedő célsejtek aktiválása szükséges. Más esetekben a helyi alkalmazásnak számos előnye van, mivel lehetővé teszi a hatóanyag magas helyi koncentrációjának elérését, a célszerv-célpontot és a nemkívánatos szisztémás megnyilvánulások elkerülését. Jelenleg a citokinek az egyik legígéretesebb gyógyszer a klinikai gyakorlatban való felhasználásra.

Következtetés.

Így jelenleg nem kétséges, hogy a citokinek az immunpatogenezis legfontosabb tényezői. A citokinek szintjének tanulmányozása lehetővé teszi, hogy információkat szerezzenek a különböző típusú immunkompetens sejtek funkcionális aktivitásáról, az I. és II. típusú T-helperek aktiválási folyamatainak arányáról, ami nagyon fontos számos sejt differenciáldiagnózisában. fertőző és immunpatológiai folyamatok. A citokinek olyan specifikus fehérjék, amelyeken keresztül az immunrendszer sejtjei információt cserélhetnek és kölcsönhatásba léphetnek egymással. Napjainkra több mint száz különféle citokint fedeztek fel, amelyeket hagyományosan gyulladást előidéző ​​(gyulladást kiváltó) és gyulladáscsökkentő (gyulladást kiváltó) sejtekre osztanak fel. Tehát a citokinek különféle biológiai funkcióit három csoportra osztják: szabályozzák az immunrendszer fejlődését és homeosztázisát, szabályozzák a vérsejtek növekedését és differenciálódását (hematopoietikus rendszer), valamint részt vesznek a szervezet nem specifikus védőreakcióiban, befolyásolva a gyulladásos folyamatokat. folyamatok, véralvadás, vérnyomás.

Felhasznált irodalom jegyzéke.

S.V. Belmer, A.S. Szimbircev, O. V. Golovenko, L. V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Shchigoleva, T.L. Mihajlova. / Orosz Állami Orvostudományi Egyetem, Állami Koloproktológiai Tudományos Központ, Moszkva és Állami Tiszta Biopreparátumok Kutatóintézete, Szentpétervár.

S.V. Szennyikov, A.N. Silkov // Folyóirat "Citokinek és gyulladás", 2005, No. 1 T. 4, No. 1. P.22-27.

T.G. Ryabicheva, N.A. Varaksin, N.V. Timofejeva, M. Yu. Rukavishnikov, a "Vector-Best" JSC munkájának anyagai.

A.S.Simbirtsev, Nagy tisztaságú Biológiai Kutatóintézet, Oroszország Egészségügyi Minisztériuma, Szentpétervár.

Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S.. Állami Kutatóintézet a Magas tisztaságú Biopreparátumokért, Szentpétervár.

T. A. Shumatova, V. B. Shumatov, E. V. Markelova, L. G. Száraz meleg. Vlagyivosztoki Állami Orvostudományi Egyetem Aneszteziológiai és Reanimatológiai Osztálya.

A munkában a http://humbio.ru/humbio/spid/000402c2.htm webhelyről származó anyagokat használták fel

fertőző betegségek bizonyos kórokozói. Szóval a norszulfazol...

1. Vírusellenes immunitás molekuláris és sejtes mechanizmusai, fejlődési minták és immunopatho

   Absztrakt >> Orvostudomány, egészségügy

   ... "webhely" egy adott webhelyre utal bizonyos polipeptid (antigén), amellyel ... annak korai szakaszában. Citokinekés kemokinek. Egyéb citokinek, az interferonok mellett ... általuk időegység alatt termelt citokinek meghatározza a burjánzás intenzitását és ...

2. A csontvelő-fibrózis kialakulásának okainak vizsgálata mieloproliferatív betegségekben a vérlemezke faktorok mezenchimális őssejtekre gyakorolt ​​hatásának elemzésével

   Házi feladat >> Orvostudomány, egészségügy

   Különböző koncentráció; - mennyiségi meghatározás fehérje kísérleti rendszerekben ... elhúzódó hatáshoz vezet citokin, amely fokozza a fibrózis folyamatát ... vérlemezkék. Megnövelt tartalom is citokin vizeletben találtak...

3. A tuberkulózis patogenezise emberekben

   Absztrakt >> Orvostudomány, egészségügy

   De az étkezés is lehetséges. Egy bizonyos szerepet játszik az aerogén fertőzésben ... játszik, makrofágok és monociták választják ki citokin- tumor nekrózis faktor (TNF). ... ionok, minden sejt rendelkezik bizonyos olyan rendszer, amely biztosítja az anyagok szállítását ...

A citokinek a gyulladás kulcsfontosságú humorális tényezői, amelyek szükségesek a veleszületett immunitás védőfunkcióinak megvalósításához. A citokinek három csoportja vesz részt a gyulladás kialakulásában - gyulladásos vagy proinflammatorikus citokinek, kemokinek, telepstimuláló faktorok, valamint funkcionálisan rokon faktorok, az IL-12 és az IFNy. A citokinek fontos szerepet játszanak a gyulladásos válasz elnyomásában és szabályozásában is. A gyulladásgátló citokinek közé tartozik a transzformáló növekedési faktor β (TGFp), az IL-10; gyakran a gyulladásgátló faktor szerepét az IL-4 játssza.
A gyulladást elősegítő citokinek csoportjának 3 fő képviselője van - TNFa, IL-1 és IL-6; viszonylag nemrégiben ezekhez hozzáadták az IL-17-et és az IL-18-at. Ezeket a citokineket főként aktivált monociták és makrofágok termelik, túlnyomórészt a gyulladás helyén. Proinflammatorikus citokineket neutrofilek, dendritikus sejtek, aktivált B-, NK- és T-limfociták is termelhetnek. A kórokozó behatolásának középpontjában a citokinek elsőként szintetizálnak néhány helyi gyulladásos makrofágot. Ezután a leukociták kivándorlása során a véráramból a termelő sejtek száma megnő, spektruma pedig bővül. A proinflammatorikus citokinek szintéziséhez különösen a mikroorganizmusok és gyulladásos faktorok termékei által stimulált hám-, endothel-, szinoviális, gliasejtek, fibroblasztok kapcsolódnak. A citokin géneket indukálhatónak minősítik. Kifejezésük természetes indukálói a kórokozók és termékeik, amelyek TLR-eken és más patogén receptorokon keresztül hatnak. A klasszikus induktor a bakteriális LPS. Ugyanakkor egyes proinflammatorikus citokinek (IL-1, TNFa) maguk is képesek proinflammatorikus citokinek szintézisének indukálására.
A proinflammatorikus citokinek szintetizálása és kiválasztása meglehetősen gyorsan történik, bár ebbe a csoportba tartozó különböző citokinek szintézisének kinetikája nem azonos. Jellemző esetekben (gyors opció) az indukció után 15-30 perccel észlelhető mRNS-ük expressziója, fehérjetermék megjelenése a citoplazmában - 30-60 perc elteltével, annak tartalma az extracelluláris környezetben 3-ban éri el a maximumot. 4 óra A citokinek szintézise egy adott sejtben meglehetősen rövid ideig tart - általában valamivel több, mint egy nap. Nem minden szintetizált anyag szekretálódik. Bizonyos mennyiségű citokin expresszálódik a sejtfelszínen, vagy citoplazmatikus szemcsékben található. A granulátum felszabadulása ugyanazokat az aktiváló szignálokat okozhatja, mint a citokinek termelése. Ez biztosítja a citokinek gyors (20 percen belüli) áramlását a lézió fókuszába.
A proinflammatorikus citokinek számos funkciót látnak el. Fő szerepük a gyulladásos válasz "szervezése" (2.55. ábra). A proinflammatorikus citokinek egyik legfontosabb és legkorábbi hatása az adhéziós molekulák endothel sejteken, valamint magukon a leukocitákon történő expressziójának növekedése, ami a leukociták véráramból a gyulladásos fókuszba való migrációjához vezet (lásd 2.3.3. ). Ezenkívül a citokinek fokozzák a sejtek oxigénanyagcseréjét, a citokinek és más gyulladásos faktorok receptorainak expresszióját, serkentik a citokinek, baktericid peptidek termelését stb. A proinflammatorikus citokinek túlnyomórészt helyi hatást fejtenek ki. A túlzottan szekretált pro-inflammatorikus citokinek keringésbe kerülése hozzájárul a gyulladás szisztémás hatásainak megnyilvánulásához, valamint serkenti a gyulladás fókuszától távoli sejtekben a citokinek termelését. Szisztémás szinten a gyulladást elősegítő citokinek serkentik az akut fázisú fehérjék termelődését, a testhőmérséklet emelkedését okozzák, és

Rizs. 2.55. A gyulladást elősegítő citokinek által kiváltott intracelluláris jelátvitel és a gyulladást elősegítő génaktiválás mechanizmusai

endokrin és idegrendszerre, és nagy dózisban kóros hatások kialakulásához vezet (hústól sokkig, hasonló a szeptikushoz).
Az IL-1 a több mint 11 molekulát tartalmazó fehérjecsalád együttes elnevezése. Legtöbbjük funkciója ismeretlen, azonban 5 molekula - IL-1a (modern besorolás szerint - IL-1F1), IL-1p (IL-1F2), IL-1RA (IL-1F3), IL-18 (IL) -1F4) és IL-33 (IL-1F11) aktív citokinek.
Az IL-1a-t és az IL-1P-t hagyományosan IL-1-nek nevezik, mivel ugyanazzal a receptorral lépnek kölcsönhatásba, és hatásuk megkülönböztethetetlen. Ezeknek a citokineknek a génjei az emberi 2-es kromoszóma hosszú karjában találhatók. A köztük lévő homológia nukleotid szinten 45%, aminosav szinten - 26%. Mindkét molekula p-hajtogatott szerkezetű: 6 pár antiparallel p-réteget tartalmaz, és trefoil alakúak. A sejtek szintetizálnak egy prekurzor molekulát, amelynek molekulatömege körülbelül 30 kDa, szignálpeptidektől mentes, ami az IL-1 molekula szokatlan feldolgozási módját jelzi. Az érett fehérjék molekulatömege körülbelül 18 kDa.
Az IL -1a három formában létezik - intracelluláris (oldható molekula van a citoszolban, és szabályozó funkciókat lát el), membrán (a molekula a receptor -újrahasznosításhoz hasonló mechanizmuson keresztül jut a sejtfelszínre, és rögzítve van a membránban) és szekréció (a molekula eredeti formájában szekretálódik, de feldolgozáson megy keresztül - extracelluláris proteázok hasítják, 18 kDa tömegű aktív citokin képződésével). Az IL-1a molekula fő változata emberben a membránváltozat. Ebben a formában a citokin hatása kifejezettebb, de csak lokálisan nyilvánul meg.
Az IL-1P feldolgozása a sejten belül történik egy speciális enzim, az IL-1 konvertáz (kaszpáz 1) részvételével, amely a lizoszómákban található.
Ez az enzim a gyulladás részeként aktiválódik - egy ideiglenes szupramolekuláris struktúra, amely az inaktív kaszpáz 1-en kívül az NLR család intracelluláris receptorait is tartalmazza (lásd 2.2.3. szakasz) - NOD1, NOD2, IPAF stb. egy aktiváló jelből. Ennek eredménye az NF-kB transzkripciós faktor képződése és a gyulladást elősegítő gének indukciója, valamint az inflammoszóma és a benne található kaszpáz 1 aktiválódása Az aktivált enzim az IL-1P prekurzor molekulát hasítja, és a a kapott érett, 18 kDa molekulatömegű citokint választja ki a sejt.
Az IL-1a, IL-1P és az IL-1 receptor antagonistája közös receptorokat tartalmaznak, amelyek spontán módon expresszálódnak számos sejttípuson. Amikor a sejtek aktiválódnak, megnő rajtuk az IL-1 membránreceptorainak száma. A fő, az IL-1RI 3 immunglobulinszerű domént tartalmaz az extracelluláris részben. Intracelluláris része a TIR domén, amely szerkezetileg hasonló az analóg TLR doménekhez, és ugyanazokat a jelátviteli utakat váltja ki (lásd a 2.2.1. Szakaszt). Ezeknek a receptoroknak a száma kicsi (200-300/sejt), de nagy affinitással rendelkeznek az IL-1 iránt (Kd 10-11 M). Egy másik receptornak, az IL-1RII-nek a citoplazmatikus részében nincs jelátviteli komponense, nem továbbít jelet, és csali receptorként szolgál. Az IL-1RI-ből származó jelátvitel ugyanazokat a tényezőket foglalja magában, mint a TLR-ek esetében (például MyD88, IRAK és TRAF6), ami hasonló eredményekhez vezet - az NF-kB és AP-1 transzkripciós faktorok kialakulásához, amelyek a ugyanaz a génkészlet (lásd 2.12. ábra). Ezek a gének felelősek a proinflammatorikus citokinek, kemokinek, adhéziós molekulák, a fagociták baktericid hatását biztosító enzimek és más olyan gének szintéziséért, amelyek termékei részt vesznek a gyulladásos válasz kialakulásában. Az IL-1 maga a termékek közé tartozik, amelyek kiválasztását az IL-1 indukálja, azaz ebben az esetben pozitív visszacsatolási hurok indul el.
A test bármely sejtje potenciálisan az IL-1 célpontja lehet. Hatása a legnagyobb mértékben az endothel sejteket, a leukociták minden típusát, a porc- és csontszövet sejteket, az ízületi és hámsejteket, valamint sokféle idegsejtet érinti. Az IL-1 hatására több mint 100 gén expressziója indukálódik; több mint 50 különböző biológiai reakció valósul meg részvételével. Az IL-1 fő hatása a leukociták emigrációja, fagocita és baktericid aktivitásuk aktiválása. Ezenkívül befolyásolják a véralvadási rendszert és az érrendszer tónusát, meghatározva a hemodinamika jellemzőit a gyulladás fókuszában. Az IL-1 nem csak a veleszületett, hanem az adaptív immunitású sejtekre is sokrétű hatással van, általában mindkettő megnyilvánulásait serkenti.
Az IL-1-nek számos szisztémás hatása van. Serkenti a hepatociták akut fázisú fehérjék termelését, amikor a hipotalamusz hőszabályozási központjára hat, láz kialakulását okozza, részt vesz a gyulladásos folyamat szisztémás megnyilvánulásainak kialakulásában (például rossz közérzet, étvágycsökkenés, álmosság, adynamia), amely az IL-1 központi idegrendszerre gyakorolt ​​hatásával függ össze. A telepstimuláló faktorok receptorainak expressziójának fokozásával az IL-1 fokozza a vérképzést, ami radioprotektív hatásával függ össze. Az IL-1 serkenti a leukociták, elsősorban a neutrofilek, köztük az éretlenek, felszabadulását a csontvelőből, ami leukocitózis megjelenéséhez vezet a gyulladás során, és a leukocita képlet balra tolódásához (éretlen sejtformák felhalmozódása). Az IL-1 hatásai kihatnak az autonóm funkciókra és még magasabb idegi aktivitásra (a viselkedési reakciók változásai stb.). A kondrociták és az oszteociták is célpontjai lehetnek az IL-1-nek, ami az IL-1 azon képességével függ össze, hogy porc- és csontpusztulást okozzon, amikor részt vesznek a gyulladásos folyamatban, és fordítva, a patológiás szövetek hiperpláziáját (pannus a rheumatoid arthritisben). ízületi gyulladás). Az IL-1 károsító hatása szeptikus sokkban, ízületi károsodásban reumatoid artritiszben és számos más kóros folyamatban is megnyilvánul.
A bakteriális termékek IL-1 hatásának megkettőződése a kórokozók aktiváló hatásának többszörös szaporodásának szükségességével függ össze anélkül, hogy elterjednének. A mikroorganizmusok csak a bejutási hely közvetlen közelében lévő sejteket, elsősorban a helyi makrofágokat stimulálják. Ezután ugyanazt a hatást sokszor reprodukálják az IL-1p molekulák. Az IL-1 ezen funkciójának betöltését elősegíti, hogy receptoraik aktiválódáskor szinte minden sejtben expresszálódnak (elsősorban a gyulladás fókuszában fordul elő).
Az IL-1 receptor antagonista (IL-1RA) homológ az IL-1a-val és az IL-1P-vel (a homológia 26%, illetve 19%). Kölcsönhatásba lép az IL-1 receptorokkal, de nem képes jelet továbbítani a sejtnek. Ennek eredményeként az IL-1RA az IL-1 specifikus antagonistája. Az IL-1RA-t ugyanazok a sejtek választják ki, mint az IL-1-et, ez a folyamat nem igényli a kaszpáz 1 részvételét. Az IL-1RA termelését ugyanazok a faktorok indukálják, mint az IL-1 szintézisét, de egy része spontán termelik a makrofágok és a hepatociták. Ennek eredményeként ez a faktor folyamatosan jelen van a vérszérumban. Ez valószínűleg azért szükséges, hogy megelőzzük az akut gyulladásban jelentős mennyiségben termelő IL-1 szisztémás hatásának negatív következményeit. A rekombináns IL-1RA-t jelenleg tesztelik, mint gyógyszert krónikus gyulladásos betegségek (rheumatoid arthritis stb.) kezelésére.
Az IL-18 egy pro-inflammatorikus citokin, amely rokon az IL-f-vel: a kaszpáz 1 által átalakított prekurzorként is szintetizálódik; kölcsönhatásba lép egy receptorral, amelynek citoplazmatikus része tartalmazza a TIR domént, és jelet továbbít, amely az NF-kB aktiválásához vezet. Ennek eredményeként az összes pro-inflammatorikus gén aktiválódik, de ez kevésbé kifejezett, mint az IL-1 hatására. Az IL-18 külön tulajdonsága az IFNy-szintézis sejtek általi indukciója (különösen IL-12-vel kombinálva). IL-12 hiányában az IL-18 indukálja az IFNy antagonista, az IL-4 szintézisét, és elősegíti az allergiás reakciók kialakulását. Az IL-18 hatását az oldható antagonista korlátozza, amely megköti a folyadékfázisban.
Az IL-33 szerkezetileg nagyon hasonló az IL-18-hoz. Az IL-33 feldolgozása a kaszpáz 1 részvételével is megtörténik. Ez a citokin azonban eltér az IL-1 család többi tagjától az általa ellátott funkciókban. Az IL-33 hatásának sajátossága nagyrészt annak a ténynek köszönhető, hogy receptora szelektíven expresszálódik az Ig2 sejteken. Ebben a tekintetben az IL-33 elősegíti az IL-4, IL-5, IL-13 ^2-citokinek szekrécióját és az allergiás folyamatok kialakulását. Jelentős gyulladáscsökkentő hatása nincs.
A tumor nekrózis faktor a (TNFa vagy TNFa) az immunológiailag jelentős fehérjék egy másik családjának tagja. Ez egy gyulladást elősegítő citokin, széles hatásspektrummal. A TNFa b-szeres szerkezetű. Funkcionálisan aktív membránmolekulaként szintetizálódik, 27 kDa molekulatömegű pro-TNFa, amely egy II-es típusú transzmembrán fehérje (azaz N-terminális része a sejtbe irányul). A proteolízis eredményeként az extracelluláris doménben 17 kDa molekulatömegű oldható monomer képződik. A TNFa monomerek spontán módon 52 kDa-os trimert képeznek, amely ennek a citokinnek a fő formáját képviseli. A trimer harang alakú, és az alegységeket C-végük köti össze, mindegyik 3 kötőhelyet tartalmaz a receptorral, míg az N-végek nem kapcsolódnak egymáshoz, és nem vesznek részt a receptorokkal való kölcsönhatásban (és , ezért funkcióik ellátásában a citokin által). Savas pH-értékeken a TNFa a-helikális szerkezetet vesz fel, ami egyes funkcióiban megváltozik, különösen fokozott citotoxicitást okoz. A TNF a TNF szupercsalád nagy molekulacsaládjának prototipikus tagja (2.31. táblázat). Tartalmazza a és b limfotoxinokat (csak az első létezik oldható formában), valamint számos membránmolekulát, amelyek részt vesznek az intercelluláris kölcsönhatásokban (CD154, FasL, BAFF, OX40-L, TRAIL, APRIL, LIGHT), amelyeket alább említünk. különféle összefüggésekben. A modern nómenklatúra szerint a szupercsalád tagjainak neve egy TNFSF rövidítésből és egy sorszámból áll (TNFa esetében - TNFSF2, limfotoxin a esetében - TNFSF1).
2.31. Táblázat A tumor nekrózis faktor és receptorai családjának fő képviselői

faktor (ligandum)	Chro mosoma	Molekulatömeg, kDa	Receptor
TNFa (TNFSF2)	6p	17; trimer - 52; glikozilált forma - 25,6	TNF-R1, TNF-R2 (TNFRSF1, TNFRSF2)
Limfotoxin (TNFSF1)	6p	22,3	TNF-R1, TNF-R2
Limfotoxin B (TNFSF3)	6p	25,4	LTp-R (TNFRSF3)
OX-40L (TNFSF4)	1q	34,0	OX-40 (TNFRSF4; CD134)
CD40L (TNFSF5; CD154)	Xp	39,0	CD40 (TNFRSF5)
FasL (TNFSF6; CD178)	1q	31,5	Fas / APO-1 (CD95) (TNFRSF6)
CD27L (TNFSF7, CD70)	19p	50,0	CD27 (TNFRSF7)
CD30L (TNFSF8)	9q	40,0	CD30 (TNFRSF8)
4-1BBL (TNFSF9)	19p	27,5	4-1BB (TNFRSF9; CD137)
TRAIL (TNFSF10)	3q	32,0	VK4b VK5
ÁPRILIS (TNFSF13)	17p	27,0	BCMA, TACI
FÉNY (TNFSF14)	16q	26,0	HVEM (TNFRSF14)
GITRL (TNFSF18)	1p	22,7	GITR (TNFRSF18)
BAFF (TNFSF20)	13	31,2	BAFFR, TACI, BCMA

A TNFa fő termelői az IL-1-hez hasonlóan a monociták és a makrofágok. A gyulladásos folyamatban részt vevő neutrofilek, endothel- és hámsejtek, eozinofilek, hízósejtek, B- és T-limfociták is kiválasztják. A TNFa korábban észlelhető a véráramban, mint más proinflammatorikus citokinek - már 20-30 perccel a gyulladás kiváltása után, ami a molekula membránformájának sejtek általi „kidobásával” és esetleg a TNFa felszabadulásával jár. a granulátum tartalmában.
A TNF-receptoroknak két típusa létezik, amelyek a TNFa-ra és a limfotoxin a-ra jellemzőek – a TNFRI (a tumor nekrózis faktor receptor I-ből) és a TNFRII, amelyek molekulatömege 55, illetve 75 kDa. A TNFRI a test szinte minden sejtjén megtalálható, kivéve a vörösvértesteket, a TNFRII pedig főleg az immunrendszer sejtjein. A TNFR-ek nagy családot alkotnak, amely magában foglalja a sejtkölcsönhatásban és a sejthalál - apoptózis - indukálásában részt vevő molekulákat. A TNFa affinitása a TNFRI-hez kisebb, mint a TNFRI-hez (kb. 5x10-10 M, illetve 55x10-11 M), A TNFa-trimer kötődése esetén a receptorainak a jelátvitelhez szükséges trimerizációja következik be.
E receptorok jelátvitelének jellemzőit nagymértékben meghatározza intracelluláris részük szerkezete. A TNFRI citoplazmatikus részét az úgynevezett haláldomén képviseli, ahonnan olyan jelek érkeznek, amelyek az apoptózis mechanizmusának aktiválásához vezetnek; A TNFRII-ből hiányzik a haláltartomány. A TNFRI jelzése a TRADD (TNFR-asszociált haláldomén) és FADD (Fas-asszociált haláldomén) adapterfehérjék részvételével történik, amelyek szintén tartalmaznak haláldoméneket. Az apoptózis kialakulásához vezető útvonalon (a kaszpáz 8 aktivációján vagy a ceramid szintézisén keresztül) mellett több jelátviteli útvonal is megkülönböztethető, amelyek a TRAF2 / 5 és a RIP-1 faktorok részvételével aktiválódnak. Ezen faktorok közül az első jelet továbbít az NF-kB faktor aktiválásához vezető útvonalon, azaz. a proinflammatorikus gének indukciójának klasszikus útja (lásd 2.55. ábra). A RIP-1 faktor által aktivált jelátviteli útvonal a MAP kaszkád aktiválásához vezet a végtermékkel, az AP-1 transzkripciós faktorral. Ez a faktor magában foglalja azokat a géneket, amelyek biztosítják a sejtaktivációt és megakadályozzák az apoptózis kialakulását. Így a sejt sorsát a pro- és anti-apoptotikus mechanizmusok egyensúlya határozza meg, amelyek akkor indulnak el, amikor a TNFa kötődik a TNFRI-hez.
A TNFa funkcióinak megvalósítása elsősorban a TNFRI -n keresztül történő fellépéshez kapcsolódik - a megfelelő gén deaktiválása súlyos immunhiány kialakulásához vezet, míg a TNFRII gén inaktiválásának következményei jelentéktelenek. A gyulladásos válasz csúcspontján a TNFa receptorok „kidobhatók” a membránból, és az intercelluláris térbe kerülnek, ahol megkötik a TNFa-t, gyulladáscsökkentő hatást fejtve ki. Ebben a tekintetben a TNFR oldható formáit használják krónikus gyulladásos betegségek kezelésére. Kiderült, hogy az oldható TNFRII alapú gyógyszer a leghatékonyabb klinikailag.
Az IL-1-hez hasonlóan a TNFa fokozza az adhéziós molekulák expresszióját, a gyulladást elősegítő citokinek és kemokinek szintézisét, az akut fázisú fehérjéket, a fagocita sejtek enzimeit stb. Az IL-1 mellett a TNFa részt vesz a gyulladás összes fő lokális és néhány szisztémás megnyilvánulásának kialakulásában is. Aktiválja az endothel sejteket, serkenti az angiogenezist, fokozza a migrációt és aktiválja a leukocitákat. A TNFa nagyobb mértékben befolyásolja a limfociták aktivációját és proliferációját, mint az IL-1. IFNy-vel kombinálva a TNFa a NO szintáz aktivitását indukálja a fagocitákban, ami jelentősen megnöveli azok baktericid potenciálját. A TNFa stimulálja a fibroblasztok szaporodását, elősegítve a sebek gyógyulását. A TNFa fokozott helyi termelésével a szövetkárosodási folyamatok érvényesülnek, ami a hemorrhagiás nekrózis kialakulásában nyilvánul meg. Ezenkívül a TNFa gátolja a lipoprotein lipáz aktivitását, ami gyengíti a lipogenezist, és cachexia kialakulásához vezet (a TNFa egyik eredeti neve cachexin). A TNFa fokozott felszabadulása és felhalmozódása a keringésben, például nagy dózisú bakteriális szuperantigének hatására, súlyos patológia - szeptikus sokk kialakulását okozza. Így a TNFa védő funkció ellátására és a homeosztázis fenntartására irányuló hatását súlyos (lokális és szisztémás) toxikus hatások kísérhetik, amelyek gyakran halált okoznak.
Az IL-6 széles spektrumú gyulladáscsökkentő citokin. Prototipikus faktorként is szolgál a citokincsaládban, amely magában az IL-6-on kívül az onkosztatin M-et (OSM), a leukémia gátló faktort (LIF), a ciliáris neurotróf faktort (CNTF), a kardiotropin-1-et (CT-1) tartalmazza. ), valamint IL-11 és IL-31. Az IL-6 molekulatömege 21 kDa. Az IL-6-ot monociták és makrofágok, endoteliális, hám-, glia-, simaizomsejtek, fibroblasztok, Th2 típusú T-limfociták, valamint számos tumorsejt termeli. A mieloid sejtek IL-6 termelését akkor indukálják, amikor TLR-jük kölcsönhatásba lép mikroorganizmusokkal és termékeikkel, valamint az IL-1 és a TNFa hatása alatt. Ugyanakkor 2 órán belül az IL-6 tartalma a vérplazmában 1000-szeresére nő.
Az IL-6 család összes faktorának receptorai egy közös komponenst tartalmaznak - a gp130 láncot, amely a test szinte minden sejtjében jelen van. A receptor második komponense minden citokin esetében egyedi. Ennek a citokinnek a megkötéséért az IL-6 receptor specifikus lánca (gp80) felelős, míg a gp130 a jelátvitelben vesz részt, mivel a Jak1 és Jak2 tirozin kinázokhoz kapcsolódik. Amikor az IL-6 kölcsönhatásba lép a receptorral, a következő eseménysor indul ki: az IL-6 monomer kölcsönhatásba lép a gp80 lánccal, a komplexek dimerizációja következik be (2 citokin molekula - 2 gp80 lánc), majd 2 gp130 lánc kötődik a komplexhez, ami a Jakkináz foszforilációjához vezet. Ez utóbbiak foszforilálják a STAT1 és STAT3 faktorokat, amelyek dimerizálódnak, beköltöznek a sejtmagba, és megkötik a célgének promotereit. A gp80 lánc könnyen lemosható a sejtről; szabad formában kölcsönhatásba lép a citokinnel, inaktiválja azt, azaz. az IL-6 specifikus inhibitoraként működik.
Az IL-6 részt vesz a gyulladás helyi megnyilvánulásainak szinte teljes komplexének kiváltásában. Befolyásolja a fagociták migrációját, fokozza a monocitákat és limfocitákat vonzó CC-kemokinek termelődését, valamint gyengíti a neutrofileket vonzó CX-kemokinek termelődését. Az IL-6 proinflammatorikus hatásai gyengébbek, mint az IL-1-é és a TNFa-é, ezzel szemben nem fokozza, hanem gátolja a proinflammatorikus citokinek (IL-1, TNFa és IL-6) és kemokinek termelését az érintett sejtek által. a gyulladásos folyamatban. Így az IL-6 egyesíti a pro- és gyulladásgátló citokinek tulajdonságait, és nemcsak a gyulladásos válasz kialakulásában, hanem annak korlátozásában is részt vesz.
Az IL-6 a hepatocitákban az akut fázis fehérje gének expresszióját indukáló fő tényező. Az IL-6 befolyásolja a hematopoiesis különböző szakaszait, beleértve az őssejtek proliferációját és differenciálódását. Növekedési faktorként szolgál az éretlen plazmasejtek számára, jelentősen javítva a humorális immunválaszt. Az IL-6 a T-limfocitákra is hatással van, növelve a citotoxikus T-sejtek aktivitását.
IL-17 és rokon citokinek. A citokinek egy csoportja, köztük az IL-17 faj, széles körben felkeltette a figyelmet a T-helperek egy speciális típusának, a Th17-nek a felfedezésével kapcsolatban, amely részt vesz a gyulladásos reakciók egyes káros formáinak kialakulásában, különösen autoimmun folyamatok (lásd 3.4.3.2. szakasz). E citokinek szerepét az adaptív immunválasz válaszaiban az alábbiakban tárgyaljuk. Itt csak általános leírást adunk a citokinekről, és röviden áttekintjük szerepüket a veleszületett immunitás reakcióiban.
Az IL-17 család 6 fehérjét tartalmaz, amelyeket A-tól F-ig jelölnek. A gyulladást elősegítő citokinek tulajdonságai az IL-17A és az IL-17F. Ezek diszulfidkötésű homodimerek; molekulatömegük 17,5 kDa. Ezeket a citokineket az említett Th17, valamint CD8+ T-sejtek, eozinofilek és neutrofilek termelik. Az IL-23 serkenti a TH7 sejtek fejlődését és az IL-17 termelődését.
Az IL-17 receptorait számos sejt - epiteliális sejtek, fibroblasztok, immunrendszer sejtjei, különösen neutrofilek - expresszálják. Az IL-17 és a receptor kölcsönhatásának fő eredménye, más proinflammatorikus citokinek hatásához hasonlóan, az NF-kB faktor indukciója és számos NF-KB-függő gyulladásgén expressziója.
Az IL-17 egyik fontos biológiai hatása (az IL-23-mal együtt) a neutrofil homeosztázis fenntartása. Ezek a citokinek fokozzák a neutrofil termelést azáltal, hogy stimulálják a G-CSF termelését. Ugyanakkor az IL-17 és IL-23 termelésének növekedését vagy csökkenését a perifériás szövetekben található neutrofilek száma szabályozza: az apoptózis következtében ezeknek a sejteknek a csökkenése a neutrofilek számának növekedéséhez vezet. citokinek termelése.
Az IL-17 pro-inflammatorikus hatása főként más citokinek (IL-8, IL-6, y-CSF, számos kemokin) termelésének fokozásán és adhéziós molekulák expresszióján keresztül valósul meg. Az IL-17-re vagy IL-23-ra transzgénikus egerekben intersticiális természetű szisztémás krónikus gyulladás alakul ki, amely neutrofilek, eozinofilek, makrofágok és különböző szervek limfocitái által infiltrálódik. Ezek a citokinek vezető szerepet töltenek be a krónikus autoimmun betegségek kialakulásában.
IL-12 család
Az IL-12-ről kimutatták, hogy képes aktiválni NK-sejteket, indukálni a T-limfociták proliferációját és indukálni az IFNy-szintézist. Az IL-12 különleges helyet foglal el a veleszületett immunrendszer sejtjei által termelt citokinek között, mivel (fő termelőihez, a dendritikus sejtekhez hasonlóan) összekötő szerepet tölt be a veleszületett és az adaptív immunitás között. Másrészt az IL-12 része az IL-12-IFNy tandemnek, amely kulcsszerepet játszik az intracelluláris kórokozók elleni immunvédelemben.
Az IL-12 egy dimer, amely a p40 és p35 alegységekből áll. Teljes molekulatömege 75 kDa. Az IL-12 funkcionális aktivitása a p40 alegységéhez kapcsolódik. A "teljes léptékű" IL-12-t aktivált monociták, makrofágok, mieloid dendritikus sejtek, neutrofilek és a gátszövetek hámsejtjei választják ki (Ig-12p35 és IL-12p40 citokin alegységeket is termelnek). A testsejtek többsége csak a funkcionálisan inaktív ^ -12p35 alegységet szintetizálja. A sejt által kiválasztott IL-12 heterodimer mennyiségét a p35 alegység korlátozza. Az IL-12p40 feleslegben szintetizálódik, és dimerizálódhat homodimerré, amely IL-12 antagonistaként és kemoattraktánsként is működik. Az IL-12 termelést indukáló szerek elsősorban a TLR-ek és más mintázatfelismerő receptorok által felismert kórokozók. Az IL-12 termelését fokozza az IL-1, az IFNy, valamint a CD40-CD154 és a TNFR család más molekulapárjai által közvetített intercelluláris kölcsönhatások.
Az IL-12 receptor a legerősebben az NK-sejteken, az aktivált TH-sejteken és a citotoxikus T-limfocitákon, valamint kisebb mértékben a dendritikus sejteken expresszálódik. Az IL-12 receptor aktivált T-sejtek expressziója fokozódik az IL-12, IFNy, IFNa, TNFa hatására, valamint a CD28 receptoron keresztüli kostimuláció hatására. Az IL-12 receptora egy dimer, amelyet az IL-12RP1 (100 kDa) és az IL-12RP2 (130 kDa, CD212) alegységei alkotnak, és amelyhez egy 85 kDa-os fehérje kapcsolódik. Mind a Pj, mind a p2 lánc részt vesz az IL-12 kötődésében, míg az IL-12RP2 alegység túlnyomórészt a jelátvitelben. A Pj lánc intracelluláris doménje a JAK2 kinázhoz, a P2 lánc intracelluláris doménje a Tyk2 kinázhoz kapcsolódik. A kinázok foszforilálják a STAT1, STAT3, STAT4 és STAT5 transzkripciós faktorokat.
Az IL-12 fő funkciója a citotoxikus limfocitákat (NK és T) stimuláló és a Thl-sejtek differenciálódását indukáló képessége miatt (lásd a 3.4.3.1. szakaszt), hogy beindítsa a sejten belüli védekező mechanizmusokat az intracelluláris kórokozók ellen. Az IL-12 már az immunfolyamatok korai szakaszában hat az NK- és NKT-sejtekre, fokozva az NK-sejtek proliferációját és citotoxikus aktivitását, később pedig a citotoxikus T-limfocitákra és mindezen sejtek által az IFNy szintézisére. Valamivel később az IL-12 indukálja a Thl-sejtek differenciálódását, amelyek IFNy-t is termelnek. A Thl sejtek indukciójának feltétele az IL-12RP2 receptor alegység előzetes expressziója aktivált CD4 + T sejtek által. Ezt követően a sejtek elsajátítják az IL-12 megkötő képességét, ami a STAT4 faktor aktiválódásához vezet, amely szabályozza a Thl sejtekre jellemző gének expresszióját (az IFNG gén expressziójához a T transzkripciós faktor működését). -a fogadás fontosabb). Ugyanakkor az IL-12 elnyomja a ^ 2 sejtek differenciálódását és gyengíti a sejtek termelődését
Az IgE és IgA osztályú antitestek B-sorozata. A dendritikus és egyéb APC-k hatására az IL-12 a kostimuláló molekulák (CD80 / 86 stb.), Valamint az MHC-II APC termékek expresszióját indukálja. Így az IL-12 összekötő szerepet játszik a veleszületett és az adaptív immunitás között, és fokozza az intracelluláris patogének és daganatok elleni védelemért felelős immunmechanizmusokat.
Az IL-12 családba tartozik az IL-23, IL-27 és IL-35. Ezek a citokinek heterodimerek: az IL-23-at két alegység - az I-23p19 és az IL-12p40 (azonos az IL-12 megfelelő alegységével), az IL-27 - az Ebi3 és az IL-27p28 alegységek, az IL-35 - alkotja. alegységei Ebi3 és IL-12p35. Ezeket a citokineket elsősorban dendritikus sejtek termelik. Az IL-12 család citokinek termelését a PAMP és a kórokozókon, különösen a GM-CSF-en jelen lévő citokinek váltják ki.
Az IL-23 vételét két különböző struktúra végzi: az IL-12p40 alegységet az IL-12 receptor p-lánca ismeri fel, az R-23p19 alegységet pedig egy speciális receptor, az IL-23R ismeri fel. A STAT4 játssza a fő szerepet az IL-23 jelátvitelében. Az IL-27 receptora aktiválja a WSX-1 (az IL-12R p2 alegységének homológja) és a gp130 (polipeptid lánc, amely az IL-6 család citokin receptorainak része) molekulákat.
Az IL-12-höz hasonlóan az IL-23 és az IL-27 túlnyomórészt a CD4+ T-sejtekre hat, elősegítve azok differenciálódását a Th1 útvonalon. Az IL-23 jellemzői-a memória T-sejtek túlnyomó hatása, valamint a Th17 típusú T-segítők fejlesztésének támogatása. Az IL-27 abban különbözik a család másik két citokinjétől, hogy képes nemcsak aktivált, hanem nyugvó CD4 + T-sejtek proliferációját is indukálni. A közelmúltban kimutatták, hogy az IL-27 és IL-35 szabályozó (szuppresszor) faktorként működhet, mivel Ebi3 alegységük a FOXP3 szabályozó T-sejtek kulcsfaktorának célpontja.
A telepstimuláló faktorokat (CSF) (2.32. táblázat) vagy a hematopoietineket három citokin – GM-CSF, G-CSF és M-CSF – képviseli. Az IL-3 (Multi-CSF) funkcionálisan közel áll hozzájuk. Ezeket a tényezőket kolónia-stimuláló faktoroknak nevezik, mivel először az alapján azonosították őket, hogy képesek támogatni a megfelelő összetételű hematopoietikus sejtkolóniák in vitro növekedését. Az IL-3 a legszélesebb hatásspektrummal rendelkezik, mivel támogatja a hematopoietikus sejtek telepének növekedését, kivéve a limfoid sejteket. A GM-CSF támogatja mind a kevert granulocita-monocita telepek, mind külön-külön a granulocyta és monocita / makrofág telepek növekedését. A G-CSF és az M-CSF saját kolóniáik növekedésének és differenciálódásának fenntartására specializálódott. Ezek a faktorok nemcsak az ilyen típusú hematopoietikus sejtek túlélését és szaporodását biztosítják, hanem képesek aktiválni a már érett differenciálódott sejteket (M-CSF - makrofágok, G-CSF - neutrofilek). Az M-CSF részt vesz a monociták makrofágokká történő differenciálódásában, és gátolja a monociták dendrites sejtekké történő differenciálódását. A G-CSF amellett, hogy a hematopoiesis granulocita ágára hat, a hematopoietikus őssejtek mobilizálását idézi elő a csontvelőből a véráramba.
2.32. táblázat. Kolóniastimuláló faktorok jellemzése

Név nie	Chromo harcsa	Molekulatömeg, kDa	Sejtek termelők	Sejtek cél	Recept tori
GM-CSF	5q	22	Makrofágok, T-sejtek, NK-sejtek, stromasejtek, hámsejtek	Makrofágok, neutrofilek, eozinofilek, T-sejtek, dendritikus sejtek, vérképző sejtek	GM- CSFR a / R
G-CSF	17q	18-22		Neutrophilek, eozinofilek, T-sejtek, hematopoietikus sejtek	G-CSFR (1 lánc)
M-CSF	5q	45/70 (dimer)	Makrofágok, stromasejtek, hámsejtek	Makrofágok, vérképzőszervi sejteket	c-Fms
Őssejt faktor	12q	32	Stromal sejteket	Hematopoietikus sejtek, B -sejtek, hízósejtek	c-Kit
Flt-3- ligandum	19q	26,4	Stromal sejteket	Hematopoietikus sejtek, hízósejtek	Flt-3

A G-CSF, GM-CSF és IL-3 szerkezetileg 4 a-helikális domént tartalmazó hematopoietinekként jellemzik. Receptoruk 2 polipeptidláncot tartalmaz, a hematopoietin receptorok családjába tartoznak. Az M-CSF különbözik a többi CSF-től. Ez egy dimer molekula, és mind oldható, mind membránhoz kötött formában létezik. Receptorának extracelluláris Ig-szerű doménjei és tirozin-kináz aktivitással rendelkező intracelluláris doménjei vannak (ennek a proto-onkogén kináznak a neve - c-Fms - néha átkerül a teljes receptorra). Amikor az M-CSF receptorokhoz kötődik, azok dimerizációja és kinázaktiválása következik be.
A kolóniát stimuláló faktorokat endothelsejtek és fibroblasztok, valamint monociták / makrofágok termelik. A GM-CSF-et és az IL-3-at a T-limfociták is szintetizálják. A bakteriális termékek (mintázatfelismerő receptorok) és a gyulladást előidéző ​​citokinek hatására a kolónia-stimuláló faktorok szintézise és szekréciója jelentősen megnő, ami a myelopoiesis növekedéséhez vezet. A granulocitopoiesis különösen erősen stimulált, ami a sejtek – köztük az éretlenek – felgyorsult perifériára való kivándorlásával jár. Ez neutrofil leukocitózis képe keletkezik, a képlet jobbra tolásával, ami nagyon jellemző a gyulladásra. A GM- és G-CSF alapú gyógyszereket a klinikai gyakorlatban a citotoxikus hatások (sugárzás, daganatos betegségek kezelésére szolgáló kemoterápia stb.) által gyengített granulocitopoézis serkentésére használják. A G-CSF-et a hematopoietikus őssejtek mobilizálására használják, majd az indukált leukomasszát a károsodott hematopoiesis helyreállítására.
Az őssejt-faktort (SCF - stem cell factor, c-kit ligand) a csontvelői stromasejtek (fibroblasztok, endothelsejtek), valamint különböző típusú sejtek választják ki az embrionális fejlődés során. Az SCF transzmembrán és oldható molekulaként létezik (ez utóbbi az extracelluláris rész proteolitikus hasítása eredményeként jön létre). SCF -t észlelnek a vérplazmában. Molekulájában két diszulfidkötés van. Az SCF receptor, a c-Kk, tirozin kináz aktivitással rendelkezik, és szerkezetileg hasonló az Flt-3-hoz és a c-Fms-hez (M-CSF receptor). Amikor az SCF kötődik, a receptorok dimerizálódnak és foszforilálódnak. A jelátvitel a PI3K és a MAP kaszkád részvételével történik.
Az SCF gén és receptora mutációit régóta leírták (acélmutációk); egereknél a szőrzet színének megváltozásával és a hematopoiesis megsértésével nyilvánulnak meg. Azok a mutációk, amelyek megzavarják a faktor membránformájának szintézisét, súlyos hibákat okoznak az embrió fejlődésében. Az SCF más tényezőkkel együtt részt vesz a vérképző őssejtek életképességének fenntartásában, biztosítja azok proliferációját, és támogatja a vérképzés korai szakaszát. Az SCF különösen fontos az eritropoézis és a hízósejtek fejlődése szempontjából, valamint növekedési faktorként szolgál a timociták számára a DN1 és DN2 stádiumban.
Szerkezetét és biológiai aktivitását tekintve az Flt-3L-faktor (Fms-szerű tirozinkináz 3-ligandum) az SCF-hez hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, más tényezőkkel kombinálva támogatja a mielopoézis korai szakaszát és a B-limfociták fejlődését. Az SCF a leukémiás mieloblasztok növekedési faktorának szerepet játszik.
A kemokineket, amelyek a gyulladás és a veleszületett immunitás fontos humorális tényezői, fentebb a leukocita kemotaxis leírásában tárgyaljuk (lásd 2.3.2. Pont).