Tindakan sitokin pada sel dilakukan melalui. Sitokin. Mekanisme molekul dan selular imuniti antivirus, corak perkembangan dan imunopatho

Sehingga baru-baru ini, kanser tahap 4 sebenarnya adalah hukuman mati untuk pesakit. Kaedah rawatan tradisional tidak banyak membantu; semua terapi terhad untuk melegakan gejala. Walau bagaimanapun, beberapa dekad yang lalu, mereka mula aktif membangunkan imuno-onkologi dan, khususnya, terapi sitokin - kaedah rawatan dengan ubat-ubatan berdasarkan protein badan, yang, menurut ulasan, sangat berkesan. Klinik terapi oncoimmunology dan sitokin di Moscow dianggap salah satu yang terbaik di dunia kerana petunjuk positifnya.

Apa itu terapi sitokin

Kaedah rawatan ini telah dibangunkan berdasarkan imuno-onkologi - bahagian onkologi yang mengkaji fungsi sistem imun dalam kanser. Kaedah ini berdasarkan rawatan barah dan penyakit lain dengan ubat berdasarkan protein (sitokin) tubuh manusia. Di bawah keadaan tertentu, mereka boleh memusnahkan pelbagai patogen: sel asing, virus, antigen, endotoksin, dll. Bagaimana sitokin berfungsi:

• pengaktifan tindak balas imunologi badan terhadap serangan patogen;
• kawalan kerja sistem imun, sel pembunuh (elemen yang secara langsung melawan penyakit);
• memprovokasi pembaharuan jisim sel menjadi sihat;
• normalisasi sistem badan.

Tindakan positif

Menambah kerja dengan sitokin dalam rawatan kompleks onkologi membantu mencapai terapi positif mutlak dalam 10-30% pesakit, dan kejayaan separa mencapai 90%. Nampaknya ini tidak mencukupi, tetapi untuk tumor barah yang teruk pada peringkat terakhir, ini adalah pencapaian besar. Lebih-lebih lagi, teknik ini boleh dan harus digabungkan dengan kaedah tradisional (ubat, kemoterapi).

Terapi sitokin berfungsi secara kualitatif dan mengikut arah terhadap tumor, metastasis dan, pada masa yang sama, tidak mempunyai kesan toksik pada badan. Secara berasingan, perlu diperhatikan peningkatan positif dalam kualiti kemoterapi. Teknik ini telah membuktikan keberkesanannya dalam ujian klinikal (di Persekutuan Rusia, lebih daripada 50 patologi pelbagai jenis dibenarkan untuk dirawat dengan teknik ini). Sebagai tambahan kepada penyakit onkologi, terapi sitokin berjaya melawan patologi lain:

• onkologi hingga tahap 4;
• hepatitis B, C virus;
• melanoma;
• Sarkoma Kaposi mengenai latar belakang HIV;
• AIDS dan HIV;
• Jangkitan SARS, influenza, usus bakteria dan rotavirus;
• batuk kering;
• kayap;
• skizofrenia;
• sklerosis berbilang.

Terapi onkoimunologi dan sitokin

Hampir semua tumor ganas dengan tahap teruk berlaku dengan latar belakang imuniti yang ditindas. Ahli onkoimun (pakar dalam imuno-onkologi) berkembang, dengan latar belakang kajian klinikal, kaedah dan ubat baru untuk rawatan kanser, berdasarkan tindakan sistem imun. Kaedah terapi sitokin didasarkan pada penggunaan sitokin, protein khas, dan teknik itu sendiri muncul pada tahun 80-an abad ke-20. Masalah utama adalah ketoksikan ubat yang tinggi. Ubat moden berasaskan sitokin mempunyai ketoksikan 100 kali lebih rendah.

Fungsi sitokin dalam badan

Terdapat sejumlah besar sitokin dalam tubuh manusia, semuanya menjalankan fungsi yang berbeza. Terapi sitokin menggunakan kepelbagaian ini untuk merawat pelbagai jenis penyakit dan untuk mengaktifkan proses dalaman badan. Telah terbukti bahawa sebenarnya, sistem manusia boleh melawan sebarang masalah. Perkara utama adalah memulakan proses yang diperlukan. Fungsi sitokin dalam badan:

• mengawal jangka masa dan kualiti tindak balas imun;
• sitokin anti-radang mengawal keradangan;
• merangsang perkembangan reaksi autoimun (sitokin anti-radang dan pro-radang);
• penyertaan dalam mekanik alahan;
• pengurangan tumor atau pemusnahannya;
• rangsangan atau penindasan pertumbuhan sel;
• melambatkan perkembangan onkologi;
• koordinasi sistem imun, endokrin dan saraf;
• pencegahan berulang tumor;
• mengekalkan homeostasis (keteguhan sihat) badan.

Bilangan protein sitokin yang dikaji telah melebihi 200 nama. Interaksi sitokin adalah kompleks dengan fungsi yang berbeza. Pada mulanya, mereka dibahagikan mengikut jenis aktiviti. Klasifikasi yang dipermudahkan menganggap pembahagian mengikut kesan biologi: pengatur keradangan (sitokin anti-radang dan pro-radang), mengatur imuniti sel dan pembahagian imun humoral. Sistematisasi yang lebih tepat menguraikan protein mengikut sifat tindakannya. Jenis sitokin:

• pengatur aktiviti imun (interleukin dan fungsi biologi mereka memastikan interaksi imuniti yang betul dengan sistem badan lain);
• pengawal selia antivirus - interferon;
• TNF (faktor nekrosis tumor) - kesan peraturan atau toksik pada sel;
• chemokines - kawalan pergerakan semua jenis leukosit, sel lain;
• faktor pertumbuhan - kawalan pertumbuhan sel;
• faktor perangsang koloni - merangsang perkembangan sel hematopoietik.

Sitokin sebagai ubat

Ingaron adalah agen terapeutik sitokin untuk meningkatkan kesan kemoterapi, sambil melindungi tubuh daripada kesan toksik. Selain itu, ia mengurangkan kemungkinan berlakunya metastasis dan tumor. Ubat Ingaron memprovokasi perkembangan imuniti, yang setelah kemoterapi tidak akan memungkinkan perkembangan penyakit berjangkit, akan mengurangkan keperluan ubat antibakteria. Alat ini mempunyai ketoksikan minimum jika dibandingkan dengan rakan-rakan Barat.

Ubat Refnot bertujuan untuk membatasi perkembangan neoplasma kerana sitokin TNF dalam komposisi. Ejen ini juga mempunyai ketoksikan yang dikurangkan secara kualitatif, yang membolehkan pentadbiran subkutaneus atau intravena, merangsang pemusnahan tumor malignan tanpa menjejaskan tisu yang disertakan. Untuk menentukan dinamika rawatan, 1-2 kursus diperlukan. Untuk mendapatkan kesan maksimum, kedua-dua ubat digunakan dalam kombinasi untuk mengaktifkan sitokin yang diperlukan dalam onkologi.

Kesan sampingan

Rawatan dengan sitokin boleh menyebabkan kesan negatif bergantung pada morfologi penyakit, keadaan umum pesakit, dan gabungan ubat-ubatan. Sebahagian besarnya, kesan sampingan tidak mendatangkan bahaya kepada pesakit, tetapi menunjukkan reaksi tumor terhadap ubat tersebut. Apabila tindak balas sekunder muncul, kursus terapi digantung atau rejimen rawatan diselaraskan. Kemungkinan manifestasi negatif badan:

• peningkatan suhu badan sebanyak 2-3 darjah 4-6 jam selepas pengenalan sitokin;
• sakit dan kemerahan di tapak suntikan;
• keracunan badan dengan produk pembusukan tumor (sekiranya berlaku pembentukan yang besar).

Untuk siapa kaedah terapi sitokin tidak sesuai

Ubat-ubatan berasaskan sitokin hampir tidak mempunyai kontraindikasi dan boleh digunakan untuk mana-mana pesakit. Walau bagaimanapun, seperti ubat-ubatan lain, terdapat sebilangan pesakit yang tidak disyorkan untuk menggunakan kaedah rawatan ini. Jangan gunakan terapi sitokin untuk wanita hamil, semasa penyusuan, dengan kehadiran penyakit autoimun, alahan peribadi badan yang jarang berlaku kepada ubat-ubatan.

Kos terapi sitokin

Penggunaan berkesan ubat sitokin dicapai di pusat khusus (contohnya, Pusat Onkoimunologi dan Terapi Sitokin di Moscow adalah klinik terbaik pada pendapat pesakit yang diselamatkan). Kos rawatan jenis ini sangat berbeza bergantung pada jenis ubat yang digunakan dan penyakit tertentu. Harga anggaran untuk beberapa ubat sitokin di Moscow.

Bab ini akan mempertimbangkan pendekatan bersepadu untuk menilai sistem sitokin menggunakan kaedah penyelidikan moden yang diterangkan sebelum ini.

Pertama, kami menggariskan konsep asas sistem sitokin.

Sitokin kini dianggap sebagai molekul protein-peptida yang dihasilkan oleh pelbagai sel tubuh dan melakukan interaksi antara sel dan intersistem. Sitokin adalah pengawal selia sejagat kitaran hayat sel, mereka mengawal proses pembezaan, percambahan, pengaktifan fungsi dan apoptosis yang terakhir.

Sitokin yang dihasilkan oleh sel-sel sistem imun disebut imunositokin; mereka adalah golongan pengantara peptida larut sistem imun yang diperlukan untuk pengembangan, fungsi dan interaksinya dengan sistem tubuh yang lain (Kovalchuk L.V. et al., 1999).

Sebagai molekul pengawalseliaan, sitokin memainkan peranan penting dalam tindak balas imuniti semula jadi dan adaptif, memastikan kesalinghubungan mereka, mengawal hematopoiesis, keradangan, penyembuhan luka, pembentukan saluran darah baru (angiogenesis) dan banyak proses penting lain.

Pada masa ini, terdapat beberapa klasifikasi sitokin yang berbeza, dengan mengambil kira struktur, aktiviti fungsional, asal, jenis reseptor sitokin. Secara tradisional, sesuai dengan kesan biologi, adalah kebiasaan untuk membezakan kumpulan sitokin berikut.

1. Interleukin(IL-1-IL-33) - protein pengawal sekretori sistem imun, menyediakan interaksi mediator dalam sistem imun dan kaitannya dengan sistem tubuh yang lain. Interleukin dibahagikan mengikut aktiviti fungsinya menjadi sitokin pro dan anti-radang, faktor pertumbuhan limfosit, sitokin pengatur, dll.

3. Faktor nekrosis tumor (TNF)- sitokin dengan tindakan sitotoksik dan peraturan: TNFa dan limfotoxin (LT).

4. Faktor pertumbuhan sel hematopoietik- faktor pertumbuhan sel stem (Kit - ligan), IL-3, IL-7, IL-11, erythropoietin, trobopoietin, faktor perangsang koloni granulosit-makrofaj - GM-CSF, granulosit CSF - G-CSF, makrofaj -

ny KSF - M-KSF).

5. Kimia- С, CC, СХС (IL-8), СХ3С - pengatur kemotaksis pelbagai jenis sel.

6. Faktor pertumbuhan sel bukan limfoid- pengatur pertumbuhan, pembezaan dan aktiviti fungsional sel dari pelbagai tisu yang dimiliki (faktor pertumbuhan fibroblas - FGF, faktor pertumbuhan sel endotel, faktor pertumbuhan epidermis - EGF epidermis) dan faktor pertumbuhan yang mengubah (TGFβ, TGFα).

Antara lain, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, faktor yang menghalang penghijrahan makrofag (faktor penghambat migrasi - MIF), yang dianggap sebagai neurohormone dengan aktiviti sitokin dan enzimatik, telah dikaji secara aktif (Suslov AP, 2003; Kovalchuk LV et al. ,

Sitokin berbeza dalam struktur, aktiviti biologi, dan sifat lain. Walau bagaimanapun, bersama dengan perbezaannya, sitokin mempunyai sifat umum, ciri molekul bioregulatori kelas ini.

1. Sitokin adalah, sebagai peraturan, polipeptida glikosilasi dengan berat molekul purata (kurang dari 30 kD).

2. Sitokin dihasilkan oleh sel-sel sistem imun dan sel-sel lain (contohnya, endothelium, fibroblas, dll.) sebagai tindak balas kepada rangsangan pengaktifan (struktur molekul yang berkaitan dengan patogen, antigen, sitokin, dll.) dan mengambil bahagian dalam tindak balas. kekebalan semula jadi dan adaptif, mengatur kekuatan dan jangka masa mereka. Beberapa sitokin disintesis secara konstitutif.

3. Rembesan sitokin adalah proses jangka pendek. Sitokin tidak disimpan sebagai molekul preformed, tetapi molekulnya

sintesis selalu bermula dengan transkripsi gen. Sel menghasilkan sitokin dalam kepekatan rendah (picogram per mililiter).

4. Dalam kebanyakan kes, sitokin dihasilkan dan bertindak pada sel sasaran dalam jarak dekat (tindakan jarak dekat). Laman utama tindakan sitokin adalah sinaps antar sel.

5. Lebihan sistem sitokin dinyatakan dalam kenyataan bahawa setiap jenis sel mampu menghasilkan beberapa sitokin, dan setiap sitokin dapat dirembeskan oleh sel yang berlainan.

6. Semua sitokin dicirikan oleh pleiotropi, atau polifungsi tindakan. Oleh itu, manifestasi tanda-tanda keradangan disebabkan oleh pengaruh IL-1, TNFα, IL-6, IL-8. Penduaan fungsi memastikan kebolehpercayaan sistem sitokin.

7. Tindakan sitokin pada sel sasaran dimediasi oleh reseptor membran pertalian tinggi yang sangat spesifik, iaitu glikoprotein transmembran, biasanya terdiri daripada lebih daripada satu subunit. Bahagian ekstraselular reseptor bertanggungjawab untuk mengikat sitokin. Terdapat reseptor yang menghilangkan sitokin berlebihan dalam fokus patologi. Ini adalah apa yang dipanggil reseptor perangkap. Reseptor larut adalah domain ekstraselular reseptor membran, dipisahkan oleh enzim. Reseptor larut mampu meneutralkan sitokin, mengambil bahagian dalam pengangkutan mereka ke fokus keradangan dan dalam perkumuhannya dari badan.

8. Sitokin bekerja berdasarkan prinsip rangkaian. Mereka boleh berlakon secara konsert. Sebilangan besar fungsi yang awalnya dikaitkan dengan sitokin tunggal nampaknya dimediasi oleh tindakan bersama beberapa sitokin. (sinergi tindakan). Contoh interaksi sinergistik sitokin adalah rangsangan tindak balas keradangan (IL-1, IL-6 dan TNF-a), serta sintesis IgE

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

Beberapa sitokin mendorong sintesis sitokin lain (lata). Tindakan lata sitokin diperlukan untuk perkembangan tindak balas keradangan dan imun. Keupayaan sebilangan sitokin untuk meningkatkan atau melemahkan pengeluaran yang lain menentukan mekanisme peraturan positif dan negatif yang penting.

Kesan antagonis sitokin diketahui, sebagai contoh, pengeluaran IL-6 sebagai tindak balas kepada peningkatan kepekatan TNFα boleh

mekanisme pengawalseliaan negatif untuk mengawal pengeluaran mediator ini semasa keradangan.

Peraturan sitokin bagi fungsi sel sasaran dijalankan menggunakan mekanisme autokrin, parakrin atau endokrin. Sesetengah sitokin (IL-1, IL-6, TNFα, dll.) dapat mengambil bahagian dalam pelaksanaan semua mekanisme di atas.

Tindak balas sel terhadap pengaruh sitokin bergantung kepada beberapa faktor:

Daripada jenis sel dan aktiviti fungsi awalnya;

Dari kepekatan tempatan sitokin;

Dari kehadiran molekul mediator lain.

Oleh itu, sel pengeluar, sitokin dan reseptor spesifiknya pada sel sasaran membentuk rangkaian mediator tunggal. Ini adalah kumpulan peptida pengatur, bukan sitokin individu, yang menentukan tindak balas sel akhir. Pada masa ini, sistem sitokin dianggap sebagai sistem regulasi universal pada tingkat seluruh organisme, yang memastikan perkembangan reaksi pelindung (misalnya, semasa jangkitan).

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, idea sistem sitokin yang menggabungkan:

1) sel pengeluar;

2) sitokin larut dan antagonisnya;

3) sel sasaran dan reseptornya (Rajah 7.1).

Pelanggaran pelbagai komponen sistem sitokin membawa kepada perkembangan banyak proses patologi, dan oleh itu pengenalpastian kecacatan dalam sistem pengawalseliaan ini adalah penting untuk diagnosis yang betul dan pelantikan terapi yang mencukupi.

Mari kita pertimbangkan komponen utama sistem sitokin.

Sel penghasil sitokin

I. Kumpulan utama sel penghasil sitokin dalam tindak balas imun adaptif ialah limfosit. Sel berehat tidak mengeluarkan sitokin. Dengan pengiktirafan antigen dan dengan penyertaan interaksi reseptor (CD28-CD80 / 86 untuk T-limfosit dan CD40-CD40L untuk B-limfosit), pengaktifan sel berlaku, yang membawa kepada transkripsi gen sitokin, terjemahan dan rembesan peptida glikosilasi ke dalam sel-sel angkasa lepas.

Nasi. 7.1. Sistem sitokin

Pembantu T CD4 diwakili oleh subpopulasi: Th0, Th1, Th2, Th17, Tfh, yang berbeza dalam spektrum sitokin yang dirembes sebagai tindak balas kepada pelbagai antigen.

Th0 menghasilkan pelbagai jenis sitokin pada kepekatan yang sangat rendah.

Arah pembezaan Th0 menentukan perkembangan dua bentuk tindak balas imun dengan penguasaan mekanisme humoral atau selular.

Sifat antigen, kepekatannya, penyetempatan dalam sel, jenis sel pembentangan antigen, dan set sitokin tertentu mengawal arah pembezaan Th0.

Setelah penangkapan dan pemprosesan antigen, sel dendritik mempresentasikan peptida antigen ke sel Th0 dan menghasilkan sitokin yang mengatur arah pembezaannya menjadi sel pengaruhnya. Peranan sitokin individu dalam proses ini ditunjukkan dalam Rajah. 7.2. IL-12 mendorong sintesis IFNγ oleh T-limfosit dan] HGC. IFNu memberikan pembezaan Th1, yang mula mengeluarkan sitokin (IL-2, IFNu, IL-3, TNF-a, limfotoxin) yang mengatur perkembangan reaksi terhadap patogen intraselular

(hipersensitiviti jenis tertunda (HRT) dan pelbagai jenis sitotoksisiti selular).

IL-4 memastikan pembezaan Th0 kepada Th2. Th2 yang diaktifkan menghasilkan sitokin (IL-4, IL-5, IL-6, IL-13, dan lain-lain), yang menentukan percambahan B-limfosit, pembezaan selanjutnya menjadi sel plasma, dan perkembangan tindak balas antibodi, terutamanya kepada patogen ekstraselular.

IFNu secara negatif mengatur fungsi sel Th2 dan, sebaliknya, IL-4, IL-10 yang dirembeskan oleh Th2 menghalang fungsi Th1 (Gamb. 7.3). Mekanisme molekul peraturan ini dikaitkan dengan faktor transkripsi. Ungkapan T-bet dan STAT4, ditentukan oleh IFNy, mengarahkan pembezaan sel T di sepanjang jalur Th1 dan menekan perkembangan Th2. IL-4 mendorong ekspresi GATA-3 dan STAT6, yang masing-masing memastikan penukaran THO naif ke dalam sel Th2 (Rajah 7.2).

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, telah dijelaskan subpopulasi sel T pembantu (Th17) yang menghasilkan IL-17. Anggota keluarga IL-17 dapat dinyatakan dengan sel memori yang diaktifkan (CD4CD45RO), sel y5T, sel NKT, neutrofil, monosit di bawah pengaruh IL-23, IL-6, TGFβ yang dihasilkan oleh makrofag dan sel dendritik. Faktor pembezaan utama pada manusia ialah ROR-C, pada tikus - ROR-γ l Peranan utama IL-17 dalam perkembangan keradangan kronik dan patologi autoimun telah ditunjukkan (lihat Rajah 7.2).

Di samping itu, T-limfosit dalam timus boleh membezakan kepada sel pengawalseliaan semula jadi (Treg) yang menyatakan penanda permukaan CD4 + CD25 + dan faktor transkripsi FOXP3. Sel-sel ini mampu menekan tindak balas imun yang dimediasi oleh sel Th1 dan Th2 melalui hubungan sel-sel langsung dan sintesis TGFβ dan IL-10.

Skim pembezaan untuk klon Th0 dan sitokin yang dirembeskan oleh mereka ditunjukkan dalam Rajah. 7.2 dan 7.3 (lihat juga sisipan warna).

Sel T-sitotoksik (CD8 +), sel pembunuh semula jadi adalah penghasil sitokin yang lemah seperti interferon, TNF-a dan limfotoxin.

Pengaktifan berlebihan salah satu subpopulasi Th boleh menentukan perkembangan salah satu varian tindak balas imun. Ketidakseimbangan kronik pengaktifan Th boleh menyebabkan pembentukan keadaan imunopatologi yang berkaitan dengan manifestasi

alahan, patologi autoimun, proses keradangan kronik, dsb.

Nasi. 7.2. Subpopulasi T-limfosit yang berbeza yang menghasilkan sitokin

II. Dalam sistem imuniti semula jadi, pengeluar utama sitokin adalah sel myeloid. Dengan bantuan reseptor seperti Toll (TLR), mereka mengenali struktur molekul serupa dari pelbagai patogen, yang disebut corak molekul yang berkaitan dengan patogen (RAMP), misalnya, lipopolysaccharide (LPS) bakteria gram-negatif, asid lipoteichoic, peptidoglikan mikroorganisma gram positif, flagellin, DNA yang kaya dengan pengulangan G, dan lain-lain Hasilnya

Interaksi dengan TLR ini mencetuskan lata transduksi isyarat intraselular, yang membawa kepada ekspresi gen dua kumpulan utama sitokin: proinflamasi dan jenis IFN 1 (Rajah 7.4, lihat juga inset warna). Terutama, sitokin ini (IL-1, -6, -8, -12, TNFa, GM-CSF, IFN, chemokines, dll.) Mendorong perkembangan keradangan dan terlibat dalam melindungi tubuh daripada jangkitan bakteria dan virus.

Nasi. 7.3. Spektrum sitokin yang dirembeskan oleh sel TH1 dan TH2

III. Sel yang bukan milik sistem imun (sel tisu penghubung, epitelium, endotelium) secara konkrit merembeskan faktor pertumbuhan autokrin (FGF, EGF, TGFR, dll.). dan sitokin yang menyokong percambahan sel hematopoietik.

Sitokin dan antagonisnya diterangkan secara terperinci dalam beberapa monograf (Kovalchuk L.V. et al., 2000; Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S.,

Nasi. 7.4. Induksi penghasilan sitokin yang dimediasi oleh TLR oleh sel-sel imun bawaan

Lebihan sitokin tidak selamat untuk tubuh dan boleh menyebabkan perkembangan tindak balas keradangan yang berlebihan, tindak balas fasa akut. Pelbagai perencat terlibat dalam pengawalseliaan pengeluaran sitokin proinflamasi. Oleh itu, sebilangan bahan telah dijelaskan yang secara khusus mengikat sitokin IL-1 dan mencegah manifestasi tindakan biologinya (a2-macroglobulin, komponen C3-pelengkap, uromodulin). Inhibitor khusus IL-1 termasuk reseptor decoy larut, antibodi, dan antagonis reseptor IL-1 (IL-1RA). Dengan perkembangan keradangan, peningkatan ekspresi gen IL-1RA berlaku. Tetapi secara normal, antagonis ini terdapat dalam darah dalam kepekatan tinggi (sehingga 1 ng / ml atau lebih), menyekat tindakan IL-1 endogen.

Sel sasaran

Tindakan sitokin pada sel sasaran dimediasi melalui reseptor spesifik yang mengikat sitokin dengan pertalian yang sangat tinggi, dan sitokin individu dapat menggunakan

subunit reseptor biasa. Setiap sitokin mengikat reseptor spesifiknya.

Reseptor sitokin adalah protein transmembran dan dibahagikan kepada 5 jenis utama. Yang paling biasa adalah jenis reseptor hematopoietin yang disebut, yang mempunyai dua domain ekstraselular, salah satunya mengandungi urutan residu asid amino yang sama dengan dua ulangan triptofan dan serin, dipisahkan oleh sebarang asid amino (motif WSXWS). Jenis reseptor kedua boleh mempunyai dua domain ekstraselular dengan sebilangan besar sistein yang dipelihara. Ini adalah reseptor keluarga IL-10 dan IFN. Jenis ketiga diwakili oleh reseptor sitokin yang tergolong dalam kumpulan TNF. Jenis reseptor sitokin keempat tergolong dalam keluarga super reseptor imunoglobulin dengan domain ekstraselular yang menyerupai struktur molekul imunoglobulin. Jenis reseptor kelima yang mengikat molekul keluarga chemokine diwakili oleh protein transmembran yang menyeberangi membran sel di 7 tempat. Reseptor sitokin boleh wujud dalam bentuk larut, mengekalkan keupayaan untuk mengikat ligan (Ketlinsky S.A. et al., 2008).

Sitokin mampu mempengaruhi percambahan, pembezaan, aktiviti fungsional dan apoptosis sel sasaran (lihat Gambar 7.1). Manifestasi aktiviti biologi sitokin dalam sel sasaran bergantung pada penyertaan pelbagai sistem intraselular dalam penghantaran isyarat dari reseptor, yang dikaitkan dengan ciri-ciri sel sasaran. Isyarat untuk apoptosis dilakukan, antara lain, dengan bantuan wilayah tertentu dari keluarga reseptor TNF, yang disebut "kematian" domain (Gambar 7.5, lihat warna sisipan). Isyarat pembezaan dan pengaktifan dihantar melalui protein Jak-STAT intraselular - transduser isyarat dan pengaktif transkripsi (Rajah 7.6, lihat sisipan warna). G-protein terlibat dalam memberi isyarat dari kemokin, yang menyebabkan peningkatan penghijrahan dan lekatan sel.

Analisis menyeluruh sistem sitokin merangkumi yang berikut.

I. Penilaian sel pengeluar.

1. Penentuan ungkapan:

Penerima yang mengenali patogen atau antigen TCR, TLR) pada tahap gen dan molekul protein (PCR, aliran sitometri);

Molekul penyesuai yang melakukan isyarat yang mencetuskan transkripsi gen sitokin (PCR, dll.);

Nasi. 7.5. Penghantaran isyarat dari reseptor TNF

Nasi. 7.6. Jak-STAT - jalur isyarat dari reseptor sitokin jenis 1

Gen sitokin (PCR); molekul protein sitokin (penilaian fungsi sintesis sitokin sel mononuklear manusia).

2. Kuantifikasi subpopulasi sel yang mengandungi sitokin tertentu: Th1, Th2 Th17 (kaedah pewarnaan sitokin intraselular); penentuan bilangan sel yang mengeluarkan sitokin tertentu (kaedah ELISPOT, lihat Bab 4).

II. Penilaian sitokin dan antagonisnya dalam media biologi badan.

1. Menguji aktiviti biologi sitokin.

2. Kuantiti sitokin menggunakan ELISA.

3. Pewarnaan sitokin imunohistokimia dalam tisu.

4. Penentuan nisbah sitokin yang bertentangan (pro- dan anti-radang), sitokin dan antagonis reseptor sitokin.

III. Penilaian sel sasaran.

1. Penentuan ekspresi reseptor sitokin pada tahap gen dan molekul protein (PCR, kaedah sitometri aliran).

2. Penentuan molekul isyarat dalam kandungan intraselular.

3. Penentuan aktiviti fungsional sel sasaran.

Pada masa ini, banyak kaedah untuk menilai sistem sitokin telah dikembangkan, yang memberikan pelbagai maklumat. Antaranya yang terkenal:

1) kaedah biologi molekul;

2) kaedah untuk penentuan kuantitatif sitokin menggunakan immunoassay;

3) menguji aktiviti biologi sitokin;

4) pewarnaan sitokin intraselular;

5) Kaedah ELISPOT, yang membolehkan pengesanan sitokin di sekeliling sel penghasil sitokin tunggal;

6) imunofluoresensi.

Berikut adalah penerangan ringkas kaedah ini.

Dengan menggunakan kaedah biologi molekul adalah mungkin untuk mengkaji ekspresi gen sitokin, reseptornya, molekul isyarat, untuk mengkaji polimorfisme gen ini. Dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah besar kajian telah dilakukan yang menunjukkan hubungan antara varian alel gen molekul sistem sitokin dan kecenderungan

kepada sejumlah penyakit. Kajian mengenai varian alel gen sitokin dapat memberikan maklumat mengenai pengeluaran sitokin tertentu yang diprogramkan secara genetik. Yang paling sensitif adalah tindak balas rantai polimerase masa nyata - RT-PCR (lihat Bab 6). Kaedah hibridisasi in situ membolehkan untuk menjelaskan tisu dan penyetempatan selular ekspresi gen sitokin.

Penentuan kuantitatif sitokin dalam cecair biologi dan dalam kultur sel mononuklear darah periferi oleh ELISA boleh dicirikan seperti berikut. Oleh kerana sitokin adalah mediator tempatan, adalah lebih sesuai untuk mengukur tahapnya dalam tisu masing-masing selepas pengekstrakan protein tisu atau dalam cecair semula jadi, contohnya, dalam air mata, bilas dari rongga, air kencing, cecair amniotik, cecair serebrospinal, dll. Tahap sitokin dalam serum atau cecair badan lain mencerminkan keadaan sistem imun semasa, iaitu sintesis sitokin oleh sel-sel badan dalam vivo.

Penentuan tahap pengeluaran sitokin oleh sel mononuklear darah periferal (MNC) menunjukkan keadaan fungsi sel. Pengeluaran spontan sitokin MNC dalam kultur menunjukkan bahawa sel sudah diaktifkan dalam vivo. Sintesis sitokin yang diinduksi (oleh pelbagai perangsang, mitogen) mencerminkan potensi keupayaan rizab sel untuk bertindak balas terhadap rangsangan antigen (khususnya, terhadap tindakan ubat). Pengurangan sitokin yang disebabkan dapat berfungsi sebagai salah satu tanda keadaan kekurangan imun. Sitokin tidak khusus untuk antigen tertentu. Oleh itu, diagnosis khusus penyakit berjangkit, autoimun dan alahan dengan menentukan tahap sitokin tertentu adalah mustahil. Pada masa yang sama, penilaian tahap sitokin memungkinkan memperoleh data mengenai keparahan proses keradangan, peralihannya ke tahap sistemik dan prognosis, aktiviti fungsional sel-sel sistem imun, nisbah sel Th1 dan Th2, yang mana adalah sangat penting dalam diagnosis pembezaan beberapa proses berjangkit dan imunopatologi.

Dalam media biologi, sitokin boleh dikira menggunakan pelbagai kaedah immunoassay, menggunakan antibodi poliklonal dan monoklonal (lihat Bab 4). ELISA membolehkan anda mengetahui apakah kepekatan sebenar sitokin dalam bio-

cecair badan logik. Ujian imunosorben berkaitan enzim bagi sitokin mempunyai beberapa kelebihan berbanding kaedah lain (sensitiviti tinggi, kekhususan, kebebasan daripada kehadiran antagonis, kemungkinan perakaunan automatik yang tepat, penyeragaman perakaunan). Walau bagaimanapun, kaedah ini juga mempunyai batasannya: ELISA tidak mencirikan aktiviti biologi sitokin, ia boleh memberikan hasil palsu kerana epitop bertindak balas silang.

Ujian biologi dijalankan berdasarkan pengetahuan tentang sifat asas sitokin, tindakan mereka pada sel sasaran. Kajian tentang kesan biologi sitokin telah membenarkan pembangunan empat jenis ujian sitokin:

1) dengan mendorong pembiakan sel sasaran;

2) oleh kesan sitotoksik;

3) dengan induksi pembezaan progenitor sumsum tulang;

4) untuk tindakan antivirus.

IL-1 ditentukan oleh kesan merangsang pada percambahan thymocytes murine yang diaktifkan oleh mitogen dalam vitro; IL-2 - oleh keupayaan untuk merangsang aktiviti percambahan limfoblas; TNFα dan limfotoksin diuji untuk tindakan sitotoksik pada fibroblas tikus (L929). Faktor perangsang koloni dinilai untuk keupayaannya menyokong pertumbuhan progenitor sumsum tulang dalam bentuk koloni dalam agar. Aktiviti antivirus IFN dikesan oleh penghambatan tindakan sitopatik virus dalam kultur fibroblas diploid manusia dan barisan tumor fibroblas tikus L-929.

Garis sel telah dibuat yang pertumbuhannya bergantung pada kehadiran sitokin tertentu. Jadual 7.1 ialah senarai garisan sel yang digunakan untuk ujian sitokin. Mengikut kemampuan untuk mendorong percambahan sel sasaran sensitif, biotesting IL-1, IL-2, IL-4, IL-6, IL-7, IL-15, dan lain-lain dijalankan.Namun, kaedah ujian ini tidak cukup sensitif dan bermaklumat. Molekul perencat dan antagonis boleh menutup aktiviti biologi sitokin. Beberapa sitokin menunjukkan aktiviti biologi umum. Namun begitu, kaedah ini sesuai untuk menguji aktiviti khusus sitokin rekombinan.

Jadual 7.1. Talian Sel Digunakan untuk Menguji Aktiviti Biologi Sitokin

Hujung meja. 7.1

Makmal 7-1

Penentuan aktiviti biologi IL-1 oleh kesan komitogenik terhadap percambahan thymocytes tikus

Kaedah ujian biologi IL-1 adalah berdasarkan keupayaan sitokin untuk merangsang pembiakan thymocytes murine.

IL-1 dapat ditentukan dalam kultur monosit yang dirangsang dengan LPS, serta dalam cairan biologi badan. Ia perlu memberi perhatian kepada beberapa butiran.

1. Timosit tikus C3H / HeJ yang dirangsang kepada pembiakan oleh mitogen (concanavalin A - ConA dan phytohemagglutinin - PHA) digunakan untuk ujian. Thymocytes C3H / HeJ tidak dipilih secara kebetulan: tikus dari garis keturunan ini tidak bertindak balas terhadap LPS, yang dapat hadir dalam bahan ujian dan menyebabkan pengeluaran IL-1.

2. Timosit bertindak balas terhadap IL-2 dan mitogen, oleh itu, kehadiran IL-2 dan mitogen juga harus ditentukan dalam persediaan yang diuji untuk IL-1.

Prosedur operasi

1. Dapatkan penggantungan thymocytes pada kepekatan RPMI 1640 medium 12 × 10 6 / ml yang mengandungi 10% serum embrio lembu dan 2-mercaptoethanol (5 × 10 -5 M).

2. Sediakan satu siri pencairan dua kali ganda berturut-turut bagi sampel eksperimen (cecair badan biologi) dan kawalan. Cecair biologi yang mengandungi IL-1 atau sampel yang diperoleh melalui pengeraman sel mononuklear tanpa LPS dan penyediaan yang mengandungi IL-1 standard makmal digunakan sebagai kawalan. Dalam plat bawah bulat 96 telaga, 50 μl dipindahkan dari setiap pencairan ke dalam 6 telaga.

3. Dalam tiga sumur setiap pengenceran tambahkan 50 μl PHA yang disucikan (Wellcome) yang dilarutkan dalam medium lengkap pada kepekatan 3 μg / ml, dan di 3 sumur lain - 50 μl medium.

4. Tambahkan 50 μl suspensi timosit ke dalam setiap telaga dan eramkan selama 48 jam pada suhu 37 ° C.

6. Sebelum akhir penanaman, 50 μl larutan (1 μCi / ml) ["3 H] -thymidine ditambah ke dalam telaga dan diinkubasi selama 20 jam lagi.

7. Untuk menentukan tahap radioaktiviti, sel kultur dipindahkan ke kertas penapis menggunakan penuai sel automatik, penapis dikeringkan, dan kemasukan label ditentukan oleh pembilang kilauan cecair.

8. Keputusan dinyatakan sebagai faktor rangsangan.

di mana m cp ialah purata bilangan denyutan dalam 3 lubang.

Jika thymocytes bertindak balas terhadap rangsangan dengan standard IL-1, maka indeks rangsangan sampel ujian melebihi 3 boleh dipercayai menunjukkan aktiviti IL-1.

Bioassay adalah satu-satunya kaedah untuk menilai fungsi sitokin, tetapi kaedah ini harus dilengkapi dengan pelbagai jenis kawalan yang sesuai untuk kekhususan menggunakan antibodi monoklonal. Penambahan antibodi monoklonal tertentu ke sitokin ke dalam kultur menyekat aktiviti biologi sitokin, yang membuktikan bahawa sitokin yang dikesan berfungsi sebagai isyarat untuk percambahan garis sel.

Penggunaan bioassay untuk pengesanan interferon. Prinsip menilai aktiviti biologi IFN didasarkan pada kesan antivirus, yang ditentukan oleh tahap penghambatan pendaraban penggandaan virus uji dalam kultur sel.

Sel yang sensitif terhadap tindakan IFN dapat digunakan dalam karya ini: terutamanya sel fibroblas trypsinized ayam dan embrio manusia, sel transplantasi fibroblas diploid manusia, dan kultur sel tikus (L929).

Apabila menilai kesan antivirus IFN, adalah dinasihatkan untuk menggunakan virus dengan kitaran pembiakan yang pendek, kepekaan yang tinggi terhadap tindakan IFN: virus encephalomyelitis tikus, stomatitis vesikular tetikus, dll.

Makmal 7-2

Penentuan aktiviti interferon

1. Penggantungan fibroblas diploid janin manusia pada medium dengan serum 10% embrio sapi (kepekatan sel - 15-20 × 10 6 / ml) dituangkan ke dalam pinggan rata-rata 96-sumur steril, 100 μl per telaga dan diletakkan di dalam inkubator CO 2 pada suhu 37 ° C.

2. Setelah pembentukan monolayer lengkap, media pertumbuhan dikeluarkan dari telaga dan 100 µl medium sokongan ditambahkan ke setiap telaga.

3. Penetapan aktiviti IFN dalam sampel ujian dilakukan dengan kaedah pencairan dua kali ganda pada monolayer fibroblas.

Serentak dengan sampel, virus encephalomyelitis tikus (VEM) dimasukkan ke dalam telaga pada dos yang menyebabkan kerosakan sel 100% 48 jam selepas jangkitan.

4. Untuk kawalan gunakan sumur dengan sel-sel utuh (tidak dirawat) yang dijangkiti virus.

Dalam setiap kajian, sampel referensi IFN dengan aktiviti yang diketahui digunakan sebagai ubat rujukan.

5. Plat dengan pencairan sampel diinkubasi selama 24 jam pada 37 ° C dalam suasana dengan 5% CO 2.

6. Tahap aktiviti IFN ditentukan oleh timbal balik pencairan maksimum sampel ujian, yang menghalang kesan sitopatik virus sebanyak 50%, dan dinyatakan dalam unit aktiviti per ml.

7. Untuk menentukan jenis IFN, antiserum terhadap IFNα, IFNβ atau IFNγ ditambah pada sistem. Antiserum membatalkan tindakan sitokin yang sepadan, yang memungkinkan untuk mengenal pasti jenis IFN.

Penentuan aktiviti biologi penghijrahan faktor penghambatan. Pada masa ini, idea-idea baru mengenai sifat dan sifat MYTH telah terbentuk, yang ditemui pada tahun 60-an abad yang lalu sebagai perantara kekebalan sel dan selama bertahun-tahun tetap tanpa perhatian sewajarnya (Bloom BR, Bennet B., 1966 ; David JR, 1966). Hanya dalam 10-15 tahun yang lalu ia menjadi jelas: MITOS ialah salah satu mediator biologi yang paling penting dalam badan dengan pelbagai fungsi biologi sitokin, hormon dan enzim. Tindakan MIF pada sel sasaran disedari melalui reseptor CD74 atau melalui jalur endositosis nonklasikal.

MYTH dianggap sebagai mediator keradangan yang penting, mengaktifkan fungsi makrofag (pengeluaran sitokin, fagositosis, sitotoksisitas, dll.), Serta hormon imunoregulasi endogen yang memodulasi aktiviti glukokortikoid.

Semakin banyak maklumat terkumpul tentang peranan MIF dalam patogenesis banyak penyakit radang, termasuk sepsis, rheumatoid arthritis (RA), glomerulonephritis, dll. Dalam RA, kepekatan MIF dalam cecair sendi terjejas meningkat dengan ketara, yang berkorelasi dengan keparahan penyakit. Di bawah pengaruh MYTH, pengeluaran sitokin pro-radang oleh kedua-dua makrofaj dan sel sinovial meningkat.

Berbagai kaedah terkenal untuk menguji aktiviti MIF, ketika memigrasikan sel (sel sasaran untuk MIF) diletakkan di kapilari kaca (ujian kapilari), dalam setetes agarosa atau di dalam sumur agarosa.

Kami membentangkan kaedah saringan yang agak mudah berdasarkan pembentukan mikrokultur sel (leukosit atau makrofaj) standard di kawasan dan bilangan sel di bahagian bawah telaga plat bawah rata 96 telaga, diikuti dengan penanamannya dalam medium nutrien dan menentukan perubahan dalam bidang mikrokultur ini di bawah tindakan MIF (Suslov A.P., 1989).

Makmal 7-3

Definisi aktiviti MYTH

Penentuan aktiviti biologi MIF dijalankan menggunakan peranti untuk pembentukan mikrokultur sel (Rajah 7.7) - MIGROSKRIN (Institut Penyelidikan Epidemiologi dan Mikrobiologi dinamakan sempena NF Gamaleya RAMS).

1. Di dalam sumur piring 96 sumur (Aliran, Great Britain atau yang serupa) tambahkan 100 μl sampel yang dicairkan dalam medium kultur, di mana aktiviti MYTH ditentukan (setiap pencairan dalam 4 persamaan, sampel eksperimen). Medium kultur mengandungi RPMI 1640, 2 mM L-glutamin, 5% serum sapi janin, 40 μg / ml gentamicin.

2. Dalam telaga kawalan tambah medium kultur (dalam 4 selari), 100 μl.

3. Sediakan penggantungan sel makrofag peritoneal, yang mana 2 tikus hibrid (CBAxC57B1 / 6) F1 disuntik secara intraperitoneal dengan 10 ml larutan Hanks dengan heparin (10 U / ml), urut perlahan-lahan perut selama 2-3 minit. Kemudian haiwan itu disembelih dengan pemenggalan, dinding perut dicucuk dengan hati-hati di kawasan selangkangan dan eksudat disedut melalui jarum dengan jarum suntik. Sel-sel eksudat peritoneal dibasuh dua kali dengan larutan Hanks, disentrifugasi selama 10-15 minit pada 200 g. Kemudian suspensi sel disediakan dengan kepekatan 10 ± 1 juta / ml medium RPMI 1640. Pengiraan dilakukan di ruang Goryaev.

4. Pasang sistem MIGROSKRIN, yang merupakan rak untuk penetapan petua terarah dan standard dengan kultur sel dalam kedudukan menegak yang ketat pada ketinggian tertentu di atas pusat telaga plat kultur 96 telaga, dan juga termasuk 92 petua untuk pipet automatik dari Costar, Amerika Syarikat (Gamb. 7.7).

Masukkan kaki tripod ke dalam sumur sudut pinggan. Suspensi sel diambil dengan pipet automatik ke dalam hujung - 5 μl setiap satu, dibilas daripada sel berlebihan dengan satu penurunan ke dalam medium dan dimasukkan secara menegak ke dalam soket rak sistem. Rak yang diisi dengan petua disimpan pada suhu bilik selama 1 jam di permukaan mendatar yang ketat. Selama ini, sel-sel suspensi menetap di dasar sumur, di mana mikrokultur sel standard terbentuk.

5. Rak hujung dikeluarkan dengan berhati-hati dari pinggan. Plat dengan mikrokultur sel diletakkan dalam kedudukan mendatar tegas dalam inkubator CO 2, di mana ia dikultur selama 20 jam. Semasa penanaman, sel berpindah di sepanjang dasar sumur.

6. Perakaunan kuantitatif hasil setelah inkubasi dilakukan pada pembesar binokular, secara visual menilai ukuran koloni pada skala di dalam lensa mata. Mikrokultur adalah bulat. Para penyelidik kemudian menentukan purata diameter koloni dari pengukuran koloni dalam 4 telaga ujian atau kawalan. Kesalahan pengukuran ialah ± 1 mm.

Indeks migrasi (MI) dikira dengan formula:

Sampel mempunyai aktiviti MYTH jika nilai MI sama

Untuk unit konvensional (U) aktiviti MYTH, timbal balik diambil, sama dengan nilai pencairan tertinggi sampel (sampel), di mana indeks migrasi adalah 0.6 ± 0.2.

Aktiviti biologi FEOα dinilai oleh kesan sitotoksiknya pada garis fibroblas yang diubah L-929. TNFα rekombinan digunakan sebagai kawalan positif, dan sel dalam media kultur digunakan sebagai kawalan negatif.

Hitung indeks sitotoksik (CI):

di mana a- bilangan sel hidup dalam kawalan; b- bilangan sel hidup dalam eksperimen.

Nasi. 7.7. Skim MIGROSKRIN - Peranti untuk Mengukur Penghijrahan Kultur Sel

Sel diwarnai dengan pewarna (metilena biru), yang hanya dimasukkan ke dalam sel mati.

Nilai pencairan timbal balik sampel yang diperlukan untuk mendapatkan 50% sitotoksisiti selular diambil sebagai unit konvensional aktiviti TNF. Aktiviti spesifik sampel adalah nisbah aktiviti dalam unit sewenang-wenang per ml terhadap kepekatan protein yang terdapat dalam sampel.

Pewarnaan sitokin intraselular. Perubahan dalam nisbah sel yang menghasilkan pelbagai sitokin mungkin mencerminkan patogenesis penyakit dan berfungsi sebagai kriteria untuk prognosis penyakit dan penilaian terapi.

Dengan kaedah pewarnaan intraselular, ekspresi sitokin pada tahap satu sel ditentukan. Sitometri aliran membolehkan anda mengira bilangan sel yang menyatakan sitokin tertentu.

Mari kita senaraikan langkah-langkah utama dalam penentuan sitokin intraselular.

Sel yang tidak dirangsang menghasilkan sejumlah kecil sitokin, yang, sebagai peraturan, tidak disimpan; oleh itu, tahap penting dalam penilaian sitokin intraselular adalah rangsangan limfosit dan sekatan pembebasan produk ini dari sel.

Pengaruh sitokin yang paling biasa digunakan ialah pengaktif protein kinase C phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) dalam kombinasi dengan ionomycin kalsium ionofor (IN). Penggunaan gabungan sedemikian menyebabkan sintesis pelbagai sitokin: IFNu, IL-4, IL-2, TNFα. Kelemahan penggunaan PMA-IN adalah masalah mengesan molekul CD4 di permukaan limfosit setelah pengaktifan tersebut. Juga, penghasilan sitokin oleh T-limfosit disebabkan oleh mitogen (PHA). Sel B dan monosit merangsang

Sel mononuklear diinkubasi dengan adanya penghasil pengeluaran sitokin dan penyekat pengangkutan intraselularnya, brefeldin A atau monensin, selama 2-6 jam.

Sel-sel kemudian disuspensikan semula dalam garam yang disangga. Untuk penetapan, tambahkan 2% formaldehid, inkubasi selama 10-15 minit pada suhu bilik.

Kemudian sel dirawat dengan saponin, yang meningkatkan kebolehtelapan membran sel, dan diwarnai dengan antibodi monoklonal khusus untuk sitokin yang dikesan. Pra-pewarnaan penanda permukaan (CD4, CD8) meningkatkan jumlah maklumat yang diperoleh mengenai sel dan membolehkan anda menentukan identiti populasinya dengan lebih tepat.

Terdapat beberapa batasan dalam penggunaan kaedah yang diterangkan di atas. Oleh itu, dengan bantuan mereka, mustahil untuk menganalisis sintesis sitokin oleh satu sel, mustahil untuk menentukan jumlah sel penghasil sitokin dalam subpopulasi, adalah mustahil untuk menentukan sama ada sel penghasil sitokin menyatakan penanda unik, sama ada sitokin yang berbeza disintesis oleh sel yang berbeza atau dengan yang sama. Jawapan untuk soalan-soalan ini diperoleh dengan menggunakan kaedah penyelidikan lain. Untuk menentukan kekerapan sel penghasil sitokin dalam populasi, kaedah mengehadkan pencairan dan varian ujian imunosorben berkaitan enzim ELISPOT digunakan (lihat Bab 4).

Kaedah hibridisasi in situ. Kaedah termasuk:

2) penetapan dengan paraformaldehid;

3) pengesanan mRNA menggunakan cDNA berlabel. Dalam sesetengah kes, mRNA sitokin ditentukan pada bahagian menggunakan PCR radioisotop.

Imunofluoresensi. Kaedah termasuk:

1) membekukan organ dan menyediakan bahagian cryostat;

2) penetapan;

3) memproses bahagian dengan antibodi anti-sitokin berlabel fluorescein;

4) pemerhatian visual pendarfluor.

Teknik ini (hibridisasi in situ dan imunofluoresensi) adalah pantas dan tidak bergantung pada kepekatan ambang produk yang dirembeskan. Walau bagaimanapun, mereka tidak mengukur jumlah sitokin yang dirembeskan dan boleh menjadi rumit secara teknikal. Diperlukan pelbagai pemantauan yang teliti untuk reaksi yang tidak spesifik.

Menggunakan kaedah yang dibentangkan untuk menilai sitokin, proses patologi yang berkaitan dengan gangguan dalam sistem sitokin pada pelbagai peringkat telah dikenalpasti.

Oleh itu, penilaian sistem sitokin adalah sangat penting untuk mencirikan keadaan sistem imun badan. Kajian mengenai pelbagai tahap sistem sitokin memberikan maklumat mengenai aktiviti fungsional pelbagai jenis sel imunokompeten, mengenai keparahan proses keradangan, peralihannya ke tahap sistemik dan mengenai prognosis penyakit.

Soalan dan tugasan

1. Senaraikan sifat umum sitokin.

2. Berikan klasifikasi sitokin.

3. Senaraikan komponen utama sistem sitokin.

4. Senaraikan sel penghasil sitokin.

5. Huraikan keluarga reseptor sitokin.

6. Apakah mekanisme rangkaian sitokin berfungsi?

7. Beritahu kami tentang penghasilan sitokin dalam sistem imun semula jadi.

8. Apakah pendekatan utama untuk penilaian menyeluruh sistem sitokin?

9. Apakah kaedah untuk menguji sitokin dalam cecair badan?

10. Apakah kecacatan dalam sistem sitokin dalam pelbagai patologi?

11. Apakah kaedah utama ujian biologi IL-1, IFN, MIF, TNFa dalam cecair biologi?

12. Huraikan proses penentuan kandungan intraselular sitokin.

13. Terangkan proses penentuan sitokin yang dirembeskan oleh satu sel.

14. Huraikan urutan kaedah yang digunakan untuk mengesan kecacatan pada tahap reseptor sitokin.

15. Huraikan urutan kaedah yang digunakan untuk mengesan kecacatan pada tahap sel penghasil sitokin.

16. Maklumat apa yang dapat diperoleh dengan memeriksa pengeluaran sitokin dalam kultur sel mononuklear, dalam serum darah?

Sitokin proinflamasi disintesis, dirembes dan bertindak melalui reseptornya pada sel sasaran pada peringkat awal keradangan, mengambil bahagian dalam mencetuskan tindak balas imun tertentu, serta dalam fasa efektornya. Di bawah ini kami memberikan penerangan ringkas tentang sitokin proinflamasi utama.

IL-1 - sebatian yang dirembeskan semasa rangsangan antigen oleh monosit, makrofaj, sel Langerhans, sel dendritik, keratinosit, astrosit serebrum dan mikroglia, endothelial, epitelium, sel mesothelial, fibroblas, NK-limfosit, neutrofil, B-limfosit, sel C et al. 10% sel basofil dan mast juga menghasilkan IL-1. Fakta ini menunjukkan bahawa IL-1 boleh dirembeskan terus ke dalam darah, cecair tisu dan limfa. Semua sel di mana sitokin ini terbentuk tidak mampu melakukan sintesis spontan IL-1 dan bertindak balas dengan pengeluaran dan rembesannya sebagai tindak balas terhadap tindakan agen berjangkit dan keradangan, toksin mikroba, pelbagai sitokin, serpihan pelengkap aktif, beberapa faktor pembekuan darah aktif , dan lain lain. Dalam ungkapan kiasan A. Bellau, IL-1 adalah sekumpulan molekul untuk semua kesempatan. IL-1 dibahagikan kepada 2 pecahan - a dan b, yang merupakan produk daripada gen yang berbeza, tetapi mempunyai sifat biologi yang serupa. Kedua-dua bentuk ini terbentuk daripada molekul prekursor yang sepadan dengan berat molekul yang sama - 31 kDa. Hasil daripada transformasi biokimia, polipeptida rantai tunggal yang aktif secara biologi dengan berat molekul 17.5 kDa akhirnya terbentuk. Hampir semua IL-1a kekal di dalam sel atau terikat pada membran. Tidak seperti IL-1a, IL-1b secara aktif dirembeskan oleh sel dan merupakan bentuk sekretori utama IL-1 pada manusia. Pada masa yang sama, kedua-dua interleukin mempunyai spektrum aktiviti biologi yang sama dan bersaing untuk mengikat reseptor yang sama. Namun, harus diingat bahawa IL-1a terutama menjadi perantara reaksi pertahanan tempatan, sementara IL-1b bertindak baik di peringkat lokal dan sistemik. Eksperimen dengan IL-1 rekombinan telah menunjukkan bahawa sitokin ini mempunyai sekurang-kurangnya 50 fungsi yang berbeza, dan sasarannya adalah sel hampir semua organ dan tisu. Pengaruh IL-1 terutama ditujukan pada Th1, walaupun mampu merangsang limfosit Th2 dan B. Dalam sumsum tulang, di bawah pengaruhnya, bilangan sel hematopoietik yang berada di peringkat mitosis meningkat. IL-1 boleh bertindak pada neutrofil, meningkatkan aktiviti lokomotornya dan dengan itu mendorong fagositosis. Sitokin ini terlibat dalam pengaturan fungsi endotelium dan sistem pembekuan darah, mendorong aktiviti procoagulan, sintesis sitokin proinflamasi dan ekspresi pada permukaan endotelium molekul pelekat yang memberikan penggulungan dan pelekatan neutrofil dan limfosit, akibatnya leukopenia dan neutropenia berkembang di tempat tidur vaskular. Bertindak pada sel hati, ia merangsang pembentukan protein fasa akut. Didapati bahawa IL-1 adalah pengantara utama perkembangan keradangan tempatan dan tindak balas fasa akut pada tahap badan. Di samping itu, ia mempercepatkan pertumbuhan saluran darah selepas kerosakan. Di bawah pengaruh IL-1 dalam darah, kepekatan besi dan zink berkurangan dan perkumuhan natrium meningkat. Akhirnya, baru-baru ini didapati bahawa IL-1 mampu meningkatkan jumlah oksida nitrat yang beredar. Yang terakhir ini diketahui memainkan peranan yang sangat penting dalam pengawalan tekanan darah, menggalakkan pengasingan platelet dan meningkatkan fibrinolisis. Harus diingat bahawa di bawah pengaruh IL-1, pembentukan roset neutrofil dan limfosit dengan platelet dipertingkatkan, yang memainkan peranan penting dalam pelaksanaan ketahanan, imuniti dan hemostasis bukan spesifik (Yu.A. Vitkovsky). Semua ini menunjukkan bahawa IL-1 merangsang pengembangan keseluruhan reaksi pelindung tubuh yang bertujuan untuk membatasi penyebaran jangkitan, menghilangkan mikroorganisma yang menyerang dan memulihkan integriti tisu yang rosak. IL-1 menjejaskan kondrosit, osteoklas, fibroblas, dan sel b pankreas. Di bawah pengaruhnya, rembesan insulin, ACTH dan kortisol meningkat. Penambahan IL-1b atau TNFa kepada kultur utama sel pituitari mengurangkan rembesan hormon perangsang tiroid.

IL-1 dihasilkan dalam sistem saraf pusat, di mana ia boleh bertindak sebagai penghantar. Di bawah pengaruh IL-1, tidur berlaku, disertai dengan kehadiran irama a (tidur gelombang perlahan). Ia juga mendorong sintesis dan rembesan faktor pertumbuhan saraf oleh astrosit. Telah ditunjukkan bahawa kandungan IL-1 meningkat semasa kerja otot. Di bawah pengaruh IL-1, pengeluaran IL-1 itu sendiri, serta IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, dan TNFa, dipertingkatkan. Yang terakhir, sebagai tambahan, mendorong sintesis IL-1, IL-6 dan IL-8.

Banyak kesan pro-radang IL-1 dijalankan dalam kombinasi dengan TNFa dan IL-6: induksi demam, anoreksia, pengaruh pada hematopoiesis, penyertaan dalam perlindungan anti-jangkitan tidak spesifik, rembesan protein fasa akut, dan lain-lain (AS Simbirtsev) .

IL-6- monomer dengan berat molekul 19-34 kDa. Ia dihasilkan oleh monosit yang dirangsang, makrofaj, endotheliocytes, Th2, fibroblas, hepatosit, sel Sertoli, sel-sel sistem saraf, thyrocytes, sel-sel pulau Langerhans, dll. Bersama-sama dengan IL-4 dan IL-10, ia menyediakan pertumbuhan dan pembezaan limfosit B, memudahkan peralihan yang terakhir dalam antibodi. Di samping itu, seperti IL-1, merangsang hepatosit, yang membawa kepada pembentukan protein fasa akut. IL-6 bertindak pada sel progenitor hematopoietik dan, khususnya, merangsang megakaryocytopoiesis. Kompaun ini mempunyai aktiviti antivirus. Terdapat sitokin yang tergolong dalam keluarga IL-6 - oncostatin M (OnM), faktor yang menghalang leukemia, faktor neurotropik silia, kardiotropin-1. Pengaruh mereka tidak menjejaskan sistem imun. Keluarga IL-6 mempunyai kesan pada sel stem embrio, menyebabkan hipertrofi miokard, sintesis CWA, pemeliharaan percambahan sel myeloma dan progenitor hematopoietik, pembezaan makrofag, osteoklas, sel saraf, peningkatan trombositopiesis, dll.

Perlu diingatkan bahawa tikus dengan ketidakaktifan sasaran (kalah mati) gen yang mengekod komponen reseptor biasa untuk keluarga sitokin IL-6 mengembangkan banyak kelainan dalam pelbagai sistem badan yang tidak serasi dengan kehidupan. Seiring dengan gangguan kardiogenesis pada embrio tikus seperti itu, terdapat penurunan tajam dalam jumlah sel progenitor dari pelbagai baris hematopoietik, serta penurunan tajam dalam ukuran timus. Fakta ini menunjukkan betapa pentingnya IL-6 dalam pengawalan fungsi fisiologi (A.A.Yarilin).

Terdapat hubungan pengawalseliaan yang sangat kompleks antara sitokin pro-radang, yang bertindak sebagai sinergi. Oleh itu, IL-6 menghalang pengeluaran IL-1 dan TNFa, walaupun kedua-dua sitokin ini merupakan pemicu sintesis IL-6. Sebagai tambahan, IL-6, yang bertindak pada sistem hipotalamus-hipofisis, menyebabkan peningkatan pengeluaran kortisol, yang menghalang ekspresi gen IL-6, serta gen sitokin pro-radang lain.

Keluarga IL-6 juga merangkumi oncostatin M (OnM), mempunyai spektrum tindakan yang sangat luas. Berat molekulnya ialah 28 kDa. Didapati bahawa OnM mampu menghambat pertumbuhan sejumlah tumor. Ia merangsang pembentukan IL-6, pengaktif plasminogen, peptida usus vasoaktif, dan CWA. Daripada perkara di atas, OnM harus memainkan peranan penting dalam pengawalan tindak balas imun, pembekuan darah dan fibrinolisis.

IL-8 tergolong dalam keluarga kemokin yang dipanggil yang merangsang kemotaksis dan kemokinesis dan berjumlah sehingga 60 bahan individu dengan sifat struktur dan biologinya sendiri. IL-8 matang wujud dalam beberapa bentuk, berbeza dalam panjang rantai polipeptida. Pembentukan satu bentuk atau yang lain bergantung pada protease spesifik yang bertindak pada ujung-N molekul prekursor bukan glikosilasi. Bergantung pada sel mana yang mensintesis IL-8, ia mengandungi sebilangan besar asid amino. Aktiviti biologi terbesar dimiliki oleh bentuk IL-8, yang terdiri daripada 72 asid amino (A.S. Simbirtsev).

IL-8 dilepaskan oleh leukosit polimorfonuklear, monosit, makrofag, megakaryosit, neutrofil, T-limfosit (Tx), fibroblas, kondrosit, keratinosit, sel endotel dan epitel, hepatosit dan mikroglia.

Pengeluaran IL-8 dijalankan sebagai tindak balas kepada tindakan sebatian aktif biologi, termasuk sitokin pro-radang, serta IL-2, IL-3, IL-5, GM-CSF, pelbagai mitogen, lipopolisakarida, lektin , dan produk pereputan virus, manakala sitokin anti-radang (IL-4, IL-10) mengurangkan pengeluaran IL-8. Pengaktifan dan pembebasannya juga berlaku di bawah pengaruh trombin, pengaktif plasminogen, streptokinase dan trypsin, yang menunjukkan hubungan erat antara fungsi sitokin ini dan sistem hemostatik.

Sintesis IL-8 dijalankan pada tindakan pelbagai rangsangan endogen atau eksogen yang timbul dalam fokus keradangan semasa perkembangan tindak balas pertahanan tempatan terhadap pengenalan agen patogen. Dalam hal ini, pengeluaran IL-8 mempunyai banyak persamaan dengan sitokin pro-radang yang lain. Pada masa yang sama, sintesis IL-8 ditekan oleh hormon steroid, IL-4, IL-10, Ifa dan Ifg.

IL-8 merangsang chemotaxis dan chemokinesis dari neutrofil, basofil, T-limfosit (ke tahap yang lebih rendah) dan keratinosit, menyebabkan degranulasi sel-sel ini. Dengan suntikan intravaskular IL-8, terdapat granulositopenia yang cepat dan tajam, yang diikuti dengan ketat oleh peningkatan tahap neutrofil dalam darah periferi. Dalam kes ini, neutrofil berpindah ke hati, limpa, paru-paru, tetapi tidak ke tisu yang rosak. Lebih-lebih lagi, eksperimen telah menunjukkan bahawa pentadbiran intravena IL-8 menghalang penghijrahan neutrofil ke dalam kawasan keradangan intradermal.

Dalam neutrofil yang tidak dirangsang, IL-8 menyebabkan pelepasan protein yang berkaitan dengan vitamin B 12 dari butiran tertentu dan gelatinase dari vesikel sekretori. Degranulasi granul azurofilik dalam neutrofil berlaku hanya selepas rangsangan mereka dengan sitokhalasin-B. Pada masa yang sama, elastase, myeloperoxidase, b-glucuronidase dan elastase lain dilepaskan, dan ekspresi molekul pelekat pada membran leukosit berlaku, memastikan interaksi neutrofil dengan endotelium. Perlu diingatkan bahawa IL-8 tidak mampu mencetuskan letupan pernafasan, tetapi boleh meningkatkan kesan kemokin lain pada proses ini.

IL-8 mampu merangsang angiogenesis dengan mengaktifkan proses proliferatif dalam endotheliocytes dan sel otot licin, yang memainkan peranan penting dalam pembaikan tisu. Di samping itu, ia dapat menghalang sintesis IgE yang disebabkan oleh IL-4.

Nampaknya, IL-8 memainkan peranan penting dalam imuniti tempatan membran mukus. Pada orang yang sihat, ia terdapat pada rembesan kelenjar liur, lakrimal, peluh, di kolostrum. Telah didapati bahawa sel otot licin dalam trakea manusia mampu menghasilkan jumlah IL-8 yang boleh diabaikan. Di bawah pengaruh bradykinin, pengeluaran IL-8 meningkat 50 kali ganda. Penyekat sintesis protein menghalang sintesis IL-8. Terdapat banyak sebab untuk mempercayai bahawa IL-8 tempatan menyediakan tindak balas perlindungan apabila terdedah kepada flora patogen di saluran pernafasan atas.

IL-12 ditemui lebih daripada sepuluh tahun yang lalu, tetapi sifatnya telah dikaji hanya dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Ia dihasilkan oleh makrofaj, monosit, neutrofil, sel dendritik dan limfosit B yang diaktifkan. Pada tahap yang jauh lebih rendah, IL-12 mampu mengeluarkan keratinosit, sel Langerhans dan berehat B-limfosit. Di samping itu, ia dihasilkan oleh sel mikroglial dan astrosit, yang memerlukan kerjasama mereka. IL-12 adalah heterodimer yang terdiri daripada dua rantai polipeptida bertautan: berat (45 kDa) dan cahaya (35 kDa). Aktiviti biologi hanya wujud dalam dimer; setiap rantai individu tidak mempunyai sifat yang serupa.

Walaupun begitu, NK, T-limfosit (CD4 + dan CD8 +) dan, pada tahap yang lebih rendah, B-limfosit tetap menjadi sel sasaran utama untuk IL-12. Ia boleh dianggap bahawa ia berfungsi sebagai penghubung antara makrofaj dan monosit, menyumbang kepada peningkatan dalam aktiviti Th1 dan sel sitotoksik. Oleh itu, sitokin ini memberikan sumbangan yang besar terhadap penyediaan perlindungan antivirus dan antitumor. Inducers sintesis IL-12 ialah komponen mikrob dan sitokin pro-radang.

IL-12 tergolong dalam sitokin pengikat heparin, yang mencadangkan penyertaannya dalam proses hemostasis.

Dalam beberapa tahun terakhir, telah terbukti bahawa IL-12 adalah sitokin utama untuk meningkatkan tindak balas imun yang dimediasi sel dan perlindungan anti-infeksi yang berkesan terhadap virus, bakteria, kulat dan protozoa. Kesan perlindungan IL-12 dalam jangkitan dimediasi oleh mekanisme yang bergantung kepada Ifg, peningkatan pengeluaran nitrik oksida dan penyusupan sel T. Walau bagaimanapun, kesan utamanya ialah mensintesis Ifg. Yang terakhir, semasa terkumpul di dalam badan, menggalakkan sintesis IL-12 oleh makrofaj. Fungsi IL-12 yang paling penting adalah arah pembezaan Tx0 ke arah Tx1. Dalam proses ini, IL-12 adalah sinergis untuk Ifg. Sementara itu, selepas pembezaan, Th1 tidak lagi memerlukan IL-12 sebagai molekul perangsang bersama. Sifat tindak balas imun sebahagian besarnya bergantung kepada IL-12: sama ada ia akan berkembang mengikut imuniti selular atau humoral.

Salah satu fungsi terpenting IL-12 adalah peningkatan mendadak dalam pembezaan limfosit B menjadi sel penghasil antibodi. Sitokin ini digunakan untuk merawat pesakit alahan dan asma bronkial.

IL-12 mempunyai kesan penghambatan terhadap pengeluaran IL-4 oleh memori T-limfosit, yang dimediasi melalui APC. Sebaliknya, IL-4 menekan pengeluaran dan rembesan IL-12.

Sinergis IL-12 adalah IL-2 dan IL-7, walaupun kedua-dua sitokin ini sering bertindak pada sel sasaran yang berbeza. Antagonis dan perencat fisiologi IL-12 adalah IL-10, sitokin anti-radang khas yang menghalang fungsi Th1.

IL-16- dirembeskan oleh T-limfosit, terutamanya dirangsang oleh CD4 +, CD8 +, eosinofil dan sel epitel bronkus. Peningkatan rembesan IL-16 didapati apabila sel T dirawat dengan histamin. Dengan sifat kimia, ia adalah homotetramer dengan berat molekul 56000-80000 D. Ia adalah sitokin imunomodulator dan pro-radang, kerana ia adalah faktor chemotactic untuk monosit dan eosinofil, serta T-limfosit (CD4 +), meningkatkan lekatan mereka.

Perlu diingatkan bahawa prarawatan CD4 + dengan rekombinan IL-16 menyekat aktiviti promoter HIV-1 sebanyak kira-kira 60%. Berdasarkan fakta di atas, hipotesis telah dikemukakan, mengikut mana kesan IL-16 pada replikasi HIV-1 diperhatikan pada tahap ekspresi virus.

IL-17 dibentuk oleh makrofag. Pada masa ini, IL-17 rekombinan telah diperoleh dan sifat-sifatnya telah dikaji. Ternyata di bawah pengaruh IL-17, makrofaj manusia secara intensif mensintesis dan merembeskan sitokin pro-radang - IL-1b dan TNFa, yang berkadar langsung dengan dos sitokin yang dikaji. Kesan maksimum diperhatikan kira-kira 9 jam selepas permulaan inkubasi makrofaj dengan rekombinan IL-17. Di samping itu, IL-17 merangsang sintesis dan rembesan IL-6, IL-10, IL-12, PgE 2, antagonis RIL-1 dan stromalysine. Sitokin anti-radang - IL-4 dan IL-10 - memansuhkan sepenuhnya pelepasan IL-1b yang disebabkan oleh IL-17, manakala GTFb 2 dan IL-13 hanya menghalang sebahagian kesan ini. IL-10 menindas pembebasan teraruh TNFa, manakala IL-4, IL-13 dan GTFb 2 menyekat rembesan sitokin ini pada tahap yang lebih rendah. Fakta yang dikemukakan menunjukkan bahawa IL-17 harus memainkan peranan penting dalam permulaan dan pemeliharaan proses keradangan.

IL-18 dari segi kesan biologi, ia adalah pengganda berfungsi dan sinergi IL-12. Pengeluar utama IL-18 ialah makrofaj dan monosit. Strukturnya sangat serupa dengan IL-1. IL-18 disintesis dalam bentuk molekul prekursor yang tidak aktif, yang memerlukan penyertaan enzim penukaran IL-1b untuk mengubahnya menjadi bentuk aktif.

Di bawah pengaruh IL-18, daya tahan antimikrob badan meningkat. Dalam jangkitan bakteria, IL-18 bersama dengan IL-12 atau Ifa / b mengatur pengeluaran Ifg oleh sel Tx dan NK dan meningkatkan ekspresi ligan Fas pada limfosit NK dan T. Baru-baru ini, didapati bahawa IL-18 adalah pengaktif CTL. Di bawah pengaruhnya, aktiviti sel CD8 + berkaitan dengan sel tumor ganas meningkat.

Seperti IL-12, IL-18 mempromosikan pembezaan keutamaan Th0 ke Th1. Di samping itu, IL-18 membawa kepada pembentukan GM-CSF dan dengan itu meningkatkan leukopoiesis dan menghalang pembentukan osteoklas.

IL-23 terdiri daripada 2 subunit (p19 dan p40), yang merupakan sebahagian daripada IL-12. Secara berasingan, setiap subunit yang disenaraikan tidak mempunyai aktiviti biologi, bagaimanapun, bersama-sama mereka, seperti IL-12, meningkatkan aktiviti proliferatif T-limfoblas dan rembesan Ifg. IL-23 kurang mujarab daripada IL-12.

TNF adalah polipeptida dengan berat molekul sekitar 17 kDa (terdiri daripada 157 asid amino) dan dibahagikan kepada 2 pecahan - a dan b. Kedua-dua pecahan mempunyai sifat biologi yang hampir sama dan bertindak pada reseptor selular yang sama. TNFa dirembeskan oleh monosit dan makrofaj, Th1, sel endothelial dan otot licin, keratinosit, limfosit NK, neutrofil, astrosit, osteoblas, dll. Pada tahap yang lebih rendah, TNFa dihasilkan oleh beberapa sel tumor. Pemicu utama sintesis TNFa adalah lipopolysaccharide bakteria, serta komponen lain yang berasal dari bakteria. Sebagai tambahan, sintesis dan rembesan TNFa dirangsang oleh sitokin: IL-1, IL-2, Ifa dan b, GM-CSF, dll. Virus Epstein-Barr, Ifa / b, IL-4, IL-6, IL - 10, G-CSF, TGFb, dll.

Manifestasi utama aktiviti biologi TNFa adalah kesan pada beberapa sel tumor. Dalam kes ini, TNFa membawa kepada perkembangan nekrosis hemoragik dan trombosis saluran darah yang membekalkan. Pada masa yang sama, di bawah pengaruh TNFa, sitotoksisiti semula jadi monosit, makrofag dan sel NK meningkat. Regresi sel tumor berlaku terutamanya secara intensif dengan tindakan gabungan TNFa dan Ifg.

Di bawah pengaruh TNFa, sintesis lipoprotein kinase dihambat, salah satu enzim utama yang mengatur lipogenesis.

TNFa, sebagai perantara sitotoksisitas, mampu menghalang percambahan sel, pembezaan, dan aktiviti fungsional banyak sel.

TNFa terlibat secara langsung dalam tindak balas imun. Ini memainkan peranan yang sangat penting pada saat-saat awal bermulanya reaksi keradangan, kerana mengaktifkan endotelium dan mendorong ekspresi molekul pelekat, yang menyebabkan lekatan granulosit ke permukaan dalaman kapal. Di bawah pengaruh TNFa, berlaku penghijrahan leukosit transendothelial ke fokus keradangan. Sitokin ini mengaktifkan granulosit, monosit dan limfosit dan mendorong pengeluaran sitokin pro-radang lain - IL-1, IL-6, Ifg, GM-CSF, yang merupakan sinergis TNFa.

Dibentuk secara tempatan, TNFa dalam fokus keradangan atau proses berjangkit secara mendadak meningkatkan aktiviti fagositik monosit dan neutrofil dan, meningkatkan proses peroksidasi, menyumbang kepada pembangunan fagositosis lengkap. Bersama IL-2, TNFa meningkatkan pengeluaran Ifg oleh limfosit T dengan ketara.

TNFa juga terlibat dalam proses pemusnahan dan pembaikan, kerana menyebabkan pertumbuhan fibroblas dan merangsang angiogenesis.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, telah ditetapkan bahawa TNF adalah pengawal selia penting hematopoiesis. Secara langsung atau bersamaan dengan sitokin lain, TNF mempengaruhi semua jenis sel hematopoietik.

Di bawah pengaruhnya, fungsi sistem kelenjar hipotalamus-pituitari-adrenal dipertingkatkan, serta beberapa kelenjar endokrin - kelenjar tiroid, testis, ovari, pankreas dan lain-lain (A.F. Vozianov).

Interferon dibentuk oleh hampir mana-mana sel badan manusia, tetapi terutamanya pengeluarannya dilakukan oleh sel darah dan sumsum tulang. Sintesis interferon berlaku di bawah pengaruh rangsangan antigenik, walaupun kepekatan sebatian yang sangat kecil dapat dijumpai secara normal di sumsum tulang, bronkus, pelbagai organ saluran gastrointestinal, kulit dan lain-lain. Tahap sintesis interferon selalu lebih tinggi pada sel yang tidak membahagi daripada sel yang membahagi dengan cepat.

Pengenalan.

1. Ciri umum dan klasifikasi sitokin.

1.1 Mekanisme tindakan.

1.2 Sifat sitokin.

1.3 Peranan sitokin dalam pengawalseliaan fungsi fisiologi badan.

2. Kajian khas sitokin.

2.1 Peranan sitokin dalam patogenesis penyakit radang usus besar pada kanak-kanak.

2.2 Peranan nitrik oksida dan sitokin dalam perkembangan sindrom kecederaan paru-paru akut.

3. Kaedah penentuan sitokin

3.1 Penentuan aktiviti biologi sitokin

3.2 Kuantifikasi sitokin menggunakan antibodi

3.3 Penentuan sitokin dengan enzim immunoassay.

3.3.1 Faktor nekrosis tumor-alpha.

3.3.2 Gamma interferon.

3.3.3 Interleukin-4

3.3.4 Interleukin-8

3.3.5 Antagonis reseptor Interleukin-1.

3.3.6 Alpha-interferon.

3.3.7 Antibodi terhadap alpha-IFN.

4. Ubat imunotropik berasaskan sitokin.

Senarai kesusasteraan terpakai.

Kesimpulan.

Pengenalan.

Sedikit masa telah berlalu sejak penerangan mengenai sitokin pertama. Walau bagaimanapun, penyelidikan mereka membawa kepada peruntukan bahagian pengetahuan yang luas - sitokinologi, yang merupakan bahagian penting dalam pelbagai bidang pengetahuan dan, pertama sekali, imunologi, yang memberikan dorongan kuat kepada kajian mediator ini. Sitokineologi meresap semua disiplin klinikal, dari etiologi dan patogenesis penyakit hingga pencegahan dan rawatan pelbagai keadaan patologi. Akibatnya, penyelidik saintifik dan pakar klinik perlu menavigasi kepelbagaian molekul pengawalseliaan dan mempunyai pemahaman yang jelas tentang peranan setiap sitokin dalam proses yang dikaji. Semua sel sistem imun mempunyai fungsi tertentu dan berfungsi dalam interaksi yang diselaraskan dengan jelas, yang disediakan oleh bahan aktif biologi khas - sitokin - pengawal selia tindak balas imun. Sitokin adalah protein khusus dengan bantuan pelbagai sel sistem imun dapat bertukar maklumat antara satu sama lain dan menyelaraskan tindakan. Set dan jumlah sitokin yang bertindak pada reseptor permukaan sel - "persekitaran sitokin" - mewakili matriks isyarat yang berinteraksi dan sering berubah. Isyarat ini kompleks kerana pelbagai jenis reseptor sitokin dan kerana setiap sitokin dapat mengaktifkan atau menekan beberapa proses, termasuk sintesisnya sendiri dan sintesis sitokin lain, serta pembentukan dan penampilan reseptor sitokin pada permukaan sel. Matlamat kerja kami adalah untuk mengkaji sitakin, fungsi dan sifatnya, serta kemungkinan penggunaannya dalam bidang perubatan. Sitokin adalah protein kecil (berat molekul dari 8 hingga 80 KDa) yang bertindak autokrin (iaitu, pada sel yang menghasilkannya) atau paracrine (pada sel yang terletak berdekatan). Pembentukan dan pembebasan molekul yang sangat aktif ini adalah jangka pendek dan dikawal ketat.

Kajian literatur.

Ciri umum dan klasifikasi sitokin.

Sitokin adalah sekumpulan pengantara polipeptida interaksi antara sel, yang terutamanya terlibat dalam pembentukan dan pengawalseliaan tindak balas pertahanan badan semasa pengenalan patogen dan gangguan integriti tisu, serta dalam peraturan beberapa fungsi fisiologi normal. Sitokin boleh diasingkan ke dalam sistem pengawalseliaan bebas baharu yang wujud bersama sistem saraf dan endokrin untuk mengekalkan homeostasis, dan ketiga-tiga sistem saling berkait rapat dan saling bergantung. Selama dua dekad yang lalu, gen kebanyakan sitokin telah diklon dan analog rekombinan telah diperoleh yang mengulangi sepenuhnya sifat biologi molekul semula jadi. Lebih daripada 200 bahan individu kepunyaan keluarga sitokin kini diketahui. Sejarah kajian sitokin bermula pada 40-an abad ke-20. Ketika itulah kesan pertama cachectin, faktor yang terdapat dalam serum darah dan mampu menyebabkan cachexia atau penurunan berat badan, dijelaskan. Selepas itu, pengantara ini telah diasingkan dan ditunjukkan sama dengan faktor nekrosis tumor (TNF). Pada masa itu, kajian sitokin didasarkan pada prinsip mengesan salah satu kesan biologi, yang berfungsi sebagai titik permulaan bagi nama orang tengah yang sesuai. Jadi pada tahun 50-an, interferon (IFN) dipanggil kerana keupayaannya untuk mengganggu atau meningkatkan daya tahan semasa jangkitan virus berulang. Interleukin-1 (IL-1) juga pada awalnya disebut pirogen endogen, berbanding lipopolisakarida bakteria, yang dianggap sebagai pirogen eksogen. Peringkat seterusnya dalam kajian sitokin, sejak 60-70 tahun, dikaitkan dengan pemurnian molekul semula jadi dan pencirian menyeluruh tindakan biologi mereka. Pada masa ini, penemuan faktor pertumbuhan sel-T, sekarang dikenali sebagai IL-2, dan sejumlah molekul lain yang merangsang pertumbuhan dan aktiviti fungsional T-, B-limfosit dan jenis leukosit lain. Pada tahun 1979, istilah "interleukin" diusulkan untuk penunjukan dan sistematisasi mereka, iaitu mediator yang berkomunikasi antara leukosit. Walau bagaimanapun, tidak lama kemudian ia menjadi jelas bahawa kesan biologi sitokin melangkaui sistem imun, dan oleh itu istilah "sitokin" yang dicadangkan sebelum ini, yang bertahan hingga ke hari ini, menjadi lebih diterima. Perubahan revolusi dalam kajian sitokin berlaku pada awal 1980-an setelah pengklonan gen interferon tikus dan manusia dan pengeluaran molekul rekombinan yang mengulangi sepenuhnya sifat biologi sitokin semula jadi. Berikutan itu, adalah mungkin untuk mengklon gen pengantara lain dari keluarga ini. Satu peristiwa penting dalam sejarah sitokin ialah penggunaan klinikal interferon rekombinan, dan terutamanya rekombinan IL-2, untuk rawatan kanser. Tahun 90an ditandai dengan penemuan struktur subunit reseptor sitokin dan pembentukan konsep "rangkaian sitokin", dan awal abad XXI - penemuan banyak sitokin baru melalui analisis genetik. Sitokin termasuk interferon, faktor perangsang koloni (CSF), kemokin yang mengubah faktor pertumbuhan; faktor nekrosis tumor; interleukin dengan nombor siri sejarah dan beberapa pengantara endogen yang lain. Interleukin dengan nombor siri bermula dari 1 tidak tergolong dalam subkumpulan sitokin yang sama yang berkaitan dengan fungsi biasa. Mereka, seterusnya, boleh dibahagikan kepada sitokin proinflamasi, faktor pertumbuhan dan pembezaan limfosit, dan sitokin pengawalseliaan individu. Nama "interleukin" diberikan kepada mediator yang baru ditemui sekiranya kriteria berikut yang dikembangkan oleh jawatankuasa tatanama Kesatuan Antarabangsa Imunologi Pertubuhan dipenuhi: pengklonan molekul dan ekspresi gen faktor yang dikaji, adanya nukleotida unik dan urutan asid amino yang sepadan, memperoleh antibodi monoklonal yang meneutralkan. Di samping itu, molekul baru mesti dihasilkan oleh sel-sel sistem imun (limfosit, monosit atau jenis leukosit lain), mempunyai fungsi biologi yang penting dalam pengawalan tindak balas imun, serta fungsi tambahan, itulah sebabnya ia tidak boleh diberi nama berfungsi. Akhir sekali, sifat tersenarai interleukin baharu harus diterbitkan dalam jurnal saintifik yang disemak oleh rakan sebaya. Pengelasan sitokin boleh dijalankan mengikut sifat biokimia dan biologinya, serta jenis reseptor yang melaluinya sitokin melaksanakan fungsi biologinya. Klasifikasi sitokin mengikut struktur (Jadual 1) mengambil kira bukan sahaja urutan asid amino, tetapi di atas semua struktur tersier protein, yang lebih tepat menggambarkan asal evolusi molekul.

Jadual 1. Pengelasan sitokin mengikut struktur.

Pengklonan gen dan analisis struktur reseptor sitokin menunjukkan bahawa, sama seperti sitokin itu sendiri, molekul-molekul ini dapat dibahagikan kepada beberapa jenis mengikut kesamaan urutan asid amino dan kekhasan organisasi domain ekstraselular (Jadual 2). Salah satu keluarga terbesar reseptor sitokin dipanggil keluarga reseptor hematopoietin atau keluarga reseptor sitokin jenis I. Ciri struktur kumpulan reseptor ini ialah kehadiran dalam molekul 4 sistein dan urutan asid amino Trp-Ser-X-Trp-Ser (WSXWS), terletak pada jarak yang dekat dari membran sel. Reseptor sitokin Kelas II berinteraksi dengan interferon dan IL-10. Kedua-dua jenis reseptor pertama mempunyai homologi antara satu sama lain. Kumpulan reseptor berikut menjadi pengantara interaksi dengan sitokin keluarga faktor nekrosis tumor dan keluarga IL-1. Pada masa ini, lebih daripada 20 reseptor kemokin yang berbeza diketahui berinteraksi dengan pelbagai peringkat pertalian dengan satu atau lebih ligan daripada keluarga kemokin. Reseptor kemokin tergolong dalam keluarga reseptor rhodopsin, mempunyai 7 domain transmembran dan melakukan isyarat dengan penyertaan protein G-protein.

Jadual 2. Pengelasan reseptor sitokin.

Banyak reseptor sitokin terdiri daripada 2-3 subunit yang dikodkan oleh gen yang berbeza dan dinyatakan secara bebas. Dalam kes ini, pembentukan reseptor pertalian tinggi memerlukan interaksi serentak semua subunit. Contoh organisasi reseptor sitokin sedemikian ialah struktur kompleks reseptor IL-2. Yang mengejutkan adalah penemuan fakta bahawa subunit individu dari kompleks reseptor IL-2 adalah biasa dengan IL-2 dan beberapa sitokin lain. Oleh itu, rantai β secara serentak merupakan komponen reseptor untuk IL-15, dan rantai γ berfungsi sebagai subunit biasa reseptor untuk IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL- 15 dan IL-21. Ini bermakna bahawa semua sitokin yang disebutkan di atas, yang reseptornya juga terdiri daripada 2-3 polipeptida individu, menggunakan rantai-γ sebagai komponen reseptor mereka, lebih-lebih lagi, komponen yang bertanggungjawab untuk penghantaran isyarat. Dalam semua kes, kekhususan interaksi untuk setiap sitokin disediakan oleh subunit lain yang berbeza strukturnya. Di antara reseptor sitokin, terdapat 2 subunit reseptor yang lebih biasa yang melakukan isyarat setelah berinteraksi dengan sitokin yang berbeza. Ia adalah subunit reseptor biasa βc (gp140) untuk reseptor IL-3, IL-5, dan GM-CSF, serta subunit reseptor gp130, biasa kepada ahli keluarga IL-6. Kehadiran subunit isyarat biasa dalam reseptor sitokin berfungsi sebagai salah satu pendekatan untuk klasifikasi mereka, kerana ia memungkinkan seseorang untuk mencari kesamaan baik dalam struktur ligan dan kesan biologi.

Jadual 3 menunjukkan gabungan klasifikasi struktur dan fungsi, di mana semua sitokin dibahagikan kepada kumpulan, terutamanya dengan mengambil kira aktiviti biologi mereka, serta ciri-ciri struktur di atas bagi molekul sitokin dan reseptornya.

Jadual 3. Pengelasan struktur dan fungsi sitokin.

	Keluarga sitokin	Subkumpulan dan ligan	Fungsi biologi asas
	Interferon jenis I	IFN a, b, d, k, w, t, IL-28, IL-29 (IFN l)	Aktiviti antiviral, antiproliferatif, tindakan imunomodulator
	Faktor pertumbuhan sel hematopoietik	Faktor sel stem (kit-ligan, faktor keluli), ligan Flt-3, G-CSF, M-CSF, IL-7, IL-11 ligan Gp140: IL-3, IL-5, GM-KSF	Rangsangan percambahan dan pembezaan pelbagai jenis sel progenitor di sumsum tulang, pengaktifan hematopoiesis Erythropoietin, Thrombopoietin
	Keluarga super interleukin-1 dan FRF	Keluarga FRF: FRF masam, FRF asas, FRF3 - FRF23 Keluarga IL-1 (F1-11): IL-1α, IL-1β, antagonis reseptor IL-1, IL-18, IL-33, dsb.	Pengaktifan percambahan fibroblas dan sel epitelium Tindakan pro-radang, pengaktifan imuniti tertentu
	Keluarga faktor nekrosis tumor	TNF, limfotoksin α dan β, ligan Fas, dsb.	Tindakan pro-radang, pengawalan apoptosis dan interaksi antara sel imunokompeten
	Keluarga Interleukin-6	ligan Gp130: IL-6, IL-11, IL-31, Oncostatin-M, Cardiotropin-1, Faktor perencatan Leukemia, Faktor neurotropik Ciliary	Kesan pro-radang dan imunoregulasi
	Kimia	SS, SXS (IL-8), SX3S, S	Peraturan kemotaksis pelbagai jenis leukosit
	Keluarga Interleukin-10	IL-10,19,20,22,24,26	Tindakan imunosupresif
	Keluarga Interleukin-12		Peraturan pembezaan T-limfosit pembantu
	Sitokin klon T-helper dan fungsi pengawalseliaan limfosit	T-helpers jenis 1: IL-2, IL-15, IL-21, IFNg T-helpers jenis 2: IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 ligan rantai γ reseptor IL-2: IL-7 TSLP	Pengaktifan imuniti selular Pengaktifan imuniti humoral, tindakan imunomodulator Rangsangan pembezaan, percambahan dan sifat fungsi pelbagai jenis limfosit, sel DC, NK, makrofaj, dsb.
	Keluarga Interleukin 17	IL-17A, B, C, D, E, F	Pengaktifan sintesis sitokin pro-radang
	Superfamili faktor pertumbuhan saraf, faktor pertumbuhan platelet dan faktor pertumbuhan mengubah	Keluarga faktor pertumbuhan saraf: NGF, faktor neurotropik otak Faktor pertumbuhan terbitan platelet (PDGF), faktor pertumbuhan angiogenik (VEGF) Keluarga TRF: TPPb, activin, inhibins, Nodal, Protein morfogenik tulang, bahan perencatan Mullerian	Peraturan keradangan, angiogenesis, fungsi neuron, perkembangan embrio dan penjanaan semula tisu
	Keluarga faktor pertumbuhan epidermis	ERF, TRFα, dsb.
	Keluarga faktor pertumbuhan seperti insulin	IRF-I, IRF-II	Rangsangan percambahan pelbagai jenis sel

Kumpulan pertama merangkumi interferon jenis I dan paling sederhana dalam organisasi, kerana semua molekul yang termasuk di dalamnya mempunyai struktur yang serupa dan dalam banyak aspek fungsi yang sama berkaitan dengan perlindungan antivirus. Kumpulan kedua merangkumi faktor pertumbuhan dan pembezaan sel hematopoietik, merangsang perkembangan sel progenitor hematopoietik, bermula dari sel induk. Kumpulan ini termasuk sitokin yang khusus secara sempit untuk garis pembezaan individu sel hematopoietik (erythropoietin, thrombopoietin, dan IL-7, yang bertindak pada prekursor limfosit TB), serta sitokin dengan spektrum aktiviti biologi yang lebih luas, seperti IL-3, IL-11, faktor perangsang koloni. Dalam kumpulan sitokin ini, ligan gp140, yang mempunyai subunit reseptor yang sama, serta trombopoietin dan eritropoietin telah diasingkan kerana kesamaan organisasi struktur molekul. Sitokin dari keluarga super FGF dan IL-1 mempunyai tahap homologi yang tinggi dan struktur protein yang serupa, yang mengesahkan asal usulnya. Walaupun begitu, dari segi manifestasi aktiviti biologi, FGF berbeza dalam banyak aspek daripada para agonis keluarga IL-1. Keluarga molekul IL-1 pada masa ini, selain nama fungsional, mempunyai sebutan F1-F11, di mana F1 sesuai dengan IL-1α, F2 hingga IL-1β, F3 ke antagonis reseptor IL-1, F4 hingga IL- 18. Selebihnya ahli keluarga telah ditemui hasil analisis genetik dan mempunyai homologi yang agak tinggi dengan molekul IL-1; namun, fungsi biologi mereka belum dijelaskan sepenuhnya. Kumpulan sitokin selanjutnya termasuk keluarga IL-6 (ligan subunit reseptor biasa gp130), faktor nekrosis tumor dan kemokin, yang diwakili oleh bilangan ligan individu terbesar dan disenaraikan sepenuhnya dalam bab masing-masing. Keluarga faktor nekrosis tumor terbentuk terutamanya berdasarkan persamaan dalam struktur ligan dan reseptornya, yang terdiri daripada tiga subunit identik tidak berkait secara kovalen yang membentuk molekul aktif secara biologi. Pada masa yang sama, dari segi sifat biologi, keluarga ini merangkumi sitokin dengan aktiviti yang agak berbeza. Sebagai contoh, TNF adalah salah satu sitokin proinflamasi yang paling terang, ligan Fas menginduksi apoptosis sel sasaran, dan ligan CD40 memberikan isyarat merangsang semasa interaksi antara sel limfosit T dan B. Perbezaan seperti itu dalam aktiviti biologi molekul serupa secara struktur ditentukan terutamanya oleh ciri-ciri ekspresi dan struktur reseptornya, misalnya, kehadiran atau ketiadaan domain "kematian" intraselular, yang menentukan apoptosis sel. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, keluarga IL-10 dan IL-12 juga telah diisi semula dengan anggota baru yang telah menerima sejumlah interleukin. Ini diikuti oleh kumpulan sitokin yang sangat kompleks, yang menjadi perantara aktiviti fungsional limfosit T-helper. Penyertaan dalam kumpulan ini berdasarkan dua prinsip asas: 1) kepunyaan sitokin yang disintesis oleh Th1 atau Th2, yang menentukan perkembangan reaksi imunologi jenis humoral atau selular, 2) kehadiran subunit reseptor biasa - rantai gamma kompleks reseptor IL-2. Di antara ligan rantai gamma, IL-4 juga diasingkan, yang juga mempunyai subunit reseptor biasa dengan IL-13, yang sebahagian besarnya menentukan aktiviti biologi sebahagian dari sitokin ini. IL-7, yang mempunyai struktur reseptor yang sama dengan TSLP, diasingkan dengan cara yang serupa. Kelebihan klasifikasi di atas dikaitkan dengan pertimbangan serentak sifat biologi dan biokimia sitokin. Kebolehlaksanaan pendekatan ini kini disahkan oleh penemuan sitokin baru dengan analisis genom genom dan pencarian gen yang serupa secara struktural. Berkat kaedah ini, keluarga interferon jenis I, IL-1, IL-10, IL-12, telah berkembang dengan pesat, keluarga sitokin analog IL-17 baru telah muncul, yang sudah terdiri daripada 6 orang ahli. Nampaknya, dalam waktu terdekat, kemunculan sitokin baru akan berlaku dengan lebih perlahan, kerana analisis genom manusia hampir selesai. Perubahan kemungkinan besar berlaku kerana penjelasan varian interaksi ligan-reseptor dan sifat biologi, yang akan memungkinkan klasifikasi sitokin memperoleh bentuk akhir.

Mekanisme tindakan.

B. Reseptor sitokin. Sitokin adalah bahan isyarat hidrofilik, tindakannya dimediasi oleh reseptor khusus di luar membran plasma. Pengikatan sitokin ke reseptor (1) melalui beberapa peringkat pertengahan (2-5) ke pengaktifan transkripsi gen tertentu (6). Reseptor sitokin sendiri tidak mempunyai aktiviti tirosin kinase (dengan beberapa pengecualian). Selepas mengikat sitokin (1), molekul reseptor bersekutu untuk membentuk homodimer. Di samping itu, mereka boleh membentuk heterodimer dengan mengaitkan dengan protein pemindahan isyarat [STP] atau merangsang dimerisasi BPS itu sendiri (2). Reseptor sitokin kelas I dapat bergabung dengan tiga jenis BPS: protein GP130, βc, atau γc. Protein tambahan ini sendiri tidak dapat mengikat sitokin, tetapi mereka menjalankan transduksi isyarat kepada kinase tyrosine (3).Spektra aktiviti biologi yang sama bagi banyak sitokin dijelaskan oleh fakta bahawa kompleks reseptor sitokin yang berbeza boleh mengaktifkan BPS yang sama.

Sebagai contoh transduksi isyarat dari sitokin, rajah menunjukkan bagaimana reseptor IL-6 (IL-6), setelah mengikat ligan (1), merangsang dimerisasi GP130 (2). Dimer protein membran GP130 mengikat dan mengaktifkan kinase tyrosine sitoplasma keluarga YK (Janus kinase dengan dua tapak aktif) (3). Janus kinases reseptor sitokin fosforilat, BPS, dan pelbagai protein sitoplasma, yang melakukan transduksi isyarat selanjutnya; mereka juga faktor transkripsi fosforilat - transduser isyarat dan pengaktif transkripsi [PSAT (STAT, dari transduser isyarat Inggeris dan pengaktif transkripsi)]. Protein ini tergolong dalam keluarga BPS, yang memiliki domain SH3 dalam strukturnya yang mengenali residu fosfotirosin (lihat halaman 372). Oleh itu, mereka mempunyai sifat bergaul dengan reseptor sitokin fosforilasi. Jika kemudian fosforilasi molekul PSAT (4) berlaku, faktor berubah menjadi bentuk aktif dan membentuk dimer (5). Selepas translokasi ke dalam nukleus, dimer, sebagai faktor transkripsi, mengikat pada promotor (lihat halaman 240) gen yang dimulakan dan mendorong transkripsi (6). Beberapa reseptor sitokin dapat kehilangan domain pengikat ligan ekstraselular kerana proteolisis (tidak ditunjukkan dalam rajah). Domain memasuki darah, di mana ia bersaing untuk mengikat dengan sitokin, yang mengurangkan kepekatan sitokin dalam darah. Bersama-sama, sitokin membentuk rangkaian pengawalseliaan (lata sitokin) dengan kesan pelbagai fungsi. Pertindihan antara sitokin membawa kepada fakta bahawa sinergi diperhatikan dalam tindakan kebanyakannya, dan beberapa sitokin adalah antagonis. Seluruh lata sitokin dengan maklum balas yang kompleks selalunya boleh diperhatikan di dalam badan.

Sifat sitokin.

Sifat umum sitokin, kerana pengantara ini dapat digabungkan menjadi sistem peraturan bebas.

1. Sitokin adalah polipeptida atau protein, selalunya glikosilasi, kebanyakannya mempunyai MW 5 hingga 50 kDa. Molekul sitokin aktif secara biologi boleh terdiri daripada satu, dua, tiga atau lebih subunit yang sama atau berbeza.

2. Sitokin tidak mempunyai kekhususan antigen terhadap tindakan biologi. Mereka mempengaruhi aktiviti fungsional sel yang terlibat dalam reaksi imuniti bawaan dan diperolehi. Namun begitu, dengan bertindak pada T- dan B-limfosit, sitokin mampu merangsang proses yang disebabkan antigen dalam sistem imun.

3. Bagi gen sitokin, terdapat tiga varian ekspresi: a) ekspresi khusus peringkat pada peringkat tertentu perkembangan embrio, b) ekspresi konstitutif untuk pengawalan beberapa fungsi fisiologi normal, c) jenis ekspresi yang boleh diinduksi ciri-ciri kebanyakan sitokin. Sesungguhnya, kebanyakan sitokin di luar tindak balas keradangan dan tindak balas imun tidak disintesis oleh sel. Ekspresi gen sitokin bermula sebagai tindak balas kepada penembusan patogen ke dalam badan, kerengsaan antigen atau kerosakan tisu. Struktur molekul yang berkaitan dengan patogen adalah antara pemicu kuat sintesis sitokin proinflamasi. Untuk mencetuskan sintesis sitokin sel T, pengaktifan sel oleh antigen tertentu dengan penyertaan reseptor antigen sel T diperlukan.

4. Sitokin disintesis sebagai tindak balas kepada rangsangan untuk jangka masa yang singkat. Sintesis dihentikan kerana pelbagai mekanisme autoregulatory, termasuk peningkatan ketidakstabilan RNA, dan kerana adanya maklum balas negatif yang dimediasi oleh prostaglandin, hormon kortikosteroid dan faktor lain.

5. Satu dan sitokin yang sama boleh dihasilkan oleh pelbagai jenis sel badan dalam organ yang berbeza dari segi asal histogenetik.

6. Sitokin boleh dikaitkan dengan membran sel yang mensintesisnya, memiliki dalam bentuk membran membentuk spektrum penuh aktiviti biologi dan menunjukkan tindakan biologinya semasa hubungan antara sel.

7. Kesan biologi sitokin dimediasi melalui kompleks reseptor selular yang mengikat sitokin dengan pertalian yang sangat tinggi, dan sitokin individu dapat menggunakan subunit reseptor biasa. Reseptor sitokin boleh wujud dalam bentuk larut, mengekalkan keupayaan untuk mengikat ligan.

8. Sitokin mempunyai tindakan biologi pleiotropik. Sitokin yang sama dapat bertindak pada banyak jenis sel, menyebabkan kesan yang berbeza bergantung pada jenis sel sasaran (Gambar 1). Tindakan pleiotropik sitokin dipastikan dengan ekspresi reseptor sitokin pada jenis sel yang berbeza asal dan fungsi dan konduksi isyarat menggunakan beberapa utusan intraselular dan faktor transkripsi.

9. Sitokin dicirikan oleh kebolehtukaran tindakan biologi. Beberapa sitokin yang berbeza boleh menyebabkan kesan biologi yang sama atau mempunyai aktiviti yang serupa. Sitokin mendorong atau menyekat sintesis diri mereka sendiri, sitokin lain dan reseptornya.

10. Sebagai tindak balas kepada isyarat pengaktifan, sel secara serentak mensintesis beberapa sitokin yang mengambil bahagian dalam pembentukan rangkaian sitokin. Kesan biologi dalam tisu dan pada tahap badan bergantung kepada kehadiran dan kepekatan sitokin lain dengan kesan sinergistik, aditif atau bertentangan.

11. Sitokin boleh mempengaruhi percambahan, pembezaan dan aktiviti fungsi sel sasaran.

12. Sitokin bertindak pada sel dengan cara yang berbeza: autokrin - pada sel mensintesis dan merembeskan sitokin ini; paracrine - pada sel yang terletak berhampiran sel pengeluar, contohnya, dalam fokus keradangan atau dalam organ limfoid; endokrin - jauh ke sel mana-mana organ dan tisu selepas memasuki peredaran. Dalam kes kedua, tindakan sitokin menyerupai hormon (Rajah 2).

Nasi. 1. Satu dan sitokin yang sama boleh dihasilkan oleh pelbagai jenis sel dalam badan dalam organ berbeza asal histogenetik dan bertindak ke atas pelbagai jenis sel, menyebabkan kesan berbeza bergantung pada jenis sel sasaran.

Nasi. 2. Tiga varian manifestasi tindakan biologi sitokin.

Nampaknya, pembentukan sistem pengawalseliaan sitokin secara evolusi berlaku bersama-sama dengan perkembangan organisma multiselular dan disebabkan oleh keperluan untuk pembentukan mediator interaksi antara sel, yang mungkin termasuk hormon, neuropeptida, molekul lekatan dan beberapa yang lain. Dalam hal ini, sitokin adalah sistem pengawalseliaan yang paling serba boleh, kerana ia dapat mempamerkan aktiviti biologi kedua-dua jauh selepas rembesan oleh sel penghasil (secara tempatan dan sistemik), dan semasa hubungan antara sel, aktif secara biologi dalam bentuk bentuk membran. Ini adalah bagaimana sistem sitokin berbeza daripada molekul lekatan, yang melaksanakan fungsi yang lebih sempit hanya apabila sel berada dalam hubungan langsung. Pada masa yang sama, sistem sitokin berbeza daripada hormon, yang terutamanya disintesis oleh organ khusus dan bertindak selepas memasuki sistem peredaran.

Peranan sitokin dalam pengawalseliaan fungsi fisiologi badan.

Peranan sitokin dalam pengawalan fungsi fisiologi badan boleh dibahagikan kepada 4 komponen utama:

1. Peraturan embriogenesis, penubuhan dan perkembangan organ, termasuk. organ sistem imun.

2. Peraturan fungsi fisiologi normal tertentu.

3. Pengawalseliaan tindak balas pertahanan badan pada peringkat tempatan dan sistemik.

4. Pengawalseliaan proses penjanaan semula tisu.

Ekspresi gen sitokin individu berlaku secara peringkat khusus pada peringkat tertentu perkembangan embrio. Faktor sel stem, faktor pertumbuhan yang berubah-ubah, sitokin dari keluarga TNF dan kemokin mengatur pembezaan dan penghijrahan pelbagai sel dan pembentukan organ sistem imun. Selepas ini, sintesis beberapa sitokin tidak dapat disambung semula, sementara yang lain terus mengatur proses fisiologi normal atau terlibat dalam pengembangan reaksi pelindung.

Walaupun fakta bahawa kebanyakan sitokin adalah mediator teraruh tipikal dan dalam tempoh selepas bersalin tidak disintesis oleh sel di luar tindak balas keradangan dan tindak balas imun, beberapa sitokin tidak jatuh di bawah peraturan ini. Hasil daripada ekspresi gen yang konstitutif, beberapa daripadanya disintesis secara berterusan dan dalam jumlah yang cukup banyak beredar, mengatur percambahan dan pembezaan jenis sel tertentu sepanjang hayat. Contoh jenis peraturan fisiologi fungsi oleh sitokin ini boleh menjadi tahap erythropoietin yang sentiasa tinggi dan beberapa CSF untuk memastikan hematopoiesis. Peraturan tindak balas pertahanan badan oleh sitokin berlaku bukan sahaja dalam sistem imun, tetapi juga dengan mengatur tindak balas pertahanan pada tahap keseluruhan organisma dengan mengawal hampir semua aspek perkembangan keradangan dan tindak balas imun. Fungsi ini, yang paling penting untuk keseluruhan sistem sitokin, dikaitkan dengan dua arah utama tindakan biologi sitokin - perlindungan terhadap agen berjangkit dan pemulihan tisu yang rosak. Sitokin terutamanya mengawal perkembangan tindak balas pertahanan tempatan dalam tisu dengan penyertaan pelbagai jenis sel darah, endothelium, tisu penghubung dan epitelium. Perlindungan di peringkat tempatan berkembang dengan pembentukan tindak balas keradangan tipikal dengan manifestasi klasiknya: hiperemia, perkembangan edema, penampilan kesakitan dan disfungsi. Sintesis sitokin bermula apabila patogen memasuki tisu atau integriti mereka dilanggar, yang biasanya berjalan selari. Pengeluaran sitokin adalah sebahagian daripada tindak balas selular yang dikaitkan dengan pengecaman oleh sel siri myelomonocytic komponen struktur yang serupa bagi pelbagai patogen, yang dipanggil corak molekul berkaitan patogen. Contoh struktur patogen tersebut ialah lipopolisakarida bakteria gram-negatif, peptidoglikan mikroorganisma gram-positif, flagellin atau DNA yang kaya dengan jujukan CpolyG, yang tipikal untuk DNA semua jenis bakteria. Leukosit mengekspresikan reseptor pengenalan corak yang sesuai, juga disebut reseptor seperti Toll (TLR), dan khusus untuk corak struktur mikroorganisma tertentu. Selepas interaksi mikroorganisma atau komponennya dengan TLR, lata transduksi isyarat intraselular dicetuskan, yang membawa kepada peningkatan dalam aktiviti berfungsi leukosit dan ekspresi gen sitokin.

Pengaktifan TLR membawa kepada sintesis dua kumpulan utama sitokin: sitokin proinflamasi dan interferon jenis I, terutamanya IFNα / β. perkembangan tindak balas keradangan dan menyediakan pengembangan seperti kipas untuk pengaktifan pelbagai jenis sel yang terlibat dalam penyelenggaraan dan pengawalan keradangan, termasuk semua jenis leukosit, sel dendritik, T dan B-limfosit, sel NK, sel endothelial dan epitelium, fibroblas dan lain-lain. Ini memberikan tahap yang konsisten dalam perkembangan tindak balas keradangan, yang merupakan mekanisme utama untuk pelaksanaan imuniti bawaan. Di samping itu, sel dendritik mula mensintesis sitokin keluarga IL-12, merangsang pembezaan T-limfosit pembantu, yang berfungsi sebagai sejenis jambatan untuk permulaan perkembangan reaksi imuniti spesifik yang berkaitan dengan pengiktirafan struktur antigenik tertentu daripada mikroorganisma.

Mekanisme kedua yang tidak kurang pentingnya yang berkaitan dengan sintesis IFN memastikan pelaksanaan perlindungan antivirus. Interferon jenis I menunjukkan 4 sifat biologi utama:

1. Tindakan antivirus langsung dengan menyekat transkripsi.

2. Penindasan percambahan sel, perlu untuk menyekat penyebaran virus.

3. Pengaktifan fungsi sel NK yang mempunyai keupayaan untuk melisiskan sel badan yang dijangkiti virus.

4. Peningkatan ekspresi molekul kompleks histokompatibiliti utama kelas I, yang diperlukan untuk meningkatkan kecekapan penyampaian antigen virus oleh sel yang dijangkiti kepada T-limfosit sitotoksik. Ini membawa kepada pengaktifan pengenalan spesifik sel yang dijangkiti virus oleh T-limfosit - tahap pertama lisis sel sasaran yang dijangkiti virus.

Akibatnya, sebagai tambahan kepada tindakan antivirus langsung, mekanisme kedua-dua imuniti semula jadi (sel NK) dan diperoleh (T-limfosit) diaktifkan. Ini adalah contoh bagaimana satu molekul sitokin kecil dengan MM 10 kali kurang daripada MM molekul antibodi mampu mengaktifkan mekanisme reaksi pertahanan yang sama sekali berbeza kerana jenis tindakan biologi pleiotropik, yang bertujuan untuk memenuhi satu tujuan - menghilangkan virus yang memasuki badan.

Pada peringkat tisu, sitokin bertanggungjawab untuk perkembangan keradangan dan kemudian pertumbuhan semula tisu. Dengan perkembangan tindak balas keradangan sistemik (tindak balas fasa akut), sitokin menjejaskan hampir semua organ dan sistem badan yang terlibat dalam peraturan homeostasis. Tindakan sitokin proinflamasi pada sistem saraf pusat membawa kepada penurunan selera makan dan perubahan dalam keseluruhan kompleks tindak balas tingkah laku. Menghentikan sementara mencari makanan dan mengurangkan aktiviti seksual adalah bermanfaat dari segi penjimatan tenaga untuk satu tugas - untuk melawan patogen yang menyerang. Isyarat ini diberikan oleh sitokin, kerana masuknya ke dalam peredaran tentu bermaksud bahawa pertahanan tempatan belum dapat mengatasi patogen, dan pengaktifan tindak balas keradangan sistemik diperlukan. Salah satu manifestasi pertama tindak balas keradangan sistemik yang berkaitan dengan tindakan sitokin pada pusat termoregulasi hipotalamus ialah peningkatan suhu badan. Peningkatan suhu adalah tindak balas perlindungan yang berkesan, kerana pada suhu tinggi keupayaan sejumlah bakteria untuk membiak berkurangan, tetapi, sebaliknya, percambahan limfosit meningkat.

Di hati, di bawah pengaruh sitokin, sintesis protein fasa akut dan komponen sistem pelengkap yang diperlukan untuk melawan patogen meningkat, tetapi pada masa yang sama sintesis albumin menurun. Contoh lain dari tindakan selektif sitokin adalah perubahan komposisi ionik plasma darah semasa pengembangan reaksi keradangan sistemik. Dalam kes ini, terdapat penurunan dalam tahap ion besi, tetapi peningkatan dalam tahap ion zink, dan diketahui umum bahawa kehilangan sel bakteria daripada ion besi bermakna mengurangkan potensi proliferatifnya (tindakan laktoferin berdasarkan pada ini). Sebaliknya, peningkatan kadar zink diperlukan untuk fungsi normal sistem kekebalan tubuh, khususnya, diperlukan untuk pembentukan faktor thymic serum aktif secara biologi - salah satu hormon thymic utama yang memastikan pembezaan limfosit. Kesan sitokin pada sistem hematopoietik dikaitkan dengan pengaktifan hematopoiesis yang ketara. Peningkatan bilangan leukosit adalah perlu untuk menambah kehilangan dan meningkatkan bilangan sel, terutamanya granulosit neutrofilik, dalam fokus keradangan purulen. Tindakan pada sistem pembekuan darah bertujuan untuk meningkatkan pembekuan, yang diperlukan untuk menghentikan pendarahan dan secara langsung menyekat patogen.

Oleh itu, dengan perkembangan keradangan sistemik, sitokin mempamerkan spektrum besar aktiviti biologi dan mengganggu kerja hampir semua sistem badan. Walau bagaimanapun, tiada perubahan yang berlaku secara rawak: kesemuanya sama ada diperlukan untuk pengaktifan langsung tindak balas pertahanan atau bermanfaat dari segi menukar aliran tenaga untuk hanya satu tugas - untuk melawan patogen yang menyerang. Dalam bentuk pengaturan ekspresi gen individu, pergeseran hormon dan perubahan reaksi tingkah laku, sitokin memastikan pengaktifan dan kecekapan maksimum kerja sistem tubuh yang diperlukan pada waktu tertentu untuk pengembangan reaksi pelindung. Pada tahap keseluruhan organisma, sitokin berkomunikasi antara sistem kekebalan, saraf, endokrin, hematopoietik dan lain-lain dan berfungsi untuk melibatkan mereka dalam organisasi dan pengaturan reaksi pertahanan tunggal. Sitokin berfungsi sebagai sistem penganjur yang membentuk dan mengawal selia keseluruhan kompleks tindak balas pertahanan badan semasa pengenalan patogen. Nampaknya, sistem pengawalseliaan seperti ini terbentuk secara evolusioner dan memberikan faedah tanpa syarat untuk tindak balas perlindungan makroorganisma yang paling optimum. Oleh itu, nampaknya, adalah mustahil untuk mengehadkan konsep tindak balas pertahanan hanya kepada penyertaan mekanisme rintangan tidak spesifik dan tindak balas imun tertentu. Seluruh badan dan semua sistem yang pada pandangan pertama tidak berkaitan dengan pemeliharaan imuniti mengambil bahagian dalam reaksi pelindung tunggal.

Kajian khas sitokin.

Kepentingan sitokin dalam patogenesis penyakit radang kolon pada kanak-kanak.

S.V. Belmer, A.S. Simbirtsev, O. V. Golovenko, L.V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Shchigoleva, T.L. Mikhailov. Universiti Perubatan Negeri Rusia, Pusat Saintifik Koloproktologi Negeri, Moscow dan Institut Penyelidikan Biologi Sangat Tulen Negeri, St. Petersburg, sedang berusaha untuk mengkaji kepentingan sitokin dalam patogenesis penyakit radang kolon pada kanak-kanak. Penyakit radang kronik saluran gastrousus kini menduduki salah satu tempat utama dalam patologi sistem pencernaan pada kanak-kanak. Kepentingan khusus dilampirkan kepada penyakit radang kolon (IBD), yang kejadiannya semakin meningkat di seluruh dunia. Kursus yang panjang dengan berulang, dan dalam beberapa kes berulang, perkembangan komplikasi tempatan dan sistemik - semua ini mendorong kajian menyeluruh mengenai patogenesis penyakit ini dalam mencari pendekatan baru untuk rawatan IBD. Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, kejadian kolitis ulseratif (UC) adalah 510 kes setahun per 100 ribu penduduk, dengan penyakit Crohn (CD) 16 kes per tahun per 100 ribu penduduk. Kadar kelaziman di Rusia, di rantau Moscow sepadan dengan purata data Eropah, tetapi jauh lebih rendah daripada di negara-negara Scandinavia, Amerika, Israel dan England. Untuk NUC, prevalensinya adalah 19.3 per 100 ribu, kejadiannya 1.2 per 100 ribu orang setiap tahun. Untuk CD, prevalensnya ialah 3.0 setiap 100 ribu, insiden adalah 0.2 setiap 100 ribu orang setahun. Hakikat bahawa kekerapan tertinggi dicatatkan di negara maju bukan sahaja disebabkan oleh faktor sosial dan ekonomi, tetapi juga oleh ciri genetik dan imunologi pesakit yang menentukan kecenderungan kepada IBD. Faktor-faktor ini adalah asas dalam teori imunopatogenetik asal usul IBD. Teori virus dan / atau bakteria hanya menerangkan permulaan penyakit yang akut, dan kronisasi proses adalah disebabkan oleh kecenderungan genetik dan ciri-ciri tindak balas imun, yang juga ditentukan secara genetik. Perlu diperhatikan bahawa IBTC kini diklasifikasikan sebagai penyakit dengan kecenderungan kompleks genetik heterogen. Lebih daripada 15 gen calon yang berpotensi dari 2 kumpulan (immunospecific dan immunoregulatory), menyebabkan kecenderungan keturunan, telah dikenal pasti. Kemungkinan besar, kecenderungan ditentukan oleh beberapa gen yang menentukan sifat tindak balas imunologi dan keradangan. Berdasarkan hasil banyak kajian, dapat disimpulkan bahawa penyetempatan gen yang paling mungkin berkaitan dengan perkembangan IBT adalah kromosom 3, 7, 12, dan 16. Pada masa ini, banyak perhatian diberikan kepada kajian mengenai fungsi fungsi limfosit T dan B, serta mediator sitokin peradangan. Peranan interleukin (IL), interferon (IFN), faktor nekrosis tumor (TNF-a), makrofag dan autoantibodi kepada protein membran mukus usus besar dan mikroflora auto sedang dikaji secara aktif. Keanehan gangguan mereka dalam CD dan UC telah diungkap, tetapi masih belum jelas apakah perubahan ini berlaku terutama atau sekunder. Untuk memahami banyak aspek patogenesis, kajian yang dilakukan di peringkat praklinikal IBD, dan juga saudara-mara peringkat pertama, sangat penting. Antara mediator keradangan, peranan khas adalah milik sitokin, yang merupakan sekumpulan molekul polipeptida dengan jisim 5 hingga 50 kDa, mengambil bahagian dalam pembentukan dan pengawalseliaan tindak balas pertahanan badan. Pada tahap tubuh, sitokin berkomunikasi antara sistem kekebalan, saraf, endokrin, hematopoietik dan lain-lain dan berfungsi untuk melibatkan mereka dalam organisasi dan peraturan reaksi pertahanan. Klasifikasi sitokin ditunjukkan dalam Jadual 2. Sebilangan besar sitokin tidak disintesis oleh sel di luar tindak balas keradangan dan tindak balas imun. Ekspresi gen sitokin bermula sebagai tindak balas kepada penembusan patogen ke dalam badan, kerengsaan antigen atau kerosakan tisu. Salah satu pemicu sintesis sitokin yang paling kuat adalah komponen dinding sel bakteria: LPS, peptidoglycans, dan muramyldipeptides. Pengeluar sitokin pro-radang terutamanya monosit, makrofag, sel-T, dan lain-lain. Bergantung pada kesan pada proses keradangan, sitokin dibahagikan kepada dua kumpulan: pro-radang (IL-1, IL-6, IL-8 , TNF-a, IFN-g) dan anti-radang (IL-4, IL-10, TGF-b). Interleukin-1 (IL-1) adalah mediator imunoregulatory yang dilepaskan semasa reaksi keradangan, kerosakan tisu dan jangkitan (sitokin pro-radang). IL-1 memainkan peranan penting dalam pengaktifan sel T apabila ia berinteraksi dengan antigen. Terdapat 2 jenis IL-1: IL-1a, dan IL-1b, produk daripada dua lokus gen berbeza yang terletak pada kromosom manusia 2. IL-1a kekal di dalam sel atau mungkin dalam bentuk membran, dan muncul dalam jumlah kecil di ruang ekstraselular. Peranan bentuk membran IL - 1a adalah penghantaran isyarat pengaktifan dari makrofaj ke T - limfosit dan sel lain semasa hubungan antara sel. IL - 1a adalah pengantara jarak pendek utama. IL-1b, berbeza dengan IL-1a, dirembeskan secara aktif oleh sel, bertindak secara sistemik dan tempatan. Hari ini diketahui bahawa IL-1 adalah salah satu mediator utama tindak balas keradangan, merangsang percambahan sel T, meningkatkan ekspresi reseptor IL-2 pada sel T dan pengeluaran IL-2 mereka. IL-2 bersama-sama dengan antigen mendorong pengaktifan dan lekatan neutrofil, merangsang pembentukan sitokin lain (IL-2, IL-3, IL-6, dll.) oleh sel T dan fibroblas yang diaktifkan, merangsang percambahan fibroblas dan sel endotel. Secara sistemik, IL-1 bertindak secara sinergi dengan TNF-a dan IL-6. Dengan peningkatan kepekatan dalam darah, IL-1 menjejaskan sel-sel hipotalamus dan menyebabkan peningkatan suhu badan, demam, mengantuk, penurunan selera makan, dan juga merangsang sel hati untuk menghasilkan protein fasa akut (CRP, amiloid A, a-2 makroglobulin dan fibrinogen). IL4 (kromosom 5). Ia menghalang pengaktifan makrofaj dan menyekat banyak kesan yang dirangsang oleh IFNg, seperti pengeluaran IL1, nitrik oksida dan prostaglandin, memainkan peranan penting dalam tindak balas anti-radang, mempunyai kesan imunosupresif. IL6 (kromosom 7), salah satu sitokin proinflamasi utama, adalah inducer utama peringkat akhir pembezaan sel B dan makrofaj, perangsang kuat pengeluaran protein fasa akut oleh sel hati. Salah satu fungsi utama IL6 adalah untuk merangsang pengeluaran antibodi in vivo dan in vitro. IL8 (kromosom 4). Merujuk kepada mediator kemokin yang menyebabkan penghijrahan terarah (kemotaksis) leukosit ke fokus keradangan. Fungsi utama IL10 adalah menghalang pengeluaran sitokin mengikut jenis I Thelpers (TNFb, IFNg) dan makrofaj diaktifkan (TNF-a, IL1, IL12). Kini diakui bahawa jenis tindak balas imun dikaitkan dengan salah satu varian pengaktifan limfosit dengan penyertaan utama klon pembantu limfosit T jenis pertama (TH2) atau jenis kedua (TH3). Produk TH2 dan TH3 memberi kesan negatif terhadap pengaktifan klon bertentangan. Pengaktifan berlebihan mana-mana jenis klon Th boleh mengarahkan tindak balas imun mengikut salah satu pilihan pembangunan. Ketidakseimbangan kronik dalam pengaktifan klon Th membawa kepada perkembangan keadaan imunopatologi. Perubahan dalam sitokin dalam IBTD boleh dikaji dalam pelbagai cara dengan penentuan tahapnya dalam darah atau in situ. Tahap IL1 meningkat pada semua penyakit radang usus. Perbezaan antara NNC dan CD adalah dalam peningkatan ekspresi IL2. Jika dalam NUC tahap IL2 yang menurun atau normal didapati, maka dalam CD, tahap peningkatannya dikesan. Kandungan IL4 meningkat dalam NUC, manakala dalam CD ia kekal normal atau malah berkurangan. Tahap IL6, yang memediasi reaksi fasa akut, juga meningkat dalam semua bentuk keradangan. Data yang diperoleh mengenai profil sitokin memungkinkan untuk mencadangkan bahawa dua bentuk utama IBD kronik dicirikan oleh pengaktifan dan ekspresi sitokin yang berbeza. Keputusan kajian menunjukkan bahawa profil sitokin yang diperhatikan pada pesakit dengan UC lebih konsisten dengan profil TH3, manakala profil TH2 harus dianggap lebih ciri untuk pesakit dengan CD. Daya tarikan hipotesis ini tentang peranan profil TH2 dan TH3 juga ialah penggunaan sitokin boleh mengubah tindak balas imun dalam satu arah atau yang lain dan membawa kepada remisi dengan pemulihan keseimbangan sitokin. Ini dapat disahkan, khususnya, dengan penggunaan IL10. Kajian lanjut harus menunjukkan sama ada tindak balas sitokin adalah fenomena sekunder sebagai tindak balas kepada rangsangan atau, sebaliknya, ekspresi sitokin yang sepadan menentukan kereaktifan organisma dengan perkembangan manifestasi klinikal berikutnya. Kajian tahap sitokin dalam IBD pada kanak-kanak belum dijalankan. Karya ini adalah bahagian pertama dari kajian ilmiah yang dikhaskan untuk kajian status sitokin dalam IBD pada kanak-kanak. Tujuan kerja ini adalah untuk mengkaji aktiviti humoral makrofag dengan penentuan tahap (IL1a, IL8) dalam darah kanak-kanak dengan NUC dan CD, serta dinamika mereka semasa terapi. Dari tahun 2000 hingga 2002, 34 kanak-kanak dengan NUC dan 19 kanak-kanak dengan CD berumur dari 4 hingga 16 tahun telah diperiksa di jabatan gastroenterologi Hospital Klinikal Kanak-kanak Rusia. Diagnosis disahkan secara anamestik, endoskopi dan morfologi. Kajian tahap sitokin proinflamasi IL1a, IL8 telah dijalankan dengan kaedah ujian imunosorben berkaitan enzim (ELISA). Untuk menentukan kepekatan IL1a, IL8, kami menggunakan sistem ujian yang dikeluarkan oleh OOO Cytokin (St. Petersburg, Rusia). Analisis dijalankan di makmal immunopharmacology Pusat Saintifik Negeri Institut Penyelidikan Biopreparasi Sangat Tulen (ketua makmal, MD, Prof. AS Simbirtsev). Hasil yang diperoleh dalam kajian menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam tahap IL1a, IL8 dalam tempoh eksaserbasi, lebih ketara pada kanak-kanak dengan UC daripada pada kanak-kanak dengan CD. Tanpa pemburukan, tahap sitokin proinflamasi berkurangan, tetapi tidak mencapai norma. Di UC, tahap IL-1a, IL-8 meningkat dalam tempoh eksaserbasi pada 76.2% dan pada 90% kanak-kanak, dan dalam tempoh pengampunan - masing-masing dalam 69.2% dan 92.3%. Dalam CD, tahap IL-1a, IL-8 meningkat dalam tempoh eksaserbasi pada 73.3% dan 86.6% kanak-kanak, dan dalam tempoh pengampunan - masing-masing dalam 50% dan 75%.

Bergantung pada keparahan penyakit, anak-anak mendapat terapi dengan aminosalicylates atau glukokortikoid. Sifat terapi secara signifikan mempengaruhi dinamika tahap sitokin. Semasa terapi dengan aminosalicylates, tahap sitokin proinflamasi pada kumpulan kanak-kanak dengan NUC dan CD jauh lebih tinggi daripada yang terdapat dalam kumpulan kawalan. Pada masa yang sama, kadar yang lebih tinggi diperhatikan pada kumpulan kanak-kanak dengan UC. Dalam NUC dengan latar belakang terapi aminosalicylate, IL1a, IL8 meningkat masing-masing pada 82,4% dan 100% kanak-kanak, sementara semasa terapi glukokortikoid pada 60% kanak-kanak untuk kedua-dua sitokin. Dalam CD, IL1a, IL8 meningkat semasa terapi dengan aminosalicylates pada semua anak, dan semasa terapi glukokortikoid masing-masing pada 55,5% dan 77,7% kanak-kanak. Oleh itu, hasil kajian ini menunjukkan penglibatan yang signifikan dari hubungan makrofag sistem imun dalam proses patogenetik pada kebanyakan kanak-kanak dengan UC dan CD. Data yang diperoleh dalam kajian ini pada dasarnya tidak berbeza dengan data yang diperoleh semasa pemeriksaan pesakit dewasa. Perbezaan tahap IL1a dan IL8 pada pesakit dengan UC dan CD adalah kuantitatif, tetapi tidak kualitatif, yang menunjukkan sifat perubahan spesifik yang tidak spesifik kerana proses keradangan kronik. Oleh itu, petunjuk ini tidak mempunyai nilai diagnostik. Hasil kajian dinamik tahap IL1a dan IL8 membuktikan kecekapan terapi yang lebih tinggi dengan ubat glukokortikoid berbanding dengan terapi dengan aminosalisil. Data yang disajikan adalah hasil dari peringkat pertama kajian status sitokin kanak-kanak dengan IBT. Diperlukan kajian lebih lanjut mengenai masalah ini, dengan mengambil kira petunjuk sitokin pro-radang dan anti-radang lain.

Peranan oksida nitrat dan sitokin dalam perkembangan sindrom kecederaan paru-paru akut.

T. A. Shumatova, V. B. Shumatov, E. V. Markelova, L. G. Suhoteplaya sedang mengkaji masalah ini: Jabatan Anestesiologi dan Reanimatology, Universiti Perubatan Negeri Vladivostok. Sindrom kecederaan paru-paru akut (sindrom gangguan pernafasan dewasa, ARDS) adalah salah satu bentuk kegagalan pernafasan akut yang paling teruk yang berlaku pada pesakit dengan latar belakang trauma teruk, sepsis, peritonitis, pankreatitis, kehilangan darah yang banyak, aspirasi, selepas campur tangan pembedahan yang meluas dan dalam 50 60% kes membawa maut. Data kajian mengenai patogenesis ARDS, pengembangan kriteria untuk diagnosis awal dan prognosis sindrom adalah sedikit, agak bertentangan, yang tidak memungkinkan untuk mengembangkan konsep diagnostik dan terapi yang koheren. Didapati bahawa ARDS didasarkan pada kerosakan pada endotelium kapilari paru dan epitel alveolar, pelanggaran sifat reologi darah, yang menyebabkan edema tisu interstitial dan alveolar, keradangan, atelektasis, hipertensi paru. Dalam literatur beberapa tahun kebelakangan ini, terdapat cukup maklumat mengenai pengatur universal metabolisme sel dan tisu - nitrik oksida. Minat oksida nitrat (NO) terutama disebabkan oleh fakta bahawa ia terlibat dalam pengaturan banyak fungsi, termasuk nada vaskular, kontraktilitas jantung, agregasi platelet, neurotransmission, ATP dan sintesis protein, dan pertahanan imun. Di samping itu, bergantung pada pilihan sasaran molekul dan ciri-ciri interaksi dengannya, TIDAK juga mempunyai kesan yang merosakkan. Adalah dipercayai bahawa mekanisme pencetus pengaktifan sel adalah sitokinemia yang tidak seimbang. Sitokin adalah peptida larut yang bertindak sebagai pengantara sistem imun dan memberikan kerjasama selular, imunoregulasi positif dan negatif. Kami cuba mensistematisasi maklumat yang ada dalam literatur mengenai peranan NO dan sitokin dalam perkembangan sindrom kecederaan paru-paru akut. TIDAK adalah air dan gas larut lemak. Molekulnya adalah radikal bebas yang tidak stabil, mudah meresap ke dalam tisu, diserap dan dihancurkan dengan cepat sehingga hanya dapat mempengaruhi sel-sel di persekitaran yang berdekatan. Molekul NO mempunyai semua sifat yang terdapat pada utusan klasik: ia dihasilkan dengan cepat, bertindak dalam kepekatan yang sangat rendah, setelah pemberhentian isyarat luaran, ia dengan cepat berubah menjadi sebatian lain, mengoksidasi kepada oksida nitrogen anorganik yang stabil: nitrit dan nitrat. Jangka hayat NO dalam tisu adalah, menurut pelbagai sumber, dari 5 hingga 30 saat. Sasaran molekul utama NO adalah enzim dan protein yang mengandung zat besi: guanylate cyclase larut, nitrooxide synthase (NOS) tepat, hemoglobin, enzim mitokondria, enzim kitaran Krebs, protein dan sintesis DNA. Sintesis NO dalam badan berlaku melalui transformasi enzimatik bahagian yang mengandungi nitrogen dari asid amino L-arginine di bawah pengaruh enzim NOS tertentu dan dimediasi oleh interaksi ion kalsium dengan tenangodulin. Enzim tidak aktif pada kepekatan rendah dan aktif secara maksimum pada 1 μM kalsium bebas. Dua isoform NOS telah dikenal pasti: konstitutif (cNOS) dan induced (iNOS), yang merupakan produk dari gen yang berbeza. CNOS yang bergantung pada kalsium-kododulin sentiasa ada di dalam sel dan mendorong pembebasan sejumlah kecil NO sebagai tindak balas terhadap rangsangan dan rangsangan fizikal. TIDAK, yang dihasilkan di bawah pengaruh isoform ini, bertindak sebagai pembawa dalam sejumlah tindak balas fisiologi. INOS bebas kalsium-tenangodulin terbentuk dalam pelbagai jenis sel sebagai tindak balas terhadap sitokin pro-radang, endotoksin, dan oksidan. Isoform NOS ini ditranskripsikan oleh gen tertentu pada kromosom 17 dan mendorong sintesis sejumlah besar NO. Enzim ini juga dikelaskan kepada tiga jenis: NOS-I (neuronal), NOS-II (makrofag), NOS-III (endothelial). Keluarga enzim yang mensintesis NO terdapat dalam pelbagai sel paru-paru: di sel epitelium bronkus, di alveolosit, di makrofag alveolar, di sel mast, di sel endotel arteri dan urat bronkus, dalam miosit bronkus dan saluran darah yang lancar, dalam neuron bukan kolinergik adrenergik. Keupayaan konstitutif sel epitel bronkus dan alveoli manusia dan mamalia untuk mengeluarkan NO telah disahkan dalam banyak kajian. Telah terbukti bahawa bahagian atas saluran pernafasan manusia, serta bahagian bawah, terlibat dalam pembentukan NO. Kajian yang dijalankan pada pesakit dengan trakeostomi telah menunjukkan bahawa jumlah gas dalam udara yang dihembus melalui trakeostomi adalah jauh lebih sedikit daripada dalam rongga hidung dan mulut. Sintesis NO endogen pada pesakit dengan ventilasi paru-paru buatan menderita dengan ketara. Penyelidikan mengesahkan bahawa pelepasan NO berlaku pada masa bronkodilasi dan dikendalikan oleh sistem saraf vagus. Data telah diperoleh bahawa pembentukan NO dalam epitelium saluran pernafasan manusia meningkatkan penyakit radang sistem pernafasan. Sintesis gas meningkat kerana pengaktifan NOS yang diinduksi di bawah pengaruh sitokin, serta endotoksin dan lipopolisakarida.

Pada masa ini, lebih daripada seratus sitokin diketahui, yang secara tradisional dibahagikan kepada beberapa kumpulan.

1. Interleukin (IL-1 - IL18) - protein pengawal selia yang menyediakan interaksi mediator dalam sistem imun dan kaitannya dengan sistem badan yang lain.

2. Interferon (IFN-alpha, beta, gamma) - sitokin antivirus dengan kesan imunoregulasi yang ketara.

3. Faktor nekrosis tumor (TNF alpha, beta) adalah sitokin dengan kesan sitotoksik dan peraturan.

4. Faktor perangsang koloni (G-CSF, M-CSF, GM-CSF) - perangsang pertumbuhan dan pembezaan sel hematopoietik, mengatur hematopoiesis.

5. Chemokines (IL-8, IL-16) - chemoattractants untuk leukosit.

6. Faktor pertumbuhan - pengatur pertumbuhan, pembezaan dan aktiviti fungsional sel dari pelbagai tisu yang dimiliki (faktor pertumbuhan fibroblas, faktor pertumbuhan sel endotel, faktor pertumbuhan epidermis) dan faktor pertumbuhan transformasi (TGF beta).

Molekul bioregulasi ini menentukan jenis dan jangka masa tindak balas keradangan dan imun, mengawal percambahan sel, hematopoiesis, angiogenesis, penyembuhan luka, dan banyak proses lain. Semua penyelidik menekankan bahawa sitokin kekurangan kekhususan untuk antigen. Eksperimen dengan makrofaj paru-paru berbudaya dan sel mast telah menunjukkan pembentukan iNOS sebagai tindak balas kepada interferon gamma, interleukin-1, faktor nekrosis tumor dan lipopolisakarida. Ekspresi iNOS dan cNOS untuk sitokin proinflamasi dijumpai pada alveolosit haiwan dan manusia. Penambahan faktor pertumbuhan epidermis, pengatur fungsi sel epitel ke kultur, mengurangkan aktiviti hanya enzim yang disebabkan. Adalah diketahui bahawa, bergantung kepada sifat, sitokin bertindak autokrin - pada sel penghasil itu sendiri, parakrin - pada sel sasaran lain atau endokrin - pada sel yang berbeza di luar tempat pengeluarannya. Pada masa yang sama, mereka dapat berinteraksi satu sama lain mengikut prinsip agonistik atau antagonis, mengubah keadaan fungsi sel sasaran dan membentuk rangkaian sitokin. Oleh itu, sitokin bukan peptida terpencil, tetapi sistem integral, komponen utamanya adalah sel pengeluar, protein itu sendiri adalah sitokin, reseptornya, dan sel sasaran. Didapati bahawa dengan perkembangan kecederaan paru-paru akut, tahap sitokin pro-radang meningkat: IL-1, 6, 8, 12, TNF alpha, IFN alpha. Kesannya dikaitkan dengan vasodilatasi, peningkatan kebolehtelapan mereka dan pengumpulan cecair dalam tisu paru-paru. Di samping itu, kajian telah menunjukkan kemampuan IFN gamma dan TNF alpha untuk mendorong ekspresi molekul lekatan - ICAM -1 pada endotelium manusia. Molekul lekatan, melekat pada leukosit, platelet dan sel endothelial, membentuk neutrofil "bergolek" dan menggalakkan pengagregatan zarah fibrin. Proses ini menyumbang kepada pelanggaran aliran darah kapilari, meningkatkan kebolehtelapan kapilari, dan menyebabkan edema tisu tempatan. Perlahan aliran darah kapilari dipromosikan oleh pengaktifan NO, yang menyebabkan dilatasi arteriol. Penghijrahan selanjutnya leukosit ke fokus keradangan dikawal oleh sitokin khas - kemokin, yang dihasilkan dan dirembeskan bukan sahaja oleh makrofaj yang diaktifkan, tetapi juga oleh sel endothelial, fibroblas, miosit licin. Fungsi utama mereka adalah untuk membekalkan neutrofil ke fokus keradangan dan mengaktifkan aktiviti fungsinya. Kemokin utama untuk neutrofil adalah Il-8. Pengaruhnya yang paling kuat ialah lipopolysaccharides bakteria, IL-1 dan TNFalpha. R. Bahra et al. percaya bahawa setiap langkah pemindahan transendothelial neutrofil dikawal oleh merangsang kepekatan TNF alpha. Dengan perkembangan kecederaan paru-paru akut, endotelium vaskular, sel epitel bronkus dan makrofag alveolar diaktifkan dan terlibat dalam interaksi fasa. Akibatnya, dalam satu pihak, mobilisasi dan peningkatan sifat perlindungan mereka berlaku, dan, sebaliknya, kerosakan pada sel-sel itu sendiri dan tisu sekeliling adalah mungkin. Beberapa kajian telah menunjukkan bahawa produk pengurangan oksigen separa, superoksida, boleh terkumpul dalam fokus keradangan, yang menyahaktifkan kesan vasoaktif NO. TIDAK dan anion superoksida bertindak balas dengan cepat untuk membentuk peroksintit yang merosakkan sel. Tindak balas ini menggalakkan penyingkiran NO dari dinding vaskular dan bronkial, serta dari permukaan alveolosit. Kajian yang menunjukkan bahawa secara tradisional dianggap sebagai perantara ketoksikan NO, peroxynitrite boleh memberi kesan fisiologi dan mendorong kelonggaran vaskular melalui peningkatan cGMP yang dimediasi oleh NO dalam endotelium vaskular. Sebaliknya, peroxynitrite adalah oksidan kuat yang mampu merosakkan epitel alveolar dan surfaktan paru-paru. Ia menyebabkan pemusnahan protein membran dan lipid, merosakkan endothelium, meningkatkan pengagregatan platelet, dan mengambil bahagian dalam endotoxemia. Peningkatan pembentukannya dicatatkan dalam sindrom kecederaan paru-paru akut. Para penyelidik percaya bahawa NO yang dihasilkan sebagai hasil pengaktifan enzim yang diinduksi bertujuan untuk perlindungan tubuh yang tidak spesifik terhadap pelbagai jenis agen patogen, menghalang agregasi platelet dan meningkatkan peredaran darah tempatan. Didapati bahawa jumlah NO yang berlebihan menekan aktiviti cNOS dalam sel akibat interaksi dengan superoksida dan, mungkin, akibat desensitisasi guanylate cyclase, menyebabkan penurunan cGMP dalam sel dan peningkatan kalsium intraselular . Brett et al. dan Kooy et al., menganalisis kepentingan mekanisme nitrooksidargik dalam patogenesis ARDS, mencadangkan bahawa iNOS, peroxynitrite, dan nitrotyrosine, produk utama kesan peroxynitrite pada protein, mungkin memainkan peranan penting dalam perkembangan sindrom. Cuthbertson et al. percaya bahawa asas kecederaan paru-paru akut adalah kesan NO dan peroxynitrite pada elastase dan interleukin-8. Kobayashi et al. juga mencatatkan peningkatan dalam kandungan iNOS, interleukin-1, interleukin-6, interleukin-8 dalam cecair bronchoalveolar pada pesakit dengan sindrom kecederaan paru-paru akut. Meldrum et al. menunjukkan penurunan pengeluaran sitokin radang oleh makrofag paru di ARDS di bawah pengaruh substrat pengeluaran tempatan NO - L-arginine. Didapati bahawa dalam genesis sindrom kecederaan paru-paru akut, peranan penting dimainkan oleh kerosakan kebolehtelapan vaskular yang disebabkan oleh tindakan sitokin - TNF alpha, IL-2, GM-CSF, antibodi monoklonal kepada limfosit CD3 pada sel endothelial vaskular. paru-paru dan imunosit. Peningkatan yang cepat dan kuat dalam kebolehtelapan saluran paru membawa kepada penghijrahan neutrofil ke dalam tisu paru-paru dan pembebasan mediator sitotoksik oleh mereka, yang memimpin dalam perkembangan perubahan paru patologi. Semasa perkembangan kecederaan paru-paru akut, TNF alpha meningkatkan lekatan neutrofil ke dinding vaskular, meningkatkan penghijrahan mereka ke dalam tisu, menggalakkan perubahan struktur dan metabolik dalam endotheliocytes, mengganggu kebolehtelapan membran sel, mengaktifkan pembentukan sitokin dan eicosanoid lain, dan menyebabkan apoptosis dan nekrosis sel epitelium paru-paru. Data yang diperoleh menunjukkan bahawa apoptosis makrofag yang disebabkan oleh pengenalan LPS banyak dikaitkan dengan gamma IFN dan dikurangkan oleh tindakan IL-4, IL-10, TGF beta. Walau bagaimanapun, Kobayashi et al. memperoleh data yang menunjukkan bahawa gamma IFN mungkin terlibat dalam pembaikan epitel mukosa saluran pernafasan. Kajian Hagimoto mengandungi maklumat bahawa sel epitelium bronkus dan alveoli sebagai tindak balas terhadap ligan TNF alpha atau Fas melepaskan IL-8, IL-12. Proses ini dikaitkan dengan pengaktifan faktor nuklear Carr-B oleh ligan Fas.

Adalah dipercayai bahawa IL-8 adalah salah satu sitokin yang paling penting dalam patofisiologi kecederaan paru-paru akut. Miller et al. dalam kajian cecair bronko-alveolar pada pesakit dengan ARDS terhadap latar belakang sesis, peningkatan ketara dalam tahap IL-8 didapati, berbanding pesakit dengan edema pulmonari kardiogenik. Telah dinyatakan bahawa sumber utama Il-8 adalah paru-paru, dan kriteria ini dapat digunakan dalam diagnosis pembezaan sindrom. Grau et al. percaya bahawa sel endothelial kapilari pulmonari adalah sumber penting sitokin - IL-6, IL-8 dalam perkembangan kecederaan paru-paru akut. Goodman et al. Semasa mengkaji dinamika tahap sitokin dalam cecair lavage broncho-alveolar pada pesakit dengan ARDS, peningkatan ketara dalam IL-1beta, IL-8, peptida chemotactic monocytic-1, aktivator neutrofilik sel epitelium, peptida radang makrofag -1 alpha dijumpai. Pada masa yang sama, penulis percaya bahawa peningkatan kandungan IL-1 beta dapat berfungsi sebagai penanda hasil sindrom yang tidak menguntungkan. Bauer et al. telah ditunjukkan bahawa kawalan ke atas kandungan IL-8 dalam cecair bronchoalveolar pada pesakit dengan ARDS boleh digunakan untuk pemantauan, penurunan tahap IL-8 menunjukkan proses yang tidak menguntungkan. Sejumlah kajian juga mengandungi maklumat bahawa tahap pengeluaran sitokin oleh endotelium vaskular paru-paru mempengaruhi perkembangan kecederaan paru-paru akut dan kawalannya dapat digunakan dalam praktik klinikal untuk diagnosis awal. Kemungkinan akibat negatif daripada peningkatan tahap sitokin proinflamasi pada pesakit dengan ARDS dibuktikan oleh kajian Martin et al., Warner et al Makrofaj alveolar yang diaktifkan oleh sitokin dan endotoksin bakteria meningkatkan sintesis NO. Tahap pengeluaran NO oleh sel epitelium bronkial dan alveolar, neutrofil, sel mast, sel endothelial dan miosit licin saluran pulmonari juga meningkat, mungkin melalui pengaktifan faktor nuklear Carr-B. Penulis percaya bahawa nitrik oksida yang dihasilkan hasil daripada pengaktifan NOS teraruh bertujuan terutamanya untuk pertahanan badan yang tidak spesifik. Dibebaskan dari makrofag, NO cepat menembusi bakteria dan kulat, di mana ia menghalang tiga kumpulan enzim penting: pengangkutan H-elektron, kitaran Krebs dan sintesis DNA. TIDAK terlibat dalam pertahanan tubuh pada tahap terakhir tindak balas imun dan secara kiasan dianggap sebagai "pedang menghukum" sistem imun. Namun, terkumpul dalam sel dalam jumlah yang tidak mencukupi, TIDAK juga mempunyai kesan yang merosakkan. Oleh itu, dengan perkembangan sindrom kecederaan paru-paru akut, sitokin dan NO mencetuskan rantaian tindak balas berurutan yang dinyatakan dalam peredaran mikro terjejas, hipoksia tisu, edema alveolar dan interstisial, dan kerosakan pada fungsi metabolik paru-paru. Oleh itu, dapat dinyatakan bahawa kajian mekanisme fisiologi dan patofisiologi tindakan sitokin dan NO adalah bidang yang menjanjikan untuk penyelidikan dan akan memungkinkan di masa depan bukan hanya untuk memperluas pemahaman tentang patogenesis ARDS, tetapi juga untuk menentukan penanda diagnostik dan prognostik sindrom, untuk membangunkan pilihan terapi berasaskan patogenetik yang bertujuan untuk mengurangkan kematian.

Kaedah untuk penentuan sitokin.

Ulasan dikhaskan untuk kaedah utama untuk kajian sitokin yang sedang digunakan. Kemungkinan dan tujuan kaedah diterangkan secara ringkas. Kelebihan dan kekurangan pelbagai pendekatan untuk analisis ekspresi gen sitokin pada tahap asid nukleik dan pada tahap pengeluaran protein ditunjukkan. (Sytokines and inflammation. 2005. T. 4, No. 1. S. 22-27.)

Sitokin adalah protein pengawalseliaan yang membentuk rangkaian pengantara universal, ciri kedua sistem imun dan sel organ dan tisu lain. Semua peristiwa selular berlaku di bawah kawalan kelas protein pengawalseliaan ini: percambahan, pembezaan, apoptosis, dan aktiviti fungsi sel khusus. Kesan setiap sitokin pada sel dicirikan oleh pleiotropi, spektrum kesan pengantara yang berlainan bertindih dan, secara amnya, keadaan fungsional akhir sel bergantung pada pengaruh beberapa sitokin yang bertindak secara sinergis. Oleh itu, sistem sitokin ialah rangkaian perantara pengawalseliaan polimorfik sejagat yang direka untuk mengawal proses percambahan, pembezaan, apoptosis dan aktiviti fungsian unsur selular dalam sistem hematopoietik, imun dan homeostatik badan yang lain. Kaedah untuk penentuan sitokin telah mengalami evolusi yang sangat pesat selama 20 tahun kajian intensif dan hari ini mewakili keseluruhan bidang pengetahuan saintifik. Penyelidik dalam sitokinologi pada permulaan kerja mereka berhadapan dengan persoalan memilih kaedah. Dan di sini penyelidik mesti mengetahui dengan tepat maklumat apa yang perlu dia perolehi untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan. Pada masa ini, beratus kaedah berbeza untuk menilai sistem sitokin telah dikembangkan, yang memberikan pelbagai maklumat mengenai sistem ini. Penilaian sitokin dalam pelbagai media biologi boleh berdasarkan aktiviti biologi tertentu. Mereka boleh diukur dengan menggunakan pelbagai kaedah imunoassay menggunakan antibodi poli dan monoklonal. Selain mempelajari bentuk-bentuk sekresi sitokin, adalah mungkin untuk mengkaji kandungan dan penghasilan intraselularnya dalam tisu melalui sitometri aliran, pembuangan Barat, dan imunohistokimia in situ. Maklumat yang sangat penting dapat diperoleh dengan mengkaji ekspresi mRNA sitokin, kestabilan mRNA, kehadiran isoform mRNA sitokin, urutan nukleotida antisense semula jadi. Kajian mengenai varian alel gen sitokin dapat memberikan maklumat penting mengenai pengeluaran tinggi atau rendah yang diprogramkan secara genetik untuk satu atau orang tengah yang lain. Setiap kaedah mempunyai kekurangan dan kelebihannya sendiri, ketetapan dan ketetapannya sendiri. Ketidaktahuan dan kesalahpahaman penyelidik mengenai nuansa ini dapat membawanya ke kesimpulan yang salah.

Penentuan aktiviti biologi sitokin.

Sejarah penemuan dan langkah pertama dalam kajian sitokin berkait rapat dengan penanaman sel dan garis sel imunokompeten. Kemudian kesan pengawalseliaan (aktiviti biologi) sejumlah faktor larut sifat protein pada aktiviti percambahan limfosit, pada sintesis imunoglobulin, terhadap perkembangan tindak balas imun dalam model in vitro ditunjukkan. Salah satu kaedah pertama untuk menentukan aktiviti biologi orang tengah adalah penentuan faktor penghijrahan limfosit manusia dan faktor penghambatannya. Oleh kerana kesan biologi sitokin telah dikaji, pelbagai kaedah telah muncul untuk menilai aktiviti biologinya. Oleh itu, IL-1 ditentukan dengan menilai percambahan thymocytes murine in vitro, IL-2 - dengan keupayaan untuk merangsang aktiviti proliferatif limfoblas, IL-3 - oleh pertumbuhan koloni hematopoietik secara in vitro, IL-4 - oleh kesan komitogenik, dengan peningkatan ekspresi Ia-protein, dengan adanya pembentukan IgG1 dan IgE, dll. Senarai kaedah ini dapat dilanjutkan, ia terus dikemas kini apabila aktiviti biologi baru dari faktor larut ditemui. Kelemahan utama mereka adalah kaedah tidak standard, kemustahilan penyatuan mereka. Pengembangan lebih lanjut kaedah untuk menentukan aktiviti biologi sitokin menyebabkan penciptaan sebilangan besar garis sel sensitif terhadap satu atau lain sitokin, atau garis multi-sensitif. Sebilangan besar sel sensitif sitokin kini boleh didapati dalam senarai barisan sel komersial. Sebagai contoh, untuk menguji IL-1a dan b, garis sel D10S digunakan, untuk IL-2 dan IL-15 - garis sel CTLL-2, untuk IL-3, IL-4, IL-5, IL-9 , IL-13, GM-CSF - garis sel TF-1, untuk IL-6 - garis sel B9, untuk IL-7 - sel sel 2E8, untuk TNFa dan TNFb - garis sel L929, untuk IFNg - garis sel WiDr, untuk IL-18 - garis sel sel KG-1. Walau bagaimanapun, pendekatan ini untuk mengkaji protein immunoactive, bersama dengan kelebihan yang terkenal seperti mengukur aktiviti biologi sebenar protein matang dan aktif, kebolehulangan tinggi dalam keadaan standard, mempunyai kekurangannya. Ini termasuk, pertama-tama, kepekaan garis sel bukan kepada satu sitokin, tetapi kepada beberapa sitokin yang berkaitan, kesan biologi yang bertindih. Di samping itu, kemungkinan induksi pengeluaran sitokin lain oleh sel sasaran, yang boleh memesongkan parameter yang diuji (sebagai peraturan, percambahan, sitotoksisiti, chemotaxis), tidak boleh diketepikan. Kami belum mengetahui semua sitokin dan tidak semua kesannya, oleh itu, kami menilai bukan sitokin itu sendiri, tetapi keseluruhan aktiviti biologi spesifik. Oleh itu, penilaian aktiviti biologi sebagai jumlah aktiviti pengantara yang berbeza (kekurangan kekhususan) adalah salah satu kelemahan kaedah ini. Selain itu, dengan menggunakan garis sensitif sitokin, mustahil untuk mengenal pasti molekul yang tidak aktif dan protein yang berkaitan. Ini bermaksud kaedah sedemikian tidak menggambarkan pengeluaran sebenar bagi sebilangan sitokin. Kelemahan penting lain dalam menggunakan garis sel adalah keperluan makmal untuk kultur sel. Di samping itu, semua prosedur untuk membesarkan sel, mengeramkannya dengan protein dan media yang dikaji adalah memakan masa. Perlu juga diperhatikan bahawa penggunaan jangka panjang sel memerlukan pembaharuan atau pensijilan semula, kerana sebagai hasil penanaman, mereka dapat bermutasi dan mengubah, yang dapat menyebabkan perubahan kepekaan mereka terhadap mediator dan penurunan ketepatan menentukan aktiviti biologi. Walau bagaimanapun, kaedah ini sangat sesuai untuk menguji aktiviti biologi khusus pengantara rekombinan.

Kuantiti sitokin menggunakan antibodi.

Sitokin yang dihasilkan oleh sel imunokompeten dan jenis sel lain dilepaskan ke ruang ekstraselular untuk interaksi isyarat parakrin dan autokrin. Dengan kepekatan protein ini dalam serum darah atau dalam lingkungan yang terkondisi, seseorang dapat menilai sifat proses patologi dan kelebihan atau kekurangan fungsi sel tertentu pada pasien. Kaedah untuk penentuan sitokin menggunakan antibodi khusus hari ini adalah sistem yang paling biasa untuk pengesanan protein ini. Kaedah-kaedah ini telah melalui rangkaian pengubahsuaian dengan menggunakan label yang berbeza (radioisotop, pendarfluor, elektrokemiluminesen, enzim, dll.). Sekiranya kaedah radioisotop mempunyai beberapa kelemahan yang berkaitan dengan penggunaan label radioaktif dan kemungkinan waktu yang terhad untuk menggunakan reagen berlabel (separuh hayat), maka kaedah imunosorben yang berkaitan dengan enzim telah menemukan penggunaan yang paling meluas. Ia adalah berdasarkan visualisasi produk tidak larut daripada tindak balas enzimatik, menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang diketahui, dalam jumlah yang setara dengan kepekatan analit. Untuk mengikat bahan yang hendak diukur, antibodi yang digunakan pada asas polimer pepejal digunakan, dan untuk visualisasi, antibodi yang terkonjugasi kepada enzim, biasanya alkali fosfatase atau lobak pedas peroksidase, digunakan. Kelebihan kaedah ini jelas: ketepatan penentuan yang tinggi dalam keadaan penyimpanan standard untuk reagen dan prosedur, analisis kuantitatif, dan kebolehulangan. Kelemahannya merangkumi kepekatan terhad yang ditentukan, akibatnya semua kepekatan yang melebihi ambang tertentu dianggap sama dengannya. Harus diingat bahawa masa yang diperlukan untuk menyelesaikan kaedah berbeza-beza bergantung pada saranan pengeluar. Walau bagaimanapun, bagaimanapun, kita bercakap mengenai beberapa jam yang diperlukan untuk pengeraman dan pencucian reagen. Di samping itu, bentuk sitokin terpendam dan terikat ditentukan, yang dalam kepekatannya boleh melebihi bentuk bebas, terutamanya bertanggungjawab untuk aktiviti biologi pengantara. Oleh itu, adalah wajar untuk menggunakan kaedah ini bersama dengan kaedah untuk menilai aktiviti biologi orang tengah. Satu lagi pengubahsuaian kaedah immunoassay yang telah menemui aplikasi yang meluas ialah kaedah electrochemiluminescence (ECL) untuk penentuan protein dengan antibodi yang dilabelkan dengan ruthenium dan biotin. Kaedah ini mempunyai kelebihan berikut berbanding radioisotop dan immunoassay enzim: kemudahan pelaksanaan, masa yang singkat untuk menyelesaikan kaedah, tiada prosedur pencucian, jumlah sampel yang kecil, julat besar kepekatan sitokin yang ditentukan dalam serum dan dalam persekitaran yang berhawa dingin, sensitiviti tinggi kaedah dan kebolehulangannya. Kaedah yang dipertimbangkan boleh diterima untuk digunakan dalam kedua-dua penyelidikan saintifik dan kajian klinikal. Kaedah seterusnya untuk menilai sitokin dalam media biologi dikembangkan berdasarkan teknologi fluorimetri aliran. Ia membolehkan anda menilai seratus protein secara serentak dalam sampel. Pada masa ini, kit komersial telah dicipta untuk penentuan sehingga 17 sitokin. Namun begitu, kelebihan kaedah ini juga menentukan keburukannya. Pertama, ini adalah kesukaran pemilihan keadaan optimum untuk penentuan beberapa protein, dan kedua, pengeluaran sitokin melata dengan puncak pengeluaran pada masa yang berbeza. Oleh itu, penentuan sebilangan besar protein sekaligus tidak selalu memberi maklumat. Keperluan umum untuk kaedah immunoassay menggunakan apa yang disebut. "sandwic" ialah pemilihan sepasang antibodi yang teliti, membolehkan untuk menentukan sama ada bentuk bebas atau terikat bagi protein yang dianalisis, yang mengenakan had ke atas kaedah ini, dan yang mesti sentiasa diambil kira semasa mentafsir data yang diperolehi. Kaedah ini menentukan jumlah pengeluaran sitokin oleh sel yang berbeza, pada masa yang sama, adalah mungkin untuk menilai tentang pengeluaran spesifik antigen sitokin oleh sel imunokompeten hanya secara hipotesis. Pada masa ini, sistem ELISpot (Enzyme-Liked ImmunoSpot) telah dikembangkan, yang sebahagian besarnya menghilangkan kekurangan ini. Kaedah ini memungkinkan untuk menilai secara separa kuantitatif pengeluaran sitokin pada tahap sel individu. Resolusi tinggi kaedah ini membolehkan seseorang menilai pengeluaran sitokin yang dirangsang antigen, yang sangat penting untuk menilai tindak balas imun tertentu. Kaedah seterusnya, digunakan secara meluas untuk tujuan saintifik, ialah penentuan intraselular sitokin oleh sitometri aliran. Kelebihannya jelas. Kita secara fenotip boleh mencirikan populasi sel penghasil sitokin dan / atau menentukan spektrum sitokin yang dihasilkan oleh sel individu, dengan kemungkinan ciri khas kuantitatif pengeluaran ini. Pada masa yang sama, kaedah yang diterangkan agak rumit dan memerlukan peralatan yang mahal. Siri kaedah seterusnya, yang terutama digunakan untuk tujuan saintifik, adalah kaedah imunohistokimia menggunakan antibodi monoklonal berlabel. Kelebihannya jelas - penentuan pengeluaran sitokin secara langsung dalam tisu (in situ), di mana pelbagai reaksi imunologi berlaku. Walau bagaimanapun, kaedah yang dipertimbangkan sangat sukar dan tidak memberikan data kuantitatif yang tepat.

Penentuan sitokin oleh enzim immunoassay.

Vektor-CJSC Terbaik di bawah kepimpinan T.G. Ryabicheva, N.A. Varaksin, N.V. Timofeeva, M. Yu. Rukavishnikov secara aktif berusaha ke arah penentuan sitokin. Sitokin adalah sekumpulan mediator polipeptida, sering kali glikosilasi, dengan berat molekul antara 8 hingga 80 kDa. Sitokin terlibat dalam pembentukan dan pengaturan reaksi pertahanan badan dan homeostasis. Mereka terlibat dalam semua bahagian tindak balas imun humoral dan selular, termasuk pembezaan sel progenitor imunokompeten, persembahan antigen, pengaktifan dan percambahan sel, ekspresi molekul lekatan, dan tindak balas fasa akut. Sebahagian daripada mereka mampu menunjukkan banyak kesan biologi berhubung dengan pelbagai sel sasaran. Tindakan sitokin pada sel dilakukan dengan cara berikut: autokrin - pada sel mensintesis dan merembeskan sitokin ini; paracrine - pada sel yang terletak berhampiran sel pengeluar, contohnya, dalam fokus keradangan atau dalam organ limfoid; endokrin-dari jarak jauh - pada sel mana-mana organ dan tisu selepas sitokin memasuki peredaran darah. Pembentukan dan pembebasan sitokin biasanya berumur pendek dan diatur dengan ketat. Sitokin bertindak ke atas sel dengan mengikat reseptor tertentu pada membran sitoplasma, sehingga menyebabkan lata reaksi yang membawa kepada induksi, peningkatan atau penindasan aktiviti sejumlah gen yang diatur olehnya. Sitokin dicirikan oleh sifat rangkaian fungsi yang kompleks, di mana pengeluaran salah satunya mempengaruhi pembentukan atau manifestasi aktiviti sejumlah orang lain. Sitokin adalah pengantara tempatan, oleh itu, disarankan untuk mengukur tahapnya dalam tisu yang sesuai setelah pengekstrakan protein tisu dari biopsi organ yang sesuai atau dalam cecair semula jadi: air kencing, cecair lakrimal, cecair saku gingiva, lavage bronchoalveolar, rembesan vagina, ejakulasi , pencucian dari rongga, saraf tunjang atau cecair sinovial, dan lain-lain. Maklumat tambahan mengenai keadaan sistem imun badan dapat diperoleh dengan mengkaji kemampuan sel darah untuk menghasilkan sitokin secara in vitro. Tahap sitokin plasma mencerminkan keadaan sistem imun semasa dan perkembangan tindak balas pertahanan in vivo. Penghasilan sitokin secara spontan oleh kultur sel mononuklear darah periferal memungkinkan untuk menilai keadaan sel yang sesuai. Peningkatan pengeluaran sitokin secara spontan menunjukkan bahawa sel sudah diaktifkan oleh antigen in vivo. Pengeluaran sitokin yang disebabkan memungkinkan untuk menilai keupayaan keupayaan sel-sel yang sesuai untuk bertindak balas terhadap rangsangan antigenik. Pengurangan sitokin in vitro, misalnya, boleh berfungsi sebagai salah satu tanda keadaan kekurangan imun. Oleh itu, kedua-dua pilihan untuk mengkaji tahap sitokin dalam darah yang beredar dan semasa pengeluarannya oleh kultur sel adalah penting dari sudut untuk mencirikan imunoreaktiviti keseluruhan organisma dan fungsi hubungan individu sistem imun. Sehingga baru-baru ini, di Rusia, beberapa kumpulan penyelidik terlibat dalam kajian sitokin, kerana kaedah penyelidikan biologi sangat memakan masa, dan alat imunokimia yang diimport sangat mahal. Dengan kemunculan kit imunosorben berkaitan enzim domestik yang tersedia, pakar perubatan yang mengamalkan menunjukkan minat yang semakin meningkat untuk mengkaji profil sitokin. Pada masa ini, kepentingan diagnostik untuk menilai tahap sitokin terdiri dalam memastikan fakta peningkatan atau penurunan kepekatan mereka pada pesakit tertentu dengan penyakit tertentu. Lebih-lebih lagi, untuk menilai keparahan dan meramalkan perjalanan penyakit, disarankan untuk menentukan kepekatan kedua-dua sitokin anti-dan pro-radang dalam dinamika perkembangan patologi. Sebagai contoh, kandungan sitokin dalam darah periferal ditentukan oleh masa pemburukan, mencerminkan dinamik proses patologi dalam penyakit ulser peptik dan penyakit lain saluran gastrousus. Pada peringkat awal eksaserbasi, peningkatan kandungan interleukin-1beta (IL-1beta), interleukin-8 (IL-8) berlaku, kemudian kepekatan interleukin-6 (IL-6), gamma-interferon (gamma). -INF), faktor nekrosis tumor meningkat -alpha (alpha-TNF). Kepekatan interleukin-12 (IL-12), gamma-INF, alpha-TNF mencapai maksimum pada ketinggian penyakit, manakala kandungan penanda fasa akut dalam tempoh ini menghampiri nilai normal. Pada puncak eksaserbasi, tahap alpha-TNF secara signifikan melebihi kandungan interleukin-4 (IL-4) dalam serum darah dan secara langsung di tisu yang terjejas di zon per ulser, setelah itu ia mulai beransur-ansur berkurang. Ketika fenomena akut mereda dan proses pembaikan semakin meningkat, kepekatan IL-4 meningkat. Dengan perubahan dalam profil sitokin, seseorang boleh menilai keberkesanan dan kebolehlaksanaan kemoterapi. Semasa menjalankan terapi sitokin, misalnya, semasa terapi dengan alpha-interferon (alpha-IFN), perlu untuk mengawal tahap kandungannya dalam darah yang beredar dan penghasilan antibodi terhadap alpha-IFN. Adalah diketahui bahawa apabila sejumlah besar antibodi ini dihasilkan, terapi interferon bukan sahaja berhenti berkesan, tetapi juga boleh membawa kepada penyakit autoimun. Baru-baru ini, ubat baru telah dikembangkan dan diperkenalkan dalam praktik, yang dalam satu atau lain cara mengubah status sitokin badan. Sebagai contoh, untuk rawatan arthritis rheumatoid, ubat dicadangkan berdasarkan antibodi kepada alpha-TNF, direka untuk membuang alpha-TNF, yang terlibat dalam pemusnahan tisu penghubung. Walau bagaimanapun, menurut data dan literatur kami, tidak semua pesakit dengan rheumatoid arthritis kronik mempunyai peningkatan tahap TNF-alpha, oleh itu, untuk kumpulan pesakit ini, penurunan tahap TNF-alpha dapat memperburuk ketidakseimbangan sistem ketahanan badan. Oleh itu, terapi sitokin yang betul menganggap kawalan status sitokin organisma semasa rawatan. Peranan perlindungan sitokin proinflamasi ditunjukkan secara tempatan, dalam fokus keradangan, tetapi pengeluaran sistemiknya tidak membawa kepada pengembangan imuniti anti-berjangkit dan tidak menghalang perkembangan kejutan toksik bakteria, yang merupakan penyebab kematian awal pada pesakit pembedahan dengan komplikasi purulen-septik. Asas patogenesis jangkitan pembedahan adalah permulaan lata sitokin, yang termasuk, di satu pihak, pro-radang, dan di sisi lain, sitokin anti-radang. Keseimbangan antara dua kumpulan yang bertentangan ini sangat menentukan sifat kursus dan hasil penyakit purulen-septik. Walau bagaimanapun, penentuan kepekatan darah untuk satu sitokin dari kumpulan ini (contohnya, TNF alpha atau IL-4) tidak akan mencerminkan keadaan keseluruhan keseimbangan sitokin. Oleh itu, penilaian satu peringkat tahap beberapa mediator adalah perlu (sekurang-kurangnya 2-3 daripada subkumpulan yang bertentangan). Pada masa ini CJSC "Vector-Best" telah membangun dan menghasilkan kit reagen secara bersiri untuk penentuan kuantitatif: faktor nekrosis tumor-alpha (kepekaan - 2 pg / ml, 0-250 pg / ml); gamma interferon (kepekaan - 5 pg / ml, 0-2000 pg / ml); interleukin-4 (sensitiviti - 2 pg / ml, 0-400 pg / ml); interleukin-8 (kepekaan - 2 pg / ml, 0-250 pg / ml); antagonis reseptor interleukin-1 (IL-1RA) (kepekaan - 20 pg / ml, 0-2500 pg / ml); interferon alfa (sensitiviti - 10 pg / ml, 0-1000 pg / ml); antibodi autoimun terhadap alpha-interferon (kepekaan - 2 ng / ml, 0-500 ng / ml). Semua kit dirancang untuk menentukan kepekatan sitokin ini dalam cecair biologi manusia, dalam supernatan kultur ketika mempelajari kemampuan kultur sel manusia menghasilkan sitokin secara in vitro. Prinsip analisis ialah varian "sandwic" tiga peringkat fasa pepejal (masa pengeraman - 4 jam) atau dua peringkat (masa pengeraman - 3.5 jam) ujian imunosorben berkaitan enzim pada plat. Ujian ini memerlukan 100 µl cecair biologi atau supernatan kultur per telaga. Perakaunan keputusan - secara spektrofotometri pada panjang gelombang 450 nm. Dalam semua kit, kromogen adalah tetramethylbenzidine. Jangka hayat kit kami telah dilanjutkan kepada 18 bulan dari tarikh dikeluarkan dan 1 bulan selepas permulaan penggunaan. Analisis data literatur menunjukkan bahawa kandungan sitokin dalam plasma darah orang yang sihat bergantung pada kit yang digunakan untuk menentukannya dan di kawasan tempat orang-orang ini tinggal. Oleh itu, untuk mengetahui nilai kepekatan sitokin normal dalam penduduk wilayah kami, kami menganalisis sampel rawak plasma (dari 80 hingga 400 sampel) penderma darah yang sihat, wakil pelbagai kumpulan sosial berumur 18 hingga 60 tahun tanpa klinikal. manifestasi patologi somatik kasar dan ketiadaan antibodi HBsAg terhadap virus HIV, hepatitis B dan C.

Faktor nekrosis tumor-alpha.

TNF-alpha adalah sitokin proinflamasi pleiotropik yang terdiri daripada dua rantai b memanjang dengan berat molekul 17 kDa dan melakukan fungsi pengawalseliaan dan efektor dalam tindak balas dan keradangan imun. Pengeluar utama alpha-TNF adalah monosit dan makrofag. Sitokin ini juga dirembeskan oleh limfosit darah dan granulosit, sel pembunuh semula jadi, dan garis sel T-limfosit. Penyebab utama alpha-TNF adalah virus, mikroorganisma dan produk metabolisme mereka, termasuk lipopolysaccharide bakteria. Selain itu, beberapa sitokin, seperti IL-1, IL-2, faktor perangsang koloni granulosit-makrofag, alpha- dan beta-INF, juga dapat memainkan peranan sebagai pemicu. Petunjuk utama aktiviti biologi alpha-TNF: menunjukkan sitotoksisitas selektif berkaitan dengan beberapa sel tumor; mengaktifkan granulosit, makrofag, sel endotel, hepatosit (pengeluaran protein fasa akut), osteoklas dan kondrosit (penyerapan semula tisu tulang dan tulang rawan), sintesis sitokin pro-radang lain; merangsang percambahan dan pembezaan: neutrofil, fibroblas, sel endotel (angiogenesis), sel hematopoietik, T- dan limfosit B; meningkatkan aliran neutrofil dari sumsum tulang ke dalam darah; mempunyai aktiviti antitumor dan antivirus dalam vivo dan in vitro; mengambil bahagian bukan sahaja dalam reaksi pertahanan, tetapi juga dalam proses pemusnahan dan pembaikan yang disertai dengan keradangan; berfungsi sebagai salah satu perantara pemusnahan tisu, yang biasa terjadi pada keradangan kronik yang berpanjangan.

Nasi. 1. Pembahagian tahap alpha-TNF

dalam plasma penderma sihat.

Tahap peningkatan alpha-TNF diperhatikan dalam serum darah semasa keadaan pasca trauma, dengan disfungsi paru, pelanggaran perjalanan normal kehamilan, barah, asma bronkial. Tahap alpha-TNF adalah 5-10 kali lebih tinggi daripada norma semasa eksaserbasi bentuk kronik hepatitis C virus. Semasa tempoh pemburukan penyakit saluran gastrousus, kepekatan alpha-TNF dalam serum melebihi norma dengan purata 10 kali, dan pada beberapa pesakit - 75-80 kali. Kepekatan tinggi alpha-TNF terdapat pada cecair serebrospinal pada pesakit dengan sklerosis berganda dan meningitis serebrospinal, dan pada pesakit dengan rheumatoid arthritis - dalam cecair sinovial. Ini menunjukkan penglibatan TNF alpha dalam patogenesis beberapa penyakit autoimun. Kekerapan pengesanan alpha-TNF dalam serum darah, walaupun dengan keradangan teruk, tidak melebihi 50%, dengan pengeluaran yang disebabkan dan spontan - hingga 100%. Julat kepekatan alpha-TNF adalah 0-6 pg / ml, rata-rata - 1.5 pg / ml (Gbr. 1).

Interferon gamma.

Nasi. 2. Pembahagian tahap IFN-gamma

dalam plasma penderma sihat.

Interleukin-4

IL-4 ialah glikoprotein dengan berat molekul 18–20 kDa, perencat semulajadi keradangan. Bersama dengan IFN-gamma, IL-4 adalah sitokin utama yang dihasilkan oleh sel T (terutamanya limfosit TH-2). Ia menyokong keseimbangan TH-1 / TH-2. Arah utama aktiviti biologi IL-4: meningkatkan eosinofilia, pengumpulan sel mast, rembesan IgG4, tindak balas imun humoral pengantara TH-2; mempunyai aktiviti antitumor tempatan, merangsang populasi T-limfosit sitotoksik dan penyusupan tumor oleh eosinofil; menghalang pembebasan sitokin keradangan (alpha-TNF, IL-1, IL-8) dan prostaglandin dari monosit yang diaktifkan, pengeluaran sitokin oleh limfosit TH-1 (IL-2, gamma-INF, dll.).

Nasi. 3. Pengagihan tahap IL-4 dalam plasma

penderma sihat.

Tahap peningkatan IL-4 pada kedua-dua serum dan limfosit yang dirangsang dapat dilihat pada penyakit alergi (terutamanya pada masa eksaserbasi), seperti asma bronkial, rinitis alergi, demam hay, dermatitis atopik, pada penyakit saluran gastrointestinal. Tahap IL-4 juga meningkat dengan ketara pada pesakit dengan hepatitis C kronik (CHC). Semasa tempoh CHC meningkat, jumlahnya meningkat hampir 3 kali ganda dibandingkan dengan norma, dan semasa pengampunan CHC, tahap IL-4 menurun, terutama dengan latar belakang rawatan dengan IL-2 rekombinan. Julat kepekatan IL-4 ialah 0-162 pg / ml, purata ialah 6.9 pg / ml, julat normal ialah 0-20 pg / ml (Rajah 3).

Interleukin-8

IL-8 tergolong dalam kemokin, ia adalah protein dengan berat molekul 8 kDa. IL-8 dihasilkan oleh fagosit mononuklear, leukosit polimorfonuklear, sel endotel, dan jenis sel lain sebagai tindak balas terhadap pelbagai rangsangan, termasuk bakteria dan virus dan produk metaboliknya, termasuk sitokin pro-radang (contohnya, IL-1, TNF alpha ). Peranan utama interleukin-8 adalah untuk meningkatkan kemotaksis leukosit. Ia memainkan peranan penting dalam keradangan akut dan kronik. Tahap peningkatan IL-8 diperhatikan pada pesakit dengan jangkitan bakteria, penyakit paru-paru kronik, dan penyakit saluran gastrousus. Tahap plasma IL-8 dinaikkan pada pesakit dengan sepsis, dan kepekatan yang tinggi dikaitkan dengan peningkatan kematian. Hasil pengukuran kandungan IL-8 dapat digunakan untuk memantau perjalanan rawatan dan meramalkan hasil penyakit ini. Oleh itu, peningkatan kandungan IL-8 terdapat dalam cecair lakrimal pada semua pesakit dengan ulser kornea yang baik. Pada semua pesakit dengan ulser kornea yang rumit, kepekatan IL-8 adalah 8 kali lebih tinggi daripada pada pesakit dengan penyakit yang baik. Oleh itu, kandungan sitokin proinflamasi (terutama IL-8) dalam cecair lakrimal pada ulser kornea dapat digunakan sebagai kriteria prognostik untuk perjalanan penyakit ini.

Nasi. 4. Taburan tahap IL-8 dalam

plasma penderma sihat (Novosibirsk).

Menurut data kami dan yang diterbitkan, pada orang yang sihat, IL-8 sangat jarang dikesan dalam serum darah; pengeluaran IL-8 secara spontan oleh sel mononuklear darah diperhatikan pada 62%, dan menyebabkan pengeluaran pada 100% penderma sihat. Julat kepekatan IL-8 ialah 0-34 pg / ml, purata ialah 2 pg / ml, julat normal ialah 0-10 pg / ml (Rajah 4).

Nasi. 5. Pembahagian tahap IL-8 dalam plasma

penderma sihat (Rubtsovsk).

Antagonis reseptor Interleukin-1.

IL-1RA adalah sitokin dan merupakan oligopeptida dengan berat molekul 18–22 kDa. IL-1RA adalah perencat endogen IL-1, yang dihasilkan oleh makrofag, monosit, neutrofil, fibroblas dan sel epitelium. IL-1RA menghalang aktiviti biologi interleukin IL-1alpha dan IL-1beta, bersaing dengan mereka untuk mengikat reseptor sel.

Nasi. 6. Pembahagian tahap IL-1RA

dalam plasma penderma yang sihat

Pengeluaran IL-1RA dirangsang oleh banyak sitokin, produk virus, dan protein fasa akut. IL-1RA dapat dinyatakan secara aktif dalam fokus keradangan dalam banyak penyakit kronik: rheumatoid dan remaja kronik arthritis, lupus erythematosus sistemik, lesi otak iskemia, penyakit usus radang, asma bronkial, pielonefritis, psoriasis dan lain-lain. Dalam sepsis, peningkatan tertinggi IL-1RA dicatat - sehingga 55 ng / ml dalam beberapa kes, dan didapati peningkatan kepekatan IL-1RA berkorelasi dengan prognosis yang baik. Tahap tinggi IL-1RA diperhatikan pada wanita yang gemuk, dan tahap ini menurun dengan ketara dalam masa 6 bulan selepas sedot lemak. Julat kepekatan IL-1RA adalah 0-3070 pg / ml, rata-rata 316 pg / ml. Julat normal ialah 50-1000 pg / ml (Gbr. 6).

Interferon Alpha.

Alpha-IFN adalah protein bukan glikosilasi monomer dengan berat molekul 18 kDa, yang disintesis terutamanya oleh leukosit (B-limfosit, monosit). Sitokin ini juga dapat dihasilkan oleh hampir semua jenis sel sebagai tindak balas terhadap rangsangan yang sesuai, dan jangkitan virus intraselular dapat menjadi perangsang kuat sintesis IFN-alpha. Pengaruh Alpha-IFN merangkumi: virus dan produknya, di antaranya tempat utama diduduki oleh RNA untai ganda yang dihasilkan semasa replikasi virus, serta bakteria, mikoplasma dan protozoa, sitokin dan faktor pertumbuhan (seperti IL-1, IL- 2, alpha -FNO, faktor perangsang koloni, dan lain-lain). Tindak balas pertahanan awal tindak balas imun antibakteria bukan spesifik badan termasuk induksi IFN alpha dan beta. Dalam kes ini, ia dihasilkan oleh sel-sel antigen (makrofag) yang menyerang bakteria. Interferon (termasuk alpha-IFN) memainkan peranan penting dalam hubungan bukan spesifik tindak balas imun antivirus. Mereka meningkatkan ketahanan antivirus dengan mendorong sel-sel sintesis enzim yang menekan pembentukan asid nukleik dan protein virus. Selain itu, mereka mempunyai kesan imunomodulator, meningkatkan ekspresi antigen kompleks histokompatibilitas utama dalam sel. Perubahan kandungan alpha-IFN dikesan pada hepatitis dan sirosis hati etiologi virus. Pada masa berlakunya peningkatan jangkitan virus, kepekatan sitokin ini meningkat dengan ketara pada kebanyakan pesakit, dan dalam tempoh pemulihan, ia turun ke tahap normal. Hubungan telah ditunjukkan antara tahap serum alpha-IFN dan tahap keparahan dan tempoh jangkitan influenza.

Nasi. 7. Pembahagian tahap alpha-IFN

dalam plasma penderma sihat.

Peningkatan kepekatan alpha-IFN dicatat dalam serum kebanyakan pesakit yang menderita penyakit autoimun seperti polyarthritis, rheumatoid arthritis, spondylosis, psoriatic arthritis, polymyalgia rheumatica dan scleroderma, lupus eritematosus sistemik dan vaskulitis sistemik. Tahap tinggi interferon ini juga diperhatikan pada beberapa pesakit semasa pemburukan ulser peptik dan kolelitiasis. Julat kepekatan alpha-INF adalah 0–93 pg / ml, rata-rata 20 pg / ml. Julat normal hingga 45 pg / ml (Gbr. 7).

Antibodi terhadap alpha-IFN.

Antibodi terhadap alpha-IFN dapat dikesan dalam sera pesakit dengan lupus eritematosa somatik. Induksi spontan antibodi kepada alpha-IFN juga diperhatikan dalam sera pesakit dengan pelbagai bentuk kanser. Dalam beberapa kes, antibodi terhadap alpha-IFN ditemukan pada sera pesakit yang dijangkiti HIV, juga pada cairan serebrospinal dan sera pesakit meningitis semasa fasa akut, pada sera pesakit dengan poliartritis kronik.

Nasi. 8. Pembahagian tahap antibodi kepada alpha-IFN

dalam plasma penderma sihat.

Alpha-IFN adalah salah satu ubat terapeutik antivirus dan antitumor yang berkesan, tetapi penggunaan jangka panjangnya boleh membawa kepada penghasilan antibodi khusus kepada alpha-IFN. Ini mengurangkan keberkesanan rawatan, dan dalam beberapa kes menyebabkan pelbagai kesan sampingan: dari selesema hingga perkembangan penyakit autoimun. Oleh itu, semasa terapi INF, penting untuk mengawal tahap antibodi terhadap alpha-INF di dalam tubuh pesakit. Pembentukannya bergantung pada jenis ubat yang digunakan dalam terapi, tempoh rawatan dan jenis penyakit. Julat kepekatan antibodi terhadap alpha-IFN adalah 0–126 ng / ml, rata-rata adalah 6.2 ng / ml. Julat normal adalah sehingga 15 ng / ml (Rajah 8). Penilaian tahap sitokin menggunakan kit reagen yang tersedia secara komersil di CJSC "Vector-Best" membolehkan pendekatan baharu untuk mengkaji keadaan sistem imun badan dalam amalan klinikal.

Ubat imunotropik berdasarkan sitokin.

Karya yang menarik S. Simbirtseva, Institut Penyelidikan Negeri Produk Biologi Sangat Murni, Kementerian Kesihatan Rusia, St. Petersburg). Sitokin dapat diasingkan ke dalam sistem peraturan bebas yang baru mengenai fungsi utama badan, yang wujud bersama dengan saraf dan endokrin peraturan dan terutamanya berkaitan dengan menjaga homeostasis semasa pengenalan patogen dan pelanggaran integriti tisu. Kelas molekul pengawalseliaan baru ini diciptakan secara semula jadi dalam evolusi berjuta-juta tahun dan berpotensi tidak terbatas untuk digunakan sebagai ubat. Di dalam sistem kekebalan tubuh, sitokin memediasi hubungan antara tindak balas pertahanan yang tidak spesifik dan imuniti yang spesifik, bertindak dalam kedua arah. Pada tahap tubuh, sitokin berkomunikasi antara sistem kekebalan, saraf, endokrin, hematopoietik dan lain-lain dan berfungsi untuk melibatkan mereka dalam organisasi dan peraturan reaksi pertahanan. Penggerak di sebalik kajian intensif sitokin selalu menjadi prospek penggunaan klinikal mereka yang menjanjikan untuk rawatan penyakit yang meluas, termasuk barah, penyakit berjangkit dan kekurangan imun. Beberapa sediaan sitokin didaftarkan di Rusia, termasuk interferon, faktor perangsang koloni, interleukin dan antagonisnya, dan faktor nekrosis tumor. Semua sediaan sitokin boleh dibahagikan kepada bahan semula jadi dan rekombinan. Persediaan semula jadi adalah penyediaan pelbagai tahap pemurnian, yang diperoleh dari media kultur sel eukariotik yang dirangsang, terutama sel manusia. Kelemahan utama adalah tahap pemurnian yang rendah, kemustahilan standardisasi kerana sebilangan besar komponen, dan penggunaan komponen darah dalam pengeluarannya. Nampaknya, masa depan terapi sitokin dikaitkan dengan ubat-ubatan rekayasa genetik yang diperoleh menggunakan kemajuan terkini dalam bioteknologi. Selama dua dekad yang lalu, gen kebanyakan sitokin telah diklon dan analog rekombinan telah diperoleh yang mengulangi sepenuhnya sifat biologi molekul semula jadi. Dalam amalan klinikal, terdapat tiga bidang utama penggunaan sitokin:

1) terapi sitokin untuk mengaktifkan reaksi pertahanan badan, imunomodulasi, atau mengisi kekurangan sitokin endogen,

2) terapi imunosupresif anti-sitokin yang bertujuan untuk menyekat tindakan biologi sitokin dan reseptornya,

3) terapi gen sitokin dengan tujuan meningkatkan imuniti antitumor atau memperbaiki kecacatan genetik dalam sistem sitokin.

Sebilangan sitokin boleh digunakan secara klinikal untuk kegunaan sistemik dan tempatan. Pentadbiran sistemik dibenarkan dalam kes di mana perlu untuk memastikan tindakan sitokin di beberapa organ untuk pengaktifan imuniti yang lebih berkesan, atau untuk mengaktifkan sel sasaran yang terletak di bahagian tubuh yang berlainan. Dalam kes lain, aplikasi topikal mempunyai sejumlah kelebihan, kerana ia membolehkan anda mencapai kepekatan lokal aktif yang tinggi, menargetkan organ-sasaran dan mengelakkan manifestasi sistemik yang tidak diingini. Pada masa ini, sitokin dianggap sebagai salah satu ubat yang paling menjanjikan untuk digunakan dalam amalan klinikal.

Kesimpulan.

Oleh itu, pada masa ini tidak ada keraguan bahawa sitokin adalah faktor terpenting dalam imunopatogenesis. Kajian tahap sitokin membolehkan seseorang mendapatkan maklumat tentang aktiviti fungsi pelbagai jenis sel imunokompeten, nisbah proses pengaktifan T-helpers jenis I dan II, yang sangat penting dalam diagnosis pembezaan nombor. proses jangkitan dan imunopatologi. Sitokin adalah protein khusus di mana sel-sel sistem imun dapat bertukar maklumat dan saling berinteraksi antara satu sama lain. Hari ini, lebih daripada seratus sitokin telah ditemui, yang secara konvensional dibahagikan kepada pro-inflamasi (memprovokasi peradangan) dan anti-radang (mencegah perkembangan keradangan). Oleh itu, pelbagai fungsi biologi sitokin dibahagikan kepada tiga kumpulan: mereka mengawal perkembangan dan homeostasis sistem imun, mengawal pertumbuhan dan pembezaan sel darah (sistem hematopoietik) dan mengambil bahagian dalam reaksi pelindung tubuh yang tidak spesifik, mempengaruhi keradangan proses, pembekuan darah, tekanan darah.

Senarai kesusasteraan terpakai.

S.V. Belmer, A.S. Simbirtsev, O. V. Golovenko, L.V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Shchigoleva, T.L. Mikhailov. / Universiti Perubatan Negeri Rusia, Pusat Ilmiah Koloproktologi Negeri, Moscow dan Institut Penyelidikan Negeri Produk Biologi Sangat Murni, St. Petersburg.

S.V. Sennikov, A.N. Silkov // Jurnal "Sytokines and inflammation", 2005, No. 1 T. 4, No. 1. P.22-27.

T.G. Ryabicheva, N.A. Varaksin, N.V. Timofeeva, M. Yu. Rukavishnikov, bahan karya JSC "Vector-Best".

A.S.Simbirtsev, Institut Penyelidikan Negeri Biologi Sangat Tulen, Kementerian Kesihatan Rusia, St. Petersburg.

Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S .. Institut Penyelidikan Negeri Biopreparasi Sangat Murni, St. Petersburg.

T.A. Shumatova, V. B. Shumatov, E. V. Markelova, L. G. Kering-panas. Jabatan Anestesiologi dan Reanimatologi, Universiti Perubatan Negeri Vladivostok.

Dalam karya digunakan bahan dari laman web http://humbio.ru/humbio/spid/000402c2.htm

patogen tertentu penyakit berjangkit. Jadi, norsulfazole ...

1. Mekanisme molekul dan selular imuniti antivirus, corak perkembangan dan imunopatho

   Abstrak >> Perubatan, kesihatan

   ... "tapak" merujuk kepada tapak tertentu sesetengah polipeptida (antigen) yang ... peringkat awalnya. Sitokin dan kemokin. Yang lain sitokin, selain interferon, ... dihasilkan oleh mereka per unit masa sitokin menentukan intensiti percambahan dan ...

2. Kajian punca fibrosis sumsum tulang dalam penyakit mieloproliferatif dengan menganalisis kesan faktor platelet pada sel stem mesenchymal

   Kerja rumah >> Perubatan, kesihatan

   Pelbagai kepekatan; - kuantitatif takrifan protein dalam sistem eksperimen ... membawa kepada tindakan yang berpanjangan sitokin, yang meningkatkan proses fibrosis ... platelet. Juga peningkatan kandungan sitokin ditemui dalam air kencing...

3. Patogenesis tuberkulosis pada manusia

   Abstrak >> Perubatan, kesihatan

   Tetapi makanan juga boleh dilakukan. Sesetengah berperanan dalam jangkitan aerogenik ... bermain, dirembeskan oleh makrofag dan monosit sitokin- faktor nekrosis tumor (TNF). ... ion, setiap sel mempunyai pasti sistem yang memastikan pengangkutan bahan ...

Sitokin adalah faktor humoral utama keradangan yang diperlukan untuk pelaksanaan fungsi perlindungan imuniti semula jadi. Tiga kumpulan sitokin terlibat dalam perkembangan keradangan - sitokin inflamasi atau pro-radang, kemokin, faktor perangsang koloni, serta faktor berkaitan IL-12 dan IFNy. Sitokin juga memainkan peranan penting dalam menekan dan mengawal tindak balas keradangan. Sitokin anti-radang termasuk mengubah faktor pertumbuhan β (TGFp), IL-10; selalunya peranan faktor anti-radang dimainkan oleh IL-4.
Terdapat 3 wakil utama kumpulan sitokin pro-radang - TNFa, IL-1 dan IL-6; agak baru-baru ini, IL-17 dan IL-18 telah ditambah kepada ini. Sitokin ini dihasilkan terutamanya oleh monosit dan makrofaj yang diaktifkan, terutamanya di tempat keradangan. Sitokin proinflammatory juga dapat dihasilkan oleh neutrofil, sel dendritik, B-, NK- dan T-limfosit diaktifkan. Dalam fokus penembusan patogen, sitokin adalah yang pertama mensintesis beberapa makrofaj keradangan tempatan. Kemudian, dalam proses penghijrahan leukosit dari aliran darah, bilangan sel pengeluar meningkat dan spektrumnya berkembang. Khususnya, sel epitelium, endotel, sinovial, glial, dan fibroblas yang dirangsang oleh produk mikroorganisma dan faktor keradangan dihubungkan dengan sintesis sitokin proinflamasi. Gen sitokin dikelaskan sebagai tidak dapat diinduksi. Inducers semulajadi ekspresi mereka adalah patogen dan produk mereka, bertindak melalui TLR dan reseptor patogen lain. Induktor klasik ialah LPS bakteria. Pada masa yang sama, beberapa sitokin proinflamasi (IL-1, TNFa) sendiri mampu mendorong sintesis sitokin proinflamasi.
Sitokin proinflamasi disintesis dan dirembes dengan agak cepat, walaupun kinetik sintesis pelbagai sitokin kumpulan ini tidak sama. Dalam kes biasa (pilihan cepat), ekspresi mRNA mereka diperhatikan 15-30 minit selepas induksi, penampilan produk protein dalam sitoplasma - selepas 30-60 minit, kandungannya dalam persekitaran ekstraselular mencapai maksimum dalam 3- 4 jam. Sintesis sitokin oleh sel tertentu berterusan agak lama - biasanya lebih sedikit daripada sehari. Tidak semua bahan yang disintesis dirembeskan. Sejumlah sitokin dinyatakan pada permukaan sel atau terkandung dalam butiran sitoplasma. Pembebasan butiran boleh menyebabkan isyarat pengaktifan yang sama seperti pengeluaran sitokin. Ini memberikan aliran sitokin yang cepat (dalam 20 minit) ke fokus lesi.
Sitokin proinflamasi mempunyai banyak fungsi. Peranan utama mereka ialah "organisasi" tindak balas keradangan (Rajah 2.55). Salah satu kesan paling penting dan awal sitokin proinflamasi ialah peningkatan dalam ekspresi molekul lekatan pada sel endothelial, serta pada leukosit itu sendiri, yang membawa kepada penghijrahan leukosit dari aliran darah ke fokus keradangan (lihat bahagian 2.3.3 ). Sebagai tambahan, sitokin mendorong peningkatan metabolisme oksigen sel, ekspresi reseptor mereka untuk sitokin dan faktor keradangan lain, rangsangan pengeluaran sitokin, peptida bakteria, dll. Sitokin proinflammatory mempunyai kesan tempatan. Pengambilan sitokin pro-radang yang terlalu banyak dirembeskan ke dalam peredaran darah menyumbang kepada manifestasi kesan keradangan sistemik, dan juga merangsang pengeluaran sitokin oleh sel yang jauh dari fokus keradangan. Pada peringkat sistemik, sitokin proinflamasi merangsang pengeluaran protein fasa akut, menyebabkan peningkatan suhu badan, dan bertindak

Nasi. 2.55. Isyarat intraselular yang dicetuskan oleh sitokin pro-radang dan mekanisme pengaktifan gen pro-radang

sistem endokrin dan saraf, dan dalam dos yang tinggi membawa kepada perkembangan kesan patologi (daging kepada kejutan, serupa dengan septik).
IL-1 adalah sebutan kolektif untuk keluarga protein lebih daripada 11 molekul. Fungsi kebanyakannya tidak diketahui, namun 5 molekul - IL-1a (mengikut klasifikasi moden - IL-1F1), IL-1p (IL-1F2), IL-1RA (IL-1F3), IL-18 (IL -1F4) dan IL-33 (IL-1F11) adalah sitokin aktif.
IL-1a dan IL-1P secara tradisinya dipanggil IL-1 kerana ia berinteraksi dengan reseptor yang sama dan kesannya tidak dapat dibezakan. Gen untuk sitokin ini terletak pada lengan panjang kromosom manusia 2. Homologi antara mereka pada tahap nukleotida ialah 45%, pada tahap asid amino - 26%. Kedua-dua molekul mempunyai struktur lipatan p: ia mengandungi 6 pasang lapisan p antiparallel dan mempunyai bentuk trefoil. Sel-sel mensintesis molekul prekursor dengan berat molekul sekitar 30 kDa, tanpa peptida isyarat, yang menunjukkan cara pemprosesan molekul IL-1 yang tidak biasa. Berat molekul protein matang adalah kira-kira 18 kDa.
IL-1a wujud dalam tiga bentuk - intrasel (molekul larut terdapat dalam sitosol dan melaksanakan fungsi pengawalseliaan), membran (molekul dihantar ke permukaan sel melalui mekanisme yang serupa dengan kitar semula reseptor dan berlabuh dalam membran) dan rembesan (molekul dirembeskan dalam bentuk aslinya, tetapi menjalani pemprosesan - pembelahan oleh protease ekstraselular dengan pembentukan sitokin aktif seberat 18 kDa). Varian utama molekul IL-1a pada manusia adalah varian membran. Dalam bentuk ini, tindakan sitokin lebih jelas, tetapi menampakkan dirinya hanya secara tempatan.
Pemprosesan IL-1P berlaku di dalam sel dengan penyertaan enzim khusus, IL-1 convertase (caspase 1), yang terletak di lisosom.
Enzim ini diaktifkan sebagai sebahagian daripada inflammosome - struktur supramolekul sementara yang termasuk, sebagai tambahan kepada caspase 1 yang tidak aktif, reseptor intrasel bagi keluarga NLR (lihat bahagian 2.2.3) - NOD1, NOD2, IPAF, dll. yang menyebabkan perkembangan daripada isyarat pengaktifan. Ini mengakibatkan pembentukan faktor transkripsi NF-kB dan induksi gen pro-radang, serta pengaktifan inflammosome dan caspase 1 yang terkandung di dalamnya. Enzim yang diaktifkan memotong molekul prekursor IL-1P, dan sitokin matang yang dihasilkan dengan berat molekul 18 kDa dirembeskan oleh sel.
IL-1a, IL-1P, dan antagonis reseptor IL-1 berkongsi reseptor biasa yang dinyatakan secara spontan pada banyak jenis sel. Apabila sel diaktifkan, bilangan reseptor membran untuk IL-1 bertambah padanya. Yang utama, IL-1RI, mengandungi 3 domain seperti imunoglobulin di bahagian ekstraselular. Bahagian intraselularnya adalah domain TIR, yang secara struktural serupa dengan domain TLR analog dan memicu jalur isyarat yang sama (lihat bahagian 2.2.1). Jumlah reseptor ini kecil (200-300 setiap sel), tetapi mereka mempunyai pertalian tinggi untuk IL-1 (Kd adalah 10-11 M). Reseptor lain, IL-1RII, tidak mempunyai komponen isyarat dalam bahagian sitoplasma, tidak menghantar isyarat dan berfungsi sebagai reseptor umpan. Transduksi isyarat daripada IL-1RI melibatkan faktor yang sama seperti TLR (contohnya, MyD88, IRAK, dan TRAF6), yang membawa kepada hasil yang serupa - pembentukan faktor transkripsi NF-kB dan AP-1, yang menyebabkan ekspresi set gen yang sama (lihat Rajah 2.12). Gen ini bertanggungjawab untuk sintesis sitokin proinflamasi, kemokin, molekul lekatan, enzim yang memberikan tindakan bakteria fagosit, dan gen lain yang produknya terlibat dalam perkembangan tindak balas keradangan. IL-1 sendiri tergolong dalam produk, rembesannya disebabkan oleh IL-1, iaitu dalam kes ini, gelung maklum balas positif dicetuskan.
Mana-mana sel dalam badan berpotensi menjadi sasaran IL-1. Sejauh mana, tindakannya mempengaruhi sel endotel, semua jenis leukosit, sel tulang rawan dan tisu tulang, sel sinovial dan epitel, banyak jenis sel saraf. Di bawah pengaruh IL-1, ekspresi lebih daripada 100 gen diinduksi; lebih daripada 50 reaksi biologi yang berbeza dapat dicapai dengan penyertaannya. Kesan utama IL-1 adalah penghijrahan leukosit dan pengaktifan aktiviti fagosit dan bakteria. Mereka juga mempengaruhi sistem pembekuan dan nada vaskular, menentukan ciri hemodinamik dalam fokus keradangan. IL-1 mempunyai kesan pelbagai rupa pada sel bukan sahaja semula jadi, tetapi juga imuniti adaptif, biasanya merangsang manifestasi kedua-duanya.
IL-1 mempunyai banyak kesan sistemik. Ia merangsang pengeluaran protein fasa akut oleh hepatosit, apabila bertindak pada pusat termoregulasi hipotalamus, menyebabkan perkembangan demam, mengambil bahagian dalam perkembangan manifestasi sistemik proses keradangan (contohnya, rasa tidak enak, penurunan selera makan, mengantuk, adynamia), yang dikaitkan dengan tindakan IL-1 pada sistem saraf pusat. Dengan meningkatkan ekspresi reseptor untuk faktor perangsang koloni, IL-1 meningkatkan hematopoiesis, yang dikaitkan dengan kesan radioprotektifnya. IL-1 merangsang pembebasan leukosit dari sumsum tulang, terutamanya neutrofil, termasuk yang tidak matang, yang membawa kepada penampilan leukositosis semasa keradangan dan peralihan formula leukosit ke kiri (pengumpulan bentuk sel yang tidak matang). Kesan IL-1 menjejaskan fungsi autonomi dan aktiviti saraf yang lebih tinggi (perubahan dalam tindak balas tingkah laku, dsb.). Kondrosit dan osteosit juga boleh menjadi sasaran IL-1, yang dikaitkan dengan keupayaan IL-1 untuk menyebabkan kemusnahan rawan dan tulang apabila mereka terlibat dalam proses keradangan, dan sebaliknya, hiperplasia tisu patologi (pannus dalam rheumatoid). arthritis). Kesan merosakkan IL-1 juga ditunjukkan dalam kejutan septik, kerosakan sendi dalam arthritis rheumatoid dan beberapa proses patologi lain.
Penduaan kesan IL-1 produk bakteria dikaitkan dengan keperluan untuk pembiakan berganda bagi kesan pengaktifan patogen tanpa penyebarannya. Mikroorganisma hanya merangsang sel-sel di sekitar tapak kemasukan, terutamanya makrofaj tempatan. Kemudian kesan yang sama dihasilkan semula berkali-kali oleh molekul IL-1p. Pemenuhan fungsi ini oleh IL-1 difasilitasi oleh ekspresi reseptor mereka oleh hampir semua sel badan semasa pengaktifan (berlaku terutamanya dalam fokus keradangan).
Antagonis reseptor IL-1 (IL-1RA) adalah homolog dengan IL-1a dan IL-1P (homologi ialah 26% dan 19%, masing-masing). Ia berinteraksi dengan reseptor IL-1, tetapi tidak dapat menghantar isyarat ke sel. Akibatnya, IL-1RA bertindak sebagai antagonis khusus IL-1. IL-1RA dirembeskan oleh sel yang sama seperti IL-1, proses ini tidak memerlukan penyertaan caspase 1. Pengeluaran IL-1RA disebabkan oleh faktor yang sama seperti sintesis IL-1, tetapi sebahagian daripadanya adalah dihasilkan secara spontan oleh makrofaj dan hepatosit. Akibatnya, faktor ini sentiasa ada dalam serum darah. Ini mungkin perlu untuk mengelakkan akibat negatif daripada tindakan sistemik IL-1, yang dihasilkan dalam kuantiti yang ketara dalam keradangan akut. Rekombinan IL-1RA sedang diuji sebagai ubat dalam rawatan penyakit radang kronik (rheumatoid arthritis, dll.)
IL-18 ialah sitokin pro-radang yang berkaitan dengan IL-f: ia juga disintesis sebagai prekursor yang ditukar oleh caspase 1; berinteraksi dengan reseptor, bahagian sitoplasma yang mengandungi domain TIR dan menghantar isyarat yang membawa kepada pengaktifan NF-kB. Akibatnya, pengaktifan semua gen pro-radang berlaku, tetapi ia kurang ketara berbanding dengan tindakan IL-1. Sifat berasingan IL-18 ialah induksi (terutama dalam kombinasi dengan IL-12) sintesis IFNy oleh sel. Dengan ketiadaan IL-12, IL-18 mendorong sintesis antagonis IFNy, IL-4, dan menggalakkan perkembangan tindak balas alahan. Tindakan IL-18 dihadkan oleh antagonis larut yang mengikatnya dalam fasa cecair.
IL-33 secara strukturnya hampir sama dengan IL-18. Pemprosesan IL-33 juga berlaku dengan penyertaan caspase 1. Walau bagaimanapun, sitokin ini berbeza daripada ahli keluarga IL-1 yang lain dalam fungsi yang dilakukannya. Keanehan tindakan IL-33 sebahagian besarnya disebabkan oleh fakta bahawa reseptornya dinyatakan secara selektif pada sel Ig2. Dalam hal ini, IL-33 menggalakkan rembesan ^ 2-sitokin IL-4, IL-5, IL-13 dan perkembangan proses alahan. Ia tidak mempunyai kesan pro-radang yang ketara.
Faktor nekrosis tumor a (TNFa atau TNFa) ialah ahli keluarga protein lain yang penting secara imunologi. Ini adalah sitokin pro-radang dengan spektrum aktiviti yang luas. TNFa mempunyai struktur lipatan b. Ia disintesis sebagai molekul membran aktif pro-TNFa dengan berat molekul 27 kDa, yang merupakan protein transmembran jenis II (iaitu, bahagian terminal-Nnya diarahkan ke dalam sel). Hasil daripada proteolisis, monomer larut dengan berat molekul 17 kDa terbentuk dalam domain ekstraselular. Monomer TNFa secara spontan membentuk trimer 52 kDa yang mewakili bentuk utama sitokin ini. Trimer mempunyai bentuk berbentuk loceng, dan subunit disambungkan oleh C-hujungnya, masing-masing mengandungi 3 tapak pengikatan dengan reseptor, manakala N-hujung tidak bersambung antara satu sama lain dan tidak mengambil bahagian dalam interaksi dengan reseptor (dan , oleh itu, dalam pelaksanaan fungsi mereka oleh sitokin). Pada nilai pH berasid, TNFa memperoleh struktur a-heliks, yang menyebabkan perubahan dalam beberapa fungsinya, khususnya, peningkatan sitotoksisiti. TNF ialah ahli prototaip bagi keluarga besar molekul superfamili TNF (Jadual 2.31). Ini termasuk limfotoxin a dan b (hanya yang pertama wujud dalam bentuk larut), serta banyak molekul membran yang terlibat dalam interaksi antar sel (CD154, FasL, BAFF, OX40-L, TRAIL, APRIL, LIGHT), yang akan disebutkan di bawah dalam pelbagai konteks. Menurut tatanama moden, nama ahli superfamili terdiri daripada singkatan TNFSF dan nombor siri (untuk TNFa - TNFSF2, untuk lymphotoxin a - TNFSF1).
Jadual 2.31. Wakil utama keluarga faktor nekrosis tumor dan reseptornya

Faktor (ligan)	Rakan mosoma	Berat molekul, kDa	Penerima
TNFa (TNNFSF2)	6p	17; pemangkas - 52; bentuk glikosilasi - 25.6	TNF-R1, TNF-R2 (TNFRSF1, TNFRSF2)
Limfotoxin (TNFSF1)	6p	22,3	TNF-R1, TNF-R2
Lymphotoxin 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
APRIL (TNFSF13)	17 p	27,0	BCMA, TACI
CAHAYA (TNFSF14)	16q	26,0	HVEM (TNFRSF14)
GITRL (TNFSF18)	1p	22,7	GITR (TNFRSF18)
BAFF (TNFSF20)	13	31,2	BAFFR, TACI, BCMA

Pengeluar utama TNFa, seperti IL-1, adalah monosit dan makrofag. Ia juga disekresikan oleh neutrofil, sel endotel dan epitel, eosinofil, sel mast, B- dan T-limfosit ketika mereka terlibat dalam proses keradangan. TNFa dikesan dalam aliran darah lebih awal daripada sitokin proinflamasi yang lain - sudah 20-30 minit selepas induksi keradangan, yang berkaitan dengan "pembuangan" bentuk membran molekul oleh sel, dan mungkin juga dengan pembebasan TNFa dalam kandungan granul.
Terdapat 2 jenis reseptor TNF, biasa untuk TNFa dan limfotoksin a - TNFRI (daripada reseptor faktor nekrosis tumor I) dan TNFRII dengan berat molekul masing-masing 55 dan 75 kDa. TNFRI terdapat pada hampir semua sel badan, kecuali eritrosit, dan TNFRII terdapat terutamanya pada sel-sel sistem imun. TNFR membentuk keluarga besar, yang merangkumi molekul yang terlibat dalam interaksi sel dan induksi kematian sel - apoptosis. Perkaitan TNFa untuk TNFRI lebih rendah daripada TNFRII (masing-masing sekitar 5x10-10 M dan 55x10-11 M). Apabila TNFa-trimer mengikat, pemangkasan reseptornya, yang diperlukan untuk penghantaran isyarat, berlaku.
Ciri-ciri penghantaran isyarat dari reseptor ini banyak ditentukan oleh struktur bahagian intraselularnya. Bahagian sitoplasma TNFRI diwakili oleh apa yang disebut domain kematian, dari mana isyarat diterima yang membawa kepada pengaktifan mekanisme apoptosis; TNFRII tidak mempunyai domain kematian. Isyarat daripada TNFRI berlaku dengan penyertaan protein penyesuai TRADD (domain kematian berkaitan TNFR) dan FADD (domain kematian berkaitan Fas), yang juga mengandungi domain kematian. Sebagai tambahan kepada laluan yang membawa kepada perkembangan apoptosis (melalui pengaktifan caspase 8 atau sintesis ceramide), beberapa laluan isyarat dibezakan, yang diaktifkan dengan penyertaan faktor TRAF2 / 5 dan RIP-1. Faktor pertama ini menghantar isyarat di sepanjang jalan yang menuju ke pengaktifan faktor NF-kB, iaitu melalui jalan klasik induksi gen pro-radang (lihat Rajah 2.55). Jalur isyarat yang diaktifkan oleh faktor RIP-1 membawa kepada pengaktifan lata MAP dengan produk akhir, faktor transkripsi AP-1. Faktor ini merangkumi gen yang memastikan pengaktifan sel dan mencegah perkembangan apoptosis. Oleh itu, nasib sel ditentukan oleh keseimbangan mekanisme pro dan anti-apoptosis yang dicetuskan apabila TNFa mengikat TNFRI.
Pelaksanaan fungsi TNFa terutama terkait dengan tindakan melalui TNFRI - mematikan gen yang sesuai menyebabkan perkembangan kekurangan imunodefisiensi yang teruk, sementara akibat dari ketidakaktifan gen TNFRII tidak signifikan. Pada kemuncak tindak balas keradangan, reseptor TNFa boleh "dibuang" dari membran dan dilepaskan ke ruang antara sel, di mana ia mengikat TNFa, memberikan kesan anti-radang. Dalam hal ini, bentuk TNFR larut digunakan dalam rawatan penyakit radang kronik. Ternyata ubat berdasarkan TNFRII larut secara klinikal adalah yang paling berkesan.
Seperti IL-1, TNFa meningkatkan ekspresi molekul lekatan, sintesis sitokin dan kemokin proinflamasi, protein fasa akut, enzim sel fagosit, dll. Bersama dengan IL-1, TNFa terlibat dalam pembentukan semua lokal utama, serta beberapa manifestasi keradangan sistemik. Ia mengaktifkan sel endothelial, merangsang angiogenesis, meningkatkan penghijrahan dan mengaktifkan leukosit. TNFa menjejaskan pengaktifan dan percambahan limfosit ke tahap yang lebih besar daripada IL-1. Dalam kombinasi dengan IFNy, TNFa mendorong aktiviti NO sintase dalam fagosit, yang dengan ketara meningkatkan potensi bakteria mereka. TNFa merangsang percambahan fibroblast, menggalakkan penyembuhan luka. Dengan peningkatan pengeluaran TNFa tempatan, proses kerosakan tisu berlaku, ditunjukkan oleh perkembangan nekrosis hemoragik. Di samping itu, TNFa menghalang aktiviti lipase lipoprotein, yang melemahkan lipogenesis dan membawa kepada perkembangan cachexia (salah satu nama asli TNFa adalah cachexin). Peningkatan pelepasan TNFa dan pengumpulannya dalam peredaran, misalnya, di bawah tindakan superantigen bakteria dosis tinggi, menyebabkan perkembangan patologi teruk - kejutan septik. Oleh itu, tindakan TNFa, yang bertujuan untuk melaksanakan fungsi perlindungan dan mengekalkan homeostasis, boleh disertai dengan kesan toksik yang teruk (tempatan dan sistemik), sering menyebabkan kematian.
IL-6 ialah sitokin pro-radang spektrum luas. Ia juga berfungsi sebagai faktor prototaip dalam keluarga sitokin, yang termasuk, sebagai tambahan kepada IL-6 itu sendiri, oncostatin M (OSM), faktor perencatan leukemia (LIF), faktor neurotropik ciliary (CNTF), cardiotropin-1 (CT-1). ), dan IL-11 dan IL-31. Berat molekul IL-6 ialah 21 kDa. IL-6 dihasilkan oleh monosit dan makrofaj, endothelial, epitelium, glial, sel otot licin, fibroblas, T-limfosit jenis Th2, serta banyak sel tumor. Penghasilan IL-6 oleh sel myeloid disebabkan apabila TLR mereka berinteraksi dengan mikroorganisma dan produknya, serta di bawah pengaruh IL-1 dan TNFa. Dalam kes ini, dalam 2 jam, kandungan IL-6 dalam plasma darah meningkat 1000 kali.
Reseptor untuk semua faktor keluarga IL-6 mengandungi komponen yang sama - rantai gp130, yang terdapat di hampir semua sel tubuh. Komponen kedua reseptor adalah individu untuk setiap sitokin. Rantaian khusus reseptor IL-6 (gp80) bertanggungjawab untuk pengikatan sitokin ini, manakala gp130 terlibat dalam transduksi isyarat, kerana ia dikaitkan dengan kinase tyrosine Jak1 dan Jak2. Apabila IL-6 berinteraksi dengan reseptor, urutan peristiwa berikut dicetuskan: monomer IL-6 berinteraksi dengan rantai gp80, dimerisasi kompleks berlaku (2 molekul sitokin - rantai 2 gp80), selepas itu 2 rantai gp130 dilampirkan ke kompleks, yang membawa kepada fosforilasi Jak-kinase. Yang terakhir memfosforilasi faktor STAT1 dan STAT3, yang dimerisasi, bergerak ke dalam nukleus, dan mengikat penganjur gen sasaran. Rantaian gp80 mudah dicuci dari sel; dalam bentuk bebas, ia berinteraksi dengan sitokin, menyahaktifkannya, iaitu bertindak sebagai perencat khusus IL-6.
IL-6 terlibat dalam induksi hampir keseluruhan kompleks manifestasi keradangan tempatan. Ia menjejaskan penghijrahan fagosit, meningkatkan pengeluaran CC-kemokin yang menarik monosit dan limfosit, dan melemahkan pengeluaran CX-kemokin yang menarik neutrofil. Kesan proinflamasi IL-6 lebih lemah daripada IL-1 dan TNFa, berbeza dengan yang tidak meningkat tetapi menghalang pengeluaran sitokin proinflamasi (IL-1, TNFa, dan IL-6) dan kemokin oleh sel yang terlibat dalam proses keradangan. Oleh itu, IL-6 menggabungkan sifat sitokin pro dan anti-radang dan terlibat bukan sahaja dalam pembangunan, tetapi juga dalam had tindak balas keradangan.
IL-6 adalah faktor utama yang mendorong ekspresi gen protein fasa akut dalam hepatosit. IL-6 mempengaruhi pelbagai peringkat hematopoiesis, termasuk percambahan dan pembezaan sel stem. Ia berfungsi sebagai faktor pertumbuhan sel plasma yang belum matang, meningkatkan tindak balas imun humoral dengan ketara. IL-6 juga menjejaskan limfosit T, meningkatkan aktiviti sel T sitotoksik.
IL-17 dan sitokin yang berkaitan. Sekumpulan sitokin, termasuk spesies IL-17, telah menarik perhatian luas berkaitan dengan penemuan jenis T-pembantu khas - Th17, yang terlibat dalam pengembangan beberapa bentuk reaksi keradangan yang merosakkan, khususnya, di proses autoimun (lihat bahagian 3.4.3.2). Peranan sitokin ini dalam tindak balas tindak balas imun adaptif akan dibincangkan di bawah. Di sini kami hanya memberikan gambaran umum mengenai sitokin dan secara ringkas mempertimbangkan peranannya dalam reaksi imuniti bawaan.
Keluarga IL-17 termasuk 6 protein, yang ditetapkan oleh huruf dari A hingga F. Ciri-ciri sitokin pro-radang daripadanya ialah IL-17A dan IL-17F. Mereka adalah homodimer terikat disulfida; berat molekul mereka ialah 17.5 kDa. Sitokin ini dihasilkan oleh Th17 yang disebutkan, serta sel CD8 + T, eosinofil, dan neutrofil. IL-23 merangsang pengembangan sel TH7 dan pengeluaran IL-17.
Reseptor untuk IL-17 dinyatakan oleh banyak sel - sel epitelium, fibroblas, sel sistem imun, khususnya, neutrofil. Hasil utama interaksi IL-17 dengan reseptor adalah, seperti tindakan sitokin proinflamasi lain, dalam induksi faktor NF-kB dan ekspresi banyak gen keradangan yang bergantung kepada NF-KB.
Salah satu kesan biologi penting IL-17 (bersama dengan IL-23) adalah pemeliharaan homeostasis neutrofil. Sitokin ini meningkatkan pengeluaran neutrofil dengan merangsang pengeluaran G-CSF. Pada masa yang sama, peningkatan atau penurunan dalam pengeluaran IL-17 dan IL-23 dikawal oleh bilangan neutrofil dalam tisu periferi: penurunan bilangan sel ini akibat apoptosis membawa kepada peningkatan dalam penghasilan sitokin.
Kesan pro-radang IL-17 disedari terutamanya melalui peningkatan pengeluaran sitokin lain (IL-8, IL-6, y-CSF, sebilangan kemokin) dan ekspresi molekul lekatan. Pada tikus transgenik untuk IL-17 atau IL-23, keradangan kronik sistemik yang bersifat interstisial berkembang, dengan penyusupan oleh neutrofil, eosinofil, makrofaj dan limfosit pelbagai organ. Sitokin ini diakui sebagai peranan utama dalam perkembangan penyakit autoimun kronik.
Keluarga IL-12
IL-12 telah dikenal pasti kerana kemampuannya mengaktifkan sel NK, mendorong percambahan limfosit T, dan mendorong sintesis IFNy. IL-12 menempati tempat yang istimewa di antara sitokin yang dihasilkan oleh sel-sel sistem imun bawaan, kerana ia (seperti pengeluar utamanya, sel dendritik) berfungsi sebagai penghubung antara imuniti bawaan dan adaptif. Sebaliknya, IL-12 adalah sebahagian daripada tandem IL-12-IFNy, yang memainkan peranan penting dalam pertahanan imun terhadap patogen intraselular.
IL-12 ialah dimer yang terdiri daripada subunit p40 dan p35. Jumlah berat molekulnya ialah 75 kDa. Aktiviti berfungsi IL-12 dikaitkan dengan subunit p40nya. "Skala penuh" IL-12 dirembeskan oleh monosit aktif, makrofag, sel dendritik myeloid, neutrofil, dan sel epitelium tisu penghalang (mereka menghasilkan kedua-dua subunit sitokin Ig-12p35 dan IL-12p40). Majoriti sel badan mensintesis hanya subunit yang tidak aktif berfungsi ^ -12p35. Jumlah heterodimer IL-12 yang dirembeskan oleh sel dibatasi oleh subunit p35. IL-12p40 disintesis secara berlebihan dan boleh dimerisasi untuk membentuk homodimer yang bertindak sebagai antagonis IL-12 serta chemoattractant. Pengaruh pengeluaran IL-12 terutamanya patogen yang dikenali oleh TLR dan reseptor pengecaman corak lain. Pengeluaran IL-12 ditingkatkan oleh IL-1, IFNy, serta interaksi antar sel yang dimediasi oleh CD40-CD154 dan pasangan molekul lain dari keluarga TNFR.
Reseptor IL-12 dinyatakan paling kuat pada sel NK, sel TH yang diaktifkan, dan limfosit T sitotoksik, dan pada tahap yang lebih rendah pada sel dendritik. Ekspresi reseptor IL-12 oleh sel T yang diaktifkan ditingkatkan di bawah pengaruh IL-12, IFNy, IFNa, TNFa, dan setelah kosimulasi melalui reseptor CD28. Reseptor untuk IL-12 ialah dimer yang dibentuk oleh subunit IL-12RP1 (100 kDa) dan IL-12RP2 (130 kDa, CD212), yang dikaitkan dengan protein 85 kDa. Kedua-dua rantai Pj dan p2 terlibat dalam pengikatan IL-12, sementara subunit IL-12RP2 terutama terlibat dalam transduksi isyarat. Domain intraselular rantai Pj dikaitkan dengan kinase JAK2, domain intraselular rantai P2 dikaitkan dengan kinase Tyk2. Kinase memfosforilasi faktor transkripsi STAT1, STAT3, STAT4, dan STAT5.
Fungsi utama IL-12, kerana kemampuannya untuk merangsang limfosit sitotoksik (NK dan T) dan mendorong pembezaan sel Thl (lihat bahagian 3.4.3.1), adalah untuk mencetuskan mekanisme pertahanan sel terhadap patogen intraselular. IL-12 bertindak pada sel NK dan NKT yang sudah berada di peringkat awal proses imun, meningkatkan percambahan dan aktiviti sitotoksik sel NK, dan kemudian pada limfosit T sitotoksik dan sintesis IFNy oleh semua sel ini. Agak kemudian, IL-12 mendorong pembezaan sel Thl, yang juga menghasilkan IFNy. Syarat untuk induksi sel Thl ialah ungkapan awal subunit reseptor IL-12RP2 oleh sel CD4 + T yang diaktifkan. Selepas itu, sel memperoleh keupayaan untuk mengikat IL-12, yang membawa kepada pengaktifan faktor STAT4, yang mengatur ekspresi gen ciri sel Thl (untuk ekspresi gen IFNG, tindakan faktor transkripsi T -pertaruhan adalah lebih penting). Pada masa yang sama, IL-12 menyekat pembezaan ^ 2 sel dan melemahkan pengeluaran sel
B-siri antibodi kelas IgE dan IgA. Bertindak pada dendritik dan APC lain, IL-12 mendorong ekspresi molekul kostimulasi (CD80 / 86, dll.), serta produk MHC-II APC. Oleh itu, IL-12 memainkan peranan yang menghubungkan antara imuniti semula jadi dan adaptif dan meningkatkan mekanisme imun yang bertanggungjawab untuk perlindungan terhadap patogen dan tumor intraselular.
Keluarga IL-12 termasuk IL-23, IL-27, dan IL-35. Sitokin ini adalah heterodimer: IL-23 dibentuk oleh dua subunit - I-23p19 dan IL-12p40 (sama dengan subunit IL-12), IL-27 - oleh subunit Ebi3 dan IL-27p28, IL-35 - oleh subunit Ebi3 dan IL-12p35. Sitokin ini dihasilkan terutamanya oleh sel dendritik. Penghasilan sitokin dari keluarga IL-12 dipicu oleh PAMP dan sitokin yang terdapat pada patogen, khususnya GM-CSF.
Penerimaan IL-23 dijalankan oleh dua struktur berbeza: subunit IL-12p40 diiktiraf oleh rantai p reseptor untuk IL-12, dan subunit R-23p19 diiktiraf oleh reseptor khas, IL-23R. STAT4 memainkan peranan utama dalam penghantaran isyarat daripada IL-23. Reseptor untuk IL-27 mengaktifkan molekul WSX-1 (homolog subunit p2 IL-12R) dan gp130 (rantai polipeptida yang merupakan sebahagian daripada reseptor untuk sitokin keluarga IL-6).
Seperti IL-12, IL-23 dan IL-27 bertindak terutamanya pada sel CD4 + T, mempromosikan pembezaan mereka di sepanjang jalur Th1. Ciri-ciri IL-23 - kesan utama pada sel-T memori, serta keupayaan untuk menyokong pembangunan T-helpers jenis Th17. IL-27 berbeza daripada dua sitokin keluarga yang lain dalam keupayaannya untuk mendorong percambahan bukan sahaja diaktifkan, tetapi juga merehatkan sel CD4 + T. Baru-baru ini, ditunjukkan bahawa IL-27 dan IL-35 dapat bertindak sebagai faktor pengawal selia (penekan), kerana subunit Ebi3 mereka adalah sasaran faktor utama sel T peraturan FOXP3.
Faktor perangsang koloni (CSF) (Jadual 2.32) atau hematopoietin diwakili oleh tiga sitokin - GM-CSF, G-CSF dan M-CSF. IL-3 (Multi-CSF) berfungsi hampir dengan mereka. Faktor-faktor ini dipanggil faktor perangsang koloni, kerana ia pertama kali dikenal pasti oleh keupayaannya untuk menyokong pertumbuhan in vitro koloni sel hematopoietik daripada komposisi yang sepadan. IL-3 mempunyai spektrum tindakan yang luas, kerana menyokong pertumbuhan koloni sel hematopoietik, kecuali sel limfoid. GM-CSF menyokong pertumbuhan kedua-dua koloni granulosit-monosit bercampur dan koloni granulosit dan monosit / makrofaj secara berasingan. G-CSF dan M-CSF pakar dalam mengekalkan pertumbuhan dan pembezaan koloni masing-masing. Faktor-faktor ini bukan sahaja memastikan kelangsungan hidup dan percambahan sel-sel hematopoietik jenis ini, tetapi juga dapat mengaktifkan sel-sel pembezaan yang sudah matang (M-CSF - makrofag, G-CSF - neutrofil). M-CSF terlibat dalam pembezaan monosit kepada makrofaj dan menghalang pembezaan monosit kepada sel dendritik. G-CSF, selain bertindak pada cawangan granulositik hematopoiesis, menyebabkan mobilisasi sel stem hematopoietik dari sumsum tulang ke dalam aliran darah.
Jadual 2.32. Pencirian faktor perangsang koloni

Nama nie	Chromo ikan keli	Berat molekul, kDa	Sel pengeluar	Sel sasaran	Resepi tori
GM-CSF	5q	22	Makrofaj, sel T, sel NK, sel stroma, sel epitelium	Makrofaj, neutrofil, eosinofil, sel T, sel dendritik, sel hematopoietik	GM- CSFR a / R
G-CSF	17q	18-22		Neutrofil, eosinofil, sel T, sel hematopoietik	G-CSFR (1 rantai)
M-CSF	5q	45/70 (dimer)	Makrofaj, sel stromal, sel epitelium	Makrofaj, hematopoietik sel	c-Fms
Faktor sel stem	12q	32	Stromal sel	Sel hematopoietik, sel B, sel mast	c-Kit
Flt-3- ligan	19q	26,4	Stromal sel	Sel hematopoietik, sel mast	Flt-3

G-CSF, GM-CSF, dan IL-3 dicirikan secara struktur sebagai hematopoietin yang mengandungi 4 domain a-heliks. Reseptor mereka mengandungi 2 rantai polipeptida, mereka tergolong dalam keluarga reseptor hematopoietin. M-CSF berbeza dengan CSF lain. Ia adalah molekul dimer dan wujud dalam bentuk larut dan terikat membran. Reseptornya mempunyai domain seperti Ig ekstraselular dan domain intraselular dengan aktiviti tyrosine kinase (nama kinase proto-onkogen ini - c-Fms - kadangkala dipindahkan ke seluruh reseptor). Apabila M-CSF mengikat kepada reseptor, dimerisasi dan pengaktifan kinase berlaku.
Faktor perangsang koloni dihasilkan oleh sel endotel dan fibroblas serta monosit / makrofag. GM-CSF dan IL-3 juga disintesis oleh limfosit T. Di bawah pengaruh produk bakteria (melalui reseptor pengecaman corak) dan sitokin proinflamasi, sintesis dan rembesan faktor perangsang koloni meningkat dengan ketara, yang membawa kepada peningkatan myelopoiesis. Granulocytopoiesis sangat dirangsang, yang disertai dengan pemindahan sel yang dipercepat, termasuk yang belum matang, ke pinggiran. Ini menimbulkan gambaran leukositosis neutrofil dengan pergeseran formula ke kanan, yang sangat ciri keradangan. Dadah berdasarkan GM- dan G-CSF digunakan dalam amalan klinikal untuk merangsang granulositopoiesis yang dilemahkan oleh kesan sitotoksik (radiasi, kemoterapi untuk rawatan penyakit tumor, dll.). G-CSF digunakan untuk menggerakkan sel stem hematopoietik, diikuti dengan penggunaan leukomas teraruh untuk memulihkan hematopoiesis terjejas.
Faktor sel stem (SCF - faktor sel induk, ligan c-kit) dirembeskan oleh sel stroma sumsum tulang (fibroblas, sel endotel), serta pelbagai jenis sel semasa perkembangan embrio. SCF wujud sebagai molekul transmembran dan larut (yang terakhir terbentuk akibat pembelahan proteolitik bahagian ekstrasel). SCF dikesan dalam plasma darah. Molekulnya mempunyai dua ikatan disulfida. Reseptor SCF, c-Kk, mempunyai aktiviti tirosin kinase dan secara strukturnya serupa dengan Flt-3 dan c-Fms (reseptor M-CSF). Apabila SCF mengikat, reseptor dimerisasi dan terfosforilasi. Penghantaran isyarat berlaku dengan penyertaan PI3K dan lata MAP.
Mutasi pada gen SCF dan reseptornya telah lama dijelaskan (mutasi keluli); pada tikus, mereka ditunjukkan oleh perubahan warna mantel dan pelanggaran hematopoiesis. Mutasi yang mengganggu sintesis bentuk membran faktor menyebabkan kecacatan besar dalam perkembangan embrio. Bersama dengan faktor lain, SCF terlibat dalam menjaga daya maju sel stem hematopoietik, memastikan percambahannya, dan menyokong tahap awal hematopoiesis. SCF sangat penting untuk pengembangan eritropoiesis dan sel mast, dan juga berfungsi sebagai faktor pertumbuhan thymocytes pada tahap DN1 dan DN2.
Dari segi struktur dan aktiviti biologi, faktor Flt-3L (Fms-thyrosinkinase 3-ligand) mempunyai sifat yang serupa dengan SCF, dalam kombinasi dengan faktor lain yang menyokong tahap awal myelopoiesis dan perkembangan B-limfosit. SCF memainkan peranan sebagai faktor pertumbuhan untuk myeloblast leukemia.
Kemokin, yang merupakan faktor humoral penting dalam keradangan dan imuniti bawaan, dibincangkan di atas dalam perihalan kemotaksis leukosit (lihat bahagian 2.3.2).