Citokini
Razvojot na efektiven imun odgovor vklu~uva limfoidni kletki, vospalitelni kletki i
hematopoetski kletki. Slo`enite me|udejstva pome|u ovie kletki se posreduvani od grupa
proteini nare~eni citokini za da se ozna~i nivnata uloga vo komunikacijata kletka-sokletka (cito-, ükletkaû, od gr~kiot zbor kinein-, üda se dvi`iû). Citokinite se
regulatorni proteini so mala molekulska te`ina ili glikoproteini koi se la~at od strana
na belite krvni kletki i razni drugi kletki vo teloto kako odgovor na brojni stimulsi.
Ovie proteini pomagaat pri reguliraweto na razvojot na imunite efektorni kletki, a
odredeni citokini poseduvaat direktni efektorni funkcii.
Izrazot citokin gi opfa}a citokinite koi se la~at od strana na limfocitite, supstancii
prethodno poznati kako limfokini
f
i onie citokini koi se la~at od strana na monocitite i
makrofagite, supstancii prethodno poznati kako monokini. Iako ovie dva izrazi i
ponatamu se koristat, tie se nepravilni bidej}i la~eweto na golem broj limfokini i
monokini ne e ograni~eno za limfociti i monociti kako {to uka`uvaat ovie izrazi, tuku
se protega na {irok spektar na kletki i vidovi. Poradi ovaa pri~ina, se preferira
povklu~uva~kiot izraz citokin.
Mnogu citokini se nare~eni interleukini, ime koe ozna~uva deka tie se izla~eni od nekoi
beli kletki i dejstvuvaat vrz drugi beli kletki. Opi{ani se interleukinite ozna~eni so
IL-1 do IL-29. Ima pri~ina za pretpostavka deka }e se otkrijat dopolnitelni citokini i
deka grupata na interleukinite dopolnitelno }e se pro{iri. Nekoi citokini se poznati po
voobi~aeni
b
imiwa, vklu~uvaj}i
j} gi tumorno nekrotizira~kite faktori
f
i interferonite,
f
iako na odredeni interferoni koi od neodmana se opi{ani kako ~lenovi od familijata na
interferonot lambda im e dadena oznaka IL. Druga podgrupa na citokini se hemokinite,
grupa na citokini so mala molekulska te`ina koi vlijaat vrz hemotaksata i drugi aspekti
od odnesuvaweto na belite kletki. Ovie molekuli, koi igraat zna~ajna uloga pri
vospalitelniot odgovor, bea pretstaveni vo poglavje 3, a podetalno se objasneti vo poglavje
13.
Ova poglavje se fokusira na biolo{kata aktivnost na citokinite, strukturata na
citokinite i nivnite receptori, signalnoto prenesuvawe preku citokinskite receptori,
ulogata na citokinskite abnormalnosti vo patogenezata na odredeni bolesti i
terapevtskata
era e s a a primena
r e a naa citokinite
o
e i nivnitee receptori.
re e or Zna~ajnata
Z a aj a a uloga
o a naa citokinite
o
e
vo vospalitelniot odgovor e obajsnet vo poglavje 13.
1
Osobini na citokinite
Citokinite se vrzuvaat za specifi~ni receptori vrz membranata od celnite kletki, pottiknuvaj}i gi
signalno prenesuva~kite pateki koi na krajot go menuvaat genskoto prika`uvawe vo celnite kletki
(slika 12-1a). Osetlivosta na celnata kletka kon odreden citokin e odredena so prisustvoto na
specifi~ni membranski receptori. Ponatamu }e vidime deka citokinskite receptori mo`at da bidat
napraveni od nekolku razli~ni verigi i deka receptorot za daden citokin mo`e da postoi vo
razli~ni kombinacii na ovie verigi vrz kleto~nata povr{ina. Ovie kombinacii na verigi variraat
po afinitetot so koi tie se vrzuvaat za citokinot i isto taka mo`at da variraat i vo nivnata
sposobnost da pottiknat signalno prenesuva~ka pateka po vrzuvaweto. Vo osnova, citokinite i
nivnite celosno grupirani receptori me|usebno poka`uvaat dosta golem afinitet i dostavuvaat
vnatrekleto~ni signali. Konstanta na disocijacija na citokinite i nivnite optimalni receptori se
ddvi`i od 100 i 100 M.. Bidej}i
dej nivnitee af
afiniteti
e se mo{ne
o e visoki,
so , c
citokinite
o
e mo`at
o a da posreduvaat
osredu aa
biolo{ki efekti pri pikomolarni koncentracii.
(slika 12-1 (a) Pregled na pottiknuvaweto i funkcijata na citokinite. (b) Pove}eto citokini
izvr{uvaat avtokrino i/ili parakrino dejstvo, pomalku izvr{uvaat endokrino dejstvo.
Odreden citokin mo`e da se vrze za receptori vrz membranata od ista kletka koja go izla~ila,
izvr{uvaj}i avtokrino dejstvo. Mo`e da se vrze za receptori od celnata kletka vo bliskata okolina
na sozdava~kata kletka, izvr{uvaj}i parakrino dejstvo. Vo nekolku slu~ai, mo`e da se vrze za celnite
kletki vo dale~ni delovi od teloto izvr{uvaj}i endokrino dejstvo (slika 12-1b). Citokinite go
reguliraat
r
u r
intenzitetot i traeweto
r
na imuniot
u
odgovor
d
r preku
r u stimulirawe
u r
ili popre~uvawe
r u
na
aktivacijata, proliferacijata i/ili diferencijacijata na razni kletki i preku regulirawe na
la~eweto na protivtela ili drugi citokini. Kako {to objasnivme prethodno, vrzuvaweto na daden
citokin so reaktivnite celni kletki vo osnova stimulira zgolemeno prika`uvawe na citokinskite
receptori i la~ewe na drugi citokini, koi po red vlijaat vrz drugite celni kletki. Spored toa, duri
i citokinite koi se izla~eni od mal broj limfociti aktivirani od protivgen, mo`at da vlijaat vrz
aktivnosta na brojnite kletki vklu~eni vo imuniot odgovor. Na primer, citokinite koi se sozdadeni
od strana na aktiviranite Tpo kletki mo`at da vlijaat vrz aktivnosta na B kletkite, Tct kletki ,
kletkite prirodni ubijci, makrofagite, granulocitite i hematopoetskite mati~ni kletki, ottuka
mobiliziraj}i cela mre`a na kletki koi stapuvaat vo me|udejstvo.
2
Citokinite poka`uvaat osobini na pleotropnost, redundantnost, sinergija,
protivni{tvo i skalesto pottiknuvawe,
pottiknuvawe {to im dozvoluva da ja reguliraat
kleto~nata aktivnost na koordiniran, interaktiven na~in (slika 12-2). Daden
citokin koj ima razli~ni biolo{ki efekti vrz razli~ni celni kletki ima
pleotropno dejstvo. Za dva ili pove}e citokini koi posreduvaat sli~ni funkcii se
veli deka se redundantni. Redundantnosta go ote`nuva pripi{uvaweto na odredena
aktivnost na eden citokin. Citokinskiot sinergizam nastanuva koga
kombiniraniot efekt od dva citokina vrz kleto~nata aktivnost e pogolem od
aditivnite efekti na oddelnite citokini. Pri odredeni slu~ai, citokinite
ivr{uvaat protivni{tvo (antagonizam), odnosno, efektite na eden citokin gi
pope~uva ili neutralizira efektite na drug citokin. Skalestoto pottiknuvawe
nastanuva koga dejstvoto
j
na eden citokin vrz celnata kletka pottiknuva taa kletka
da sozdava eden ili pove}e drugi citokini, koi vo redosled mo`at da pottiknat
drugi kletki da sozdavaat drugi citokini.
Bidej}i citokinite delat golem broj osobini so hormonite i faktorite za rast,
razlikata pome|u ovie tri klasi na posredenici ~esto se me{aat. Site tri se
sekretirani rastvorlivi faktori koi gi iznuduvaat nivnite biolo{ki efekti pri
pikomolarni koncentracii preku vrzuvawe za receptori od celnite kletki. Sepak,
odredeni razliki vo nivnite op{ti osobini gi oddeluvaat. Na primer, trite
posrednici se razlikuvaat po nivnite na~ini na prika`uvawe: faktorite za rast
te`neat da se sozdavaat postojano,
j
dodeka citokinite i hormonite se la~at kako
odgovor na diskretni stimulsi, a la~eweto e kratkotrajna, obi~no se dvi`i od
nekolku ~asa do nekolku dena. Za razlika od horomonite, koi obi~no dejstvuvaat
{iroko na endokrin na~in, pove}eto citokini dejstvuvaat na kratko rastojanie
preku avtokrin ili parakrin na~in. Spored toa, pove}eto hormoni se sozdadeni od
specijalizirani `lezdi i te`neat da imaat unikatno dejstvo vrz eden ili pove}e
tipovi na celna kletka. Nasproti toa, citokinite ~esto se vrzuvaat so i se
sozdavaat od razni kletki.
(slika 12-2 Citokinski svojstva na (a) pleotropnost, redundantnost, sinergija
(sinergizam), protivni{tvo (antagonizam) i (b) skalesto pottiknuvawe.
3
Aktivnosta na citokinite prvo bila prepoznaena vo srednite {eeseti godini od dvaesetiot
vek koga se otkri deka supernatantite sozdadeni od in vitro kultivirawa na limfocitite
vek,
sodr`at rastvorlivi faktori koi mo`at da ja reguliraat proliferacijata,
diferencijacijata i zreeweto na kletkite od imuniot sistem, vklu~uvaj}i gi kletkite od
doma}inot koi se razlikuvaat po nivnata genetska struktura. Nabrgu potoa, se otkri deka
sozdavaweto na ovie citokini od strana na kultiviranite limfociti e pottiknato od
aktivacijata so protivgen ili so nespecifi~ni mitogeni. Biohemiskata izolacija i
pro~istuvaweto na citokinite bile onevozmo`eni poradi nivnata niska koncentracija vo
supernatantantite od kulturata i otsustvoto na dobro-definirani sistemi za ispituvawe
na poedini~enite citokini. Golem napredok bil napraven so razvojot na gen-klonira~kite
tehniki vo 70-tite i 80-tite godini
d
odd ddvaesettiot vek,, {to ovozmo`i sozdavawe
d
na ~isti
citokini preku prika`uvawe na proteinot od kloniranite geni. Otkritieto na kleto~nite
lozi ~ii rast zavisi od prisustvoto na odredeni citokini na istra`uva~ite im gi dade
prvite ednostavni sistemi za ispituvawe. Sozdavaweto na monoklnskite protivtela koi se
specifi~ni za sekoj od pozna~ajnite citokini go ovozmo`ija razvojot na brzite
kvantitativni imunoanalizi za sekoj citokin (slika 12-3). Vo odnos na ELISA koja e
prika`ana ovde, specifi~ni protivcitokinski protivtelai se koristat za
vnatrekleto~noto boewe kletkite so FACS analizata i pri ELISPOT analizata, koi go
merat la~eweto na specifi~niot citokin od kletkite vo populacijata (slika 6-11).
(slika 12-3 Analiza ELISA na citokini. (a) Primerokot koj go sodr`i citokinot koj se
ispituva e vrzan od specifi~no protivtelo (sina boja) oblo`eno vo bunar~iwata na
mikrotitarskata plo~ka. Vtoro specifi~no protivtelo (sina boja), kowugirano so enzim
(E) kako {to e renska peroksidaza, formira sendvi~ so zarobeniot citokin, vrzuvaj}i go
enzimot vo mikrotitarnoto bunar~e. Dodaden e hromogenski supstrat (S), a enzimot sozdava
boja ~ij intenzitet e proporcionalen so koli~inata na citokinot koj e zaroben od
protivteloto. Opti~kata gustina od ovaa boja koja poteknuva od nepoznata koncentracija na
citokinot se sporeduva so vrednostite na soodvetno odredena standardna kriva.
kriva (b)
Standardnata kriva koja e ovde prika`ana e za human interleukin-12 (IL-12). Jasno e deka
ovaa analiza e dovolno ~uvstvitelna za da otkrie mali koli~ini kako 1 pikogram od IL-12.
4
Citokinite pripa|aat na ~etiri familii
Vo poslednive godini vidovme eksplozija na podatoci za novi citokini i novi receptori.
Istra`uva~ite }e prodol`at da nasobiraat informacii vo ovaa oblast, otkrivaj}i mnogu delikatni
osobini za citokinite i nivnite pove}ekratni aktivnosti i me|udejstva. Va`no e toa da se naglasi
bez razlika kolku i da stane dolga ovaa lista na molekuli, kade site delat isti osobini i skoro site
od neodamna opi{anite citokini dejstvuvaat zaedni~ki so drugi. Napredocite vo genomskata analiza
ovozmo`ija istra`uvawe na genomot za proteini koi delat mno{tvo osobini. Spored toa, otkrivme
deka ima sedum ~lenovi na grupata IL-1, nasproti dvata koi prethodno bea otkrieni. Vistinskoto
zna~ewe na ova za imunata funkcija ostanuva da se otkrie i ne e vo domenot na ovaa diskusija. Celta
ovde ne e da se pretstavi detalna lista na citokini (vidi Dodatok II), tuku da se dadat op{tite
na~ela koi treba da se primenat koga se otkrivaat novi citokini.
[tom genite koi kodiraat razli~ni citokini se klonirani,
klonirani dovolni koli~ini na pro~isteni
preparati stanuvaat dostapni za detalni prou~uvawa na nivnata struktura i funkcija. Ovie studii gi
otkrija zaedni~kite osobini. Vo osnova citokinite imaat molekulska masa koja e pomala od 30 kDa.
Studiite za strukturata poka`aa deka citokinite koi do sega se karakterizirani pripa|aat na edna
od ~etirite familii: hematopoetinska familija, interferonska familija, hemokinska familija ili
familija na tumor nekrotizira~kiot faktor.
(slika 12-4 Nekoi pretstavuvawa na strukturite vo hematopoetinska familija. (a) Levo: Topografsko
prika`uvawe na primarnata struktura na IL-2 koja gi poka`uva alfa spiralnite podra~ja (alfa i AD) i povrzuva~kite verigi od molekulata. Desno: Predlo`en tri-dimenzionalen model na IL-2. (b)
Model na lenta na IL-4 dobien od rendgensko kristalografsko ispituvawe na molekulata. Vo a i b
alfa spirlaite se prika`ani so crvena boja,
boja a beta plo~ite vo sina boja.
boja Strukturite na drugite
citokini koi pripa|aat na hematopoetinskata familija se veruva deka vo osnova se sli~ni.
Strukturite na dva ~lenovi od hematopoetinskata familija, IL-2 i IL-4, se prika`ani na slika 12-4.
Iako amino kiselinskite sekvencite od ovie familijarni ~lenovi zna~itelno se razlikuvaat, site
imaat visok stepen na alfa spiralna struktura i mala ili voop{to nemaat beta-plo~esta struktura.
Molekulite delat sli~ni polipeptidni dipli, so ~etiri alfa spiralni podra~ja (A-D) kade prvata i
vtorata spirala i trettata i ~etvrttata se postaveni grubo paraleno i se povrzani so jamki.
5
(slika 12-5 Citokinskite funkcii vo vrodeniot i steknatiot imunitet.
Citokinsko pottiknuvawe na aktivacija, diferencijacija i proliferacija ili
kleto~na smrt na T kletkite, B kletkite, makrofagite, steblestite kletki, KPU i
drugi leukociti.
Me|udejstvoto na protivgenot so makrofagite i posledovatelna aktivacija na
miruva~kite Tpo kletki vodi do osloboduvawe na brojni citokini (sinite
strelki) sozdavaj}i slo`ena mre`a na kletki koi stapuvaat vo me|udejstva pri
strelki),
imuniot odgovor. strana 306)
Citokinite imaat brojni biolo{ki funkcii
Iako mno{tvo kletki mo`at da la~at citokini, osnovnite proizveduva~i se Tpo
kletki, steblestite kletki i makrofagite. Citokinite koi se oslobodeni od ovie
vidovi na kletki aktiviraat cela mre`a na kletki koi stapuvaat vo me|udejstvo
(slika 12-5). Me|u brojnite fiziolo{ki reakcii koi baraat citokinsko
vklu~uvawe se razvojot na kleto~nite i humoralnite imuni odgovori,
pottiknuvaweto na vospalitelen odgovor, reguliraweto na hematopoezata,
kontrola na kleto~nata proliferacija i diferencijacija i lekuvaweto na ranite.
Iako imuniot odgovor na specifi~en protivgen mo`e da vklu~uva sozdavawe
citokini, va`no e da se zapomni deka citokinite dejstvuvaat na protivgen
nespecifi~en na~in. Odnosno, tie vlijaat vrz koja bilo kletka so koja }e se
sretnat koja ima soodvetni receptori i se vo fizi~ka sostojba koja im ovozmo`uva
da reagiraat.
6
S# vkupno, vkupniot broj na proteini so citokinska aktivnost nadminuva 200, a
istr`uvawata prodol`uvaat da otkrivaat novi.
novi Tabela 12-1 gi rezimira
aktivnostite na odredeni ~esto sretnuvani citokini i gi smestuva vo
funkcionalni grupi. Vo Dodatok II mo`e da se najde pro{irenata lista na
citokini. Treba da se ima predvid deka pove}eto od navedenite funkcii se
utvrdeni so analiza na efektite od rekombinantni citokini, ~esto dodadeni vo in
vitro sistemi na nefiziolo{kite koncentarcii. Sepak, in vivo citokinite retko,
mo`ebi nikoga{ ne, dejstvuvaat sami. Namesto toa, celnata kletka e izlo`ena na
sredina koja sodr`i me{avina od citokini ~ii kombinirani sinergi~ni ili
antagonisti~ki efekti mo`at da imaat mnogu razli~ni posledici. Spored toa,
citokinite ~esto potiknuvaat sinteza na drugi citokini, {to doveduva do skala od
aktivnosti.
Nespecifi~nosta na citokinite se ~ini deka protivre~i na utvrdenata
specifi~nost vo imuniot sistem. [to gi spre~uva citokinite da gi aktiviraat
kletkite na nespecifi~en na~in pri imunot odgovor? Eden na~in na koj e odr`ana
specifi~nosta e preku vnimatelna regulacija na prika`uvaweto na citokinskite
receptori vrz kletkite. ^esto, citokinskite receptori se prika`ani vrz kletkata
samo po me|udejstvoto na kletkata so protivgenot, ograni~uvaj}i go citokinskiot
odgovor na protivgen aktiviranite limfociti. Specifi~nosta isto taka mo`e da
se odr`i ako citokinskoto la~ewe nastane samo koga citokin sozdava~kata kletka
direktno stapi vo me|udejstvo
| j
so celnata kletka, na tojj na~in obezbeduvaj}i
b b
j} deka
efektivni koncentracii na citokinot }e se pojavuvaat samo vo blizina na
izbranata cel. Vo slu~ajot so Tpo kletka, glaven sozdava~ na citokini, kleto~noto
me|udejstvo nastanuva koga T-kleto~niot receptor prepoznava protivgen-GTK
kompleks na soodvetnata protivgen prika`uva~ka kletka, kako {to e makrofagot,
steblestata kletka ili B limfocitot. Koncentracijata na citokinite koi se
izla~eni pri spojot na ovie kletki koi stapuvaat vo me|udejstvo dostignuva
dovolno visoki lokalni koncentarcii za da vlijae vrz celnata PPK, no ne i vrz
dale~nite kletki. Spored toa, periodot na poluraspa|awe na citokinite vo
krvotekot ili vo drugite nadvorkleto~ni te~nosti kade tie se izla~eni e obi~no
mnogu kratok, obezbeduvaj}i deka tie dejstvuvaat vo ograni~en period i spored toa
na kratko rastojanie.
7
Citokinski receptori
Kako {to vidovme, citokinite gi vr{at nivnite biolo{ki
b
efekti
f
preku vrzuvawe za specifi~ni
f
receptori koi se prika`ani vrz membranata
b
od
reaktivnite celni kletki. Mnogu tipovi na kletki gi prika`uvaat tie receptori i se osetlivi na dejstvoto na citokinite. Biohemiskiot opis na
citokinskite receptori na po~etokot napreduval mnogu sporo bidej}i nivoata na ovie receptori vrz membranata od reaktivnite kletki se mnogu niski.
[to se odnesuva do samite citokini, kloniraweto na genite koi gi kodiraat citokinskite receptori dovede do brz napredok vo utvrduvaweto i
karakteriziraweto na ovie receptori.
Citokinskite receptori pripa|aat na ~etiri familii
Receptorite za razli~ni citokini se mo{ne raznovidni po struktura, no skoro site pripa|aat vo edna od pette familii na receptorni proteini
(Slika12-6):
Imunoglobulinska superfamilija receptori
Klasa 1 citokinska receptorska familija (isto poznata kako hematopoetinska receptorska familija)
Klasa 2 citokinska receptorska familija (isto poznata kako interferonska receptorska familija)
TNF receptorska familija
f
j
Hemokinska receptorska familija
Imunoglobulinska superfamilija go vklu~uva receptorot za IL-1. Dve formi na IL-1, nare~eni se IL-1alfa i IL-1beta se dobro karakterizirani.
Iako ovie dva proteina se samo okolu 30% identi~ni vo sekvencata, tie se identi~ni po funkcijata i se vrzuvaat za istite receptori i gi posreduvaat
istite reakcii. Poznati se dva razli~ni receptori za IL-1, dvata se ~lenovi od Ig superfamilijata na proteinite. Tipot 1 IL-1R e prika`an na mnogu
kleto~ni vidovi, dodeka tipot 2 IL-1R e ograni~en na B kletkite. Vrzuvaweto na IL-1 za receptorot od tip 2 ne pottiknuva odgovor koj e tipi~en za
IL-1, uka`uvaj}i deka tip 2 IL-1R pretstavuva mamka koja e potrebna za da se otstrani IL-1, pri toa spre~uvaj}i go negovoto vrzuvawe za receptorite
od tip 1. So tip 1 receptorot za IL-1 se sretnavme vo poglavje 3, koga Tolovidnite receptori bea pretstaveni. Vo citoplazmatskiot domen od TVR, TIR
ili Tol/IL-1, receptorot e sli~en na podra~jeto kaj IL-1R (vidi slika 3-10). IL-1 igra klu~na uloga vo vospalenieto i e nare~en provospalitelen
citokin. IL-18 e povrzan so IL-1, ja koristi istata receptorna familija i ima sli~na funkcija.
(slika 12-6 [ematski prikazi koi gi prika`uvaat strukturnite osobini {to gi definiraat ~etirite tipovi na receptorski proteini za koi pove}eto
citokini se vrzuvaat. Receptorite za pove}eto od interleukinite pripa|aat na klasa 1 citokin receptorskata familija. C se odnesuva na za~uvaniot
cistein
Pogolemiot del od citokin vrzuva~kite receptori koi funkcioniraat vo imunite i hematopoetskite sistemi pripa|aat na klasa 1 citokin
receptorskata familija, isto taka nare~ena hematopoetinska receptorska familija. ^lenovite od ovaa familija imaat za~uvani motifi od
aminokiselinska sekvenca vo nadvorkleto~niot domen koj se sostoi od ~etiri poziciski za~uvani cisteinski ostatoci (CCCC) i za~uvana sekvenca na
triptofan-serin-(bilo koja aminokiselina)-triptofan-serin (WSXWS, kade X e menliva aminokiselina). Receptorite za site citokini koi se
klasificirani kako hematopoetini pripa|aat vo klasa 1 citokinska receptorskata familija. IL-2 i okolu 13 drugi interleukini, isto kako i nekolku
kolonii stimulira~ki faktori i hormoni za rast, se vrzuvaat za receptorite od ovaa familija. Dostapni se strukturnite podatoci za pove}eto
receptori od tip 1 grupata, so isklu~okot na neodmana opi{aniot IL-27R, koj ima edna veriga zaedni~ka so drugite receptori od familijata, a drugata
veriga s#u{te ne e utvrdena.
Klasa 2 citokinskite receptori (ponekoga{ nare~ena interferonska receptorska familija) go poseduvaat za~uvaniot CCCC motiv, no go nemaat
WSXWS motivot koj e prisuten kaj klasa 1 citokinskite receptori. Na po~etokot, se veruva{e deka samo interferonite alfa, beta i gama se ligandi
za ovie receptori. No, neodamne{nata rabota poka`a deka familijata koja se sostoi od 12 receptorski verigi pri nivnite razli~ni sortirawa se
vrzuvaat za 27 razli~ni citokini vklu~uvaj}i {est ~lenovi od IL-10 familijata, 17 tip 1 interferoni, eden tip 2 interferon i tri ~lenovi od
neodamna opi{anata interferon lambda familijata, vklu~uvaj}i gi IL-28a, IL-28b i IL-29.
Karakteristika koja e zaedni~ka za pove}eto od klasa 1 i 2 citokinskite receptorski familii se golemiot broj podedinici, ~esto vklu~uvaj}i edna
podedinica koja se vrzuva za specifi~ni citokinski molekuli i druga koja posreduva pri signalnoto prenesuvawe.
prenesuvawe Ovie dve funkcii ne se sekoga{
povereni na ednata podedinica ili na drugata. Sepak, pri site slu~ai koi se prou~eni do denes upotrebata na klasa 1 i 2 citokinski receptori
pottiknuvaat tirozin fosforilacija na receptorot preku aktivnosta na proteinot tirozin kinazata koja e tesno povrzana so citosolniot domen na
receptorite.
Hemokinskite receptori se razli~ni po struktura od drugite citokinski receptori i }e bidat objasneti vo poglavje 13.
8
(slika 12-7 [ematski prikaz na tritte podfamilii od klasa 1 citokinski
receptori Site ~lenovi od podfamilijata imaat zaedni~ka signalno-prenosliva
receptori.
podedinica (sina boja), no edinstvena citokin-specifi~na podedinica. Vo odnos na
za~uvanite cisteini (dvojnite crni linii) i WSXWS motivite (crveni linii) koi
gi karakteriziraat klasa 1 citokinskite receptori, domenite vo vid na
imunoglobulin se prisutni kaj del od ovie receptori. CNTF = cilijaren
nevrotrofi~en faktor. LIF/OSM = leukemija inhibitoren faktor/onkostatin.
referenca
Podfamiliite od klasa 1 citokinskite receptori imaat zaedni~ki signalni
podedinci
Utvrden se nekolku podfamilii od klasa 1 citokinskite receptori, kade site
receptori od podfamilijata imaat identi~na signalno-prenosna podedinica.
Slika 12-7 dava {ematski prikaz na ~lenovite od trite receptorni podfamilii.
Imenuvani po GM-KSF, IL-2 i IL-6.
Deleweto na signalno-prenoslivite podedicni me|u receptorite gi objasnuva
redundantnosta i antagonizmot koi go poka`uvaat odredeni citokini.
Razgleduvaj}i ja GM
GM-KSF
KSF receptorskata podfamilija, koja gi vklu~uva
receptorite za IL-3, IL-5 i GM-KSF (slika 12-7a). Sekoj od ovie citokini so
nizok afinitet se vrzuva za unikaten citokin-specifi~en receptorski protein,
alfa podedinicata na dimerniot receptor. Site tri nisko-afinitetnite
poedinici mo`at nekovalentno da se povrzat so zaedni~kata signalnoprenoslivata beta podedinica. Kako rezultat na toa dimerniot receptor poka`uva
zgolemen afinitet za citokinot i e sposoben za prenesuvawe na signal niz
membranata otkako citokinot }e se povrze (slika 12-8a). Interesen e faktot {to,
IL-3, IL-5 i GM-KSF izvr{uvaat redundantni aktivnosti. IL-3 i GM-KSF
dejstvuvaat na hematopoetskite mati~ni kletki i roditelskite kletki, gi
aktiviraat monocitite, i pottiknuvaat megakariocitna diferencijacija
f
j
j i site tri
citokini pottiknuvaat eozinofilna proliferacija i bazofilno obezzrnuvawe so
osloboduvawe histamin.
9
Imaj}i predvid deka IL-3, IL-5 i GM-KSF delat zaedni~ka signalno-prenosliva beta podedinica, sekoj od ovie
citokin se o~ekuva da prenesuva sli~en aktivaciski signal, imaj}i ja vo predvid redundantnosta pome|u nivnite
b
biolo{ki
efekti
f
(
(slika
12 8b) Vsu{nost,
12-8b).
V
site tri citokini pottiknuvaat isti pateki od proteinska
fosforilacija, no i pokraj toa IL-3 i GM-KSF poka`uvaat antagoznizam: vrzuvaweto na IL-3 e popre~eno od
GM-KSF, a vrzuvaweto na GM-KSF e popre~eno od IL-3. Ovoj antagonizam e predizvikan od natprevarot za
ograni~en broj na beta podedinicite koi se dostapni za povrzuvawe so citokin-specifi~nite alfa podedinici od
dimernite receptori (slika 12-8v).
(slika 12-8 Me|udejstva pome|u catkin-specifi~nite podedinici i zaedni~kite signalno-prenoslivi podedinici
od citokinskite receptori. (a) [ematski prikaz na nisko i visoko-afinitetnite receptori za IL-3, IL-5 i GMKSF. Citokin-specifi~nite podedinici prika`uvaat nisko afinitetno povrzuvawe i ne mo`at da go prenesat
aktivira~kiot signal. Nekovalentnoto povrzuvawe na sekoja podedinica so zaedni~kata beta podedinica dava
visoko-afiniteten dimeren receptor koj mo`e da prenese signal preku membranata. (b) Povrzuvaweto na citokinspecifi~nite podedinici so zaedni~kata signalna edinica, beta podedinicata, go ovozmo`uva sozdavaweto
identi~ni signali od strana na razli~nite citokinski receptori koi se prika`ani.
prika`ani (v) Natprevarot na ligandligand
povrzuva~kite verigi od razli~ni receptori za zaedni~kata podedinica mo`e da sozdade antagonisti~ki efekti
pome|u citokinite. Ovde vrzuvaweto na IL-3 so alfa podedinici od IL-3 receptorot im ovozmo`uva da gi
pobedat alfa verigite od GM-KSF receptorot za beta podedinicite. referenca
Sli~na situacija se nao|a i pome|u IL-6 receptorskata podfamilija, koja gi vklu~uva receptorite za IL-6, IL11, leukimija inhibitoren faktor (LIF), onkostatin M (OSM) i cilijarno nevrotrofi~enniot faktor (CNTF)
(vidi slika 12-7b). Vo ovoj slu~aj, zaedni~kata signalno prenosliva podedinica koja e nare~ena gp130 se povrzuva
so eden ili dva razli~ni citokin-specifi~ni podedinici. LIF i OSM, koi delat odredeni strukturni osobini, i
dvete se vrzuvaat za ista alfa podedinica. Kako {to se o~ekuva, citokinite koi se vrzuvaat za receptori od ovaa
podfamilija prika`uvaat biolo{ki aktivnosti koi se poklopuvaat: IL-6, OSM i LIF pottiknuvaat sinteza na
proteini na akutnata faza preku crnodrobnite hepatociti i diferencijacija na mieloidnite leukemi~ni kletki
vo makrofagi. IL-6, LIF i CNTF vlijaat vrz nevronskiot razvoj i IL-6, IL-11 i OSM stimuliraat sozrevawe na
megakarocitite i sozdavawe na krvni plo~ki. Prisustvoto na gp130 kaj site receptori od IL-6 podfamilijata gi
objasnuva nivnite zaedni~ki signalni pateki kako i natprevarot za vrzuvawe na ograni~enite gp130 molekuli koi
se sre}avaat pome|u ovie citokini.
Trettata signalno prenosliva podedinica ja definira IL-2 receptorskata podfamilija, koja vklu~uva receptori
za IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 i IL-21 (vidi slika 12-7v). IL-2 i IL-15 receptorite se heterotrimeri,
sostaveni od citokin specifi~na alfa veriga i dve verigi beta i gama - odgovorni za signalno prenesuvawe. IL-2
receptorskata gama veriga funkcionira kako signalno prenesuva~ka poedinica kaj drugite receptori od ovaa
podfamilija, kade site se dimeri. Od neodamna, se poka`a deka vrodeniot Iks- vrzan te`ok kombiniran imun
nedostatok (Iks-TKIN) se javuva kako defekt na genot za gama verigata, koj se nao|a na Iks hromozomot. Imuniot
nedostatok koj se sre}ava pri ova naru{uvawe, vklu~uva gubitok na aktivnosta na T kletkite i KPU, se javuva
poradi gubewe site citokinski funkcii koi se posreduvani preku IL-2 podfamilija na receptori. Formata na
TKIN kade T kletkite se defektni,
f
a KPU normalni, e predivikana od genski defekti
f
vo IL-7
IL 7 receptorot (vidi
(
poglavje 20 za celosen opis na TKIN).
10
(slika 12-9 Sporedba na trite formi na IL-2 receptorot. (a) [ematski prikaz na trite formi na receptori i
prika`uvawe na disocijaciskite konstantni i osobinite na sekoj od niv. Signal prenoslivosta e posreduvana od
b
beta
i gama verigite, no site tri verigi se potrebni
b
za visoko afinitetno
f
vrzuvawe na IL-2.
IL 2 (b)
Tridimenzionalna struktura na formata od tri verigi na IL-2 receptorot so vrzan IL-2 (pogled rotiran za 90º).
Zabele`ete deka alfa verigata go nadopolnuva xebot za koj se vrzuva IL-2, {to se dol`i na povisokiot afinitet
na trimeri~nata forma. referenca
IL-2R e najdetalno prou~uvaniot citokinski receptor
Poradi centralnata uloga na IL-2 i negoviot receptor pri klonskata proliferacija na T kletkite, IL-2
receptorot be{e detalno prou~uvan. Kako {to zabele`avme vo predhodniot del, celiot trimeri~en receptor
vklu~uva tri razli~ni podedinici - alfa, beta i gama verigi. Beta i gama verigite pripa|aat na klasa 1 citokin
receptorskata familija, koi gi sodr`at karakteristi~nite CCCC i WSXWS motivi, dodeka alfa verigata ima
dosta razli~na struktura i ne e ~len na ovaa receptorska familija (vidi slika 12
12-7c).
7c).
IL-2 receptorot se pojavuva vo tri formi koi poka`uvaat razli~ni afiniteti za IL-2: nisko afinitetniot
monomeri~en IL-2Ralfa, sredno afinitetniot dimeri~en IL-2Rbeta-gama i visoko afinitetniot trimeri~en
IL-2Ralfa-beta-gama (slika 12-9a). Neodmane{nata rendgenska kristalografska struktura na visoko
afinitetnata trimeri~na forma na IL-2 receptorot so IL-2 molekulata vo negovata vrzuva~ka oblast otkri
deka IL-2 se vrzuva za xep koj e formiran od beta i gama verigite (slika 12-9b). Zna~ajni dopolnitelni kontakti
so IL-2 ligandot se dobivaat koga e prisutna alfa verigata, blagodarenie na povisokiot afinitet za vrzuvawe so
trimerot. Vrzuvaweto na IL-2 za receptorot vklu~uvaj}i gi samo beta i gama verigite nastanuva pri sreden
afinitet i ovaa forma na receptorot e sposobna za signalno prenesuvawe.
Bidej}i IL-2R alfa verigata e prika`ana samo vo aktiviranite T kletki, ponekoga{ e narekuvan TAC (Tkleto~na aktivacija) protivgen ili KD25, setete se deka go spomenavme KD25 prethodno kako karakterizira~ki
povr{inski obele`uva~ pri zreeweto na T kletkite (vidi slika 10-2). Monoklonsko protivtelo (protiv-TAC ili
protiv-KD25) koe se vrzuva za te{kata 55-kDa alfa veriga ~esto se korisi za da go utvrdi IL-2Ralfa vo kletkite.
P
Prisustvoto
na visoki nivoa na KD25 kajj zrelite T kletki vo osnova ozna~uva deka kletkite se vo sostojba
jb na
aktivacija i, kako {to opi{ano vo poglavje 2 a podetalno vo poglavje 16, mo`at isto taka da uka`at deka se
prisutni kletkite od T podgrupata ( KD4 kletki so visoki nivoa na KD25). Prika`uvaweto na trite verigi od
IL-2 receptorot varira pome|u razli~nite kleto~ni vidovi: gama verigata se pojavuva vo osnova prika`ana vrz
pove}eto limfoidni kletki, dodeka prika`uvaweto na alfa i beta verigite e poograni~eno i zna~itelno
zasileno otkako protivgenot gi aktivira miruva~kite limfociti. Ograni~enoto prika`uvawe obezbeduva deka
samo protivgen aktiviranite KD4 i KD8 T kletki }e go prika`at visoko afinitetniot IL-2 receptor i
proliferira vo odgovor na fiziolo{kite nivoa na IL-2. Aktiviranite T kletki prika`uvaat pribli`no 5 h 10
visoko afinitetni receptori i 10 pati pove}e nisko afinitetnite receptori. KPU osnovno gi prika`uvaat beta
i gama podedinicite, blagodarenie na nivnata sposobnost za vrzuvawe na IL-2 so sreden afinitet i da bidat
aktivirani od IL-2.
11
Citokinskite receptori pottiknuvaat signalizirawe
Iako odredeni zna~ajni citokinski receptori se nao|aat nadvor od klasa 1 i klasa 2 familiite, pogolemiot del
se vklu~eni vo ovie dve familii. Kako {to vidovme, na klasa 1 i klasa 2 citokinskite receptori im
nedostasuvaat signalni motivi (na primer, vnatre{ni tirozin kinaza domeni). Sepak, prvite studii poka`aa deka
eden od prvite nastani po me|udejstvoto na citokinot so eden od ovie receptori e serija na protein tirozinski
fosfrorilaciii. Ovie rezultati vo po~etokot bile zbunuva~ki, no se razjasnija koga proizleze celosen model od
studiite na molekulskite procesi koi se pottiknati od vrzuvaweto na interferonot gama (IFN-gama) so
negoviot receptor, ~len na klasa 2 familijata.
IFN-gama be{e prvi~no otkrien poradi negovata sposobnost da gi pottiknuva kletkite da go blokiraat ili
popre~uvaat razmno`uvaweto na {iroka paleta na virusi. Protivvirusnata aktivnost e osobina koja ja deli so
IFN-alfa i IFN-beta. Sepak, za razlika od drugite interferoni, IFN-gama igra glavna uloga vo mnogu
imunoregulatorni procesi, vklu~uvaj}i go reguliraweto na ednojadrenite fagociti, B-kleto~noto
prevklu~uvawe kon odredeni IgG klasi i poddr{kata ili popre~uvaweto na razvojot na Tpo podgrupi.
O
Otkritieto
na glavnata signalizira~ka pateka koja
j e pottiknata od me|udejstvoto
|
j
na IFN-gama
IFN
so negoviot
receptor dovede do zaklu~ok deka signalnoto prenesuvawe niz pove}eto, ako ne i niz site, klasa 1 i klasa 2
citokinski receptori gi vklu~uvaat slednive ~ekori, koi se osnovata za obedniuva~kiot citokin signalizira~ki
model (slika 12-10).
(slika 12-10 Op{t model za signalno prenesuvawe posredeno od pove}eto klasa 1 i klasa 2 citokinski receptori.
Vrzuvaweto na citokinot pottiknuva dimerizacija na receptorskite podedinici, {to vodi do aktivacija na
receptorno podedini~no-povrzanata JAK tirozin kinaza so recipro~na fosforilacija. Spored toa,
aktiviranite JAK fosforiziraat razni tirozinski ostatoci, {to doveduva do sozdavawe oblasti za vrzuva~ki
mesta za SPAP vo receptorot i aktivacijata na eden ili pove}e SKAP prepi{uva~ki faktori.
Fosforilriziranite SPAP se dimeriziraat i prenesuvaat vo jadroto, kade go aktiviraat prepi{uvaweto na
specifi~nite geni.
Citokinskiot receptor e sostaven od oddelni podedinici, ednata veriga e potrebna glavno za citokinski
vrzuvawe i signalno prenesuvawe, a drugata veriga e potrebena za signaliziraweto, no ~esto so mala uloga vo
vrzuvaweto.
Razli~ni neaktivni protein tirozinski kinazi se povrzani so razli~ni podedinici od receptorot. Alfa
verigata od receptorot e povrzana so novata familija na protein tirozinski kinazi, Janus kinaza (JAK)
familija. Povrzuvaweto na JAK so receptorskata podedinica nastanuva spontano i ne bara povrzuvawe so
citokin. Sepak, vo otsustvo na citokiniot, JAK ima nedostatok na protein tirozin kinaznata aktivnost.
Rimskiot bog Janus imal dve lica. Kinazite od Janus familijata imaat dve funkcionalni oblasti: vrzuva~ka
oblast koja se povrzuva so citokinskata receptorna podednica i katalazna oblasta koja koga e aktivirana, ima
protein tirozin kinazna aktivnost. Nekoi biohemi~ari, umorni od mnogu brojnite razli~ni proteinski kinazi
koi se otkrieni, tvrdat deka JAK zna~i u{te edna kinaza.
12
(slika 12-11 Kompleks pome|u IFN-gama i ligand vrzuva~kite verigi od
negoviot receptor. Modelot se bazira na rendgenskata kristalografska
analiza na kristalniot kompleks od interferonot-gama (temna i svetla
liljakova boja) vrzan za ligand vrzuva~kite alfa verigi od receptorot
(zelena i `olta boja). Zabele`ete deka IFN-gama e prika`an vo negovata
originalna dimerna forma, sekoj ~len od dimerot celi na alfa verigata od
IFN-gama receptorot, pri toa predizvikuvaj}i dimerizacija na receptorot
i signalno prenesuvawe.
Citokinskoto vrzuvawe go pottiknuva povrzuvaweto na dve oddelni
citokin receptorski podednici i aktivacija na receptorsko povrzanite
JAK. Sposobnosta na IFN-gama, koj se vrzuva so klasa 2 citokinskiot
receptor, da doprinese za zdru`uvawe na ligand povrzuva~kite verigi od
negoviot receptor e direktno prika`ana so rendgenski kristalografski
prou~uvawa kako {to e prika`ano na slika 12-11.
prou~uvawa,
12 11
13
Aktiviranite JAK sozdavaat prika~uva~ki za prepi{uva~kite faktori na SPAP so
foaforilacija
f
f r
c j na specifi~ni
c f
tirozinski
r
ostatoci
c na c
citokinskite r
receptorski
c
r
podednici.
c
[tom receptorsko zdru`enite JAK se aktivirani, tie gi fosforiliraat specifi~nite tirozini na
receptorskite podedinici od kompleksot. ^lenovi od familijata na prepi{uva~kite faktori
poznata kako SPAP (signalni prenesuva~i i aktivatori na prepi{uvaweto) se vrzuvaat za ovie
fosforizirani tirozinski ostatoci. Specifi~nite SPAP igraat zna~ajna uloga vo
signalizira~kite pateki na brojni razli~ni citokini (tabela 12-2). Vrzuvaweto na SPAP za
receptorskite podedinici e posredeno so povrzuvaweto na SH domenot od STAT so prika~uva~koto
mesto sozdadeno od JAK-posreduvanata fosforilacija na odreden tirozin vo receptorkite
podedinici.
Po pretrpuvaweto na JAK-posreduvanata fosforilacija, SPAP prepi{uva~kite faktori se
premestuvaat od receptorskite prika~uva~ki mesta vrz membranata od jadroto, kade tie
pottiknuvaat prepi{uvawe na specifi~ni geni. Dodeka se prika~eni za receptorskite podedinici,
SPAP pretrpuvaat JAK-katalizirana
JAK
f f
fosforilacija
j na klu~niot tirozin. Ova
O
e sledeno so
odvojuvawe na SPAP od receptorskite podedinici i nivna dimerizacija. Potoa SPAP dimerite se
premestuvaat vo jadroto i pottiknuvaat prika`uvawe na genite koi gi sodr`at soodvetnite
regulatorni sekvenci i nivnite pottiknuva~ki podra~ja.
Za IFN-gama, koj e ~len od klasa 1 i klasa 2 ligandite se poka`a deka predvizkuva dimerizacija na
nivnite receptori. Zna~aen element od citokinskata specifi~nost proizleguva od izvonrednata
specifi~nost za sparuvawe pome|u citokinite i nivnite receptori. Drug aspekt od citokinskata
specifi~nost e toa {to sekoj poseben citokin (ili grupa od redundantni citokini) pottiknuva
prepi{uvawe na specifi~na podgrupa geni kaj daden kleto~en vid. Potoa sozdadenite genski
produkti posreduvaat razli~ni efekti koi se voobi~aeni za toj citokin. Specifi~nosta na
citokinskite efekti se sveduva na tri faktori. Prvo, posebni citokinski receptori zapo~nuvaat
posebni JAK-SPAP
JAK SPAP pateki.
pateki Vtoro,
Vtoro prepi{uva~kata aktivnost na aktiviranite SPAP e specifi~na
bidej}i poseben SPAP homodimer ili heteoridimer }e prepoznae samo odredeni sekvenciski motivi
i spored toa mo`e da stapi vo meu|dejstvo samo so pottiknuva~ite na odredeni geni. Treto, samo onie
celni geni ~ie prika`uvawe e dozvolena od odredeniot kleto~en vid mo`at da se aktiviraat kaj
pove}eto kletki. Toa zna~i, kaj sekoj daden kleto~en vid mo`e da se dozvoli prika`uvawe samo na
podgrupata od potencijalnite celni geni za odredeni SPAP . Na primer, IL-4 pottiknuva edna grupa
na geni vo T kletkite, druga vo B kletkite, a treta vo ezinofilite.
Vredi da se spomene deka IL-1 ne signalizira preku JAK-SPAP patekata, no koristi kinaza
nare~ena IL-1 receptorski zdru`ena kinaza, ili IRZK. IRZK proteinite se isto taka upotrebeni od
strana na TVR za signalno prenesuvawe (vidi slika 3-14).
14
Citokinski protivnici
Prijaven e odreden broj na proteini koi ja popre~uvaat biolo{kata aktivnost na citokinite. Ovie proteini
dejstvuvaat na eden od dvata na~ina: ili direktno se povrzuvaat za citokinskiot receptor no ne ja aktiviraat
kletkata, ili se vrzuvaat direktno za citokinot, popre~uvaj}i ja negovata aktivnost. Najdobro objasnet
popre~uva~ e IL-1 receptorskiot protivnik (IL-1 Rp), koj se vrzuva za IL-1 receptorot, no nema aktivnost.
Vrzuvaweto na IL-1Rp za IL-1 receptorot go blokira vrzuvaweto na IL-1alfa i IL-1beta, na toj na~in
pripi{uvaj}i go toa na negovite protivni~kite osobini. Nekoi veruvaat deka sozdavaweto na IL-1Rp igra uloga
vo reguliraweto na intenzitetot na vospalitelnata odgovor. Toj e kloniran i vo momentov se ispituva kako
potencijalno lekuvawe za hroni~nite vospalitelni bolesti.
Citokinskite popre~uva~i se sre}avaat vo krvotokot i nadvorkleto~nata te~nost. Ovie rastvorlivi protivnici
nastanuvaat od enzimskoto razlo`uvawe na nadvorkleto~niot domen od citokinskite receptori. Me|u
rastvorlivite citokinski receptori koi se otkrieni spa|aat tie za IL-2, -4, -6 i -7, IFN-gama i -alfa, TNF-beta
i LIF. Od niv, najdobro e objasnet rastvorliviot IL-2 receptor (rIL-2R), koj se osloboduva pri hroni~nata T
kleto~na aktivacija.
j So
S proteoliti~noto razlo`uvawe se osloboduva
b
segmentot kojj go sodr`i amino-krajot
j od 192
amino kiselini od alfa podedinicata, pri {to se sozdava 24-kDa rastvorliv IL-2 receptor. Oslobodeniot
receptor mo`e da se vrze za IL-2 i da go spre~i negovoto me|udejstvo so membranski vrzaniot IL-2 receptor.
Prisustvoto na rIL-2R se koristi kako klini~ki obele`uva~ za hroni~na T kleto~na aktivacija i se sre}ava kaj
brojni bolesti, vklu~uvaj}i avtoimunitet, presado~noto otfrlawe i SIDA.
Odredeni virusi razvile strategii za popre~uvawe na citokinskata aktivnosta. Evolucijata na takvite
protivcitokinski strategii od mikrobiolo{kite patogeni e biolo{ki dokaz za va`nosta na citokinite pri
organiziraweto i pottiknuvaweto na efikasni protivmikrobni imuni odgovori. Me|u razli~nite
protivcitokinski strategii koi gi koristat virusite se:
Citokinski homolozi
Ep{tajn-Bar virusot (EBV) sozdava molekula vo vid na IL-10 (virusen IL-10 ili vIL-10) koja se vrzuva za
receptorot IL-10 i, kako i kleto~niot IL-10, gi supresira Tpo1 kleto~no posreduvanite odgovori (poglednete vo
sledniot del), koi se efikasni protiv mnogu vnatrekleto~ni paraziti kako {to se virusite. Molekulite koi se
sozdadeni od virusite koi gi imitiraat citokinite mu ovozmo`uvaat na virusot da manipulira so imunot odgovor
na na~ini koi go pomagaat pre`ivuvaweto na patogenot. Ova e interesna i mo}na adaptacija {to nekoi virusi ja
pretrpele vo nivnata prodlabo~uva~ka borba da ja nadminat zastra{uva~kata bariera na imunitetot od
doma}inot. EBV isto taka sozdava pottiknuva~ za IL1-Rp, protivnik od domakinot na IL-1. Se poka`alo deka
poksvirusite od sipanicite go kodiraat rastvorliviot TNF-vrzuva~ki protein i rastvorliviot IL-1
vrzuva~kiot protein. Imaj}i predvid deka TNF i IL1 izvr{uvaat {irok spektar na aktivnosti pri
vospalitelniot odgovor, ovie rastvorlivi citokin-vrzuva~ki proteini mo`e da gi popre~at ili namalat
vospalitelnite efekti na citokinite, pri toa davaj}i mu na virusot selektiven napredok. Tabela 12-3 dava lista
na odreden broj virusni produkti koi gi popre~uvaat citokinite i nivnite aktivnosti.
15
Citokinsko la~ewe od Tpo1 i Tpo2 podgrupite
Imunot odgovor na odreden patogen mora da pottikne soodvetna grupa na efektorni
f
f
funkcii
koi mo`at da go otstranat agensot na bolesta
b
ili negovite
toksi~ni produkti od doma}inot. Na primer, neutralizacijata na rastvorliviot bakteriski toksin bara protivtela, dodeka odgovorot na
vnatrekleto~niot virus ili bakteriskata kletka bara kleto~no-posredena citotoksi~nost ili oddlo`en tip na preosetlivost. Golema koli~ina na
dokazi vklu~uvaat razliki kaj modelite na citokinsko la~ewe pome|u Tpo-kleto~ni podgrupi kako odrednici od tipot na imun odgovor napraven od
odreden protivgeni napad.
KD4+ Tpo kletki pogolemiot del od nivnite pomaga~ki funkcii gi izvr{uvaat preku izla~enite citokini, koi ili dejstvuvaat vrz kletkite koi gi
sozdavaat na avtokrin na~in ili gi menuvaat odgovorite na drugite kletki niz parakrinskite pateki. Iako KD8 CTL isto taka la~at citokini, nivnata
revija na citokini vo osnova e poograni~ena od KD4+ Tpo - kletki. Kako {to e nakratko objasneto vo poglavje 10, dvete KD4 Tpo kleto~ni
podpopulacii nare~eni Tpo1 i Tpo2 mo`e da se razlikuvaat in vitro preku citokinite koi tie gi la~at. Dvete podgrupi la~at IL-3 i GM-KSF, no se
razlikuvaat po drugite citokini koi gi sozdavaat (tabela 12-4). Tpo1 i Tpo2 kletkite se karakteriziraat so slednive funkcionalni razliki:
Tpo1 podgrupata e odgovorna za mnogu kleto~no-posreduvani funkcii, kako {to e oddlo`eniot tip na preosetlivost i aktivacija na Tct kletki i za
sozdavaweto na opsonizacija-promovira~ki IgG protivtela, toa zna~i, protivtelata koi se vrzuvaat za visoko afinitetnite Fk receptori od
fagocitite i stapuvaat vo me|udejstvo so komplementniot sistem. Ovaa podgrupa isto taka e povrzana so pottiknuvaweto na prekumernoto vospalenie i
tkivna povreda.
Tpo2 podgrupa stimulira eozinofilna aktivacija i diferencijacija, obezbeduva pomo{ za B kletkite i go pottiknuva sozdavaweto na relativno
golemite koli~ini na IgM, IgE i nekomplementno aktivira~kite IgG izotipovi. Tpo2 podgrupata isto taka gi poddr`uva alergiskite reakcii.
Razlikite vo citokinite izla~eni od Tpo1 i Tpo2 kletki gi odreduvaat razli~nite biolo{ki funkcii na ovie dve podgrupi. Odreden citokin od Tpo1
podgrupata, INF-gama, aktivira makrofagi, gi stimulira ovie kletki da ja zgolemat mikrobicidnata aktivnost, nagorno-reguliraj}i go nivoto na
klasa2 GTK molekulite i la~eweto na citokini kako {to e IL-12, {to gi pottiknuva Tpo kletki da se diferenciraat vo Tpo1 podgrupa. IFN-gama
la~eweto od Tpo1 kletkite isto taka pottiknuva protivtelno klasno prevklu~uvawe kon IgG klasite (kako {to e IgG2a kaj glu{ecot) koi poddr`uvaat
fagocitoza i fiksirawe na komplementot. TNF-beta i IFN-gama se citokini koi posreduvaat pri vospalenie, a nivnoto la~ewe e del od pridonesot na
Tpo1 kletki vo vospalitelniot fenomen kako {to e oddlo`enata preosetlivost (vidi poglavje 15). Tpo1 kletkite sozdavaat IL-2 i IFN-gama citokini
koi pottiknuvaat diferencijacija na celosno citotoksi~ni Tct kletki od KD8 prethodnici. Ovoj model na citokinsko sozdavawe ja pravi Tpo1
podgrupa osobeno soodvetna da odgovori na virusnite infekcii i vnatrekleto~nite patogeni. Na krajot, IFN-gama go popre~uva pro{iruvaweto na
Tpo2 popualacija.
La~eweto na IL-4 i IL-5 od kletkite na Tpo2 podgrupata pottiknuva sozdavawe na IgE i poddr`uva eozinofilen posreduvan napad vrz helmintni
(val~esto crevni) infekcii. IL-4 pottiknuva model na klasno prevklu~uvawe sozdava IgG koj ne ja aktivira komplementnata pateka (IgG1 kaj gluvcite,
na primer). IL-4 isto taka go zgolemuva stepenot do koj B kletkite prevklu~uvaat od IgM kon IgE. Ovoj efekt za sozdavaweto na IgE se sovpa|a so
eozinofilnata
f
diferencijacija
f r
j
j i aktivacija
j od IL-5, bidej}i
j
eozinofilite
f
se mo{ne zbogateni so Fk-epsilon, koi se vrzuvaat
r u
za IgE. Vo osnova,
val~esto crevnite infekcii pottiknuvaat Tpo2 odgovori i pottiknuva sozdavawe protiv-crvesti IgE protivtela. Protivteloto se vrzuva za crvot
vkrsteno-povrzano so Fk receptorite na ezinofilite, na toj na~in formiraj}i protivgen-specifi~ni mostovi pome|u crvot i ezinofilite. Napadot na
eozinofilot vrz crvot e pottiknat od vkrstenoto povrzuvawe na FkEpsilon-vrzanoto IgE. Me|u korisnite dejstva na IgE, isto taka e Ig klasata koja e
odgovorna za alergijata. Na krajot, IL-4 i IL-10 ja superesiraat ekspanzijata na Tpo1 kleto~ni popualcii.
Bidej}i Tpo1 i Tpo2 podgrupite prvi~no bile utvrdeni pri dolgotrajnite in vitro kulturi na kloniranite T kleto~ni linii, odredeni istra`uva~i se
somnevaa deka tie gi prestavuvaat vistinski in vivo podpopulaciite. Tie tvrdele deka ovie podgrupi mo`e da pretstavuvaat razli~ni fazi na zreewe na
edna loza. Isto taka, po~etniot neuspeh da se locira sekoja podgrupa kaj lu|eto dovede nekoi do veruvawe deka, Tpo1 i Tpo2 i drugi podgrupi na T
pomaga~kite kletki, ne se pojavile kaj ovie vidovi. Ponatamo{noto istra`uvawe gi korigira{e ovie aspekti. Kaj mnogu in vivo sistemi, celosnoto
posvetuvawe na populaciite na T kletkite ili na Tpo1 ili Tpo2 fenotip ~esto ja signalizira krajnata to~ka na hroni~na infekcija ili alergija.
Ottuka, bilo te{ko da se pronajdat ~isti Tpo1 i Tpo2 podgrupi pri prou~vaweto so zdravi ~ove~ki lica, koi nema da bidat vo ova faza na odgovorot.
Eksperimentite so transgenite gluvci ubedlivo poka`ale deka Tpo1 i Tpo2 kletkite nastanuvaat nezavisno. Spored toa, bilo mo`no da se prika`at
Tpo1 i Tpo2 podpopulaciite kaj T kletkite izolirani od lu|eto vo tekot na hroni~na infektivna bolest ili hroni~nite napadi od alergija. Isto taka
va`no e da se naglasi deka, mnogu pomaga~ki T kletki ne gi poka`uvaat ili Tpo1 ili Tpo2 profilot. Poedine~ni kletki poka`ale zna~itelna
heterogenost kaj Tpo kleto~na populacija.
Brojni izve{tai od studiite kaj gluvcite i lu|eto denes dokumentiraat deka in vivo rezultatot od imuniot odgovor mo`e zna~ajno da bide pod golemo
vlijanie na relativnite nivoa od aktivnosta koja e sli~na so aktivnosta kaj Tpo1 i Tpo2. Obi~no, Tpo1 profilot na citokinite e povisok pri odgovor
na vnatrekleto~nite patogeni, a Tpo2 profilot e povisok pri alergiskite bolesti i helmintskite infekcii.
16
(slika 12-12 Citokin posreduvanoto sozdavawe i vkrstena regulacija na Tpo-te podgrupi. protivgen aktiviranata
neiskusna KD4+ T kletka sozdava IL-2 i proliferira. Ako proliferiraat vo IL-12 dominantna sredina, sozdava
populacija
j na Tpo1
T 1 kletki koi la~at karakteristi~en profil
f
na citokini, vklu~uvaj}i
j} go i INF-gama.
INF
Pozitivna povratna sprega e vospostavena koga IFN-gama izla~en od raste~kata Tpo1 populacija, gi stimulira
steblesti kletki ili makrofagite da sozdadat pove}e IL-12. Ako vo sredinata dominira ILL-4, se pojavuva Tpo2
populacijata i la~i profil na citokini koi pottiknuvaat eozinofilna aktivacija i sinteza na odredeni
protivtelni klasi. Klu~nite citokini sozdadeni od sekoja podgrupa pozitivno ja reguliraat podgrupata koja gi
sozdava, a negativno ja reguliraat drugata podgrupa.referenca
Razvojot na Tpo1 i Tpo2 podgrupite se odredeni od citokinskata sredina
Citokinskata sredina vo koja protivgen izlo`enite Tpo kletki diferenciraat ja odreduva podgrupata koja se
razviva (slika 12-12). Posebno, IL-4 e neophoden za razvojot na Tpo2 odgovorot, a IFN-gama, IL-12 i IL-18 se
site zna~ajni za fiziologijata i razvojot na Tpo1 kletkite. Razvojot na Tpo1 vo golem stepen e zavisen od IFN
IFNgama, koj pottiknuva brojni promeni, vklu~uvaj}i ja nagornata regulacija na IL-12 sozdavaweto od makrofagite i
steblestite kletki i aktivacijata na IL-12 receptorot vrz aktiviranite T kletki, koe se postignuva so nagorna
regulacija na prika`uvaweto na beta verigata od IL-12 receptorot. Na po~etokot od imunot odgovor, IFN-gama e
sozdaden od stimulacijata na T kletkite i isto taka mo`e da dojde od aktivnite KPU. Izvorot na IL-12, eden od
klu~nite posrednici na Tpo1 diferencijacijata, se obi~no makrofagite ili steblestite kletki aktivirani od
kontakt so vnatrekleto~nite bakterii ili drugi vnatrekleto~ni paraziti ili so bakteriski produkti kako {to e
LPS-ot. U{te eden citokin, IL-18, pottiknuva proliferacija i IFN-gama sozdavawe od strana na razvojnite i
celosno diferencirani Tpo1 kletki i od KPU-i. Spored toa, regulatornata mre`a na citokini pozitivno go
kontrolira sozdavaweto na Tpo1 kletkite. Zna~ajnata uloga odigrana od sekoj od ovie citokini i negovite
receptori e prika`ana vo eksperimenti kade ili citokinot ili negoviot receptor se genski otstraneti. Ovie
gluvci ne uspevaat da sozdadat populacii na Tpo1 kletki.
Neodamne{nite studii otkrija dva novi citokini od IL-12 familijata, IL-23 i IL-27, so zna~ajni implikacii za
razvojot na Tpo1 kletki.
kletki IL-23
IL 23 ima edna veriga zaedni~ka so IL-12
IL 12 (IL-12
(IL 12 p40),
p40) a dvete verigi od IL-12
IL 12
heterodimerot se srodni so tie od IL-12. IL-23 i IL-27 delat funkcii so IL-12. Site tie se vklu~eni vo
diferencijacijata na Tpo1 podgrupata, a nekoi aktivnosti koi obi~no se pripi{uvaat na IL-12 mo`e da
poizleguvaat edinstveno od IL-23 ili vo sinergija so IL-12.
Kako {to Tpo1 baraat IL-12 i IFN-gama, sozdavaweto na Tpo2 kletkite zavisi odlu~uva~ki od IL-4.
Izlo`uvaweto na neiskusnite pomaga~ki kletki na IL-4 na po~etokot od imunot odgovor predizvikuva tie da
diferenciraat vo Tpo2 kletki. Vsu{nost, ova vlijanie na IL-4 e predominantno pri upatuvawe na Tpo kletki kon
Tpo2 patekata. Obezbeduvaweto na po~etnoto nivo na IL-4, Tpo2 razvojot e mo{ne naklonet kon Tpo1 duri i koga
IFN-gama i IL-12 se prisutni. Zna~ajnata uloga na signalite od IL-4 vo Tpo2 razvojot e prika`an preku
zabele{kata deka otstranuvaweto na genot koj go kodira IL-4 go spre~uva razvojot na ovaa T-kleto~na podgrupa.
Dopolnitelen dokaz koj ja podr`uva glavna uloga na IL-4 doa|a od eksperimentot koj ja prekinuva IL-4 signalno
prenesuva~kata pateka. Kako i mnogu drugi citokini, IL-4 upotrebuva pateka koja vklu~uva JAK i SPAP
proteini. Spap6 prepi{uva~kiot faktor e onoj koj se aktivira pri signalizirawe na IL-4. Spored toa, kaj
gluvcite kade genot za Spap6
S
6 e naru{en (Spap6
(S
6 genski otstranet),
) IL-4
IL 4 posreduvanite procesi se vo golem stepen
popre~eni ili otsutni. Zabele{kata deka gluvcite kaj koi Spap6 e otstranet imaat mal broj na Tpo2 kletki go
potvrduva zna~eweto na IL-4 za diferencijacijata na ovaa grupa. Na sli~en na~in, naru{uvaweto na Spap1, koj e
aktiviran od IFN-gama, interferira vo razvojot na Tpo1 kletkite.
17
(slika 12-13 Vkrstenata-regulacija na vnatrekleto~no nivo. Signalite niz TKR i citokinskite receptori odreduvaat dali kletkata }e go sozdade Tpo1
pottiknuva~ki prepi{uva~ki faktor, T-Bet ili Tpo2 pottiknuva~kiot prepi{uva~ki faktor, GATA-3. Ekperimentalniot dokaz poddr`uva model vo
kojj izlo`uvaweto
u
na kletkite koi imaat r
receptori
c
r za IFN-gama kon IFN-gama go pottiknuva
u sozdavaweto
d
na T-Bet,, kojj nagorno
r jja r
regulira
u r sintezata
na IFN-gama i go spre~uva prika`uvaweto na GATA-3. Izlo`uvaweto na IL-4R-nose~kite kletki za IL-4 go pottiknuva sozdavaweto na GATA-3, koj
nagorno ja regulira sintezata na IL-4 i IL-5, a go spre~uva prika`uvaweto na T-Bet.
Citokinskite profili se vkrsteno regulirani
Zna~ajnite citokini sozdadeni od Tpo1 i Tpo2 podgrupite imaat dva karakkteristi~ni efekti vrz podgrupniot razvoj. Prvo, tie pottiknuvaat rast na
podgrupata koja gi sozdava, vtoro, tie go popre~uvaat razvojot i aktivnosta na sprotivnata grupa, efekt poznat kako vkrstena regulilacija (vidi slika
12-12). Na primer, IFN- gama (izla~en od Tpo1 podgrupa) prvenstveno ja popre~uva proliferacijata na Tpo2 podgrupata, a IL-4 i IL-10 (izla~eni od
Tpo2 podgrupa) nadolno go reguliraat la~eweto na makrofagite i steblestite kletki od IL-12, eden od zna~ajnite citokini za Tpo1 diferencijacija.
Sli~no na toa, ovie citokini imaat sprotivni efekti vrz celnite kletki koi ne se od Tpo podgupite. Kaj gluvcite, kade Tpo1 i Tpo2 podgrupite
detalno se prou~eni, IFN-gama izla~en od Tpo1 podgrupata pottiknuva IgG2a sozdavawe od B kletkite, no go popre~uva IgG1 i IgE sozdavaweto. Od
druga strana, IL-4 izla~uvan od Tpo2 podgrupata pottiknuva sozdavawe na IgG1 i IgE, a spre~uva sozdavawe na IgG2a. Spored toa, razli~ni
protivtelni profili rezultiraat od Tpo1 i Tpo2 odgovorot. Fenomenot na vkrstenata regulacija ja objasnuva zabele{kata deka ~esto postoi inverzen
odnos pome|u protivtelnoto sozdavawe i kleto~no-posreduvaniot imunitet. Toa zna~i, koga protivtelnoto sozdavawe e visoko, kleto~no-posreduvaniot
imunitet e nizok i obratno. Ponatamu, neodamne{noto istra`uvawe poka`a deka IL-4 i IFN-gama se ~lenovi na T-kleto~nata podgrupa koja gi pravi
al u rea
reaktivni za c
citokinite
e koi ja vodat
da ddiferencijacijata
fere c jac ja a naa dru
drugata
a a T-kleto~na
le
a podgrupa.
d ru a S
Spored
red toa,
a, IL-4
L go olesnuva
les u a Tpo2 raz
razvojot
j
sso
pomalku
pravawe na Tpo-te kletki pomalku prifatlivi za citokinskite signali {to predizvikuva ovie kletki da navlezat vo pateka za diferencijacija koja bi
gi odnela do Tpo1 razvoj. No, kako {to e objasneto ponatamu, IFN-gama nagorno go regulira prika`uvaweto na klu~nata regulatorna molekula koja e
favorizira diferencijacija i aktivinost na Tpo1 kletki.
Treta KD4 T kleto~na podgrupa izvr{uva regulatorna kontrola vrz T-kleto~nite odgovori i mo`e da ja ograni~i avotimunata T-kleto~na aktivnost.
Ovaa podgrupa na T kletki, nare~ena T , se karakterizira so prika`uvawe na IL-4, IL-10 i TRF-beta a svojot supresiven efekt go prika`uva preku
kontakt so celnite T kletki. Detalite za razvojnata pateka koja vodi do T kletki e tema na momentalni ispituvawa.
Neodmane{nata rabota ovozmo`i uvid vo molekulskata osnova za citokin-posredenata vkrstena regulacija kade {to ednata podgrupa go pottiknuva
svoeto pro{iruvawe i razvoj dodeka go popre~uva razvojot na sprotivnata podgrupa. Dva prepi{uva~ki faktori, T-Bet i GATA-3, se klu~ni elementi vo
odreduvaweto na podgrupna isporaka i vkrstena regulacija. Prika`uvaweto na T-Bet gi predizvikuva kletkite da se diferenciraat vo Tpo1 kletki i
supresira nivna diferencijacija vo Tpo2 patekata. Prika`uvaweto na GATA-3 go pravi sprotivnoto, go pottiknuva razvojot na neiskusnite T kletki vo
Tpo2 kletki dodeka ja supresira nivnata diferencijacija vo Tpo1 kletki. Kako {to e prika`ano na slika 12-13, prika`uvaweto na T-Bet nasproti
GATA-3 e odredeno so citokinite IFN-gama i IL-4. Vo prisustvo na IFN-gama, T kletkite nagorno go reguliraat prika`uvaweto na T-Bet a nadolno
go reguliraat GATA-3. Ovoj IFN-gama receptor/Spap1 zavisen proces go promenuva citokinskiot profil kon sozdavawe na IFN-gama,
prepoznatliviot citokin za Tpo1 kletki i drugi citokini koi se tipi~ni za Tpo1 grupata. No vo proces koj go vklu~uva IL-4 receptorot i Spap6, IL-4
ja pottiknuva kletkata da sozdava IL-4 i drugi Tpo2 citokini. Ponatamo{noto prou~uvawe otkri deka nagornata-regulacija na T-Bet go spre~uva
prika`uvaweto na GATA-3. Sli~no na toa, prika`uvaweto na GATA-3 nadolno go regulira T-Bet. Spored toa, citokinskite signali koi pottiknuvaat
edna od ovie prepi{uva~ki faktorni grupi predizvikuva veri`ni procesi koi gi potisnuvaat drugite.
drugite Na vnatrekleto~no nivo,
nivo diferencijacijata na T
kletki vo Tpo1 patekata go popre~uva razvojot na osobini na Tpo2 i obratno.
Vkrstenata regulacija na Tpo1 kletkite od IL-10 izla~en od stran na Tpo2 kletkite ne pretstavuva direktno popre~uvawe na Tpo1 kletkite. Namesto
toa, IL-10 dejstvuva vrz monocitite i makrofagite, interferiraj}i se vo nivnata sposobnost da ja aktiviraat Tpo1 podgrupata. Se veruva deka ova
me|udejstvo e rezultat od prika`anata sposobnost na IL-10 da napravi nadolna regulacija na prika`uvaweto na klasa 2 GTK molekulite kaj ovie
protivgen prika`uva~ki kletki. IL-10 ima drugi mo}ni imunosupresivni efekti vrz monocit-makrofagnata loza, kako {to e supresiijata na
sozdavaweto na azotniot oksid i drugi bakteriski metaboliti koi se vklu~eni vo uni{tuvaweto na patogenite i supresijata na sozdavaweto na razli~ni
vospalitelni posrednici, kako na primer, IL-1, IL-6, IL-8, GM-KSF, G-KSF i TNF-gama. Ovie supresivni efekti vrz makrofagot slu`at za dodatno
namaluvawe na biolo{kite posledici od Tpo1 aktivacija.
18
Tpo1/Tpo2 ramnote`ata gi odreduva rezultatite od bolesta
Napredokot na odredeni bolesti mo`e da zavisi od ramnote`ata pome|u Tpo1 i Tpo2 podgupite. Kaj lu|eto, dobro prou~en primer za ovoj fenomen e leprata, koja e predizvikana od Mycobacterium leprae, vnatrekleto~en patogen
koj mo`e da opstoi vo fagozomite od makrofagite. Leprata ne e edinsteven klini~ki entitet. Namesto toa, bolesta pretstavuva spektar na klini~ki odgovori, so dve glavni formi na bolesta, tuberkuloid i lepromatoza, na sekoj
kraj od spektarot. Kaj tuberkuloidnata lepra, kleto~no-posreduvaniot imun odgovor formira granulomi, {to rezultiraat so uni{tuvawe pogolemiot del od mikobakteriite, taka {to samo nekolku organizmi ostanuvaat vo
tkivata. Iako ko`nite i perifernite nervi se o{teteni, tuberkuloidnata lepra napreduva bavno, i pacientite obi~no pre`ivuvaat. Kaj lepromatoznata lepra, kleto~no-posreduvaniot odgovor e potisnat i namesto toa se
sozdadeni humoralni protivtela, {to ponekoga{ doveduva do visoki nivoa na imunoglobulin (hiper-gamaglobulinemija). Mikobakteriite se {iroko rasprostraneti vo makrofagite, ~esto dostignuvaj}i visok broj od 10 po gram
na tkivo. Lepromatoznata lepra napreduva vo pro{irena infekcija na koskite i r’skavicata so op{irno nervno i tkivno o{tetuvawe.
Razvojot na lepromatoznata ili tuberkuloidnata lepra zavisi od ramnote`ata na Tpo1 i Tpo2 kletkite (slika 12-14). Kaj tuberkolidnata lepra, imunot odgovor se karakterizira so Tpo1 tip odgovor so oddlo`en tip na
preosetlivost i citokinski profil koj se sostoi od visoki nivoa na IL-2, IFN-beta od TNF-gama. Kaj lepromatoznata lepra, postoi Tpo2 tip imun odgovor so visoki nivoa na IL-4, IL-5 i IL-10. Ovoj citokinski profil go
objasnuva pro{ireniot kleto~no-posreduvan imunitet i zgolemenoto sozdavawe na serumsko protivtelo vo lepromatoznata lepra.
Isto taka postojat dokazi za promeni vo Tpo podgrupna aktivnosta kaj SIDA-ta. Vo prviot period od bolesta, Tpo1 aktivnosta e visoka, no kako {to se razviva SIDA-ta, odredeni sorabotnici tvrdele deka, mo`e da nastane
promena od Tpo1 vo Tpo2 odgovor. Spored toa, odredeni patogeni mo`e da vlijaat vrz aktivnosta od podgrupite Tpo. Na primer, Ep{tajn-Bar virusot sozdava homolog na ~ove~kiot IL-10 nare~en vIL-10, koj ima sli~na aktivnost
kako IL-10. Ovoj virusen imitator, kako kleto~niot IL-10, te`nee da ja supresira Tpo1 aktivnosta preku vkrstena regulacija. Odredeni istra`uva~i tvrdea deka vIL-10 mo`e da go namali kleto~no posreduvaniot odgovor na
Ep{tajn-Bar virusot, na toj na~in posreduvaj}i pre`ivuva~ka prednost na virusot.
(slika 12-14 Korelacija pome|u tipot na leprata i realtivnata Tpo1 i Tpo2 aktivnost. Glasni~kata RNK izolirana od ranite kaj pacienti so tuberkolidna i lepromatozna lepra bila analizirana so Sadernovo damkosuvawe
preku upotreba na citokinski sondi koi se prika`ani na slikata. Citokinite sozdadeni od Tpo1 kletki dominiraat kaj tuberkuloidnite pacienti, dodeka citokinite koi se sozdadeni od Tpo2 kletkite dominiraat kaj
lepromatoznite pacienti.
Citokinski povrzani bolesti
Defektite vo slo`enite regulatorni mre`i koi upravuvaat so prika`uvaweto na citokinite i citokinskite receptori se vme{ani vo brojni bolesti. Genskite defekti vo citokinite, nivnite receptori, ili molekulite
vklu~eni
u
vo signalnoto prenesuvawe
r
u
{to sledi
d po r
receptor-citokinskoto
c
rc
me|udejstvo
ud j
vodat
d
ddo imuninedostatoci
u
d
c kako {to e te{kiot kombiniran
r
imunonedostatok
u
d
((TKIN),
), objasnet
j
vo poglavje
j 20. Dru
Drugi ddefekti
f
vo
citokinskata mre`a mo`at da predizvikaat nesposobnost za odbrana protiv specifi~ni familii od patogeni. Na primer, licata so defekten receptor za IFN-gama se osetlivi kon mikobakteriski infekcii koi retko se
pojavuvaat kaj zdravata populacija. Vo odnos na bolestite vkoreneti vo genetskite defekti kaj citokinskata aktivnosta, brojni patolo{ki sostojbi rezultiraat od prekumernoto i ne dovolnoto prika`uvawe na citokinite ili
citokinskite receptori. Odredeni primeri za ovie bolesti se dadeni dolu, sledeni so brojni terapii koi celat kon spre~uvawe na potencijalnata povreda predizvikana od citokinskata aktivnost.
Septi~niot {ok e ~est i potencijalno smrtonosen
Pokraj {irokata upotreba na antibioticite, bakteriskite infekcii ostanuvaat glavna pri~ina za septi~niot {ok, koj mo`e se razvie po nekolku ~asa od infekcijata so odredeni gram-negativni bakterii, vklu~uvaj}i gi
E.coli, Klebsiella pneumoniae, Pesudomonas aeruginosa, Enterobacter aerogenese i Neisseria meningitides. Simptomite od bakteriskiot septi~en {ok, koj ~esto e fatalen, gi vklu~uva pad na krvniot pritisok, groznica,
dijareja i {iroko krvno sosiruvawe vo razni organi.
Bakteriskiot septi~en {ok o~igledno se razviva bidej}i endotoksinite od bakteriskiot kleto~en yid se vrzuvaat za TVR-i od steblestite kletki i makrofagite, predizvikuvaj}i prekumerno sozdavawe na IL-1 i TNF-alfa do
nivoa koi predizvikuvaat septi~en {ok. Na primer, vo edna studija, povisoki nivoa naTNF-alfa bile pronajdeni kaj pacienti koi po~inale od meningitis od onie {to zakrepnale. Spored toa, sostojba koja nalikuva na
bakteriskiot septi~en {ok mo`e da se dobie so injektirawe na rekombinanten TNF-alfa kaj glu{ec vo otsustvo na gram-negativna bakteriska infekcija. Nekoi studii davaat nade` deka neutralizacijata na aktivnosta na TNFalfa i IL-1 so monoklonski protivtela ili protivnici }e spre~at razvivawe na fatalniot {ok. Vo edna studija, monoklonskoto protivtelo za TNF-alfa gi za{titil `ivotnite od endotoksin pottiknatiot {ok. Vo druga
studija, vnesuvaweto na rekombinantniot receptoren protivnik (IL-1Rp), koj go spre~uva vrzuvaweto na IG-1 so IL-1 receptorot, rezultiral so trojno namaluvawe smrtnosta. Sepak, neutralizacijata na TNF-alfa ne go
isklu~uva razvivaweto na septi~kiot {ok kaj site pacienti, i protivtelata protiv TNF-alfa vo mal stepen doprinele kaj pacientite so razviena bolest. Neodamne{nite studii vo koi citokinskite profili od pacientite so
septi~en {ok bile prekuvremeno sledeni ovozmo`ija odredeni detali kon ovoj o~igleden paradoks.
Bakteriskiot septi~en {ok e edna od bolestite koja spa|a pod op{tiot naziv za sepsa, koe mo`e da bide predivikano ne samo od bakteriska infekcija, tuku isto taka od trauma, povreda, ishemija (namaluvawe na krvnoto
snabduvawe na organ ili tkivo) i odredeni kanceri. Sepsata e naj~esta pri~ina za smrt kaj bolni~kite ednici za intenzivna nega vo SAD i $ se pripi{uvaat 9,3% od vkupniot broj na smrtni slu~ai vo SAD. Taa e treta glavna
pri~ina za smrt vo razvienite zemji. ^esta karakteristika na sepsata, bez razlika na pri~inata, pretstavuva prekumernoto sozdavawe provospalitelnite citokini kako {to se TNF-alfa i IL-1beta. Citokinskata
neuramnote`enost ~esto predizvikuva mnogu nepravilna telesna temperatura i respiratorna stapka i visok broj na beli krvni kletki, po {to sledi kapilarno te~ewe, povreda na tkivoto i smrtonosno otka`uvawe na organite.
Zgolemuvaweto na TNF-alfa i IL-1 nastanuvata brzo vo ranata sepsa, pa neutraliziraweto na ovie citokini e najpolezno vo raniot period od ovoj proces. Kaj eksperimentite so `ivotnite, ranata intervencija mo`e da ja spre~i
sepsata vo potpolnost. Kako i da e, pribli`no po 24 ~asa od razvojot na sepsata, nivoata na TNF-alfa i IL-1 zna~itelno pa|aat i drugi faktori stanuvaat pozna~ajni. Citokinite koi se zna~ajni vo docnite fazi mo`e da gi
vklu~at IL-6, MIF i IL-8. Sepsata ostanuva oblast za intenzivno prou~uvawe, a razjasnuvaweto na ovoj proces vklu~en vo bakteriskiot septi~en {ok i drugi formi na sepsa mo`e da se o~ekuva deka }e dovede do terapija za ovoj
golem ubiec.
Bakteriskiot toksi~en {ok e predizvikan od superprotivgenite
Golem broj mikroorganizmi sozdavaat toksini koi dejstvuvaat kako superprotivgeni. Kako {to e objasneto vo poglavje 10, superprotivgenite se povrzuvaat stimulatorno za klasa 2 GTK molekula i za Vbeta domenot od Tkleto~niot receptor, aktiviraj}i gi site T kletki koi go imaat odredeniot Vbeta domen (vidi slika 10-16). Poradi nivnata unikatna vrzuva~ka sposobnost, superprotivgenite mo`at da aktiviraat golem brojni T kletki bez
razlika na nivnata protivgenska specifi~nost.
Iako pomalku od 0,01% od T kletkite reagiraat na daden voobi~aen protivgen, 5% ili pove}e od T-kleto~nata populacija reagiraat na daden superprotivgen. Golem del od T kletkite reaktivni na odreden superprotivgen
rezultiraat od ograni~eniot broj na TKR Vbeta genite koi se nao|aat vo zarodi{nata linija. Gluvcite, na primer, imaat okolu 20 Vbeta geni. Ako se pretpostavi deka sekoj Vbeta gen e prika`an so ednakva za~estenost, toga{ se
o~ekuva deka sekoj superprotivgen }e stapi vo me|udejstvo so edna od 20 T kletki, ili 5% od celata populacija na T kletkite.
Bakteriskite superprotivgeni se vklu~eni kako predizvikuva~ki agens na nekolku bolesti, kako {to e bakteriskiot toksi~en {ok i trueweto so hrana. Me|u ovie bakteriski superprotivgeni spa|aat i odrden broj
enterotoksini, eksfolijativni toksini i toksin na toksi~en {ok sindrom (TSST1) od Staphylococcus aureus, pirogeni~ni toksini od Streptcoccus pyrogenes i Mycoplasma artgritidis superantigen (MAS). Golem broj od T
kletkite aktivirani od ovie superprotivgeni rezultiraat so prekumerno sozdavawe na citokini. Na primer, se poka`alo deka toksinot na toksi~en {ok sindrom pottiknuva mo{ne visoki nivoa na TNF-alfa i IL-1. Kako i
bakteriskiot septi~en {ok, ovie zgolemeni koncentracii na citokinite mo`at da pottiknat sistemski reakcii koi vklu~uvaat treska, {iroko krvno sosiruvawe i {ok.
Citokinskata aktivnost e vklu~ena vo limfoidnite i mieloidnite karcinomi
Abnormalnostite vo sozdavaweto na citokinite ili nivnite receptori bile povrzani so odredi tipovi na rak.
rak Na primer,
primer abnormalno visoki nivoa na IL
IL-66 se izla~eni od srcevite miksomski kletki (benignen srcev tumor),
tumor)
mileomski i plazmacitomski kletki i cervikalnite i kancerozni kletki na mo~niot meur. Kaj mileomskite i plazmocitomskite kletki, IL-6 deluva na avtokrin na~in za stimulirawe na klo~nska proliferacija. Koga
monoklonskite protivtela za IL-6 }e se dodadat vo in vitro kulturite na mielomskite kletki, nivniot rast e popre~en. Vo sprotivno, transgenite gluvci koi prika`uvaat visoki nivoa na IL-6 e pronajdeno deka izvr{uvaat
masivna, smrtonosna plazma kleto~na proliferacija, nare~ena plazmacitoza. Iako ovie plazma kletki ne se maligni, visokata stapka na plazma kleto~nata proliferacija verojatno pridonesuva za razvojot na rakot.
^agas-ovata bolest e predizivkana od parazit
Protozoata Trypanosoma cruzi e predizvikuva~kiot agens na ^agas-ovata bolest, koja e karakterizirana so te{ka imuna supresija. Sposobnosta na T. cruzi da posreduva imuna supresija mo`e da se vidi kaj kultiviranite
periferni-krvni T kletki vo prisustvo ili otsustvo na T. cruzi, a potoa da se procenuva nivnata imuna reaktivnost. Protivgenot, mitogenot ili protiv-KD3 monoklonskoto protivtelo obi~no mo`e da aktivira periferni T
kletki, no vo prisustvo na T. cruzi, T kletkite ne se aktivirani od nikoj od ovie agensi. Defektot kaj ovie limfociti e pripi{an na zna~itelnoto namaleno prika`uvawe na 55 kDa alfa podedinica od IL-2 receptorot (KD25).
Kako {to e navedeno prethodno, visoko afinitetniot IL-2 receptor sodr`i alfa, beta i gama podedinici. Alfa podedinicata e spefici~na za citokinskoto vrzuvawe (vidi slika 12-9). Ko-kultiviraweto na T kletkite so T.
cruzi i posledovatelnoto boewe so fluorescein-ozna~en protiv-KD25, koj se vrzuva za alfa podedinicata, otkri 90% pad vo nivoto na alfa podedinicata.
Iako mehanizamot preku koj T. cruzi go supresira prika`uvaweto na podedinicata e s#u{te nepoznat, supresijata mo`e da se pottikne preku filter koj spre~uva kontakt na limfocitite i protoazoite. Ovoj naod poka`uva deka
supresijata ja posreduva difuzen faktor. Takviot faktor, {tom se izolira, mo`e da ima brojni klini~ki primeri za regulirawe na nivoto na aktiviranite T kletki kaj leukemiite i avtoimunite bolesti.
19
Citokin bazirani terapii
Dostapnosta na pro~istenite klonirani citokini, monoklonskite protivtela upateni protiv citokini i rastvorlivi citokinski receptori nudat
mo`nost za specifi~nite klini~ki terapii da go promenat imunot odgovor. Nekolku citokin-bazirani terpii - posebno, interferonite (vidi
Klini~ki fokus na strana 322), kolonii stimulira~kite faktori, kako {to se GM-KSF i blokira~ite na TNF-na aktivnost - se poka`ale terapevtski
korisni pri odredeni bolesti. Sepak i pokraj golemiot potencijal, citokin baziranata terapija ne bila uspe{na pri site primeni. Kako {to
objasnivme prethodno, upotrebata na blokatori za TNF-alfa ne e univerzalen lek za septi~en {ok bidej}i septi~niot {ok ne e posreduvan edninstveno
od TNF-alfa. Na sprema toa, rastvorliviot TNF-alfa receptor (Enbrel) i monoklonalnite protivtela protiv TNF-alfa (Remicade i Humira) se
upotrebuvaa za lekuvawe na revmatoidniot artrit kaj pove}e od milion pacienti. Ovie protiv-TNF-alfa lekovi ja namaluvaat serijata na
provospalitelnite citokini i rezultira~kiot vospaliteln odgovor. Za onie lica koi stradaat od revmatoiden artrit, lekovite ja zapiraat bolkata,
vko~anetosta i zglobnite otoci i pottiknuvaat zazdravuvawe i tkivna popravka. No ovaa terapija nosi zgolemen rizik od infekcija, posebno od
tuberkuloza i pnevmonija, poradi namalenata citokinska aktivnost. Rizikot od limfom isto taka se zgolemuva kaj dolgotrajni korisnici na TNF-alfa
blokatori.
(slika 12-15 Eksperimentalnite citokin povrzani terapevtski agensi ja nudat mo`nosta za selektivno menuvawe na imuniot odgovor. (a) Protiv-IL-2R
monoklonsko protivtelo se vrzuva za citokinskiot receptorot (IL-2R) vrz kleto~nata povr{ina, pri toa spre~uvaj}i me|udejstvo na citokinot so
negoviot receptor. (b) Kowugacijata na toksinot so citokinot doveduva do uni{tuvawe na kletkite koi go prika`uvaat citokinskiot receptor.
Problemite nastanale pri prilagoduvaweto na citokinite za bezbedna, rutinska medicinska upotreba. Eden problem e odr`uvaweto na nivoata na
efikasnata doza vo tekot na klini~kiot zna~aen period. Pri imunot odgovor, kletkite koi stapuvaat vo me|udejstvo sozdavaat dovolno visoki
koncentracii od citokini vo blizinata na celnite kletki, no te{ko e da se postignat takvi lokalni koncentracii koga citokinite treba da se
vnesuvat sistemski za klini~koto lekuvawe. Spored toa, citokinite ~esto imaat kratok period na poluraspa|awe, taka {to mo`e da bide potrebno
kontinuirano vnesuvawe. Na primer, rekombinantniot human IL-2 ima period na poluraspa|awe od samo 7 do 10 minuti koga se vnesuva intervenski. Na
krajot, citokinite se krajno mo}ni modifikatori na biolo{kiot odgovor i mo`at da predizvikaat nepredvidlivi i nepoznati nesakani efekti. Na
primer, nesakanite efekti od vnesuvaweto na rekombinantniot IL-2 se protegaat od blagi, kako {to se treska, nastinka, dijareja i zgolemuvawe na
te`inata, do seriozni, kako {to se anemija, trombocitopenija, {ok, respiratoren distres i koma. Pokraj ovie te{kotii, pove}enacionalniot obid za
rekombinantniot IL-2 (Proleukin) poka`a preeliminira~ki uspeh vo vra}aweto na KD4+ T kleto~nite nivoa kaj pacienti so SIDA (vidi poglavje
20). Citokinot se vnesuva podko`no dva pati dnevno vo period od 5 dena na sekoi 8 nedeli kaj pacienti koi istoveremeno primale protiv-retrovirusni
lekovi. Zgolemenite nivoa na KD4+ T kletkite bile zadr`ani podolg period kaj onie lica koi primile IL-2 so onie koi primile samo protivretrovirusna terapija. Il-2 grupata isto taka se zgolemila vo KD8+ kleto~nata podgrupa koja imala protivvirusna aktivnost, no ne poka`ala
citoksi~nost protiv HIV zarazenite kletki. Nesakanite efekti od IL-2 koj e vnesen vo ovoj re`im bile minimalni, voglavno gripozen sindrom i
bolka vo oblastite za inektirawe.
Drugi pristapi za medicinska primena na citokinite vklu~uva citokin receptorska blokada i upotrebata na citokinski analozi i citokin-toksinski
kowugati. Na primer, proliferacijata na aktiviranite Tpo kletki i aktivacijata na Tct kletki mo`e da bide blokirana so protiv-KD25, monoklonsko
protivtelo koe se vrzuva za alfa podedinicata od visoko afinitetniot IL-2 receptor (slika 12-15a). Vnesuvaweto na protiv-KD25 ja prodol`ila
stapkata na pre`ivuvawe na srcevite presadoci kajj staorcite. Protiv-KD25
P
KD25 isto taka bilo
b
koristeno za T-kleto~nata
T
leukemija
j kajj vozrasnite, koja
j
mo`e da e rezultat od infekcija so human retrovirus HTLV-1 i e karakteriziran so proliferacija na T kleto~nata populacija koja prika`uva IL-2Rp
vo abnormalno visoki koli~ini. Sli~ni rezultati se dobieni so IL-2 analozite koi ja zadr`uvaat nivnata sposobnost da se vrzat za IL-2 receptorot,
no ja nemaat biolo{kata aktivnost na IL-2 (vidi slika 12-15a). Takvite analozi se sozdavaat kaj mutagenezata na kloniranite IL-2 geni. Na krajot, se
poka`a deka citokinite kowugirani so razli~ni toksini, kako {to e beta verigata od difteri~niot toksin, go namaluvaat otfrlaweto na bubre`nite
i srcevite presadoci kaj `ivotnite. Kowugatite koi sodr`at IL-2 selektivno se vrzuvaat i gi ubivaat aktiviranite Tpo kletki (slika 12-15b).
Upotrebata na citokinite vo klini~kata medicina dosta vetuva, a naporite da se razvijat bezbedni i efikasni citokin povrzani strategii prodol`uva,
posebno vo oblasti kako {to se vospalenieto, lekuvaweto na rakot i modifikacija na imunot odgovor pri presaduvaweto organi, infektivnite bolesti
i alergiite.
20
21
(slika 12-16 Hematopoetski citokini i hematopoeza. Raznovidni citokini se
vklu~eni vo potkrepata na rastot i naso~uvaweto na diferencijacijata na
hematopoetskite kletki. Zabele`ete deka mo`e da se potrebni dopolnitelni
faktori za del od patekite koi se prika`ani na slikata.
Citokinite vo hematopoezata
Ranite istra`uvawa vo Avstralija i Izrael poka`ale deka rastvorlivite faktori
mo`at da go poddr`at rastot i diferencijacijata na crvenite i belite krvni
r
od
d ovie r
rastvorlivi
r
faktori
f
r
kojj se karakterizira{e,
r
r
r
,
kletki. Prviot
eritropoetinot, bil izoliran od urinata na anemi~ni pacienti i se poka`al deka
go poddr`uva razvojot na crvenite krvni kletki. Dopolnitelno, se poka`alo deka
mnogu citokini igraat zna~ajna uloga vo hematopoezata (tabela 12-5). Vo tekot na
hematopoezata, citokinite dejstvuvaat kako razvojni signali koi upravuvaat so
obvrzuvaweto na roditelskite kletki vo i niz odredeni lozi. Kako {to e
prika`ano na slika 12-6, mieloidnata roditelska kletka vo prisustvo na
eritropoiteinot }e prodolo`ni niz pateka koja vodi do sozdavawe eritrociti.
Pogodni koncentracii na grupa citokini vklu~uvaj}i gi IL-3, GM-KSF, IL-1 i
IL 6 }e
IL-6
} predivikaat navleguvawe vo patekite za diferencijacija
f
j
j koja
j vodi do
sozdavawe na monociti, neutrofili i drugi beli kletki od mieloidnata grupa.
U~estvoto na belite kletki vo imunite odgovori ~esto doveduva do nivna smrt i
otstranuvawe. Sepak, steknatite i vrodenite imuni odgovori sozdavaat citokini
koi stimuliraat i poddr`uvaat sozdavawe na beli kletki. ^ekorite pri koi
odreden broj na citokini u~estvuvaat vo hematopoezata se prika`ani na slika 12-6.
Hematopoetskite citokini koi stimuliraat sozdavawe na neutrofilite (G-KSF),
mieloidnite kletki (GM-KSF), krvni plo~ki (IL-11) i crveni krvni plo~ki
(eritropoetin)
(er
ro oe
) ssite
e se koristeni
or s e
vo
o klini~ki
l
primeni,
r e , mnogu
o u ~esto
es o kako
a o
dopolnitelna terapija za pacienti so imunonedostatok koi se rezultat od genetski
defekti ili od kancerozna hemoterpaija (vidi Klini~ki Fokus).
22
Download

Citokini Razvojot na efektiven imun odgovor vklu~uva limfoidni kletki