Chemokine - Chemokine

Kis citokinek (intecrine/kemokin), interleukin-8-szerűek
IL8 Megoldásszerkezet.rsh.png
A CXC alcsalád kemokinje, az interleukin-8 oldatszerkezete
Azonosítók
Szimbólum IL8
Pfam PF00048
InterPro IPR001811
PROSITE PDOC00434
SCOP2 3il8 / SCOPe / SUPFAM

A kemokinek (a ógörög χῠμείᾱ (khumeíā)  „alkímia”, és κῑνησῐς (Kinesis)  „mozgás”), vagy a kemotaktikus citokinek, egy család a kis citokinek vagy jelátviteli fehérjék által szekretált sejtek indukáló irányított mozgása leukociták, valamint egyéb sejttípusok, beleértve az endothel- és hámsejteket. Amellett, hogy a kemokinek fontos szerepet játszanak a gazdaszervezet immunválaszának aktiválásában, fontosak a biológiai folyamatokban, beleértve a morfogenezist és a sebgyógyulást, valamint a betegségek, például a rák patogenezisében.

A citokinfehérjéket viselkedésük és szerkezeti jellemzőik alapján kemokinek közé sorolják. Amellett, hogy ismertek a kemotaxis közvetítéséről, a kemokinek mind körülbelül 8-10 kilodalton tömegűek , és négy cisztein maradékot tartalmaznak a konzervált helyeken, amelyek kulcsfontosságúak a háromdimenziós alakjuk kialakításához.

Ezek a proteinek hagyományosan alatt ismert számos más nevek, beleértve a SIS citokinek családjához , SIG citokinek családjába , SCY a citokinek családjába , vérlemezke faktor-4 szupercsalád vagy intercrinek . Egyes kemokinek tartják pro- gyulladásos , és lehet kiváltott immunválasz során toborozni sejtek a immunrendszer egy helyén a fertőzés , míg mások tartják homeosztatikus és részt vesznek szabályozására sejtek migrációjának során normális folyamatának szöveti karbantartás vagy fejlesztés . A kemokinek minden gerincesben , néhány vírusban és néhány baktériumban megtalálhatók, más gerinctelenekben azonban egyik sem található .

A kemokineket négy fő alcsaládba sorolták: CXC, CC, CX3C és C. Mindezek a fehérjék kifejtik biológiai hatásukat azáltal, hogy kölcsönhatásba lépnek a G -proteinnel kapcsolt transzmembrán receptorokkal, az úgynevezett kemokin receptorokkal , amelyek szelektíven megtalálhatók a célsejtjeik felületén.

Funkció

A fertőzött vagy sérült sejtek által kibocsátott kemokinek koncentrációgradienst képeznek. A vonzott sejtek a gradiensen keresztül a kemokin magasabb koncentrációja felé mozognak.

A kemokinek fő szerepe az, hogy kemo -vonzóanyagként működnek a sejtek migrációjának irányításában. A kemokinek által vonzott sejtek a kemokin forrása felé növekvő kemokin koncentráció jelét követik. Egyes kemokinek szabályozzák az immunrendszer sejtjeit az immunfelügyeleti folyamatok során, például a limfocitákat a nyirokcsomókba irányítják, így képesek szűrni a kórokozók invázióját azáltal, hogy kölcsönhatásba lépnek az ezekben a szövetekben található antigénbemutató sejtekkel . Ezeket homeosztatikus kemokineknek nevezik, és a forrássejtek stimulálása nélkül termelődnek és szekretálódnak. Egyes kemokinek szerepet játszanak a fejlődésben; elősegítik az angiogenezist (új erek növekedését ), vagy olyan sejtekhez vezetik a sejteket, amelyek specifikus jeleket szolgáltatnak a sejtek éréséhez. Más kemokinek gyulladásosak, és számos sejtből szabadulnak fel bakteriális fertőzésre, vírusokra és fizikai károsodást okozó szerekre reagálva, mint például a szilícium -dioxid vagy a köszvényben előforduló urátkristályok . Ezek felszabadulását gyakran gyulladáscsökkentő citokinek, például az interleukin 1 stimulálja . A gyulladásos kemokinek főként a leukociták kemoattraktánsaiként működnek , monocitákat , neutrofileket és más effektor sejteket toboroznak a vérből a fertőzés vagy szövetkárosodás helyére . Bizonyos gyulladásos kemokinek aktiválják a sejteket, hogy immunválaszt indítsanak, vagy elősegítsék a sebgyógyulást . Ezek által kiadott különböző sejttípusok és arra szolgálnak, hogy irányítsák sejtek mind veleszületett immunrendszer és az adaptív immunrendszer .

Típusok funkció szerint

A kemokinek funkcionálisan két csoportra oszthatók:

  • Homeosztatikus : bizonyos szövetekben konstitutívan termelődnek, és felelősek a bazális leukocita -migrációért. Ezek közé tartoznak: CCL14 , CCL19 , CCL20 , CCL21 , CCL25 , CCL27 , CXCL12 és CXCL13 . Ez a besorolás nem szigorú; például a CCL20 gyulladásgátló kemokinként is működhet.
  • Gyulladásos : ezek képződnek patológiás körülmények között (a pro-gyulladásos ingerek, mint például az IL-1 , TNF-alfa , LPS , vagy vírusok ), és aktívan részt vesz a gyulladásos válasz vonzza immunsejtek, hogy a helyén gyulladás . Példák: CXCL-8 , CCL2 , CCL3 , CCL4 , CCL5 , CCL11 , CXCL10 .

Önrávezetés

A kemokinek fő funkciója a leukociták migrációjának ( homing ) kezelése a megfelelő anatómiai helyeken gyulladásos és homeosztatikus folyamatokban.

Bazális : A homeosztatikus kemokinek a csecsemőmirigyben és a nyirokszövetekben termelődnek . Homeosztatikus funkciójukat a legjobban példázzák a CCL19 és CCL21 kemokinek ( nyirokcsomókban és nyirokcsomó -endothelsejtekben kifejezve ) és a CCR7 receptoruk (ezekben a szervekben történő elhelyezésre szánt sejteken kifejezve). Ezeknek a ligandumoknak a segítségével lehetséges az antigénbemutató sejtek (APC) továbbítása a nyirokcsomókba az adaptív immunválasz során. A többi homeosztatikus kemokin receptor közé tartoznak a következők: CCR9, CCR10 és CXCR5, amelyek fontosak a sejtcímek részeként a leukociták szövetspecifikus elhelyezésében . A CCR9 támogatja a leukociták migrációját a bélbe , a CCR10 a bőrbe és a CXCR5 támogatja a B-sejt migrációját a nyirokcsomók tüszőibe . A csontvelőben konstitutív módon előállított CXCL12 (SDF-1) elősegíti a B-progenitor sejtek proliferációját a csontvelő mikrokörnyezetében.

Gyulladásos : gyulladásos kemokinek nagy koncentrációban termelődnek fertőzés vagy sérülés során, és meghatározzák a gyulladásos leukociták migrációját a sérült területre. Tipikus gyulladásos kemokinek: CCL2, CCL3 és CCL5 , CXCL1, CXCL2 és CXCL8 . Tipikus példa a CXCL-8, amely kemo-vonzószerként hat a neutrofilekre. A homeosztatikus kemokin receptorokkal ellentétben a kötődési receptorokhoz és a gyulladásos kemokinekhez jelentős hajlam (redundancia) társul. Ez gyakran megnehezíti a receptor-specifikus terápiák kutatását ezen a területen.

Típusok sejtek szerint vonzottak

  • Monociták / makrofágok : a legfontosabb kemokinek, amelyek ezeket a sejteket a gyulladás helyére vonzzák, a következők: CCL2, CCL3, CCL5, CCL7, CCL8, CCL13, CCL17 és CCL22.
  • T-limfociták : a négy kulcsfontosságú kemokin, amelyek részt vesznek a T-limfociták gyulladás helyére történő toborzásában: CCL2, CCL1, CCL22 és CCL17. Továbbá a T-sejtek CXCR3 expresszióját indukálják a T-sejt aktiválását követően, és az aktivált T-sejtek vonzódnak azokhoz a gyulladásos helyekhez, ahol a CXCL9, CXCL10 és CXCL11 IFN-y indukálható kemokinek szekretálódnak.
  • Hízósejtek : felületükön számos kemokinreceptor expresszálódik: CCR1, CCR2, CCR3, CCR4, CCR5, CXCR2 és CXCR4. Ezen CCL2 és CCL5 receptorok ligandumai fontos szerepet játszanak a hízósejtek toborzásában és aktiválásában a tüdőben . Bizonyítékok vannak arra is, hogy a CXCL8 gátolja a hízósejteket.
  • Eozinofilek : az eozinofilek különböző szövetekbe történő migrációja a CC család számos kemokinjét érintette: CCL11, CCL24, CCL26, CCL5, CCL7, CCL13 és CCL3. A CCL11 (eotaxin) és a CCL5 (RANTES)kemokinekegy specifikus CCR3 receptoron keresztül hatnakaz eozinofilek felületére, és az eotaxin alapvető szerepet játszik az eozinofil sejtek kezdeti toborzásában.
  • Neutrofilek : elsősorban CXC kemokinek szabályozzák. Egy példa a CXCL8 (IL-8) kemoattraktáns a neutrofilekre, és aktiválja azok metabolizmusát és degranulációját is .

Szerkezeti jellemzők

Minden kemokinek egy tipikus görög kulcsszerkezete van, amelyet diszulfidkötések stabilizálnak a konzervált ciszteinmaradékok között .

A fehérjéket szerkezeti jellemzőik alapján osztályozzák a kemokin családba, nem csak a sejteket vonzó képességük alapján. Minden kemokin kicsi, molekulatömege 8 és 10 kDa között van . Körülbelül 20-50% -ban azonosak egymással; azaz, osztoznak gén szekvencia és aminosav- szekvencia homológia. Mindannyian konzervált aminosavakat is tartalmaznak , amelyek fontosak a 3-dimenziós vagy harmadlagos szerkezetük létrehozásához , például (a legtöbb esetben) négy cisztein, amelyek párban kölcsönhatásba lépnek egymással, hogy a kemokinekre jellemző görög kulcsformát hozzanak létre . Az intramolekuláris diszulfidkötések jellemzően az első -harmadik , és a második -negyedik ciszteincsoporthoz csatlakoznak, a kemokin fehérjeszekvenciájában megjelenő számozással. A tipikus kemokin fehérjéket pro-peptidekként állítják elő , kezdve egy körülbelül 20 aminosavból álló szignálpeptiddel, amely a molekula aktív (érett) részéből lehasad a sejtből történő kiválasztódása során. Az első két cisztein, egy kemokinban, közel van egymáshoz az érett fehérje N-terminális vége közelében , a harmadik cisztein pedig a molekula közepén, a negyedik pedig a C-terminális végén található . Körülbelül tíz aminosavból álló hurok követi az első két ciszteint, és N-hurok néven ismert . Ezt követi az egy fordulatú spirál, amelyet 3 10- spirálnak , három β-szálnak és egy C-terminális α- hélixnek neveznek . Ezeket a csavarokat és szálakat 30 -as , 40 -es és 50 -es ciklusoknak nevezett körök kötik össze ; a harmadik és negyedik cisztein a 30 -as és 50 -es évek hurkában található.

Típusok szerkezet szerint

A négy kemokin alcsalád
CC kemokinek
Név Gén Más nevek) Receptor Uniprot
CCL1 Scya1 I-309, TCA-3 CCR8
CCL2 Scya2 MCP-1 CCR2 P13500
CCL3 Scya3 MIP-1a CCR1 P10147
CCL4 Scya4 MIP-1β CCR1 , CCR5 P13236
CCL5 Scya5 RANTES CCR5 P13501
CCL6 Scya6 C10, MRP-2 CCR1 P27784
CCL7 Scya7 MARC, MCP-3 CCR2 P80098
CCL8 Scya8 MCP-2 CCR1 , CCR2 , CCR5 P80075
CCL9 / CCL10 Scya9 MRP-2, CCF18, MIP-1? CCR1 P51670
CCL11 Scya11 Eotaxin CCR2 , CCR3 , CCR5 P51671
CCL12 Scya12 MCP-5 Q62401
CCL13 Scya13 MCP-4, NCC-1, Ckβ10 CCR2 , CCR3 , CCR5 Q99616
CCL14 Scya14 HCC-1, MCIF, Ckβ1, NCC-2, CCL CCR1 Q16627
CCL15 Scya15 Leukotactin-1, MIP-5, HCC-2, NCC-3 CCR1 , CCR3 Q16663
CCL16 Scya16 LEC, NCC-4, LMC, Ckβ12 CCR1 , CCR2 , CCR5 , CCR8 O15467
CCL17 Scya17 TARC, dendrokine, ABCD-2 CCR4 Q92583
CCL18 Scya18 PARC, DC-CK1, AMAC-1, Ckβ7, MIP-4 P55774
CCL19 Scya19 ELC, Exodus-3, Ckβ11 CCR7 Q99731
CCL20 Scya20 LARC, Exodus-1, Ckβ4 CCR6 P78556
CCL21 Scya21 SLC, 6Ckine, Exodus-2, Ckβ9, TCA-4 CCR7 O00585
CCL22 Scya22 MDC, DC/β-CK CCR4 O00626
CCL23 Scya23 MPIF-1, Ckβ8, MIP-3, MPIF-1 CCR1 P55773
CCL24 Scya24 Eotaxin-2, MPIF-2, Ckβ6 CCR3 O00175
CCL25 Scya25 TECK, Ckβ15 CCR9 O15444
CCL26 Scya26 Eotaxin-3, MIP-4a, IMAC, TSC-1 CCR3 Q9Y258
CCL27 Scya27 CTACK, ILC, Eskine, PESKY, skinkine CCR10 Q9Y4X3
CCL28 Scya28 MEC CCR3 , CCR10 Q9NRJ3
CXC kemokinek
Név Gén Más nevek) Receptor Uniprot
CXCL1 Scyb1 Gro-a, GRO1, NAP-3, KC CXCR2 P09341
CXCL2 Scyb2 Gro-β, GRO2, MIP-2a CXCR2 P19875
CXCL3 Scyb3 Gro- ?, GRO3, MIP-2β CXCR2 P19876
CXCL4 Scyb4 PF-4 CXCR3B P02776
CXCL5 Scyb5 ENA-78 CXCR2 P42830
CXCL6 Scyb6 GCP-2 CXCR1 , CXCR2 P80162
CXCL7 Scyb7 NAP-2, CTAPIII, β-Ta, PEP P02775
CXCL8 Scyb8 IL-8, NAP-1, MDNCF, GCP-1 CXCR1 , CXCR2 P10145
CXCL9 Scyb9 MIG, CRG-10 CXCR3 Q07325
CXCL10 Scyb10 IP-10, CRG-2 CXCR3 P02778
CXCL11 Scyb11 I-TAC, β-R1, IP-9 CXCR3 , CXCR7 O14625
CXCL12 Scyb12 SDF-1, PBSF CXCR4 , CXCR7 P48061
CXCL13 Scyb13 BCA-1, BLC CXCR5 O43927
CXCL14 Scyb14 BRAK, bolekine O95715
CXCL15 Scyb15 Lungkine, WECHE Q9WVL7
CXCL16 Scyb16 SRPSOX CXCR6 Q9H2A7
CXCL17 VCC-1 DMC, VCC-1 Q6UXB2
C kemokinek
Név Gén Más nevek) Receptor Uniprot
XCL1 Scyc1 Lymphotactin a, SCM-1a, ATAC XCR1 P47992
XCL2 Scyc2 Limfotaktin β, SCM-1β XCR1 Q9UBD3
CX3C kemokinek
Név Gén Más nevek) Receptor Uniprot
CX3CL1 Scyd1 Fractalkine, neurotactin, ABCD-3 CX3CR1 P78423

A kemokin család tagjait négy csoportra osztják az első két ciszteinmaradék távolságától függően. Így a kemokinek nómenklatúrája például: CCL1 a kemokinek CC-családjának 1. ligandumához és CCR1 a megfelelő receptorhoz.

CC kemokinek

A CC kemokin (vagy β-kemokin ) fehérjék két szomszédos ciszteinnel ( aminosavak ) rendelkeznek, aminosavuk közelében . Ennek az alcsoportnak legalább 27 különböző tagját jelentették emlősök esetében, CC kemokin ligandumoknak ( CCL ) -1 és -28 között; A CCL10 ugyanaz, mint a CCL9 . Az alcsaládba tartozó kemokinek általában négy ciszteint tartalmaznak (C4-CC kemokinek), de kis számú CC kemokin hat ciszteint tartalmaz (C6-CC kemokinek). A C6-CC kemokinek közé tartozik a CCL1, CCL15, CCL21, CCL23 és CCL28. A CC kemokinek kiváltják a monociták és más sejttípusok, például az NK -sejtek és a dendritikus sejtek migrációját .

A CC kemokin példái közé tartozik a monocita kemoattraktáns protein-1 (MCP-1 vagy CCL2), amely arra készteti a monocitákat, hogy elhagyják a véráramot, és belépjenek a környező szövetekbe, hogy szöveti makrofágokká váljanak .

A CCL5 (vagy RANTES ) vonzza a CCR5 receptort expresszáló sejteket, például T -sejteket , eozinofileket és bazofileket .

A megnövekedett CCL11 szint a vérplazmában az öregedéssel (és a neurogenezis csökkenésével ) jár együtt egerekben és emberekben.

CXC kemokinek

A CXC kemokinek (vagy α-kemokinek ) két N-terminális ciszteinjét egy aminosav választja el, amelyet ebben a névben "X" -vel jelölünk. Az emlősökben 17 különböző CXC kemokint írtak le, amelyek két kategóriába sorolhatók, azok, amelyeknek specifikus aminosav -szekvenciája (vagy motívuma) a glutaminsav - leucin - arginin (vagy röviden ELR) közvetlenül a CXC első ciszteinje előtt van. motívum (ELR-pozitív), és azok, akiknek nincs ELR-motívuma (ELR-negatív). Az ELR-pozitív CXC kemokinek specifikusan a neutrofilek migrációját indukálják , és kölcsönhatásba lépnek a CXCR1 és CXCR2 kemokin receptorokkal . Az ELR-pozitív CXC kemokin egy példája az interleukin-8 (IL-8), amely a neutrofileket a véráramból való kilépésre és a környező szövetekbe való bejutására készteti. Más CXC kemokinek, amelyekből hiányzik az ELR motívum, mint például a CXCL13 , általában kemoattraktívak a limfociták számára. A CXC kemokinek a CXC kemokin receptorokhoz kötődnek , amelyek közül hét eddig felfedezett, CXCR1-7.

C kemokinek

A kemokinek harmadik csoportja C -kemokinek (vagy γ -kemokinek) néven ismert, és minden más kemokinnel ellentétben csak két ciszteinből áll; egy N-terminális cisztein és egy cisztein lefelé. Két kemokint írtak le ehhez az alcsoporthoz, és XCL1 ( limfotaktin -α) és XCL2 ( limfotaktin -β).

CX 3 C kemokinek

Egy negyedik csoportot is felfedeztek, és a tagok három aminosavat tartalmaznak a két cisztein között, és CX 3 C kemokinnak (vagy d-kemokineknek) nevezik . Az egyetlen CX 3 C kemokint, amelyet eddig felfedeztek, fraktalkinnak (vagy CX 3 CL1) nevezik . Egyszerre szekretálódik és kötődik az azt expresszáló sejt felületéhez, ezáltal mind kemo -vonzószerként, mind adhéziós molekulaként szolgál .

Receptorok

A kemokin receptorok olyan G-fehérjéhez kapcsolt receptorok tartalmazó 7 transzmembrán domének , amelyek megtalálhatók a felszínen leukociták . Körülbelül 19 különböző kemokin receptort jellemeztek a mai napig, amelyeket négy családra osztanak attól függően, hogy milyen típusú kemokint kötnek; CXCR amelyek kötődnek CXC kemokinek, CCR amelyek kötődnek a CC-kemokinek, CX3CR1 , amely megköti az egyedüli CX3C kemokin (CX3CL1), és XCR1 amely kötődik a két XC kemokinek (XCL1 és XCL2). Számos szerkezeti jellemzővel rendelkeznek; hasonló méretűek (körülbelül 350 aminosavat tartalmaznak ), rövid, savas N-terminális végük van, hét spirális transzmembrán doménjük három intracelluláris és három extracelluláris hidrofil hurokkal, valamint a receptor számára fontos szerin- és treoninmaradékot tartalmazó intracelluláris C-terminális szabályozás. A kemokinreceptorok első két extracelluláris hurka mindegyikében konzervált cisztein maradék található, amely lehetővé teszi diszulfid híd kialakulását ezek között. A G-fehérjék a kemokin-receptor C-terminális végéhez vannak kapcsolva, hogy lehetővé tegyék az intracelluláris jelátvitelt a receptor aktiválása után, míg a kemokin-receptor N-terminális doménje határozza meg a ligandumkötési specifitást.

Jelátvitel

A kemokin receptorok a G-fehérjékhez társulva továbbítják a sejtjeleket a ligandumkötést követően. A G -fehérjék kemokinreceptorok általi aktiválása a foszfolipáz C (PLC) néven ismert enzim későbbi aktiválódását okozza . A PLC a foszfatidil-inozitol (4,5) -biszfoszfát (PIP2) nevű molekulát két második hírvivő molekulává bontja, amelyek inozitol-trifoszfát (IP3) és diacil-glicerin (DAG) néven ismertek, és amelyek intracelluláris jelátviteli eseményeket váltanak ki; A DAG aktiválja a protein kináz C (PKC) nevű másik enzimet , és az IP3 kiváltja a kalcium felszabadulását az intracelluláris raktárakból. Ezek az események számos jelátviteli kaszkádot támogatnak (például a MAP kináz útvonalat ), amelyek olyan válaszokat generálnak, mint a kemotaxis , a degranuláció , a szuperoxid -anionok felszabadulása és a kemokinreceptor -hordozó sejtekben az integrineknek nevezett sejtadhéziós molekulák aviditásának változása .

Fertőzés kontroll

Az a felfedezés, hogy a RANTES , a MIP ( makrofág gyulladásos fehérjék ) 1α és 1β β -kemokinek (ma CCL5, CCL3 és CCL4 néven ismertek) elnyomják a HIV -1 -t, biztosította a kezdeti kapcsolatot, és jelezte, hogy ezek a molekulák az immunválasz részeként irányíthatják a fertőzést vivo, és hogy az ilyen inhibitorok tartós szállítása képes a fertőzés hosszú távú ellenőrzésére. A kemokin-termelés összefüggése az antigén által kiváltott proliferatív válaszokkal, a HIV- fertőzés kedvezőbb klinikai állapotával , valamint a fertőzésveszélyes alanyok nem fertőzött állapotával azt sugallja, hogy ezek a molekulák pozitív szerepet játszanak a HIV-fertőzés természetes lefolyásának szabályozásában.

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek