Воспалительный цитокин - Inflammatory cytokine

An воспалительный цитокин или же провоспалительный цитокин представляет собой тип сигнальной молекулы (a цитокин ), который секретируется иммунными клетками, такими как хелперные Т-клетки (Тчас) и макрофаги и некоторые другие типы клеток, которые способствуют воспаление. Они включают интерлейкин-1 (Ил-1), Ил-12, и Ил-18, фактор некроза опухоли альфа (TNF-α), интерферон гамма (IFNγ) и колониестимулирующий фактор гранулоцитов-макрофагов (GM-CSF) и играть важную роль в посредничестве врожденный иммунный ответ. Воспалительные цитокины преимущественно продуцируются и участвуют в усилении воспалительных реакций.

Чрезмерное хроническое производство воспалительных цитокинов способствует воспалительные заболевания, которые были связаны с различными заболеваниями, такими как атеросклероз и рак. Нарушение регуляции также было связано с депрессия и другие неврологические заболевания. Для поддержания здоровья необходим баланс между провоспалительными и противовоспалительными цитокинами. Старение и упражнение также играют роль в количестве воспаления из-за высвобождения провоспалительных цитокинов.

Методы лечения воспалительных заболеваний включают: моноклональные антитела которые либо нейтрализуют воспалительные цитокины, либо их рецепторы.

Определение

Воспалительный цитокин - это разновидность цитокин (сигнальная молекула), которая секретируется иммунными клетками и некоторыми другими типами клеток, которая способствует воспаление. Воспалительные цитокины преимущественно продуцируются Т-хелперные клетки (Тчас) и макрофаги и участвует в усиление регулирования воспалительных реакций.[1] Методы лечения воспалительных заболеваний включают: моноклональные антитела которые либо нейтрализуют воспалительные цитокины, либо их рецепторы.[2]

Воспалительные цитокины включают: интерлейкин-1 (Ил-1), Ил-12, и Ил-18, фактор некроза опухоли альфа (TNF-α), интерферон гамма (IFNγ) и колониестимулирующий фактор гранулоцитов-макрофагов (GM-CSF).[3]

Функция

Воспалительные цитокины играют роль в инициировании воспалительной реакции и регулируют защиту хозяина от патогенов, опосредующих врожденный иммунный ответ.[нужна цитата ] Некоторые воспалительные цитокины выполняют дополнительные функции, например действуют как факторы роста.[4] Провоспалительные цитокины, такие как IL-1β, IL-6 и TNF-α, также вызывают патологическую боль.[1] Хотя IL-1β выделяется моноцитами и макрофагами, он также присутствует в ноцицептивных нейронах DRG. IL-6 играет роль в реакции нейронов на травму. TNF-α - хорошо известный провоспалительный цитокин, присутствующий в нейронах и глия. TNF-α часто участвует в различных сигнальных путях, регулирующих апоптоз в камерах.[нужна цитата ]Чрезмерное хроническое производство воспалительных цитокинов способствует воспалительные заболевания.[5] которые были связаны с различными заболеваниями, такими как атеросклероз и рак. Нарушение регуляции провоспалительных цитокинов также связано с депрессия и другие неврологические заболевания. Для поддержания здоровья необходим баланс между провоспалительными и противовоспалительными цитокинами. Старение и физические упражнения также влияют на количество воспалений из-за высвобождения провоспалительных цитокинов.[6]

Отрицательные воздействия

Из-за своего провоспалительного действия провоспалительный цитокин имеет тенденцию усугублять само заболевание или симптомы, связанные с заболеванием, вызывая высокая температура, воспаление, разрушение тканей, а в некоторых случаях даже шок и смерть.[7] Было показано, что чрезмерное количество провоспалительных цитокинов вызывает пагубные последствия.[5]

В почках

Провоспалительный цитокин влияет на функции транспортеров и ионные каналы от нефрон. В результате происходит изменение активности ион калия (K +) каналы, которые изменяют трансэпителиальный транспорт растворенных веществ и воды в почках.[8] Почка проксимальный каналец клетки продуцируют провоспалительные цитокины в ответ на липополисахарид. Провоспалительные цитокины влияют на почечные K + каналы. IFNγ вызывает замедленное подавление и острую стимуляцию 40 pS K + канала. Также, трансформирующий фактор роста бета 1 (TGF-β1) активирует кальций-активируемый калиевый канал (KCa3.1 ), которые могут быть связаны с пагубным воздействием на почечную фиброз.[нужна цитата ]

Болезнь трансплантат против хозяина

Болезнь трансплантат против хозяина (GvHD) цели JAK 1 и 2, человек тирозинкиназа белок, необходимый для передачи сигналов в нескольких цитокинах. Когда эти киназы активируются сигнальные белки сигнального преобразователя и активатора транскрипции (СТАТИСТИКА) Семейство белков, которое включает факторы транскрипции для генов-мишеней, которые выполняют провоспалительную роль, являются фосфорилированный.[9] Тяжесть GvHD сильно варьируется и зависит от количества нативных клеток, присутствующих в окружающей среде, а также других регуляторных факторов. Т-клетки, ТЧАС1, ТЧАС2, или же ТЧАС17 фенотипы.[10] Оба CD4+ и было показано, что Т-клетки, продуцирующие CD8 IL-17, вызывают aTH1, вызывая воспаление тканей и приводя к тяжелой GVHD.[11]

При муковисцидозе

Провоспалительный цитокин вызывает гипервоспаление, ведущую причину разрушения легочной ткани у кистозный фиброз.[12] При такой сильной воспалительной реакции и повышенном количестве иммунных клеток пациенты с муковисцидозом в легких не могут избавиться от бактерий и становятся более восприимчивыми к инфекциям. У высокой распространенности (40-70%) пациентов с муковисцидозом проявляются признаки астма, возможно, из-за первичного дефицита регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR).[13] CFTR-дефицитные Т-хелперы создают воспалительную среду с высокими концентрациями TNF-α, IL-8 и IL-13, что способствует увеличению сократительной способности гладких мышц дыхательных путей.[нужна цитата ]

При сердечно-сосудистых заболеваниях

Атеросклероз вызывает дисфункциональный эндотелий, который привлекает иммунные клетки, образующие поражения. Провоспалительные медиаторы вызывают воспаление после лиганды в сосудистой сети сердца активируются иммунные клетки.[14] Недавние исследования показали способность физических упражнений контролировать окислительный стресс и воспаление при сердечно-сосудистых заболеваниях.[нужна цитата ]

При метаболизме жировой ткани и ожирении

Провоспалительный цитокин может присутствовать в жировая ткань. Адипоциты генерируют TNF-α и другие интерлейкины. Цитокины, полученные из жировая ткань служат в качестве удаленных регуляторов, таких как гормоны. Исследования показали, что концентрации TNF-α и IL-6 повышаются в ожирение.[15] Ожирение оставляет избыток питательных веществ для организма, тем самым вызывая адипоциты для выпуска большего количества провоспалительных цитокинов. Классически активированные макрофаги висцерального жира накапливаются в жировых тканях и постоянно выделяют провоспалительные цитокины, вызывая хроническое воспаление у людей с ожирением.[нужна цитата ]

При остеоартрите

Было обнаружено, что TNF-α, IL-1 и IL-6 играют ключевую роль в хрящ деградация матрицы и резорбция кости в остеоартроз.[16] Исследования на животных показывают, что воспалительные цитокины могут стимулировать хондроциты освободить разлагающий хрящ протеаза при остеоартрозе. Однако это открытие не обязательно означает Homo sapiens, поскольку остеоартрит у людей считается более сложным, чем любая модель на животных.[17]

Клинические последствия

Снижение биологической активности провоспалительных цитокинов может снизить интенсивность атак со стороны болезней.[7]

Блокирование IL-1 или TNF-α оказалось весьма успешным в лечении пациентов с ревматоидным артритом, воспалительное заболевание кишечника,[18] или болезнь трансплантат против хозяина (GvHD).[7] Однако эта стратегия еще не принесла успеха у людей с сепсисом.[7] Терапевтические эффекты иглоукалывания могут быть связаны со способностью организма подавлять ряд провоспалительных цитокинов, таких как фактор некроза опухоли альфа (TNF-α), Ил-1Б, Ил-6, и Ил-10.[19]

Эстроген было показано, что способствует заживлению за счет уменьшения продукции различных провоспалительных цитокинов, таких как IL-6, TNF-α и фактор ингибирования миграции макрофагов (МИФ ). Повышенные уровни MIF часто обнаруживаются в местах хронических незаживающих язв, причем эти уровни значительно снижаются при успешном заживлении. Обзор текущих экспериментальных данных 2005 года показывает, что «эстроген регулирует заживление почти исключительно посредством подавления MIF и определяет новые регулируемые MIF генные мишени и кластеры, связанные с аберрантным заживлением». Подавляя MIF, эстроген может способствовать заживлению, что подтверждается клиническими исследованиями стареющей кожи и кожных ран. К сожалению, эстроген-терапия известна канцерогенный последствия[20] как упомянуто Американским онкологическим обществом (повышенная заболеваемость раком груди у женщин, перенесших HRT ). Тем не менее, ученые могут сделать важные открытия в будущем, изучая «последующие эффекты на гены / факторы, которые опосредуют влияние эстрогена на заживление».[21]

Ингибиторы гистоновых деацетилатов (HDACi ) может подавлять выработку провоспалительных цитокинов и снижать РТПХ.[нужна цитата ]

Рекомендации

  1. ^ а б Чжан Дж. М., Ан Дж (2007). «Цитокины, воспаление и боль». Международные анестезиологические клиники. 45 (2): 27–37. Дои:10.1097 / aia.0b013e318034194e. ЧВК  2785020. PMID  17426506.
  2. ^ Скарпиони Р., Рикарди М., Альбертацци В. (январь 2016 г.). «Вторичный амилоидоз при аутовоспалительных заболеваниях и роль воспаления в поражении почек». Всемирный журнал нефрологии. 5 (1): 66–75. Дои:10.5527 / wjn.v5.i1.66. ЧВК  4707170. PMID  26788465.
  3. ^ Кавайон Дж. М. (2001). «Противовоспалительные цитокины: миф или реальность». Клеточная и молекулярная биология (Нуази-ле-Гран, Франция). 47 (4): 695–702. PMID  11502077.
  4. ^ Фицджеральд К.А., О'Нил Л.А., Геринг А.Дж., Каллард Р.Э. (2001). Книга фактов о цитокинах (2-е изд.). Сан-Диего: Academic Press. п. 2. ISBN  978-0-12-155142-1.
  5. ^ а б Скарпиони Р., Рикарди М., Альбертацци В. (январь 2016 г.). «Вторичный амилоидоз при аутовоспалительных заболеваниях и роль воспаления в поражении почек». Всемирный журнал нефрологии. 5 (1): 66–75. Дои:10.5527 / wjn.v5.i1.66. ЧВК  4707170. PMID  26788465.
  6. ^ Саллам Н., Лахер I (28 декабря 2015 г.). «Упражнения модулируют окислительный стресс и воспаление при старении и сердечно-сосудистых заболеваниях». Окислительная медицина и клеточное долголетие. 2016: 7239639. Дои:10.1155/2016/7239639. ЧВК  4707375. PMID  26823952.
  7. ^ а б c d Динарелло, Калифорния (август 2000 г.). «Провоспалительные цитокины». Грудь. 118 (2): 503–8. Дои:10.1378 / сундук.118.2.503. PMID  10936147.
  8. ^ Накамура К., Хаяси Х, Кубокава М. (05.10.2015). «Провоспалительные цитокины и калиевые каналы в почках». Медиаторы воспаления. 2015: 362768. Дои:10.1155/2015/362768. ЧВК  4609835. PMID  26508816.
  9. ^ Тешима Т., Редди П., Цейзер Р. (январь 2016 г.). «Острая болезнь трансплантат против хозяина: новые биологические открытия». Биология трансплантации крови и костного мозга. 22 (1): 11–6. Дои:10.1016 / j.bbmt.2015.10.001. PMID  26453971.
  10. ^ Хенден А.С., Хилл Г.Р. (май 2015 г.). «Цитокины при болезни трансплантат против хозяина». Журнал иммунологии. 194 (10): 4604–12. Дои:10.4049 / jimmunol.1500117. PMID  25934923.
  11. ^ van der Waart AB, van der Velden WJ, Blijlevens NM, Dolstra H (июнь 2014 г.). «Нацеливание на путь IL17 для предотвращения болезни трансплантат против хозяина». Биология трансплантации крови и костного мозга. 20 (6): 752–9. Дои:10.1016 / j.bbmt.2014.02.007. PMID  24565991.
  12. ^ Bruscia EM, Bonfield TL (март 2016 г.). «Врожденный и адаптивный иммунитет при кистозном фиброзе». Клиники грудной медицины. 37 (1): 17–29. Дои:10.1016 / j.ccm.2015.11.010. PMID  26857765.
  13. ^ McCuaig S, Martin JG (апрель 2013 г.). «Как гладкие мышцы дыхательных путей при муковисцидозе реагируют на провоспалительные условия: последствия для гиперчувствительности дыхательных путей и астмы при муковисцидозе». Ланцет респираторной медицины. 1 (2): 137–47. Дои:10.1016 / с 2213-2600 (12) 70058-9. PMID  24429094.
  14. ^ Slocum C, Kramer C, Genco CA (январь 2016 г.). «Иммунная дисрегуляция, опосредованная микробиомом полости рта: потенциальная связь с хроническим воспалением и атеросклерозом». Журнал внутренней медицины. 280: 114–28. Дои:10.1111 / joim.12476. PMID  26791914.
  15. ^ Coppack SW (август 2001 г.). «Провоспалительные цитокины и жировая ткань». Труды Общества питания. 60 (3): 349–56. Дои:10.1079 / PNS2001110. PMID  11681809.
  16. ^ Ван Т., Хе Ц (октябрь 2018 г.). «Провоспалительные цитокины: связь между ожирением и остеоартритом». Отзывы о цитокинах и факторах роста (Рассмотрение). Дои:10.1016 / j.cytogfr.2018.10.002. PMID  30340925.
  17. ^ Голдринг МБ (1999). «Роль цитокинов как медиаторов воспаления при остеоартрите: уроки на животных моделях». Соединительная ткань исследования (Рассмотрение). 40 (1): 1–11. PMID  10770646.
  18. ^ Стробер В., Фасс И.Дж. (май 2011 г.). «Провоспалительные цитокины в патогенезе воспалительных заболеваний кишечника». Гастроэнтерология. 140 (6): 1756–67. Дои:10.1053 / j.gastro.2011.02.016. ЧВК  3773507. PMID  21530742.
  19. ^ Ван XM, Уоллит Б., Салиган Л., Тивари А.Ф., Чунг К.В., Чжан З.Дж. (март 2015 г.). «Хемобозг: критический обзор и причинная гипотеза о связи между цитокинами и эпигенетическим репрограммированием, связанным с химиотерапией». Цитокин. 72 (1): 86–96. Дои:10.1016 / j.cyto.2014.12.006. ЧВК  4750385. PMID  25573802. Даже иглоукалывание может иметь терапевтический потенциал, учитывая его влияние на подавление провоспалительных цитокинов, TNF-α, IL-1β, IL-6 и IL-10.
  20. ^ "Гормональная терапия рака груди | Американское онкологическое общество". www.cancer.org. Получено 2019-02-27.
  21. ^ «Гормональное влияние на заживление ран: обзор текущих экспериментальных данных». Исследование ран. Получено 2019-02-27.