Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Интерлейкин 8 ( IL-8 или хемокин (мотив CXC) лиганд 8, CXCL8 ) представляет собой хемокин, продуцируемый макрофагами и другими типами клеток, такими как эпителиальные клетки , клетки гладких мышц дыхательных путей [3] и эндотелиальные клетки. Эндотелиальные клетки хранят IL-8 в своих запасающих пузырьках, тельцах Вейбеля-Паладе . [4] [5] В организме человека, интерлейкин-8 белок кодируются CXCL8 геном . [6]Первоначально ИЛ-8 продуцируется как пептид-предшественник из 99 аминокислот, который затем подвергается расщеплению с образованием нескольких активных изоформ ИЛ-8. [7] В культуре пептид из 72 аминокислот является основной формой, секретируемой макрофагами. [7]

На поверхностной мембране имеется множество рецепторов, способных связывать IL-8; Наиболее часто изучаемыми типами являются серпентиновые рецепторы CXCR1 и CXCR2, связанные с G-белком . Экспрессия и сродство к IL-8 у двух рецепторов различаются (CXCR1> CXCR2). Через цепь биохимических реакций секретируется IL-8, который является важным медиатором иммунной реакции в ответе врожденной иммунной системы.

Функция [ править ]

IL-8, также известный как хемотаксический фактор нейтрофилов , выполняет две основные функции. Он индуцирует хемотаксис в клетках-мишенях, в первую очередь нейтрофилах, но также и других гранулоцитах, заставляя их мигрировать к месту инфекции. ИЛ-8 также стимулирует фагоцитоз, как только они попадают. Также известно, что IL-8 является мощным промотором ангиогенеза . В клетках-мишенях IL-8 вызывает ряд физиологических реакций, необходимых для миграции и фагоцитоза, таких как увеличение внутриклеточного Ca 2+ , экзоцитоз (например, высвобождение гистамина ) и респираторный взрыв .

IL-8 может секретироваться любыми клетками с toll-подобными рецепторами , которые участвуют в врожденном иммунном ответе, и было продемонстрировано, что он является хемокином, подписывающим CR2 + наивные Т-клетки, также известные как недавние эмигранты из тимуса [8] ). Обычно именно макрофаги первыми видят антиген и, таким образом, являются первыми клетками, которые высвобождают IL-8 для рекрутирования других клеток. Сообщалось, что как мономерные, так и гомодимерные формы IL-8 являются мощными индукторами хемокиновых рецепторов CXCR1 и CXCR2. Гомодимер более эффективен, но метилирование Leu25 может блокировать активность гомодимеров.

Считается, что IL-8 играет роль в патогенезе бронхиолита , распространенного заболевания дыхательных путей, вызываемого вирусной инфекцией. [ необходима цитата ]

IL-8 является членом семейства хемокинов CXC . Гены, кодирующие этот и другие десять членов семейства хемокинов CXC, образуют кластер в области, картированной на хромосоме 4q. [6] [9]

CXCL-8 опосредованный хемотаксис нейтрофилов [ править ]

CXCL8 - это первичный цитокин, участвующий в привлечении нейтрофилов к месту повреждения или инфекции; в процессе, называемом хемотаксисом . Для успешного хемотаксиса нейтрофилов важен ряд переменных, включая повышенную экспрессию молекул адгезии с высоким сродством для закрепления нейтрофила на эндотелии рядом с пораженным участком (и, следовательно, не смывается в систему кровообращения), и что нейтрофил может перевариваться через базальную мембрану и внеклеточный матрикс (ЕСМ), чтобы достичь пораженного участка. CXCL8 играет ключевую роль в индукции клеточной передачи сигналов, необходимой для осуществления этих изменений. [10]

Во-первых, в месте инфицирования высвобождение гистамина вызывает вазодилатацию капилляров около травмированной области, что замедляет кровоток в этой области и побуждает лейкоциты, такие как нейтрофилы, приближаться к эндотелию и дальше от центра просвета. где скорость кровотока самая высокая. Когда это происходит, между селектинами, экспрессируемыми на нейтрофилах и эндотелиальных клетках (экспрессия которых также увеличивается за счет действия CXCL8 и других цитокинов), происходят слабые взаимодействия . На нейтрофилах это: L-селектины, а на эндотелиальной клетке: P- и E-селектины. Это вызывает "вращающуюся" фазу хемотаксиса.

Как только нейтрофил катится по эндотелию, он вступает в контакт с молекулой CXCL8, экспрессирующейся на поверхности, которая стимулирует клеточный сигнальный путь, опосредованный рецептором G-сопряженного белка. Связывание CXCL8 с CXCR1 / 2 на нейтрофилах стимулирует нейтрофилы к усилению экспрессии интегрина LFA-1, который участвует в высокоаффинном связывании с ICAM-1.рецепторы экспрессируются на эндотелии. Экспрессия и сродство LFA-1 значительно увеличиваются для максимального связывания. Это заставляет нейтрофил еще больше замедляться, пока он не станет неподвижным. Другой ключевой функцией передачи сигналов клетки, стимулируемой CXCL8, является инициация окислительного всплеска. Этот процесс позволяет накапливать протеолитические ферменты и активные формы кислорода (АФК), которые необходимы для разрушения ЕСМ и базальной мембраны. Они высвобождаются в секреторных гранулах вместе с большим количеством интегринов. Высвобождение АФК и повреждающих ферментов регулируется, чтобы минимизировать повреждение хозяина, но продолжает достигать места инфекции, в котором он будет выполнять свои эффекторные функции. [10]

Целевые ячейки [ править ]

Хотя нейтрофильные гранулоциты являются первичными клетками-мишенями для IL-8, существует относительно широкий спектр клеток ( эндотелиальные клетки , макрофаги , тучные клетки и кератиноциты ), которые реагируют на этот хемокин. Хемоаттрактантная активность IL-8 в концентрациях, сходных с концентрациями у позвоночных, была доказана на Tetrahymena pyriformis , что свидетельствует о филогенетически хорошо законсервированной структуре и функции этого хемокина. [11]

Клиническое значение [ править ]

Интерлейкин-8 является ключевым медиатором, связанным с воспалением, где он играет ключевую роль в привлечении нейтрофилов и дегрануляции нейтрофилов. [12] В качестве примера он был назван провоспалительным медиатором при гингивите [13] и псориазе .

Секреция интерлейкина-8 увеличивается из-за оксидантного стресса, который, таким образом, вызывает рекрутирование воспалительных клеток и вызывает дальнейшее увеличение медиаторов оксидантного стресса, что делает его ключевым параметром локализованного воспаления. [14] Было показано, что IL-8 связан с ожирением . [15]

Также предполагается, что IL-8 играет роль в колоректальном раке, действуя как аутокринный фактор роста для клеточных линий карциномы толстой кишки [16] или способствуя делению и возможной миграции путем расщепления молекул металлопротеиназы . [17] Также было показано, что IL-8 играет важную роль в химической устойчивости злокачественной мезотелиомы плевры, индуцируя экспрессию трансмембранных переносчиков. [18]

Если у беременной матери высокий уровень интерлейкина-8, у ее потомства повышается риск шизофрении . [19] Было показано, что высокий уровень интерлейкина 8 снижает вероятность положительного ответа на антипсихотические препараты при шизофрении. [20]

IL-8 также вовлечен в патологию муковисцидоза. Благодаря своему действию в качестве сигнальной молекулы IL-8 способен привлекать и направлять нейтрофилы в эпителий легких. Чрезмерная стимуляция и дисфункция этих рекрутированных нейтрофилов в дыхательных путях приводит к высвобождению ряда провоспалительных молекул и протеаз, что приводит к дальнейшему повреждению легочной ткани. [21]

Регулирование выражения [ править ]

Экспрессия IL-8 негативно регулируется рядом механизмов. MiRNA-146a / b-5p косвенно подавляет экспрессию IL-8, подавляя экспрессию IRAK1 . [22] Кроме того, 3'UTR IL-8 содержит A / U-богатый элемент, что делает его чрезвычайно нестабильным при определенных условиях. IL-8 и другие воспалительные цитокины образуют порочный круг с фактором транскрипции NF-κB при муковисцидозе . [23] Регулирование NF-κB представляет собой новую терапию против IL-8 для использования при воспалительных заболеваниях, таких как кистозный фиброз. Пути, ведущие к индукции рибосомного белка S6Было также обнаружено, что фосфорилирование (rpS6) усиливает синтез белка IL-8. Этот трансляционный контроль экспрессии IL-8 зависит от A / U-богатых проксимальных последовательностей (APS), которые обнаруживаются в 3'UTR IL-8 сразу после стоп-кодона. [24]

Номенклатура [ править ]

Подкомитет по номенклатуре хемокинов Международного союза иммунологических обществ переименовал IL-8 в CXCL8 . [25] Его одобренный символ гена HUGO - CXCL8 . Аналогичным образом были переименованы его рецепторы:

  • Рецептор интерлейкина 8, альфа - CXCR1
  • Рецептор интерлейкина 8, бета - CXCR2

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000169429 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  3. ^ Hedges JC, Singer CA, Gerthoffer WT (2000). «Активированные митогеном протеинкиназы регулируют экспрессию генов цитокинов в миоцитах дыхательных путей человека». Являюсь. J. Respir. Cell Mol. Биол . 23 (1): 86–94. CiteSeerX 10.1.1.326.6212 . DOI : 10,1165 / ajrcmb.23.1.4014 . PMID 10873157 .  
  4. Перейти ↑ Wolff B, Burns AR, Middleton J, Rot A (1998). «Память эндотелиальных клеток о воспалительной стимуляции: венулярные эндотелиальные клетки человека хранят интерлейкин 8 в тельцах Вейбеля-Палада» . J. Exp. Med . 188 (9): 1757–62. DOI : 10,1084 / jem.188.9.1757 . PMC 2212526 . PMID 9802987 .  
  5. ^ Utgaard JO, Jahnsen FL, Бакка A, Brandtzaeg P, Haraldsen G (1998). «Быстрая секреция предварительно сохраненного интерлейкина 8 из тел Вейбеля-Паладе эндотелиальных клеток микрососудов» . J. Exp. Med . 188 (9): 1751–6. DOI : 10,1084 / jem.188.9.1751 . PMC 2212514 . PMID 9802986 .  
  6. ^ а б Моди В.С., Дин М., Сеуанез Н.Н., Мукаида Н., Мацусима К., О'Брайен С.Дж. (1990). «Моноцитарный нейтрофильный хемотаксический фактор (MDNCF / IL-8) находится в кластере генов вместе с несколькими другими членами суперсемейства гена тромбоцитарного фактора 4». Гм. Genet . 84 (2): 185–7. DOI : 10.1007 / BF00208938 . PMID 1967588 . S2CID 2217894 .  
  7. ^ Б Brat DJ, Bellail AC, Van Меир EG (2005). «Роль интерлейкина-8 и его рецепторов в глиомагенезе и опухолевом ангиогенезе» . Нейроонкология . 7 (2): 122–133. DOI : 10.1215 / s1152851704001061 . PMC 1871893 . PMID 15831231 .  
  8. ^ Pekalski М. Л., Гарсиа А. Р., Феррейра RC, Радуга БД, Смит ди - джей, Машар М, Brady Дж, Савины N, Dopico XC, Mahmood S, Duley S, Стивенс ОН, Уокер Н.М., Катлер AJ, Вальдрон-Линч F, Dunger БД , Шеннон-Лоу C, Коулз AJ, Джонс JL, Уоллес C, Тодд JA, Wicker LS (август 2017 г.). «Новорожденные и взрослые недавние эмигранты из тимуса продуцируют IL-8 и экспрессируют рецепторы комплемента CR1 и CR2» . JCI Insight . 2 (16). DOI : 10,1172 / jci.insight.93739 . PMC 5621870 . PMID 28814669 .  
  9. ^ «Энтрез Ген: интерлейкин 8 IL8» .
  10. ^ а б Диксит Н., Саймон С.И. (2012). «Хемокины, селектины и внутриклеточный поток кальция: временные и пространственные сигналы для остановки лейкоцитов» . Границы иммунологии . 3 : 188. DOI : 10.3389 / fimmu.2012.00188 . PMC 3392659 . PMID 22787461 .  
  11. ^ Köhidai L, Чаба G (1998). «Хемотаксис и хемотаксический отбор, индуцированный цитокинами (IL-8, RANTES и TNF-alpha) в одноклеточной Tetrahymena pyriformis» . Цитокин . 10 (7): 481–6. DOI : 10,1006 / cyto.1997.0328 . PMID 9702410 . S2CID 33755476 .  
  12. ^ Харада А, Sekido Н, Akahoshi Т, Т Вада, Mukaida N, Matsushima , К. (ноябрь 1994). «Существенное участие интерлейкина-8 (ИЛ-8) в остром воспалении» . Журнал биологии лейкоцитов . 56 (5): 559–64. DOI : 10.1002 / jlb.56.5.559 . PMID 7964163 . S2CID 8035653 . Архивировано из оригинала на 2016-07-27.  
  13. ^ Haake, SK, Huang, GTJ: Молекулярная биология взаимодействия хозяина и микроба при заболеваниях пародонта (избранные темы). В Newman, Takei, Carranza, редакторы: Clinical Periodontology , 9th Edition. Филадельфия: WBSaunders Co. 2002. стр. 162.
  14. ^ Vlahopoulos S, Boldogh я, Casola А, Brasier АР (1999). «Ядерный фактор-каппаB-зависимая индукция экспрессии гена интерлейкина-8 с помощью фактора некроза опухоли альфа: свидетельство чувствительного к антиоксидантам пути активации, отличного от ядерной транслокации». Кровь . 94 (6): 1878–89. DOI : 10.1182 / blood.V94.6.1878.418k03_1878_1889 . PMID 10477716 . 
  15. ^ Sharabiani MT, Vermeulen R, Scoccianti C, Hosnijeh FS, Minelli L, Sacerdote C, Palli D, Krogh V, Tumino R, Chiodini P, Panico S, Vineis P (2011). «Иммунологический профиль избыточной массы тела». Биомаркеры . 16 (3): 243–51. DOI : 10.3109 / 1354750X.2010.547948 . PMID 21506696 . S2CID 36127785 .  
  16. Перейти ↑ Brew R, Erikson JS, West DC, Kinsella AR, Slavin J, Christmas SE (2000). «Интерлейкин-8 как аутокринный фактор роста клеток карциномы толстой кишки человека in vitro». Цитокин . 12 (1): 78–85. DOI : 10,1006 / cyto.1999.0518 . PMID 10623446 . 
  17. ^ Ито Y, Джох Т, Tanida S, Сасаки М, Катаока Н, Ито К, Осима Т, Огасавара Н, Тогава S, Вада Т, Kubota Н, Мори Y, Охара Н, Nomura Т, Хигасияма S, Ито М (2005 ). «IL-8 способствует пролиферации и миграции клеток посредством расщепления металлопротеиназой proHB-EGF в клетках карциномы толстой кишки человека». Цитокин . 29 (6): 275–82. DOI : 10.1016 / j.cyto.2004.11.005 . PMID 15749028 . 
  18. ^ Милошевич, В. и др. Аутокринные цепи Wnt / IL-1β / IL-8 контролируют химиорезистентность в инициирующих клетках мезотелиомы, индуцируя ABCB5.Int. J. Рак, https://doi.org/10.1002/ijc.32419
  19. ^ Коричневый А.С., Хутон Дж, Шефер СА, Чжан Н, Петкова Е , Babulas В, Перрин М, Гормэн Ю.М., Сассер Е.С. (2004). «Повышенные материнские уровни интерлейкина-8 и риск шизофрении у взрослых потомков». Am J Psychiatry . 161 (5): 889–95. DOI : 10,1176 / appi.ajp.161.5.889 . PMID 15121655 . 
  20. Zhang XY, Zhou DF, Cao LY, Zhang PY, Wu GY, Shen YC (2004). «Изменения сывороточных уровней интерлейкина-2, -6 и -8 до и во время лечения рисперидоном и галоперидолом: взаимосвязь с исходом при шизофрении». J Clin Psychiatry . 65 (7): 940–7. DOI : 10.4088 / JCP.v65n0710 . PMID 15291683 . 
  21. ^ Reeves EP, Williamson M, O'Neill SJ, Greally P, McElvaney NG (июнь 2011). «Распыленный гипертонический раствор снижает уровень IL-8 в мокроте пациентов с муковисцидозом». Американский журнал респираторной медицины и реанимации . 183 (11): 1517–23. DOI : 10.1164 / rccm.201101-0072oc . PMID 21330456 . 
  22. ^ Bhaumik D, Скотт К., Schokrpur S, Патил CK, Orjalo А.В., Rodier Ж, Литгоу ГДж, Campisi J (2009). «МикроРНК miR-146a / b отрицательно модулируют ассоциированные со старением воспалительные медиаторы IL-6 и IL-8» . Старение . 1 (4): 402–11. DOI : 10.18632 / старение.100042 . PMC 2818025 . PMID 20148189 .  
  23. ^ Rottner M, Фрейсине JM, Мартинез MC (2009). «Механизмы вредного воспалительного цикла при муковисцидозе» . Респир. Res . 10 (1): 23. DOI : 10,1186 / 1465-9921-10-23 . PMC 2660284 . PMID 19284656 .  
  24. Ang Z, Abdi Gunawan Koen R, Er JZ, Lee LT, Tam Kit Chung J, Guo H, Ding JL (2019). «Новые AU-богатые проксимальные последовательности UTR (APS) усиливают синтез CXCL8 при индукции фосфорилирования rpS6» . PLOS Genet . 15 (4): e1008077. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1008077 . PMC 6476525 . PMID 30969964 .  
  25. ^ Бэкон К, Баггиолини М, Броксмайер Х, Хорук Р, Линдли I, Мантовани А, Майсусима К., Мерфи П., Номияма Х, Оппенгейм Дж, Рот А, Шалл Т, Цанг М, Торп Р, Ван Дамм Дж, Вадхва М, Йоши О., Злотник А., Зун К. (2002). «Номенклатура хемокиновых / хемокиновых рецепторов». J. Interferon Cytokine Res . 22 (10): 1067–8. DOI : 10,1089 / 107999002760624305 . PMID 12433287 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Милошевич V и др. (Январь 2020 г.). «Аутокринные цепи Wnt / IL-1β / IL-8 контролируют химиорезистентность в инициирующих клетках мезотелиомы, индуцируя ABCB5» . Int. J. Рак . 146 (1): 192–207. DOI : 10.1002 / ijc.32419 .
  • Баггиолини М., Кларк-Льюис I (1992). «Интерлейкин-8, хемотаксический и воспалительный цитокин». FEBS Lett . 307 (1): 97–101. DOI : 10.1016 / 0014-5793 (92) 80909-Z . PMID  1639201 . S2CID  10615150 .
  • Wahl SM, Greenwell-Wild T, Hale-Donze H, Moutsopoulos N, Orenstein JM (2000). «Допускающие факторы ВИЧ-1 инфекции макрофагов». J. Leukoc. Биол . 68 (3): 303–10. PMID  10985244 .
  • Starckx S, Van den Steen PE, Wuyts A, Van Damme J, Opdenakker G (2002). «Нейтрофильная желатиназа B и хемокины при лейкоцитозе и мобилизации стволовых клеток». Лейк. Лимфома . 43 (2): 233–41. DOI : 10.1080 / 10428190290005982 . PMID  11999552 . S2CID  940921 .
  • Смирнова М.Г., Киселев С.Л., Гнучев Н.В., Бирчалл Дж. П., Пирсон Дж. П. (2003). «Роль провоспалительных цитокинов, фактора некроза опухоли альфа, интерлейкина-1 бета, интерлейкина-6 и интерлейкина-8 в патогенезе отита с выпотом». Евро. Cytokine Netw . 13 (2): 161–72. PMID  12101072 .
  • Струйф С., Проост П., Ван Дамм Дж. (2003). Регулирование иммунного ответа за счет взаимодействия хемокинов и протеаз . Adv. Иммунол . Успехи иммунологии. 81 . С. 1–44. DOI : 10.1016 / S0065-2776 (03) 81001-5 . ISBN 978-0-12-022481-4. PMID  14711052 .
  • Чакраворти М., Гош А., Чоудхури А., Сантра А., Хембрум Дж., Ройчоудхури С. (2004). «Этнические различия в распределении аллелей генов IL8 и IL1B в популяциях из восточной Индии». Гм. Биол . 76 (1): 153–9. DOI : 10,1353 / hub.2004.0016 . PMID  15222686 . S2CID  2816300 .
  • Юань А., Чен Дж.Дж., Яо П.Л., Ян ПК (2005). «Роль интерлейкина-8 во взаимодействии раковых клеток и микросреды» . Фронт. Biosci . 10 (1–3): 853–65. DOI : 10,2741 / 1579 . PMID  15569594 . S2CID  13377783 .
  • Коупленд К.Ф. (2005). «Модуляция транскрипции ВИЧ-1 цитокинами и хемокинами». Mini Rev Med Chem . 5 (12): 1093–101. DOI : 10.2174 / 138955705774933383 . PMID  16375755 .