Мобильная версия

Журнал «Здоровье ребенка» 2 (53) 2014

Участие интерлейкинового семейства 1 в развитии воспалительной реакции при инфекционном процессе

Авторы: Абатуров А.Е. - ГУ «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины»; Волосовец А.П. - Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев; Юлиш Е.И. - Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького

Рубрики: Педиатрия/Неонатология

Разделы: Клинические исследования

Версия для печати

Резюме

В обзоре дана общая характеристика интерлейкинового семейства 1.

В огляді наведена загальна характеристика інтерлейкінового сімейства 1.

The general characteristics of interleukin 1 family is given in the review.

Ключевые слова

воспаление, интерлейкиновое семейство 1, инфекционный процесс.

запалення, інтерлейкінове сімейство 1, інфекційний процес.

inflammation, interleukin 1 family, infectious process.

Статья опубликована на с. 150-153

Общая характеристика интерлейкинового семейства 1

В 1984 г. было показано, что IL-1 определяет возникновение острой фазы ответа на инфекционные агенты и инициирует развитие воспаления [9]. В настоящее время суперсемейство IL-1 включает в себя 11 белков, которые характеризуются гомологичными аминокислотными последовательностями молекулярной структуры (табл. 1) [7, 10, 14, 19].

Наиболее изученными представителями семейства IL-1 являются IL-1F1 (IL-1a), IL-1F2 (IL-1b), IL-1F4 (IL-18), IL-1F11 (IL-33) и естественный антагонист рецепторной цепи IL-1R1 — IL-1F3(IL-1Ra) [11, 20, 24]. Основная функция цитокинов IL-1-семейства — это управление воспалительной реакцией в ответ на повреждение ткани PAMP или DAMP [8, 20].

В последнее время интерлейкиновое семейство пополнилось IL-36, который имеет несколько изоформ (L-36a, IL-36b, IL-36y), продуцируется множеством различных типов клеток, активирует MAPK и NF-kВ пути и играет значительную роль в развитии воспаления [14, 15].

Возбуждение образраспознающих рецепторов PAMP инфекционных агентов, а также влияние TNF-a, IFN-a, IFN-b и IL-1F2/IL-1b индуцирует продукцию интерлейкинов семейства 1. Большинство представителей семейства IL-1 продуцируются в неактивной форме и кумулируются в цитоплазматическом пространстве клетки продуцента. Биологическую активность они приобретают после обработки каспазой-1 [2, 5]. Однако существуют и инфламмасомо-независимые пути активации проформ интерлейкинов семейства 1. Показано, что в активации данных цитокинов могут принимать участие такие внутриклеточные протеазы, как протеаза 3, сериновая протеаза, эластаза, катепсин G [6]. Исключением являются IL-1F1 (IL-1a), который расщепляется исключительно кальпаином, и IL-1F11/IL-33, который расщепляется каспазой-1 и кальпаином [4].

Зрелые интерлейкины семейства 1 индуцируют экспрессию IL-1-таргетных генов через взаимодействие с трансмембранными рецепторами суперсемейства IL-1R/TLR, которое в настоящее время включает по меньшей мере 10 представителей (табл. 2) [3, 23, 24]. Экстрацеллюлярная область всех рецепторов IL-1R содержит три Ig-like домена, исключение составляет подтип IL-1R SIGIRR (single immunoglobulin and toll-interleukin 1 receptor (TIR) domain), который содержит только один Ig-like домен [15, 21, 22]. Интрацеллюлярная область рецептора всех IL-1R, за исключением IL-1R2, гомологична TLR [16, 18].

Особенности функционирования членов интерлейкинов семейства 1 представлены на рис. 1.

Выводы

Молекулы представителей интерлейкинового семейства характеризуются гомологичностью последовательностей, подобием трехмерной структуры и способностью связывания с определенными рецепторами. Молекулярные представители интерлейкинового семейства 1, индуцируя экспрессию множества эффекторных провоспалительных протеинов — цитокинов, хемокинов, синтаз монооксида азота, металлопротеиназ экстрацеллюлярного матрикса — играют ключевую роль в регуляции воспалительного процесса в ответ на повреждение ткани PAMP инфекционных агентов или DAMP собственного организма.

Список литературы

1. Allan S.M., Tyrrell P.J., Rothwell N.J. Interleukin-1 and neuronal injury // Nature Reviews Immunology. — 2005. — Vol. 5, № 8. — P. 629-640.

2. Allantaz F., Chaussabel D., Banchereau J., Pascual V. Microarray-based identification of novel biomarkers in IL-1-mediated diseases // Curr. Opin. Immunol. — 2007. — Vol. 19, № 6. — P. 623-632.

3. Boraschi D., Tagliabue A. The interleukin-1 receptor family // Vitam. Horm. — 2006. — Vol. 74. — P. 229-254.

4. Cayrol C., Girard J.P. The IL-1-like cytokine IL-33 is inactivated after maturation by caspase-1 // Proc. Natl. Acad. Sci USA. — 2009. — Vol. 106, № 22. — P. 9021-9026. doi: 10.1073/pnas.0812690106.

5. Cloning and characterization of IL-1HY2, a novel interleukin-1 family member / H. Lin, A.S. Ho, D. Haley-Vicente, J. Zhang, J. Bernal-Fussell, A.M. Pace, D. Hansen, K. Schweighofer, N.K. Mize, J.E. Ford // J. Biol. Chem. — 2001. — Vol. 276, № 23. — P. 20597-20602.

6. Differential requirement for the activation of the inflammasome for processing and release of IL-1beta in monocytes and macrophages / M.G. Netea, C.A. Nold-Petry, M.F. Nold, L.A. Joosten, B. Opitz, J.H. van der Meer, F.L. van de Veerdonk, G. Ferwerda, B. Heinhuis, I. Devesa, C.J. Funk, R.J. Mason, B.J. Kullberg, A. Rubartelli, J.W. van der Meer, C.A. Dinarello // Blood. — 2009. — Vol. 113, № 10. — P. 2324-2335. doi: 10.1182/blood-2008-03-146720

7. Dinarello C.A. IL-1: Discoveries, controversies and future directions // Eur. J. Immunol. — 2010. — Vol. 40, № 3. — P. 595-653. doi: 10.1002/eji.201040319.

8. Dinarello C.A. Immunological and inflammatory functions of the interleukin-1 family // Annu. Rev. Immunol. — 2009. — Vol. 27. — P. 519-550. doi: 10.1146/annurev.immunol.021908.132612.

9. Dinarello C.A. Interleukin-1 // Rev. Infect. Dis. — 1984. — Vol. 6, № 1. — P. 51-95.

10. Dunn E., Sims J.E., Nicklin M.J., O’Neill L.A. Annotating genes with potential roles in the immune system: six new members of the IL-1 family // Trends Immunol. — 2001. — Vol. 22, № 10. — P. 533-536.

11. Gabay C., Lamacchia C., Palmer G. IL-1 pathways in inflammation and human diseases // Nat. Rev. Rheumatol. — 2010. — Vol. 6, № 4. — P. 232-241. doi: 10.1038/nrrheum.2010.4

12. IL-33 and IL-33 Receptors in Host Defense and Diseases / K. Oboki, T. Ohno, N. Kajiwara, H. Saito, S. Nakae // Allergol. Int. — 2010. — Vol. 59, № 2. — P. 1-18. doi: 10.2332/allergolint.10-RAI-0186.

13. IL-36 a new member of the IL-1 family cytokines / D. Tripodi, F. Conti, M. Rosati, G. Maccauro, A. Saggini, E. Cianchetti, D. Angelucci, M. Fulcheri, S., Tetè V., Salini A. Caraffa, P. Antinolfi, E. Toniato, M.L. Castellani, P. Conti, T.C. Theoharides // J. Biol. Regul. Homeost. Agents. — 2012. — Vol. 2, № 1. — P. 7-14. PMID: 22475093

14. Interleukin (IL)-1F6, IL-1F8, and IL-1F9 signal through IL-1Rrp2 and IL-1RAcP to activate the pathway leading to NF-kB and MAPKs / J.E. Towne, K.E. Garka, B.R. Renshaw, G.D. Virca, J.E. Sims // J. Biol. Chem. — 2004. — Vol. 279, № 14. — P. 13677-13688.

15. Interleukin-36 (IL-36) ligands require processing for full agonist (IL-36a, IL-36b, and IL-36y) or antagonist (IL-36Ra) activity / J.E. Towne, B.R. Renshaw, J. Douangpanya, B.P. Lipsky, M. Shen, C.A. Gabel, J.E. Sims // J. Biol. Chem. — 2011. — Vol. 286, № 49. — P. 42594-42602. doi: 10.1074/jbc.M111.267922.

16. Loiarro M., Ruggiero V., Sette C. Targeting TLR/IL-1R signalling in human diseases // Mediators Inflamm. — 2010. — Vol. 2010. — Article ID 674363. 12 p. doi: 10.1155/2010/674363

17. O’Neill L.A. The interleukin-1 receptor_Toll-like receptor superfamily: 10 years of progress // Immunol. Rev. — 2008. — Vol. 226. — P. 10-18. doi: 10.1111/j.1600-065X.2008.00701.x

18. O’Neill L.A. The interleukin-1 receptor / Toll-like receptor superfamily: signal transduction during inflammation and host defense // Sci. STKE. — 2000. — Vol. 2000, № 44. — RE1.

19. Pizarro T.T., Cominelli F., Cloning IL-1 and the birth of a new era in cytokine biology // J. Immunol. — 2007. — Vol. 178, № 9. — P. 5411-5412.

20. Sahoo M., Ceballos-Olvera I., del Barrio L., Re F. Role of the inflammasome, IL-1b, and IL-18 in bacterial infections // Scientific. World Journal. — 2011. — Vol. 11. — P. 2037-2050. doi: 10.1100/2011/212680

21. Sims J.E., Smith D.E. The IL-1 family: regulators of immunity // Nat. Rev. Immunol. — 2010. — Vol. 10, № 2. — P. 89-102. doi: 10.1038/nri2691

22. Two novel IL-1 family members, IL-1 delta and IL-1 epsilon, function as an antagonist and agonist of NF-kappa B activation through the orphan IL-1 receptor-related protein 2 / R. Debets, J.C. Timans, B. Homey, S. Zurawski, T.R. Sana, S. Lo, J. Wagner, G. Edwards, T. Clifford, S. Menon, J.F. Bazan, R.A. Kastelein // J. Immunol. — 2001. — Vol. 167, № 3. — P. 1440-1446.

23. Weber A., Wasiliew P., Kracht M. Interleukin-1 (IL-1) Pathway // Sci. Signal. — 2010. — Vol. 3, № 105. — С. 1. doi: 10.1126/scisignal.3105cm1