Цитокины и характеристика гена IL1B | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 27 июля, печатный экземпляр отправим 31 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Биология

Опубликовано в Молодой учёный №51 (446) декабрь 2022 г.

Дата публикации: 21.12.2022

Статья просмотрена: 120 раз

Библиографическое описание:

Батршина, Р. И. Цитокины и характеристика гена IL1B / Р. И. Батршина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 51 (446). — С. 128-130. — URL: https://moluch.ru/archive/446/98093/ (дата обращения: 17.07.2024).



Ключевые слова: цитокины, иммунитет, ген, полиморфизм.

Целью данной работы является краткое обобщение информации о цитокинах, а также рассмотрение характеристики гена IL1B.

Цитокины — это продуцируемые клетками белково-пептидные факторы, осуществляющие короткодистантную регуляцию межклеточных и межсистемных взаимодействий. Цитокины определяют выживаемость клеток, стимуляцию или ингибирование их роста, дифференцировку, функциональную активацию и апоптоз клеток [1].

Цитокины иммунной системы характеризуются следующими общими свойствами:

  1. синтезируются в процессе реализации механизмов естественного или специфического иммунитета;
  2. проявляют свою активность при очень низких концентрациях (порядка 10–11 М/л);
  3. служат медиаторами иммунной и воспалительной реакций и обладают аутокринной, паракринной и эндокринной активностью;
  4. обладают плейотропной (полифункциональной) активностью, т. е. один ЦК оказывает влияние на различные процессы;
  5. характеризуются последовательностью осуществления эффектов: один ЦК способен индуцировать продукцию другого ЦК или экспрессию его рецепторов; наблюдается также синергизм и антагонизм действия различных ЦК.

По механизму действия цитокины можно условно подразделить на следующие группы:

  1. Провоспалительные ЦК (IL-1, IL-6, IL-12, TNFα, IFNα, IFNβ, IFNγ, хемокины — IL-8, MCP-1, RANTES и др.) продуцируются и действуют на иммунокомпетентные клетки, инициируя воспалительный ответ. Многие авторы отмечают, что высокий уровень этих ЦК является отражением активности и тяжести патологического процесса.
  2. Противовоспалительные ЦК (IL-4, IL-10, TGFβ и др.), регулирующие специфические иммунные реакции и ограничивающие развитие воспаления.
  3. Регуляторы клеточного и гуморального иммунитета (естественного или специфического), обладающие собственными эффекторными функциями (противовирусными, цитотоксическими) [1].

Интерлейкин 1 (ИЛ-1, IL-1) — является главным провоспалительным цитокином и вырабатывается многими клетками организма, например моноцитами, макрофагами и в том числе клетками Лангерганса, фибробластами, Т-лимфоцитами и др.

Выработка IL-1 во время раннего иммунного ответа вызывает целый спектр изменений, связанных с заболеванием. IL-1 взаимодействует с центральной нервной системой, вызывая лихорадку, летаргию, сон и анорексию. Клетками-мишенями являются практически все клетки организма, такие как Т и В-лимфоциты, макрофаги, эпителиальные и дендритные клетки, нейтрофилы, базофилы, остеокласты и фибробласты (Симбирцев А. С., 1998). Взаимодействие IL-1 с гепатоцитами ингибирует выработку “домашних” белков (например, альбумина) и стимулирует синтез пептидов острой фазы ответа (например, амилоидного пептида, С-реактивного пептида, комплемента). IL-1 стимулирует адгезию эндотелиальных клеток лейкоцитов через повышенную регуляцию ICAM-1, VCAM-1 и E-селектинаИЛ-1 способствует развитию гипотензии, наблюдаемой при септическом шоке. ФНО-α и ИЛ-1 обладают многочисленными биологическими активностями, основное различие заключается в том, что ФНО-α не оказывает прямого влияния на пролиферацию лимфоцитов. IL-1Ra секретируется естественным образом во время воспалительных процессов, и его продукция регулируется многими цитокинами, включая IL-4, IL-6, IL-13 и трансформирующий фактор роста (TGF)-β. Продукция IL-1Ra модулирует потенциально вредные эффекты IL-1 при естественном течении воспаления через петлю обратной связи, которая блокирует активность IL-1. В семейство IL-1 входит IL-1a, IL-1b, IL-1RA (рецепторный антогонист), рецепторы IL-1R и IL-18 [5].

IL1B связывается с рецептором IL1RI, при этом IL1RA так же конкурентно связывается с данным рецептором, что приводит к блокировке работы IL1. Если же IL1RA присоединится к IL1RII, которая является рецептором — ловушкой, то эта связь приведет к подавлению выработки IL1B. Следовательно, по результатам значительно не давно проведенных исследований можно сделать вывод о том, что в in vivo должен присутствовать баланс между IL-1 и IL-1RА, так как данное состояние приводит к защите организма от инфекций, и блокирует дальнейшее распространение болезни по организму [1].

Структура и характеристика гена IL1 B

Ген IL1B содержит 22 экзона, 20 из которых альтернативные (т. е. имеют структурные варианты) и 9 интронов, из которых альтернативных 8, картирован на хромосоме 2 (2q13). Ген имеет нетранслируемые области на 3′ и 5′ концах. Более того, для него характерна высокая степень гомологии интронных последовательностей, что, как предполагается, играет важную регуляторную роль в экспрессии этих генов [2]. Так, например, интрон 5 содержит последовательность, «чувствительную» к действию глюкокортикоидов, которые являются одними из самых мощных ингибиторов транскрипции IL1. С другой стороны, в регуляторной области гена IL1B содержится последовательность ТАТАbox, характерная для многих индуцибельных белков. Биологические эффекты IL-1В реализуются после связывания со специфическим мембранным рецептором IL-1R1.

Локализация гена IL1B (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/3557)

Рис. 1.Локализация гена IL1B (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/3557)

Белок, кодируемый этим геном, является членом семейства цитокинов интерлейкина1. Этот цитокин продуцируется активированными макрофагами в виде пропротеина, который протеолитически перерабатывается в активную форму каспазой 1 (CASP1/ICE) [3]. Этот цитокин является важным медиатором воспалительного ответа и участвует в различных клеточных активностях, включая клеточную пролиферацию, дифференцировку и апоптоз. Установлено, что индукция циклооксигеназы-2 (PTGS2/COX2) этим цитокином в центральной нервной системе (ЦНС) способствует гиперчувствительности к воспалительной боли. Аналогично, IL-1B участвует в патогенезе остеоартрита человека. У пациентов с тяжелой коронавирусной болезнью 2019 (COVID-19) наблюдаются повышенные уровни провоспалительных цитокинов, таких как IL-1B, в образцах жидкости бронхиального альвеолярного лаважа. Повреждение легких, вызванное тяжелым острым респираторным синдромом коронавируса 2 (SARS-CoV-2), в значительной степени является результатом воспалительного ответа, стимулируемого цитокинами, такими как IL-1B.

Резюмируя, можно сказать, что к одним из важных иммунорегуляторных веществ относят цитокины. Эти биологически активные молекулы способны регулировать межклеточные и межсистемные взаимодействия, влиять на дифференциацию и апоптоз клеток, стимулировать либо же подавлять рост клеток, а также влиять на работу жизненно важных систем организма (иммунной, эндокринной, нервной) в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия.

Литература:

1. Галактионов В. Г. Иммунология, 2004, М. Академия 520 с.

2. Беседнова Н. Н., Эпштейн Л. М. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) из молок рыб — перспективы клинического применения: В помощь практическому врачу. — Владивосток: ТИНРО-центр, 2002. — 38 с.

3. Симбирцев А. С. Биология семейства интерлейкина-1 человека // Иммунология. — 1998. — № 3. — С. 9–17.

4. Симбирцев А. С. Цитокины — новая система регуляции защитных реакций организма // Цитокины и воспаление. 2002. Т. 1. № 1. С. 9–16.

5. Nicolas Gaudenzio, Thomas Marichal, Stephen J. Galli, and Laurent L. Reber. Genetic and Imaging Approaches Reveal Pro-Inflammatory and Immunoregulatory Roles of Mast Cells in Contact Hypersensitivity // Frontiers in immunology. — 2018 Jun 5

Основные термины (генерируются автоматически): воспалительный ответ, ICE, RANTES, TGF, активность, ген, клетка, клетка организма, рецептор, центральная нервная система.


Похожие статьи

Иммунодефицитные состояния: патогенез, виды

Иммунная система очень важна для человека. Она защищает организм от экзогенных и эндогенных воздействий.

Как правило, в формирования ИДС лежит понижение активности иммунной системы или

в основе лежит нарушение развития В-клеток и Т-хелперов гуморального ответа

Дисбаланс клеток иммунной системы (Т-хелперов Th1- и Th2-типов).

Лимфоидная ткань кишечника как основа иммунной системы...

...системы пищеварительного тракта и их роль в формировании иммунного ответа организма на антигенное воздействие.

антигены, иммуноглобулины, иммунокомпетентные клетки, иммунный ответ, лимфоидная

желудка, хронический гастрит, иммунный ответ, полиморфная аллель генов, клетка.

[8,с. 2–8.] Таблица 1. Признаки клеток макрофагической системы.

Морфологическая характеристика синдрома Альпорта

Причина заболевания лежит в мутации одного из генов: COL4A5, COL4A4, COL4A3.

В результате увеличения процента классических NК–клеток (СD16+) и активированных.

работе изучается влияние ожирения на активность тучных клеток и уровень гистамина в тимусе.

TGF-β является наиболее сильным индуктором ЭМП в культуре клеток эпителия почечных...

Диагностическая ценность исследования рецепторного...

...фибробласты, гепатоциты, эндотелиальные клетки, дендритные клетки. Механизм действия РАИЛ заключается в блокаде клеточного рецептора, специфического

Тем самым происходит регуляция активности мощного цитокина воспаления

Т.о. оптимальный баланс соотношения РАИЛ и интерлейкина-1 обеспечивает адекватную реакцию организма в ответ на внедрение...

Хроническая форма клещевого энцефалита: особенности клиники...

...вирусным инфекционным заболеванием человека, поражающим центральную нервную систему.

Входными воротами организма человека служат кожа и подкожная клетчатка или клетки эпителия пищеварительного тракта, откуда вирус распространяется по организму.

к моторным структурам и обусловливая развитие дегенеративно-воспалительных процессов [9].

Клеточная модель стенки кишечника человека с использованием...

...клеточные процессы, включая окислительный стресс, ранний воспалительный ответ и апоптоз [11].

Глютен — это современный яд для организма человека и его головного мозга.

стресс, оказывает повреждающее действие на нервные клетки и митохондрии (Рис. 2). [10, 12, 14].

Культуры клеток человека и животных в качестве биологических тест-систем все чаще.

Макрофагальная дисфункция как гистологический субстрат...

Совокупность макрофагов организма Мечников назвал — макрофагическая система.

[8,с. 2–8.] Таблица 1. Признаки клеток макрофагической системы.

К примеру,кортизон тормозит накопление макрофагов в воспалительных очагах.

Комплемент участвует в защите организма от бактерий, вирусов, опухолевых клеток.

Тучные клетки | Статья в сборнике международной научной...

 Цель исследования: В жизнедеятельности всех систем организма, в том числе гомеостаза, защитно-приспособительных

Дело в том, что ТК относятся к наиболее реактивным клеткам организма.

Рецептор представляет собой гликопротеид с молекулярной массой порядка 50000.

Выявлены особенности количества и функциональной активности тучных клеток.

Изменение биохимических показателей ротовой жидкости при...

...показателей ротовой жидкости при различных воспалительных заболеваниях пародонта / А. А

Снижение активности амилазы обусловлено поражением секреторных клеток слюнных

Бактериальные клетки инициируют анаэробные процессы, что приводит к увеличению

содержания церулоплазмина на 58,1 %, что повышает мощность антиоксидантной системы.

Похожие статьи

Иммунодефицитные состояния: патогенез, виды

Иммунная система очень важна для человека. Она защищает организм от экзогенных и эндогенных воздействий.

Как правило, в формирования ИДС лежит понижение активности иммунной системы или

в основе лежит нарушение развития В-клеток и Т-хелперов гуморального ответа

Дисбаланс клеток иммунной системы (Т-хелперов Th1- и Th2-типов).

Лимфоидная ткань кишечника как основа иммунной системы...

...системы пищеварительного тракта и их роль в формировании иммунного ответа организма на антигенное воздействие.

антигены, иммуноглобулины, иммунокомпетентные клетки, иммунный ответ, лимфоидная

желудка, хронический гастрит, иммунный ответ, полиморфная аллель генов, клетка.

[8,с. 2–8.] Таблица 1. Признаки клеток макрофагической системы.

Морфологическая характеристика синдрома Альпорта

Причина заболевания лежит в мутации одного из генов: COL4A5, COL4A4, COL4A3.

В результате увеличения процента классических NК–клеток (СD16+) и активированных.

работе изучается влияние ожирения на активность тучных клеток и уровень гистамина в тимусе.

TGF-β является наиболее сильным индуктором ЭМП в культуре клеток эпителия почечных...

Диагностическая ценность исследования рецепторного...

...фибробласты, гепатоциты, эндотелиальные клетки, дендритные клетки. Механизм действия РАИЛ заключается в блокаде клеточного рецептора, специфического

Тем самым происходит регуляция активности мощного цитокина воспаления

Т.о. оптимальный баланс соотношения РАИЛ и интерлейкина-1 обеспечивает адекватную реакцию организма в ответ на внедрение...

Хроническая форма клещевого энцефалита: особенности клиники...

...вирусным инфекционным заболеванием человека, поражающим центральную нервную систему.

Входными воротами организма человека служат кожа и подкожная клетчатка или клетки эпителия пищеварительного тракта, откуда вирус распространяется по организму.

к моторным структурам и обусловливая развитие дегенеративно-воспалительных процессов [9].

Клеточная модель стенки кишечника человека с использованием...

...клеточные процессы, включая окислительный стресс, ранний воспалительный ответ и апоптоз [11].

Глютен — это современный яд для организма человека и его головного мозга.

стресс, оказывает повреждающее действие на нервные клетки и митохондрии (Рис. 2). [10, 12, 14].

Культуры клеток человека и животных в качестве биологических тест-систем все чаще.

Макрофагальная дисфункция как гистологический субстрат...

Совокупность макрофагов организма Мечников назвал — макрофагическая система.

[8,с. 2–8.] Таблица 1. Признаки клеток макрофагической системы.

К примеру,кортизон тормозит накопление макрофагов в воспалительных очагах.

Комплемент участвует в защите организма от бактерий, вирусов, опухолевых клеток.

Тучные клетки | Статья в сборнике международной научной...

 Цель исследования: В жизнедеятельности всех систем организма, в том числе гомеостаза, защитно-приспособительных

Дело в том, что ТК относятся к наиболее реактивным клеткам организма.

Рецептор представляет собой гликопротеид с молекулярной массой порядка 50000.

Выявлены особенности количества и функциональной активности тучных клеток.

Изменение биохимических показателей ротовой жидкости при...

...показателей ротовой жидкости при различных воспалительных заболеваниях пародонта / А. А

Снижение активности амилазы обусловлено поражением секреторных клеток слюнных

Бактериальные клетки инициируют анаэробные процессы, что приводит к увеличению

содержания церулоплазмина на 58,1 %, что повышает мощность антиоксидантной системы.

Задать вопрос