Čo sú chemokíny?



chemokiny sú skupinou malých molekúl (približne 8 až 14 kDa), ktoré regulujú prenos buniek rôznych typov leukocytov prostredníctvom interakcií s podskupinou siedmich receptorov, viazaných na transmembránový G proteín.

Sú to sekundárne pro-zápalové mediátory, ktoré sú indukované primárnymi prozápalovými mediátormi, ako je interleukín-1 (IL-1) alebo faktor nekrózy nádorov (TNF) (Graves DT, 1995)..

Chemokíny tvoria podrodinu bunkových signálnych molekúl alebo cytokínov. Tieto malé proteíny sú vylučované bunkami na indukciu chemotaxie v okolitých bunkách.

Chemotaxia znamená, že bunky riadia svoj pohyb podľa prítomnosti chemikálií v ich prostredí.

Napríklad prítomnosť mikróbu alebo cudzieho telesa spúšťa uvoľňovanie chemikálií, ktoré potom vedú imunitné bunky k migrácii na miesto infekcie..

Neutrofily sú indukované, aby opustili cievy a migrovali na miesto infekcie, kde je prítomné napadajúce telo.

Následne sa prijímajú monocyty a nezrelé dendritické bunky. Chemokíny sú teda chemotaktické cytokíny.

Význam chemokínov

Fyziologický význam tejto skupiny mediátorov je odvodený od jej špecifickosti. Na rozdiel od klasických chemoatraktantov leukocytov, ktoré majú nízku špecificitu, členovia skupiny chemokínov indukujú nábor dobre definovaných podskupín leukocytov..

Expresia chemokínov teda môže vysvetľovať prítomnosť rôznych typov leukocytov pozorovaných v niekoľkých normálnych alebo patologických stavoch.

Úloha určitých chemokínov je považovaná za prozápalovú, pričom proteíny sú prijímané do miesta infekcie počas imunitnej reakcie, zatiaľ čo iné chemokíny majú homeostatickú úlohu, pričom kontrolujú bunkovú migráciu ako súčasť rastu a normálneho udržiavania. tkaniny (Mandal, 2014).

Chemokíny a ich receptory sú obzvlášť dôležité pri kontrole vírusovej infekcie a replikácie.

Vyznačujú sa tiež interferenciou so šírením vírusov, zvýšením cytotoxickej aktivity infikovaných buniek alebo rekrutovaním aktivovaných leukocytov do ohnísk infekcie, čo pomáha eliminácii vírusu..

Chemokíny potláčajú infekciu HIV-1 a že chemokínové receptory slúžia spolu s CD4 ako povinné kodéry pre vstup HIV-1, čo je dôležitý lekársky objav..

Mnohé vírusy kódujú vírusový homológ chemokínov alebo chemokín viažucich proteínov, označených ako viroquín a viroceptor (2016 Prospec-Tany Technogene Ltd, 2016).

Štruktúra chemokínov

Veľkosť chemokínov je relatívne malá (8-14 kDa). Vyrábajú sa vo veľmi veľkých množstvách, aby sa vytvorili gradienty koncentrácie pre odpovedajúce bunky, ktoré migrujú.

Chemokíny obsahujú niekoľko (zvyčajne štyri) cysteíny v konzervatívnych polohách.

Tieto cysteíny poskytujú terciárnu štruktúru pre chemokín prostredníctvom disulfidových väzieb. Medzera medzi prvými dvoma cysteínmi určuje typ chemokínu.

Sú rozdelené do štyroch tried, C, CC, CXC a CX3C, na základe umiestnenia kľúčových cysteínových zvyškov, ktoré sa podieľajú na disulfidovej väzbe a sú buď vedľa seba (CC) alebo oddelené 1 alebo 3 aminokyselinami (CXC a CXC). CX3C).

Prakticky všetky chemokíny sú vylučované z bunky po syntéze, s dvoma výnimkami, CX3CL1 (fraktalkín) a CXCL16 (SR-PSOX), ktoré môžu zostať naviazané na povrch bunky transmembránovým mucínom podobným kmeňom..

Chemokíny môžu byť široko klasifikované ako homeostatické alebo zápalové, v závislosti od toho, či hrajú úlohu v obchodovaní s fyziologickými bunkami alebo sú syntetizované na požiadanie v reakcii na zápalový stimul (Schwiebert, 2005)..

Chemokíny majú systematickú nomenklatúru založenú na triede a číselnom označení, napríklad CCL3, CXCL10.

To značne zjednodušuje predchádzajúci systém, pričom chemokíny sú prevažne označené funkciou, a preto môžu mať niekoľko rôznych názvov.

Napríklad CCL2 bol pôvodne nazývaný monocytový chemoatraktant 1 (MCP-1), malý indukovateľný cytokín A2 (SCYA2) a chemotaktický a monocytový aktivátor (MCAF) (Gemma E. White, 2013).

Receptory chemokínu

Pôsobenie chemokínu je sprostredkované, keď interaguje s chemokínovým receptorom, ktorý je členom rodiny receptorov spojených s G proteínom..

Sú to transmembránové receptory, ktoré sú spojené s intracelulárnym G proteínom, ktorý stimuluje signálne transdukčné dráhy v bunke, keď je aktivovaný..

Receptory majú sedem transmembránových oblastí, ako je znázornené na obr2) a extracelulárne slučky prispievajú k špecifickosti ligandu.

G proteíny spojené na karboxylovom konci (COOH) receptora umožňujú signalizáciu downstream.

Väčšina chemokínových receptorov je schopná viazať sa na viacero ligandov chemokínov s vysokou afinitou, ale ligandy daného receptora sú takmer vždy obmedzené na rovnakú štrukturálnu podtriedu..

Väčšina chemokínov sa viaže na viac ako jeden podtyp receptora. Receptory pre zápalové chemokíny sú typicky veľmi promiskuitné, pokiaľ ide o špecifickosť ligandu, a môžu im chýbať selektívne endogénne ligandy (Chemokine receptory, S.F.)..

Zápal a homeostáza

V prípade infekcie, poranenia alebo poškodenia tkaniva sa na vyriešenie problému zvyčajne uvoľňujú zápalové chemokíny.

Mnohé zápalové chemokíny priťahujú širokú škálu buniek, a to ako v prirodzenom, tak v adaptívnom ramene imunity.

Keď sa deteguje zápalový chemokín, bunky sa extravazujú z krvnej cievy a sledujú gradient k jeho zdroju.

Akonáhle sú v mieste poranenia, imunitné bunky môžu reagovať uvoľnením ďalších cytokínov a chemokínov, čím sa do záhybu prenesú ďalšie bunky. Chemokíny sa tiež podieľajú na orchestrácii hojenia rán.

Homeostatické chemokíny sú konštitutívne exprimované v určitých orgánoch alebo tkanivách. Špecifické chemokínové receptory sú často potrebné na získanie vstupu (alebo výstupu) z určitých orgánov a tkanív, ako je týmus a kostná dreň..

Tieto chemokíny majú tiež v porovnaní so zápalovými chemokínmi rozmanitejšie spektrum funkcií. Tieto funkcie zahŕňajú organogenézu, migráciu kmeňových buniek a vývoj buniek.

Vzhľadom na svoju funkciu smerovania buniek do špecifických orgánov sa môžu homeostatické chemokíny tiež zúčastňovať na rakovine a metastázovaní (BioLegend, Inc., S.F.).

referencie

  1. 2016 Prospec-Tany Technogene Ltd. (2016). chemokiny. Získané z prospecbio.com.
  2. Albert Zlotnik, O. Y. (2000). Chemokíny: nový klasifikačný systém a ich úloha v imunite. Inmiunity Volume 12, Issue 2 , 121-127. sciencedirect.com.com.
  3. BioLegend, Inc. (S.F.). Chemokíny a receptory chemokínov. Získané z biolegendu: biolegend.com.
  4. Chemokínové receptory. (S.F.). Zdroj: guidetopharmacology: guidetopharmacology.org.
  5. Gemma E. White, A. J. (2013). CC Chemokínové receptory a chronický zápal - terapeutické príležitosti a farmakologické výzvy. Farmakologické recenzie, 65 (1), 47-89. pharmrev.aspetjournals.org.
  6. Graves DT, J. Y. (1995). Chemokíny, skupina chemotaktických cytokínov. Crit Rev Oral Biol Med., 6 (2)., 109-118. ncbi.nlm.nih.gov.
  7. Mandal, A. (2014, 8. október). Čo sú chemokíny? Zdroj: news-medical.net.
  8. Schwiebert, L. M. (2005). Chemokíny, chemokínové receptory a choroba. Birminghan Alabama: Akademická tlač Elsevier.