Czym są chemokiny?

The chemokiny są grupą małych cząsteczek (około 8-14 kDa), które regulują ruch komórek różnych typów leukocytów poprzez interakcje z podzbiorem siedmiu receptorów, sprzężone z transbłonowym białkiem G.

Są to wtórne mediatory prozapalne indukowane przez pierwotne mediatory prozapalne, takie jak interleukina-1 (IL-1) lub czynnik martwicy nowotworów (TNF) (Graves DT, 1995).

Chemokiny tworzą podrodzinę cząsteczek sygnalizacji komórkowej lub cytokin. Te małe białka są wydzielane przez komórki w celu wywołania chemotaksji w pobliskich komórkach.

Chemotaksja odnosi się do sytuacji, w której komórki kierują ruchem zgodnie z obecnością substancji chemicznych w ich środowisku.

Na przykład obecność drobnoustroju lub ciała obcego wyzwala uwalnianie substancji chemicznych, które następnie kierują komórki odpornościowe do miejsca zakażenia.

Neutrofile są indukowane do opuszczenia naczyń krwionośnych i migracji do miejsca zakażenia, w którym obecne jest ciało inwazyjne.

Następnie rekrutuje się monocyty i niedojrzałe komórki dendrytyczne. Chemokiny są zatem cytokinami chemotaktycznymi.

Znaczenie chemokin

Fizjologiczne znaczenie tej rodziny mediatorów wynika z jej specyficzności. W przeciwieństwie do klasycznych chemoatraktantów leukocytów, które mają niską specyficzność, członkowie rodziny chemokin indukują rekrutację dobrze zdefiniowanych podgrup leukocytów.

Zatem ekspresja chemokin może wyjaśniać obecność różnych typów leukocytów obserwowanych w kilku stanach normalnych lub patologicznych.

Rola niektórych chemokin jest uważana za prozapalną, z białkami rekrutowanymi do miejsca zakażenia podczas odpowiedzi immunologicznej, podczas gdy uważa się, że inne chemokiny odgrywają rolę homeostatyczną, kontrolując migrację komórek jako część wzrostu i normalnej konserwacji tkaniny (Mandal, 2014).

Chemokiny i ich receptory są szczególnie ważne w kontroli infekcji wirusowej i replikacji.

Wyróżniają się także ingerencją w propagację wirusa, zwiększając aktywność cytotoksyczną zakażonych komórek lub rekrutując aktywowane leukocyty do ognisk infekcji, aby pomóc w eliminacji wirusa.

Chemokiny hamują zakażenie HIV-1 i że receptory chemokin służą wraz z CD4 jako obowiązkowi producenci kodeków dla wejścia HIV-1, co jest ważnym odkryciem medycznym.

Wiele wirusów koduje wirusowy homolog chemokin lub białek wiążących chemokiny, zwanych odpowiednio wiroquiną i wiroceptorem (2016 Prospec-Tany Technogene Ltd, 2016).

Struktura chemokin

Wielkość chemokin jest stosunkowo mała (8-14 kDa). Są one wytwarzane w bardzo dużych ilościach, aby ustalić gradienty stężenia odpowiadających komórek na migrację.

Chemokiny zawierają kilka (zwykle cztery) cysteiny w konserwowanych pozycjach.

Te cysteiny zapewniają trzeciorzędową strukturę chemokiny poprzez wiązania disiarczkowe. Odstęp między pierwszymi dwiema cysteinami określa rodzaj chemokiny.

Są one podzielone na cztery klasy, C, CC, CXC i CX3C, w oparciu o lokalizację kluczowych reszt cysteinowych, które uczestniczą w wiązaniu dwusiarczkowym i są albo zestawione (CC) albo rozdzielone 1 lub 3 aminokwasami (CXC i CXC). CX3C, odpowiednio).

Praktycznie wszystkie chemokiny są wydzielane z komórki po syntezie, z dwoma wyjątkami, CX3CL1 (fraktalkina) i CXCL16 (SR-PSOX), które mogą pozostać związane z powierzchnią komórki przez transbłonową śluzopodobną łodygę.

Chemokiny można ogólnie zaklasyfikować jako homeostatyczne lub zapalne, w zależności od tego, czy odgrywają one rolę w transporcie komórek fizjologicznych lub są syntetyzowane na żądanie w odpowiedzi na bodziec zapalny (Schwiebert, 2005)..

Chemokiny mają systematyczną nomenklaturę opartą na klasie i oznaczeniu liczbowym, na przykład CCL3, CXCL10.

To znacznie upraszcza poprzedni system, w którym chemokiny są głównie nazywane według funkcji, a zatem mogą mieć kilka różnych nazw.

Na przykład CCL2 pierwotnie nazywano chemoatraktantem monocytów 1 (MCP-1), małą indukowalną cytokiną A2 (SCYA2) i aktywatorem chemotaktycznym i monocytowym (MCAF) (Gemma E. White, 2013).

Receptory chemokiny

Działanie chemokiny jest zależne od interakcji z receptorem chemokin, który jest członkiem rodziny receptorów sprzężonych z białkiem G..

Są to receptory transbłonowe, które są sprzężone z wewnątrzkomórkowym białkiem G, które po aktywacji stymuluje szlaki przekazywania sygnału w komórce.

Receptory posiadają siedem regionów transbłonowych, jak wskazano na figurze 2. Końcówki aminowe (NH₂) i pętle zewnątrzkomórkowe przyczyniają się do specyficzności ligandu.

Białka G sprzężone na końcu karboksylowym (COOH) receptora umożliwiają sygnalizację w dół.

Większość receptorów chemokin może wiązać się z wieloma ligandami chemokin o wysokim powinowactwie, ale ligandy danego receptora są prawie zawsze ograniczone do tej samej podklasy strukturalnej.

Większość chemokin wiąże się z więcej niż jednym podtypem receptora. Receptory chemokin zapalnych są zazwyczaj bardzo mieszane w odniesieniu do specyficzności ligandu i mogą nie mieć selektywnego ligandu endogennego (receptory chemokinowe, S.F.).

Zapalenie i homeostaza

W przypadku infekcji, urazu lub uszkodzenia tkanek, chemokiny zapalne są zazwyczaj uwalniane w celu rozwiązania problemu.

Wiele chemokin zapalnych przyciąga wiele różnych komórek, zarówno wrodzonych, jak i adaptacyjnych ramion odporności.

Po wykryciu chemokiny zapalnej komórki wynaczyniają się z naczynia krwionośnego i podążają za gradientem do jego źródła.

W miejscu urazu komórki odpornościowe mogą reagować, uwalniając dodatkowe cytokiny i chemokiny, przynosząc więcej komórek do fałdy. Chemokiny biorą również udział w zarządzaniu gojeniem się ran.

Chemokiny homeostatyczne ulegają konstytutywnej ekspresji w pewnych narządach lub tkankach. Specyficzne receptory chemokin są często wymagane do uzyskania wejścia (lub wyjścia) z pewnych narządów i tkanek, takich jak grasica i szpik kostny..

Te chemokiny mają również bardziej zróżnicowany zakres funkcji w porównaniu do chemokin zapalnych. Funkcje te obejmują organogenezę, migrację komórek macierzystych i rozwój komórek.

Ze względu na ich funkcję kierowania komórek do określonych narządów, homeostatyczne chemokiny mogą być również zaangażowane w raka i przerzuty (BioLegend, Inc., S.F.).

Referencje

1. 2016 Prospec-Tany Technogene Ltd. (2016). Chemokiny. Odzyskane z prospecbio.com.
2. Albert Zlotnik, O. Y. (2000). Chemokiny: nowy system klasyfikacji i ich rola w odporności. Inmiunity Tom 12, wydanie 2 , 121-127. sciencedirect.com.com.
3. BioLegend, Inc. (S.F.). Receptory chemokin i chemokin. Odzyskane z biolegend: biolegend.com.
4. Receptory chemokin. (S.F.). Źródło: guidetopharmacology: guidetopharmacology.org.
5. Gemma E. White, A. J. (2013). Receptory chemokinowe CC i przewlekłe możliwości zapalne-terapeutyczne i wyzwania farmakologiczne. Opinie farmakologiczne, 65 (1), 47-89. pharmrev.aspetjournals.org.
6. Graves DT, J. Y. (1995). Chemokiny, rodzina cytokin chemotaktycznych. Crit Rev Oral Biol Med, 6 (2)., 109-118. ncbi.nlm.nih.gov.
7. Mandal, A. (2014, 8 października). Czym są chemokiny? Pobrane z news-medical.net.
8. Schwiebert, L. M. (2005). Chemokiny, receptory chemokin i choroby. Birminghan Alabama: prasa naukowa Elsevier.