Interleukin 4

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 12. oktober 2021; checks kræver 3 redigeringer .
Interleukin 4
Tilgængelige strukturer
FBFOrtholog søgning: PDBe RCSB
Identifikatorer
Symboler IL4 , interleukin-4, IGG1-induktionsfaktor, B-celle IgG-differentieringsfaktor, B-cellestimulerende faktor 1, B-celle-vækstfaktor 1, Il4, lymfocytstimulerende faktor 1
Eksterne ID'er OMIM: 147780 MGI: 96556 HomoloGene: 491 GeneCards: 3565
RNA-ekspressionsprofil


Mere information
ortologer
Slags Human Mus
Entrez

3565

16189

Ensemble

ENSG00000113520

ENSMUSG00000000869

UniProt

P05112

P07750

RefSeq (mRNA)

NM_172348
NM_000589
NM_001354990

NM_021283

RefSeq (protein)

NP_000580
NP_758858
NP_001341919

NP_067258

Locus (UCSC) Chr 5: 132,67 – 132,68 Mb Chr 11: 53,49 – 53,51 Mb
PubMed- søgning [en] [2]
Rediger (menneske)Rediger (mus)
Interleukin 4

analyse af strukturen af ​​en opløsning af humant interleukin 4, bestemt ved heteronukleære tredimensionelle metoder til nuklear magnetisk resonans
Identifikatorer
Symbol IL4
Pfam PF00727
Pfam klan CL0053
Interpro IPR002354
PROSITE PDOC00655
SCOP 2int
SUPERFAMILIE 2int
Tilgængelige proteinstrukturer
Pfam strukturer
FBF RCSB FBF ; PDBe ; PDBj
PDBsum 3D model
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Interleukin 4 ( IL4 , IL-4 ) er et cytokin , der inducerer differentieringen af ​​naive T-hjælperceller ( Th0-celler ) til Th2-celler . Som et resultat af aktivering af interleukin 4, producerer Th2-cellen selv yderligere IL-4 i en positiv feedback-loop . IL-4 produceres hovedsageligt af mastceller , Th2-celler, eosinofiler og basofiler [1] . Det er relateret til interleukin 13 og har lignende funktioner.

Funktion

Interleukin 4 spiller mange biologiske roller, herunder at øge proliferationen af ​​B-lymfocytter og T-lymfocytter , såvel som differentieringen af ​​B-celler til plasmaceller . Det er en nøgleregulator for humoral og adaptiv immunitet . IL-4 fremkalder skiftet af klassen af ​​B-celler til IgE og øger produktionen af ​​MHC klasse II . IL-4 reducerer produktionen af ​​Th1-celler , makrofager, IFN-gamma og IL-12 dendritiske celler .

Hyperproduktion af IL-4 er direkte relateret til allergi [2] .

Betændelse og sårheling

Histiocytter spiller en vigtig rolle i kronisk inflammation og sårheling . Tilstedeværelsen af ​​IL-4 i ekstravaskulært væv fremmer alternativ makrofagaktivering i M2-celler og hæmmer klassisk makrofagaktivering i M1-celler. En stigning i antallet af reparative makrofager (M2) ledsages af udskillelsen af ​​IL-10 og TRF-β , hvilket fører til et fald i patologisk inflammation. Frigivelse af arginase , prolin , polyaminaser og TRF-β af den aktiverede M2-celle er forbundet med sårreparation og fibrose [3] .

Receptor

Interleukin-4-receptoren er kendt som IL-4Ra . Denne receptor findes i 3 forskellige komplekser i hele kroppen. Type 1-receptorer består af en IL-4Ra-underenhed med en fælles y-kæde og binder specifikt IL-4. Type 2-receptorer består af en IL-4Ra-underenhed koblet til en anden underenhed kendt som IL-13Ra1 . Disse type 2-receptorer har evnen til at binde både IL-4 og IL-13, to cytokiner med nært beslægtede biologiske funktioner [4] [5] .

Struktur

IL-4 har en kompakt kugleformet fold (svarende til andre cytokiner ) stabiliseret af 3 disulfidbindinger [6] . Den ene halvdel af strukturen er domineret af et bundt af 4 alfa-helixer med venstrehåndsdrejning [7] . Helixerne er anti-parallelle med 2 svulmende kryds, der danner et dobbeltstrenget anti-parallel beta-ark [7] .

Discovery

Dette cytokin blev opdaget i 1982 af Maureen Howard, William E. Paul [8] og Ellen Vitetta og hendes forskerhold.

Fire år senere blev nukleotidsekvensen af ​​human IL-4 isoleret, hvilket bekræftede dens lighed med et museprotein kaldet B-cellestimulerende faktor-1 (BCSF-1) [9] .

Dyreundersøgelser

IL-4 har vist sig at mediere krydstale mellem neurale stamceller og neuroner, der gennemgår neurodegeneration og initierer en regenereringskaskade gennem phosphorylering af dens intracellulære effektor STAT6 i en eksperimentel model for Alzheimers sygdom i den voksne zebrafisks hjerne [10] .

Klinisk relevans

IL-4 har også vist sig at stimulere mitogener , dedifferentiering og metastasering i rhabdomyosarcoma . [11] IL-4 er sammen med andre Th2-cytokiner involveret i luftvejsinflammation set i lungerne hos patienter med allergisk astma . [12]

Sygdomme forbundet med IL-4

IL-4 spiller en vigtig rolle i udviklingen af ​​visse immunforstyrrelser, især allergier og nogle autoimmune sygdomme.

Allergiske sygdomme

Allergiske sygdomme er en samling af lidelser, der viser sig ved en uforholdsmæssig reaktion fra immunsystemet på et allergen og Th2-reaktioner. Disse patologier omfatter for eksempel atopisk dermatitis, astma eller systemisk anafylaksi. Interleukin 4 medierer vigtige pro-inflammatoriske funktioner i astma, herunder induktion af IgE-isotype-omlejring, ekspression af VCAM-1-molekyler (vaskulært celleadhæsionsmolekyle 1), der fremmer eosinofil transmigration over endotelet, slimsekretion og T-hjælper type 2 (Th2) at frigive cytokiner. Astma er en kompleks genetisk lidelse forbundet med en IL-4-genpromotorpolymorfi og proteiner involveret i IL-4-signalering. [13]

Tumorer

IL-4 har en signifikant effekt på tumorprogression. Øget produktion af IL-4 er fundet i bryst-, prostata-, lunge-, nyre- og andre kræftceller. Mange overekspressioner af IL-4R er blevet fundet i de fleste typer kræft. Nyreceller og glioblastom modificerer 10.000-13.000 receptorer pr. celle, afhængigt af typen af ​​tumor. [fjorten]

IL-4 kan primitivt motivere tumorceller og øge deres modstand mod apoptose ved at øge tumorvækst. [femten]

Nervesystemet

Hjernevævtumorer såsom astrocytom , glioblastom , meningiom og medulloblastom overudtrykker forskellige vækstfaktorreceptorer, herunder epidermal vækstfaktorreceptor , FGFR-1 ( fibroblastvækstfaktorreceptor 1 ), angiotensintransferrin-TfR-receptor, IL-13R. De fleste humane meningiomer udtrykker massivt IL-4-receptorer, hvilket indikerer dets rolle i cancerprogression. De udtrykker IL-4Ra og IL13Ra-1-1, men ikke overfladens γc-kæde, hvilket tyder på, at de fleste humane meningiomer udtrykker type II IL-4. [16]

HIV

IL-4 kan spille en rolle i infektion og udvikling af HIV-infektion . Helper T-lymfocytter er et nøgleelement i HIV-1-infektion. Adskillige træk ved immundysregulering, såsom initialisering af polyklonal B-celle, forudgående cellemedieret antigen-induceret respons og hypergammaglobulinæmi, forekommer hos de fleste HIV-inficerede patienter og er forbundet med cytokiner produceret af Th2-celler. Øget produktion af IL-4 af Th2-celler er blevet fundet hos mennesker, der er inficeret med HIV. [17]

Noter

  1. ↑ Gadani, Sachin P.; Cronk, James C.; Norris, Geoffrey T.; Kipnis, Jonathan (2012-11-01). "Interleukin-4: Et cytokin at huske" . Journal of immunology (Baltimore, Md.: 1950) . 189 (9): 4213-4219. DOI : 10.4049/jimmunol.1202246 . ISSN  0022-1767 . PMC  3481177 . PMID23087426  . _ Arkiveret fra originalen 2021-01-30 . Hentet 2021-01-02 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
  2. ↑ Hershey GK, Friedrich MF, Esswein LA, Thomas ML, Chatila TA (december 1997). "Associationen af ​​atopi med en gain-of-function mutation i alfa-underenheden af ​​interleukin-4-receptoren." N. Engl. J. Med . 337 (24): 1720-5. DOI : 10.1056/NEJM199712113372403 . PMID  9392697 . Lægresumé - eurekalert.org .
  3. ↑ Jon Aster. Robbins & Cotran Pathologic Basis of Disease / Jon Aster, Vinay Kumar, Abul K. Abbas … [ og andre ] . — 8. - Philadelphia : Saunders, 2009. - S. 54. - ISBN 978-1-4160-3121-5 .
  4. ↑ Maes T, Joos GF, Brusselle GG (september 2012). "Målretning mod interleukin-4 i astma: tabt i oversættelse?". Er. J. Respir. Cell Mol. biol . 47 (3): 261-70. DOI : 10.1165/rcmb.2012-0080TR . PMID  22538865 .
  5. ↑ Chatila TA (oktober 2004). "Interleukin-4 receptor signalveje i astma patogenese". Trends Mol Med . 10 (10): 493-499. DOI : 10.1016/j.molmed.2004.08.004 . PMID  15464449 .
  6. ↑ Carr C, Aykent S, Kimack NM, Levine AD (februar 1991). "Disulfid-tildelinger i rekombinant mus og humant interleukin 4". biokemi . 30 (6): 1515-1523. DOI : 10.1021/bi00220a011 . PMID  1993171 .
  7. ↑ 1 2 Walter MR, Cook WJ, Zhao BG, Cameron RP, Ealick SE, Walter RL, Reichert P, Nagabhushan TL, Trotta PP, Bugg CE (oktober 1992). "Krystalstruktur af rekombinant humant interleukin-4" . J Biol. Chem . 267 (28): 20371-6. DOI : 10.2210/pdb2int/pdb . PMID  1400355 . S2CID  2310949 .
  8. ↑ Howard M, Paul W.E. (1982). "Interleukiner til B-lymfocytter". Lymphokine Res . 1 (1): 1-4. PMID  6985399 .
  9. ↑ Yokota T, et al. (1986). "Isolering og karakterisering af en human interleukin-cDNA-klon, homolog med muse B-celle-stimulerende faktor 1, der udtrykker B-celle- og T-celle-stimulerende aktiviteter" . Proc. Natl. Acad. sci. USA . 83 (16): 5894-8. DOI : 10.1073/pnas.83.16.5894 . PMC  386403 . PMID  3016727 .
  10. ↑ Bhattarai P, Thomas AK, Cosacak MI, Papadimitriou C, Mashkaryan V, Froc C, Reinhardt S, Kurth T, Dahl A, Zhang Y, Kizil C (2016). "IL4/STAT6-signalering aktiverer neural stamcelleproliferation og neurogenese ved amyloid-β42-aggregation i voksen zebrafiskhjerne." Cellerapporter . 17 (4): 941-8. DOI : 10.1016/j.celrep.2016.09.075 . PMID  27760324 .
  11. ↑ Hosoyama T, Aslam MI, Abraham J, Prajapati SI, Nishijo K, Michalek JE, Zarzabal LA, Nelon LD, Guttridge DC, Rubin BP, Keller C (maj 2011). "IL-4R driver dedifferentiering, mitogenese og metastase i rhabdomyosarkom" . Clinic Cancer Res . 17 (9): 2757-2766. DOI : 10.1158/1078-0432.CCR-10-3445 . PMC  3087179 . PMID  21536546 .
  12. ↑ Gour N, Wills-Karp M (2015). "IL-4 og IL-13 signalering ved allergisk luftvejssygdom" . Cytokin . 75 (1): 68-78. DOI : 10.1016/j.cyto.2015.05.014 . PMC  4532591 . PMID26070934  . _
  13. ↑ Steinke, John W.; Borish, Larry (19. februar 2001). "Th2 cytokiner og astma - Interleukin-4: dens rolle i patogenesen af ​​astma og målretning af den til astmabehandling med interleukin-4-receptorantagonister" . Respiratorisk forskning . 2 (2): 66-70. DOI : 10.1186/rr40 . PMC  59570 . PMID  11686867 .
  14. ↑ Ul-Haq, Zaheer; Naz, Sehrish; Mesaik, M. Ahmed (2016). "Interleukin-4-receptorsignalering og dens bindingsmekanisme: En terapeutisk indsigt fra inhibitorværktøjskasse". Cytokin & vækstfaktor anmeldelser . 32 :3-15. DOI : 10.1016/j.cytogfr.2016.04.002 . PMID27165851  . _
  15. ↑ Li, Z.; Jiang, J.; Wang, Z.; Zhang, J.; Xiao, M.; Wang, C.; Lu, Y.; Qin, Z. (1. november 2008). "Endogent interleukin-4 fremmer tumorudvikling ved at øge tumorcelleresistens over for apoptose" . kræftforskning . 68 (21): 8687-8694. DOI : 10.1158/0008-5472.CAN-08-0449 . PMID  18974110 .
  16. ↑ Puri, Sachin; Joshi, Bharat H.; Sarkar, Chitra; Mahapatra, Ashok Kumar; Hussain, Ejaz; Sinha, Subrata (15. maj 2005). "Ekspression og struktur af interleukin 4-receptorer i primære meningeale tumorer" . Kræft . 103 (10): 2132-2142. DOI : 10.1002/cncr.21008 . PMID  15830341 . S2CID  42324572 .
  17. ↑ Mejaard, L; Hovenkamp, ​​E; Keet, IP; Hooibrink, B; deJong, IH; Otto, S.A.; Miedema, F (15. september 1996). "Enkeltcelleanalyse af IL-4- og IFN-gamma-produktion af T-celler fra HIV-inficerede individer: nedsat IFN-gamma i nærværelse af bevaret IL-4-produktion" . Journal of Immunology . 157 (6): 2712-8. PMID  8805678 .

Se også