BIOT2008-3 - přednáška

livňují procesy v
extracelulární matrix.
Cytokiny
ÆPůsobí také jako růstové faktory
(mitogenně nebo antimitogenně), jako
celulární „survival“ faktory (zabraňující
apoptóze) a jako faktory transformační.
ÆGlykoproteiny sekretované buňkami
klasickými sekrečními cestami. Mnohé ve
formě vázané na membrány. Rovnováha mezi
solubilními a membránovými formami
zřejmě sama o sobě regulujícím faktorem.
Většina se neskladuje v buňkách (kromě
TGFβ a PDGF v destičkách).
Cytokinová síť
Rozdíly mezi cytokiny a
peptidovými hormony
ÆCytokiny působí na širší spektrum
buněk než hormony
ÆCytokiny nejsou produkovány
specializovanými buňkami
organizovanými do specializovaných
žláz
ÆMísta jejich sekrece primárně
neurčují místo jejich cílového
působení (některé cytokiny jsou
totožné s enzymy-PD-ECGF)
Cytokiny
¾Nenavozují odpověď přímo. Stimulují
nebo inhibují produkci specifických
DNA vazných proteinů, které
kontrolují expresi dalších genů.
Cytokin ve vazbě na receptor vyvolává
(hod) expresi immediate early
response genes (IEG, několik set).
Genové produkty těchto genů se pak
vážou na promotorové elementy tzv.
delayed early response genes
(DEG).
Cytokiny a zánět
Signální transdukce pro IL-6

Cytokiny
¾Téměř všechny jsou pleiotropní, tj.
vykazují několikeré biologické aktivity.
Cytokiny s mnohonásobnými účinky se
čato ve svých aktivitách přesahují a
jednotlivé buňky vstupují do interakce s
nimi zdánlivě identickým způsobem. Jsou
tedy funkčně nahraditelné, nebo alespoň
částečně funkčně kompenzovatelné.
Cytokiny
ÆÚčinné modulátory během
embryogeneze a organogeneze. Jejich
aktivity v pozdějším životě se mohou od
působení v tomto období výrazně lišit.
ÆTypy cytokinů (nazvy často podle
buněčného původu nebo první objevené
funkce:
ÆInterleukiny, lymfokiny, monokiny,
interferony, CSF aj.
À
Th1/Th2 cytokiny
ÆTh-1 (=cytokiny typu 1) a Th-2
(cytokiny typu 2) se sekretují různými
subpopulacemi CD+T-lymocytů,
monocyty, NK, monocyty, B-buňkami,
eozinofily, bazofily, mastocyty aj.
ÆTh-1-podpora buněčné imunitní
odpovědi [IL-2, IFNγ (IL-18), TNFβ]
ÆTh-2-podpora vývoje B-buněka
sekrece protilátek (IgE) (IL-4, IL-5,
IL-6, IL-10, IL-13)
Chemokiny
ÆTvořírodinucytokinů,
indukovatelných prozánětlivou
aktivací. 8-10kDa, 20-50% sekvenční
homologie, podobná genetická a
terciární struktura. Všechny tyto
proteiny poskytují množství
konzervovaných cysteinových zbytků,
které se účastní v tvorbě
intramolekulárních disulfidových
vazeb.
Funkce chemokinů
Î1.esenciální mediátory normálního pohybu
leukocytů
Î2. podpora zánětu
Î3. indukce chemotaxe
Î4. aktivace zánětlivých buněk
Öa/ aktivace granulocytů a makrofágů s
následným oxidativním vzplanutím, degranulací a
releasem lysosomálních enzymů
Öb/ovlivnění imunitních buněkk odpovědi na
suboptimální množství zánětlivých mediátorů
Öc/ mocné uvolňovací faktory pro histamin z
bazofilů
Funkce chemokinů
Î5. indukce proliferace a aktivace NK
(CHAK-chemokine-activated killer)
Î6. modulace hemopoézy (BFU-E, CFU-GH,
CFU-GEMM)
Î7. modulace angiogenezy
Î8. modulace nádorového růstu
Î9. účast v patogeneze infekcí viry HIV
(chemokiny mohou suprimovat infekci HIV-
1, chemokinové receptory slouží
prostřednictvím CDč jako obligátní
koreceptory pro vstup HIV-1)
Chemokinové rodiny
Àα- Chemokinová rodina (4q12-21, CXC-
chemokiny- CXCL 1-16)
ÀNěkteříjejíčlenové obsahují ELR
sekvenční motiv (kys.glutamová-leucin-
arginin), umístěný před prvním cysteinem
blízko N-terminálnímu konci)
À1. Chemokiny s ELR motivem-chemoatrakce
a aktivace neutrofilů
À2. Chemokiny bez ELR motivu-
chemoatrakce a aktivace monocytů, APC, T,
NK, B-buněk, basofilů a eosinofilů
Chemokinové rodiny
Àβ-chemokinová rodina 17q (17q11-
32, CC-chemokiny- CCL 1-28)
ÀBiologické aktivity chemokinů jsou řízeny
specifickými receptory a receptory s
překrývajícími se ligandovými specifitami,
které vážou některé z těchto proteinů,
které vždy náleží buď k CC nebo k CXC.
Chemokinové receptory jsou G-coupled, 7
hydrofobních α-helixových segmentů
(domén), které směřují přes membránu.

Chemokinové rodiny
Àchemokinová rodina 16q (CXXXC-
chemokiny)
ÀFraktalkin- má silnou chemoatrakční
aktivitu pro T-lymfocyty a monocyty a
zvyšuje adhesivitu leukocytů na
aktivované endoteliální buňky indukcí
povrchového vazného proteinu
ÀCX3CR1 receptor pro fraktalkin
Chemokinové receptory
ÆCXCR 1-7
ÆCCR 1-12
ÆCXXXCR 1
ÆKombinatorické efekty mnoha chemokinů
a jiných mediátorů jsou odpovědné za
buněčné složení v místech zánětu. Mnohé
geny kódující chemokiny se silně
exprimují v průběhu mnohých
patofyziologických procesů včetně
autoimunních, nádorů, aterosklerózy a
chronických zánětlivých onemocnění.


K předchozímu obrázku:
Makrofágy M1 a M2
À Extrémy kontinua.
À Aktivace makrofágů je asociována z hlubokými změnami v genových
expresních profilech.
À Expozice rozdílným tkáňovým stimulům vede k odlišným polarizačním
profilům, což je spojeno s expresí vybraných molekul.
À Klasická aktivace makrofágů (makrofág M1) je indukována expozicí IFN-
γ a LPS a je asociována s expresí určitých molekul (červeně).
À Různé formy alternativní aktivace makrofágů (M2) jsou dány různými
stimuly, opět s různými expresními profily.
À IL-4 a IL-13 indukují M2a (žlutě),
À Imunitní komplexy a lipopolysacharidy indukují M2b
À IL-10 indukuje M2c.
À Zkratky: IFN-γ, interferon-γ; IL-1 ra, antagonista IL-1 receptoru; LPS,
lipopolysacharidy; MR, mannózový receptor; RNI, meziprodukty
reaktivního dusíku; ROI, meziprodukty reaktivního kyslíku; TLR, Toll-like
receptor.


K předchozímu obrázku: Mechanismy, kterými
chemokiny ovlivňují diferenciaci T-buněk
À (a) Chemokiny působí přímo na antigen prezentující buňky a
indukují nebo reprimují expresi cytokinů jako IL-12, což
vede k diferenciaci do TH1 nebo TH2 buněk.
À (b) Chemokiny přímo regulují polarizaci recentně
aktivovaných T-buněk.
À (c) Chemokiny ovlivňují diferenciaci buněk nepřímo
ovlivněním typu nebo počtu antigen-prezentujících buněk
(APCs). Po zachycení antigenu část APCs migruje do
nejbližších lymfatických uzlin a podílí se na indukci
polarizované odpovědi.
À (d) Diferencovaná exprese chemokinů APC buňkami spolu s
diferencovanou expresí receptorů pro chemokiny na již
polarizovaných TH buňkách umožňuje selektivní rozvoj a
amplifikaci polarizované odpovědi efektorových T-buněk.
Tachykininy
ÆGenerické jméno rodiny úzce příbuzných
krátkých neuropeptidů, identifikovaných
původně podle jejich funkcxe jako
neurotransmitery.
ÆVznikají alternativním splicing tRNA z
preprotachykininového genu (PTT) a různým
posttranslačním “processing”
preproproteinu. Alternativním sestřihem β
a χ forem preprotachykininů vznikají
substance P a neurokinin A, z α forem
vzniká pouze substance P. Neuropeptid χ je
rozšířená forma neurokininu A v N-
terminálním směru.
Typy tachykininů
ÆSubstance P
ÆNeurokinin A, Substance K
ÆNeuropeptid K
ÆNeuropeptid γ
ÆNeurokinin B
Typy tachykininových receptorů
¾Tři typy NK1-NK3 -G-coupled.
¾Mají vysoce konzervovanou
transmembranozní doména, která sedmkrát
přes membránu přestupuje. Vážou také
bombesin a gastrin-releasing peptide.
Funkce tachykininů
Î1. neuromodulátory
Î2. regulace stresové odpovědi
Î3. modulace bolesti
Î4. kontrola vaskulárního tonusu
Î5. funkce podobné cytokinům
Öa/ proliferace T-buněk
Öb/ podpora uvolňování cytokinů
indukovaného mitogeny
Öc/ podpora sekrece Ig
Öd/ modulace chemotaxe a fagocytózy