Интерлейкин 33

IL-33 induces helper T cells, mast cells, eosinophils and basophils to produce type 2 cytokines.
ИЛ33
Доступные структуры
ПДБПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыIL33 , C9orf26, DVS27, IL1F11, NF-HEV, NFEHEV, Интерлейкин 33, IL-33, IL-1F11
Внешние идентификаторыОМИМ : 608678; МГИ : 1924375; Гомологен : 14126; GeneCards : IL33; ОМА :IL33 – ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез
Ансамбль
UniProt
РефСек (мРНК)

НМ_001164724
НМ_133775
НМ_001360725

RefSeq (белок)

НП_001158196
НП_598536
НП_001347654

Местоположение (UCSC)Хр 9: 6.22 – 6.26 МбХр 19: 29,9 – 29,94 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши

Интерлейкин 33 ( ИЛ-33 ) — это белок , который у людей кодируется геном ИЛ33 . [5]

Интерлейкин 33 является членом семейства IL-1 , который мощно стимулирует выработку цитокинов , связанных с Т-хелперами-2 (Th2) (например, IL-4 ). IL33 является лигандом для ST2 ( IL1RL1 ), рецептора семейства IL-1 , который в высокой степени экспрессируется на клетках Th2 , тучных клетках и врожденных лимфоцитах группы 2. [6]

IL-33 экспрессируется широким спектром типов клеток, включая фибробласты , тучные клетки , дендритные клетки , макрофаги , остеобласты , эндотелиальные клетки и эпителиальные клетки . [7]

Структура

IL-33 является членом суперсемейства цитокинов IL-1, определение которого частично основано на структуре молекул β-трилистника, консервативном типе структуры, описанном в других цитокинах IL-1, включая IL-1α, IL-1β, IL-1Ra и IL -18 . В этой структуре 12 β-нитей β-трилистника организованы в три псевдоповтора из четырех β-нитей, из которых первая и последняя β-нитеи являются антипараллельными планками в шестинитевой β-бочонке, в то время как вторая и третья β-нитеи каждого повтора образуют β -шпильку , расположенную на вершине β-бочонка. IL-33 является лигандом, который связывается с членом семейства высокоаффинных рецепторов ST2. Комплекс этих двух молекул с IL-1RAcP указывает на образование тройного комплекса. Область связывания, по-видимому, представляет собой смесь полярных и неполярных областей, которые создают специфическое связывание между лигандом и рецептором. Было показано, что интерфейс между молекулами обширен. Структурные данные по молекуле IL-33 были определены с помощью ЯМР раствора и малоуглового рентгеновского рассеяния. [8]

Функция

Интерлейкин 33 (IL-33) — это цитокин, принадлежащий к суперсемейству IL-1 . IL-33 побуждает Т-хелперные клетки , тучные клетки , эозинофилы и базофилы вырабатывать цитокины типа 2. Этот цитокин ранее назывался NF-HEV « ядерный фактор (NF) в венулах с высоким эндотелием » (HEV), поскольку он был первоначально идентифицирован в этих специализированных клетках. [9] IL-33 действует внутриклеточно как ядерный фактор и внеклеточно как цитокин.

Роль как алармина

Алармины, также известные как молекулярные паттерны, ассоциированные с опасностью (DAMP), являются эндогенными молекулами, которые высвобождаются клетками, находящимися в состоянии стресса, поврежденными или умирающими. Они играют важную роль в иммунном ответе, предупреждая иммунную систему о повреждении тканей или опасности. Биоактивная провоспалительная форма IL-33 высвобождается из некротических, но не апоптотических клеток, что классифицирует ее как алармин. IL-33, высвобождаемый из поврежденной ткани во время вирусной инфекции, напрямую стимулирует цитотоксические CD8+ T-клетки для эффективной генерации ответа памяти-воспоминания и противовирусного иммунитета. [10] [11]

Ядерная роль

IL-33 конститутивно расположен в ядре структурных клеток человека и мышей [12] и имеет домен спираль-поворот-спираль [9], предположительно позволяющий ему связываться с ДНК. Существует мало исследований ядерной роли IL-33, но аминокислоты 40-58 в человеческом IL-33 достаточны для ядерной локализации и связывания гистонов. [13] IL-33 также взаимодействует с гистонметилтрансферазой SUV39H1 [14] и мышиный IL-33, по-видимому, взаимодействует с NF-κB . [15]

Роль цитокинов

Как цитокин, IL-33 взаимодействует с рецепторами ST2 (также известными как IL1RL1 ) и белком-аксессуаром рецептора IL-1 ( IL1RAP ), активируя внутриклеточные молекулы в сигнальных путях NF-κB и MAP-киназы , которые управляют выработкой цитокинов типа 2 (например, IL-5 и IL-13 ) из поляризованных клеток Th 2. Считается , что индукция цитокинов типа 2 IL-33 in vivo вызывает серьезные патологические изменения, наблюдаемые в слизистых органах после введения IL-33. [16] [17] IL-33 также эффективен в устранении симптомов, подобных болезни Альцгеймера, у мышей APP/PS1, путем устранения накопления и предотвращения нового образования амилоидных бляшек. [18]

Регулирование

Внеклеточно IL-33 быстро окисляется. Процесс окисления приводит к образованию двух дисульфидных мостиков и изменению конформации молекулы, что препятствует ее связыванию с рецептором ST2. Считается, что это ограничивает диапазон и продолжительность действия IL-33. [19]

Клиническое значение

IL-33 был связан с несколькими патологическими состояниями посредством исследований ассоциаций по геному : астма, [20] аллергия, [21] эндометриоз , [22] и сенная лихорадка. [23] В частности, однонуклеотидный полиморфизм rs928413 (A/G) расположен в 5′ восходящей области гена IL33, и его минорный аллель «G» был идентифицирован как восприимчивый вариант к развитию астмы у детей раннего возраста [24] и атопической астмы [25] . Аллель rs928413(G) создает сайт связывания для фактора транскрипции белка 1, связывающего чувствительный элемент цАМФ , что может объяснить отрицательное влияние минорного аллеля «G» rs928413 на развитие астмы. [26] Аллель «T» полиморфизма rs4742170, расположенный во втором интроне гена IL33, был связан со специфическим фенотипом хрипов (хрипы с промежуточным началом). [27] Риск «T» аллель rs4742170 нарушает связывание фактора транскрипции GR с предполагаемым усилителем IL33, что может объяснить отрицательное влияние риска аллеля rs4742170 (T) на развитие фенотипа свистящего дыхания, который сильно коррелирует с аллергической сенсибилизацией в детстве. [28]

Этот белок является одним из многих, которые действуют как цитокин и сигнализируют о воспалении в организме, воздействуя на макрофаги, нейтрофилы, В-клетки, клетки Th2, эозинофилы, базофилы и тучные клетки. [29] Также считается, что этот белок вызывает зуд, связанный с дерматитом . Белок IL-33 находится в кератиноцитах кожи и при раздражении или аллергических состояниях взаимодействует с близлежащими сенсорными нейронами и вызывает чувство зуда. [30] У мышей с нокаутом IL-33 было обнаружено, что ядерный IL-33 связан с заживлением ран, поскольку мыши без белка заживали значительно медленнее, чем мыши с белком IL-33. [31] Повышенные уровни IL-33 связаны с астмой. [32]

Было обнаружено, что у мышей ИЛ-33 влияет на выработку пептидов метионин-энкефалина в врожденных лимфоцитах группы 2 , что в свою очередь способствует появлению бежевых адипоцитов , что приводит к увеличению расхода энергии и снижению ожирения . [33]

Повышенные уровни IL-33 были зарегистрированы у некоторых пациентов с немелкоклеточным раком легких. Источником повышенных уровней IL-33 в сыворотке на ранних стадиях может быть бронхиальный и сосудистый эпителий. [34] Снижение IL-33 показало более низкий рост немелкоклеточного рака легких, в то время как сверхэкспрессия IL-33 привела к увеличению роста. Блокирование IL-33 снизило рост немелкоклеточного рака легких у человека. Модель мышей I блокирование IL-33 подавило рост опухоли у иммунодефицитных мышей. [35] [36]

В мышиной модели карциномы толстой кишки IL-33 экспрессировался опухолевыми стромальными клетками, в то время как клетки карциномы толстой кишки не экспрессировали ST2 со стимуляцией IL-33 или без нее. Модель с нокаутом IL-33 имела более высокий рост опухоли, чем дикий тип. Аналогично, экспрессия IFN-γ была увеличена в модели с нокаутом IL-33, а также количество регуляторных Т-клеток и CD8+ Т-клеток. [37]

Возрастная макулярная дегенерация — это заболевание сетчатки, приводящее к неоваскуляризации и, таким образом, к ухудшению зрения. Текущее лечение включает введение анти-VEGF, но этого недостаточно. Пигментные эпителиальные клетки сетчатки могут экспрессировать IL-33 как на уровне мРНК, так и на уровне белка. Экспрессия IL-33 повышается во время воспалительных стимулов. IL-33 может ингибировать фибробласты и эндотелиальные клетки, экспрессирующие ST2, что может привести к снижению ангиогенеза. [38]

В мышиной модели хронической астмы введение анти-IL-33 снизило антиген-индуцированный иммунный ответ. Аналогичные результаты были получены у мышей с дефицитом ST2. IL-33 активировал врожденные лимфоидные клетки 2, оставаясь в лимфатических узлах в течение нескольких недель. Клетки CD4 + Th2 образовались после повторного воздействия IL-33. Этот тип клеток в высокой степени продуцировал IL-5. [39]

Хроническое воспаление характерно для ВЗК (воспалительное заболевание кишечника) . В нормальных условиях ИЛ-33 присутствует в здоровой кишечной ткани, но при воспалительных состояниях его экспрессия увеличивается. Однако ИЛ-33 также играет защитную роль при воспалительных состояниях и участвует в заживлении ран. [40]

В мозге ИЛ-33 экспрессируется в олигодендроцитах и ​​астроцитах и ​​участвует в патофизиологии внутримозгового кровоизлияния. [41]

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000137033 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000024810 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ "Entrez Gene: Интерлейкин 33".
  6. ^ Ягами А., Орихара К., Морита Х., Футамура К., Хашимото Н., Мацумото К. и др. (ноябрь 2010 г.). «ИЛ-33 опосредует воспалительные реакции в клетках легочной ткани человека». Журнал иммунологии . 185 (10): 5743–50 . doi : 10.4049/jimmunol.0903818 . PMID  20926795. S2CID  27317847.
  7. ^ Mirchandani AS, Salmond RJ, Liew FY (август 2012 г.). «Интерлейкин-33 и функция врожденных лимфоидных клеток». Trends in Immunology . 33 (8): 389–96 . doi :10.1016/j.it.2012.04.005. PMID  22609147.
  8. ^ Lingel A, Weiss TM, Niebuhr M, Pan B, Appleton BA, Wiesmann C и др. (октябрь 2009 г.). «Структура IL-33 и его взаимодействие с рецепторами ST2 и IL-1RAcP — взгляд на гетеротримерные сигнальные комплексы IL-1». Structure . 17 (10): 1398– 410. doi :10.1016/j.str.2009.08.009. PMC 2766095 . PMID  19836339. 
  9. ^ ab Baekkevold ES, Roussigné M, Yamanaka T, Johansen FE, Jahnsen FL, Amalric F, et al. (Июль 2003 г.). «Молекулярная характеристика NF-HEV, ядерного фактора, преимущественно экспрессируемого в венулах с высоким эндотелием человека». The American Journal of Pathology . 163 (1): 69– 79. doi :10.1016/S0002-9440(10)63631-0. PMC 1868188 . PMID  12819012. 
  10. ^ Бонилла, Уэлди (2012). «Алармин интерлейкин-33 запускает защитные противовирусные реакции CD8+ Т-клеток». Наука . doi :10.1126/science.121548.
  11. ^ Бауманн, Клаудия (2019). «Защита Т-клеток памяти CD8+ от повторного заражения вирусом зависит от сигналов алармина интерлейкина-33». Фронт. Иммунол .
  12. ^ Pichery M, Mirey E, Mercier P, Lefrancais E, Dujardin A, Ortega N, Girard JP (апрель 2012 г.). «Эндогенный IL-33 высоко экспрессируется в эпителиальных барьерных тканях мышей, лимфоидных органах, мозге, эмбрионах и воспаленных тканях: анализ in situ с использованием нового репортерного штамма-ловушки гена Il-33-LacZ». Журнал иммунологии . 188 (7): 3488– 95. doi : 10.4049/jimmunol.1101977 . PMID  22371395. S2CID  42558099.
  13. ^ Roussel L, Erard M, Cayrol C, Girard JP (октябрь 2008 г.). «Молекулярная мимикрия между IL-33 и KSHV для прикрепления к хроматину через кислотный карман H2A-H2B». EMBO Reports . 9 (10): 1006– 12. doi :10.1038/embor.2008.145. PMC 2572127. PMID  18688256 . 
  14. ^ Shao D, Perros F, Caramori G, Meng C, Dormuller P, Chou PC и др. (август 2014 г.). «Ядерный IL-33 регулирует растворимый рецептор ST2 и экспрессию IL-6 в первичных человеческих артериальных эндотелиальных клетках и снижается при идиопатической легочной артериальной гипертензии». Biochemical and Biophysical Research Communications . 451 (1): 8– 14. doi : 10.1016/j.bbrc.2014.06.111. hdl : 10044/1/32413 . PMID  25003325.
  15. ^ Ali S, Mohs A, Thomas M, Klare J, Ross R, Schmitz ML, Martin MU (август 2011 г.). «Двойной цитокин IL-33 взаимодействует с фактором транскрипции NF-κB, чтобы ослабить стимулированную NF-κB транскрипцию генов». Журнал иммунологии . 187 (4): 1609– 16. doi : 10.4049/jimmunol.1003080 . PMID  21734074. S2CID  27523266.
  16. ^ Schmitz J, Owyang A, Oldham E, Song Y, Murphy E, McClanahan TK и др. (ноябрь 2005 г.). "IL-33, цитокин, подобный интерлейкину-1, который передает сигналы через белок ST2, связанный с рецептором IL-1, и индуцирует цитокины, связанные с Т-хелперами 2-го типа". Immunity . 23 (5): 479–90 . doi : 10.1016/j.immuni.2005.09.015 . PMID  16286016.
  17. ^ Chackerian AA, Oldham ER, Murphy EE, Schmitz J, Pflanz S, Kastelein RA (август 2007 г.). «Вспомогательный белок рецептора IL-1 и ST2 составляют комплекс рецептора IL-33». Журнал иммунологии . 179 (4): 2551– 5. doi : 10.4049/jimmunol.179.4.2551 . PMID  17675517. S2CID  9289093.
  18. ^ Fu AK, Hung KW, Yuen MY, Zhou X, Mak DS, Chan IC и др. (май 2016 г.). «IL-33 улучшает патологию, похожую на болезнь Альцгеймера, и когнитивное снижение». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (19): E2705-13. Bibcode : 2016PNAS..113E2705F. doi : 10.1073/pnas.1604032113 . PMC 4868478. PMID  27091974 . 
  19. ^ Cohen ES, Scott IC, Majithiya JB, Rapley L, Kemp BP, England E и др. (сентябрь 2015 г.). «Окисление алармина IL-33 регулирует ST2-зависимое воспаление». Nature Communications . 6 : 8327. Bibcode :2015NatCo...6.8327C. doi :10.1038/ncomms9327. PMC 4579851 . PMID  26365875. 
  20. ^ Moffatt MF, Gut IG, Demenais F, Strachan DP, Bouzigon E, Heath S и др. (сентябрь 2010 г.). «Крупномасштабное исследование ассоциаций генома астмы на основе консорциума». The New England Journal of Medicine . 363 (13): 1211– 1221. doi :10.1056/NEJMoa0906312. PMC 4260321. PMID  20860503 . 
  21. ^ Hinds DA, McMahon G, Kiefer AK, Do CB, Eriksson N, Evans DM и др. (август 2013 г.). «Метаанализ ассоциаций по всему геному при самоотчетах об аллергии выявляет общие и специфичные для аллергии локусы восприимчивости». Nature Genetics . 45 (8): 907– 11. doi :10.1038/ng.2686. PMC 3753407 . PMID  23817569. 
  22. ^ Albertsen HM, Chettier R, Farrington P, Ward K (2013-01-01). "Исследование ассоциаций по всему геному связывает новые локусы с эндометриозом". PLOS ONE . ​​8 (3): e58257. Bibcode :2013PLoSO...858257A. doi : 10.1371/journal.pone.0058257 . PMC 3589333 . PMID  23472165. 
  23. ^ Ferreira MA, Matheson MC, Tang CS, Granell R, Ang W, Hui J и др. (июнь 2014 г.). «Анализ ассоциаций по всему геному выявляет 11 вариантов риска, связанных с фенотипом астмы с сенной лихорадкой». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 133 (6): 1564–71 . doi :10.1016/j.jaci.2013.10.030. PMC 4280183. PMID  24388013 . 
  24. ^ Bønnelykke K, Sleiman P, Nielsen K, Kreiner-Møller E, Mercader JM, Belgrave D и др. (январь 2014 г.). «Исследование ассоциаций по всему геному определяет CDHR3 как локус восприимчивости к ранней детской астме с тяжелыми обострениями». Nature Genetics . 46 (1): 51– 5. doi :10.1038/ng.2830. PMID  24241537. S2CID  20754856.
  25. ^ Chen J, Zhang J, Hu H, Jin Y, Xue M (декабрь 2015 г.). «Полиморфизмы RAD50, IL33 и IL1RL1 связаны с атопической астмой у китайской популяции». Tissue Antigens . 86 (6): 443– 7. doi :10.1111/tan.12688. PMID  26493291.
  26. ^ Горбачева AM, Корнеев KV, Купраш DV, Митькин NA (сентябрь 2018). "IL33 Promoter in Lung Epithelial Cells". International Journal of Molecular Sciences . 19 (10): E2911. doi : 10.3390/ijms19102911 . PMC 6212888 . PMID  30257479. 
  27. ^ Savenije OE, Mahachie John JM, Granell R, Kerkhof M, Dijk FN, de Jongste JC и др. (Июль 2014 г.). «Ассоциация полиморфизмов пути IL33-IL-1 рецептор-подобного 1 (IL1RL1) с фенотипами хрипов и астмой в детстве». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 134 (1): 170– 7. doi :10.1016/j.jaci.2013.12.1080. PMID  24568840.
  28. ^ Горбачева AM, Купраш DV, Миткин NA (декабрь 2018 г.). "Усилитель IL33 и его нарушение аллелем rs4742170 (T), связанным с определенным фенотипом хрипов в раннем детстве". Международный журнал молекулярных наук . 19 (12): E3956. doi : 10.3390/ijms19123956 . PMC 6321062. PMID  30544846. 
  29. ^ Тизард I (2012). Ветеринарная иммунология: введение (9-е изд.). Сент-Луис, Миссури: Elsevier/Saunders. ISBN 978-1-4557-0362-3.
  30. ^ Liu B, Tai Y, Achanta S, Kaelberer MM, Caceres AI, Shao X и др. (ноябрь 2016 г.). «Сигнализация IL-33/ST2 возбуждает сенсорные нейроны и опосредует реакцию зуда в мышиной модели контактной аллергии на ядовитый плющ». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (47): E7572 – E7579 . Bibcode : 2016PNAS..113E7572L. doi : 10.1073/pnas.1606608113 . PMC 5127381. PMID  27821781 .  
  31. ^ Oshio T, Komine M, Tsuda H, Tominaga SI, Saito H, Nakae S, Ohtsuki M (февраль 2017 г.). «Ядерная экспрессия IL-33 в эпидермальных кератиноцитах способствует заживлению ран у мышей». Journal of Dermatological Science . 85 (2): 106– 114. doi :10.1016/j.jdermsci.2016.10.008. PMID  27839630.
  32. ^ Bahrami Mahneh S, Movahedi M, Aryan Z, Bahar MA, Rezaei A, Sadr M, Rezaei N (2015). «Уровень IL-33 в сыворотке повышен у детей с астмой и связан с тяжестью заболевания». Международный архив аллергии и иммунологии . 168 (3): 193– 6. doi : 10.1159/000442413 . PMID  26797312. S2CID  40501434.
  33. ^ Brestoff JR, Kim BS, Saenz SA, Stine RR, Monticelli LA, Sonnenberg GF и др. (март 2015 г.). «Врожденные лимфоидные клетки группы 2 способствуют образованию белой жировой ткани и ограничивают ожирение». Nature . 519 (7542): 242– 6. Bibcode :2015Natur.519..242B. doi :10.1038/nature14115. PMC 4447235 . PMID  25533952. 
  34. ^ Кашаро М., Кардия Р., Ди Сальво Э., Туккари Дж., Йени А., Гангеми С. (май 2019 г.). «Участие интерлейкина-33 в развитии немелкоклеточного рака легких: обновленная информация». Биомолекулы . 9 (5): 203. дои : 10.3390/biom9050203 . ПМК 6572046 . ПМИД  31130612. 
  35. ^ Wang K, Shan S, Yang Z, Gu X, Wang Y, Wang C, Ren T (сентябрь 2017 г.). «Блокада IL-33 подавляет рост опухоли рака легких человека прямыми и косвенными путями в доклинической модели». Oncotarget . 8 (40): 68571– 68582. doi :10.18632/oncotarget.19786. PMC 5620278 . PMID  28978138. 
  36. ^ Wang C, Chen Z, Bu X, Han Y, Shan S, Ren T, Song W (октябрь 2016 г.). «Сигнализация IL-33 стимулирует рост и метастазы рака легких у человека». Biochemical and Biophysical Research Communications . 479 (3): 461– 468. doi :10.1016/j.bbrc.2016.09.081. PMID  27644880.
  37. ^ Xia Y, Ohno T, Nishii N, Bhingare A, Tachinami H, Kashima Y и др. (август 2019 г.). «+ Противоопухолевые реакции Т-клеток, преодолевающие проопухолевые эффекты регуляторных Т-клеток в модели карциномы толстой кишки». Biochemical and Biophysical Research Communications . 518 (2): 331– 336. doi : 10.1016/j.bbrc.2019.08.058. PMID  31421832. S2CID  201062815.
  38. ^ Theodoropoulou S, Copland DA, Liu J, Wu J, Gardner PJ, Ozaki E и др. (январь 2017 г.). «Интерлейкин-33 регулирует ремоделирование тканей и подавляет ангиогенез в глазу». The Journal of Pathology . 241 (1): 45–56 . doi :10.1002/path.4816. PMC 5683707 . PMID  27701734. 
  39. ^ Drake LY, Kita H (июль 2017 г.). «IL-33: биологические свойства, функции и роли при заболеваниях дыхательных путей». Immunological Reviews . 278 (1): 173– 184. doi :10.1111/imr.12552. PMC 5492954 . PMID  28658560. 
  40. ^ Chen, J.; He, Y.; Tu, L.; Duan, L. (2019). «Двойные иммунные функции IL-33 при воспалительных заболеваниях кишечника». Гистология и гистопатология . 35 (2): 137– 146. doi :10.14670/HH-18-149. PMID  31294456. Архивировано из оригинала 28.08.2019 . Получено 28.08.2019 .
  41. ^ Zhu H, Wang Z, Yu J, Yang X, He F, Liu Z, Che F, Chen X, Ren H, Hong M, Wang J (март 2019 г.). «Роль и механизмы цитокинов при вторичном повреждении мозга после внутримозгового кровоизлияния». Prog. Neurobiol . 178 : 101610. doi : 10.1016/j.pneurobio.2019.03.003. PMID  30923023. S2CID  85495400.
  • Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : O95760 (Интерлейкин-33) в PDBe-KB .

В данной статье использован текст из Национальной медицинской библиотеки США , являющийся общественным достоянием .

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Interleukin_33&oldid=1237935919"