Interferon loại I

Cấu trúc ba chiều của beta interferon của con người.

Interferon loại I của con người (IFN) là một nhóm lớn các protein interferon giúp điều chỉnh hoạt động của hệ thống miễn dịch.

Interferon liên kết với các thụ thể interferon. Tất cả các IFN loại I liên kết với một phức hợp thụ thể bề mặt tế bào cụ thể được gọi là thụ thể IFN-α (IFNAR) bao gồm chuỗi IFNAR1 và IFNAR2.

IFN loại I được tìm thấy trong tất cả các động vật có vú và các phân tử tương đồng (tương tự) đã được tìm thấy ở các loài chim, bò sát, lưỡng cư và các loài cá.[1][2]

Các loại động vật có vú

Các loại động vật có vú được chỉ định IFN-α (alpha), IFN-β (beta), IFN-(kappa), IFN-δ (delta), IFN-ε (epsilon), IFN-τ (tau), IFN- (omega) và IFN-ζ (zeta, còn được gọi là giới hạn).[3][4]

IFN-α

Các protein IFN-α được sản xuất chủ yếu bởi các tế bào đuôi gai plasmacytoid (pDCs). Chúng chủ yếu liên quan đến khả năng miễn dịch bẩm sinh chống lại nhiễm virus. Các gen chịu trách nhiệm tổng hợp của chúng có đến 13 loại phụ được gọi là IFNA1, IFNA2, IFNA4, IFNA5, IFNA6, IFNA7, IFNA8, IFNA10, IFNA13, IFNA14, IFNA16, IFNA17, IFNA21. Những gen này được tìm thấy cùng nhau trong một cụm trên nhiễm sắc thể 9.

IFN-α cũng được sản xuất tổng hợp dưới dạng thuốc trong bệnh bạch cầu tế bào lông. Tên quốc tế phi thương mại (INN) cho sản phẩm là interferon alfa. Loại tái tổ hợp là interferon alfacon-1. Các loại pegylated là pegylated interferon alfa-2a và pegylated interferon alfa-2b.

IFN-β

Các protein IFN-β được sản xuất với số lượng lớn bằng nguyên bào sợi. Họ có hoạt động chống vi-rút chủ yếu liên quan đến phản ứng miễn dịch bẩm sinh. Hai loại IFN-đã được mô tả, IFN-1 (IFNB1) và IFN-3 (IFNB3) [5] (một gen được chỉ định IFN-2 thực sự là IL-6). IFN-β1 được sử dụng như một phương pháp điều trị bệnh đa xơ cứng vì nó làm giảm tỷ lệ tái phát.

IFN-β1 không phải là phương pháp điều trị thích hợp cho bệnh nhân mắc các dạng tiến triển, không tái phát của bệnh đa xơ cứng.

IFN-ε, -κ, -τ, -δ và -ζ

Vào thời điểm này, IFN-ε, -κ, -τ và -ζ xuất hiện ở một dạng đồng phân duy nhất ở người, IFNK. Chỉ có động vật nhai lại mã hóa IFN-, một biến thể của IFN-ω. Cho đến nay, IFN-chỉ được tìm thấy ở chuột, trong khi cấu trúc tương đồng, IFN-được tìm thấy trong một loạt các động vật có vú không linh trưởng và không gặm nhấm. Hầu hết nhưng không phải tất cả các động vật có vú đều mã hóa các gen IFN-và IFN-functional chức năng.

IFN-ω

IFN-ω, mặc dù chỉ có một hình thức chức năng được mô tả cho đến nay (IFNW1), có một số pseudogenes: IFNWP2, IFNWP4, IFNWP5, IFNWP9, IFNWP15, IFNWP18 và IFNWP19 ở người. Nhiều động vật có vú không linh trưởng biểu hiện nhiều phân nhóm IFN-ω..

IFN-ν

Loại phụ IFN loại I này gần đây được mô tả là một giả ngẫu nhiên ở người, nhưng có khả năng hoạt động trong bộ gen của mèo nhà. Trong tất cả các bộ gen khác của động vật có vú không phải là mèo, IFN-ν là một pseudogene; ở một số loài, pseudogene được bảo quản tốt, trong khi ở những loài khác, nó bị cắt xẻo hoặc không thể phát hiện được. Hơn nữa, trong bộ gen của mèo, người quảng bá IFN-ν bị đột biến một cách tinh vi. Có khả năng họ gen IFN-ν đã trở nên vô dụng trước khi đa dạng hóa động vật có vú. Sự hiện diện của nó trên rìa của locus IFN loại I ở động vật có vú có thể đã bảo vệ nó khỏi sự xóa sổ, cho phép phát hiện nó.

Nguồn và chức năng

IFN-α và IFN-được tiết ra bởi nhiều loại tế bào bao gồm tế bào lympho (tế bào NK, tế bào B và tế bào T), đại thực bào, nguyên bào sợi, tế bào nội mô, tế bào xương và các loại khác. Chúng kích thích cả đại thực bào và tế bào NK để tạo ra phản ứng chống virut, liên quan đến con đường chống vi rút IRF3 / IRF7,[6] và cũng hoạt động chống lại các khối u. Các tế bào đuôi gai Plasmacytoid đã được xác định là nhà sản xuất mạnh nhất của IFN loại I để đáp ứng với kháng nguyên, và do đó đã được đặt ra các tế bào sản xuất IFN tự nhiên.

IFN-ω được giải phóng bởi bạch cầu tại vị trí nhiễm virus hoặc khối u.

IFN-α hoạt động như một yếu tố pyrogenic bằng cách thay đổi hoạt động của các tế bào thần kinh nhiệt trong vùng dưới đồi do đó gây sốt. Nó thực hiện điều này bằng cách liên kết với các thụ thể opioid và khơi gợi sự giải phóng của prostaglandin-E 2 (PGE2).

Một cơ chế tương tự được IFN-α sử dụng để giảm đau; IFN-α tương tác với thụ thể-opioid để hoạt động như một thuốc giảm đau.[7]

Ở chuột, IFN-β ức chế sự sản sinh tế bào miễn dịch của các yếu tố tăng trưởng, do đó làm chậm sự phát triển của khối u và ức chế các tế bào khác sản xuất các yếu tố tăng trưởng, từ đó ngăn chặn sự hình thành khối u và cản trở khối u kết nối với hệ thống mạch máu.[8]

Ở cả chuột và người, sự điều hòa âm tính của interferon loại I được biết là rất quan trọng. Rất ít chất điều hòa nội sinh đã được tìm thấy để gợi ra chức năng điều tiết quan trọng này, chẳng hạn như SOCS1 và Aryl Hydrocarbon Receptor Protein (AIP).[9]

Các loại không phải động vật có vú

IFN loại I của Avian đã được đặc trưng và được chỉ định sơ bộ cho các kiểu phụ (IFN I, IFN II và IFN III), nhưng việc phân loại chúng thành các kiểu phụ sẽ chờ một đặc điểm mở rộng hơn về bộ gen của chim.

IFN loại thằn lằn chức năng có thể được tìm thấy trong cơ sở dữ liệu bộ gen của thằn lằn.

IFN loại rùa I đã được tinh chế (cần tham khảo từ những năm 1970). Chúng giống với động vật có vú tương đồng.

Sự tồn tại của IFN loại lưỡng cư đã được suy luận bằng việc phát hiện ra các gen mã hóa chuỗi thụ thể của chúng. Chúng chưa được tinh chế, hoặc gen của chúng được nhân bản.

Piscine (cá xương) loại I IFN đã được nhân bản đầu tiên ở cá ngựa vằn.[10][11] và sau đó ở nhiều loài teleost khác bao gồm cá hồi và cá quýt.[12][13] Với một vài ngoại lệ, và trái ngược hoàn toàn với IFN của chim và đặc biệt là động vật có vú, chúng có mặt như một gen đơn lẻ (tuy nhiên nhiều gen được nhìn thấy trong bộ gen của cá đa bội, có thể phát sinh từ sự sao chép toàn bộ bộ gen). Không giống như các gen IFN ối, các gen IFN loại I có chứa intron, ở các vị trí tương tự như các chỉnh hình của chúng, một số interleukin nhất định. Mặc dù có sự khác biệt quan trọng này, dựa trên cấu trúc 3 chiều của chúng, các IFN piscine này đã được chỉ định là IFN loại I.[14] Mặc dù ở các loài động vật có vú, tất cả các IFN loại I liên kết với một phức hợp thụ thể đơn lẻ, các nhóm IFN loại I khác nhau liên kết với các phức hợp thụ thể khác nhau.[15]. Cho đến nay, một số IFN loại I (IFNa, b, c, d, e, f và h) đã được xác định ở cá teleost với chỉ một loại phụ trong cá nóc xanh và có đến sáu loại phụ trong cá hồi với sự bổ sung gần đây xác định tiểu loại tiểu thuyết, IFNh trong cá quýt.[12][13].

Tham khảo

  1. ^ Schultz U, Kaspers B, Staeheli P (tháng 5 năm 2004). “The interferon system of non-mammalian vertebrates”. Developmental and Comparative Immunology. 28 (5): 499–508. doi:10.1016/j.dci.2003.09.009. PMID 15062646.
  2. ^ Samarajiwa SA, Wilson W, Hertzog PJ (2006). “Type I interferons: genetics and structure”. Trong Meager A (biên tập). The interferons: characterization and application. Weinheim: Wiley-VCH. tr. 3–34. ISBN 978-3-527-31180-4.
  3. ^ Oritani K, Tomiyama Y (tháng 11 năm 2004). “Interferon-zeta/limitin: novel type I interferon that displays a narrow range of biological activity”. International Journal of Hematology. 80 (4): 325–31. doi:10.1532/ijh97.04087. PMID 15615256.
  4. ^ Hardy MP, Owczarek CM, Jermiin LS, Ejdebäck M, Hertzog PJ (tháng 8 năm 2004). “Characterization of the type I interferon locus and identification of novel genes”. Genomics. 84 (2): 331–45. doi:10.1016/j.ygeno.2004.03.003. PMID 15233997.
  5. ^ Todd S, Naylor SL (tháng 7 năm 1992). “New chromosomal mapping assignments for argininosuccinate synthetase pseudogene 1, interferon-beta 3 gene, and the diazepam binding inhibitor gene”. Somatic Cell and Molecular Genetics. 18 (4): 381–5. doi:10.1007/BF01235761. PMID 1440058.
  6. ^ Zhou Q, Lavorgna A, Bowman M, Hiscott J, Harhaj EW (tháng 6 năm 2015). “Aryl Hydrocarbon Receptor Interacting Protein Targets IRF7 to Suppress Antiviral Signaling and the Induction of Type I Interferon”. The Journal of Biological Chemistry. 290 (23): 14729–39. doi:10.1074/jbc.M114.633065. PMC 4505538. PMID 25911105.
  7. ^ Wang YX, Xu WG, Sun XJ, Chen YZ, Liu XY, Tang H, Jiang CL (tháng 11 năm 2004). “Fever of recombinant human interferon-alpha is mediated by opioid domain interaction with opioid receptor inducing prostaglandin E2”. Journal of Neuroimmunology. 156 (1–2): 107–12. doi:10.1016/j.jneuroim.2004.07.013. PMID 15465601.
  8. ^ Jablonska J, Leschner S, Westphal K, Lienenklaus S, Weiss S (tháng 4 năm 2010). “Neutrophils responsive to endogenous IFN-beta regulate tumor angiogenesis and growth in a mouse tumor model”. The Journal of Clinical Investigation. 120 (4): 1151–64. doi:10.1172/JCI37223. PMC 2846036. PMID 20237412. Tóm lược dễ hiểu – Helmholtz Centre for Infection Research.
  9. ^ Charoenthongtrakul S, Zhou Q, Shembade N, Harhaj NS, Harhaj EW (tháng 7 năm 2011). “Human T cell leukemia virus type 1 Tax inhibits innate antiviral signaling via NF-kappaB-dependent induction of SOCS1”. Journal of Virology. 85 (14): 6955–62. doi:10.1128/JVI.00007-11. PMC 3126571. PMID 21593151.
  10. ^ Altmann SM, Mellon MT, Distel DL, Kim CH (tháng 2 năm 2003). “Molecular and functional analysis of an interferon gene from the zebrafish, Danio rerio”. Journal of Virology. 77 (3): 1992–2002. doi:10.1128/jvi.77.3.1992-2002.2003. PMC 140984. PMID 12525633.
  11. ^ Lutfalla G, Roest Crollius H, Stange-Thomann N, Jaillon O, Mogensen K, Monneron D (tháng 7 năm 2003). “Comparative genomic analysis reveals independent expansion of a lineage-specific gene family in vertebrates: the class II cytokine receptors and their ligands in mammals and fish”. BMC Genomics. 4 (1): 29. doi:10.1186/1471-2164-4-29. PMC 179897. PMID 12869211.
  12. ^ a b Laghari ZA, Chen SN, Li L, Huang B, Gan Z, Zhou Y, Huo HJ, Hou J, Nie P (tháng 7 năm 2018). “Functional, signalling and transcriptional differences of three distinct type I IFNs in a perciform fish, the mandarin fish Siniperca chuatsi”. Developmental and Comparative Immunology. 84 (1): 94–108. doi:10.1016/j.dci.2018.02.008. PMID 29432791. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “pmid29432791” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  13. ^ a b Boudinot P, Langevin C, Secombes CJ, Levraud JP (tháng 11 năm 2016). “The Peculiar Characteristics of Fish Type I Interferons”. Viruses. 8 (11). doi:10.3390/v8110298. PMC 5127012. PMID 27827855. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “pmid27827855” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  14. ^ Hamming OJ, Lutfalla G, Levraud JP, Hartmann R (tháng 8 năm 2011). “Crystal structure of Zebrafish interferons I and II reveals conservation of type I interferon structure in vertebrates”. Journal of Virology. 85 (16): 8181–7. doi:10.1128/JVI.00521-11. PMC 3147990. PMID 21653665.
  15. ^ Aggad D, Mazel M, Boudinot P, Mogensen KE, Hamming OJ, Hartmann R, Kotenko S, Herbomel P, Lutfalla G, Levraud JP (tháng 9 năm 2009). “The two groups of zebrafish virus-induced interferons signal via distinct receptors with specific and shared chains”. Journal of Immunology. 183 (6): 3924–31. doi:10.4049/jimmunol.0901495. PMID 19717522.

Liên kết ngoài