ИНТЕРЛЕЙКИН-2
Одним из первых был обнаружен цитокин интерлейкин-2 (ИЛ-
. В середине 60-х годов было показано, что культура стимулированных митогеном или антигеном лимфоцитов накапливает в на- досадочной жидкости фактор, который значительно усиливает пролиферацию свежевыделенных лимфоцитов периферической
крови in vitro. Особый интерес вызвал тот факт, что надосадок от культуры стимулированных лимфоцитов способен длительное время поддерживать пролиферацию интактных Т-клеток и обеспечивать функциональную активность клонов таких клеток. Активным соединением в культуральной жидкости стимулированных лимфоцитов оказался цитокин Т-клеточной природы, названный первоначально Т-клеточным ростовым фактором.
ИЛ-2 представляет собой мономерный гликопротеин с мол. массой 14,6 кД, включающий 133 аминокислотных остатка. По данным изоэлектрофокусирования, данный белок представлен несколькими биологически активными формами, отличающимися друг от друга зарядом в связи с разной степенью гликозилирова- ния молекул в постгрансляционный период. ИЛ-2 человека кодируется одним геном, включающим 6684 пары нуклеотидов, и состоит из 4 экзонов и 3 нитронов.
Формирующийся в процессе трансляции предшественник ИЛ-2 содержит 153 аминокислотных остатка, 20 из которых образуют сигнальную последовательность, отсутствующую у зрелой молекулы. Полипептид имеет одну внутримолекулярную дисульфид- ную связь в положениях 58-105, которая играет ключевую роль в создании биологически активной конформации молекулы. Замена цистеина на серин хотя бы в одном положении приводит к полной потере биологической активности ИЛ-2. Место связывания с рецептором к данному цитокину расположено на участке цепи, включающем аминокислотные остатки 1-58. Предполагается наличие второго участка связывания с последовательностью 106-115, однако оценка вклада этого участка во взаимодействие с рецептором требует дополнительной информации.
Основными продуцентами ИЛ-2 являются Т-хелперы. Субпопуляция данного клеточного типа неоднородна по такому показателю как синтез различных цитокинов. Тем не менее, приблизительно 75% ее клеток синтезируют именно ИЛ-2. Около 20% цитотоксических Т-клеток также способны к продукции данного цитокина. На синтез ИЛ-2 в этих клетках влияют не только антигены или митогены, но и ряд других биологически активных соединений. Так, определенные цитокины (ИЛ-1, ИЛ-6, ФИО, ИФН), продуцируемые другими классами клеток, стимулируют продукцию ИЛ-2 у преактивированных антигеном Т-клеток. Гормоны тимуса (тимозин, сывороточный фактор тимуса) обеспечивают дифференцировку незрелых тимоцитов в клетки-продуценты ИЛ-2. Ионофоры, увеличивающие уровень внутриклеточного Са2+, также усиливают продукцию данного цитокина.
Мишенями регуляторного действия ИЛ-2 являются различные субпопуляции Т-клеток, В-клетки, натуральные киллерные клетки, макрофаги (рис. 4.1). Все эти клетки имеют соответствующий рецептор для восприятия сигнала от ИЛ-2. Рецептор построен из трех нековалентно связанных полипептидов: CD25, CD122, ИЛ-2Ру. Первые два из них изучены достаточно полно. Третий открыт недавно и требует дополнительного изучения. Полипептид CD 122 с мол. массой 75 кД в отличие от CD25 постоянно представлен на клеточной поверхности Т-клеток и натуральных киллеров. На первом этапе происходит взаимодействие ИЛ-2 именно с CD 122. Поскольку этот рецепторный полипептид имеет достаточно большой цитоплазматический хвост, сигнал от взаимодействия легко проходит внутрь клетки. В результате получения сигнала клетка активируется, что проявляется, в частности, в усилении ее пролиферации. Второй рецепторный полипептид (CD25, мол. масса 55 кД) в покоящихся клетках либо отсутствует на клеточной поверхности, либо его крайне мало. Его полноценная экспрессия начинается после стимуляции клетки ИЛ-2. Данный белок имеет слишком короткий, включающий всего 13 аминокислотных остатков, цитоплазматический хвост и в силу этого не способен связыоагЬ тирозинкиназы и передавать сигнал внутрь клетки. Функция вто-
ИЛ-1, ИЛ-6, ОНО, ИФН антигены, мтткены
Рис. 4.1 .Индукторы, клетка-продуцент и клетки-мишени китерлейхлна-2.
Основными клетками-продуцентами интерлейкина-2 (ИЛ-2) являются хел- перные Т-клетки Пн), которые начинают активную продукцию цитокина под влиянием антигенов, митогенов (сплошные стрелки) или других цитокинов (пунктирные стрелки). Мишенями ИЛ-2 являются Т-клетки воспаления (Тн1), хелпер- ные Т-клетки (Тн2), цитотоксические Т-клетки (ЦТЛ), В-клетки (В-кл.), натуральные киллеры (НК), макрофаги (МФ)
рого полипептида состоит в усилении аффинности всего рецепторного комплекса. Собственная аффинность CD25 низкая и характеризуется константой диссоциации (КД), равной 10 е. КД при взаимодействии полипептида CD 122 с ИЛ-2 отличается на порядок и составляет 109. При образовании единого ре ;ептора из двух полипептидов резко повышается эффективность связывания ИЛ-2 с клеткой. КД в этом случае равна 10'11. Наличие на клеточной поверхности всего 1-2 тыс. таких высокоаффинных гетероди- мерных рецепторов обеспечивает полноценный ответ клеток на очень низкие физиологические дозы ИЛ-2.
Основным результатом действия ИЛ-2 на покоящиеся или стимулированные антигеном или митогеном клетки является обеспечение их пролиферации. Именно эта биологическая активность ИЛ-2 определяет его как типичный ростовой фактор клеток лим- фо-миелоидного комплекса.
. В середине 60-х годов было показано, что культура стимулированных митогеном или антигеном лимфоцитов накапливает в на- досадочной жидкости фактор, который значительно усиливает пролиферацию свежевыделенных лимфоцитов периферической
крови in vitro. Особый интерес вызвал тот факт, что надосадок от культуры стимулированных лимфоцитов способен длительное время поддерживать пролиферацию интактных Т-клеток и обеспечивать функциональную активность клонов таких клеток. Активным соединением в культуральной жидкости стимулированных лимфоцитов оказался цитокин Т-клеточной природы, названный первоначально Т-клеточным ростовым фактором.
ИЛ-2 представляет собой мономерный гликопротеин с мол. массой 14,6 кД, включающий 133 аминокислотных остатка. По данным изоэлектрофокусирования, данный белок представлен несколькими биологически активными формами, отличающимися друг от друга зарядом в связи с разной степенью гликозилирова- ния молекул в постгрансляционный период. ИЛ-2 человека кодируется одним геном, включающим 6684 пары нуклеотидов, и состоит из 4 экзонов и 3 нитронов.
Формирующийся в процессе трансляции предшественник ИЛ-2 содержит 153 аминокислотных остатка, 20 из которых образуют сигнальную последовательность, отсутствующую у зрелой молекулы. Полипептид имеет одну внутримолекулярную дисульфид- ную связь в положениях 58-105, которая играет ключевую роль в создании биологически активной конформации молекулы. Замена цистеина на серин хотя бы в одном положении приводит к полной потере биологической активности ИЛ-2. Место связывания с рецептором к данному цитокину расположено на участке цепи, включающем аминокислотные остатки 1-58. Предполагается наличие второго участка связывания с последовательностью 106-115, однако оценка вклада этого участка во взаимодействие с рецептором требует дополнительной информации.
Основными продуцентами ИЛ-2 являются Т-хелперы. Субпопуляция данного клеточного типа неоднородна по такому показателю как синтез различных цитокинов. Тем не менее, приблизительно 75% ее клеток синтезируют именно ИЛ-2. Около 20% цитотоксических Т-клеток также способны к продукции данного цитокина. На синтез ИЛ-2 в этих клетках влияют не только антигены или митогены, но и ряд других биологически активных соединений. Так, определенные цитокины (ИЛ-1, ИЛ-6, ФИО, ИФН), продуцируемые другими классами клеток, стимулируют продукцию ИЛ-2 у преактивированных антигеном Т-клеток. Гормоны тимуса (тимозин, сывороточный фактор тимуса) обеспечивают дифференцировку незрелых тимоцитов в клетки-продуценты ИЛ-2. Ионофоры, увеличивающие уровень внутриклеточного Са2+, также усиливают продукцию данного цитокина.
Мишенями регуляторного действия ИЛ-2 являются различные субпопуляции Т-клеток, В-клетки, натуральные киллерные клетки, макрофаги (рис. 4.1). Все эти клетки имеют соответствующий рецептор для восприятия сигнала от ИЛ-2. Рецептор построен из трех нековалентно связанных полипептидов: CD25, CD122, ИЛ-2Ру. Первые два из них изучены достаточно полно. Третий открыт недавно и требует дополнительного изучения. Полипептид CD 122 с мол. массой 75 кД в отличие от CD25 постоянно представлен на клеточной поверхности Т-клеток и натуральных киллеров. На первом этапе происходит взаимодействие ИЛ-2 именно с CD 122. Поскольку этот рецепторный полипептид имеет достаточно большой цитоплазматический хвост, сигнал от взаимодействия легко проходит внутрь клетки. В результате получения сигнала клетка активируется, что проявляется, в частности, в усилении ее пролиферации. Второй рецепторный полипептид (CD25, мол. масса 55 кД) в покоящихся клетках либо отсутствует на клеточной поверхности, либо его крайне мало. Его полноценная экспрессия начинается после стимуляции клетки ИЛ-2. Данный белок имеет слишком короткий, включающий всего 13 аминокислотных остатков, цитоплазматический хвост и в силу этого не способен связыоагЬ тирозинкиназы и передавать сигнал внутрь клетки. Функция вто-
ИЛ-1, ИЛ-6, ОНО, ИФН антигены, мтткены
Рис. 4.1 .Индукторы, клетка-продуцент и клетки-мишени китерлейхлна-2.
Основными клетками-продуцентами интерлейкина-2 (ИЛ-2) являются хел- перные Т-клетки Пн), которые начинают активную продукцию цитокина под влиянием антигенов, митогенов (сплошные стрелки) или других цитокинов (пунктирные стрелки). Мишенями ИЛ-2 являются Т-клетки воспаления (Тн1), хелпер- ные Т-клетки (Тн2), цитотоксические Т-клетки (ЦТЛ), В-клетки (В-кл.), натуральные киллеры (НК), макрофаги (МФ)
рого полипептида состоит в усилении аффинности всего рецепторного комплекса. Собственная аффинность CD25 низкая и характеризуется константой диссоциации (КД), равной 10 е. КД при взаимодействии полипептида CD 122 с ИЛ-2 отличается на порядок и составляет 109. При образовании единого ре ;ептора из двух полипептидов резко повышается эффективность связывания ИЛ-2 с клеткой. КД в этом случае равна 10'11. Наличие на клеточной поверхности всего 1-2 тыс. таких высокоаффинных гетероди- мерных рецепторов обеспечивает полноценный ответ клеток на очень низкие физиологические дозы ИЛ-2.
Основным результатом действия ИЛ-2 на покоящиеся или стимулированные антигеном или митогеном клетки является обеспечение их пролиферации. Именно эта биологическая активность ИЛ-2 определяет его как типичный ростовой фактор клеток лим- фо-миелоидного комплекса.
Источник: В.Г. Галактионов., «Иммунология: Учебник» 1998