염증 매개체 및 사이토카인 신호전달

염증은 감염 및 조직 손상에 대한 숙주의 조직화된 반응으로, 주로 사이토카인 및 기타 가용성 매개체에 의해 조율됩니다. 이러한 신호 분자들은 국소적으로 그리고 전신적으로 작용하여 백혈구를 모집하고, 혈관 긴장도와 투과성을 변경하며, 선천성 및 적응성 면역 반응의 크기와 특성을 지시합니다.

Definition

사이토카인은 세포 간 메신저 역할을 하는 작은 분비 단백질로, 특정 수용체에 결합하여 면역 세포 및 기타 세포의 성장, 분화, 모집 및 활성화를 조절합니다. 염증은 감염 또는 손상에 반응하여 이들이 조율하는 통합된 조직 반응입니다.

Scope

이 주제는 염증의 주요 특징, 주요 전염증성 사이토카인 계열 및 그 신호전달, IL-1 계열 활성화를 위한 플랫폼으로서의 인플라마좀, 그리고 염증을 해결하는 역조절 매개체를 다룹니다. 이는 선천성 면역의 기전적 주제로 다루어지며 임상적 지침은 아닙니다.

Core questions

• 미생물 및 손상 신호에 의해 염증 프로그램이 어떻게 유발되는가?
• 어떤 사이토카인 계열이 염증을 유도하고, 증폭하며, 해결하는가?
• 인플라마좀은 감지를 어떻게 성숙한 IL-1 계열 사이토카인 방출로 전환시키는가?
• 부수적인 조직 손상을 제한하기 위해 염증은 어떻게 해결되는가?

Key concepts

• 염증의 주요 징후
• 전염증성 사이토카인 (TNF, IL-1, IL-6)
• 제1형 및 제2형 인터페론
• 케모카인 및 백혈구 모집
• 인플라마좀 및 IL-1 성숙
• 급성기 반응
• 항염증 및 해결 촉진 매개체 (IL-10)
• 무균성 염증 대 감염성 염증

Mechanisms

미생물 또는 손상 신호에 의한 패턴 인식 수용체(pattern-recognition receptors)의 결합은 NF-κB와 같은 전사 인자를 활성화하여 TNF, IL-1, IL-6를 포함한 전염증성 사이토카인과 백혈구를 모집하는 케모카인을 유도합니다. 사이토카인은 많은 인터페론과 인터루킨의 JAK-STAT 경로를 포함한 수용체 결합 신호전달 캐스케이드를 통해 작용하여 표적 세포를 재프로그래밍합니다. 세포질 내 다중 단백질 복합체인 인플라마좀(inflammasome)은 카스파제-1(caspase-1)을 활성화하여 전구체 IL-1-베타(pro-IL-1-beta)와 전구체 IL-18(pro-IL-18)을 활성 형태로 절단함으로써 감지(sensing)와 분비(secretion) 사이의 두 번째 체크포인트를 제공합니다. 이 반응은 사이토카인 생성을 억제하고 항상성으로의 복귀를 촉진하는 IL-10과 같은 항염증 및 해결 촉진 매개체에 의해 상쇄되어, 조직 손상에 대한 숙주 방어의 균형을 이룹니다.

Clinical relevance

사이토카인 생물학은 발열 및 급성기 반응, 패혈증 및 사이토카인 방출 상태의 병태생리, 만성 염증성 및 자가염증성 질환, 그리고 사이토카인 표적 생물학적 치료법의 근거를 뒷받침합니다. 이 항목은 참고를 위한 기전을 설명하며, 개별 진단 또는 치료의 근거가 아닙니다.

Evidence & guidelines

설명은 정량적 임상 증거 또는 진료 지침보다는 염증 및 사이토카인 신호전달에 대한 확립된 검토를 반영합니다.

History

염증의 주요 징후는 고대에 기술되었지만, 그 분자적 기반은 20세기에 인터페론, 종양 괴사 인자, 인터루킨과 같은 사이토카인의 발견과 함께 나타났습니다. 2000년대 인플라마좀의 발견은 위험 감지(danger sensing)가 IL-1 계열 사이토카인 성숙과 어떻게 연결되는지를 명확히 하여, 염증을 더 넓은 선천성 감지 장치와 통합시켰습니다.

Key figures

• Charles Janeway
• Jurg Tschopp
• Shizuo Akira
• Bharat Aggarwal

Seminal works

• takeuchi-2010
• schroder-2010
• chen-2010

Frequently asked questions

사이토카인과 케모카인의 차이점은 무엇인가요?

케모카인은 구조적으로 정의된 사이토카인의 하위 집합으로, 주요 기능은 농도 기울기를 따라 백혈구의 이동을 지시하는 것입니다. 더 넓은 사이토카인 범주에는 화학주성(chemotaxis)보다는 세포 성장, 분화 및 활성화를 조절하는 매개체도 포함됩니다.

인플라마좀은 어떤 역할을 하나요?

인플라마좀은 세포질 내 단백질 복합체로, 특정 미생물 또는 위험 신호를 감지하면 카스파제-1을 활성화하여 전구체 IL-1-베타와 IL-18을 활성 분비 형태로 전환시켜 강력한 염증 신호전달을 위한 통제된 방아쇠를 제공합니다.