Медиаторы воспаления и цитокиновая сигнализация

Воспаление — это скоординированный ответ организма на инфекцию и повреждение тканей, который в значительной степени регулируется цитокинами и другими растворимыми медиаторами. Эти сигнальные молекулы действуют локально и системно, привлекая лейкоциты, изменяя сосудистый тонус и проницаемость, а также определяя величину и характер как врожденного, так и адаптивного иммунного ответа.

Definition

Цитокины — это небольшие секретируемые белки, которые действуют как межклеточные посредники, связываясь со специфическими рецепторами для регуляции роста, дифференцировки, привлечения и активации иммунных и других клеток; воспаление — это интегрированный тканевой ответ, который они координируют в ответ на инфекцию или повреждение.

Scope

Эта тема охватывает основные признаки воспаления, основные семейства провоспалительных цитокинов и их сигнализацию, инфламмасому как платформу для активации семейства IL-1, а также контррегуляторные медиаторы, разрешающие воспаление. Воспаление рассматривается как механистическая тема врожденного иммунитета и не является клиническим руководством.

Core questions

• Как запускаются воспалительные программы микробными сигналами и сигналами повреждения?
• Какие семейства цитокинов вызывают, усиливают и разрешают воспаление?
• Как инфламмасомы преобразуют распознавание в высвобождение зрелых цитокинов семейства IL-1?
• Как разрешается воспаление, чтобы ограничить сопутствующее повреждение тканей?

Key concepts

• Кардинальные признаки воспаления
• Провоспалительные цитокины (TNF, IL-1, IL-6)
• Интерфероны I и II типа
• Хемокины и привлечение лейкоцитов
• Инфламмасома и созревание IL-1
• Реакция острой фазы
• Противовоспалительные и проразрешающие медиаторы (IL-10)
• Стерильное против инфекционного воспаления

Mechanisms

Взаимодействие рецепторов распознавания образов с микробными или повреждающими сигналами активирует факторы транскрипции, такие как NF-kappaB, индуцируя провоспалительные цитокины, включая TNF, IL-1 и IL-6, наряду с хемокинами, которые привлекают лейкоциты. Цитокины действуют через связанные с рецепторами сигнальные каскады, включая путь JAK-STAT для многих интерферонов и интерлейкинов, чтобы перепрограммировать клетки-мишени. Инфламмасома, цитозольный мультибелковый комплекс, активирует каспазу-1 для расщепления про-IL-1-бета и про-IL-18 на их активные формы, обеспечивая вторую контрольную точку между распознаванием и секрецией. Ответ купируется противовоспалительными и проразрешающими медиаторами, такими как IL-10, которые подавляют выработку цитокинов и способствуют возвращению к гомеостазу, балансируя защиту организма с повреждением тканей.

Clinical relevance

Биология цитокинов лежит в основе лихорадки и реакции острой фазы, патофизиологии сепсиса и состояний высвобождения цитокинов, хронических воспалительных и аутовоспалительных заболеваний, а также обоснования таргетной биологической терапии цитокинами. Эта статья описывает механизмы для справки и не является основанием для индивидуальной диагностики или лечения.

Evidence & guidelines

Описания отражают устоявшиеся обзоры воспаления и цитокиновой сигнализации, а не количественные клинические данные или практические рекомендации.

History

Кардинальные признаки воспаления были описаны в древности, но его молекулярная основа появилась в двадцатом веке с идентификацией цитокинов, таких как интерфероны, фактор некроза опухоли и интерлейкины. Открытие инфламмасомы в 2000-х годах прояснило, как распознавание опасности связано с созреванием цитокинов семейства IL-1, интегрируя воспаление с более широким аппаратом врожденного распознавания.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

В чем разница между цитокином и хемокином?

Хемокины — это структурно определенная подгруппа цитокинов, основная функция которых заключается в направлении миграции лейкоцитов вдоль градиентов концентрации. Более широкая категория цитокинов также включает медиаторы, которые регулируют рост, дифференцировку и активацию клеток, а не хемотаксис.

Что делает инфламмасома?

Инфламмасома — это цитозольный белковый комплекс, который при распознавании определенных микробных сигналов или сигналов опасности активирует каспазу-1 для превращения предшественников IL-1-бета и IL-18 в их активные секретируемые формы, обеспечивая контролируемый запуск мощной воспалительной сигнализации.