Các chất trung gian gây viêm và tín hiệu cytokine

Viêm là phản ứng phối hợp của vật chủ đối với nhiễm trùng và tổn thương mô, được điều phối chủ yếu bởi các cytokine và các chất trung gian hòa tan khác. Các phân tử tín hiệu này hoạt động cục bộ và toàn thân để tuyển mộ bạch cầu, thay đổi trương lực và tính thấm mạch máu, đồng thời định hướng cường độ và đặc tính của cả phản ứng miễn dịch bẩm sinh và thích ứng.

Definition

Cytokine là các protein nhỏ được tiết ra hoạt động như các chất truyền tin giữa các tế bào, liên kết với các thụ thể đặc hiệu để điều hòa sự tăng trưởng, biệt hóa, tuyển mộ và hoạt hóa của các tế bào miễn dịch và các tế bào khác; viêm là phản ứng mô tích hợp mà chúng phối hợp để đáp lại nhiễm trùng hoặc tổn thương.

Scope

Chủ đề này bao gồm các đặc điểm chính của viêm, các họ cytokine tiền viêm chính và tín hiệu của chúng, thể viêm (inflammasome) như một nền tảng cho sự hoạt hóa họ IL-1, và các chất trung gian điều hòa đối kháng giúp giải quyết viêm. Chủ đề này xem xét viêm như một cơ chế trong miễn dịch bẩm sinh và không phải là hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Các chương trình viêm được kích hoạt như thế nào bởi các tín hiệu vi sinh vật và tổn thương?
• Các họ cytokine nào thúc đẩy, khuếch đại và giải quyết viêm?
• Các thể viêm (inflammasome) chuyển đổi cảm nhận thành sự giải phóng cytokine họ IL-1 trưởng thành như thế nào?
• Viêm được giải quyết như thế nào để hạn chế tổn thương mô phụ?

Key concepts

• Các dấu hiệu chính của viêm
• Các cytokine tiền viêm (TNF, IL-1, IL-6)
• Interferon loại I và loại II
• Chemokine và sự tuyển mộ bạch cầu
• Thể viêm (inflammasome) và sự trưởng thành của IL-1
• Phản ứng pha cấp
• Các chất trung gian chống viêm và tiền giải quyết (IL-10)
• Viêm vô trùng so với viêm nhiễm trùng

Mechanisms

Sự gắn kết của các thụ thể nhận dạng mẫu với các tín hiệu vi sinh vật hoặc tổn thương sẽ kích hoạt các yếu tố phiên mã như NF-kappaB, gây ra các cytokine tiền viêm bao gồm TNF, IL-1 và IL-6 cùng với các chemokine tuyển mộ bạch cầu. Các cytokine hoạt động thông qua các chuỗi tín hiệu liên kết với thụ thể, bao gồm con đường JAK-STAT đối với nhiều interferon và interleukin, để lập trình lại các tế bào đích. Thể viêm (inflammasome), một phức hợp đa protein trong bào tương, kích hoạt caspase-1 để cắt pro-IL-1-beta và pro-IL-18 thành dạng hoạt động của chúng, cung cấp một điểm kiểm soát thứ hai giữa việc cảm nhận và tiết ra. Phản ứng này được đối kháng bởi các chất trung gian chống viêm và tiền giải quyết, chẳng hạn như IL-10, giúp kiềm chế sản xuất cytokine và thúc đẩy sự trở lại trạng thái cân bằng nội môi, cân bằng giữa bảo vệ vật chủ và tổn thương mô.

Clinical relevance

Sinh học cytokine là cơ sở của sốt và phản ứng pha cấp, sinh lý bệnh của nhiễm trùng huyết và các trạng thái giải phóng cytokine, bệnh viêm mạn tính và tự viêm, và cơ sở lý luận cho các liệu pháp sinh học nhắm mục tiêu cytokine. Mục này mô tả các cơ chế để tham khảo và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Các mô tả phản ánh các đánh giá đã được thiết lập về viêm và tín hiệu cytokine hơn là bằng chứng lâm sàng định lượng hoặc hướng dẫn thực hành.

History

Các dấu hiệu chính của viêm đã được mô tả từ thời cổ đại, nhưng cơ sở phân tử của nó xuất hiện vào thế kỷ XX với việc xác định các cytokine như interferon, yếu tố hoại tử khối u và interleukin. Việc phát hiện ra thể viêm (inflammasome) vào những năm 2000 đã làm rõ cách thức cảm nhận nguy hiểm được kết nối với sự trưởng thành của cytokine họ IL-1, tích hợp viêm với bộ máy cảm nhận bẩm sinh rộng lớn hơn.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa cytokine và chemokine là gì?

Chemokine là một tập hợp con được xác định về cấu trúc của cytokine mà chức năng chính của chúng là định hướng sự di chuyển của bạch cầu dọc theo gradient nồng độ. Danh mục cytokine rộng hơn cũng bao gồm các chất trung gian điều hòa sự tăng trưởng, biệt hóa và hoạt hóa tế bào chứ không phải hóa ứng động.

Thể viêm (inflammasome) làm gì?

Thể viêm (inflammasome) là một phức hợp protein trong bào tương mà khi cảm nhận được một số tín hiệu vi sinh vật hoặc nguy hiểm, sẽ kích hoạt caspase-1 để chuyển đổi tiền chất IL-1-beta và IL-18 thành dạng hoạt động được tiết ra của chúng, cung cấp một yếu tố kích hoạt được kiểm soát cho tín hiệu viêm mạnh mẽ.