ЦИТОКИНЫ В ПАТОГЕНЕЗЕ ИНФЕКЦИОННЫХ И НЕИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА



Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Цитокины - это семейство полипептидных молекул, синтезируемых клетками организма и регулирующих эмбриогенез, ряд нормальных физиологических функций, защитные реакции при внедрении патогенов, а также развитие большинства патологических процессов, включая иммунопатологию, канцерогенез, сердечно-сосудистые нарушения и другие. В ходе изучения патогенеза этих состояний стало очевидно, что при гиперпродукции цитокинов данные эндогенные медиаторы могут превратиться из факторов защиты в факторы развития патологии. При инфекционных заболеваниях повышенный синтез цитокинов обусловлен взаимодействием патоген-ассоциированных молекулярных структур с рецепторами врожденного иммунитета, существующими для распознавания патогенов и запускающими развитие воспалительной защитной реакции в тканях. При развитии целого ряда неинфекционных заболеваний, включая аутоиммунные, аллергические и иные иммунопатологические процессы, цитокины также служат медиаторами формирования воспалительных изменений в тканях. При аутовоспалительных состояниях, в том числе при метаболическом синдроме, увеличение синтеза цитокинов происходит вследствие связывания рецепторами врожденного иммунитета эндогенных молекул опасности, синтезируемых клетками при хронических нарушениях гомеостаза организма. В обоих случаях цитокины вызывают целый ряд изменений в органах и тканях, приводящих к формированию клинических симптомов заболеваний человека. Научные изыскания в данной области привели к созданию цитокиновой теории развития заболеваний, согласно которой именно цитокины являются главными причинами развития патологии. В связи с этим в клинической практике кроме цитокиновой терапии, где препараты рекомбинантных цитокинов применяются для восполнения недостатка эндогенных медиаторов либо для изменения их нарушенного баланса, активно развивается сравнительно новое направление лечения, названное антицитокино-вой терапией. Оно направлено на удаление избытка эндогенных цитокинов, выступающих в качестве факторов развития и прогрессирования патологических состояний.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А С Симбирцев

Государственный НИИ особо чистых биопрепаратов ФМБА России

Email: simbirtsev@hpb-spb.com
Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Кетлинский С. А., Симбирцев А. С. Цитокины.- СПб.: Фолиант, 2008.- 552 с.
  2. Medzhitov R., Janeway C. Innate immunity: the virtues of a nonclonal system of recognition // Cell.- 1997.- Vol. 91.- P. 295-298.
  3. Matzinger P. The danger model: a renewed sense of self // Science.- 2002.- Vol. 296.- P.301-305
  4. Lemaitre B. The dorsoventral regulatory gene cassette spatzle/Toll/cactus controls the potent antifungal response in Drosophila adults // Cell.-1996.- Vol. 86.- P. 973-983.
  5. Poltorak A., He X., Smirnova I. et al. Defective LPS signaling in C3H/HeJ and C57Bl/10ScCr mice: mutations in Tlr4 gene // Science.-1998.- Vol. 282.- P. 2085-2088.
  6. Zarember K., Godowski P. Tissue expression of human Toll-like receptors and differential regulation of Toll-like receptor mRNAs in leukocytes in response to microbes, their products, and cytokines // J. Immunol.- 2002.- Vol. 168.- P. 554-561.
  7. Beutler B. Microbe sensing, positive feedback loops, and the pathogenesis of inflammatory diseases // Immunol. Rev.- 2009.- Vol. 227.-P. 248-263.
  8. Ting J., Lovering R., Alnemri E. et al. The NLR gene family: a standard nomenclature // Immunity.- 2008.- Vol. 28.- P. 285-287.
  9. Akira S., Takeda K. Toll-like receptor signaling // Nature Rev. Immunol.- 2004.- Vol. 4.- P. 499-511.
  10. Gay N., Keith F. Drosophila Toll and IL-1 receptor // Nature.- 1991.- Vol. 351.- P. 355-356.
  11. Caramalho I., Lopes-Carvalho T., Ostler D. et al. Regulatory T-cells selectively express Toll-like receptors and are activated by lipopolysaccharide // J. Exp. Med.- 2003.- Vol. 197.- P. 403-411.
  12. Kono H., Rock K. How dying cells alert the immune system to danger // Nat. Rev. Immunol.- 2008.- Vol. 8.- P.279-289
  13. Симбирцев А. С. Интерлейкин-1. Физиология, патология, клиника.- СПб.: Фолиант, 2011.- 480 с.
  14. Dinarello C. Immunological and Inflammatory Functions of the Interleukin-1 Family // Ann. Rev. Imm.- 2009.- Vol. 27.- P. 519-550.
  15. Wilson K. P., Black J. A., Thomson J. A. et al. Structure and mechanism of interleukin-1 beta converting enzyme // Nature.- 1994.-Vol. 370.- P. 270-273.
  16. Andrei C., Dazzi C., Lotti L. et al. The secretory route of the leaderless protein interleukin 1beta involves exocytosis of endolysosome-related vesicles // Mol. Biol. Cell.- 1999.- Vol. 10.- P. 1463-1475.
  17. Tschopp J., Martinon F., Burns K. NALPs: a novel protein family involved in inflammation // Nat. Rev. Mol. Cell Biol.- 2003.- Vol. 4.-P. 95-104.
  18. Martinon F., Tschopp J. Inflammatory caspases and inflammasomes: master switches of inflammation // Cell Death Differ.- 2007.- Vol. 14.-P. 10-22.
  19. Ye Z., Ting J. NLR, the nucleotide-binding domain leucine-rich repeat containing gene family // Curr. Opin. Immunol.- 2008.- Vol. 20.-P. 3-9.
  20. Pedra J., Cassel S., Sutterwala F. Sensing Pathogens and Danger Signals by the Inflammasome // Curr. Opin. Immunol.- 2009.- Vol. 21, № 1.- P. 10-16.
  21. Cassel S., Sutterwala F. Sterile inflammatory responses mediated by the NLRP3 inflammasome // Eur. J. Immunol.- 2010.- Vol. 40, № 3.- P. 607-611.
  22. Faustin B., Lartigue L., Bruey J. et al. Reconstituted NALP1 inflammasome reveals two-step mechanism of caspase-1 activation // Mol. Cell.-2007.- Vol. 25.- P. 713-724.
  23. Hsu L., Ali S., McGillivray S. et al. A NOD2-NALP1 complex mediates caspase-1-dependent IL-1beta secretion in response to Bacillus anthracis infection and muramyl dipeptide // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 2008.- Vol. 105.- P. 7803-7808.
  24. Miao E., Alpuche-Aranda C., Dors M. et al. Cytoplasmic flagellin activates caspase-1 and secretion of interleukin 1beta via Ipaf // Nat. Immunol.- 2006.- Vol. 7.- P. 569-575.
  25. Martinon F., Burns K., Tschopp J. The inflammasome: a molecular platform triggering activation of inflammatory caspases and processing of proIL-1β // Mol. Cell.- 2002.- Vol. 10.- P. 417-426.
  26. Netea M. G., Nold-Petry C. A., Nold M. F. et al. Differential requirement for the activation of the inflammasome for processing and release of IL-1beta in monocytes and macrophages // Blood.- 2009.- Vol. 113.- P. 2324-2335.
  27. Соловьев М. М., Симбирцев А. С., Петропавловская О. Ю. и др. Препарат «Беталейкин» в лечении гнойно-воспалительных заболеваний челюстно-лицевой области // Terra Medica.- 2003.- № 2.- С.14-16
  28. Саламатов А. В., Баринов О. В., Синенченко А. Г. и др. Эффективность рекомбинантного ИЛ-1 бета в лечении гнойно-деструктивных заболеваний легких и плевры // Цитокины и воспаление.- 2006.- Т. 5, № 4.- С. 39-45.
  29. Азнабаева Л. Ф., Шарипова Э. Р., Арефьева Н. А., Зайнуллина А. Г. Иммуногенетические особенности продукции интерлейкина-1 бета при затяжной и хронической (рецидивирующей) форме бактериального воспаления верхних дыхательных путей (гнойного риносинусита) // Медицинская иммунология.- 2007.- Т. 9, № 4-5.- С. 535-540.
  30. Beck G., Habicht G. S., Benach J. L., Miller F. Interleukin-1: a common endogenous mediator of inflammation and the local Shwartzman reaction // J. Immunol.- 1986.- Vol. 136.- P. 3025-3031.
  31. Bone R, Sprung C., Sibbald W. Definitions for sepsis and organ failure // Crit. Care Med.- 1992.- Vol. 20.- P. 724-726.
  32. Levy M., Fink M., Marshall J. et al. 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definitions Conference // Crit. Care Med.- 2003.- Vol. 31.- P. 1250-1256.
  33. Cavaillon J.-M., Adib-Conquy M., Fitting C. Cytokine cascade in sepsis // Scand. J. Infect. Dis.- 2003.- Vol. 35.- P. 535-544.
  34. Van Dissel J., van Langevelde P., Westendorp R. et al. Anti-inflammatory cytokine profile and mortality in febrile patients // Lancet.- 1998.-Vol. 351.- P. 950-953.
  35. Monneret G. How to identify systemic sepsis-induced immunoparalysis // Adv. Sepsis.- 2005.- Vol. 4.- P. 42-49.
  36. McInnes I., Schett G. Cytokines in the pathogenesis of rheumatoid arthritis // Nat. Rev. Immunol.- 2007.- Vol. 7.- P. 429-442.
  37. Schulze-Koops H., Kalden J. The balance of Th1/Th2 cytokines in rheumatoid arthritis // Best Pract. Res. Clin. Rheumatol.- 2001.-Vol. 15.- P. 677-691.
  38. Lubberts E., Koenders M., van den Berg W. The role of T-cell interleukin-17 in conducting destructive arthritis: lessons from animal models // Arthritis Res. Ther.- 2005.- Vol. 7.- P. 29-37.
  39. Zhu S., Qian Y. IL-17/IL-17 receptor system in autoimmune disease // Clin.Science.- 2012.- Vol. 122.- P. 487-511.
  40. Ehrenstein M., Evans J., Singh A. et al. Compromised function of regulatory T cells in rheumatoid arthritis and reversal by anti-TNF alpha therapy // J. Exp. Med.- 2004.- Vol. 200.- P. 277-285.
  41. Nie H., Zheng Y., Li R. et al. Phosphorylation of FOXP3 controls regulatory T cell function and is inhibited by TNF-α in rheumatoid arthritis // Nature Med.- 2013.- Vol. 19.- P. 322-328.
  42. Horai R., Saijo S., Tanioka H. Development of chronic inflammatory artropathy resembling rheumatoid arthritis in interleukin-1 receptor antagonist deficient mice // J. Exp. Med.- 2000.- Vol. 191.- P. 313-320.
  43. Hoffman H., Rosengren S., Boyle D. et al. Prevention of cold-associated acute inflammation in familial cold autoinflammatory syndrome by interleukin-1 receptor antagonist // Lancet.- 2004.- Vol. 364.- P. 1779-1785.
  44. Ouchi N., Parker J., Lugus J., Walsh K. Adipokines in inflammation and metabolic disease // Nat.Rev.Immunol.- 2011.- Vol. 11.- P. 85-97.
  45. Lau D., Dhillon B., Yan H. et al. Adipokines: molecular links between obesity and atherosclerosis // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol.- 2005.- Vol. 288.- P. 2031-2041.
  46. Bastard J., Jardel C., Bruckert E. et al. Elevated levels of interleukin-6 are reduced in serum and subcutaneous adipoise tissue of obese women after weight loss // J. Clin. Endocrinol. Metab.- 2000.- Vol. 85.- P. 3338-3342.
  47. Dandona P., Weinstock R., Thusu K. et al. Tumor necrosis factor-а in sera of obese patients: fall with weight loss // J.Clin.Endocrinol.Metab.- 1998.- Vol. 83.- P. 2907-2910.
  48. Vona-Davis L., Rose D. Adipokines as endocrine, paracrine, and autocrine factors in breast cancer risk and progression // Endocrine-Related Cancer.- 2007.- Vol. 14.- P. 189-206.
  49. Vandanmagsar B., Youm Y.-H., Ravussin A. et al. The NLRP3 inflammasome instigates obesity-induced inflammation and insulin resistance // Nature Med.- 2011.- Vol. 17.- P. 179-188.
  50. McGonagle D., McDermott M. A proposed classification of the immunological diseases // PLoS Med.- 2006.- Vol. 3.- P. e297
  51. Mandrup-Poulsen T. Apoptotic signal transduction pathways in diabetes // Biochem. Pharmacol.- 2003.- Vol. 66.- P.1433-1440.
  52. Maedler K., Sergeev P., Ris F. et al. Glucose-induced beta-cell production of IL-1beta contributes to glucotoxicity in human pancreatic islets // J. Clin. Invest.- 2002.- Vol. 110.- P. 851-860.
  53. Schroder K., Tschopp J. The inflammasomes // Cell.- 2010.- Vol. 140.- P. 821-832.
  54. De Nardo D., Latz E. NLRP3 inflammasomes link inflammation and metabolic disease // Trends Immunol.- 2011.- Vol. 32.-P. 373-379.
  55. Grant R., Dixit W. Mechanisms of disease: inflammasome activation and the development of type 2 diabetes // Front. Immunol.- 2013.-Vol. 4.- P. 50.
  56. Donath M., Shoelson S. Type 2 diabetes as an inflammatory disease // Nat. Rev. Immunol.- 2011.- Vol. 11.- P. 98-107.
  57. Larsen C., Faulenbach M., Vaag A. et al. Interleukin-1-receptor antagonist in type 2 diabetes mellitus // N. Engl. J. Med.- 2007.-Vol. 356.- P. 1517-1526.
  58. Monaco C., Paleolog E. Nuclear factor kappa B: a potential therapeutic target in atherosclerosis and thrombosis // Cardiovasc.Res.- 2004.-Vol. 61.- P. 671-682.
  59. Frostegard J., Ulfgren A., Nyberg P. et al. Cytokine expression in advanced human atherosclerotic plaques: dominance of pro-inflammatory (Th1) and macrophage-stimulating cytokines // Atherosclerosis.- 1999.- Vol. 145.- P. 33-43.
  60. Lahoute C., Herbin O., Mallat Z., Tedgui A. Adaptive immunity in atherosclerosis: mechanisms and future therapeutic targets // Nat. Rev. Cardiology.- 2011.- Vol. 8.- P. 348-358.
  61. Frangogiannis N. The immune system and cardiac repair // Pharmacol.Res.- 2008.- Vol. 58.- P. 88-111.
  62. Arslan F., de Kleijn D., Pasterkamp G. Innate immune signaling in cardiac ischemia // Nature Reviews Cardiology.- 2011.- Vol. 8.-P. 292-300.
  63. Vinten-Johansen J. Involvement of neutrophils in the pathogenesis of lethal myocardial reperfusion injury // Cardiovasc. Res.- 2004.-Vol. 61.- P. 481-497.
  64. Ionita M., Arslan F., de Kleijn D., Pasterkamp G. Endogenous inflammatory molecules engage Toll-like receptors in cardiovascular disease // J. Innate. Immun.- 2010.- Vol. 2.- P. 307-315.
  65. Tsan M., Gao B. Endogenous ligands of Toll-like receptors // J. Leukoc. Biol.- 2004.- Vol. 76.- P. 514-519.
  66. Jordan J., Zhao Z., Vinten-Johansen J. The role of neutrophils in myocardial ischemia-reperfusion injury // Cardiovasc.Res.- 1999.-Vol. 43.- Р. 860-878.
  67. Sekido N., Mukaida N., Harada A. et al. Prevention of lung reperfusion injury in rabbits by a monoclonal antibody against IL-8 // Nature.-1993.- Vol. 365.- P. 654-657.
  68. Lindahl B., Toss H., Siegbahn A. et al. Markers of myocardial damage and inflammation in relation to long-term mortality in unstable coronary artery disease // New Engl. J. Med.- 2000.- Vol. 343.- Р. 1139-1147.
  69. Deten A., Volz H., Briest W. Zimmer H. Cardiac cytokine expression is up-regulated in the acute phase after myocardial infarction. Experimental studies in rats // Cardiovasc. Res.- 2002.- Vol. 55.- Р. 329-340.
  70. Takano H., Ohtsuka M., Akazawa H. et al. Pleiotropic effects of cytokines on acute myocardial infarction: G-CSF as a novel therapy for acute myocardial infarction // Curr. Pharmacol. Descriptions.- 2003.- Vol. 9.- Р. 1121-1127.
  71. Kovacic J., Muller D., Graham R. Actions and therapeutic potential of G-CSF and GM-CSF in cardiovascular disease // J. Mol. Cell. Cardiol.- 2007.- Vol. 42.- P. 19-33.
  72. Lipsic E., Schoemaker R., van der Meer P. et al. Protective effects of erythropoietin in cardiac ischemia: from bench to bedside // J. Am. Coll. Cardiol.- 2006.- Vol. 48.- P. 2161-2167.
  73. Tracey K. Physiology and immunology of the cholinergic antiinflammatory pathway // J. Clin. Invest.- 2007.- Vol. 117.- P. 289-296.
  74. Bennett I. et al. The effectiveness of hydrocortisone in the management of severe infection // JAMA.- 1963.- Vol. 183.- P. 462-465.
  75. Davis C., Brown K., Douglas H. et al. Prevention of death from endotoxin with antisera. I. The risk of fatal anaphylaxis to endotoxin // J. Immunol.- 1969.- Vol. 102.- P. 563-572.
  76. Tracey K., Fong Y., Hesse D. et al. Anti-cachectin/TNF monoclonal antibodies prevent septic shock during lethal bacteraemia // Nature.- 1987.- Vol. 330.- P. 662-664.
  77. Martinon F., Tschopp J. Inflammatory caspases and inflammasomes: master switches of inflammation // Cell Death Differ.- 2007.- Vol. 14.-P. 10-22.
  78. Симбирцев А. С. Достижения и перспективы использования рекомбинантных цитокинов в клинической практике // Медицинский академический журнал. - 2013. Т. 13, № 1. - С. 7-22.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Симбирцев А.С., 2013

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах