stringtranslate.com

Интерферон тау

Интерферон тау (IFNτ, IFNT) — это интерферон I типа , состоящий из одной цепочки аминокислот . IFN-τ был впервые обнаружен у жвачных животных как сигнал для распознавания беременности матерью и первоначально назван овечьим трофобластным белком-1 (oTP-1). Он выполняет множество физиологических функций в матке млекопитающих , а также обладает противовоспалительным эффектом, помогающим защищать полуаллогенную трофэктодерму зачатка от материнской иммунной системы. [1] [2]

Гены IFN-τ были обнаружены только у жвачных животных, относящихся к отряду Artidactyla , и были идентифицированы множественные полиморфизмы и несколько вариантов IFN-τ. [3] Хотя было показано, что IFN-τ не вырабатывается у людей, клетки человека и мыши реагируют на его эффекты. IFN-τ связывается с теми же рецепторами IFN, что и IFN-α , и индуцирует внутриклеточную сигнализацию через STAT1 , STAT2 и Tyk2 . Это приводит к выработке противовирусных и иммуномодулирующих цитокинов , включая IL-4 , IL-6 и IL-10 . [4]

Структура

IFN-τ состоит из 172 аминокислот с двумя дисульфидными мостиками (1–99, 29–139) и аминоконцевым пролином . Подобно другим интерферонам типа I, IFN-τ связывается с рецептором интерферона-альфа/бета (IFNAR). [5]

Его молекулярный вес составляет от 19 до 24 кДа, в зависимости от состояния гликозилирования. Не все варианты IFN-τ гликозилированы. Бычий IFN-τ N-гликозилирован в ASN78, козий IFN-τ представляет собой комбинацию негликозилированной и гликозилированной форм, а овечий IFN-τ не гликозилирован. [6] Сайт связывания рецептора находится на С-конце , биологически активный сайт расположен на N-конце . [7]

По сравнению с другими интерферонами, IFN-τ разделяет около 75% своей идентичности с IFN-ω, который можно довольно часто обнаружить у млекопитающих. Однако анализ Саузерн-блоттинга и данные геномного секвенирования доказали, что гены, кодирующие IFN-τ, можно обнаружить только у жвачных животных. [8] Исследования также показывают 85% идентичности последовательностей между человеческим трофобластным IFN в плацентарных трофобластных клетках и IFN-τ. [9]

Функция и биологическая активность

IFN-τ конститутивно секретируется трофобластом и эндометриальными клетками во время беременности овец. Его секреция начинается примерно на десятый день и увеличивается между 13 и 16 днями, когда она достигает своего пика, а затем прекращается после 24 дня беременности. IFN-τ необходим для поддержания уровней продукции прогестерона желтым телом для распознавания беременности матерью , и вместе с прогестероном увеличивает экспрессию генов для транспортировки питательных веществ в просвет матки, факторов роста для кроветворения и ангиогенеза и других молекул, которые имеют решающее значение для имплантации и плацентации. [1] [10] Он имеет как эндокринные, так и паракринные эффекты, иммуномодулирующее влияние на несколько типов клеток, включая нейтрофилы , и антипролиферативное, антилютеолитическое и иммуносупрессивное действие на эндометрий. [11] [12]

IFN-τ связывается с рецептором клеточной мембраны IFNAR и вызывает димеризацию его субъединиц, IFNAR1 и IFNAR2 , что приводит к активации канонических и неканонических сигнальных путей. Канонический путь включает сигнальный трансдуктор Янус-киназы и активатор транскрипционно-интерферонового регуляторного фактора ( JAK - STAT - IRF ). [13] [14] Это приводит к индукции классических генов, стимулируемых интерфероном (ISG). [15] Неканонический сигнальный путь включает каскады митоген-активируемой протеинкиназы (MAPK) и фосфатидилинозитол-3-киназы тимомы вирусного протоонкогена 1 ( PI3K - AKT1 ). [16]

IFN-τ также может стимулировать экспрессию интерлейкинов IL-6 и IL-8 . Однако этот механизм зависит не от STAT1, а от STAT3 . [17]

Синтетический ген овечьего IFN-τ был получен с использованием дрожжевой системы Pichia pastoris . Рекомбинантный IFN-τ обладал теми же противовирусными, антилютеолитическими и иммуносупрессивными свойствами, что и нативный IFN-τ. [2]

Клиническое применение

Понимание роли IFN-τ в распознавании беременности у жвачных животных и механизма его действия привело к его использованию в диагностике беременности, поскольку его можно измерить непосредственно в крови, а знание его действия может быть использовано для повышения репродуктивной эффективности у жвачных животных. [18] [19]

Поскольку действие IFN-τ не ограничивается жвачными животными и беременностью, его противовоспалительные свойства изучались в качестве средства для лечения диабета . [20] [21] Мыши NOD , которым вводили IFN-τ перорально, внутрибрюшинно или подкожно, показали замедление или даже торможение развития диабета. [22]

IFN-τ способен подавлять репликацию вируса иммунодефицита человека in vitro более эффективно, чем человеческий IFN-α. Было замечено, что IFN-τ снижает внутриклеточную РНК ВИЧ в макрофагах человека и подавляет обратную транскрипцию вирусной РНК в провирусную ДНК . [23] Из-за разницы как в селективности отдельных N-концов по отношению к рецепторам, так и в разной степени авидности рецепторов, IFN-τ проявляет гораздо меньшую цитотоксичность, чем IFNT-α. [7] Это может быть полезно при лечении вирусных заболеваний. IFN-τ также продемонстрировал биологические эффекты против вируса гриппа . [24] Однако IFN-τ имеет высокую видовую специфичность, что может вызвать значительное снижение биологической активности при введении другому виду. [25]

Ссылки

  1. ^ ab Bazer FW, Ying W, Wang X, Dunlap KA, Zhou B, Johnson GA, Wu G (март 2015 г.). «Многоликость интерферона тау». Аминокислоты . 47 (3): 449–60. doi :10.1007/s00726-014-1905-x. PMID  25557050. S2CID  14940718.
  2. ^ ab Imakawa K, Bai R, Nakamura K, Kusama K (июль 2017 г.). «Тридцать лет исследований интерферона-тау; Прошлое, настоящее и будущие перспективы». Animal Science Journal . 88 (7): 927–936. doi : 10.1111/asj.12807 . PMID  28504476.
  3. ^ Li SF, Gong MJ, Zhao FR, Shao JJ, Xie YL, Zhang YG, Chang HY (2018). «Интерфероны типа I: различная биологическая активность и современное применение при вирусной инфекции». Клеточная физиология и биохимия . 51 (5): 2377–2396. doi : 10.1159/000495897 . PMID  30537741.
  4. ^ Graber JJ, Dhib-Jalbut S (2014). «Интерфероны». Энциклопедия неврологических наук . Elsevier. стр. 718–723. doi :10.1016/b978-0-12-385157-4.00182-2. ISBN 978-0-12-385158-1.
  5. ^ Choi Y, Johnson GA, Burghardt RC, Berghman LR, Joyce MM, Taylor KM и др. (октябрь 2001 г.). «Фактор регуляции интерферона-два ограничивает экспрессию генов, стимулируемых интерфероном, в строме эндометрия и железистом эпителии матки овец». Biology of Reproduction . 65 (4): 1038–49. doi : 10.1095/biolreprod65.4.1038 . PMID  11566724.
  6. ^ Bazer FW, Spencer TE, Ott TL (июнь 1997 г.). «Интерферон тау: новый сигнал распознавания беременности». American Journal of Reproductive Immunology . 37 (6): 412–20. doi :10.1111/j.1600-0897.1997.tb00253.x. PMID  9228295. S2CID  2928770.
  7. ^ ab Pontzer CH, Ott TL, Bazer FW, Johnson HM (июнь 1994 г.). «Исследования структуры/функции с интерфероном тау: доказательства множественных активных участков». Журнал исследований интерферонов . 14 (3): 133–41. doi :10.1089/jir.1994.14.133. PMID  7930760.
  8. ^ Leaman DW, Roberts RM (февраль 1992 г.). «Гены интерферонов трофобласта у овец, коз и овцебыков и распределение родственных генов среди млекопитающих». Журнал исследований интерферонов . 12 (1): 1–11. doi :10.1089/jir.1992.12.1. PMID  1374107.
  9. ^ DeCarlo CA, Severini A, Edler L, Escott NG, Lambert PF, Ulanova M, Zehbe I (октябрь 2010 г.). «IFN-κ, новый тип I IFN, не обнаруживается в HPV-положительных цервикальных кератиноцитах человека». Лабораторные исследования; Журнал технических методов и патологии . 90 (10): 1482–91. doi : 10.1038/labinvest.2010.95 . PMID  20479716.
  10. ^ Roberts RM (октябрь 2007 г.). «Интерферон-тау, интерферон типа 1, участвующий в распознавании беременности матерью». Обзоры цитокинов и факторов роста . 18 (5–6): 403–8. doi :10.1016/j.cytogfr.2007.06.010. PMC 2000448. PMID  17662642 . 
  11. ^ Manjari P, Hyder I, Kapoor S, Senthilnathan M, Dang AK (декабрь 2018 г.). «Изучение зависящих от концентрации действий интерферона-τ на бычьих нейтрофилах для понимания процесса имплантации». Journal of Cellular Biochemistry . 119 (12): 10087–10094. doi :10.1002/jcb.27345. PMID  30171720. S2CID  206028552.
  12. ^ Shirasuna K, Matsumoto H, Matsuyama S, Kimura K, Bollwein H, Miyamoto A (сентябрь 2015 г.). «Возможная роль интерферона тау в желтом теле коровы и нейтрофилах на ранних сроках беременности». Reproduction . 150 (3): 217–25. doi : 10.1530/REP-15-0085 . PMID  26078085.
  13. ^ Брукс К, Спенсер ТЕ (февраль 2015 г.). «Биологическая роль интерферона тау (IFNT) и рецепторов IFN типа I в удлинении овечьего зачатка». Биология репродукции . 92 (2): 47. doi : 10.1095/biolreprod.114.124156 . PMID  25505203.
  14. ^ Spencer TE, Ott TL, Bazer FW (май 1998). «Экспрессия факторов регуляции интерферона один и два в эндометрии овец: эффекты беременности и тау-интерферона овец». Biology of Reproduction . 58 (5): 1154–62. doi : 10.1095/biolreprod58.5.1154 . PMID  9603248.
  15. ^ Stewart MD, Stewart DM, Johnson GA, Vyhlidal CA, Burghardt RC, Safe SH и др. (январь 2001 г.). «Интерферон-тау активирует множественные сигнальные преобразователи и активаторы транскрипционных белков и оказывает комплексное воздействие на транскрипцию генов, чувствительных к интерферону, в эпителиальных клетках эндометрия овец». Эндокринология . 142 (1): 98–107. doi : 10.1210/endo.142.1.7891 . PMID  11145571.
  16. ^ Platanias LC (май 2005 г.). «Механизмы сигнализации, опосредованной интерфероном типа I и типа II». Nature Reviews. Иммунология . 5 (5): 375–86. doi : 10.1038/nri1604 . PMID  15864272.
  17. ^ Tanikawa N, Seno K, Kawahara-Miki R, Kimura K, Matsuyama S, Iwata H и др. (октябрь 2017 г.). «Интерферон тау регулирует выработку цитокинов и клеточную функцию в клеточной линии трофобласта человека». Журнал исследований интерферонов и цитокинов . 37 (10): 456–466. doi :10.1089/jir.2017.0057. PMID  29028431.
  18. ^ Hansen TR, Sinedino LD, Spencer TE (ноябрь 2017 г.). «Паракринное и эндокринное действие интерферона тау (IFNT)». Репродукция . 154 (5): F45–F59. doi : 10.1530/REP-17-0315 . PMID  28982937.
  19. ^ Bazer FW, Thatcher WW (ноябрь 2017 г.). «Хроника открытия интерферона тау». Репродукция . 154 (5): F11–F20. doi :10.1530/REP-17-0257. PMC 5630494. PMID  28747540 . 
  20. ^ Ying W, Kanameni S, Chang CA, Nair V, Safe S, Bazer FW, Zhou B (2014-06-06). Zissel G (ред.). «Интерферон тау облегчает вызванное ожирением воспаление жировой ткани и резистентность к инсулину, регулируя поляризацию макрофагов». PLOS ONE . ​​9 (6): e98835. Bibcode :2014PLoSO...998835Y. doi : 10.1371/journal.pone.0098835 . PMC 4048269 . PMID  24905566. 
  21. ^ Tekwe CD, Lei J, Yao K, Rezaei R, Li X, Dahanayaka S и др. (2013). «Пероральное введение интерферона тау усиливает окисление энергетических субстратов и снижает ожирение у диабетических жировых крыс Цукера». BioFactors . 39 (5): 552–63. doi :10.1002/biof.1113. PMC 3786024 . PMID  23804503. 
  22. ^ Sobel DO, Ahvazi B, Amjad F, Mitnaul L, Pontzer C (ноябрь 2008 г.). «Интерферон-тау подавляет развитие диабета у мышей NOD». Аутоиммунитет . 41 (7): 543–53. doi :10.1080/08916930802194195. PMID  18608174. S2CID  20611672.
  23. ^ Maneglier B, Rogez-Kreuz C, Dereuddre-Bosquet N, Martal J, Devillier P, Dormont D, Clayette P (ноябрь 2008 г.). "[Эффекты IFN-tau против ВИЧ в макрофагах человека: роль клеточных противовирусных факторов и интерлейкина-6]". Pathologie-Biologie (на французском языке). 56 (7–8): 492–503. doi :10.1016/j.patbio.2008.06.002. PMID  18842358.
  24. ^ Мартин В., Паскуаль Э., Авиа М., Ранхель Г., де Молина А., Алехо А., Севилья Н. (январь 2016 г.). Шульц-Черри С. (ред.). «Рекомбинантный аденовирус, экспрессирующий тау-интерферон овцы, предотвращает летальность у мышей, вызванную вирусом гриппа». Журнал вирусологии . 90 (7): 3783–8. дои : 10.1128/JVI.03258-15. ПМЦ 4794696 . ПМИД  26739058. 
  25. ^ Ealy AD, Larson SF, Liu L, Alexenko AP, Winkelman GL, Kubisch HM и др. (Июль 2001 г.). «Полиморфные формы экспрессируемых генов бычьего интерферона-тау: относительное количество транскриптов во время раннего развития плаценты, промоторные последовательности генов и биологическая активность белковых продуктов». Эндокринология . 142 (7): 2906–15. doi : 10.1210/endo.142.7.8249 . PMID  11416010.