содержание .. 10 11 12 13 ..

Руководство по иммунофармакологии - часть 12

Лимфокины

153

Рис. 67. А-накопление клеток в коже

(дерма) после местного введения 100 мкг

лимфокина. Точки соответствуют

среднему значению (+ страндартная

ошибка) плотности мононуклеарных

(треугольники) и нейтрофильных (кружки)

клеток в повреждениях, возраст которых

указан по оси абсцисс. Значительное

накопление клеток наблюдается через 30

мин и 24 ч для мононуклеарных клеток и

через 3 и 6 ч-для нейтрофилов. Б-

накопление клеток в подкожном слое

после местного введения 100 мкг

лимфокина. Точки соответствуют среднему

значению (± стандартная ошибка)

плотности мононуклеарных

(треугольники) и нейтрофильных (кружки)

клеток в повреждениях, возраст которых

указан по оси абсцисс. Значительное

накопление нейтрофилов наблюдается

через 6, 12 и 24 ч [Franco и соавт.- Amer. J.

Pathol, 1979, 93, 117].

например липополисахаридом. Исчезновение

Остеокласты

in vivo макрофагов после введения лимфокина

может быть обусловлено одним (или более) из

Препараты лимфокинов вызывают резорбцию

костей. В гистологических образцах тканей

этих ферментов in vitro.

после лечения лимфокинами обнаруживается

увеличение количества остеокластов. Ввиду

Гранулоцнты

этого было сделано предположение, что вы-

званная лимфокинами резорбция кости связана

Показано, что препараты лимфокинов вызы-

вают активацию гемопоэтических клеток (ко-

с активацией остеокластов. Этот процесс не

зависит от ПГЕ2, которые также способен

лониестимулирующий фактор). Действие лим-

фокинов на зрелые гранулоциты параллельно

вызывать резорбцию при данной системе опре-

их действию на макрофаги и проявляется уси-

деления и, следовательно, может представлять

собой непрямой механизм резорбции кости в

лением прилипания к субстрату, образованием

кластеров клеток, подавлением их миграции и

случае стимуляции воспалительных клеток

лимфокинами.

повышением фагоцитарной активности. Хе-

мотаксическая активность препаратов лимфо-

кинов проявляется по отношению к нейтрофи-

Сосудистый эндотелий

лам, эозинофилам и базофилам, а внутрикож-

ная инъекция лимфокинов вызывает нейтро-

Уже давно известно, что внутрикожные инъек-

фильную инфильтрацию (рис. 67).

ции лимфокинов вызывают воспалительные

154

Глава 14

реакции с индурацией и эритемой, возникаю-

щими через 2-4 ч. Изменения проницаемости,

которые лежат в основе отека при таких реак-

циях, были детально изучены с помощью тех-

ники непрерывной регистрации. При этом вы-

делены ранний компонент (мепираминчувстви-

тельный) и два поздних компонента. Воспали-

тельная активность классических препаратов

лимфокинов относительно низка (рис. 68), од-

нако следует отметить, что они способны по-

вышать проницаемость капилляров, что пока-

зано с помощью частиц угля. Эритема, вы-

званная лимфокинами, отличается от эритемы,

обусловленной простагландинами, тем, что она

не сопровождается усилением кожного

кровотока и проявляется преимущественно

расширением капилляров со стазом. С другой

стороны, монокины-интерлейкин-1 и фактор

некроза опухолей (ФНО-а)- являются сильными

воспалительными агентами у человека.

Другие эффекты лимфокинов

Определяются и другие формы активности

лимфокинов, которые не связаны с конкретным

типом клеток-мишеней, а именно: цито-

токсичность и антивирусная активность.

Эффекты цитотоксического лимфокина, на-

зываемого

«лимфотоксином», отличаются от

цитотоксических эффектов лимфоцитов тем, что

для их максимального проявления требуется 24-

48 ч. Монокин ФНО-а цитотоксичен in vitro для

многих трансформированных клеточных линий;

Рис. 68. Кривая доза-эффект, показывающая увеличение

нормальные клетки им не повреждаются. In vivo

сосудистой проницаемости после введения лимфокина

ФНО-а вызывает геморрагические некрозы и

(ЛK-I). Накопление белка плазмы регистрируется в мкл

деструкцию центральных опухолевых масс

эквивалента цельной крови с учетом среднего значения и

саркомы у мышей.

стандартного отклонения (по Bray и др., 1976).

В препаратах лимфокинов присутствует ан-

тивирусная активность. Данная активность,

продуцируемая активированными лимфоцита-

ми, в настоящее время называется иммунным

восходит вирусиндуцированный интерферон

интерфероном

(ИФН-у) и является лимфоки-

(при проведении сравнения на основе противо-

ном по определению. Вообще, эффекты, про-

вирусной активности).

являемые иммунным интерфероном в отно-

шении различных клеток, отличаются от эф-

Биохимические характеристики

фектов интерферона, индуцированного виру-

сами. Помимо защиты от вирусов он осу-

Несмотря на многократные попытки охарак-

ществляет подавление клеточного деления и

теризовать и очистить лимфокины и моноки-

образования антител, а также усиливает неко-

ны, эта задача пока остается недостижимой.

торые функции клеток, например активность

Это связано с рядом свойств системы лимфо-

естественных клеток-киллеров и экспрессию

кинов. Лимфокины обычно получают из супер-

антигенов гистосовместимости на клеточной

натантов культур, где они содержатся только в

поверхности. По иммунодепрессивной актив-

малых количествах и в низких концентрациях.

ности иммунный интерферон в 250 раз пре-

Удачные партии лимфокинов обладают

Лимфокины

155

разными формами биологической активности.

социированным с несущими макромолекулами.

Кроме того, для образования лимфокинов не-

Например, ингибитор пролиферации лим-

обходимо применение индуцирующего агента,

фоцитов идентифицирован как полярный гли-

биохимический профиль которого часто пере-

колипид, соединенный гидрофобными связями с

крывает биохимический профиль присутствую-

белком-носителем. Чрезвычайно высокая ак-

щих в культуральной среде лимфокинов и ко-

тивность фосфолипидных метаболитов и пеп-

личество которого может доминировать в суб-

тидно-липидная природа лейкотриенов С4 и D4

фракциях, содержащих лимфокин. Аналогич-

свидетельствует в пользу этого предположения.

ные трудности возникают при использовании

Конечно, высокая активность лейко-триена В4

сывороточных белков, добавляемых в культу-

(5,12-дигидроксиэйкозатетраеноевая кислота) и

ру для повышения выхода лимфокинов. Фрак-

фактора

активации

тромбоцитов

при

ционирование препаратов лимфокинов обычно

хемотаксисе говорит о том, что наличие

приводит к значительным потерям биологи-

ничтожного загрязнения может обусловить

ческой активности, нивелируя любое увеличе-

высокую хемотаксическую активность во мно-

ние специфической активности. Эти трудности

гих препаратах лимфокинов. Известно, что

особенно ограничивают очистку небольших

очищенный бычий сывороточный альбумин

партий, поскольку биологические методы

(БСА) содержит связанные жирные кислоты, от

определения активности лимфокинов относи-

которых можно освободиться с помощью

тельно малочувствительны и для их проведе-

специальной обработки. Поскольку ацетили-

ния требуется значительное количество мате-

рование препаратов БСА приводит к появлению

риала. Хотя первоначально потеря активности

значительной

биологической

активности,

связывалась с нестабильностью препаратов,

неотличимой от ФАТ и полностью подавляемой

впоследствии измерение стабильности и

селективными антагонистами ФАТ, не

успешное применение носителей при фракцио-

исключено, что такие препараты БСА содержат

нировании ФИМ и лимфотоксина показали,

сорбированный лиз-ФАТ в качестве одной из

что проблема обусловлена неспецифической

связанных жирных кислот.

абсорбцией на поверхности контейнеров, а

В последние годы получение клеточных ли-

также материала колонок.

ний, синтезирующих лимфокины, а также раз-

Значительное несоответствие значений мо-

витие методов клонирования кДНК и ее экс-

лекулярной массы ФИМ в разных лаборатори-

прессии в бактериях и других клетках привели к

ях прямо свидетельствует о критической зави-

значительному прогрессу в изучении лимфо-

симости точной биохимической природы дан-

кинов. В настоящее время можно получать

ной активности лимфокинов от выбранного

белки из двух источников и в количествах,

способа ее получения. В соответствии с этим

достаточных для проведения биохимических

выводом находится и наблюдение, касающееся

анализов, поэтому сейчас выяснилось, что не-

зависимости молекулярной массы митогенно-

которые формы биологической активности,

го фактора

(МФ): он имеет молекулярную

описанной в предыдущем издании этой книги,

массу 20 000- 25 000 независимо от индуцирую-

относятся к ограниченному количеству молекул

щего антигена, но значение изоэлектрической

(табл. 15). В эксперименте с рекомбинант-ными

точки (pi) определяется антигеном, используе-

генами получены биологически активные

мым при получении лимфокина. Сведения о

лимфокины с белковой структурой. Однако

природе лимфокинов были получены при ис-

природные лимфокины содержат углеводы, ко-

следованиях их чувствительности к фермента-

торые добавляются к белкам при посттранс-

тивному воздействию. В результате было сде-

крипционном гликозилировании.

лано заключение о белковой или гликопротеи-

Хотя ФИМ, первый из описанных лимфо-

новой природе лимфокинов. Часто отмечается

кинов, детально исследован, его очистка, как и

гетерогенность препаратов лимфокинов; на-

клонирование его гена, по-прежнему не до-

пример, активность ФИМ у морских свинок

стигнуты. Предполагается наличие связи между

сочетается с гликопротеиновым 65000 D (pi

ФИМ и ИФН-у, так как природный и реком-

3,0-4,5) и протеиновым 25000-43000 D (pl 5,0-

бинантный ИФН-у обладает активностью ФИМ,

5,5) компонентами.

а моноклональные антитела к ИФН-у

Не исключено, что некоторые формы ак-

нейтрализуют активность ФИМ.

тивности, которые в настоящее время связы-

У мышей ИФН-у тесно связан и не может

вают с лимфокинами, в действительности при-

быть отделен от активности ФАМ, хотя у дру-

надлежат низкомолекулярным веществам, ас-

гих видов это возможно. В результате экспрес-

156

Глава 14

сии к ДНК человеческого ИФН-у в клетке

щим из 166 аминокислот (мол. масса 15102),

образуется белок (молекулярная масса 18 500

который позже гликозилируется с выходом

дальтон), содержащий

143 аминокислоты и

двух компонентов с молекулярной массой 28

гликозилированный в природном ИФН-у.

000 и 32 500 дальтон.

Клонирование и экспрессия ДНК челове-

Лимфокин РСИО получен не с помощью

ческого лимфотоксина (ЛТ) позволяют получить

генного клонирования, а путем очистки супер-

белок (мол. масса 18 600 дальтон), содержащий

натанта Т-клеточной гибридомы. При электро-

171

аминокислоту,

который

при

форезе в СДС-полиакриламидном геле выяв-

гликозилировании достигает молекулярной

лено, что РСИО содержит два компонента с

массы природного ЛТ-25 000 дальтон. У ЛТ

молекулярной массой 14000 и 21 000 дальтон.

выявлена 50% гомология с ФНО-а, моноки-ном,

Произведены клонирование и экспрессия чело-

выделяемым макрофагами, который также был

веческого и мышиного гранулоцит/макрофа-

клонирован и экспрессирован с получением

гального колониестимулирующего фактора

белка с молекулярной массой

17000. Метод

(ГМ-КСФ). Человеческая кДНК для ГМ-КСФ

рекомбинантных генов использовался для

кодирует белок из 144 аминокислот с молеку-

получения интерлейкина-1, а также лимфокинов

лярной массой 16293. У этого белка выявлена

интерлейкина-2 и интерлейкина-3. Ген ИЛ-1

54% гомология с мышиным ГМ-КСФ, который

кодирует 270 аминокислот (предшественник с

содержит 130 аминокислот. Человеческий ГМ-

молекулярной массой 33 000); биологической

КСФ, недавно выделенный из Т-лимфо-

активностью обладают

156 аминокислот С-

бластной клеточной линии, представляет собой

конца.

Вероятно,

предшественник

се-

гликозилированный белок с молекулярной

кретируется и затем подвергается процессингу

массой 22000 (см. главу 22).

при ферментативном расщеплении до более

Молекулярные характеристики очищенных

низкомолекулярных продуктов (15 000- 17 000

цитокинов приведены в табл. 15. Вероятно, в

дальтон). Показано, что протеолиз дает ми-

будущем станет возможным установление

крогетерогенность, наблюдаемую у ИЛ-1. Ген

функциональной роли как белкового, так и

для интерлейкина-2 кодирует 153 аминокисло-

углеводного компонентов молекулы цитоки-

ты, а выделяемый белок содержит только 133

нов.

аминокислоты и имеет молекулярную массу 15

000. Белок ИЛ-2 не гликозилируется, а гете-

рогенность молекулярной массы достигается с

Лимфокины как медиаторы воспаления

помощью сиалирования. ИЛ-3

(колониести-

мулирующий фактор), облегчающий самооб-

Совершенно очевидно, что лимфокины могут

новление, пролиферацию и развитие стволовых

способствовать повреждению тканей при па-

и тучных клеток, гранулоцитов, макрофагов и

тологических процессах, облегчая накопление

других клеток, также был клонирован.

и активацию лимфоцитов, моноцитов, макро-

Выделяемый ИЛ-3 является белком, состоя-

фагов и гранулоцитов, а также вызывая гибель

Лимфокины

157

клеток, резорбцию костей, увеличение сосуди-

участия медиатора в воспалительных реакциях

стой проницаемости и возникновение эритемы.

является многочисленность медиаторов. Так,

Тканевые повреждения селективно вызывают-

наряду с данными, свидетельствующими в

ся лимфоцитами, что было показано при пере-

пользу участия лимфокинов и монокинов в ре-

носе клеток у животных или при местном

акции повышенной чувствительности замед-

введении лимфоцитов в суставы, пораженные

ленного типа, существуют сравнительно рав-

ревматоидным артритом. Показано, что ИЛ-1

ноценные доказательства вовлечения других

(см. главу 15) и ФНО-а стимулируют образо-

медиаторов, таких, как простагландины, лей-

вание ПГЕ2 и коллагеназы в синовиальных

котриены и ФАТ. Первичность лимфоцитов в

клетках человека и могут вовлекаться в де-

гиперсенситивности замедленного типа была

струкцию тканей при хроническом воспалении.

установлена в экспериментах с переносом кле-

Эти наблюдения дали лишь приблизительное

ток, но из этого не обязательно следует, что

представление о роли лимфокинов и моноки-

продукты лимфоцитов, такие, как лимфокины,

нов в воспалительных реакциях клеток, опо-

являются чистыми медиаторами гиперсенси-

средующих иммунитет; однако следует учесть,

тивности замедленного типа. Например,

что ряд альтернативных объяснений такого

простагландины и тромбоксаны образуются

рода повреждений тканей в этих условиях до-

популяциями воспалительных клеток при реак-

статочно ограничен, так как некоторые харак-

циях клеточного иммунитета; в то же время

теристики (например, активация лимфоцитов)

лимфокины могут вызывать выделение гиста-

ве достигаются другими медиаторными систе-

мина, депонированного в коже. Известно, что во

мами. Окончательные доказательства, основан-

время клеточных иммунных реакций про-

ные на измерении уровня лимфокинов в ткане-

исходит выделение арахидоновой кислоты.

вых жидкостях, ограничены и неопределенны

Можно предположить, что здесь же должны

ввиду отсутствия стандартных препаратов

присутствовать и продукты окисления арахи-

лимфокинов или воспроизводимых оценочных

доновой кислоты, которые вырабатываются

процедур. Эти трудности дополняются отсут-

макрофагами в непосредственной близости с

ствием специфических антагонистов, хотя сле-

активированными лимфоцитами, и что такие

дует отметить, что антитела к неочищенным

вещества могут модифицировать активацию

препаратам лимфокинов способны прерывать

клеток. Интересно, что умеренные концент-

реакции повышенной чувствительности замед-

рации ПГЕ2 подавляют активацию лимфоцитов

ленного типа. Окончательное соответствие

и секрецию лимфокинов, а макрофаги,

критериев оценки роли лимфокинов как ме-

находящиеся в популяциях воспалительных

диаторов воспаления может быть достигнуто и

клеток, образуют достаточное количество ПГЕ2.

в настоящее время, так как произведена

Эти наблюдения приводят к предположе-

биохимическая очистка некоторых из этих ве-

нию, что образование ПГЕ2 служит физиоло-

ществ, а также получены моноклональные ан-

гическим регулятором секреции лимфокинов

титела к некоторым цитокинам. Наблюдается

(рис. 69). Такая система отрицательной обрат-

перекрывание различных форм биологической

ной связи служит для регуляции интенсивности

активности некоторых очищенных цитокинов.

и объема реакций клеточного иммунитета. Из-

Действие фактора, активирующего остеокла-

вестно также, что макрофаги образуют доста-

сты, свойственно монокинам (ИЛ-1 и ФНО-а)

точное количество тромбоксана А2 (ТОА2), а

и лимфокину (лимфотоксин); в то же время

имидазол

(ингибитор синтеза тромбоксанов)

ИФН-у подавляет резорбцию костей, которая

нарушает активацию лимфоцитов. На этом

вызывается этими факторами. Выявлен синер-

основании предполагается, что ТОА2 служит

гизм взаимодействия ФНО-а, лимфотоксина

эндогенным стимулятором активации лимфо-

(называемого также ФНО-Р) и ИНФ-у. Супрес-

цитов, причем баланс между ПГЕ2 и ТОА2

сорную активность лимфокина РСИО во мно-

становится решающим моментом в инициации

гих системах связывают с окислением сульф-

активационного процесса. Хотя роль метабо-

гидрильных групп клеток, а подавление сборки

литов арахидоновой кислоты в активации лим-

микротрубочек может отменяться интерлейки-

фоцитов продолжает уточняться, имеется до-

ном-1, интерлейкином-2 и эпидермальным ро-

статочно данных, подтверждающих предпо-

стовым фактором. Подобное взаимодействие

ложение об их участии в качестве местных

свидетельствует о существовании сети контро-

гормонов, изменяющих секрецию лимфокинов.

ля между различными цитокинами.

Центральной проблемой при определении

158

Глава 14

Рис. 69. Система обратной отрицательной связи, в

которой простагландины Е (ПГЕ), образуемые

активированными макрофагами, ограничивают

секрецию лимфокина.

Активация лимфоцитов

изменения вызывают временную клеточную

активацию, наблюдаемую при сокращении

Установлено, что в активации лимфоцитов (как

мышц и секреции желез, которая может подав-

и у клеток других типов) участвуют поли-

ляться широким спектром препаратов. С другой

фосфоинозитиды, внутриклеточный кальций

стороны, лимфоциты нуждаются в про-

(Са2+) и циклический аденозин-3',5'-монофос-

должительном контакте с активирующим сти-

фата

(цАМФ). В В- и Т-лимфоцитах после

мулом и относительно резистентны к подавле-

связывания антигена или митогена рецепторами

нию лекарственными препаратами в терапев-

клеточной поверхности в передаче сигнала

тических концентрациях.

принимает участие быстрое разрушение фос-

Одним из возможных объяснений является

фатидилинозитол-4,5-дифосфата

(ФИФ2) фос-

предположение о мембранных изменениях, ле-

фолипазой С с образованием диацилглицерола и

жащих в основе поддержания ответа. На мем-

инозитол-1,4,5-трифосфата

(ИФ3). Диацил-

бране активность ПКС еще больше усиливается

глицерол активирует цитозольный фермент-

фосфолипидами, вызывающими фосфори-

Са2+/фосфолипидзависимую протеинкиназу С

лирование и модификацию мембранных белков,

(ПКС), а ИФ3 вызывает высвобождение Са2+ из

что обусловливает активацию или подавление

эндоплазматической сети, усиливая тем самым

ферментов, изменение мембранных по-

активность ПКС. Эти реакции подавляются

тенциалов и действие на ионные каналы. Аль-

цАМФ. Активированная ПКС перемещается из

тернативно предполагается, что присоединение

цитозоля на мембрану, чем способствуют

митогена к мембранам вызывает активацию

лимфокины ИЛ-2 и ИЛ-3. Подобные

ацил-КоА-лизофосфатидилхолин(КоА-лиз-

159

Лимфокины

ФХ)ацетилтрансферазы. Этот фермент служит

щим контролем, и недавние исследования

для увеличения количества полиненасыщенных

взаимодействий монокинов и лимфокинов

жирных кислот (особенно арахидоновой ки-

подтверждают его существование.

слоты) в мембранных фосфолипидах, что при-

Упрощенно процесс трансформации лим-

водит к изменению физических характеристик

фоцитов может быть соотнесен с превращением

мембраны и индуцирует активацию или по-

небольших лимфоцитов в лимфобласты с

давление поверхностных ферментов. Лизофос-

последующим делением. Такая концепция не

фатидилхолин, субстрат КоА-лиз-ФХ-ацил-

учитывает отсутствия какой-либо корреляции

трансферазы, образуется при расщеплении

между образованием лимфокинов, клеточным

жирных кислот из фосфатидилхолина под дей-

делением и другими формами активации лим-

ствием фосфолипазы А2 (ФЛА2); данный фер-

фоцитов, в которых не участвует синтез ДНК,

мент в лимфоцитах представлен слабо. Вполне

такими, как дифференциация во вторичные

вероятно, что источником ФЛА2 являются

цитотоксические Т-клетки. Активированные

макрофаги, поскольку этот фермент присут-

клетки образуют кластеры, в которых лимфо-

ствует в мембранах макрофагов и при актива-

циты и макрофаги тесно контактируют, что

ции лимфоцитов происходит тесный контакт

свидетельствует о необходимости двух типов

между данными типами клеток.

клеток для активации лимфоцитов. Активация

Интерес к регуляции секреции лимфокинов

проходит определенные дискретные стадии,

постоянно возрастает ввиду их способности

каждая из которых требует собственного сиг-

рекруитировать и активировать лимфоциты,

нала для прохождения. Так, активация ини-

что обеспечивает мощную систему положи-

циируется после взаимодействия с митогеном

тельной обратной связи. Для иммунолога эта

(или, возможно, с антигеном), а через 4-6 ч эти

система обратной связи весьма привлекатель-

клетки становятся восприимчивыми ко второму

на, поскольку она представляет механизм, с

сигналу, при отсутствии которого транс-

помощью которого организм может реализо-

формация прекращается. Поступление сигнала

вать иммунные ответы на различные антигены,

обеспечивается митогенным лимфокином (ин-

когда активно сенсибилизированные клетки со-

терлейкином-2), так что этот лимфокин может

ставляют ничтожный процент лимфоцитов ор-

рассматриваться как вспомогательный фактор,

ганизма в очаге реакции гиперсенситивности

облегчающий активацию лимфоцитов (рис. 70).

замедленного типа. Столь мощная усиливаю-

Возможно, что клетками, отвечающими за

щая система должна обладать соответствую-

образование этого лимфокина, являются лим-

Рис. 70. Регуляция интерлейкинами

активации лимфоцитов.

160

Глава 14

фоциты-помощники. В свою очередь образо-

вание интерлейкина-2 может быть достигнуто

только в том случае, если активация клеток,

секретирующих лимфокин, происходит в при-

сутствии другой регуляторной молекулы - мо-

нокина интерлейкина-1, продукта активации

макрофагов. Отрицательный контроль может

осуществляться лимфокином (РСИО), который,

как полагают, образуется супрессорными Т-

клетками и подавляет вызванную ИЛ-1 и ИЛ-2

активацию лимфоцитов. In vitro подавление

активации достигается также посредством

простагландинов типа Е, которые выра-

батываются макрофагами при их стимуляции

ИФН-у или фибробластами и синовиальными

клетками, стимулированными ФНО-а. Очевид-

но, что существует не один механизм отмены

активации лимфоцитов для выполнения эффек-

торных функций; такой многосторонний конт-

роль предположительно защищает от неаде-

кватной активации лимфоцитов. Ясно, что де-

фект системы контроля должен иметь серьезные

неблагоприятные последствия и может вносить

свой вклад в постоянную активацию,

наблюдаемую при многих формах хронического

воспаления.

Интерлейкин-1

К. А. Динарелло (С. A. Dinarello)

Интерлейкин-1 представляет собой семейство

ния: а) эта молекула предназначена скорее для

полипептидов с молекулярной массой 17 500,

внутриклеточного существования, нежели для

которые продуцируются различными клетками

транспорта в экстрацеллюлярное пространство;

в ответ на инфекцию, травму, токсины или

б) отсутствие сигнального пептида указывает на

иммунные реакции. В настоящее время две его

существование древней и примитивной

формы клонированы из макрофагов и известна

молекулы, возникшей до появления ком-

и полная аминокислотная последовательность.

петентной системы циркуляции; в) внутрикле-

Для их описания используются термины «ИЛ-

точный ИЛ-1 высвобождается только при ги-

1-а» и

«ИЛ-1-р». Хотя обе формы ИЛ-1

бели клеток. Получены данные, свидетель-

обладают только 26% аминокислотной гомо-

ствующие в пользу всех трех гипотез. Напри-

логией, у них отмечается одинаковый спектр

мер, некоторые исследователи показали, что

биологической активности. Например, обе

при стимуляции большая часть вновь синтези-

формы индуцируют продукцию ИЛ-2 в Т-клет-

руемого ИЛ-1 остается внутри клетки; более

ках (см. главу

1), вызывают лихорадку (см.

того, ИЛ-1 часто бывает связанным с внешней

главу

19) и увеличивают синтез ПГЕ2

(см.

клеточной мембраной. Кроме того, количество

главу 10), коллагена и коллагеназы. В общем

ИЛ-1, выделяемого во внеклеточную среду,

виде ИЛ-1 опосредует множество эффектов,

является функцией клеточных пертурбаций или

связанных с защитой организма от инфекции,

гибели, в том смысле, что более сильные сти-

с локальной реакцией на травму и последую-

муляторы, такие как фагоцитированные части-

щими процессами восстановления. Тем не ме-

цы, приводят к лизису клеток и выделению

нее одним из остающихся без ответа вопросов

большого количества внеклеточного ИЛ-1.

является вопрос о том, как единичная молеку-

Наконец, в подтверждение эволюционного зна-

ла может обладать столь разнообразными

чения ИЛ-1 показано, что молекулы, подобные

биологическими возможностями. Молекуляр-

ИЛ-1 и выделенные из фагоцитов морской

ное клонирование ИЛ-1 с применением техно-

звезды, активны и в отношении клеток чело-

логии рекомбинантной ДНК дало возможность

века.

получать большие количества ИЛ-1. Используя

ИЛ-1-а является кислым пептидом, обна-

рекомбинантные

ИЛ-1,

исследователи

руживаемым главным образом в клетках мышей

подтвердили, что данное вещество реально

и лишь в небольших количествах-в клет-

обладает широким спектром биологической

активности.

Таблица 16. Формы интерлейкина-1

Формы ИЛ-1 (табл. 16)

ИЛ-1 сначала синтезируется в виде молекулы

предшественника с молекулярной массой око-

ло 31000. Как ИЛ-1-а, так и ИЛ-1-B форми-

руют полипептидную цепь, не имеющую сиг-

нальной пептидной группы, характерной для

большинства секретируемых белков и функ-

ционирующей как место расщепления крупно-

го предшественника на более мелкие «зрелые»

белки, которые затем секретируются. Причина

Количество аминокислот в предшественнике ИЛ-1. 6

отсутствия сигнального пептида в ИЛ-1 пока

Количество N-терминальных аминокислот в зрелой форме

неизвестна; предлагаются следующие объясне-

162

Глава 15

ках человека. ИЛ-1-B относится к нейтральным

ные изменения, вызываемые ИЛ-1 и характер-

пептидам и представляет собой основной про-

ные для острой фазы, в том числе нейтрофи-

дукт клеток человека, особенно моноцитов и

лию с циркуляцией незрелых форм (см. главу

макрофагов. У обеих форм выявлено лишь 26%

20), пониженное содержание цинка и железа, а

аминокислотной гомологии, но на С-кон-це

также гипоальбуминемию и повышение уровня

гомология гораздо выше. Ввиду этого об-

некоторых печеночных реактантов острой фазы.

стоятельства было выдвинуто предположение о

К последним относятся сывороточные

функции аминокислот углеродного конца как

амилоидные белки А, депонирующиеся в тка-

«активного центра» ИЛ-1. В пользу концепции

нях в виде амилоидных нитей. С-реактивный

существования активного центра ИЛ-1 на пеп-

белок является уникальным протеином острой

тиде с молекулярной массой 4000-5000 даль-тон

фазы, который структурно соотносится с ами-

приводятся следующие аргументы: а) про-

лоидным протеином. Во время острой фазы

явления биологической активности ИЛ-1 оди-

реакции в крови повышается уровень фибрино-

наково не зависят от различия двух его форм; б)

гена, гаптоглобина, некоторых компонентов

малые фрагменты молекулы ИЛ-1 с массой 4000

комплемента и антипротеазы. Увеличение сы-

дальтон выделены из плазмы, мочи, си-

вороточного содержания этих печеночных бел-

новиальной и перитонеальной жидкостей

(у

ков и а-глобулинов способствует повышению

человека); в) эти пептиды проявляют различную

скорости оседания эритроцитов, которая часто

биологическую активность, например вызывают

используется как лабораторный индикатор па-

лихорадку, индуцируют образование ИЛ-2 и

тологических процессов.

стимулируют пролиферацию фибро-бластов.

Локальные эффекты ИЛ-1 наиболее выра-

Таким образом, ИЛ-1 в отличие от других

жены в полостях суставов, в коже и брюшной

лимфокинов и монокинов подвергается

полости, однако местно образованный ИЛ-1

ограниченному протеолизу с образованием пе-

вносит свой вклад в различные патологические

птида (молекулярная масса 4000 дальтон), ко-

процессы в любой ткани. ИЛ-1 участвует в

торый в отношении аминокислотной последо-

разрушении тканей и усилении воспалительной

вательности может представлять как ИЛ-1-а, так

реакции; в то же время ряд его биологических

и ИЛ-1B. Это и неудивительно: ведь ИЛ-1

эффектов направлен на процессы репарации,

образуется клетками в среде, богатой протеа-

Например, ИЛ-1 вызывает образование ПГЕ2 и

зами, например, в поврежденных тканях, где

коллагеназ, а также может быть хемоаттрак-

происходит его расщепление.

тантом лейкоцитов (см. главу 3). Кроме того,

он увеличивает дегрануляцию. Действие ИЛ-1

на эндотелиальные клетки гораздо драматич-

Биологическая активность ИЛ-1

нее. ИЛ-1 вызывает адгезию лейкоцитов, по-

вышает прокоагулянтную активность поверх-

Многогранная биологическая активность ИЛ-1

ностей, способствует выделению фактора ак-

(табл.

17) свидетельствует о том, что этот

тивации тромбоцитов и ослабляет действие

полипептид опосредует как некоторые виды

активатора плазминогена

(см. главу

8). По-

системного ответа острой фазы, так и местные

следний эффект опосредуется индукцией ИЛ-1

изменения воспалительных и иммунных реак-

тканевого ингибитора активации плазминоге-

ций. Системные симптоматические эффекты

на. Биологическое действие ИЛ-1 на эндотели-

ИЛ-1 включают возникновение лихорадки (см.

альные клетки в совокупности представляет

главу 19), повышенной сонливости, генерали-

собой хорошо скоординированные усилия по

зованных миалгий и головной боли. Лабора-

локализации и обезвреживанию инфекции и

торные анализы крови обнаруживают систем-

повреждений.

Восстановительные процессы, вызываемые

ИЛ-1, связаны главным образом с его способ-

Таблица 17. Биологическая активность ИЛ-1

ностью усиливать экспрессию генов некоторых

типов коллагена. Кроме того, ИЛ-1 фиксирует

Вызывает лихорадку Вызывает

нейтрофилию Стимулирует

макрофаги и нейтрофилы, участвующие в про-

эндотелиальные клетки Индуцирует синтез

цессах очищения, и удаляет остатки омертвев-

ПГЕ2, ПГІ2, ТОВ2 Повышает продукцию

ших и разрушенных тканей. ИЛ-1 принимает

коллагеназы Вызывает резорбцию костей

участие в опосредованной остеокластами ре-

Стимулирует синтез белка острой фазы

зорбции кости, что имеет важное значение при

образовании новых костных тканей. В то же

Интерлейкин-1

163

время постоянная продукция ИЛ-1 в суставах

полнять антигенпредставляющую функцию и

и других замкнутых полостях, вероятно, уси-

содержат ИЛ-1, ассоциированный с мембраной.

ливает процессы фиброза и склерозирования.

Наглядным примером последнего может слу-

жить образование утолщений синовиальных и

Образование и ингибирование ИЛ-1

перитонеальных поверхностей и спаек у

(табл. 18 и 19)

больных перитонитом, а также формирование

паннуса при ревматоидном артрите. По-види-

Циркулирующие моноциты крови не содержат

мому, в течение какого-то времени после трав-

иРНК, кодирующих ИЛ-1. Однако через не

мы или инфекции функции ИЛ-1 в целом на-

сколько минут после прикрепления к покрытой

правлены на усиление попыток организма ло-

сывороткой поверхности (стеклянной или пла

кализовать и разрешить тканевые поврежде-

стиковой) могут наблюдаться транскрипция

ния, однако персистирование заболевания при-

ИЛ-1 и синтез его белкового предшественника

водит к хронической продукции местного ИЛ-

(см. главу 6). В присутствии веществ, индуци

1, что впоследствии обусловливает возник-

рующих ИЛ-1, таких как эндотоксин, комплек

новение нежелательных патологических про-

сы антиген-антитело, пептид комплемента

цессов, сопровождающихся деструкцией и на-

С5а (см. главу 12) и многих других, транскрип

рушением функций.

ция и трансляция ИЛ-1 возрастают в несколь

Одним из важных компонентов биологиче-

ко раз. Более того, выделение ИЛ-1 во внекле

ской активности ИЛ-1 является его способ-

точную среду увеличивается в сотни раз. Та

ность усиливать Т- и В-клеточные ответы (см.

ким образом, выработка макрофагами ИЛ-1

главы 1 и 7). Эта активность ИЛ-1 в целом

является

двухступенчатым

процессом:

характеризуется как

«лимфоцитактивирующий

а) транскрипция и трансляция полипептидного

эффект». Действительно, раньше ИЛ-1 был

предшественника протекают на среднем уровне

известен как

«лимфоцитактивирующий фак-

без значительного накопления ИЛ-1 вне клетки;

тор». В присутствии антигенов (или митоге-

б) в присутствии ИЛ-1-индуцирующих

нов) ИЛ-1 способствует переводу Т- и В-клеток

в состояние повышенной функции; сам же ИЛ-

1 не стимулирует лимфоциты. При инкубации

Таблица 18. Некоторые активаторы продукции ИЛ-1

Т-клеток с ИЛ-1 и митогеном начинается

образование ИЛ-2 и усиливается экспрессия

Вирусы, бактерии, спирохеты, дрожжи

рецепторов для ИЛ-2. Действие ИЛ-1 на Т-и В-

Эндотоксины (липополисахариды)

Грампозитивные экзотоксины (токсин синдрома токсиче-

клетки в присутствии антигена ограничивается

ского шока, энтеротоксины, эритрогенные токсины) Соли

начальными стадиями активации лимфоцитов;

желчи, этиохоанолон, андрогенные стероиды Фактор

предполагается, что ИЛ-1 действует как

некроза опухолей, лимфотоксин, лимфокины

разрешающий агент, эндогенный адъювант или

Колониестимулирующие факторы Комплексы антиген -

антитело С5а, кремний, гликоцереброзид Тромбин

усиливающий фактор. Вопрос об абсолютной

необходимости

ИЛ-1 для

активации

лимфоцитов остается нерешенным. Противо-

Таблица 19. Влияние препаратов на продукцию или актив-

положные версии основываются на факте от-

ность ИЛ-1

сутствия изменений в интенсивности реакции

in vitro после добавления ИЛ-1; более того,

Продукция ИЛ-1

активация лимфоцитов может проходить и без

Кортикостероиды - уменьшают Ингибиторы

определяемого в культуральной жидкости ИЛ-

липоксигеназы- уменьшают Соединения золота-

1. Однако, как показывают недавние ис-

уменьшают Ингибиторы циклооксигеназы-

увеличивают Циклоспорин-не изменяет

следования, ИЛ-1 часто прикрепляется к плаз-

матической мембране и осуществляет свою

Активность ИЛ-1

функцию без секреции. Это последнее наблю-

Кортикостероиды - снижают

Ингибиторы липоксигеназы-снижают

дение также соответствует предположению,

Циклоспорин- снижает

что некоторые клетки не процессируют поли-

Ингибиторы циклооксигеназы-повышают, снижают

пептидный предшественник ИЛ-1 и не выде-

или не изменяют

ляют его во внеклеточное пространство, в ре-

зультате чего ИЛ-1 остается связанным с клет-

кой. Данная концепция получила дальнейшее

подтверждение в том, что В-клетки могут вы-

164

Глава 15

веществ повышается синтез ИЛ-1 и ускоряется

действия ИЛ-1 на различные клетки-мишени

выделение ИЛ-1 с молекулярной массой 17 500

Многие эффекты ИЛ-1 опосредуются продук

дальтон во внеклеточные отсеки. Остается не-

тами циклооксигеназы-ПГЕ2, ПГІ2, и ТО (см.

понятным, каким образом вещества, индуци-

главу 10). Например, ИЛ-1 индуцирует ПГЕ2

рующие ИЛ-1, стимулируют не только стадии,

в гипоталамусе, фибробластах, эндоте

связанные с транскрипцией и трансляцией, но и

лиальных и синовиальных клетках, мышц и

(что более важно) активируют клеточные

хондроцитах. Вследствие этого ингибитор

механизмы, обусловливающие его расщепление

циклооксигеназы уменьшают лихорадку, в

и выделение. Однако, исходя из оценки этих

суставах и генерализованные миалгии. С дру

стадий, можно определить механизм, по-

гой стороны, действие ИЛ-1 на лимфоциты

средством которого различают противовоспа-

подавляется ингибиторами циклооксигеназы

лительные препараты уменьшают продукцию

Из препаратов, блокирующих действие ИЛ на

ИЛ-1.

лимфоциты, в клинике обычно применяют ся

Ацетилсалициловая кислота, индометацин,

только кортикостероиды. Однако свойств

ибупрофен и другие ингибиторы циклооксиге-

кортикостероидов как иммунодепрессантов не

назы (см. главу 25) не подавляют синтез и вы-

ограничиваются их влиянием на опосредован

деление ИЛ-1. Напротив, перечисленные пре-

ную ИЛ-1 активацию Т-лимфоцитов и связан с

параты увеличивают его образование in vitro.

их действием на ИЛ-2. Такие препараты, как

Это может быть связано с тем, что большинство

BW755C, блокирующие обмен 5-липоксигена

(если не все) веществ, индуцирующих ИЛ-1,

зы, способны уменьшить ИЛ-1-опосредован

повышает и концентрацию ПГЕ2, который по-

ную активацию Т-клеток, но они также могут

давляет продукцию ИЛ-1. Так, в присутствии

нарушить пролиферацию Т-клеток, регулируе

ингибиторов циклооксигеназы образование ИЛ-

мую ИЛ-2. Циклоспорин, блокирующий дейст

1 протекает без супрессивного влияния

вие ИЛ-2 на Т-клетки, подавляет и образова

простагландинов. По-видимому, простаглан-

ние ИЛ-2, опосредованное ИЛ-1.

дины подавляют образование ИЛ-1 на уровне

транскрипции. Если ПГЕ2 подавляет продукцию

ИЛ-1, то лейкотриены, особенно ЛТВ4, ее

Клеточные источники ИЛ-1 (табл. 20)

увеличивают. Поэтому не является неожидан-

ностью тот факт, что препараты, нарушающие

Первыми из хорошо изученных клеток, проду-

липоксигенацию арахидоновой кислоты в лей-

цирующих ИЛ-1, являются моноциты-макро-

котриены, уменьшают образование ИЛ-1. С

фаги (см. главу 6). Такие клетки располагаются

помощью этого механизма препараты типа

на ряде стратегических направлений в организ-

BW755C снижают образование ИЛ-1 в случае

ме, где внедрившиеся микроорганизмы быстро

их присутствия во время начальной стадии

фагоцитируются и разрушаются

(например,

адгезии или перед добавлением веществ, инду-

альвеолярные макрофаги в легких). Кроме то-

цирующих продукцию ИЛ-1.

го, главные органы, фильтрующие кровь,- пе-

Механизм усиления образования ИЛ-1 под

чень и селезенка

- выстланы купферовыми

действием ЛТВ4 пока неизвестен; однако другие

клетками и селезеночными макрофагальными

мощные ингибиторы ИЛ-1, препараты группы

клетками. Макрофаги обнаруживаются также в

кортикостероидов, по-видимому, способны

головном мозге

(олигодендроглия), lamina

предотвращать транскрипцию ИЛ-1. Это

propria и лимфатических узлах; они рассеяны

понятно, поскольку кортикостероиды ока-

практически во всех тканях в виде тканевых

зывают влияние на выделение арахидоновой

макрофагов. Однако некоторые специализиро-

кислоты, в результате чего происходит умень-

ванные клетки, также способные к продуциро-

шение липоксигенации и образования лейко-

триенов. Недавние исследования показали, что

соединения золота также блокируют продукцию

Таблица 20. Клеточные источники ИЛ-1

ИЛ-1 посредством предупреждения синтеза

лейкотриенов. Циклоспорин не нарушает

Моноциты, макрофаги, клетки Купфера, синовиальные

образования ИЛ-1.

клетки

Одним из механизмов изменения воспали-

Кератиноциты, клетки Лангерганса, эпителиальные клетки

тельных и иммунных реакций, опосредованных

В-клетки, большие гранулярные лимфоциты (ЕК-клетки)

Астроциты, олигодендроглия, микроглия

ИЛ-1, является снижение продукции медиатора.

Мезангиальные клетки, эндотелиальные клетки

Другой механизм связан с ослаблением

Интерлейкин-1

165

ванию ИЛ-1, вероятно, играют важную роль

фоцитов и моноцитов, а также повышает про-

при патологических повреждениях ряда тканей

коагулянтную активность. Кроме того, ИЛ-1

и органов. Кератиноциты кожи являются пер-

стимулирует образование эндотелиальными

выми немакрофагальными клетками, в кото-

клетками фактора, активирующего тромбоциты,

рых было показано образование ИЛ-1. Затем

и ингибитора активатора плазминогена.

продукция ИЛ-1 последовательно обнаружива-

Вызванные ИЛ-1 изменения эндотелиальных

лась в мезангиальных клетках почек, эпители-

клеток обусловливают формирование сгустка и

альных клетках роговицы и десен, В-клетках,

аккумуляцию лейкоцитов, что может служить

больших гранулярных лимфоцитах (известных

целям ограничения инфекции и травмы.

как клетки-киллеры), клетках Лангерганса и

астроцитах мозга. Совсем недавно эндотели-

альные клетки также были идентифицированы

как продуценты ИЛ-1 (см. главу 8). Эндоте-

лиальные клетки выделяют ИЛ-1-B при стиму-

ляции эндотоксином. Образование ИЛ-1 эндо-

телиальными клетками может играть важную

роль в локализации инфекции и воспалитель-

ных очагов. В таких ситуациях ИЛ-1 скорее

действует как аутокринный регулятор, нежели

как гормон. ИЛ-1 активирует адгезивность

эндотелиальных клеток для нейтрофилов, лим-

содержание .. 10 11 12 13 ..