Interleukin 21

Interleukin-21 patří do cytokinové rodiny typu I. stejně jako cytokiny IL-2, IL-4, IL-7, IL-9 a IL-15. Je kódován genem IL21 lokalizovaným na 4. chromozomu u lidí a na 3. chromozomu u myší. Lidský maturovaný protein je dlouhý 131 aminokyselin a sdílí 57% homologii s myším IL-21.[1][2]

IL-21 je produkován celou řadou imunitních buněk, především CD4+ T lymfocyty a to zejména populací Th17 a Thf, dále NK a NKT buňkami a za určitých podmínek, zejména během virových infekcí, též CD8+ T lymfocyty.[3][4]

Receptor

IL-21 se váže na heterodimerní receptor složený z α-řetězce a γc podjednotky, která je společná pro receptory dalších cytokinů z cytokinové rodiny typu I. Vazba IL-21 na receptor je umožněna i v nepřítomnosti γc podjednotky, nicméně je nepostradatelná pro přenos signálu do buňky a aktivaci signálních drah. U lidí je IL-21R lokalizován na 16. chromosomu, myší IL-21R sdílí 62% sekvenční homologii s lidským a je lokalizován na chromosomu 7.[1][2]

IL-21R je exprimován především buňkami sleziny, thymu nebo lymfatických uzlin a některými buněčnými typy mimo imunitní systém jako jsou epiteliální buňky, fibroblasty, keratinocyty nebo endotel. Lze ho nalézt i na povrchu imunitních buněk jako T a B lymfocyty, makrofágy, NK buňky nebo dendritické buňky.[5][6]

Funkce

Vazba IL-21 na receptor vede k aktivaci řady signálních drah, především Jak/STAT dráhy, MAP kinázové dráhy nebo PI3K dráhy.[4]

IL-21 ovlivňuje aktivitu a proliferaci u celé řady buněčných typů, avšak jeho role v imunitním systému je dost kontroverzní, jelikož výsledek jeho působení se u různých cílových buněk liší. IL-21 napomáhá B lymfocytům k tvorbě vysoce afinitních protilátek.[7] Podílí se na diferenciaci NK buněk a napomáhá jejich cytotoxicitě a produkci perforinu a granzymů.[8][9] U dendritických buněk naopak snižuje aktivitu a expresi povrchových MHC II. molekul, kostimulačních molekul a následnou produkci cytokinů, jako např. IL-6, IL-12 či TNF-α.[10] IL-21 podporuje diferenciaci CD4+ Th17 buněk indukcí RORγt transkripčního faktoru a následně i přežívání této populace. Má však opačný vliv na vývoj T regulačních buněk (Tregs), a to buď přímo supresí jejich expanze nebo nepřímo potlačenou produkcí IL-2 prostřednictvím pomocných T lymfocytů, který je nezbytný pro jejich vývoj.[11][12][13]

Role v patologii

Aktivita IL-21 přispívá k rozvoji řady autoimunitních chorob a to jak z důvodu potlačení vývoje Treg buněk tak z důvodu podpory rozvoje zánětlivé populace Th17 buněk. Vliv IL-21 byl nalezen u onemocnění jako psoriáza, revmatoidní artritida, diabetes I. typu nebo roztroušená skleróza.[14]

Reference
  1. ASAO, Hironobu; OKUYAMA, Chikara; KUMAKI, Satoru. Cutting Edge: The Common γ-Chain Is an Indispensable Subunit of the IL-21 Receptor Complex. The Journal of Immunology. 2001-07-01, roč. 167, čís. 1, s. 1–5. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 0022-1767. DOI 10.4049/jimmunol.167.1.1.
  2. PARRISH-NOVAK, Julia; DILLON, Stacey R.; NELSON, Andrew. Interleukin 21 and its receptor are involved in NK cell expansion and regulation of lymphocyte function. Nature. 2000-11, roč. 408, čís. 6808, s. 57–63. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 0028-0836. DOI 10.1038/35040504.
  3. YI, John S.; COX, Maureen A.; ZAJAC, Allan J. Interleukin-21: a multifunctional regulator of immunity to infections. Microbes and Infection. 2010-12, roč. 12, čís. 14–15, s. 1111–1119. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 1286-4579. DOI 10.1016/j.micinf.2010.08.008.
  4. SPOLSKI, Rosanne; LEONARD, Warren J. Interleukin-21: a double-edged sword with therapeutic potential. Nature Reviews Drug Discovery. 2014-04-22, roč. 13, čís. 5, s. 379–395. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 1474-1776. DOI 10.1038/nrd4296.
  5. DISTLER, Jörg H. W.; JÜNGEL, Astrid; KOWAL‐BIELECKA, Otylia. Expression of interleukin-21 receptor in epidermis from patients with systemic sclerosis. Arthritis & Rheumatism. 2005, roč. 52, čís. 3, s. 856–864. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 1529-0131. DOI 10.1002/art.20883. (anglicky)
  6. JÜNGEL, Astrid; DISTLER, Jörg H. W.; KUROWSKA-STOLARSKA, Mariola. Expression of interleukin-21 receptor, but not interleukin-21, in synovial fibroblasts and synovial macrophages of patients with rheumatoid arthritis. Arthritis & Rheumatism. 2004-05, roč. 50, čís. 5, s. 1468–1476. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 0004-3591. DOI 10.1002/art.20218.
  7. AVERY, Danielle T.; DEENICK, Elissa K.; MA, Cindy S. B cell–intrinsic signaling through IL-21 receptor and STAT3 is required for establishing long-lived antibody responses in humans. Journal of Experimental Medicine. 2010-01-18, roč. 207, čís. 1, s. 155–171. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 0022-1007. DOI 10.1084/jem.20091706. PMID 20048285. (anglicky)
  8. BRADY, J.; HAYAKAWA, Y.; SMYTH, M. J. IL-21 induces the functional maturation of murine NK cells.. The Journal of Immunology. 2006-03-03, roč. 176, čís. 6, s. 3840.1–3840. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 0022-1767. DOI 10.4049/jimmunol.176.6.3840.
  9. LI, Qi; YE, Lin-Jie; REN, Hai-Long. Multiple effects of IL-21 on human NK cells in ex vivo expansion. Immunobiology. 2015-07-01, roč. 220, čís. 7, s. 876–888. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 0171-2985. DOI 10.1016/j.imbio.2015.01.009. (anglicky)
  10. FOSTER, Donald C.; PAUS, Ralf; BRANDT, Katja. Interleukin-21 Inhibits Dendritic Cell-Mediated T Cell Activation and Induction of Contact Hypersensitivity In Vivo. Journal of Investigative Dermatology. 2003-12, roč. 121, čís. 6, s. 1379–1382. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 0022-202X. DOI 10.1046/j.1523-1747.2003.12603.x.
  11. KORN, Thomas; BETTELLI, Estelle; GAO, Wenda. IL-21 initiates an alternative pathway to induce proinflammatory T H 17 cells. Nature. 2007-07, roč. 448, čís. 7152, s. 484–487. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 1476-4687. DOI 10.1038/nature05970. PMID 17581588. (anglicky)
  12. ZHOU, Liang; IVANOV, Ivaylo I.; SPOLSKI, Rosanne. IL-6 programs T H -17 cell differentiation by promoting sequential engagement of the IL-21 and IL-23 pathways. Nature Immunology. 2007-09, roč. 8, čís. 9, s. 967–974. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 1529-2916. DOI 10.1038/ni1488. (anglicky)
  13. ATTRIDGE, Kesley; WANG, Chun Jing; WARDZINSKI, Lukasz. IL-21 inhibits T cell IL-2 production and impairs Treg homeostasis. Blood. 2012-05-17, roč. 119, čís. 20, s. 4656–4664. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 0006-4971. DOI 10.1182/blood-2011-10-388546. (anglicky)
  14. GHARIBI, Tohid; MAJIDI, Jafar; KAZEMI, Tohid. Biological effects of IL-21 on different immune cells and its role in autoimmune diseases. Immunobiology. 2016-02, roč. 221, čís. 2, s. 357–367. Dostupné online [cit. 2020-05-31]. ISSN 0171-2985. DOI 10.1016/j.imbio.2015.09.021.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.