ANG MGA CYTOKINE: MGA KATANGIAN, URI, PAG-ANDAR, HALIMBAWA - BIOLOGY - 2025

Ang cytokine o cytokine ay mga protina o natutunaw na glycoproteins signaling na ginawa ng maraming mga uri ng cell sa katawan, lalo na ang mga cell ng immune system bilang mga leukocytes: neutrophils, monocytes, macrophage at lymphocytes (B cells at T cells).

Hindi tulad ng iba pang mga tiyak na mga kadahilanan ng pagtanggap ng receptor na nag-trigger ng mahaba at kumplikadong mga karatula sa pagbibigay ng senyas na madalas na nagsasangkot ng mga pagkakasunud-sunod ng protina ng kinase (ang cyclic AMP pathway, halimbawa), ang mga cytokine ay nagsasagawa ng mas direktang epekto.

Istraktura ng recombinant human cytokine na kilala bilang Interferon alpha (Pinagmulan: Nevit Dilmen sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang mga natutunaw na mga kadahilanan na ito ay nagbubuklod sa mga receptor na direktang nag-oaktibo ng mga protina na may direktang pag-andar sa transkripsyon ng gene, dahil may kakayahang pumasok sa nucleus at mapasigla ang transkripsyon ng isang tiyak na hanay ng mga gene.

Ang mga unang cytokine ay natuklasan higit sa 60 taon na ang nakalilipas. Gayunpaman, ang molekular na pagkilala sa marami sa kanila ay huli na. Ang kadahilanan ng paglago ng neural, interferon, at interleukin 1 (IL-1) ay ang unang mga cytokine na inilarawan.

Ang pangalang "cytokine" ay isang pangkalahatang termino, ngunit ang mga pagkakaiba ay ginawa sa panitikan tungkol sa cell na gumagawa ng mga ito. Sa gayon, may mga lymphokines (ginawa ng mga lymphocytes), monokines (ginawa ng mga monocytes), interleukins (ginawa ng isang leukocyte at kumikilos sa iba pang mga leukocyte), atbp.

Lalo na ang mga ito ay sagana sa mga hayop ng vertebrate, ngunit ang kanilang pagkakaroon ay natukoy sa ilang mga invertebrates. Sa katawan ng isang mammal, halimbawa, maaari silang magkaroon ng additive, synergistic, antagonistic function, o maaari pa nilang buhayin ang bawat isa.

Maaari silang magkaroon ng pagkilos ng autocrine, samakatuwid nga, kumikilos sila sa parehong cell na gumagawa ng mga ito; o parakrine, na nangangahulugang ang mga ito ay ginawa ng isang uri ng mga cell at kumikilos sa iba sa kanilang paligid.

Mga katangian at istraktura

Ang lahat ng mga cytokine ay "pleiotropic", iyon ay, mayroon silang higit sa isang function sa higit sa isang uri ng cell. Ito ay dahil ang mga receptor na tumugon sa mga protina na ito ay ipinahayag sa maraming iba't ibang mga uri ng mga cell.

Napagpasyahan na mayroong ilang mga pagganap na kalabisan sa pagitan ng marami sa kanila, dahil ang ilang mga uri ng mga cytokine ay maaaring magkaroon ng magkakasamang biological effects, at iminungkahi na ito ay nauugnay sa pagkakasunud-sunod na pagkakasunud-sunod sa kanilang mga receptor.

Tulad ng maraming mga messenger sa mga proseso ng senyas ng cell, ang mga cytokine ay may malakas na pagkilos sa napakababang konsentrasyon, kaya mababa na maaari silang maging sa hanay ng nanomolar at femtomolar salamat sa katotohanan na ang kanilang mga receptor ay lubos na nauugnay sa kanila.

Ang ilang mga cytokine ay gumagana bilang bahagi ng isang "kaskad" ng mga cytokine. Iyon ay, pangkaraniwan para sa kanila na kumilos sa synergy, at ang kanilang regulasyon ay madalas na nakasalalay sa iba pang mga cytokine ng inhibitory at karagdagang mga kadahilanan ng regulasyon.

Pagpapahayag ng mga gen genine coding

Ang ilang mga cytokine ay nagmula sa mga genes ng constitutive expression mula noong, halimbawa, kinakailangan upang mapanatili ang patuloy na antas ng hematopoietic.

Ang ilan sa mga constitutively na nagpapahiwatig ng mga protina ay erythropoietin, interleukin 6 (IL-6), at ilang mga cell kolonyal na paglaki ng mga kadahilanan na nag-aambag sa pagkita ng kaibhan ng maraming mga puting selula.

Ang iba pang mga cytokine ay pre-synthesized at naka-imbak bilang mga cytosolic granules, mga protina ng lamad, o kumplikado na may nagbubuklod na mga protina sa ibabaw ng cell o sa extracellular matrix.

Maraming mga molekular na pampasigla na positibong nag-regulate ng pagpapahayag ng mga gene na code para sa mga cytokine. Mayroong ilang mga molekulang ito na nagpapataas ng expression ng gene ng iba pang mga cytokine, at mayroon ding marami na may mga pag-andar sa pag-ilis na naglilimita sa pagkilos ng iba pang mga cytokine.

Kontrol sa pamamagitan ng pagproseso

Ang pag-andar ng mga cytokine ay kinokontrol din sa pamamagitan ng pagproseso ng mga pormang pangunahan ng mga protina na ito. Marami sa kanila ang una na ginawa bilang integral na aktibong mga protina ng lamad na nangangailangan ng pag-clear ng proteolytic upang maging natutunaw na mga kadahilanan.

Ang mga halimbawa ng mga cytokine sa ilalim ng ganitong uri ng control control ay ang epidermal factor factor na EGF (mula sa Ingles na "E pidermal G rowth F artista"), ang tumor factor factor na TGF (mula sa Ingles na "T umoral G rowth F artista"), interleukin 1β (IL-1β) at tumor nekrosis factor TNFα (mula sa Ingles na "Tumor N ecrosis F artista").

Ang iba pang mga cytokine ay tinatago bilang mga hindi aktibong precursor na dapat na maiproseso ng enzymatically upang maisaaktibo at ang ilan sa mga enzyme na responsable para sa pagproseso ng ilang mga cytokine ay nagsasangkot ng mga protina ng pamilya ng cysteine ​​protease caspase.

Pangkalahatang pangkalahatang-ideya

Ang mga cytokine ay maaaring magkaroon ng mataas na variable na mga timbang, kaya't ang saklaw ay natukoy sa pagitan ng paligid ng 6 kDa at 70 kDa.

Ang mga protina na ito ay may mataas na variable na istruktura, na magagawang binubuo ng mga barrels ng alpha helixes, kumplikadong mga istruktura ng kahanay o antiparallel β-nakatiklop na mga sheet, atbp.

Mga Uri

Mayroong maraming mga uri ng mga pamilya ng mga cytokine at ang bilang ay patuloy na lumalaki sa pagtingin sa mahusay na pagkakaiba-iba ng mga protina na may mga katulad na pag-andar at katangian na natuklasan araw-araw sa mundo ng agham.

Ang nomenclature nito ay malayo sa anumang sistematikong relasyon, dahil ang pagkilala nito ay batay sa iba't ibang mga parameter: ang pinagmulan nito, ang paunang bioassay na tinukoy ito at ang mga pag-andar nito, bukod sa iba pa.

Ang kasalukuyang pinagkasunduan para sa pag-uuri ng mga cytokine ay mahalagang batay sa istraktura ng kanilang mga protina ng receptor, na kung saan ay nakapaloob sa isang maliit na bilang ng mga pamilya na may lubos na natipid na mga katangian. Kaya, mayroong anim na pamilya ng mga cytokine receptor na pinagsama ayon sa pagkakapareho sa pagkakasunud-sunod ng kanilang mga bahagi ng cytosolic:

1. Uri ng mga receptor ng type (hematopoietin receptors): isama ang mga cytokines interleukin 6R at 12 R (IL-6R at IL-12R) at iba pang mga kadahilanan na kasangkot sa pagpapasigla ng pagbuo ng kolonya ng cell. Mayroon silang epekto sa pag-activate ng mga cell na B at T.
2. Mga Uri ng receptor ng Type II (interferon receptor): Ang mga cytokine na ito ay may mga antiviral function at ang mga receptor ay nauugnay sa protina ng fibronectin.
3. Ang mga receptor ng TNF (Tumor Necrosis Factor, mula sa Ingles na "T umor N ecrosis F artista"): ang mga ito ay "pro-namumula" na mga cytokine na kabilang sa mga kadahilanan na kilala bilang p55 TNFR, CD30, CD27, DR3, DR4 at iba pa.
4. Mga Toll / IL-1-tulad ng mga receptor: Ang pamilyang ito ay nakagagambala ng maraming mga proinflamatikong interleukins, at ang mga receptor nito sa pangkalahatan ay may mga leucine na may paulit-ulit na mga rehiyon sa kanilang mga extracellular na mga segment.
5. Ang mga receptor ng Tyrosine kinase: sa pamilyang ito ay maraming mga cytokine na may mga function ng mga kadahilanan ng paglago tulad ng mga kadahilanan ng paglago ng tumor (TGF) at iba pang mga protina na nagtataguyod ng pagbuo ng mga kolonya ng cell.
6. Ang mga receptor ng chemokine: ang mga cytokine ng pamilyang ito ay may mahalagang pag-andar na chemotactic at ang kanilang mga receptor ay may higit sa 6 na mga segment ng transmembrane.

Ang mga tatanggap para sa mga cytokine ay maaaring matunaw o may lamad. Ang mga natutunaw na receptor ay maaaring umayos ng aktibidad ng mga protina na ito sa pamamagitan ng pagkilos bilang mga agonist o antagonist sa proseso ng pag-sign.

Maraming mga cytokine ang gumagamit ng mga natutunaw na mga receptor, kabilang ang iba't ibang mga uri ng interleukins (IL), mga kadahilanan ng paglago ng neural (NGF), mga kadahilanan ng paglago ng tumor (TGF), at iba pa.

Mga Tampok

Mahalagang tandaan na ang mga cytokine ay gumaganap bilang mga messenger messenger sa pagitan ng mga cell, ngunit hindi eksakto bilang mga molekular na epekto, dahil kinakailangan nilang buhayin o pigilan ang pag-andar ng mga tiyak na epekto.

Ang isa sa mga "pinag-iisa" na mga katangian ng pagganap sa mga cytokine ay ang kanilang pakikilahok sa pagtatanggol ng katawan, na kung saan ay naisaayos bilang "regulasyon ng immune system", na partikular na mahalaga para sa mga mammal at maraming iba pang mga hayop.

Nakikilahok sila sa kontrol ng pag-unlad ng hematopoietic, sa mga intercellular na proseso ng komunikasyon at sa mga tugon ng katawan laban sa mga nakakahawang ahente at nagpapasiklab na stimuli.

Dahil ang mga ito ay karaniwang matatagpuan sa mga mababang konsentrasyon, ang dami ng konsentrasyon ng mga cytokine sa mga tisyu o likido sa katawan ay ginagamit bilang isang biomarker para sa hula ng pag-unlad ng sakit at ang pagsubaybay sa mga epekto ng mga gamot na ibinibigay sa mga pasyente. may sakit na mga pasyente.

Sa pangkalahatan, ang mga ito ay ginagamit bilang mga marker ng mga nagpapaalab na sakit, kabilang ang mga pagtanggi ng Alzheimer, asthma, arteriosclerosis, kanser sa colon at iba pang mga kanser sa pangkalahatan, pagkalungkot, ilang mga sakit sa puso at viral, Parkinson's, sepsis, pinsala sa atay, atbp.

Saan sila nahanap?

Karamihan sa mga cytokine ay tinago ng mga cell. Ang iba ay maaaring ipahayag sa lamad ng plasma at may ilan na mananatili sa kung ano ang maaaring isaalang-alang bilang isang "reserba" sa puwang na binubuo ng extracellular matrix.

Paano sila gumagana?

Ang mga Cytokine, tulad ng nabanggit, ay may mga epekto sa vivo na nakasalalay sa kapaligiran kung saan nahanap ang mga ito. Ang pagkilos nito ay nangyayari sa pamamagitan ng pag-sign ng mga cascades at mga network ng pakikipag-ugnay na nagsasangkot ng iba pang mga cytokine at iba pang mga kadahilanan ng iba't ibang kalikasan ng kemikal.

Karaniwan silang nakikilahok sa pakikipag-ugnay sa isang receptor na may target na protina na isinaaktibo o napigilan pagkatapos ng samahan, na may kakayahang kumilos nang direkta o hindi direkta bilang isang salin ng transkripsyon sa mga partikular na genes.

Mga halimbawa ng ilang mga cytokine

IL-1 o interleukin 1

Kilala rin ito bilang factor ng pag-activate ng lymphocyte (LAF), endogenous pyrogen (EP), endogenous leukocyte mediator (EML), catabolin, o mononuclear cell factor (MCF).

Marami itong biological function sa maraming mga uri ng cell, lalo na ang mga B, T cells at monocytes. Nagpapahiwatig ito ng hypotension, fever, pagbaba ng timbang, at iba pang mga tugon. Ito ay lihim ng mga monocytes, tissue macrophage, Langerhans cells, dendritic cells, lymphoid cells, at marami pa.

IL-3

Mayroon itong iba pang mga pangalan tulad ng factor ng paglaki ng mast cell (MCGF), maraming kadahilanan ng kolonya na nagpapasigla (multi-CSF), hematopoietic cell factor factor (HCGF), at iba pa.

Mayroon itong mahahalagang pag-andar sa pagpapasigla ng kolonyal na pagbuo ng mga erythrocytes, megakaryocytes, neutrophils, eosinophils, basophils, mast cells, at iba pang mga cell ng monocytic lineage.

Ito ay synthesized lalo na sa pamamagitan ng mga aktibong T cells, mast cells, at eosinophils.

Angiostatin

Ito ay nagmula sa plasminogen at isang angiogenesis inhibitor cytokine, na nagbibigay ito ng function bilang isang potent blocker ng neovascularization at ang paglaki ng mga metastases ng tumor sa vivo. Nilikha ito ng pag-clear ng proteolytic ng plasminogen na pinagsama ng pagkakaroon ng mga cancer.

Kadahilanan ng paglago ng epidermis

Ito ay kumikilos sa pamamagitan ng pagpapasigla ng paglaki ng mga epithelial cells, pinapabilis ang paglitaw ng mga ngipin at ang pagbubukas ng mga mata sa mga daga. Bilang karagdagan, gumagana ito sa pag-iwas sa pagtatago ng gastric acid at kasangkot sa pagpapagaling ng sugat.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Mahalagang Cell Biology. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Dinarello, C. (2000). Protoklamikong Cytokines. PAGBABAGO, 118 (2), 503–508.
3. Fitzgerald, K., O'Neill, L., Gearing, A., & Callard, R. (2001). Ang Cytokine FactsBook (2nd ed.). Dundee, Scotland: Akademikong Press FactsBook Series.
4. Keelan, JA, Blumenstein, M., Helliwell, RJA, Sato, TA, Marvin, KW, & Mitchell, MD (2003). Cytokines, Prostaglandins at Parturition - Isang Pagsusuri. Placenta, 17, S33-S46.
5. Stenken, JA, & Poschenrieder, AJ (2015). Bioanalytical Chemistry ng Cytokines- Isang Pagsusuri. Analytica Chimica Acta, 1, 95–115.
6. Vilcek, J., & Feldmann, M. (2004). Pagsusuri sa kasaysayan: Ang mga cytokine bilang therapeutics at mga target ng therapeutics. TRENDS sa Mga Pharmacological Sciences, 25 (4), 201–209.
7. Zhang, J., & An, J. (2007). Mga Cytokine, Pamamaga at Sakit. Int. Anesthesiol. Clin. , 45 (2), 27–37.