CYTOKINE – Phần 3

Chia sẻ: Nguyen UYEN | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

85
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Năm 1976 Morgan .D .A, Ruscetti .F .W và Gallo .R đã phát hiện thấy rằng môi trường điều chỉnh lấy từ nuôi cấy tế bào T và hoạt hoá bởi chất kích thích phân bào là PHA có khả năng duy trì được đáp ứng tăng sinh của tế bào T. Hoạt tính này đã được Kendall Smith và cộng sự mô tả trong một phát hiện tương tự cho thấy rằng có một yếu tố đơn độc (thường gọi là yếu tố tăng trưởng tế bào T và sau đó được ký hiệu là IL-2) do các...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CYTOKINE – Phần 3

CYTOKINE – Phần 3 Interleukin (IL-2) Năm 1976 Morgan .D .A, Ruscetti .F .W và Gallo .R đã phát hiện thấy rằng môi trường điều chỉnh lấy từ nuôi cấy tế bào T và hoạt hoá bởi chất kích thích phân bào là PHA có khả năng duy trì được đáp ứng tăng sinh của tế bào T. Hoạt tính này đã được Kendall Smith và cộng sự mô tả trong một phát hiện t ương tự cho thấy rằng có một yếu tố đơn độc (thường gọi là yếu tố tăng trưởng tế bào T và sau đó được ký hiệu là IL-2) do các tế bào T được hoạt hoá bằng chất kích thích phân bào sản xuất ra có vai trò gây tăng sinh tế bào. Yếu tố này được biết là có khả năng kích thích tăng sinh kéo dài khi nuôi c ấy các tế bào T và hoạt hoá chúng bằng kháng nguyên hoặc các chất kích thích phân bào thông thường. Nhờ có yếu tố này mà lần đầu tiên người ta đã phát hiện được các clone tế bào T bình thường. Cùng với việc phát hiện ra các dòng tế bào phụ thuộc IL-2, các thử nghiệm sản xuất IL-2 trong các hệ thống in vitro cũng đ ược tiến hành. Khi xử lý các dòng tế bào sản xuất IL-2 bằng kháng thể đơn clone kháng CD4 và bổ thể đã làm mất khả năng sản xuất IL-2 của chúng, và điều này chứng tỏ rằng tế bào Th là các tế bào
chính sản xuất IL-2. Quá trình sản xuất IL-2 của các tế bào Th gắn liền với sự hoạt hoá của chúng. Như đã nói ở các phần trước, sự hoạt hoá tế bào Th cần phải có hai tín hiệu: một tín hiệu được tạo ra bởi sự tương tác giữa tế bào Th với phức hợp kháng nguyên-phân tử hoà hợp mô chủ yếu trên tế bào trình diện kháng nguyên (hoặc với một chất kích thích phân bào) và tín hiệu đồng kích thích thứ hai tạo ra bởi mối tương tác với IL-1 do các tế bào trình diện kháng nguyên sản xuất ra. Trong vòng 24 đến 48 giờ hoạt hoá các tế b ào Th bắt đầu tổng hợp và chế tiết IL-2 và bộc lộ các thụ thể trên màng có ái lực cao dành cho IL-2 (hình 11.5). Việc tinh chế IL-2 bằng phương pháp hoá sinh và sau đó là clone hoá gene mã hoá IL-2 đã chỉ ra rằng IL-2 là một polypeptit đơn có trọng lượng phân tử thường thấy là 15,5 kD. Mặc dù IL-2 được mã hoá bởi một gene duy nhất nhưng việc glycosyl hoá sau khi đã phiên mã phân tử IL-2 đã làm cho chúng khác nhau về kích thước và có tính không thuần nhất. Các dạng IL-2 đã được glycosyl hoá khác nhau không khác nhau về chức năng nhưng theo một số nhà nghiên cứu thì việc glycosyl hoá có thể ảnh hưởng đến thời gian bán huỷ của IL-2 trong cơ thể. Phân lập và nghiên cứu đặc điểm của các thụ thể dành cho IL-2 Khi tiếp tục nghiên cứu về các lymphokin người ta đã tạo ra các kháng thể đơn clone kháng lại các thành phần khác nhau trên màng của các tế bào Th hoạt hoá. Một trong số các kháng thể đơn clone đó được ký hiệ là anti-ATC đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện và sau đó là phân lập thụ thể dành cho IL-2.
Kháng thể đơn clone kháng ATC ức chế sự gắn của IL-2 đánh dấu phóng xạ vào tế bào Th đã hoạt hoá và ngăn cản sự hoạt hoá tế bào Th bởi chất kích thích phân bào + IL-2. Khi ủ kháng thể đơn clone kháng ATC với tế bào Th nó sẽ gắn vào một protein màng tế bào có trọng lượng phân tử 55 kD. Thoạt đầu protein được coi là thụ thể dành cho IL-2, tuy nhiên có nhiều phát hiện ngẫu nhiên đã đặt ra những nghi vấn về kết luận này. Chẳng hạn, mặc dù có thể hoạt hoá các tế bào NK bằng IL-2 nhưng chúng lại không bắt mầu huỳnh quang khi nhuộm bằng kháng thể đơn clone kháng ATC có gắn chất huỳnh quang; một phát hiện lạ lùng nữa là số lượng vị trí kết hợp với IL-2 trên các tế bào Th không tương ứng với số lượng vị trí kết hợp với kháng thể đơn clone kháng ATC. Có nghĩa là những nghiên cứu về các quá trình gắn có sử dụng IL-2 và kháng thể đơn clone kháng ATC có gắn đồng vị phóng xạ đã cho thấy rằng số lượng phân tử kháng thể đơn clone kháng ATC gắn vào mỗi một tế bào Th hoạt hoá nhiều hơn là số phân tử IL-2 gắn vào tế bào này. Sau đó khi người ta đã clone hoá được gene mã hoá thành phần 55 kD vẫn được coi là thụ thể dành cho IL-2 thì đã có thêm những kết quả không thống nhất. Khi chuyển nạp gene này vào các tế bào không thuộc dòng lympho thì các tế bào không thuộc dòng lympho đã được chuyển nạp gene này chỉ gắn với IL-2 với ái lực yếu, trong khi đó nếu chuyển nạp gene n ày vào các tế bào Th thì các tế bào này gắn IL-2 với ái lực cao. Những nhận xét trái ngược trên đây đã được giải quyết khi người ta khám phá ra rằng các thụ thể trên màng tế bào dành cho IL-2 thực chất gồm có hai thành phần:
tiểu phần ( 55 kD (tiểu phần này gắn với kháng thể đơn clone kháng ATC) và tiểu phần ( 75 kD. Cả hai tiểu phần này đều có khả năng gắn với IL-2 nhưng với ái lực khác nhau: tiểu phần ( có ái lực yếu với IL-2, tiểu phần ( có ái lực trung bình và dị dimer (( thì có ái lực rất mạnh (hình 11.6). Các tế bào NK là các tế bào bộc lộ tiểu phần ( 75 kD và điều đó giải thích tại sao chúng có khả năng bị hoạt hoá bởi IL-2 và tại sao chúng lại không bắt mầu khi nhuộm bằng kháng thể đơn clone kháng ATC có gắn huỳnh quang. Các tế bào Th hoạt hoá thì bộc lộ cả hai loại thụ thể dành cho IL-2 với ái lực cao và ái lực thấp. Số lượng thụ thể dành cho IL-2 với ái lực cao trên mỗi tế bào Th hoạt hoá vào khoảng 5.000, nhiều gấp 10 lần so với số lượng thụ thể dành cho IL-2 với ái lực thấp. Sở dĩ tế bào Th hoạt hoá gắn nhiều kháng thể đơn clone kháng ATC hơn IL-2 là vì trên tế bào này có nhiều thụ thể ái lực thấp để gắn với kháng thể đơn clone kháng ATC hơn và điều này cắt nghĩa cho những kết quả nghiên cứu ban đầu của phương pháp sử dụng kỹ thuật gắn. Ðiều hoà quá trình tăng sinh tế bào thông qua IL-2 IL-2 đóng vai trò thiết yếu trong việc châm ngòi cho quá trình tăng sinh của các tế bào T được xử lý bằng kháng nguyên hoặc các chất kích thích phân bào (cả tế bào Th và tế bào Tc). Sau khi gắn vào thụ thể (( ái lực cao dành cho IL-2, IL-2 nhanh chóng đi vào trong tế bào châm ngòi cho hàng loạt yếu tố nội bào và cuối cùng gây tăng sinh tế bào. Bất kỳ tế bào T nào bộc lộ thụ thể ái lực cao với IL-2 đều có thể đáp ứng lại IL-2 và tăng sinh bất chấp tính đặc hiệu kháng nguyên của nó, nhưng có một vật che chắn được gắn vào để bảo đảm chỉ cho các tế bào T được
hoạt hoá bởi kháng nguyên sẽ đáp ứng lại IL-2 mà thôi. Các tế bào lympho T ở giai đoạn nghỉ của chu trình tế bào không bộc lộ các thụ thể dành cho IL-2 ái lực cao và vì vậy khi có kích thích của IL-2 do các tế bào lân cận tiết ra nó cũng không tăng sinh. Chỉ sau khi các tế bào T đã được hoạt hoá bởi kháng nguyên hoặc các chất kích thích phân bào thì tiểu phần ( mới được bộc lộ, trang bị thêm cho tế bào thụ thể dành cho IL-2 với ái lực cao. Chừng nào mà mối tương tác đặc hiệu giữa thụ thể trên tế bào T và phức hợp kháng nguyên-phân tử hoà hợp mô chủ yếu vẫn tiếp tục thì thụ thể dành cho IL-2 ái lực cao vẫn bị kích thích cho xuất hiện. Khi mối tương tác này dừng lại thì sự biểu lộ các thụ thể dành cho IL-2 cũng giảm đi, và bằng cách này sự điều hoà việc xuất hiện của các thụ thể dành cho IL- 2 ái lực cao sẽ điều biến sự mở rộng của một clone tế bào thông qua IL-2. Interleukin 3 (IL-3) Các tế bào TH tiết ra một số yếu tố kích thích tạo thành colony (các CSF) cung cấp cho quá trình phát triển và biệt hoá của nhiều loại tế bào sinh tạo máu (hình 3.4). Ðầu tiên căn cứ vào khả năng kích thích các tế bào gốc tạo máu thuộc nhiều dòng nên người ta gọi chúng là multi-CSF. Năm 1984 người ta cũng đã clone hoá được yếu tố này và đặt lại tên cho nó là interleukin-3. IL-3 là một glycoprotein có trọng lượng phân tử 28 kD, do các tế bào TH hoạt hoá tiết ra và có một số tác dụng góp phần tạo nên phản ứng viêm tại chỗ bao gồm việc kích thích các tế bào mast phát triển và bài tiết histamine.
Interleukin 4 (IL-4) IL-4 là một cytokine khác có phổ hoạt tính sinh học rộng tr ên một số loại tế bào đích (bảng 11.4). Hình như những nghiên cứu rõ ràng nhất về hoạt tính sinh học của chúng là những nghiên cứu chứng minh ảnh hưởng của chúng với sự hoạt hoá, sự tăng sinh và sự biệt hoá của các tế bào B. Cytokine này được mô tả lần đầu bởi hai nhóm nghiên cứu độc lập với nhau công bố ở hai bài báo khác nhau trong cùng một lần xuất bản của một tạp chí vào năm 1982. Một nhóm đã mô tả yếu tố sinh trưởng tế bào B có nguồn gốc từ tế bào T (T-Cell-Derived B-Cell Growth Factor viết tắt là BCGF-I), yếu tố này hoạt hoá các tế bào B sau khi xẩy ra sự liên kết chéo của các thụ thể trên màng tế bào này bởi các phân tử kháng thể kháng IgM. Một nhóm nghiên cứu khác đã trình bầy về một yếu tố có nguồn gốc từ tế bào T và có khả năng kích thích sự biệt hoá của tế bào B thành tế bào plasma để tiết ra IgG1. Trong vòng 4 năm người ta đã clone hoá được gene mã hoá yếu tố biệt hoá (BCDF-I) và nhận thấy hai hoạt tính ban đầu mô tả là yếu tố sinh trưởng tế bào B và yếu tố biệt hoá tế bào B hoá ra đều là tác dụng của cùng một protein mà ngày nay được đặt tên là interleukin 4. Bảng 11.4: Các hoạt tính sinh học của interleukin 4 Tế bào đích Tác dụng
Tế bào lympho B - Ðồng kích thích sự hoạt hoá các tế bào B nghỉ ngơi thông qua việc tăng kích thước tế bào và tăng cường sự biểu lộ các phân tử hoà hợp mô chủ yếu lớp II - Làm cho các tế bào B đã được hoạt hoá bởi kháng nguyên hoặc các chất kích thích phân bào tăng sinh và biệt hoá - Gây ra sự tổng hợp của một lớp IgG1 hoặc IgE Tế bào lympho T - Tăng trưởng tế bào T - Kích thích tăng sinh thymo bào - Gây ra hiện tượng gây độc bởi tế bào T Các đại thực bào - Tăng cường sự biểu lộ các phân tử hoà hợp mô chủ yếu lớp I và lớp II
- Tăng cường hiện tượng thực bào Các tế bào mast Kích thích tăng trưởng IL-4 có những hiệu quả khác nhau trên tế bào B ở những giai đoạn khác nhau của chu trình tế bào. Ðối với những tế bào B nhỉ ngơi, IL-4 hoạt động như một yếu tố hoạt hoá, kích thích các tế bào nghỉ ngơi thành các tế bào lớn và tăng khả năng xuất hiện các phân tử MHC lớp II. Tiếp theo sự hoạt hoá bởi kháng nguyên hoặc các chất kích thích phân bào, IL-4 hoạt động như một yếu tố sinh trưởng làm cho tế bào B tăng cường sự nhân đôi ADN. Cuối cùng trong giai đoạn tế bào B sinh sản, IL-4 hoạt động như một yếu tố biệt hoá bằng cách điều hoà sự bật mở gene mã hoá IgG1 và IgE. Vì vậy IL-4 còn được đặt tên là yếu tố cảm ứng bật mở Interleukin 5 (IL-5) Giống như IL-4, IL-5 có tác dụng kích thích cả sự tăng sinh lẫn sự biệt hoá của tế bào B. Yếu tố này thúc đẩy sự sản xuất IgA. Hình như nó có tác dụng hiệp đồng với IL-4 để thúc đẩy việc sản xuất IgE. IL-5 còn có tác dụng kích thích sự sinh trưởng và biệt hoá của bạch cầu ái toan.
Interleukin 6 (IL-6) Các tế bào TH đã được hoạt hoá, đại thực bào, các tế bào mono, các nguyên bào sợi và một số loại tế bào ung thư (như myxoma cơ tim, ung thư cổ tử cung và ung thư bàng quang) liên tục chế tiết ra IL-6. Một số tế bào myeloma cũng chế tiết IL-6 (trong trường hợp này việc chế tiết IL-6 giống như việc chế tiết autocrine để kích thích sự sinh sản của chính bản thân tế bào). Sự kích thích các tế bào plasma chế tiết các globulin miễn dịch cũng là một hoạt tính khác của IL-6 trong sự phối hợp với IL-1. IL-6 còn là chất đồng kích thích của sự hoạt hoá tế bào TH. Interleukin 7 (IL-7) IL-7 được clone hoá vào năm 1989, có tác dụng cảm ứng các tế bào gốc dạng lympho bào biệt hoá thành tiền tế bào B. Người ta phát hiện ra cytokine này bằng cách nạp một loạt ADN bổ cứu của các tế bào thân ở tuỷ xương vào tế bào COS và phát hiện các yếu tố trong nước nổi nuôi các tế bào COS này. Người ta thu được khoảng 720.000 protein và sàng lọc hoạt tính sinh học của chúng, cuối cùng đã nhận ra một clone có hoạt tính của IL-7. Sau khi phát hiện ra IL-7 người ta thấy chúng có khả năng làm tăng sự chế tiết IL-2 và sự xuất hiện của thụ thể dành cho IL-2 trên các tế bào T nghỉ ngơi, bởi vậy IL-7 cũng có tác dụng kích thích sự tăng sinh của tế bào B. Ngoài ra IL-7 còn có tác dụng làm tăng sinh các thymo bào ở cả thai nhi lẫn người lớn.
Interleukin 8 (IL-8) IL-8 được chế tiết bởi các tế bào mono, có một loạt tác dụng trên các tế bào bạch cầu trung tính. Ví dụ trong sự có mặt của IL-8, bạch cầu trung tính dính vào các tế bào nội mô của mao mạch và tiến đến các bộ phận mô theo gradient nồng độ của IL-8. Cytokine này hoạt động như một chất hoá hướng động tiềm năng dành cho bạch cầu trung tính, chỉ cần một lượng nhỏ ở mức nanogam là đã có tác dụng. Interleukin 9 (IL-9) Ðó là một glycoprotein được tiết ra bởi các clone tế bào Th nhất định. IL-9 hỗ trợ cho việc tăng sinh của các tế bào Th khi không có mặt kháng nguyên hoặc các tế bào trình diện kháng nguyên. IL-9 được sản xuất bởi một tiểu quần thể tế bào Th2 của chuột nhắt đã được clone hoá và tồn tại lâu dài. Chúng hoạt động như một autocrine có tác dụng sinh trưởng trong quá trình hoạt hoá bởi kháng nguyên. Gần đây IL-9 đã được chứng minh là có tác dụng thúc đẩy sự sinh trưởng của tế bào mast. Interleukin 10 (IL-10) Gần đây người ta đã clone hoá và nghiên cứu được đặc điểm của một cytokine có vai trò điều hoà quan trọng đó là yếu tố ức chế tổng hợp cytokine hay interleukin- 10. Cytokine này được chế tiết bởi tiểu quần thể tế bào Th2 của các clone tế bào T chuột nhắt nuôi trường diễn và ức chế tiểu quần thể Th1 sản xuất cytokine. Tiểu
quần thể Th1 chế tiết IL-2 và IFN-( và đã được chứng minh là có liên quan đến quá trình hoạt hoá đại thực bào trong phản ứng quá mẫn muộn. Tiểu quần thể Th2 chế tiết IL-4 và IL-5, châm ngòi cho đáp ứng tạo kháng thể thể dịch. Việc chế tiết IL-10 bởi tiểu quần thể Th2 ức chế tiểu quần thể Th1 sản xuất cytokine l à do cytokine này có vai trò trung tâm trong việc điều hoà đáp ứng miễn dịch thể dịch và đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào. Các tiểu quần thể Th1 và Th2 và vai trò của IL-10 trong một số bệnh sẽ được đề cập sau trong chương này.