Обзор отдельных представителей IL-1F
2.5.1 Интелейкин-1α и Интерелейкин-1β
Интерлейкин-1 является одним из важнейших медиаторов воспаления в организме и был открыт впервые как фактор повышения температуры при воспалении, а также как макрофагальный фактор активации лимфоцитов. Два сходных белка IL-1α и IL-1β часто именуют просто как IL-1, так как их биологическая активность одинакова, а различия в функциях связаны с различиями в способах продукции этих цитокинов клетками. IL-1α в целом можно назвать медиатором локальных защитных реакций, вне клетки он существует в виде мембраносвязанной формы и секретируется очень незначительно, более того, биологически активной в данном случае является именно непроцессированная мембранная форма, которая после протеолитического расщепления уменьшает свою биологическую активность. Экспрессия и накопление (часто в ядре) IL-1α носит конститутивный характер, особенно активна в эпителиальных тканях, IL-1α может иметь интракринную функцию как модификатор транскрипционной активности. [94] Мембранная форма IL-1α характерна для активированных клеток, моноцитов, некоторых В-клеток. Основная функциональная ниша IL-1α – это сигнализировать о тканевом повреждении немедленно после разрушения клеток, поэтому его считают алармином. [48] Функции IL-1b распространяются и на локальном и на системном уровне, это цитокин секреторный, его продукция носит индуцибельный характер. Опыты in vitro на данный момент показали более 50 различных функций IL-1 при воздействии на очень широкий спектр клеток и органов. При системном взгляде на функции IL-1 можно заключить, что главным образом, IL-1 является сигнальным фактором развития тканевого воспаления и системного острофазного ответа на него. Весь комплекс разннообразных его функций сводится к решению задач по ограничению и элиминации патогенов и восстановлении тканевого гомеостаза поврежденной ткани.
Первоначальная экспрессия и секреция этого белка связана с активацией посредством PAMP рецепторов типа TLR в месте первого контакта клеток, несущих эти рецепторы с патогеном. Поэтому, первые проявления его активности сводятся к активации местных защитных реакций, воспалению. Так как практически все клетки организма несут на своей поверхности рецепторы к IL-1, первоначальных слабый сигнал очень быстро амплифицируется и распространяется по ткани без диссиминации патогена, такие клетки как фибробласты, эндотелиальные клетки, резидентные макрофаги и лейкоциты быстро активируются и принимают участие в воспалительном ответе. [21]
Поражения тканей практически всегда сопровождаются нарушением целостности сосудов и, как следствие активацией каскада гемостаза. Очень важно, что процессы воспаления и свертывания крови являются не просто синхронными, но и координированными. Запуск каскада гемостаза в результате нурушения целостности эндотелия сосудов, может, в общем-то осуществлятся независимо от цитокинов, однако в реальных физиологических условиях оба эти процесса: воспаление и гемостаз сильно влияют друг на друга. В целом, можно сказать, что воспалительное состояние поврежденной ткани имеет протромбическое действие, что имеет отчетливые клинические следствия при атеросклеротических артериальных тромбозах и септической системной тромбофилии. Воспалительные свойства поврежденной ткани, в первую очередь, в смысле наличия провоспалительного IL-1 регулируют баланс свертывания крови по трем основным направлениям: модулируя состояние эндотелиальных клеток и их поверхностных молекул, тромбоцитов и регулируя активность сывороточных факторов КСК, через различные ингибирующие фибринолиз и стимулирующие фибриногенез тканевых факторов. В тоже время, и процесс свертывания крови влияет на процесс воспаления, так что эта регуляция является обоюдной. [52]
IL-1 в очаге воспаления влияет на экспонирование на поверхности эндотелиоцитов адгезионных молекул для различных лейкоцитов, в первую очередь нейтрофильных гранулоцитов. Посредством индукции продукции IL-8 и других хемокинов (в зависимости от ткани и типа поражения), он также осуществляет хемотаксис этих клеток. Активирующее воздействие IL-1 на макрофаги заключается в стимуляции фагоцитарной активности, выработки провоспалительных цитокинов, экспресии фосфолипазы A2 и циклоксигеназы-2 (COX-2) для синтеза PGE-2, индукции NO-синтазы (iNOS), что опосредует отек и инфильтрацию. IL-1 контролирует и метаболизм в области воспаления, повышая потребление клетками глюкозы, при этом стимулируя именно гликолитическую фазу её утилизации, что важно для локального повышения температуры. [23]
Важной составной частью комплекса ответов на IL-1 является стимуляция им реконструкции в соединительной ткани. IL-1 является фактором пролиферации фибробластов, увеличивает выработку ростовых факторов FGF, EGF, колониестимулирующих факторов. Последнее обстоятельство очень важно, так как IL-1 является мощным индуктором гемопоэза. [2] Под действием IL-1 в соединительной ткани ускоряется обновление матрикса межклеточного вещества: этот цитокин одновременно индуцирует как продукцию основных белков и пептидогликанов соединительной ткани, так и коллагеназ и эластаз, металлопротеаз. [30]. Хорошо знакомая каждому из нас ломота в костях при простуде связана с действием IL-1 на остеокласты, который стимулирует резорцию костей. IL-1 имеет положительное влияние на продукцию фактора роста эндотелиоцитов (VEGF), это обозначает его роль как в процессе тканевой репарации, восстановления сосудистого роста, гиперваскуляризации дермы в областях хронического воспаления при псориазе, так и в процессе прорастания сосудов в опухоли их метастазировании. Все эти процессы – отражения задачи любого иммунитета – поддержание стабильности молекулярного и структурного состояния ткани.
При недостаточной активности для решения проблем местного воспалительного ответа, IL-1 появляется в циркуляции, что ведет к генерализации воспаления и его системному действию на уровне организма.
Повышение температуры тела – один из самых очевидных признаков генерализации воспаления в этом случае. В течение долгого времени пирогенность считалась основной характеристикой IL-1. Интересно, что влияние циркулирующего IL-1 ограничено непроницаемостью для него ГЭБ, поэтому он воздействует на нейроны особой зоны переднего гипоталамуса в области терморегуляторного центра, индуцируя целый каскад изменений, синтез PGE-2. Кроме влияния циркулирующего IL-1 на терморегуляторный центр IL-1 вовлечен в регуляцию функций гипоталамо-гипофизарной оси, повышая уровень АКТГ и кортикостерона в крови за счет индукции кортикотропин-рилизинг-фактора. IL-1 имеет влияние на функции ЦНС, контролируя настроение, сон и пищевое поведение. Важно отметить, что эти функции описывают именно действие циркулирующего в крови IL-1, хотя продукция этого цитокина показана для глиальных клеток, действие “мозгового” IL-1 во многом отличается от действия “висцерального”. [3] В первую очередь, это можно объяснить совершенно другим паттерном транскрипционной активности фактора NF-kB в клетках мозга. IL-1 в мозгу не стимулирует обычные воспалительные реакции, а стимулирует выживание нейронов и деление глиальных клеток, контролирует метаболизм, его действие особенно важно при гипоксии и разрешении её последствий в мозгу. Таким образом, интерлейкин-1 в организме разделен на два различных функциональных пула, связанных только косвенно через нейроэндокринную регуляцию. [39, 71]
В реакции острофазного ответа организма важнейшим ответом является изменение экспрессии белков острой фазы воспаления (APP): повышается продукция компонентов каскада свертывания крови, компонентов каскада комплемента, сывороточного амилоида-А, С-реактивного белка и других белков. В первую очередь повышение экспрессии этих белков регулируется IL-6, однако IL-1 также имеет и прямое и опосредованное IL-6 действие на эту реакцию. [10]
Интерлейкин-1 имеет иммунопоэтическое действие, стимулируя миелоцитарную дифференцировку, опосредованное выработкой колониестимулирующих факторов (GM-CSF, G-CSF) гепатоцитами, эндотелиоцитами и стромальными клетками и синергетическим действием на их активность. Воздействие IL-1 на гемопоэтические клетки повышает их чувствительность к колониестимулирующим факторам и стимулирует деление ГСК за счет изменения ими паттерна экспрессии соответствующих рецепторов и адгезионных молекул в стромальным клетками ниш. Введение IL-1 сопровождается увеличением пролиферативной активности предшественников и выходом нейтрофильных гранулоцитов, нейтрофилии. [24]
Для IL-1 показана также и роль в созревании дендритных клеток, причем это созревание коммитирует дендритные клетки к осуществлению ими презентации антигенов с выработкой определенных цитокинов, что определяет направление дифференцировки Th по Th-2 и Th-17 пути. С этим хорошо согласуется то, что действие IL-1 на T-лимфоциты стимулирующие продукцию IL-2, IL-4, IFN-γ. Совместное действие IL-1 с IL-18 направлеяет дифференцировку T-лимфоцитов в Th2-направлении, а совместное действие c IL-23 в Th-17 in vitro. Между IL-1 и IL-17 существует показанная in vitro петля взаимного усиления экспрессии, что может иметь важно значение при патологических хронических процессах. IL-1 посредством индукции IL-6 имеет положительное действие на пролиферацию B-лимфоцитов и продукцию антител. [73]
К патологическим процессам, в которых IL-1 имеет ключевое значение можно отнести септическую лихорадку, ревматоидный артрит, фиброз легких, аутоиммунный энцефаломиелит, а также провоспалительные синдромы, такие как семейная средиземноморская лихорадка, болезнь Стилла, синдром Макл-Уэллса (Muckle-Wells), для всех этих заболеваний показано положительное влияние анти-IL-1-терапии. Есть данные о том, что IL-1β, вырабатывающийся инсулин-продуцирующими β-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы при гипергликемии, стимулирует разрушении этих клеток при развитии диабета 2-типа. [23]
Как уже отмечалось выше, харктерной особенностью семейства интерлейкина-1 является наличие молекул-антагонистов, которые будучи по структуре близкими к агонистам, конкурируют с ним за связывание со специфической рецепторной субъединицей, при этом не вызывая рекрутинг корецепторной. Для IL-1α и IL-1β это рецепторный антагонист IL-1Ra. В отличие от агонистов IL-1, он имеет высокий конститутивный уровень экспрессии и имеет в своем составе сигнальную последовательность, благодаря которой может постоянно секретироваться. Благодаря постоянной секреции гистиоцитами и гепатоцитами, он имеет в сыворотке крови здоровых людей в концентрации порядка 1 нг/мл, что является достаточно высоким уровнем для цитокина. По-видимому, таким образом создается “демпфер” для IL-1, защищающий организм от чрезмерной чувствительности к генерализации воспаления. Кроме секретируемой изоформы, альтернативный сплайсинг мРНК этого цитокина приводит к продукции несекретируемой формы IL-1Ra, накапливающейся в клетках. Результаты блокирования экспрессии IL-1Ra у лаборатоных животных показывают его драматическое значение для нормального функционирования организма. Для таких животных характерно малая выводковая выживаемость, нарушение развития, хроническое воспалительное поражение суставов, повышенное содержание иммунных клеток в тканях, повыешенный базальный уровень IL-6 в плазме, высокий титр антител к двуцепочечной ДНК [35] На основе IL-1 было создано несколько фармакологических рекомбинантных препаратов. Препарат Анакинра показал свою эффективность в лечении генерализованного пустулярного псориаза [36], при блокировании активности IL-1β антителами у пациентов с диабетом 2-типа снижался уровень гликозилированного гемоглобина [25].
Интерлейкин-18 и IL-18BP
Открытый в 1995 году цитокин, индуцирующий синтез IFN-γ и названный IL-18 [62], был в дальнейшем причислен к семейству интелейкина-1 в силу своего структурного сходства с IL-1α и IL-1β и получил наименование IL-1γ, которое, однако, не прижилось. В отличие от других генов этого семейства, ген IL-18 локализован на длинном плече 11 хромосомы (11q22). Как и IL-1, IL-18 продуцируется в незрелом виде и требует протеолитического расщепления для выполнения своих активностей.
Рецепторный субъединицы рецептора IL-18 отличаются от рецептора IL-1, что в принципе, может объяснять различия в биологической активности данных цитокинов, хотя детали этих различий пока не ясны. Причины различий в биологической специализации IL-1 и IL-18 следует искать скорее в распределении наличия рецептора к IL-18 на определенных типах клеток. К клеткам, способным отвечать на IL-18 относятся макрофаги, Т-лимфоциты, NK-клетки. [22]
Биологические функции IL-18, кроме индукции синтеза клетками INF-γ, заключаются в сходной с IL-1 провоспалительной биологической посредством NFkB – пути. Воздействие этого цитокина на макрофаги сходно с воздействием IL-1: активация фагоцитоза, индукция iNOS, экспрессия COX-2. На Т-лимфоциты и NK-клетки IL-18 воздействует, стимулируя секрецию IFN-γ, особенно сильно в комбинации с IL-12 или IL-15, такой синергизм объясняется повышением экспрессии рецептора к IL-18 в ответ на IL-12. [99, 100] В экспериментах на мышах было показано, что введение только IL-18 стимулировало протекание иммуного ответа по Th-2 пути и образование IgE – антител, введение же IL-18 в комбинации с IL-12 приводило к подавлению синтеза IgE, стимулировало продукцию IFN-γ и приводило к смерти таких мышей от гипогликемии и полостного восспаления.
Некоторые болезни ассоциированы с повышенным уровнем IL-18 и IFN-γ: системная волчанка, синдром активации макрофагов, ревматоидный артрит, диабет 1-типа. Интересными могут быть данные о значении IL-18 в регуляции гомеостаза и метаболическом синдроме. Свежевыделеные из переферичесской крови мононуклерные клетки имеют конститутивный уровень экспрессии гена IL-18 и накопленный в цитозоле непроцессированный белок, что совершенно не так для IL-1β [67]. Дефектные по гену IL-18 мыши переедали, были склонны к ожирению, умели склонность к атерослерозу, инсулин-резистентности и диабето-подобным проявлениям метаболического синдрома, такие мыши при введение лептина реагировали на него как мыши дикого типа. [58] При этом, инсулин-резистентность корректировалась при введении IL-18. [100]
Ингибирующая регуляция IL-18 осуществляется посредством IL-18-связывающего белка (IL-18BP). Это конститутивно секретируемый белок с чрезвычайно высокой аффинностью к IL-18, имеющий структурное сходство с внеклеточным доменом рецептора IL-18. [41] Присутствуя в норме в сыворотке крови концентрации в 20 раз превышающей молярную концентрацию IL-18, этот белок эффективно подавляет его дейстие. [61] Его секрецией занимаются стромальные клетки селезенки. Интересно, что у предствителей поксвирусов в составе мембран есть белки, мимикрирующие по IL-18BP. [96]
Интерлейкин-33
Открытие интерлейкина-33 произошло путем скриннинка баз данных открытых рамок считывания по сходству нуклеотидных последовательностей, его первым наименованием было IL-1F11. Хромосомное картирование определило его локализацию на малом плече 9 хромосомы (9p24). Интересно, что открытие рецептора данного цитокина, T1/ST2, было совершено еще в 1994 году, затем с помощью его блокирования было предсказано действие его лиганда, которое связали с администрированием аллергии. IL-33 продуцируется в виде предшественника с молекулярной массой около 30 и подвергается процессингу для активации каспазой-1 с получением активной формы массой около 18 кДа. [74] Молекулярное строение обнаруживает наибольшее сходство этого цитокина с IL-18. Одна из субъединиц рецептора этого цитокина является общей с рецептором IL-1, а другая, T1/ST2 является специфической для IL-33. Эта специфическая рецепторная субъединица экспонирована на Th-2 лимфоцитах и тучных клетках. Кроме различия в паттерне экспрессии, некоторые исследования показали, что рецептор IL-33 в отличие от рецептора других цитокинов IL-1F, в большей степени стимулирует активацию транскрипционного фактора AP-1, а не NF-kB. Тучные клетки отвечают на IL-33 продукцией IL-6, IL-1β и простагландинов. Богатые тучными клетками органы мышей, которым вводился IL-33 обнаруживали сильные изменения воспалительного характера. Воздействуя на дифференцировавшиеся Th-2 этот цитокин стимулирует их к секреции IL-4, IL-5 и IL-17, таким образом стимулируя пролиферацию B-лимфоцитов и образование антител. IL-33 при введении лабораторным животным приводил к проявлению у них характерных для аллергических реакций проявления в гистологии верхних дыхательных путей, эозинофильную инфильтрацию тканей легких. [74] Таким образом, благодаря особому паттерну экспрессии гена рецептора этого цитокина, IL-33 является не только привычным для семейства IL-1 провоспалительным цитокином, но и регулятором лимфоцитарным, стимулируя гуморальный ответ. Контролируя одновременно и тучные клетки и непосредственно связанные с аллергией цитокины IL-5 и IL-13, IL-33 является очень перспективной фармакологической мишенью для лечения этого заболевания.
Есть и еще одна сторона IL-33, которая делает его еще загадочней. IL-33 фактически является ядерным фактором, обнаруживаемым в венулах с высоким эндотелием, так что также его можно именовать NF-HEV. [15] IL-33/NF-HEV взаимодействует с хроматином в ядре и может явлтся активным фактором ремоделирования хроматина, хотя подробности механизма и целей этого взаимодействия пока не ясны. Таким образом, IL-33 может оказаться еще одним членом быстро растущей группы молекул способных выполнять разные роли внутиядерно и в межклеточном пространстве. К этой группе также относят IL-1α [94], IL-16 [95], HMGB [97].
Противоречивые данные были получены при изучении возможных функций этого цитокина в процессе атеросклероза. Модельные мыши, дефектные по гену аполипопротеина-E (ApoE), обнаруживают очень высокий уровень холестерина и склонны к атеросклерозу. [56] Введение IL-33 значительно уменьшало атерослеротические бляшки, при этом снижался уровень сывороточных IgE и IgA. [72] Ингибирование IL-33-опосредованных путей растворимым рецетором ST2 наоборот, усугубляло состояние сосудов таких мышей [44].
Интерлейкин-36
Подсемейство IL-36, которое включает в себя три провоспалительных цитокина: IL-36α, IL-36β и IL-36γ, и специфический противовоспалительный цитокин - рецепторный антагонист интелейкина-36 (IL-36Ra), было открыто in silico при скрининге баз экспрессирующихся последовательностей [26], интерлейкины этой группы были клонированы и охарактеризованы тремя группами исследователей [80, 13; 42]. Так как биологическая активность трех агонистов данной группы обычно не различается, как и в случае с IL-1 для краткости принято писать просто IL-36, когда мы говорим о любом из агонстов IL-36α, IL-36β или IL-36γ. Различаются агонисты IL-36 не типом биологической активности, а клетками-источниками, значением аффинности к рецептору и особенностями процессинга.
Рецептор IL-36 включает в себя специфическую рецепторную субъединицу и корецепторную, общую с рецептором IL-1 и IL-33. Исследования показали, что все агонисты IL-36 подобно IL-1 активируют в клетках NF-κB, JNK, p38 и ERK1/2 пути внутриклеточной сигнальной трансдукции [85; 19]. Таким образом, чтобы выявить функциональную нишу цитокинов группы IL-36, отделив её от IL-1 следует в первую очередь обратить внимание на распространение и обилие на мембране IL-36R и IL-1R среди различных типов клеток. Самый высокий уровень экспрессии IL-36R был выявлен в коже, также заметный уровень был обнаружен в трахее, щитовидной железе, печени, почках и мочеточнике [85]. В дальнейшем были точнее определены группы клеток, несущие рецептор IL-36R: кератиноциты и клетки эпителия почечных канальцев, эпителиоциты бронхов и альвеол, фибробласты дермы и дыхательных эпителиев [19], синовиальные фибробласты и суставные хондроциты [50], адипоциты [6], моноциты и макрофаги [91], а также зрелые дендритные клетки моноцитарного происхождения и плазмоцитоидные дендритные клетки, но не миелоидные дендритные клетки 1-го и 2-го типов [57], микроглия ЦНС [8; 5]. Наличие этого рецептора характерно для CD4-положительных T-лимфоцитов мышей, особенно Th1 и Th2, на поверхности Th17 этот рецептор менее представлен [91; 14].
Для генов агонистов группы IL-36 показана экспрессия лишь в ограниченном числе тканей и популяций клеток, обнаруживающая их преимущественную локализацию в эпителиях, при этом нет четкого разделения, часто при повышении экспрессии одного из трех агонистов, экспрессия двух других также повышена, но несколько ниже. Высокий уровень экспрессии гена IL36G найден в дифференцирующихся эпидермисе кожи, причем именно в кератиноцитах, но не фибробластах, эндотелиоцитах или меланоцитах [80]. Гиперэкспрессия гена IL36G в эпидермисе обнаруживается в участках протекания реакции гиперчувствительности, а также в очагах псориатического воспаления. Для некоторых популяций клеток иммунной системы также характерна экспрессия гена IL36G, например, его экспрессируют моноциты и макрофаги, особенно инфильтрирующие псориатические бляшки, а также некоторые типы дендритных клеток. Интересно, что зрелые дендритные клетки способны к конститутивной экспрессии IL36G. Экспрессия IL36A характерна для активированных кератиноцитов, особенно в области псориатических бляшек, эпителиальных клетках эндотелия дыхательных путей больных астмой или аллергическими заболеваниями. Доминирующая экспрессия IL36B характерна для клеток почечных канальцев, синовиальных фибробластов и хондроцитов суставов, в которых уровень мРНК поддерживается конститутивно. [26, 84, 38,80].
Провоспалительные цитокины, такие как TNFα, IL-17, IL-1β, IFN-γ вызывают экспрессию генов агонистов IL-36 в клетках эпителия бронхов [19], кератиноцитах. [14] Лиганды различных TLR также влияют на экспрессию этих генов. Особенно эффективными индукторами являются LPS, флагеллин и двуцепочечная РНК (dsRNA) или её синтетический аналог полиинозин-полицитидиловая кислота (pI:C) и флагеллин [45].
В отличие от генов агонистов IL-36, экспрессия гена рецепторного антагониста IL36RN наблюдается в более широком спектре тканей и органов. В первую очередь, это также кожа. Экспрессия IL36RN имеет конститутивный характер в кератиноцитах, и мРНК этого гена обнаруживается и в нормальной коже, однако, в псориатических бляшках этот уровень выше. [9]. Также, IL36RN экспрессируется в мозге, тимусе и почках. Во всех органах экспрессия гена IL36RN преимущественно локализуется в эпителиальных клетках, либо клетках макрофагального типа (моноциты, дендритные клетки макрофагального происхождения, микроглиальные клетки) [80]
Как и остальные члены семейства, агонисты IL-36 транслируются в виде неактивных предшественников. Однако, замечательная особенность этой группы состоит в том, что их процессинг осуществляется не каспазой-1, а какими-то другими, до сих пор не определенными протеазами. Исследователям сейчас даже не известно, какова длина активированных форм агонистов IL-36 в физиологическом состоянии. На данный момент приходится пользоваться формами укороченными генноинженерными способами, для которых была показана наибольшая биологическая активность в теста in vitro. В частности, укороченный вариант rhIL-36γ/S18, в котором отсутствуют первые 17 аминокислот, показал биологическую активность в 1500 раз больше, а аффинитет его к рецептору был почти на 3 порядка выше, чем у полноразмерного непроцессированного варианта. [86] Именно эта форма, укороченная на 17 первых аминокислот и использовалась in vitro большенством исслеователей в течение последних 5 лет. И это очень важный вопрос, так как мы до сих пор доподлинно не знаем, какая именно биологичская активность характерна для физиологически процессированного IL-36γ, возможно она in vivo ниже. По поводу особенности активации белков данной группы следует добавить еще одно соображение. Рецепторный антагонист IL-36 для осуществления высокой ингибирующей активности не требует отщепления больших пропептидных фрагментов, этот цитокин активен в полноразмерном состоянии. Действие него действие кандидатных протез для активации IL-36γ, например нейтрофильной эластазы, приводит к потере им ингибирующей активности. Таким образом, можно предположить особый способ регуляции баланса агонист/антагонист, характерный для этой группы. В нормальном состоянии, без привлечения в очаг воспаления нейтрофилов, даже в случае разрушения кератиноцов и выхода из них IL-36γ, он будет легко подавлен высоким ингибирующим действием IL-36Ra. Однако, в случае, когда в ткани уже произошло привлечение и дегрануляция нейтрофилов с выходом их протеаз в межклеточное вещество, баланс сил сильно меняется: расщепленный антагонист дезактивируется, а для активности агониста такое действие, наоборот, будет стимулирующим.
С выявлением паттерна экспрессии гена рецептора IL36R стало известно, какие клетки должны отвечать на его воздействие. Так, синовиальные фибробласты и хондроциты суставов в ответ на IL-36 экспрессируют TNFA и IL1B [50]. Фибробласты бронхов экспрессируют TNFA и IL1B, IL6, хемокины: CXCL1, CXCL2, CXCL8, CXCL3, CCL-20, CCL2, CCL5, CXCL10, гемопоэтические факторы: GCSF, GMCSF [19]. При стимуляции кератиноцитов эпидермиса и фибробластов кожи наблюдалось увеличение экспрессии TNFA и IL1B, ССL20, самого IL36G, а также индукция экспрессии NOS2, DEFB4, DEFB103B, MMP2 [7; 38]. Интересным оказалось действие этого цитокина на дендритные клетки макрофагального и плазмоцитоидного происхождения: кроме индукции экспрессии IL-1β, IL6, CCL1, CXCL1, IL1A, TNFA, GMCSF, IL23P19, IL12P40, IL12P35 была отмечена гиперэкспрессия генов молекул непосредственно задействованных в процессе презентации антигенов: HLA-D, B7.1 и B7.2, причем действие IL-36 было в данном случае сильнее и специфичнее, чем действие IL-1, то есть IL-36 является цитокиновым фактором созревания дендритных клеток. Важные данные были получены при исследовании CD4-положительных Т-лимфоцитов мышей (для Т-лимфоцитов человека наличие IL-36R не характерно). Дело в том, что на мембранах Т-лимфоцитов различных субпополяций в процессе поляризации доминируют рецепторы различных представителей семейства интерлейкина-1. Так, для поляризованных Тh1 характерно наличие рецептора IL-18, для Тh2 – рецептора IL-33, а для Th17 рецептора IL-1. Причем, данные цитокины сами стимулируют соответствующее направление поляризации, коммитируя Т-лимфоцит к восприятию только этого цитокина. Так вот, оказалось, что рецептор IL-36R присутствует в первую очередь на наивных Т-лимфоцитах, а потому его действие на культуры поляризующихся Т-лимфоцитов увеличивает экспрессию генов, кодирующих характерные для каждой субпопуляций цитокины: IFN-γ для Th1, IL-4, IL-5, IL-6, IL-3 для Th2, IL-17 и IL-23 для Th17. Такой эффект объясняется в первую очередь положительным влиянием IL-36 на IL-2 – фактор пролиферации Т-лимфоцитов. Вдобавок к косвенному пролиферативному действию IL-36 через индукцию IL-2, было показано и его поляризующее действие: IL-36β в сочетании с IL-12 синергично действует на поляризацию в Тh1-напралении, в еще большей мере, чем IL-18 [90; 91]. Несмотря на то, что влияние IL-36 на Т-лимфоциты человека, по всей видимости, может быть только непрямым, было показано поляризационное влияние в случае, если посредниками IL-36 выступают дендритные клетки, которые культивировались в его присутствии [Маtumba S. et al., 2012].
Обнаружено наличие между IL-36 с одной стороны и IL-1β, TNFα и IL-17 с другой, положительной обратной связи коэкспрессии, так называемой петли взаимной костимуляции экспрессии, нарушения регуляции которой причастны, по-видимому, к хронизации воспаления при псориазе [70, 38, 14]
Самой явственной патологией, связанной с дисрегуляцией IL-36 является псориаз. Псориаз – это комплексное заболевание, характеризующееся как хроническое воспаление кожи с участием адаптивного иммунитета в виде Th17 и Th1, при котором вследствие нарушения цитокинового окружения кератиноцитов, нарушается их деление и дифференцировка. IL-36 способен участвовать во многих звеньях патологического процесса псориаза: от аутокринной индукции в кератиноцитах самого IL-36, активации выделения β-дефенсинов 2 и 3, кателецидина LL37, антимикробного пептида псориазина - S100A7 и провоспалительных цитокинов [38, 14], хемокинов для дендритных клеток [17] и T-лимфоцитов [84], до стимуляции процесса созревания пДК [57] и направления дифференцировки T-лимфоцитов по Th1 пути [90] и в меньшей степени Th17-пути [91].
Кроме того, что действие IL-36 in vitro логично вписывается в схему развития патологии псориаза, есть ещё несколько причин, указывающих на роль IL-36 в регуляции воспаления в коже и паталогическом процессе псориаза. Результаты недавнего сравнительного исследования позволяют сказать, что как повышенный уровень экспресии IL36G, так и повышенные уровень IL-36γ в коже и сыворотке является отличительной чертой именно псориатического воспаления, в отличие от апотического дерматита или контантной экземы. Эти уровни хорошо кореллируют с тяжестью забоелвания и их можно использовать как биохимические маркеры выявления псориатической эритродермии на ранних стадиях. [20]
Важные доказательства роли IL-36 в патогенезе псориаза появились после создания и изучения модели индуцированного псориазоподобного фенотипа у мышей [9]. Были созданы несколько линий трансгенных мышей с искусственно повышенной экспрессией IL-36α в коже. Эта линия имела фенотип кожи близкий к псориатическому: локальные язвы с повышенной инфильтрацией иммунных клеток, нарушениями дифференцировки кератиноцитов, а также гиперэкспрессей генов многих белков, ассоциированных с воспалением. Скрещивания таких трансгенных мышей с четырьмя другими линиями мышей: с линией, дефектной по гену, кодирующему рецептор к IL-36; с линией с дефектом в гене, кодирующем рецептор к IL-1; с линией с дефектом в гене, кодирующем рецептор к TNF-α; с линией, дефектной по IL36RN; с линей с дефектом в гене RAG-2, показало, что ни IL-1β, ни TNFα не имеют критического значения в протекании этого псориазоподобного заболевания у мышей, в то время как отсутствие рецептора к IL-36 приводило к восстановлению у мышат с генотипом IL-36Atg+ x IL-1RR2- нормального фенотипа кожи. Линия мышей, которая имела дефекты в гене антагониста IL-36Ra, обнаруживала более драматичные последствия такого изменения: из 109 мышат этой линии выжил только один.
В-третьих, были выявлены несколько вариантов мутаций в гене, кодирующем рецепторный антагонист IL-36 (IL-36Ra), которые четко ассоциированы со случаями тяжелой, опасной для жизни формы псориаза – генерализованного пустулярного псориаза (GPP). [53; 64; 29, 27]. Это также косвенно подтверждает важность IL-36-опосредованных ответов в этиологии этого заболевания.
Недавнее исследование [81]обнаружило, что снижение активации Notch-сигнального каскада, которое характерно для кератиноцитов в зонах ранений, приводит к повышению экспрессии IL36A и накоплению IL-36α в клетках in vitro и in vivo.. Очевидно, преднакопление IL-36 в клетках регенерирующего эпидермиса готовит их к быстрой активации в условиях ранения. Здесь интересно будет напомнить о существовании феномена Кёбнера, который заключается в появлении свежих очагов воспаления на месте ранения здоровой кожи у больных псориазом. Можно предположить, что в данном случае имеет место быть описанная выше регенеративная продукция IL-36 в кератиноцитах и именно она является спусковым крючком воспаления.
Таким образом, можно предположить, что IL-36 – это группа провоспалительных цитокинов, локализующийся и осуществляющий свои функции эпителиях, участвующий в рекрутинге и активации клеток врожденного и приобретенного иммунитета, а также инициации Тh-1-опосредованных ответов, и является, по-видимому, маркером пироптотического разрушения клеток.