サイトカインとは.免疫原や分裂促進剤などの刺激によって誘導され.様々な細胞で産生される低分子可溶性タンパク質で.調節 [1] [2] .造血.細胞増殖.損傷組織の修復など様々な機能を有しています。 サイトカインは.インターロイキン.インターフェロン.腫瘍壊死因子スーパーファミリー.コロニー刺激因子.ケモカイン.成長因子などに分類されます。 これらのサイトカインは.生体内でパラクリン.オートクリン.エンドクリン的に作用し.複数の重複.拮抗.相乗的な生理作用を持ち.非常に複雑なサイトカイン調節ネットワークを形成し.人体における様々な重要な生理機能に関与しています。
(a)サイトカインを産生する細胞の種類による分類
サイトカイン
1.リンパカインは.主にTリンパ球.Bリンパ球.NK細胞などのリンパ球が産生することから名付けられました。 重要なリンパカインは.IL-2.IL-3.IL-4.IL-5.IL-6.IL-9.IL-10.IL-12.IL-13.IL-14.IFN-γ.TNF-β.GM-CSF.神経ロイキンなどです。
2.モノカインは主に単球やマクロファージから産生されるもので.IL-1.IL-6.IL-8.TNF-α.G-CSF.M-CSFなどが挙げられます。
3.非リンパ球.非単球・マクロファージが産生するサイトカイン 主に骨髄や胸腺の間質細胞.血管内皮細胞.線維芽細胞などが産生し.EPO.IL-7.IL-11.SCF.内皮由来IL-8.IFN-βなど。
(b)主要なサイトカインの機能の違いによる分類
1.インターロイキン(IL) 1979年から命名された。 リンパ球.単球またはその他の非単球によって産生されるサイトカインであり.細胞間相互作用.免疫調節.造血および炎症プロセスにおいて重要な調節的役割を担っている。
2.コロニー刺激因子(CSF)は.造血幹細胞や分化段階の異なる造血細胞を刺激して半固形培地中に異なる細胞コロニーを形成させるサイトカインの違いにより.G(顆粒球)-CSF.M(マクロファージ)-CSF.GM(顆粒球.マクロファージ)-CSF.マルチ(複数)-CSF.G(顆粒球.マクロファージ)-CSFと名付けています。 CSF.Multi(マルチ)-CSF(IL-3).SCF.EPOなど。 異なるCSFは.異なる発生段階にある造血幹細胞や前駆細胞の分化・増殖を刺激するだけでなく.成熟した細胞の機能を促進する。
3.インターフェロン(IFN)は.1957年に発見されたサイトカインで.もともとは.特定のウイルスに感染した細胞が.別のウイルスの感染や複製を妨害する物質を作り出すことを発見したことから名付けられた。 インターフェロンの産生源と構造により.白血球.線維芽細胞.活性化T細胞からそれぞれ産生されるIFN-α.IFN-β.IFN-γに分類される。 様々な異なるIFNの生物学的活性は基本的に同じであり.抗ウイルス作用.抗腫瘍作用.免疫調節作用がある。
サイトカイン
4.腫瘍壊死因子(TNF)は.腫瘍組織を壊死させることが最初に発見され.この物質にちなんで命名されました。 前者は単球-マクロファージ.後者は活性化T細胞によって産生され.リンパ毒素(LT)とも呼ばれる。 2種類のTNFの基本的な生物活性は類似しており.腫瘍細胞を殺すほか.免疫調節作用があり.発熱や炎症の発生に関与している。 高用量のTNF-αは悪液質を引き起こすため.TNF-αはカシェクチンとも呼ばれる。
5.トランスフォーミング成長因子-βファミリー(TGF-βファミリー)は.主にTGF-β1.TGF-β2.TGF-β3.TGFβ1β2.骨形成タンパク質(BMP)など様々な細胞から産生されています。
6.上皮成長因子(EGF).血小板由来成長因子(PDGF).線維芽細胞成長因子(FGF).肝細胞成長因子(HGF).インシュリン様成長因子-I(IGF-1).IGF-II.白血病抑制因子(LIF).神経成長因子(NGF).腫瘍抑制因子Mなどの成長因子(GF)。 NGF).オンコプロテインM(OSM).血小板由来内皮増殖因子(PDECGF).トランスフォーミング増殖因子-α(TGF-α).血管内皮細胞増殖因子(VEGF)等。
7.ケモカインファミリーには2つのサブファミリーがあります:(1)主に好中球の走化性を示すC-X-C/αサブファミリー.その主要メンバーはIL-8.メラノーマ細胞増殖刺激活性(GRO/MGSA).血小板因子4(PF-4).血小板基礎蛋白.蛋白加水分解由来物CTAP-III とβ-トロンボグロブリン.炎症性タンパク質10(IP-10).ENA-78;(2)主に単球の走化性を示すC-C/βサブクレード.このサブクレードのメンバーは.マクロファージ炎症性タンパク質1α(MIP-1α).MIP-1β.RANTES.単球走化性タンパク質1(MCP-1/MCAF).MCP-2
サイトカインは.様々な細胞から産生されるペプチド分子で.免疫系や造血系だけでなく.神経系や内分泌系においても.細胞機能を幅広く制御する作用を持っています。 サイトカインは.標的細胞膜の表面にある受容体と結合し.細胞内部にシグナルを伝達することで.多種多様な生体機能を発揮しています。 したがって.サイトカインの生物学的機能を深く研究するためには.サイトカイン受容体の構造と機能を理解することが不可欠である。 サイトカイン受容体の異なるサブユニットに共通する鎖が発見されたことにより.数多くのサイトカインの生物学的活性の共通点と相違点を受容体レベルで解明するための基礎となりました。 サイトカイン受容体の大部分は可溶性で存在し.可溶性サイトカイン受容体の産生パターンとその生理的・病理的意義を理解することは.サイトカインネットワークの役割の理解を確実に広げることになる。 サイトカインとその受容体のレベルの検出は.基礎および臨床免疫学研究の重要な側面となっている。
分類
I. サイトカイン受容体の構造と分類
サイトカイン受容体は.そのcDNA配列と受容体膜の細胞外領域におけるアミノ酸配列の相同性と構造の特徴から.免疫グロブリンスーパーファミリー(IGSF).造血サイトカイン受容体スーパーファミリー.神経成長因子受容体スーパーファミリー.ケモカイン受容体の主に4種類に分類することができる。 さらに.IL-10RやIL-12Rのように構造が完全に解明されていないサイトカイン受容体や.IL-2Rα鎖(CD25)のように構造は解明されているが分類されていないサイトカイン受容体も存在する。(i) 免疫グロブリンスーパーファミリー
このファミリーのメンバーは.いずれも細胞外膜部分に1つまたはいくつかの免疫グロブリン(Ig)様構造を持っています。 IGSFのメンバーであるIL-1RtI(CD121a).IL-1RtII(CD121b).IL-6Rα鎖(CD126).gp130(CDw130).G-CSFR.M-CSFR(CD115).SCFR(CD117)およびPDGFRは知られているが.いくつかの異なる構造に分類することができ.この中で のタイプに分類され.IGSF構造タイプによって受容体のシグナル伝達経路が異なる。
(1) M-CSFR.SCFR.PDGFR:いずれも細胞外領域に5つのIg様構造ドメインを持ち.細胞質領域付近に1つのV様構造.残りの4つはC2様構造である。 受容体は通常二量体として対応するホモ二量体リガンドと結合している。 受容体の細胞質領域自体には.プロテオチロシンキナーゼ(PTK)構造が存在する。
(2) IL-1RtIとIL-1RtII:どちらも細胞外膜領域に3つのC2様構造を持つ。 受容体細胞質領域のセリン/スレオニンリン酸化は.受容体を介したシグナル伝達に関連すると考えられる。
(3)IL-6Rα鎖.gp130.G-CSFR:いずれも細胞外膜のN末端にC2様領域.細胞質近くの両脇にエリスロポエチン受容体スーパーファミリードメインを持ち.さらに細胞外領域には2-4個のフィブロネクチンドメインがある。gp130細胞質領域クーリンリン酸化はシグナル伝達と関連している。 この構造型受容体とそれに対応するリガンドであるIL-6.OSM.LIF.G-CSFもアミノ酸配列や分子構造において大きな類似性を持っている。
(ii) 造血系サイトカイン受容体スーパーファミリー
造血系サイトカイン受容体スーパーファミリーは.サイトカイン受容体ファミリーとしても知られており.エリスロポエチン受容体スーパーファミリー(erythropoietin receptor superfamily) とエリスロポエチン受容体ファミリー(erythropoietin receptor family)に分けることができる。 エリスロポエチン受容体スーパーファミリー(ERS).インターフェロン受容体ファミリー(IRF)。
1.ERSのメンバーは.いずれもエリスロポエチン(EPO)受容体の細胞外領域とアミノ酸配列において高い相同性を持ち.分子構造においてもより類似しているため.この名前が付けられました。
(1) ERSのメンバー:ERSに属するメンバーとしては.EPOR.トロンボポエチンR.IL-2β鎖(CD122).IL-2Rγ鎖.IL-3Rα鎖(CD123).IL-3Rβ.IIL-4R(CDw124).IL-5Rα鎖.IL-5βα鎖.IL-5Rβ鎖.IL-6Rα鎖 ( CD126).gp130(CDw123).IL-7R.IL-9R.IL-11R.IL-1240kDaサブユニット.G-CSFR.GM-CSFRα鎖.GM=CSFRβ鎖.LIFR.CNTHRなど。また.成長ホルモン受容体(GRGR)やプロラクチン受容体(PRLR)などの特定のホルモンも属する。 ERS.
(2)ERSの構造的特徴:エリスロポエチン受容体スーパーファミリーのメンバーは.リガンドとの細胞外膜結合部位に約210アミノ酸残基からなる家畜相同領域を持ち.その主な特徴は.①4高保存システイン残基Cysl.Cys2.Cys3.Cys4と相同領域N末端近くの保存パラジン.Cys1および Cys1→Cys2.Cys3→Cys4は2つのジスルフィド結合を形成する。 ホモロジー領域は細胞膜に近く.細胞膜外の約アミノ酸群18-22にトリプトファン-モノセリン-X-トリプトファン-セリンモチーフ.いわゆるTrp-Ser-Xaa-Trp-SerすなわちWSXWSモチーフを持ち.生体機能は不明である。 1994年.Hiltonらは.WSXWSモチーフに対応するオリゴヌクレオチドをプローブとして合成し.成体マウス肝臓cDNAライブラリーからマウスIL-11受容体α鎖cDNAのクローニングに成功しました。 IL-6Rα鎖はgp130とG-CSFrN末端を持つIGSF構造を持つ。IL-7RはN末端側にCys1とCys3のみを持ち.他のメンバーに比べてCys2とCys4とトリプトファン残基を欠く。IL-1240kDaサブユニットはERSと類似の構造を持つが非膜結合型で他のIL-12と結合している。 ERSのGM-CSFrN末端は2つのIII型フィブロネクチンからなり.各III型フィブロネクチン構造ドメインは7本の反平行β折れ鎖からなりバレル構造を形成し.2つのバレル構造の間の溝はリガンド膜外の保存領域で進化的に大きな相同性があり.その範囲はIGSFメンバー間と同様であると見られる。 EPoRは他のファミリーメンバーとの相同性が高く.進化的に支配的である可能性がある。ERSの細胞質領域は54から568アミノ酸残基の長さで.IL-2Rβ鎖とEPOR間の細胞質領域におけるいくつかの相同性を除いて.他のメンバーの細胞質領域には明らかな相同性が見られない。ERSメンバーはいずれも細胞質領域そのものにPTK構造を有していない。 IL-2Rβ鎖の細胞質領域には.細胞質内のチロシンキナーゼに関連するネイティブな二重性領域があり.セリンリッチ領域は非キナーゼ信頼経路に関連している。IL-2Rγ鎖の細胞質領域はSH2構造を持ち.シグナル伝達に関与している。 細胞質内のPTKとPKCはIL-4Rを介したシグナル伝達に関与していると考えられる。gp130の細胞質セリンリッチ領域とcoolineリン酸化はgp130を介したシグナル伝達に関与していると考えられる。 また.チロシンリン酸化はIL-7R.GM-CSFRβ鎖.IL-3Rβ鎖.IL-5Rβ鎖を介したシグナル伝達と関連していた。
2.インターフェロン受容体ファミリー このファミリーに属するメンバーは.IFN-α/βR.IFN-γR.組織因子(TF)(凝固第VII因子の細胞膜受容体)で.構造的にはエリスロポエチン受容体ファミリーに似ているがN末端に2つの保存Cysのみを含み.その間に7アミノ酸がある。 近位膜にも2つの保存されたCysがあり.2つのCysの間には20-22個のアミノ酸が間隔をあけて存在している。 IFN-α/βRは上記の構造ドメインのうち2つで構成されている。
(iii) 神経成長因子受容体スーパーファミリー
1. NGFRスーパーファミリーのメンバーは.nervegrowthfactorreceptorNGFRを除いてこのファミリーに属し.TNF-R1 (CD120a), TNF-RII (CD120b), CD40, CD27, T-cell cDNA-41BBコード産物.ラットT細胞抗原OX40.ヒト骨髄系細胞表面活性化抗原Fas(CD95)。
2.NGFRスーパーファミリーの構造的特徴 NGFRスーパーファミリーのメンバーは.細胞質膜の外側に3-6個の約40アミノ酸からなるCysリッチ領域を持ち.例えば.NGFR.TNF-R1.TNF-RⅡは4構造ドメイン.CD95は3構造ドメイン.CD30は6構造ドメインである。 また.TNF-RⅠ.CD95.CD40の細胞質領域は40-50%の相同性がある。
(iv) ケモカイン受容体
1988年にIL-8遺伝子のクローニングに成功して以来.ケモカインのファミリーが形成された。 現在までに.ケモカインファミリーには少なくとも19のメンバーが存在する。 これらのケモカインのいくつかの受容体はほぼ特定されており.それらはすべてGTP結合型タンパク質共役型受容体に属し.7つの膜貫通領域を持つことから7-predictedtransmembrane receptor superfamilyとも呼ばれる。 Gタンパク質共役型受容体(またはSTR)は.ケモカイン受容体のほか.特定のアミノ酸.アセチルコリン.モノアミン受容体.古典的ケモカイン受容体(C5a.fMLP.PAF).その他の受容体を含む広い範囲の受容体をカバーしています。
1.ケモカイン受容体の種類と構造
(1) ケモカイン受容体の種類:これまでに確認されているケモカイン受容体の種類は.IL-8RA.IL-8RB.MIP-1α/RANTEsR.NCP-1R.サイトカイン受容体 ( redbloodcellchemokinereceptorRBCCKR)である。 IL-8と結合するIL-8RA.IL-8RB.RBCCKR(Duffy抗原)はIL-8受容体ファミリーとして分類されている。
(2)ケモカイン受容体の構造:全てのケモカイン受容体はGタンパク質共役型受容体/STRで.N末端は細胞質外に.C末端は細胞質内にある。7つの膜貫通ドメイン(TMD)はαヘリックスで.TMD中のII. IV.V.VIおよびVIIはαヘリックス内に保存されている肺エンドセリンによりキンクされている。 細胞外領域と細胞質領域は.それぞれe1-e3(e:extracellularconnectingloops)とil-i3(iintracellularconnectingloops)と呼ばれる3つの1ノット親水性アミノ酸で構成されている。e1とe2は.2つの保存Cysによってジスルフィド結合を形成して分離されているが.一部の受容体では も細胞外N末端とe3との間でジスルフィド結合を形成し.例えばIL-8Ra30Cysは277ysとジスルフィド結合を形成している。 STRスーパーファミリーの中でも.古典的ケモカイン受容体と同様にケモカイン受容体には.(1)約350アミノ酸とSTRスーパーファミリーの中で最も短く.主にN末とC末が短く.i3ループは16-22アミノ酸しかない. (2)アミノ酸レベルでの相同性が20%以上ある. (3)i3が塩基性アミノ酸に富み正電荷である. (4)N-terminal mic acid (3) i3は塩基性アミノ酸に富み.正に帯電している。(4) N末端のミミック酸は負に帯電している。(5) 細胞質領域にはリン酸化部位と考えられるセリンとスレオニンが複数存在する。(6) mRNAはほとんどが白血球で発現する。
2.IL-8Rファミリーは.IL-8RA.IL-8RB.RBCCKRなど.IL-8と結合できるケモカイン受容体の異なる受容体の総称です。
(1) IL-8RA: IL-8RA cDNAは1991年にクローニングに成功. Holmesらによって好中球cDNA発現ライブラリーから得られた。 ヒトIL-8RA遺伝子は染色体2q35に位置し.IL-8RB遺伝子と密接に関連し.高度に相同であり.おそらく重複により同じ祖先遺伝子から派生したものと考えられる。 cDNAから.IL-8RAは350アミノ酸からなり.5つのN-結合型グリコシル化部位を持つことが推論された。 裸ペプチドの分子量は40kDaで.55-69kDaでグリコシル化されており.IL-8RBとはアミノ酸レベルで77%の相同性を持つ。 IL-8RAはリガンドIL-8(塩基性.PI8.0-8.5)にのみ結合するが.これはIL-8RaのN末端の酸性アミノ酸がIL-8に結合するサイトであり.N末のAsp11とe3は IL-8RA遺伝子は.好中球.単球.PGA活性化T細胞.単球様細胞株.黒血病細胞.などの幅広い細胞で発現しています。 好中球.単球.PGA活性化T細胞.単球様細胞株.メラノーマ細胞.滑膜線維芽細胞.HL60細胞.前骨髄系細胞株THP-1などの幅広い細胞で発現する遺伝子です。
(2) IL-8RB: IL-8RB cDNAは.HL60細胞から初めてクローニングに成功し.推定アミノ酸残基数335.N-結合型グリコシル化部位を持つ。 IL-8RB はCXCサブファミリーのIL-8.GROα.GROβ.GROγ.NAP-2に結合します。 ヒトIL-8RBは.主に好中球.HL60.THP-1.AML193細胞などの骨髄系細胞で発現しています。
(3) RBCCKR:Multi-specificreceptor とも呼ばれる幅広い特異性を持つリガンドと結合する受容体で.CXCサブファミリーのIL-8.NAP-2.GROα.CCサブファミリーのMCP-1とRANTESと結合可能です。 -q25.成熟した受容体分子は338個のアミノ酸からなり.分子量は39kDaで.IL-8RBとMIP-1α/RANTESRにそれぞれ27%と23%相同性がある。 細胞外領域は66アミノ酸で.2つの潜在的なN-結合型グリコシル化部位を含み.酸性である。C末端の細胞質領域は24アミノ酸残基で.RBC-CKRはGタンパク質の制御を受けず.Gタンパク質の非共役受容体と思われる。 RBCCKRはヒト赤血球ダフィー抗原(gpD)であると同時に微小原虫ビバックス受容体である。 ダッフィー血液型陰性者は.その血液型の原因が存在するにもかかわらず.ダッフィー抗原/RBCCKRを発現しない。 RBCCKRは.ケモカインを血中から除去するクリアランスレセプターとして働く。 この受容体は5nMの親和性Kdでリガンドと結合し.IL-8の正常血清レベルはpMレベルである。 成人呼吸窮迫症候群(ARDS)や敗血症では.血清中のIL-8濃度が8nMまで上昇することがあり.過剰レベルのIL-8はRBCCKRと結合することでクリアされる。 RBCCKRは赤血球に発現しているほか.腎臓.脳.そして今回は脾臓.肺.胸腺に発現しています。
3.受容体シグナル伝達における第2細胞内ループ(i2)第3膜貫通領域(TMDIII)の直後のIL-8RAとIL-8RBには.DRYLAIVHAという受容体シグナル伝達に深く関わる保存配列があり.DRYは受容体とGタンパク質が効果的に結合するために必要で.変異導入によりこの配列が変化すると.リガンドとの結合には影響しないものの受容体が IL-8Rがリガンドに結合すると.受容体に結合していたヘテロ三量体Gタンパク質がαサブユニットとβγサブユニットに分解し.αサブユニットによるホスホリパーゼC(phospholipaseCPLC)の活性化により細胞質内のイノシトール三リン酸(IP3)とジアシルグリセロール(DAG)が増加し.細胞質内のCa2およびPKCが遊離して.その結果として細胞質内Ca を放出し.それぞれPKCを活性化する。 また.IL-8RAやIL-8RBCの末端のセリンやスレオニン残基のリン酸化がシグナル伝達に関与している可能性がある。
4.ケモカイン受容体とウイルス 近年.ヒトや霊長類の感染性ウイルスのオープンリーディングフレーム産物が.特定のケモカイン受容体と高い相同性を持つことが判明し.ウイルスの病原性やウイルスが持つ生物学的性質に関連している可能性があることが分かってきた。
(1) humancytomegalovirusHCMV:ヒトの上皮細胞.骨髄細胞.リンパ系細胞に感染するβヘルペスウイルス。HCMVのUS27.US28.UL33という3つのオープンリーディングフレームは.その分子構造においてSTRに類似したアミノ酸配列を演繹しています。 US28産物は.ヒトMIP-1α/RANTEsRと約30%の相同性を持ち.この受容体のN末端と最大56%の相同性を持つ。US28産物は.ケモカインのβサブファミリーのMIP-1α.MIP-1β.MCP-1とRANTESに結合し.αサブファミリーのケモカインには結合しない。
(2)サイミリヘルペスウイルス(HerpesvirussaimiriHVS):霊長類のT細胞に感染するγヘルペスウイルスです。 ECRF3産物は.IL-8.GROα.NAP-2にある程度結合する。
HCMV-US28およびHVS-ECRF3プローブがヒトゲノムDNAとハイブリダイズしなかったことは.ヘルペスウイルスがケモカイン受容体遺伝子のコピーを宿主から取得しただけでなく.それを改変したことを示唆しています。 同様の現象は.ヒトBリンパ球を愛するガンマヘルペスウイルス-EBV(EBV)でも見られ.EBVのオープンリーディングフレームBCRF1は宿主から獲得したIL-10遺伝子であり.BCRF1産物はウイルス性IL-10(vIL-10)とも呼ばれ.哺乳類IL-10の抗炎症および抗増殖効果を模倣しています。
共有鎖
II.サイトカイン受容体の共有鎖
ほとんどのサイトカイン受容体は.2つ以上のサブユニットからなるヘテロダイマーまたはマルチマーで.通常.特定のリガンド結合α鎖とシグナル伝達に関与するβ鎖を含む。α鎖は低アフィニティ受容体を構成し.β鎖は一般的にサイトカイン単独では結合できないが高アフィニティ受容体に関与している α鎖は低親和性受容体を構成し.β鎖は一般に単独ではサイトカインと結合できないが.高親和性受容体の形成やシグナル伝達に関与している。 リガンド競合結合アッセイ.機能類似性解析.分子クローニング技術の利用により.異なるサイトカイン受容体では.サイトカイン受容体の鎖が共通であることが明らかになっています。
(a)サイトカイン受容体の共有鎖の種類
多くのサイトカインの中で.ある種のサイトカインは非常に類似した作用を持つ。例えば.IL-3, IL-5, GM-CSFはいずれも造血系に作用して造血幹細胞や有向幹細胞の増殖を促す。 IL-6, IL-11, LIF, OSMはいずれも肝細胞.巨核球.形質細胞に作用して同様の生物作用を発揮する。 IL-2.IL-4.IL-7.IL-9.IL-13は.いずれもT細胞やB細胞の増殖を刺激する役割を担っている。 上記のサイトカインの機能の類似性は.受容体レベルで部分的に説明されており.サイトカイン受容体共有鎖によって大きく決定される。 現在.主なサイトカイン共有鎖は.gp310.GM-CSFRβ鎖.IL-2Rγ鎖であることが知られている。
1. gp130/LIFRは.IL-6R.モノクローナル抗体MT18を骨髄腫細胞株U266に共沈させて得られたgp130という130kDaの糖タンパク質で.1990年にHibiによってクローニングに成功したgp130は.血液凝固因子受容体に属する。 IL-6はIL-11とともにIL-6信頼マウス形質細胞腫瘍株増殖を刺激する T1165の増殖.IL-3およびGM-CSF存在下での骨髄多能性幹細胞のGo期短縮.ヒトおよびマウスにおけるIL-3依存性の巨核球コロニー形成促進.in vivoおよびin vitroでの特異抗体反応促進.肝細胞の急性期タンパク質産生誘導。 抗gp130はIL-6とIL-11によって誘導されるTF1細胞の増殖をそれぞれネガティブに阻害するが.抗IL-5RはIL-6によって誘導されるTF1の増殖をネガティブに阻害するだけであることから.IL-6とIL-11受容体は共通のシグナル伝達鎖を共有している。 osm受容体は.低親和性と高親和性が存在し.低親和性受容体はgp130.gp130および LIFRは高親和性レセプターを構成している。 IL-6RやIL-11Rとは異なり.OSMRではgp130は低親和性受容体を形成するのみで.単独でサイトカインシグナルを伝達することはできない。 高親和性LIF受容体はLIFRとgp130からなり.OSMRはLIFと競合して高親和性LIF受容体には結合するが.低親和性LIF受容体には結合しない。
(4)IL-11Rα鎖(マウス)とIL-6Rα鎖.CNTFRα鎖のアミノ酸相同性はそれぞれ24%.22%である。
2.KH97/AIC2Bは.IL-3R.IL-5R.GM-CSFRと共通しています。 造血に関しては.IL-3とGM-CSFは共に未熟細胞.混合細胞.顆粒球マクロファージコロニーの形成を促進し.単球を活性化して好酸球コロニー形成を促進する。また.IL-5はB細胞分化や抗体分泌の促進に加え.好酸球分化の促進作用がある。 IL-3.IL-5.GM-CSFRβ鎖をそれぞれコトランスフェクションした試験により.これら3つのサイトカインの高親和性受容体のβ鎖は.マウスではAIC2B.ヒトではKH97であり.これらは56%の相同性を持つことが証明されました。
3.IL-2受容体のγ鎖は.γ鎖を含むIL-2R以外に.IL-4R.IL-7R.IL-9R.IL-13R複合体(γc)でも共有されています。 これらの受容体に対応するリガンドは.主にT細胞に作用する一群の成長因子である。 IL-2γ鎖の異常を特徴とするX連鎖重症免疫不全症候群の患者は.T細胞の欠損または著しい減少というT細胞の発達異常を示すことから.IL-2γ鎖がT細胞の発達に重要な役割を果たすことが示唆されている。 T細胞の発達に役割を果たすIL-4とIL-7は.T細胞の増殖をシグナル伝達するIL-2Rγ鎖を共有し.シグナル伝達を行う . IL-2受容体システムでは.α鎖が低親和性受容体.β鎖とγ鎖からなる中親和性受容体.α.β.γ鎖からなる高親和性受容体があり.そのうちγ鎖は他のサイトカイン受容体のβ鎖と同等でシグナル伝達に関わり.αβ鎖はα鎖と同等で主にリガンドの認識・結合の役割を担っています。
②共有鎖とサイトカイン受容体のシグナル伝達
サイトカインシグナルは.まずリガンドが受容体に結合して受容体の二量体(または三量体)の形成を誘導し.二量体(または三量体)の細胞質部分の相互作用を可能にし.それによって異なるシグナル伝達経路を引き起こす必要があります。 IL-2R系では.シグナル伝達には受容体のβ鎖とγ鎖の二量体化が必要であり.β鎖の細胞質領域を欠くIL-2RはIL-2刺激の結果として生じるシグナルを伝達することができない。 ほとんどのサイトカイン刺激とシグナル伝達は.チロシンキナーゼの活性化と細胞内タンパク質のチロシンリン酸化に関連しており.サイトカインが受容体に結合すると受容体成分のチロシンリン酸化が起こる。ERS細胞質領域の近位端の60アミノ酸残基は非常に保存されており.この相同性配列はIL-6.G-CSF.EPO.IL-7のシグナル伝達において重要な役割を果たす。 この相同配列は.IL-6.G-CSF.EPO.IL-7のシグナル伝達において重要な役割を果たしており.これらの受容体が同様の細胞内シグナル伝達機構を利用している可能性が示唆されました。
1. gp130は.IL-6R, IL-11R, OSMR, LIFR, CNTFRの共通鎖のシグナル伝達を仲介する。gp130は.約277アミノ酸残基の細胞質領域にセリンリッチ領域.核酸結合領域.4つのGTP結合パターン領域がある。 セリンリッチ領域はG-CSFR.IL-2Rβ.IL-4R.EPORにも存在し.他のERSメンバーもかなりの相同性を有している。 これらの断片の1つはすべてのERSメンバーに保存されており.もう1つはG-CSFR.EPOR.KH97に存在する。 これら2つの短い断片のどちらかに変異があると.gp130はチロシンリン酸化を受けられず.シグナル伝達能力を失う。lifr/gp130ヘテロダイマーもチロシンリン酸化と関連している。 gp130はチロシンリン酸化を受けられず.シグナル伝達能力を失う。lifr/gp130ヘテロダイマーもチロシンリン酸化と関連している。 造血因子受容体ファミリーのほとんどのメンバーはチロシンキナーゼ構造ドメインを持たないが.成長因子が受容体チロシンキナーゼ二量体の形成と活性化を引き起こすのに対し.造血因子は受容体の二量体形成を誘導し.関連チロシンキナーゼの活性化を導くという点でチロシンキナーゼ型成長因子受容体と似ている。 分子量97/95 kDaのタンパク質のチロシンリン酸化は.IL-6.IL-11刺激TF1細胞で検出され.抗gp130のシグナル伝達に重要であることが分かっている。 分子量の異なるタンパク質のチロシンリン酸化は.異なる細胞株3T3-L1.B細胞ハイブリドーマ.骨髄性白血病株で検出されたことから.異なる細胞株における細胞特異的チロシンキナーゼとそれぞれの特異的基質の存在が示唆され.異なる細胞でgp130を共有するIL-6, IL-11, LIF, CNTF, OSMの生物学的役割に差があることが説明できるだろう I JAK2は.EPO.IL-3.G-CSF.IL-6など様々なサイトカイン刺激によって活性化する非受容体型チロシンキナーゼである。JAK2は.これらの異なるサイトカイン受容体のシグナル伝達経路に共通する因子であると考えられ.この受容体連鎖型JAK2キナーゼは.受容体の構造によって異なる基質を触媒して.JAK2 は.多くの異なる生物学的および化学的機能を媒介する。 また.gp130はIL-6.IL-11.CNTF.LIFによる刺激を受けて.それ自身のチロシンリン酸の旋光を受ける。
2.KH97/AIC2Bは.IL-3.IL-5.GM-CSFのシグナル伝達鎖の細胞質領域内でシグナルを媒介するが.異なるシグナルの生成に必要な領域も二つある:一つは膜末端近くのGlu517の上流約60アミノ酸の領域で.c-mycとpim-1の誘導に必要.他の一つは もう一つの領域は.Leu623からSer763までの約140アミノ酸の細胞質領域で.Ras.Raf.MAP(マイトジェン活性化プロテインキナーゼ)の活性化によりc-fos.c-junの誘導に必要です。hGM-CSFRα.β鎖は既知の酵素の触媒領域を持たず.hGM-CSFα.β鎖を共輸入したBa/F3細胞の地上率はC-と同じであり。 Myc.pim-1レベルは.延長の増加と関連していた。 GM-CSFαおよびβ鎖をトランスフェクトしたマウスリンパ芽球系細胞株では.いくつかの細胞内タンパク質のチロシンリン酸化を誘導し.増殖反応を引き起こした。 GM-CSFR高親和性受容体を発現するマウスNIH3T3細胞にαおよびβ鎖を共トランスフェクトすると.発現β鎖の細胞質領域とエンベロープにある追加の40-45kDaタンパク質が迅速にチロシンリン酸化された。