ХЕМОКИНЫ (Chemokines). Характеристика отдельных групп цитокинов

нервный клетка мозг рост Структура. Рецепторы. Структурно хемокины включают четыре класса соединений (C, CC, CXC, CX3C) с МВ 8−14 кДа, различающиеся по последовательности аминокислотных остатков и включения цистеиновых остатков, «оформляющих» функциональную структуру молекулы. К цитокинам причисляют некоторые факторы роста (TGF), отличающиеся по химической структуре, но взаимодействующие с рецепторами общего с цитокинами типа.

Хемокины реагируют с семью трансмембранными рецепторами, пространственная структура которых однотипна, активируя гетеродимерные G-белки. Для большинства хемокинов трансдукторный сигнал включает торможение цАМФ и увеличение содержания внутриклеточного Са++. Далее активируется цепь сигнальных процессов (митогенактивированные протеинкиназы MAPK’s, фосфоинозитид 3-киназа, GTP-связывающие белки и др.), которые составляют необходимую цепь процессов, приводящих к реорганизации цитоскелета и миграции клеток (Thelen, 2001).

Регуляция функций мозга в норме и при патологии.

Влияние на нервные клетки. Все типы клеток нервной системы (астроциты, олигодендроциты, микроглия и нейроны) включают рецепторы цитокинов. Их экспрессия регулируется медиаторами воспаления, типа TGF-beta1 или интерферона. Хемокины CX3CL1 (Fractalkine) и CXCL12 (Stromal-derived-factor 1alpha) экспрессируются, соответственно, в нейронах и астроцитах. Хемокины играют существенную роль в развитии нервной ткани: экспрессия рецепторов связана с миграцией нейрональных прогениторов. Экспрессия хемокина CCL2 в нейронах и рецептора CXCR3 в астроцитах выявлена в фетальном мозге человека (Meng et al. 1999). Нокаут хемокиновых рецепторов CXCR4 и CXCL12 приводил к морфологической деструкции нейронов, выявлявшейся вскоре после рождения животных (Ma et al. 1998). Показано, что рилизинг глутамата из астроцитов регулируется хемокинами; CXCL12 не только стимулирует транспорт Са++ в культуре гранулярных клеток, но также влияет на спонтанную синаптическую активность клеток Пуркинье в срезах мозжечка (Bezzi et al. 2001; Limatola et al. 2000).

В сравнении с огромным множеством разновидностей хемокинов, выявляемых на периферии, в клетках мозга описано небольшое число хемокинов, играющих, однако, значительную роль в процессах нейродегенерации. Глиальные хемокины выполняют функцию посредников инфильтрационных процессов при воспалении ЦНС. Эксперименты на культуре глиальных клеток показали, что среди хемокинов выявляются факторы как стимулирующие, так и тормозящие воспалительные реакции. Ряд хемокинов (CCL2, CCL3, CXCL10, CCL21), будучи связанными с нейродегенерацией, экспрессируется в самих нейронах. Однако индукция их активности относится к первым 6−12 часам развития повреждения, тогда как хемокины глии выявляются лишь на 1−3 сутки процесса (Wang et al.1998; Schreiber et al. 2000; Che et al. 2001). Экспрессия хемокинов и их рецепторов в структурах нервной ткани документирована при болезни Альцгеймера, рассеянном склерозе, менингитах, HIV-1-ассоциированной деменции, травме головного мозга, контузии спинного мозга. В этих заболеваниях участвуют IL-8, MCP (Monocyte Chemoattractant protein), IP-10 (Interferon-inducible Protein), MIG (Monokine induced by Interferon-Gamma), MIP (Macrophage Inflammatory Protein) (см. обзор Biber et al. 2002).