Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Child`s Health" 4(7) 2007

Back to issue

Молекулярные механизмы неспецифической защиты респираторного тракта (Продолжение. Начало в № 3, 2006)

Authors: А.Е. АБАТУРОВ, О.Ю. ПОТОЦКАЯ, Днепропетровская государственная медицинская академия; Е.И. ЮЛИШ, Донецкий государственный медицинский университет им. М. Горького

Categories: Pediatrics/Neonatology, Otorhinolaryngology

Sections: Specialist manual

print version

4. Патофизиологическое значение факторов транскрипции irf при заболеваниях респираторного тракта

Введение

Возбуждение определенных Toll-подобных рецепторов и цитозольных рецепторов эпителиоцитов, дендритных клеток, альвеолярных макрофагов респираторного тракта макроорганизма патогенассоциированными молекулярными структурами (pathogen-associated molecular patterns — РАМР) инфекционных агентов приводит к активации интерферонрегулирующих факторов (IRF) [2, 3, 44, 101, 112, 141]. Факторы транскрипции IRF представляют протеиновое семейство регуляторов, которые взаимодействуют с промотором IFN-стимулируемых генов (ISG) [46, 55]. IRF первоначально были идентифицированы как биологические регуляторы продукции интерферонов (IFN) I типа (IFN-α, IFN-α, IFN-α, IFN-α, IFN-α, IFN-α, IFN-α, IFN-ζ/limitin), активируемые при развитии вирусных инфекций [37, 71, 79, 102, 114, 129, 140]. IFN I типа индуцируют транскрипцию большой группы генов, которые играют определяющую роль в процессе саногенеза при вирусных и внутриклеточных бактериальных инфекциях [91]. Однако избыток продукции IFN может привести к развитию системной красной волчанки, сахарного диабета I типа, неврологических расстройств в виде синдрома Aicardes — Goutieres [9, 72, 90].

Семейство факторов транскрипции IRF

Семейство IRF состоит из трех функциональных подгрупп: 1) активаторов транскрипции — IRF-1, IRF-3, IRF-9 (p48, interferon-stimulated gene factor 3γ — ISGF3γ); 2) репрессоров транскрипции — IRF-8 (interferon consensus sequence binding protein — ICSBP); 3) протеинов, одновременно проявляющих свойства активаторов и репрессоров транскрипции, — IRF-2, IRF-4/Pip/ISCAT, IRF-5, IRF-6, IRF-7, IRF-10 [15, 25, 34, 80, 86, 87, 100, 114].

Структурной особенностью молекул всех факторов транскрипции семейства IRF является наличие в N-терминальном ДНК-связывающем домене гомологичной области из 115 аминокислотных остатков, которая содержит пять триптофановых повторов. Триптофановые повторы могут связываться с интерферончувствительным реагирующим элементом (interferon-stimulated responsive element — ISRE), представляющим собой 5'-(A/G) NGAAANNGAAACT-3' последовательность. ДНК-связывающий домен IRF имеет структуру «спираль — поворот — спираль» (basic helix–loop–helix, bHLH), которая формируется вокруг гидрофобного ядра, образованного триптофановыми аминокислотными остатками [58, 88, 135, 150]. C-терминальный регион молекул IRF (исключая IRF-1 и IRF-2) содержит домен ассоциации IRF (IRF association domain — IAD), ответственный за гомо- и гетеродимеризацию [43]. Структурно-функциональный анализ белков показал, что молекулы IRF-3, IRF-5 и IRF-7 содержат аутоингибирующий домен, который подавляет их транскрипционную активность [103, 114, 150].

Активировать промотор генов IFN I типа способны IRF-1, IRF-3, IRF-5, IRF-7 [43, 44]. Основными факторами транскрипции IRF, участвующими в процессе возбуждения при взаимодействии клетки с инфекционными агентами и определяющими характер и уровень активности противовирусной защиты организма, являются IRF-3, IRF-5, IRF-7 [13, 75].

Фактор транскрипции IRF-3 экспрессируется конститутивно во всех видах клеток и находится в цитоплазме в виде латентной мономерной и димерной формах. Мономер IRF-3 имеет достаточно устойчивое строение. Димер характеризуется коротким периодом полураспада из-за подверженности убиквитин-протеасомной деградации [102, 113, 135]. В отличие от IRF-3 в большинстве клеток организма синтез факторов транскрипции IRF-5, IRF-7 имеет индуцибельный характер. Исключение составляют селезеночные В-лимфоциты и, особенно, плазмацитоидные дендритные клетки (pDC), которые обладают способностью конститутивной экспрессии факторов транскрипции IRF-5 и IRF-7 [11, 35, 73, 98, 110, 113, 115, 122, 139]. Отличительной особенностью фактора транскрипции IRF-5 является наличие двух аминокислотных последовательностей ядерной локализации (nuclear localisation sequences — NLS). Фактор транскрипции IRF-5 проявляет свойства активатора и репрессора транскрипции. Так, IRF-5, взаимодействуя с IRF-3, проявляет трансактивирующие свойства, а при ассоциации с IRF-7 оказывает репрессорное действие на транскрипцию. Ген, кодирующий фактор транскрипции IRF-3, расположен на хромосоме 9 (19q13.3–q13.4), IRF-5 — на хромосоме 7 (7q32), IRF-7 — на хромосоме 11 (11p15.5) [11, 12, 35].

Активация факторов транскрипции IRF

Факторы транскрипции IRF-3, IRF-5 и IRF-7 являются акцепторами сигналов возбуждения TLR3, TLR4, TLR7, TLR8, TLR9 [3, 42, 119, 128, 145] и внутриклеточных цитоплазматических РНК-геликаз — продукта гена 1, индуцируемого ретиноевой кислотой (retinoic acid-inducible gene I — RIG-1/Ddx58), и продукта гена 5, ассоциированного с дифференцировкой меланомы (melanoma differentiation-associated gene 5 — MDA-5/Ifih1/Helicard) [43, 59, 83, 125]. Более точный анализ топологии сигнальных путей позволил установить, что возбуждение TLR3, TLR4, РНК-геликаз приводит к индукции IRF-3 и IRF-7, а возбуждение TLR7, TLR8 и TLR9 — IRF-7 [21]. Экспрессия рецепторов TLR7, TLR8 и TLR9 особенно характерна для уникальных интерферонопродуцентов — pDC [18, 77]. В процессе активации факторов транскрипции IRF при различных вирусных инфекциях участвуют разные группы внутриклеточных молекулярных структур (табл. 1).

Различают TLR-зависимую и TLR-независимую активацию факторов транскрипции IRF.

TLR-зависимая активация факторов транскрипции IRF

TLR-зависимая активация факторов транскрипции начинается с распознавания вирусных и бактериальных компонентов трансмембранными Toll-подобными рецепторами. Так, TLR3 взаимодействует с двуспиральной РНК вирусов (dsRNA), TLR4 — с липополисахаридом грамотрицательных бактерий, шапероном 60 Chlamydia pneumoniae, F-протеином респираторно-синцитиального вируса [21, 49, 130]; TLR7, TLR8 распознают вирусную односпиральную РНК (ssRNA), в частности, вируса гриппа, вируса везикулярного стоматита, вируса иммунодефицита человека; TLR9 — CpG олигодезоксинуклеотидов бактериальной и вирусной ДНК. CpG ДНК — это участок ДНК из более чем 500 bp (пар оснований), который содержит более 55 % неметилированных цитозин-гуаниндинуклеотидов [23, 54, 70, 92, 134, 142, 143, 145]. Рекогниция лигандов рецепторами TLR7, TLR8, TLR9, TLR3 происходит в эндосоме [21, 41, 103, 134, 144]. Нельзя не отметить разноречивость данных, характеризующих значение роли TLR3 в саногенезе острых респираторных вирусных инфекций. Так, по данным C.A. Hewson и соавт. [133], при возбуждении эпителиальных клеток РНК poly I:C более 50 % продукции противовоспалительных медиаторов, в том числе и интерферона-β, IL-6, CXCL8 и регулятора активации нормальной Т-клеточной экспрессии и секреции (RANTES/CCL5), связаны с активацией TLR3. Однако на модели респираторно-синцитиальной инфекции у мышей было продемонстрировано, что дефицит TLR3 способствовал гиперпродукции слизи и не влиял на скорость элиминации вирусов [25]. Также показано, что TLR3 эпителиоцитов респираторного тракта не является существенным фактором рекогниции вирусов гриппа [138].

Возбуждение TLR запускает каскад внутриклеточных реакций, ведущих к активации транскрипционных факторов IRF. Так, взаимодействие экзодоменов TLR приводит к конформационным изменениям эндодоменов и обусловливает их взаимодействие с определенными адаптерными протеинами. TLR3 взаимодействует с адаптерным протеином TRIF (TIR domain-containing adaptor inducing IFN-β — TIR-доменсодержащим адаптерным протеином, индуцирующим IFN-β), TLR7, TLR8, TLR9 — с MyD88 (мyeloid differentiation factor 88 — протеином 88 первичного ответа миелоидной дифференциации), TLR4 — с TRIF, MyD88, TRAM (TIR domain-containing adaptor-inducing IFN-β (TRIF)-related adaptor molecule — TRIF-связанной адаптерной молекулой) и TIRAP (TIR domain-containing adaptor protein — TIR-доменсодержащим адаптерным протеином). В последующем в зависимости от типа адаптерной молекулы происходит активация TBK1 (TANK-связанной киназы 1) или TRAF6 (ассоциированного с рецептором фактора некроза опухоли 6), которые фосфорилируют факторы транскрипции. При этом TRIF и TRAM активируют TBK1, а MyD88 и TIRAP — TRAF6. Таким образом, в зависимости от адаптера существует TRAF6-независимая и TRAF6-зависимая активация IRF [16, 25, 64, 84, 99, 131].

Сигнальный TRAF6-независимый путь, индуцированный адаптерным протеином TRIF, характеризуется первоначальным формированием комплекса, содержащего TRIF и TBK1. Взаимодействие TRIF с TBK1 обусловливает возбуждение последней. TRAF6-независимый сигнальный путь приводит к активации не только TBK1, но и эквивалентной ей IKK e (индуцибельной IkB киназы — IKK-i) в гемопоэтических клетках. Киназы TBK1 и IKK e фосфорилируют сериновый остаток (Ser385) C-конца молекулы IRF-3, что приводит к ее конформационным изменениям, открытию регионов, содержащих NLS, и гомодимеризации мономеров IRF-3 [1, 46, 48, 92, 102, 132, 137].

Согласно существующей модели ядерного импорта мономеры IRF-3 перемещаются через ядерные поры в ядро после фосфорилирования, гомодимеризации в цитоплазме клетки [48, 95]. Однако, согласно данным M. Spiegel и соавт. [53], ядерный импорт IRF-3 является немедленной, непосредственной реакцией на вирусную инфекцию, которая может предшествовать гиперфосфорилированию, гомодимеризации.

В ядре клетки IRF-3 взаимодействует с коактиваторами CBP и p300, образуя голокомплекс IRF-3/CBP/p300, и связывается с положительными cis-элементами промотора гена IFN-β (positive regulatory domain — PRD). Однако одного фактора транскрипции IRF-3 недостаточно для активации транскрипции гена IFN-β. Для эффективной транскрипции также необходимы транскрипционные факторы АР-1 и NF-κB [136]. Взаимодействие IRF-3 с cis-элементами сопровождается формированием на промоторе гена IFN-β мультибелковой энхансеосомы, в состав которой входят димеры факторов транскрипции IRF-3, АР-1 (ATF-2, c-Jun), NF-κB (p50/p65) [5, 48, 117, 121]. Также обязательным компонентом этого мультипротеинового комплекса являются негистоновые белки хроматина группы высокой мобильности бокс (high mobility group box — HMGB), которые в пределах энхансеосомы обеспечивают белок-белковые и белок-ДНК взаимодействия [125]. Негистоновые белки HMGB, находясь в непосредственной близости к IRF, индуцируют ДНК-зависимую протеинкиназу, что приводит к фосфорилированию Thr135 IRF и пролонгирует время его пребывания в ядре клетки [56].

В настоящее время выделено четыре положительных cis-последовательности промотора гена IFN-β PRD, которые взаимодействуют с разными факторами транскрипции IRF, АР-1, NF-κB [34, 66]. Факторы транскрипции IRF связываются с PRDI, PRDIII (причем IRF-3 предпочтительно с PRDIII, а IRF-7 исключительно с PRDI) [38, 75, 82], фактор транскрипции АР-1 (ATF-2/c-Jun) взаимодействует с PRDIV [5, 6, 119], фактор транскрипции NF-κB (p50-p65) — с PRDII [67, 82, 143].

Трансактивность IRF-3 приводит к продукции IFN-β и раннего IFN-α — IFN-α4 [46, 92]. Установлено, что IRF-3 является более сильным активатором транскрипции генов IFN-β, чем фактор IRF-7 [57].

IFN-β, действуя аутокринно и паракринно, возбуждает соответствующие рецепторы IFN (IFNAR). Активация IFNAR сопровождается индукцией тирозиновых протеинкиназ Jak (Jak1 и Tyk2), которые фосфорилируют такие факторы транскрипции, как сигнальные трансдукторы и активаторы транскрипции (signal transducers and activators of transcription — STAT) STAT1 и STAT2. Факторы транскрипции STAT1, STAT2 и IRF9 формируют гетерокомплекс — интерферонстимулируемый генный фактор 3 (IFN-stimulated gene factor 3 — ISGF-3), который, взаимодействуя с ISRE, индуцирует продукцию фактора транскрипции IRF-7 [22, 39, 41, 42, 74, 113, 114].

Процесс активации киназой TBK1 фактора транскрипции IRF-7 подобен возбуждению IRF-3 [57, 88]. Фосфорилирование остатков серина (Ser437 и Ser438) фактора транскрипции IRF-7 обусловливает образование гомодимера IRF-7/IRF-7 или гетеродимера IRF-7/IRF-3, которые перемещаются в ядро клетки. Образование гетеро- или гомодимеров зависит от баланса молекул IRF-7 и IRF-3. Гетеродимер IRF-7/IRF-3 с коактиваторами CBP и p300 формирует вирусактивированный фактор (virus-activated factor — VAF) [88]. Взаимодействие гомодимера IRF-7/IRF-7 и VAF с ISRE или с IRF-связывающим элементом промотора целевых генов индуцирует синтез IFN-α, IFN-β и IRF7 [28, 88, 149]. Каждый из компонентов димеров обладает дифференцированным действием на различные гены IFN I типа. IRF3 более мощно активирует ген IFN-β, чем гены IFN-α, тогда как IRF7 эффективно индуцирует транскрипцию генов IFN-α и IFN-β [43]. Исследования промоторов генов IFN-α мышей показали, что основная последовательность GAAANN для закрепления IRF может быть разделена на четыре группы согласно идентичности NN: 1) NC (N = G, C, A или T), связывающая IRF3 и IRF7; 2) NG и CA, связывающие преимущественно IRF3; 3) повторы GAAAAT, чувствительной только к IRF7; 4) DA (D = T, A или G), нечувствительная к обоим факторам [88].

Сигнальный TRAF6-зависимый путь характеризуется индукцией адаптера MyD88 в ответ на возбуждение TLR7, TLR8, TLR9 [14, 23, 63, 94, 134]. Активация адаптера MyD88 приводит к рекрутированию фактора транскрипции IRF-7 (но не IRF-3) и формированию комплекса с MyD88/IRF-7 [60, 62, 98, 143]. Образовавшийся комплекс MyD88/IRF-7 физически взаимодействует с TRAF6 и c IL-1 рецепторассоциированной серин/треониновой протеинкиназой 4 (IRAK4), формируя сложную комплексную молекулярную структуру [98]. Киназа, фосфорилирующая IRF-7, до настоящего времени остается неопределенной. Фосфорилированные мономеры IRF-7 димеризуются и перемещаются в ядро клетки, где взаимодействуют с энхансерами промотора генов-мишеней [16, 60, 98]. Взаимодействие MyD88 с IRF-5 и TRAF6 приводит к активации транскрипции генов IL-6, IL-12p40, TNF-α [12].

Трансдукция сигнала возбуждения по MyD88/TRAF6/IRF-7 пути при вирусной инфекции специфична для натуральных интерферонпродуцирующих клеток pDC [4, 146, 151]. Среди популяции DC различают клетки Лангерганса, миелоидные дендритные клетки (mDC) и pDC (CD4+CD45RA+CD123+ILT3+MHCII+ILT1-CD11c-) [36, 151]. До недавнего времени считали, что клетки Лангерганса, mDC развиваются из миелоидного, а pDC — из лимфоидного ростка [35, 46]. В последнее время появились доказательства происхождения pDC от общего предшественника миелоидных клеток (CMP) [151]. Клетки Лангерганса, mDC активируют цитотоксические лимфоциты CD8 и направляют цитодифференцировку лимфоцитов CD4+ в Th1, в связи с чем их называют DC I типа; pDC канализируют цитодифференцировку CD4+ в Th2 (DC II типа), а также индуцируют дифференцировку CD8+ T-лимфоцитов в IL-10-продуцирующие CD8 + T-супрессорные клетки [10, 151]. pDC экспрессируют преимущественно эндосомальные рецепторы TLR7, TLR8, TLR9 (но не TLR2, TLR3, TLR4, TLR5), отличаются конститутивно наличием фактора транскрипции IRF7 и являются субпопуляцией клеток периферической крови, которая эффективно продуцирует IFN I типа [4, 63, 93, 108, 110, 146, 151]. Рецепторы TLR7, TLR8, TLR9 pDC способны к распознаванию нуклеиновой кислоты инактивированных вирусов, в связи с чем pDC начинают продуцировать IFN до момента проникновения вируса в цитоплазму клетки. Этот уникальный механизм характерен исключительно для pDC, он позволяет избежать действия некоторых вирусных протеинов, ингибирующих продукцию IFN I типа на ранних стадиях инфекционного процесса. Вирус кори, респираторно-синцитиальный вирус являются исключением — они достоверно ингибируют продукцию IFN I типа в pDC [40]. Популяция pDC отличается исключительно быстрой и мощной продукцией IFN-α. Каждая плазмоцитоидная дендритная клетка, отвечая на инфицирование вирусом, продуцирует от 1 до 2 ИЕ IFN-α, что на порядок больше интерферонсинтезирующего потенциала моноцитов [17, 25, 85]. Считают, что маленькая по представительству клеточная субпопуляция pDC, составляющая 0,2–0,8 % всех мононуклеарных клеток периферической крови, продуцирует большую часть IFN в зараженном организме [18, 19, 77]. На ранней стадии вирусной инфекции pDC быстро секретируют значительное количество IFN I типа, активируя NK-, NKT-клетки, B-, T-лимфоциты и mDC. В дальнейшем pDC дифференцируются в профессиональные антигенпрезентирующие клетки, которые регулируют функционирование T-лимфоцитов [151].

TLR-независимая активация факторов транскрипции IRF

TLR-независимая активация факторов транскрипции IRF осуществляется при распознавании вирусных dsRNA внутриклеточными цитоплазматическими образраспознающими рецепторами, которые кодируются генами RIG-1 и MDA-5 [41, 58, 123]. Показано, что в эпителиоцитах респираторного тракта распознавание вирусных dsRNA продуктами RIG-1 и MDA-5 является основным фактором, определяющим продукцию IFN-α, который по интерфероногенности преобладает над TLR-зависимым сигнальным каскадом [136]. Мыши с нокаутным геном RIG-1 погибают в первые недели жизни [32]. Продукты RIG-1 и MDA5 являются геликазами DExD/H бокса РНК и состоят из С-терминального домена с подавленной АТФазной активностью, распознающего dsRNA вирусов, и двух N-терминальных рекрутирующих каспазу доменов (caspase-recruitment and activation domain — CARD), являющихся регуляторами передачи сигнала, индуцированного вирусными dsRNA [43, 81, 124, 148]. Взаимодействие продуктов RIG-1 и MDA-5 с цитоплазматически расположенной вирусной dsRNA происходит независимо друг от друга и сопровождается индукцией их АТфазной активности. Факторы RIG-1 и MDA-5 возбуждают сигнальный путь, который приводит к активации IRF-3, IRF-7 и NF-κB [23, 89, 97, 102, 124]. Протеин RIG-I распознает РНК миксовирусов (ортомиксовируса — вируса гриппа) [97], парамиксовирусов (вируса парагриппа I (вируса Сендай и гемедсорбирующего вируса НА-2) и III типов) и вируса японского энцефалита. Продукт MDA-5 взаимодействует с РНК пикорнавирусов [27, 32]. Предполагают, что продукт MDA-5 является доминирующим цитоплазматическим рецептором для полимера РНК poly I:C как in vitro, так и in vivo [32].

Взаимодействие продукта RIG-1 и ssRNA физически блокируется неструктурным протеином 1 вируса гриппа (NS1), который в инфицированной клетке образует с протеином RIG-1 единый комплекс. А протеин V парамиксовирусов ингибирует функционирование MDA-5 [123].

Предполагают, что адаптерной молекулой продуктов RIG-1 и MDA-5 является CARD-содержащий стимулятор 1 промотора гена IFN-β (IFN-β promoter stimulator — IPS-1/mitochondrial antiviral signaling — MAVS/virus-induced signaling adaptor — VISA/CARD adaptor inducing IFN-β — Cardif), который в состоянии вызвать IRF и NF-κB-зависимую промоторную активность генов [31, 43, 52, 61, 126]. Взаимодействие RIG-1 и MDA-5 с вирусной dsRNA приводит к раскручиванию вирусной РНК и конформационным изменениям молекул RIG-1 и MDA-5, что обусловливает их взаимодействие с IPS-1, располагающимся на внешней мембране митохондрий. IPS-1 может взаимодействовать с несколькими сигнальными молекулами — TRAF2, TRAF6, адаптерной молекулой FADD (Fas-associated protein with the death domain), рецепторвзаимодействующим протеином 1 (receptor interacting protein-1 — RIP1) [31, 43]. После CARD-CARD взаимодействия как с RIG-1, так и с MDA-5 протеин IPS-1 может рекрутировать TRAF3 и вступать во взаимодействие с RIP-1. При активации TRAF3 происходит возбуждение TBK1, которая, в свою очередь, фосфорилирует IRF-3 и IRF-7. При возбуждении RIP-1 происходит индукция адаптерной молекулы FADD и TRAF6, обусловливая фосфорилирование IKK, которая активирует NF-κB [32, 43, 61].

Во время вирусной инфекции экспрессируется вирусиндуцируемый протеин Lgp2, обладающий высокой гомологией с продуктом RIG-I [123, 126]. Протеин Lgp2 функционирует как лигандсеквестирующий рецептор, конкурирующий за взаимодействие dsRNA вирусов с протеинами RIG-I и MDA-5, т.е. протеин Lgp2 является супрессорным регулятором передачи сигналов возбуждения с внутриклеточных цитоплазматических геликазных рецепторов. Высокая экспрессия Lgp2 подавляет избыточную продукцию IFN, а низкая экспрессия Lgp2 способствует интерфероногенезу. Наличие такой отрицательной обратной связи точно регулирует уровень активности механизмов противовирусной защиты, предупреждая развитие как аутоиммунного процесса, так и хронического течения воспаления [69, 123].

D.B. Stetson, R. Medzhitov показали, что существует и внутриклеточное распознавание ДНК, которое приводит к активации IRF (рис. 1), не возбуждая МАРК (mitogen-activated protein kinase) и IKK [106].

После фосфорилирования и димеризации факторы транскрипции IRF транслоцируются в ядро клетки, где ассоциируются с коактиватором p300/CBP, образуя комплекс IRF/CBP/p300, и связываются с ISRE промотора ISG [20, 58, 79, 109, 119]. Характерен синергизм влияния IRF-3, IRF-5, IRF-7 на транскрипционную активность генов-мишеней. Фактически IRF-3, IRF-5 и IRF-7 могут связываться друг с другом, но эта ассоциация конститутивна в отличие от их вирусзависимой ассоциации с p300/CBP [7, 39, 73, 82].

Для TLR-независимого пути активации генов IFN основными факторами транскрипции являются гомодимер IRF-7/IRF-7, гетеродимер IRF-3/IRF-7. Активность гомодимера IRF3-7/IRF3-7 более значима в индукции других генов, в частности генов хемокинов [43].

Существуют и альтернативные пути активации IRF. Так, транскрипционная активность IRF может проявиться при его взаимодействии с р65. Возбуждение TLR4 липополисахаридом приводит к высвобождению р65 и экспрессии IRF-3. В данных условиях при непосредственном участии липополисахарида образуется комплекс IRF-3/р65, который обладает способностью взаимодействовать с ISRE [147].

Накопленные в ядре клетки факторы транскрипции IRF экспортируются в цитоплазму и подвергаются убиквитин-протеасомной деградации [88, 135].

Роль факторов транскрипции IRF при инфекционно-воспалительных заболеваниях респираторного тракта

Факторы транскрипции IRF как активаторы транскрипции индуцируют более 650 генов, участвующих не только в противовирусном ответе, но и в регуляции воспалительного, иммунного, апоптотического и многих других процессов [35, 68].

Факторы транскрипции IRF способствуют созреванию антигенпрезентирующих клеток, индуцируют апоптоз зараженных клеток, мобилизуют макрофаги и натуральные киллеры, стимулируют синтез веществ, обладающих противовирусным действием, и продукцию цитокинов, активирующих Т- и В-лимфоциты [73, 107, 113, 120, 130].

При развитии респираторных инфекций факторы транскрипции IRF, взаимодействуя с ISRE, индуцируют транскрипцию генов, ответственных за синтез IFN-α/β. IRF-3 преимущественно активируют транскрипцию генов, кодирующих IFN-β, IRF-7 — IFN-α, а IRF-5 — IFN-α и IFN-β [51, 53, 114]. Фактор транскрипции IRF-5 обладает более мощным индуцирующим эффектом на противовирусную защиту организма, чем IRF-7, и, по мнению B.J. Barnes и соавт. [35], IRF-5 играет определяющую роль в индукции генов IFN-α.

Активация фактора транскрипции IRF-3 индуцирует транскрипцию ISG — ISG15, ISG54, ISG56, ISG60 — и генов, кодирующих IFN-β, IL-15, хемокины, в том числе IP10 и CCL5, PMA (phorbol myristate acetate)-индуцируемого протеина 1, гепатит-С-ассоциированного микротубулярного агрегированного протеина 44-kDa, гуанилатсвязывающего протеина-1, 2`,5`-олигоаденилатсинтетазы (OAS) [8, 30, 96, 136].

IRF-5, IRF-7 индуцируют синтез ранних провоспалительных факторов транскрипции — основного фактора транскрипции 3, MAX-интерактивного протеина; IRF-1, IRF-8, STAT1, STAT3 и STAT5. IRF-5 также индуцирует синтез ТВР-ассоциированного фактора, Mad гомолога 4, а IRF-7 — генерального фактора транскрипции TFIIB, MAX протеина [35, 62].

Факторы транскрипции IRF-5, IRF-7 оказывают существенное влияние на трансдукцию сигнала возбуждения, активируя синтез рецептора 4 фактора роста фибробластов (FGFR4), адаптерной молекулы Myd88. Фактор транскрипции IRF-5 индуцирует продукцию IL-6, TNF-α, IL-12p40, рецепторов TNF, рецептора II трансформирующего фактора роста (TGFR-II), а IRF-7 активирует синтез тирозинкиназы 9, цАМФ-связанной протеинкиназы А, трансдуктора ERBb2, серин/треонинкиназы SAK, фосфатазы I [35].

IRF-5 и IRF-7 индуцируют транскрипцию генов, кодирующих протеины, которые участвуют в процессах белковой деградации, таких как субъединицы протеасомы, убиквитин-конъюгирующие ферменты, убиквитин-деконъюгирующие ферменты, в частности убиквитинспецифическую протеазу 9 [12, 35, 62].

Факторы транскрипции IRF-5 и IRF-7 регулируют синтез шаперонов Hsp70, играющих существенную роль в развитии воспалительного процесса: показано, что рекогниция Hsp70 рецепторами TLR4 активирует врожденный иммунный ответ [35]. Также присутствие Hsp70 способствует активации фосфатазы, которая ингибирует c-Jun-N-терминальную киназу (JNK) [118].

В клетках, экспрессирующих факторы транскрипции IRF-5 и IRF-7, отмечается индукция гена, который кодирует хромодомен геликазного ДНК-связывающего протеина 3, взаимодействующего с С-терминальным регионом хроматинрегулирующего фактора CHD-3 и являющегося фактором риска развития атопической формы бронхиальной астмы [35].

IRF-5 активируют транскрипцию генов противовирусного белка виперина; колониестимулирующего фактора пре-В-клеток; гепатит-С-ассоциированного микротубулярного агрегированного протеина 44-kDa; межклеточной адгезивной молекулы 1 (ICAM-1), связанной с карциноэмбриональным антигеном; катенина-α1; CD 164; хемокинов (CCL3, CCL4, CCL5); лимфоцитарного хемоаттрактанта — стромальноклеточного фактора 1 (SDF-1) [35]. IRF-7 ускоряет процесс дифференцировки клеток моноцитарного ряда [78].

IRF-3, IRF-5, IRF-7 индуцируют проапоптотические гены — гены TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand), DR5 (death receptor 5), Bak1, Bax, каспазы 3, каспазы 8 — и усиливают апоптоз, который в значительной степени определяет эффективность элиминации вирусных агентов. IRF-5, IRF-7 влияют на митоз клетки, активируя транскрипцию генов циклинов (особенно циклина G1), циклинзависимых киназ, генов, кодирующих РНК-связывающие протеины и другие [29, 35, 68]. Факторы транскрипции IRF регулируют транскрипцию генов опухолевого супрессора р53; транспортера, ассоциированного с антигенным процессингом 2 (transporter associated with antigen processing 2 — TAP2) [88].

Таким образом, возбуждение Toll-подобных рецепторов (TLR3, TLR4, TLR7, TLR8, TLR9) и внутриклеточных цитоплазматических РНК геликаз эпителиоцитов, дендритных клеток, альвеолярных макрофагов респираторного тракта макроорганизма РАМР инфекционных агентов приводит к активации факторов транскрипции IRF, представляющих протеиновое семейство регуляторов, которые взаимодействуют с промотором ISG.

Различают TLR-зависимую и TLR-независимую активацию факторов транскрипции IRF. TLR-зависимый путь активации связан с мембранным распознаванием TLR4 липополисахаридов грамотрицательных бактерий, F-протеина респираторно-синцитиального вируса, шаперона 60 Chlamydia pneumoniae, с эндосомальным распознаванием TLR3 вирусной dsRNA, TLR7, TLR8 вирусной ssRNA и TLR9 вирусных или бактериальных CpG ДНК. TLR-зависимая активация факторов транскрипции IRF может быть обусловлена возбуждением двух внутриклеточных сигнальных путей, индуцируемых молекулярными адаптерами TRIF и MyD88. TLR-независимая активация факторов транскрипции IRF осуществляется при распознавании вирусных dsRNA внутриклеточными цитоплазматическими PRR, которые кодируются генами RIG-1 и MDA-5, и опосредована возбуждением адаптера IPS-1.

Факторы транскрипции IRF являются регуляторами продукции интерферонов I типа (IFN-α, IFN-β, IFN-ω, IFN-τ, IFN-δ, IFN-κ, IFN-ε, IFN-ζ/limitin). IRF индуцируют более 650 генов и обусловливают созревание антигенпрезентирующих клеток, мобилизуют макрофаги и натуральные киллеры, стимулируют синтез веществ, обладающих противовирусным действием, и продукцию цитокинов, активирующих Т- и В-лимфоциты, индуцируют апоптоз зараженных клеток, предопределяя процесс саногенеза инфекционных заболеваний респираторного тракта, вызванных вирусными внутриклеточными бактериальными агентами.


Similar articles

Authors: А.Е. Абатуров, Днепропетровская государственная медицинская академия; Е.И. Юлиш, Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького
"Child`s Health" 5(8) 2007
Date: 2008.07.14
Categories: Pediatrics/Neonatology, Immunology
Sections: Specialist manual
Роль RIG-подобных рецепторов в рекогниции патоген-ассоциированных молекулярных структур инфекционных патогенных агентов и развитии воспаления. Часть 2. Лиганды RLR и внутриклеточные сигнальные пути, ассоциированные с RLR
Authors: Абатуров А.Е. - ГУ «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины»; Волосовец А.П. - Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев; Юлиш Е.И. - Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького
"Child`s Health" 7 (50) 2013
Date: 2013.12.12
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Authors: А.Е. Абатуров, Днепропетровская государственная медицинская академия; Е.И. Юлиш, Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького
"Child`s Health" 6(9) 2007
Date: 2008.07.25
Categories: Pediatrics/Neonatology, Immunology
Sections: Specialist manual

Back to issue