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.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ
день перший
день другий

АКУШЕРИ ГІНЕКОЛОГИ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ
день перший
день другий

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

"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.



Back to issue