Sino Biological | 蛋白大集合 細胞激素 IL-21

Sino Biological | 蛋白大集合 細胞激素 IL-21

2021.12.01

IL-21:腫瘤治療、病毒感染、過敏反應的多效細胞激素

 

細胞激素是調節各種免疫反應的重要因素,在疾病的誘導、起始、進展和減輕中扮演關鍵作用。因此確認細胞激素調節疾病狀態的機制有助於設計新的治療方式。

其中IL-21(Interleukin-21)是主要的免疫調節劑之一,通過影響多種免疫細胞來調節各種免疫反應。IL-21能增強免疫細胞的抗原特異性反應,促進T細胞和NK細胞的抗腫瘤活性,在B細胞分化和生發細胞發育中扮演重要的角色,表示IL/21可能是開發腫瘤免疫法的潛在標的,而目前IL-21標靶藥物主要在臨床前或臨床一期。


 

IL-21:多效細胞激素

 

IL-21是一種4-helix-bundle-type的細胞激素,對淋巴細胞和骨髓細胞具有多種生物學效應。IL-21主要由活化的CD4+ T細胞、NK細胞、TFH細胞、Th17細胞所分泌,增強免疫細胞的抗原特異性反應,促進CD8+ T細胞和NK細胞的抗腫瘤活性。 IL-21影響多種細胞類型,包括TNKBDC等。

•IL-21T細胞的影響

IL-21T細胞的作用有著多種的效果,包括增強細胞增殖和細胞毒殺作用。 IL-21增加CD4+ T細胞的增殖,與IL-6共刺激T細胞使其分化成Th17細胞。 Th17細胞在多種疾病狀態下負責產生致病性炎症反應。IL-21也可通過STAT3依賴性誘導IL-10表達而具有免疫抑制功能。

 

•IL-21NK細胞的影響

IL-21能誘導NK細胞的成熟,並增強其細胞毒殺性。IL-21R表現在活化的NK細胞,能產生多種細胞激素,如IFN-γ、穿孔素(perforin)等,誘導毒殺目標細胞NK T細胞是參與自身免疫反應、過敏、感染和腫瘤排斥的T細胞,IL-21IL-2IL-15組合能誘導NK T細胞的增殖,對NK T細胞產生調節作用。

 

•IL-21對樹突細胞(DC)的影響

DC是體內最重要的抗原呈遞細胞,負責對抗原的攝取、加工、處理和分類,並將抗原訊息傳遞給T細胞,啟動抗原特異性T細胞反應。IL-21降低MHC類分子在DC細胞的表達,這一功能與IL-10的功能相似,不同之處是IL-21主要降低CCR1CCR5的表達,IL-10主要降低CCR7的表達。

 

•IL-21B細胞的影響

IL-21可以顯著影響B細胞的增殖、存活、分化和免疫球蛋白反應。IL-21可以和T細胞訊號共同刺激B細胞增殖和分化,而在沒有T細胞信號或存在Toll-like receptorTLR)信號的情況下,IL-21潛在地誘導B細胞凋亡。此外IL-21能刺激抗體產生,進而增強宿主對各種惡性腫瘤和傳染病的防禦。IL-21B細胞分化和免疫球蛋白生成中不可或缺,因此在過敏反應中具有重要的作用。


 

IL-21訊號傳遞路徑

 

IL-21與其受體結合後進行免疫反應。IL-21受體(IL-21R)在淋巴細胞和造血細胞表面廣泛表達,由獨有的次單位和γ鏈組成的異二聚體。IL-21R次單位為配體識別結合部位;γ鏈可與IL-2IL-4IL-7IL-9IL-15等細胞激素結合,為訊號轉導單位。IL-21/IL-21R主要通過JAK- STAT路徑進行訊號傳遞,首先活化JAKJAK1JAK3),隨後磷酸化STAT1STAT3STAT4STAT5,最後進入細胞核內調節相對應基因的表達,此外IL-21也能活化MAPK家族成員。

 


 

IL-21的研究應用

 

•腫瘤治療

IL-21毒性較IL-2低,且在免疫調控中能增強抗腫瘤的能力。根據細胞實驗、動物實驗和臨床試驗中的研究發現,IL-21在腫瘤及其他類型的癌症中具有抗腫瘤的潛力。此外IL-21還能通過促進B淋巴細胞產生腫瘤特異性抗體來增強宿主本身的體液免疫。

在體外實驗單獨加入IL-21或聯合其他細胞激素誘導腫瘤特異性CD8 T細胞,利用T細胞輸入療法對抗腫瘤細胞。雖然此實驗還未進入到臨床階段,但是卻是有潛力成為新的治療方式。

 

•自體免疫疾病

大量IL-21的表達可能會引起自身抗體的產生,最後導致自體免疫疾病。IL-21IL-21R的阻斷劑對自身免疫性疾病和發炎症狀可能具有治療效果。

 

•病毒/寄生蟲疾病

lymphocytic choriomeningitis virusLCMV)感染模型的研究中可以證實IL-21的重要作用;IL-21作為標靶可預防寄生蟲引起的免疫病理和組織損傷,具有潛在的治療效果。

 

•疫苗

在接種疫苗或在免疫系統低下的感染疾病治療期間,結合IL-21NKTB細胞的作用,以及在小鼠動物模型中有效抗病毒的特性,IL-21具有潛力作為疫苗佐劑。

 

 至今IL-21仍正在被深入研究當中,隨著時間其生物學、訊號機制和臨床治療的研究也不斷增加,為IL-21的臨床評估提供了重要的基本了解和理論基礎。無論是在癌症領域,還是在自體免疫或其他疾病中使用IL-21抗體檢測,都能在研究上提供大大的幫助。

 


參考文獻

1. Rosanne and Warren, Interleukin‑21: a double-edged sword with therapeutic potential. Drug discovery.

2. Ghasem, et al. IL-21 and IL-21 receptor in the immunopathogenesis of multiple sclerosis. Journal of Immunotoxicology.

3. Michela, et al. IL-21: A Pleiotropic Cytokine with Potential Applications in Oncology. Journal of Immunology Research.

4. Danijela, et al. IL-21: An Executor of B Cell Fate. The Journal of Immunology.

5. Davide, et al. IL-21 as a therapeutic target in inflammatory disorders. Expert Opin. Ther. Targets.

6. LI-NA WANG. et al. Interleukin 21 and Its Receptor Play a Role in Proliferation, Migration and Invasion of Breast Cancer Cells. Canner genomics & proteomics.

技術文章、素材及產品轉載自Sino Biological

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