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T、NK、B、DC等。
•IL-21對T細胞的影響
IL-21對T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-21對NK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-21與IL-2或IL-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MHCⅡ 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CCR1和CCR5的表達,IL-10主要降低CCR7的表達。
•IL-21對B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 receptor(TLR)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-21在B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-2、IL-4、IL-7、IL-9和IL-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JAK(JAK1和JAK3),隨後磷酸化STAT1、STAT3、STAT4和STAT5,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-21和IL-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 virus(LCMV)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-21對NK、T、B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
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技術文章、素材及產品轉載自Sino Biological
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貨號 | 物種 | Tag | 純度/活性 |
Mouse | Native | >97%, Active | |
Canine | Native | >97%, Active | |
Rat | C-His | >90%, Active | |
Rat | Native | >95% |
IL-21R重組蛋白 | ||
貨號 | 物種 | Tag |
Human | C-hFc | |
Human | C-His | |
Mouse | C-hFc | |
Mouse | C-His | |
Rat | C-hFc | |
Rat | C-His | |
Cynomolgus, Rhesus | C-hFc | |
Cynomolgus | C-His |