サイトカイン：機能、種類、受容体 - 生物学 - 2025

サイトカインまたはサイトカインは多くの生物学的機能を調節する小シグナル伝達タンパク質（一部の著者がペプチドとしてこれらを参照）、免疫系、造血、組織修復および細胞増殖に関連するそれらの多くあります。

「サイトカイン」という用語は、構造および機能の特性が大きく異なる多数のタンパク質をまとめたもので、多かれ少なかれ「細胞によって生成される因子」を意味します。これは、それらの合成が体内の単一タイプの細胞に限定されないためです。

Ciokineリリースプロセス（出典：www.scientificaimations.com / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）via Wikimedia Commons）

これらのタンパク質は、動物のさまざまな種類の細胞によって高濃度で生産および分泌され、近くの細胞に影響を与える可能性があるため、「パラクリン」シグナル伝達機能を発揮すると言われています。

それらはまた、可溶性因子の血流への分泌を誘導することにより遠隔で作用することができ（内分泌または全身機能）、それらを合成する細胞に直接作用することもできる（オートクリン機能）。

サイトカインは特殊な言語の「シンボル」と見なされ、その意味は、それらが表現され、ある場所から別の場所に送信されるコンテキストに依存します。

記述された最初のサイトカインはリンホカインであり、ポリクローナルおよび特異的抗原に応答してリンパ球により産生される可溶性産物であった。これらは免疫応答因子の重要なグループです。

サイトカイン機能

サイトカインは、体内のさまざまな種類の細胞によって生成および放出される小さいサイズ（最大40 kDa）の可溶性糖タンパク質（免疫グロブリンタイプではない）であり、ピークまたはナノモル濃度で作用するローカルまたはリモートアクションを持つことができます。

免疫系におけるコミュニケーション

サイトカインの最も注目すべき機能は、免疫系のさまざまなコンポーネント間のコミュニケーションへの参加と、これらのコンポーネントと身体の他の細胞との間の情報交換（細胞間シグナル伝達）です。

言い換えれば、事実上すべての免疫機能は、これらの全身的な「メッセンジャー」の生物活性に依存しています。

サイトカインは、エフェクターと調節の両方の広範な免疫学的機能を示し、それらが生産されるほとんどの生物において、組織および生物学的システムのレベルでのそれらの効果は、非常に広範囲で複雑であり得る。

それらは非常に重要な免疫学的エフェクターであり、任意の刺激に対する免疫応答中に生成されるサイトカインのタイプが、応答が細胞毒性、体液性、細胞性、またはアレルギー性であるかどうかを最初に決定します。

ウイルスに対する防御

それらは、炎症過程およびウイルス起源の感染に対する防御に深く関わっています。それらは、抗原の提示、骨髄の分化、細胞の活性化と動員、細胞接着分子の発現などに参加しています。

したがって、サイトカインは体の免疫防御に参加するだけでなく、「正常な」生理学的および代謝プロセスにも関与し、それによって細胞および有機体の生命の両方の側面を統合します。

成長要因

多くの著者は、腫瘍壊死因子（TNF）、リンホカイン、インターロイキン、インターフェロン（IFN）などの代表的な細胞が、異なるボディコンテキスト。

このビデオは、マクロファージが細菌を摂取し、後にサイトカインを放出するアニメーションを示しています。

サイトカインとホルモン？

さまざまな科学者がサイトカインとホルモンを類比していますが、いくつかの重要な理由により、これは完全には正しくありません。

-ホルモンは高度に特殊化した組織によって合成および放出されますが、サイトカインは体内の多数の異なる細胞によって産生されます。

-ホルモンは、それらを産生する特殊化した細胞の主要な合成産物ですが、サイトカインは、細胞によって合成される産物のごく少量にすぎません。

-ホルモンの発現は恒常性制御信号（一部は概日周期に依存します）に応答して発生しますが、一方でサイトカインは、細胞の生命に「有害な」事象によって特異的に刺激された場合にのみ発現します。

サイトカインの種類

多くのサイトカインは、最初は主要な生物学的機能に従って記述されていましたが、今日では、それらを短い要約で要約するのが難しい非常に多様な機能を発揮できるため、主にその構造によって特徴付けられます。

しかしながら、これらのタンパク質の現在の分類はいくつかのパラメーターに依存します：いくつかは、それらの発見の「番号順」に従って、いくつかの機能的活動に従って、炎症反応への関与に従って、特定されていますその主要な細胞起源と他の関連分子との構造的類似性によると。

したがって、サイトカインの「スーパーファミリー」のメンバーは、配列相同性、相互受容体系などの特徴を共有するが、必ずしも構造的類似性ではない。いくつかの家族は知られています：

-TNFファミリー-TNF受容体（腫瘍壊死因子）。これには、腫瘍壊死因子（TNF）などの免疫調節サイトカイン、リンホトキシン、およびCD40Lなどのいくつかの細胞リガンド（BおよびTリンパ球の活性化を仲介する）が含まれます。 ）およびFasLまたはCD95（プログラム細胞死を促進する）。

-IL-1 / IL-1受容体（インターロイキン）ファミリー、サイトカインIL-1β、IL-1α、IL-18、IL-33およびIL-36が分類されているグループ、ならびに受容体拮抗薬、 IL-1RA、IL-38、および抗炎症性サイトカインIL-37として知られています（生理学的および防御機能を仲介します）。

-IL-1 / IL-1受容体ファミリーには、Toll-like受容体（TLR）も含まれ、これは種に関連する分子パターンを認識するための自然免疫システムの分子として機能します微生物。

関連する科学文献の特定のテキストは、サイトカインをその産生部位に従って「単核食細胞由来サイトカイン」および「Tリンパ球由来サイトカイン」に分類している。彼らはまた、彼らが仲介する反応に関連してそれらを分離します：細胞毒性（抗ウイルスおよび抗癌）、体液性、細胞性、またはアレルギー; 免疫抑制性のものに加えて。

-炎症反応によると

サイトカインは、炎症反応や反応を促進するかどうかによって、炎症誘発性サイトカインと抗炎症性サイトカインに分類されます。

炎症性サイトカイン

これらのサイトカインによって媒介される炎症は、健康なヒトでは通常発現されない遺伝子産物の一連の発現からなる。

特定のエンドトキシンおよびその他の「炎症性」製品はこれらの「炎症性」遺伝子の発現を誘発することができますが、サイトカインIL-1およびTNF、さらにはIFN-γインターフェロンでさえ、それらの刺激に特に効果的です。主な炎症性サイトカインであると言われています。

ヒトベータインフェテロンの構造（出典：ウィキメディア・コモンズ経由）

炎症プロセスが感染、外傷、虚血、活性化T細胞、または一部の毒素によって引き起こされたかどうかに関係なく、これらの2つの分子は相乗的に作用して、炎症性メディエーターのカスケードを開始します。

抗炎症性サイトカイン

逆に、これらのタンパク質は、炎症反応プロセスをブロックするか、それが発生する強さを抑制します。このグループの一部は、インターロイキンIL-4、IL-10、IL-13およびトランスフォーミング増殖因子（TGF）-β（IL-1およびTNFの産生を遮断する）です。

また、B細胞、T細胞、および単球によって産生されるIL-6、および間質細胞および線維芽細胞によって産生されるIL-11もあります。

上記に基づいて、疾患の発症（短期または長期のいずれか）は、炎症誘発性サイトカインと抗炎症性サイトカインの作用の「バランス」に大きく依存すると言われています。

実際、一部の研究では、特定の疾患に対する感受性は、2種類のサイトカインをコードする遺伝子の発現のバランスによって遺伝的に決定されることが示唆されています。

次に、病理学的状態が進行し、抗炎症メディエーターが炎症誘発性活動（免疫系によって制御される疾患）をブロックするのに十分ではない制御を提供するとき、または制御が誇張されて免疫応答を阻害してしまい、宿主に全身感染のリスク。

受信機

サイトカインの機能の本質的な部分は、その相互作用と受容体ペアとの関連（リガンド-受容体相互作用）です。

一部の著者は、サイトカインが結合する受容体のタイプに従ってサイトカインを分類しています。

-タイプI（ヘマトポエチン科）

-タイプII（インターフェロンファミリーの）

-TNFタンパク質の受容体ファミリー（腫瘍壊死因子）

-IL-1受容体

-料金タイプの受容体

-IL-17受容体

-チロシンキナーゼ受容体

-トランスフォーミング増殖因子受容体セリンキナーゼのファミリー

タイプI（ヘマトポエチンファミリーの）

ホルモン（エリスロポエチン（EPO）、トロンボポエチン（TPO）およびレプチン）、および顆粒球コロニー刺激因子（G-CSF）などのサイトカイン、マクロファージ顆粒球コロニー（GM-CSF）およびインターロイキンIL-2からIL-7、IL-9、IL-11からIL-13、IL-15、IL-21、IL-23、IL-27、IL- 31およびIL-35。

これらの「タイプI」サイトカインは、それぞれが配列内で共有する類似性によって特徴付けられます。それぞれが、2つの接続またはループを備えた4つの逆平行アルファヘリックスを含みます。 「そして」「ダウンダウン」。

タイプII（インターフェロンファミリー由来）

これらの受容体は、インターフェロンIFN-α/β、IFN-γ、インターロイキンIL-10、IL-19、IL-20、IL-22、IL-24、IL-26およびIL-28とIL- 30。

これらはIFNAR1とIFNAR2として知られる2つのサブユニットで構成されるヘテロダイマーで、I型受容体のいくつかのモチーフ配列と類似性を共有しており、主に抗ウイルス性サイトカインで機能します。

IL-1およびToll様受容体（TLR）

それらは、インターロイキンIL-1α/β、IL-18、IL-33、およびIL-36からIL-38によって引き起こされる応答に関連しています。

トランスフォーミング増殖因子受容体セリンキナーゼファミリー

このサイトカイン受容体ファミリーは、T細胞、マクロファージ、および体内の他の細胞によって産生されるタンパク質TGF-β1、TGF-β2、およびTGF-β3の応答に関連しています。

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