인터류킨 6
Interleukin 6인터류킨6(IL-6)은 항염증성 사이토카인 및 항염증성 미오킨으로 작용하는 인터류킨이다.인간의 경우 IL6 [5]유전자에 의해 암호화됩니다.
또한 골아세포는 IL-6을 분비하여 골아세포 형성을 촉진한다.많은 혈관의 튜니카 매체 내의 평활근 세포는 또한 소염성 사이토카인으로서 IL-6를 생성한다.항염증성 미오킨으로서의 IL-6의 역할은 TNF-alpha 및 IL-1에 대한 억제 효과와 IL-1ra 및 IL-10의 활성화를 통해 매개된다.
IL-6가 [6]광범위한 코로나 바이러스 대유행의 맥락에서 예후가 좋지 않은 심각한 COVID-19 감염의 염증 지표로 사용될 수 있다는 몇 가지 초기 증거가 있다.
기능.
면역 체계
IL-6은 병원체 관련 분자 패턴(PAMP)이라고 불리는 특정 미생물 분자에 반응하여 대식세포에 의해 분비된다.이러한 PAMPs는 Toll-like receptors(TLR)를 포함한 패턴 인식 수용체(PRRs)라고 불리는 선천적인 면역 시스템의 검출 분자의 중요한 그룹에 결합합니다.이것들은 세포 표면과 세포 내 구획에 존재하며 염증성 사이토카인 생성을 유발하는 세포 내 신호 전달을 유도한다.IL-6은 발열과 급성상 반응의 중요한 매개체이다.
IL-6는 골수에서 호중구 생성뿐만 아니라 급성 단백질 합성을 촉진하는 역할을 한다.그것은 B세포의 성장을 지원하며 조절 T세포에 대항한다.
대사
그것은 혈액-뇌[7] 장벽을 넘어 시상하부에서 PGE2 합성을 시작할 수 있으며, 이에 따라 체온 설정점을 바꿀 수 있다.근육과 지방조직에서 IL-6는 에너지 동원을 자극하여 체온을 높인다.4°C에서 산소 소비량과 코어 온도는 모두 야생형 생쥐에 비해 IL-6--에서 낮았으며, 이는 IL-6-- [8]생쥐에서 저온 유도 열 발생을 시사했다.
염증이 없을 경우 순환 IL-6의 10-35%가 지방조직에서 [9]발생할 수 있다.IL-6은 지방세포에 의해 생성되며 비만인 개인이 CRP의 [10]내이성 수치가 더 높은 이유라고 생각된다.IL-6 유전자 녹아웃이 성숙한 시작 [11][12][13]비만을 유발한다는 점에서 IL-6는 성숙한 생쥐에서 체지방을 강장 억제할 수 있다.또한 IL-6은 [11]CNS 수준의 효과를 통해 체지방량을 억제할 수 있다.설치류에서 IL-6의 항비만 효과는 뇌 수준, 아마도 시상하부와 후뇌에서 발휘된다.)[14][15][16]한편, 강화된 중추 IL-6 트랜스시그널링은 비만의[17] 에너지 및 포도당 항상성을 개선할 수 있다 트랜스시그널링은 수용체의 세포외부를 포함한 가용성 형태의 IL-6(sIL-6R)이 막결합 IL-6R과 유사한 친화력으로 IL-6을 결합할 수 있음을 시사한다.IL-6와 sIL-6R의 복합체는 IL-6R을 발현하지 않고 IL-6에 [17]반응하지 않는 세포에서 gp130에 결합할 수 있다.
실험 동물에 대한 연구는 CNS의 IL-6가 글루카곤 유사 펩타이드-1(GLP-1) 수용체 [18]자극에 의해 발휘되는 식품 섭취 및 체중 억제를 부분적으로 매개한다는 것을 보여준다.
중추신경계 밖에서는 IL-6이 내분비 췌장과 [19]내장의 GLP-1 생성을 촉진하는 것으로 보인다.아밀린은 체중을 줄일 수 있고 IL-6과 상호작용할 수 있는 또 다른 물질이다.복부 시상하부(VMH)에서 아밀린 유도 IL-6 생성은 체중 [20]감량에 대한 영향을 증가시키기 위해 아밀린 치료가 VMH 렙틴 시그널링과 상호작용할 수 있는 가능한 메커니즘이다.
간에서 인터류킨6은 IL-6 수용체에 결합함으로써 인간 장수 유전자 mINDY 발현 상동성을 활성화한다고 가정하며, 이는 전사인자 STAT3(mIndy 프로모터의 결합 부위에 결합)의 활성화와 그에 따른 구연산 흡수와 간지방 [21][22]형성의 상승과 관련이 있다.
중추신경계
IL-6를 비강내 투여하면 수면과 관련된 감정기억의 [23]결합이 개선되는 것으로 나타났다.
뇌의 여러 부분에서 GLP-1과 IL-6 사이의 상호작용 징후가 있다.예를 들어, GLP-1이 IL-6 수치를[24][25] 증가시키고 IL-6이 현저한 항비만 [26]효과를 발휘하는 Pons의 근치핵이 있다.
미오카인 역할
IL-6는 또한 [27]근육 수축에 반응하여 상승하는 근육에서 생성된 사이토카인 미오킨으로 여겨진다.그것은 운동과 함께 현저하게 증가하며, 순환에서 다른 사이토카인의 출현에 선행한다.운동 중에는 세포외 기질을 동원하거나 기질 [28]전달을 증가시키기 위해 호르몬과 같은 방식으로 작용하는 것으로 생각된다.
사람과 마찬가지로 [29][30]설치류에서도 운동 중 IL-6 발현과 혈장 IL-6 농도가 증가하는 것으로 보인다.IL-6 유전자 녹아웃을 가진 생쥐의 연구는 생쥐의 IL-6 부족이 운동 [9]기능에 영향을 미친다는 것을 보여준다.
성인의 운동에 의한 복부비만의 감소는 IL-6 수용체 차단 항체 토실리주맙에 의해 역전될 수 있는 것으로 나타났다.IL-6이 비만을 예방하고 지방분해를 촉진하며 운동 중 골격근에서 배출된다는 연구결과와 함께 토실리주맙의 발견은 내장지방조직량을 [31]줄이기 위해 운동에 IL-6이 필요하다는 것을 보여준다.근육 유래 인터류킨 6이 골아세포에서 [32]신호 전달에 의해 운동 능력을 증가시키는 것으로 보고되었다는 점에서 뼈는 운동 유도 IL-6의 영향을 받는 또 다른 장기일 수 있다.
IL-6은 미오킨으로서의 광범위한 항염증 기능을 가지고 있다.IL-6는 근육 [33]수축에 반응하여 혈류로 분비되는 첫 번째 미오킨이었다.유산소 운동은 예를 들어 IL-6, IL-1 수용체 길항제(IL-1ra), IL-10을 포함한 전신 사이토카인 반응을 유발한다. IL-6은 운동 길이와 운동에 관여하는 근육량에 비례하여 기하급수적으로 증가한다는 관찰에 의해 우연히 미오킨으로 발견되었다.근육 운동 중에 IL-6의 혈장 농도가 증가한다는 것이 지속적으로 입증되었다.이러한 증가는 IL-1ra와 항염증성 사이토카인 IL-10의 출현에 따른 것이다.일반적으로 운동과 패혈증에 대한 사이토카인 반응은 TNF-α에 따라 다르다.따라서 운동에 대한 사이토카인 반응은 혈장-TNF-α의 증가를 선행하지 않는다.운동 후, 기초 혈장 IL-6 농도는 최대 100배까지 증가할 수 있지만, 덜 극적인 증가는 더 빈번하다.운동 유도 혈장 IL-6의 증가는 지수적인 방식으로 발생하며, 운동 종료 시 또는 그 직후에 최대 IL-6 수준에 도달한다.혈장 IL-6의 [34]운동 유발 증가의 크기를 결정하는 것은 운동 모드, 강도 및 지속시간의 조합이다.
IL-6은 이전에 염증성 사이토카인으로 분류되었다.따라서 운동 유발 IL-6 반응이 근육 [35]손상과 관련이 있다고 처음 생각되었다.그러나, 편심 운동은 동심원 "논다메이징" 근육 수축을 수반하는 운동보다 혈장 IL-6의 큰 증가와 관련이 없다는 것이 명백해졌다.이 연구결과는 운동 중 혈장 IL-6의 증가를 유발하기 위해 근육 손상이 필요하지 않다는 것을 분명히 보여준다.실제로 편심 운동을 하면 회복 [34]중 피크가 지연되고 플라즈마 IL-6의 감소가 훨씬 느려질 수 있다.
최근의 연구는 IL-6에 대한 상류 및 하류 신호 전달 경로가 근구와 대식세포 간에 현저하게 다르다는 것을 보여주었다.대식세포에서의 IL-6 시그널링은 NFbB 시그널링 경로의 활성화에 의존하며 근육 내 IL-6 발현은 Ca2+/NFAT 및 글리코겐/p38 MAPK 경로를 포함한 시그널링 캐스케이드 네트워크에 의해 조절되는 것으로 보인다.따라서 IL-6이 단구 또는 대식세포에서 신호를 보낼 때, IL-6의 활성화와 근육에서의 신호 전달은 이전의 TNF 반응이나 NFbB 활성화와는 완전히 독립적이며, [36]항염증 반응을 일으킨다.
IL-6는 최근에 확인된 미오킨의 수가 증가하고 있는 가운데 미오킨 연구에서 여전히 중요한 주제이다.그것은 언급된 바와 같이 기본 속도의 최대 100배 수준으로 운동 중 근육 조직과 순환에 나타나며, 신체 [37]운동에 반응하여 상승하면 건강과 신체 기능에 이로운 영향을 미치는 것으로 보인다.
리셉터
IL-6는 리간드 결합 IL-6Rα 사슬(CD126)과 신호 전달 성분 gp130(CD130이라고도 함)으로 이루어진 세포 표면형 I 사이토카인 수용체 복합체를 통해 신호를 보낸다.CD130은 백혈병 억제인자(LIF), 섬모신경트로피인자, 온코스타틴M, IL-11 및 카르디오트로핀-1을 포함한 여러 사이토카인에 대한 공통 신호 변환기이며, 대부분의 조직에서 거의 보편적으로 발현된다.반면 CD126의 발현은 특정 조직으로 제한된다.IL-6은 수용체와 상호작용하면서 gp130 및 IL-6R 단백질의 복합체를 형성하도록 유도하여 수용체를 활성화한다.이러한 복합체는 gp130의 세포 내 영역을 결합하여 특정 전사 인자, 야누스 키나아제(JAKs) 및 신호 변환기 및 전사 활성기(STATs)[38]를 통해 신호 전달을 시작한다.
IL-6은 아마도 시그널링 복합체에 IL-6 신호 변환기(IL6ST)라고도 알려진 gp130을 사용하는 사이토카인 중 가장 잘 연구된 것이다.gp130을 포함한 수용체를 통해 신호를 보내는 다른 사이토카인으로는 인터류킨11(IL-11), 인터류킨27(IL-27), 섬모신경영양인자(CNTF), 카르디오프로핀-1(CT-1), 카르디오프로핀류사이토킨(CLC), 백혈병억제인자(LIF), 온코스타틴모시(KAP'MOS) 등이 있다.이러한 사이토카인은 일반적으로 사이토카인을 이용한 IL-6 또는 gp130으로 불린다.
막결합 수용체 외에 IL-6R(sIL-6R)의 수용성 형태가 사람의 혈청 및 소변에서 정제되었다.많은 신경세포가 IL-6만으로는 자극에 반응하지 않지만, 신경세포의 분화와 생존은 sIL-6R의 작용을 통해 매개될 수 있다.sIL-6R/IL-6 복합체는 신경세포의 성장을 자극하고 뉴런의 생존을 촉진할 수 있으며, 따라서 재용리화를 통한 신경 재생에 중요할 수 있다.
상호 작용
인터류킨-6은 인터류킨-6 수용체,[41][42][43] 당단백질 130 [44]및 갈렉틴-3과 [45]상호작용하는 것으로 나타났다.
뉴로키닌 1형 수용체의 자연배위자 물질 P(SP)와 IL-6 사이에는 상당한 기능적 중복과 상호작용이 있다.
질병에서의 역할
IL-6 여러 sclerosis,[46]신경 척수염 optica 스펙트럼 장애(NMOSD)[46]diabetes,[47]atherosclerosis,[48]depression,[49]알츠하이머 disease,[50]체계적인 루푸스 erythematosus,[51]여러 myeloma,[52]전립선 cancer,[53]Behçet의 disease,[54]류마티스 arth 같은 많은 질병의 염증과 auto-immune 프로세스를 자극한다.Ritis,[55]과 뇌내 출혈.[56]
따라서, 이러한 [57][58]많은 질병에 대한 치료법으로서 항IL-6제를 개발하는 것에 관심이 있다.첫 번째는 류마티스 관절염,[59] 캐슬맨병[60], 전신성 특발성 [61]관절염에 대해 승인된 토실리주맙이다.다른 것들은 임상시험 [62]중이다.
류마티스 관절염
FDA가 승인한 최초의 항IL-6 치료제는 류마티스 관절염에 대한 것이었다.
암
항IL-6 치료법은 초기에 자가면역질환 치료를 위해 개발되었지만 만성염증에서 IL-6의 역할로 인해 암 치료에도 [63][64]IL-6 차단이 평가되었다.IL-6는 종양 미세 환경 조절,[65] 유방암 줄기세포 유사 [66]세포 생성, E-카데린의 [67]하향 조절에 의한 전이,[68] 구강암의 DNA 메틸화 변화 등에 관여하는 것으로 나타났다.
진행성/정태성 암 환자는 [69]혈중 IL-6 수치가 더 높습니다.이것의 한 예는 췌장암이며, 환자에게서 IL-6의 증가가 낮은 [70]생존율과 관련이 있다.
질병.
엔테로바이러스71
높은 IL-6 수치는 엔테로바이러스 71에 감염된 어린이와 면역 결핍 마우스 모델의 뇌염 발병과 관련이 있다; 이 전염성이 높은 바이러스는 보통 수족구병이라고 불리는 가벼운 병을 유발하지만 어떤 경우에는 생명을 위협하는 뇌염을 일으킬 수 있다.IL-6의 특정 유전자 다형성을 가진 EV71 환자들도 뇌염에 더 걸리기 쉬운 것으로 보인다.
후생학적 변형
IL-6은 뇌 [71][72]내 후생유전학적 변형에 영향을 미침으로써 여러 신경학적 질병을 일으키는 것으로 나타났다.IL-6은 포스포이노시티드 3-키나아제(PI3K) 경로를 활성화하며, 이 경로의 하류 대상은 단백질 키나제 B(PKB)이다(Hodge et al., 2007).IL-6 활성 PKB는 DNA 메틸전달효소-1(DNMT1)[73]의 핵 국재화 신호를 인산화시킬 수 있다.이 인산화 작용은 DNMT1을 핵으로 이동시켜 [73]전사시킬 수 있다.DNMT1은 DNMT3A 및 DNMT3B를 포함한 다른 DNMT를 [72]수집합니다.이것들은 복합적으로 HDAC1을 모집합니다.이 복합체는 유전자 프로모터의 CpG 섬에 메틸기를 첨가하여 DNA 서열을 둘러싼 크로마틴 구조를 억제하고 [72]전사를 유도하기 위해 전사가 유전자에 접근하는 것을 억제한다.따라서 IL-6이 증가하면 DNMT1 [74]발현에 대한 영향을 통해 DNA 배열을 과메틸화하고 유전자 발현을 감소시킬 수 있다.
정신분열증
IL-6에 의한 후생유전자변형의 유도는 GAD67 [72]프로모터의 과메틸화와 억제를 통한 정신분열증의 병리학적 메커니즘으로 제안되었다.이러한 과메틸화는 잠재적으로 정신분열증 [75]환자의 뇌에서 볼 수 있는 GAD67 수치를 감소시킬 수 있다.GAD67은 GABA 수준과 신경발진에 [76]대한 영향을 통해 정신분열증의 병리학에 관여할 수 있다.신경진동은 억제성 GABAergic 뉴런이 동시에 발화하면서 다수의 표적 흥분성 뉴런의 억제를 유발하여 억제 및 억제 [76]해제 사이클을 초래할 때 발생합니다.이러한 신경 진동은 정신 분열증에서 손상되며, 이러한 변화는 정신 분열증의 양성 [77]및 음성 증상 모두에 원인이 있을 수 있습니다.
에이징
IL-6은 노화 세포(노화에 [78][79]따라 증가하는 독성 세포 유형)에서 분비되는 노화 관련 분비 표현형(SASP) 인자에서 흔히 발견된다.암(나이에 따라 증가하는 질병) 침습은 주로 SASP의 작용이 메탈로프로테이나아제, 케모카인, IL-6 및 인터류킨8(IL-8)[80][78]을 통해 촉진된다.IL-6 및 IL-8은 SASP의 [81]가장 보존성이 높고 견고한 기능입니다.
우울증 및 주요 우울증 장애
후생유전학적 영향 IL-6는 우울증의 병리에도 관련되어 있다.우울증에 대한 IL-6의 영향은 뇌에서 파생된 신경영양인자(BDNF) 발현 억제를 통해 매개되며, DNMT1은 BDNF 프로모터를 하이퍼메틸화하고 BDNF 수준을 [82]낮춥니다.변경된 BDNF 기능은 [83]IL-6 상향 [82]조절에 따른 후생유전학적 변형에 의한 우울증과 관련이 있을 수 있다.BDNF는 [84]신경세포의 척추 형성, 밀도, 형태학에 관여하는 신경영양인자이다.따라서 BDNF의 하향조절은 뇌의 연결성 감소를 야기할 수 있다.우울증은 특히 전방 대상피질과 [85]해마와 같은 다른 변연계 영역 사이의 변화된 연결성으로 특징지어진다.전측 대상피질은 기대와 인지된 [86]경험 사이의 불일치를 감지하는 역할을 한다.따라서 우울증에서 전방 대상피질의 연결성이 변화하면 특정 경험에 따른 감정의 변화를 일으켜 우울증 반응을 [86]일으킬 수 있다.이러한 변화된 연결성은 IL-6과 BDNF의 [82]후생적 조절에 대한 영향에 의해 매개된다.
추가적인 임상 전 데이터 및 임상 데이터는 물질 P [SP]와 IL-6가 주요 우울증을 촉진하기 위해 함께 작용할 수 있음을 시사한다.잡종 신경전달물질-사이토카인 SP는 말초에서 시상고(spinothalamic) 회로를 통해 BDNF와 함께 변연계 주요 영역으로 전달된다.그러나 IL6와 SP는 모두 부정적인 영향과 기억과 관련된 뇌 영역의 BDNF 발현을 완화한다.SP와 IL6는 둘 다 혈액 뇌 장벽의 팽팽한 결합을 완화하여 이러한 분자에 대한 fMRI 실험에서 보이는 효과가 신경, 글리알, 모세혈관, 시냅스, 파라크린 또는 내분비 유사 효과의 양방향 혼합일 수 있습니다.세포 수준에서 SP는 PI-3K, p42/44 및 p38 MAP 키나제 경로를 통해 인터류킨-6(IL-6)의 발현을 증가시키는 것으로 알려져 있다.데이터에 따르면 NF-γB의 핵 전위는 SP 자극 [87]세포의 IL-6 과발현을 조절한다.이 키 관심의:1)메타 분석 주요 우울 장애, C반응성 단백질과 IL6 플라즈마 concentrations,[88]의 조합 암시하듯이 2)NK1R 길항제[5분자]3독립 집단에 의해 2000명 이상 환자들에서 1998년 2013년까지까지 공부를 해로 dose-related, 완전히 우울증 치료제 효과적인, uniqu과 메커니즘을 입증하다.es안전 프로파일.[89][90](주요 우울증 NK1RAs 요약 참조), 3) 암 [91]환자에서 IL6의 혈장 농도가 증가한다는 예비 관찰 및 4) 선택적 NK1RAs는 IL-6 분비물의 내인성 SP 스트레스 유발 증가를 임상 [92]전에 제거할 수 있다.이것들과 많은 다른 보고서들은 중화 IL-6 생물학적 또는 약물 기반 길항제 임상 연구가 만성 염증 기반 질환의 유무에 관계없이 주요 우울증 환자들에게 정당화될 가능성이 있다고 시사한다. NK1RA와 IL6 차단제의 조합은 잠재적으로 생체표시가 가능한 새로운 접근방식을 나타낼 수 있다.o 심각한 우울증, 그리고 양극성 장애일 수 있습니다
IL-6 항체 시루쿠맵은 현재 주요 우울증 [93]질환에 대한 임상시험을 진행 중이다.
천식
비만은 심각한 천식의 발병 위험인자로 알려져 있다.최근의 데이터는 잠재적으로 IL-6에 의해 매개되는 비만과 관련된 염증이 폐 기능 저하와 천식 [94]악화의 위험을 증가시키는 역할을 한다는 것을 시사한다.
단백질 슈퍼패밀리
Interleukin은 G-CSF, IL23A 및 CLCF1도 포함하는 IL-6 슈퍼 패밀리(Pfam PF00489)의 주요 멤버입니다.IL6의 바이러스 버전은 카포시 육종 관련 헤르페스 [95]바이러스에서 발견된다.
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