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解鎖白介素2(IL-2)之謎:剖析其結(jié)構(gòu)、功能于來源!

2024-3-22  閱讀(160)

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IL-2家族是B細(xì)胞,T細(xì)胞以及NK細(xì)胞的發(fā)育和功能所必須的一類細(xì)胞因子,包括IL-2,IL-4,IL-7,IL-9,IL-15和IL-21等。白細(xì)胞介素2(IL-2)是一種多效細(xì)胞因子,可引起免疫原性和耐受性免疫反應(yīng)。最初是由Gillis 和 Smith以及Morgan等人于上世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)T淋巴細(xì)胞需要特定的生長因子,而這種介導(dǎo) T細(xì)胞增殖的淋巴細(xì)胞營養(yǎng)因子最初被稱為 T細(xì)胞生長因子(TCGF),后來被命名為白細(xì)胞介素-2(IL-2)1,并在1992年作為一種腫瘤免疫治療藥物獲得美國食品和藥物管理局(FDA)的批準(zhǔn)。

一,白介素2(IL-2)結(jié)構(gòu)

人IL-2具有133個(gè)氨基酸,成熟形式是15.5 kDa的糖基化球狀蛋白,具有4-α-螺旋束結(jié)構(gòu)(圖1)。而在其他物種中,其肽鏈長度范圍為133至149 aa。人IL-2的“改進(jìn)序列"(IL-2IS)變體(絲氨酸到半胱氨酸替代)是通過重組遺傳技術(shù)構(gòu)建的。除了表現(xiàn)出與天然IL-2相同的生物學(xué)特性外,它還能增強(qiáng)細(xì)胞培養(yǎng)物的穩(wěn)定性和活性。



圖1. IL-2的結(jié)構(gòu)和序列

人IL-2由133個(gè)氨基酸組成,分子量15.5 kDa。與IL-2Rα亞基相互作用的氨基酸序列以黃色表示,紅色表示與IL-2Rβ相互作用的IL-2氨基酸序列,藍(lán)色表示與IL-2Rγc亞基相互作用的IL-2氨基酸序列

IL-2基因表達(dá)翻譯后,IL-2的前體蛋白通過切斷信號(hào)肽,使位點(diǎn)3的蘇氨酸糖基化以及將兩個(gè)半胱氨酸通過二硫橋連接起來,被加工成最終的分泌形式。成熟的IL-2是一種球狀蛋白,在整個(gè)分子中約67%具有α螺旋構(gòu)象(圖1)。Cys 58和Cys 105之間的二硫橋?qū)ζ渖锘钚灾陵P(guān)重要。

二,白介素2(IL-2)來源

IL-2主要由活化的T淋巴細(xì)胞(CD4 Th0細(xì)胞;輔助性CD4 Th1細(xì)胞;和細(xì)胞毒性CD8 Tc1細(xì)胞)分泌。也可以由其他細(xì)胞少量分泌,如:先天淋巴樣細(xì)胞、活化的CD8 T細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、B細(xì)胞和肥大細(xì)胞也是IL-2的次要來源。當(dāng)TCR和CD28等共刺激分子被激活后,多個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子包括激活蛋白1(AP-1)、核因子-κB(NFκB)、構(gòu)成因子Oct-1和激活T細(xì)胞的核因子(NFAT)被激活,以調(diào)節(jié)IL-2的產(chǎn)生。

三,白介素2(IL-2)功能

IL-2具有免疫調(diào)節(jié)作用; 它在(防御性)免疫反應(yīng)的啟動(dòng)中促進(jìn)外周免疫細(xì)胞的生長和發(fā)育,并使它們作為效應(yīng)細(xì)胞存活。而在后續(xù)的響應(yīng)中,它具有促凋亡作用。盡管IL-2對(duì)CD25 + FoxP3 +調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的產(chǎn)生沒有影響,但在Treg克隆的數(shù)量達(dá)到關(guān)鍵時(shí)刻時(shí)IL-2通過促進(jìn)其存活和分化而發(fā)揮穩(wěn)態(tài)作用(圖2)。


圖2. 胸腺細(xì)胞中IL-2的作用

在胸腺中,幼稚的CD4 T細(xì)胞通過STAT5s信號(hào)通路瞬時(shí)表達(dá)CD25并對(duì)IL-2作出反應(yīng),并上調(diào)CD25和Foxp3的表達(dá)。然后,它們開始分化成成熟的CD4 Tregs。成熟的CD4 Tregs從胸腺遷移并組成性地表達(dá)CD25,并通過向上調(diào)節(jié)CD25并成為活化的CD4 Tregs來對(duì)IL-2做出劇烈反應(yīng)。CD8 T細(xì)胞也對(duì)IL-2有反應(yīng)并成為活化的CD8 Tregs。激活的CD4 Tregs發(fā)揮其抑制功能,包括控制局部炎癥;b 控制自身抗體的產(chǎn)生;(c)控制T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫。

四,逐典生物改良型細(xì)胞因子Human IL-2Pro


產(chǎn)品特點(diǎn):

1.高純度,高溶解度

2.無SDS,對(duì)細(xì)胞損傷更小

3.GMP級(jí)別和科研級(jí)別均可提供

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):


非還原及還原的SDS-PAGE 顯示蛋白分子量約17kDa ,未見雜蛋白(左)SEC-HPLC顯示高純度,無聚集體產(chǎn)生(右)


pH7.4條件下,IL-2Pro濃度可以到12.5mg/ml,是野生型的25倍


小鼠T淋巴細(xì)胞(CTLL-2)細(xì)胞活性實(shí)驗(yàn)表明IL-2Pro同野生型IL-2活性類似

五,客戶之聲


參考資料

1. Zhou P. Emerging mechanisms and applications of low-dose IL-2 therapy in autoimmunity[J]. Cytokine & Growth Factor Reviews, 2022.

2. Hsieh E W Y, et al. Clean up by aisle 2: roles for IL-2 receptors in host defense and tolerance[J]. Current Opinion in Immunology, 2021, 72: 298-308.

3. Toumi R, et al. Autocrine and paracrine IL-2 signals collaborate to regulate distinct phases of CD8 T cell memory[J]. Cell Reports, 2022, 39(2): 110632.

4. Dong S, et al. The effect of low-dose IL-2 and Treg adoptive cell therapy in patients with type 1 diabetes[J]. JCI insight, 2021, 6(18).

5. Whangbo J S, et al. Functional analysis of clinical response to low-dose IL-2 in patients with refractory chronic graft-versus-host disease[J]. Blood advances, 2019, 3(7): 984-994.


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