También conocida como Caquectina
Toxina de macrófagos (toxina de macrófagos)
Necrostina (factor de necrosis)
Citotoxina (toxina celular)
Factor de necrosis tumoral-α
Factor hemorrágico
Factor tóxico de macrófagos
Factor inductor de diferenciación
Derivado de macrófagos
Células asesinas naturales
Linfocitos T
Linfocitos B
Mastocitos
Fibroblastos
Células de músculo liso
Células tumorales de mama (células tumorales de mama)
Células tumorales de ovario
Astrocitos Células plasmáticas
L -929 células
Células de Kupffer
Células epiteliales (células epiteliales)
Células granulares
Características del gen del factor de necrosis tumoral
El gen humano TNF-α fue clonado con éxito en 1985. Está ubicado en 6p21.4, aproximadamente 3,6 kpb de longitud, con 4 exones y 3 intrones. Está estrechamente relacionado con el gen del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC), ubicado en la región del gen MHC3 entre los loci HLA-B y HLA-C2, y consta de TNFA y TNFB, que codifican TNF-α y TNF-β respectivamente. Hay polimorfismos de un solo nucleótido en las posiciones 238 y 308 en la región promotora, que se cree que regulan el nivel de transcripción de TNF y están relacionados con la susceptibilidad a la hepatitis B crónica, enfermedades autoinmunes, resistencia a la insulina, tumores y otras enfermedades. El ARNm codificado por el gen TNF tiene aproximadamente 1,7 kpb y tiene una secuencia TTATTTAT conservada (elemento rico en AU, ARE) en su región 3' no traducida.
El éster de forbol es un inductor de TNF. Puede inducir la transcripción de TNF a través de una secuencia corta cerca de la caja TATAA en la región promotora.
Características de la proteína del factor de necrosis tumoral
1 El precursor del TNF-α humano consta de 233 aminoácidos (26 kDa), incluido un péptido señal formado por 76 residuos de aminoácidos. Bajo la acción de la enzima convertidora de TNF, TACE, el péptido señal se escinde para formar TNF-α maduro, que tiene 157 residuos de aminoácidos (17 kDa). Debido a que no hay residuos de metionina, no hay sitio de glicosilación, y las dos cisteínas en las posiciones 69 y 101 forman un enlace disulfuro intramolecular. El TNF-α humano y el TNF-α de ratón comparten homología de 79 aminoácidos, y las funciones biológicas del TNF-α no parecen ser significativamente específicas de cada especie. Recientemente, se ha informado que se ha utilizado tecnología de ingeniería genética para expresar TNF-α humano de 155 aminoácidos con dos aminoácidos (Val y Arg) en el extremo N, que tiene buena actividad biológica y efectos antitumorales. Además, existen métodos de ingeniería genética para eliminar los 7 residuos de aminoácidos en el extremo amino de la molécula de TNF-α y luego cambiar 8Pro, 9Ser y 10Asp a 8Arg, 9Lys, 10Arg, o cambiar simultáneamente 157Leu a 157Phe. El TNF-α modificado mata a L929 in vitro más que el TNF nativo. Las formas naturales en las que el TNF-α y β ejercen sus efectos biológicos son los homotrímeros.
2 La molécula de TNF-β humana consta de 205 residuos de aminoácidos, de los cuales 34 residuos de aminoácidos. La molécula de TNF-β madura tiene 171 residuos de aminoácidos y tiene un peso molecular de 25 kDa.
La homología de ADN entre 3 TNF-β y TNF-α humanos es 56, y la homología a nivel de aminoácidos es 36.
La difracción de cristales de rayos X demuestra que el TNF es un trímero apretado compuesto por tres subunidades de monómero idénticas, que tienen forma de cuña y están plegadas por láminas β-plisadas para formar una estructura β-sándwich.
Clasificación del receptor de TNF 1.1TNF-R
El TNFR se puede dividir en dos tipos.
TNF-R tipo I (también conocido como TNFR1, CD120a, p55), 439 residuos de aminoácidos, 55 kDa, y su correspondiente ARNm de 4,5 Kpb, que puede expresarse en varios tipos de células citolíticas. actividad.
El TNFR tipo II (también conocido como TNFR2, CD120b, P75) tiene 426 residuos de aminoácidos de 75kDa, y su correspondiente ARNm es de 3Kpb. Sólo se expresa en células inmunes y endoteliales y está relacionado con la transmisión de señales. y células T relacionadas con la proliferación.
1.2 Características estructurales y funcionales del TNFR
Ambos tipos de TNFR son glicoproteínas, que incluyen tres partes: región de la membrana externa, región transmembrana y región intracelular. La región extracelular tiene un 28% de homología, pero la región citoplasmática no tiene homología, lo que puede estar relacionado con la mediación de diferentes vías de transducción de señales. Muchos estudios han confirmado que el factor de necrosis tumoral (TNF-R1) ejerce su actividad biológica. La proteína TNF se une al dominio extracelular de TNF-R1, lo que induce a TNF-R1 a agregarse y liberar el dominio silenciador de la muerte (SODD), y luego TRADD se une al dominio de muerte de TNF-R1 para reclutar más proteínas adaptadoras, como RIP. , TRAF-2, FADD, etc. Estas proteínas adaptadoras reclutan para funcionar otras proteínas importantes implicadas en la transducción de señales.
Actualmente se sabe poco sobre la estructura y función del TNF-R2, pero carece de un dominio de muerte, por lo que no puede promover el proceso de apoptosis. Sin embargo, TNF-R2 puede interferir con la muerte celular programada (PCD) activando las vías NF-κB y JNK o inhibiendo TRAF-2.
1.3 Distribución del TNFR
El TNFR existe en la superficie de muchas células normales y tumorales, y el número de receptores por célula es generalmente de 500 a 5000/célula. Por ejemplo, el TNFR de la línea celular tumoral ME-800 es aproximadamente 2000/célula y la Kd es 2 x 10-10. Parece que el número y la afinidad de los TNFR en diferentes superficies celulares no son paralelos a la sensibilidad de las células al TNF-α.
1.4 TNFR soluble
La proteína de unión al factor de necrosis tumoral (TNF-BP) es la forma soluble de TNFR, que se puede dividir en stn frⅰ (TNF-BPⅰ) y stn frⅱ ( TNF-BPⅱ) dos tipos. En general, se cree que el sTNFR tiene la función de limitar la actividad del TNF o estabilizar el TNF y desempeña un papel regulador importante en la red de citoquinas. Sekiner1988 encontró un inhibidor del TNF en la orina de pacientes febriles con un peso molecular de 33 kDa. En Olsson 1989, también se encontró TNF-BP en la sangre y la orina de pacientes con insuficiencia renal crónica. TNF-BP puede unirse específicamente a TNF e inhibir la actividad de TNF, como inhibir su actividad citotóxica, inducir la producción de IL-1 y promover el crecimiento del virus MethA inoculado por vía subcutánea. Este puede ser uno de los mecanismos por los cuales los tumores escapan. el anfitrión. El TNF-BP sérico humano normal es de 1 a 2 ng/ml y también se encuentra en la orina normal del embarazo. Pueden aumentar la inflamación, la endotoxemia, la infección meningocócica, el LES, la infección por VIH, la insuficiencia renal y los tumores. El TNFR soluble puede reducir eficazmente los cambios patológicos de la artritis adyuvante y el shock séptico.
Superfamilia de receptores del factor de necrosis tumoral
Actualmente, los investigadores han confirmado que existen 29 receptores diferentes en la superfamilia de homólogos de proteínas del factor de necrosis tumoral (Figura 1). Estos receptores se pueden dividir en tres categorías principales:
La primera categoría de receptores contiene un dominio de muerte (DD) en la cola citoplasmática. Los receptores que contienen el dominio de la muerte pueden reclutarse uniendo ligandos a los receptores que contienen el dominio de la muerte correspondientes, como la proteína del dominio de la muerte asociada a Fas (FADD/MORT1) y la proteína del dominio de la muerte asociada al receptor de TNF (TRADD), que juntas forman el así -llamado complejo de señalización inductor de muerte (DISC).
Estas moléculas provocan la activación de caspasas e inducen apoptosis, pero también reclutan miembros de la familia del factor asociado al receptor de TNF (TRAF).
El segundo tipo de receptor contiene uno o más motivos de interacción TRAF (TIM) en la cola citoplasmática. La activación de estos receptores puede reclutar directamente a miembros de la familia TRAF y, en última instancia, activar moléculas clave en múltiples vías de transducción de señales, como las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK) (como la quinasa N-terminal c-Jun JNK), P38 (P38MAPK), señal extracelular. -quinasa regulada (ERK), inhibidor de la quinasa del factor nuclear kappa B (IKK), fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3K).
Los receptores de tipo III no contienen dominios ni motivos de señalización intracelular funcionales. Aunque estos receptores "señuelo" no participan en la transducción de señales intracelulares, pueden competir con los otros dos conjuntos de receptores para unirse a los ligandos correspondientes.
Biología de las neurotrofinas
Los efectos biológicos del TNF-α y del TNF-β activos son muy similares, lo que puede estar relacionado con la similitud de las estructuras moleculares y la identidad de los receptores. Pero también existen diferencias en algunas funciones biológicas.
1.1 Matar o inhibir las células tumorales.
El TNF puede matar algunas células tumorales o inhibir su proliferación in vivo e in vitro. Las líneas de células tumorales varían mucho en su sensibilidad al TNF-α, y el TNF-α puede incluso estimular algunas células tumorales. El tratamiento de células tumorales (como la línea celular de fibroblastos de ratón L929) con actinomicina D, mitomicina C y cicloheximida puede aumentar significativamente la actividad letal del TNF-α contra las células tumorales. Las respuestas tumorales al TNF-α in vivo también varían ampliamente y no son paralelas a la sensibilidad de las líneas celulares tumorales al TNF-α in vitro. Puede haber cepas sensibles y resistentes en una misma línea celular, como L929-S y L929-R. Además, la expresión de TNF endógeno en células diana puede hacer que las células sean resistentes a los efectos citotóxicos del TNF exógeno y, por lo tanto, la sensibilidad de las células al TNF exógeno puede cambiarse induciendo o inhibiendo la expresión de TNF endógeno. El TNF unido a macrófagos puede participar en la destrucción de células diana.
El mecanismo por el cual el TNF mata los tumores aún no está claro. En comparación con las células asesinas del complemento o de la perforina, las células asesinas del TNF no se perforan y el proceso de destrucción es relativamente lento. El efecto letal del TNF sobre las células tumorales puede estar relacionado con los siguientes mecanismos.
1.1.1 Matar o reprimir directamente. Después de que el TNF se une al receptor correspondiente, ingresa a la célula y es absorbido por el lisosoma de la célula diana, lo que resulta en una estabilidad lisosómica reducida, fuga de varias enzimas y lisis celular. También se cree que el TNF activa la fosfolipasa A2, liberando superóxido y provocando la rotura del ADN. Los inhibidores de la fosfolipasa A2 pueden reducir el efecto antienfermedad del TNF. El TNF puede alterar el metabolismo de la glucosa de las células diana, reducir el pH intracelular y provocar la muerte celular.
1.1.2 A través de la regulación de la función inmune del TNF, promueve la destrucción de células tumorales por parte de las células T y otras células asesinas.
1.1.3 El TNF actúa sobre las células endoteliales vasculares, dañando las células endoteliales o provocando disfunción vascular, provocando daño vascular y trombosis, provocando bloqueo del flujo sanguíneo local y sangrado, hipoxia y necrosis en los tejidos tumorales.
1.2 Puede mejorar la función fagocítica de los neutrófilos, aumentar la producción de aniones superóxido, mejorar la función de ADCC, estimular la desgranulación celular y secretar mieloperoxidasa. El precultivo de TNF con células endoteliales puede aumentar la expresión del antígeno ICAM-1 del MHC de clase I y II, aumentar la secreción de IL-1, GM-CSF e IL-8, promover la adhesión de neutrófilos y células endoteliales, estimulando así la respuesta inflamatoria local del cuerpo. El efecto de inducción del TNF-α es más fuerte que el del TNF-β. El TNF estimula a los monocitos y macrófagos para que secreten IL-1 y regula la expresión de antígenos del MHC de clase II.
1.3 Antiinfección: como inhibir el crecimiento de los parásitos de la malaria, inhibir la replicación de virus (como el adenovirus tipo II y el citomegalovirus tipo II), inhibir la síntesis de proteínas virales, la producción e infectividad de partículas virales y matar virus. células de infecciones. El mecanismo antiviral del TNF no está muy claro.
El 1.4TNF es un pirógeno endógeno que provoca fiebre e induce la síntesis de proteínas de fase aguda en los hepatocitos.
La fiebre causada por el TNF puede ser causada por la estimulación directa del centro regulador e interrogatorio hipotalámico y la estimulación de los macrófagos para que liberen IL-1. También se pueden estimular otras células para que produzcan IL-6 a través de IL-1 y TNF-α.
1.5 Promover la diferenciación de células de leucemia mieloide en macrófagos, como la diferenciación de células de leucemia mieloide ML-1, células de leucemia monocítica U937 y células de leucemia promielocítica HL60. El mecanismo no está claro. El TGF-β puede inhibir diversas actividades biológicas del TNF-α, pero es inconsistente con la inducción de la diferenciación de las células de leucemia mieloide por parte del TNF-α, e incluso puede tener un efecto sinérgico.
1.6 Promueve la proliferación y diferenciación celular: el TNF promueve que las células T expresen antígenos MHC clase I, mejora la proliferación de timocitos y células T dependientes de IL-2 y promueve linfocinas como IL-2, LCR, IFN-γ, etc. Mejora la proliferación de células B y la secreción de Ig estimuladas por mitógenos o antígenos exógenos. El TNF-α tiene un efecto similar al factor de crecimiento sobre ciertas células tumorales y coopera con EGF, PDGF e insulina para promover la proliferación y promover la expresión de receptores de EGF. El TNF también puede promover la expresión de c-myc, c-fos y otros protooncogenes que están estrechamente relacionados con la proliferación celular, cambiando el ciclo celular de la fase G0 a la fase G1. Recientemente se informó que el TNF-β (LT) es un factor de crecimiento autocrino para los linfocitos transformados con EBV, y los anticuerpos anti-LT, sTNFR y TNF-α pueden mantener la proliferación de linfocitos transformados con EBV.
IL-1, IFN-γ y GM-CSF pueden potenciar significativamente los efectos biológicos del TNF, lo que puede estar relacionado con el aumento de la expresión de los receptores de TNF intracelulares. Se ha informado que un anticuerpo monoclonal contra el TNF-α puede imitar algunos de los efectos biológicos del TNF-α, pero este fenómeno no se ha observado con otros factores.
NF y práctica clínica
1.1 Aplicación en el tratamiento de tumores
El TNF es eficaz en líneas celulares tumorales humanas y de ratón o en cultivos primarios de células cancerosas humanas y en sus portadores. tiene efectos inhibidores o inhibidores de la destrucción de tumores y actividad inmunomoduladora en ratones desnudos con tumores. La aplicación del TNF en el tratamiento de tumores aún se encuentra en la etapa de ensayo clínico y también se puede usar en combinación con IL-2 para tratar tumores. Actualmente se cree que la medicación sistémica no es tan eficaz como la medicación local, como la inyección intralesional, que tiene una alta concentración local y efectos secundarios leves. En los últimos años, la terapia génica con factor de necrosis tumoral se ha utilizado para validar clínicamente el melanoma y otros tumores. Además, la inyección intrapleural de TNF puede reducir significativamente o incluso eliminar por completo las células cancerosas en los derrames pleurales en pacientes con cáncer gástrico metastásico y cáncer de mama.
En 2003, se aprobó la producción de un nuevo factor de necrosis tumoral recombinante humano mutante (nrhTNF) en China y en todo el mundo.
1.2 Choque séptico
Actualmente se cree que la coagulación intravascular diseminada y el shock tóxico causado por bacilos Gram negativos o meningococos se deben a la producción excesiva de endotoxinas bacterianas estimuladas por el TNF- del organismo. α causa fiebre, daños graves al corazón y las glándulas suprarrenales, insuficiencia respiratoria y circulatoria e incluso la muerte. Los niveles de TNF se correlacionan positivamente con la mortalidad. La patogénesis puede ser que el TNF estimula las células endoteliales, lo que provoca inflamación, daño tisular y coagulación. El TNF también es un factor importante en la necrosis hepática aguda. La actividad del TNF y la IL-1 inducida por las células de la sangre periférica en la insuficiencia hepática fulminante viral aumenta y está relacionada con la gravedad de la enfermedad. Actualmente, el mecanismo del shock endotóxico mediado por TNF no está claro. Se cree que el TNF promueve la producción de IL-1 y leucotrienos por los fagocitos y las células endoteliales, lo que provoca CID y shock endotóxico. Los anticuerpos contra el TNF (antisuero o anticuerpos monoclonales) son eficaces para prevenir el shock endotóxico letal en ratones, conejos y babuinos.
1.3 Caquexia
El TNF-α, también conocido como caquexia, puede inducir caquexia.
1.4 La relación entre factores neurotróficos y patógenos
El TNF también tiene un efecto antiviral similar al IFN, impidiendo la síntesis de proteínas virales tempranas, inhibiendo así la replicación viral, y es similar al IFN -α e IFN -γ tienen un efecto antiviral sinérgico. Por otro lado, el TNF induce la expresión del gen VIH-1 en las células T.
El TNF activa o induce NF-κB en células CD4 infectadas por VIH. NF-κB se une al potenciador de la repetición terminal larga (LTR) del VIH y activa genes del VIH, que pueden estar relacionados con la patogénesis del SIDA. En los pacientes con SIDA, los monocitos producen un aumento de TNF-α y aumentan los niveles séricos de TNF-α. Además, el TNF también presenta efectos antibacterianos y antipalúdicos.
La relación entre el 1,5 y la artritis reumatoide
El TNF se puede detectar en el líquido sinovial de pacientes con artritis reumatoide, lo que se considera relacionado con la aparición de la artritis. Varios fármacos antiinflamatorios pueden reducir la producción de TNF. Actualmente se encuentran en el mercado antagonistas del TNF, como el etanercept, que puede usarse para tratar las articulaciones reumatoides activas y la espondilitis anquilosante activa.