인터루킨 4

IL4
사용 가능한 구조
PDB동원체 검색: PDBe RCSB
PDB ID 코드 목록

1BBN, 1BCN, 1CYL, 1HIJ, 1HIK, 1HZI, 1IAR, 1ITI, 1ITL, 1ITM, 1RCB, 2B8U, 2B8X, 2B8Y, 2B8Z, 2B90, 2B91, 2CYK, 2D48, 2INT, 3BPL, 3BPN, 3QB7, 4YDY, 5FHX

식별자
다른 이름IL4, Interleukin 4, IL-4
외부 IDMGI: 96556 HomoloGene: 491 GeneCards: IL4
유전자 위치 (인간)
5번 염색체
염색체5번 염색체
5번 염색체
IL4의 유전자 위치
IL4의 유전자 위치
자리5q31.1시작132,009,678 bp
끝132,018,370 bp
유전자 위치 (쥐)
11번 염색체 (쥐)
염색체11번 염색체 (쥐)[1]
11번 염색체 (쥐)
IL4의 유전자 위치
IL4의 유전자 위치
자리11 B1.3|11 31.97 cM시작53,493,809 bp[1]
끝53,509,496 bp[1]
유전자 온톨로지
분자 함수
  • interleukin-4 receptor binding
  • 단백질 결합
  • growth factor activity
  • cytokine receptor binding
  • 사이토카인 활성
세포 성분
  • 세포밖공간
  • 세포 바깥쪽
생물학적 과정
  • positive regulation of T cell differentiation
  • dendritic cell differentiation
  • negative regulation of endothelial cell apoptotic process
  • negative regulation of complement-dependent cytotoxicity
  • regulation of phosphorylation
  • 세포자멸사 과정의 하향조절
  • myeloid dendritic cell differentiation
  • type 2 immune response
  • B cell activation
  • positive regulation of interleukin-13 production
  • 면역반응
  • B cell differentiation
  • T-helper 2 cell cytokine production
  • regulation of isotype switching
  • negative regulation of transcription, DNA-templated
  • negative regulation of epithelial cell migration
  • 신호전달 수용체 활성의 조절
  • cholesterol metabolic process
  • positive regulation of B cell proliferation
  • positive regulation of T cell proliferation
  • T세포 활성화
  • positive regulation of MHC class II biosynthetic process
  • negative regulation of osteoclast differentiation
  • positive regulation of transcription, DNA-templated
  • positive regulation of transcription by RNA polymerase II
  • positive regulation of isotype switching to IgE isotypes
  • positive regulation of isotype switching to IgG isotypes
  • regulation of immune response
  • cytokine-mediated signaling pathway
  • positive regulation of gene expression
  • positive regulation of macroautophagy
  • positive regulation of tyrosine phosphorylation of STAT protein
  • activation of Janus kinase activity
  • positive regulation of receptor-mediated endocytosis
  • positive regulation of cold-induced thermogenesis
  • negative regulation of neuroinflammatory response
  • positive regulation of amyloid-beta clearance
  • neuroinflammatory response
  • positive regulation of cellular respiration
  • positive regulation of ATP biosynthetic process
출처: Amigo / QuickGO
동원체
종인간쥐
앙트레

3565

16189

앙상블

ENSG00000113520

ENSMUSG00000000869

유니프롯

P05112

P07750

RefSeq (mRNA)

NM_000589.4

NM_021283

RefSeq(단백질)

NP_000580
NP_758858
NP_001341919

NP_067258

위치(UCSC)Chr 5: 132.01 – 132.02 MbChr 11: 53.49 – 53.51 Mb
PubMed 검색[2][3]
위키데이터
인간 보기/편집쥐 보기/편집

인터류킨 4(interleukin 4, 줄여서 IL-4)는 경험이 없는(naive, 또는 활성화 되지 않은 상태의) 도움 T 세포(Th0 세포)에서 Th2 세포로의 분화를 유도하는 시토카인이다. IL-4에 의해 활성화 된 Th2 세포들은 추가적인 IL-4를 생산한다. 최초로 IL-4를 분비하여 Th0의 분화를 유도하는 세포에 대해서는 아직 명확히 밝혀지지 않았으나, 최근 연구에서 호염구가 그 역할을 하는 세포일수도 있다는 가능성이 제시되고 있다.[4]IL-4는 IL-13과 밀접하게 관련되어 있으며 기능 또한 비슷하다.

기능

IL-4는 활성화된 B 세포와 T 세포를 자극하거나, B세포가를 형질세포로 분화시키는 등의 많은 생물학적 기능을 갖고 있으며, 체액성 면역과 후천성 면역의 중요한 조절자이다. 또한, IL-4는 B 전구세포에서 IgE 및 IgG4 생산이 가능한 B세포로 전환되는 종류변환(class switching)을 유도할 뿐만 아니라, MHC 클래스 II의 생산을 촉진한다고 알려져 있다.

반대로 IL-4는 Th1 세포, 대식세포, 인터페론 감마, 그리고 수지상세포의 IL-12의 양을 감소시킨다고 알려져 있다.

또한, IL-4의 과량 생산은 알러지와 관련이 있다.[5]

염증반응과 상처 치료

조직 대식세포는 만성 염증과 상처 치료에서 중요한 역할을 한다. 혈관 밖의 조직에 존재하는 IL-4는 대식세포가 M2세포로 대체 활성화되는 과정을 촉진시키고, 대식세포가 M1세포로 활성화 되는 과정을 저해한다. 복구 대식세포(M2 macrophage)의 증가는 인터류킨 10(IL-10)과 변환성장인자 베타(TGF-β)의 분비와 관련이 있으며, 그 결과로 병리학적인 염증을 감소시킨다. 또한, 활성화된 복구 대식세포에 의해 분비된 아르기네이즈, 프롤린, 폴리아미네이즈, 그리고 TGF-β는 상처 치료 및 섬유화(fibrosis)에 관여한다고 알려져 있다.[6]

수용체

인터류킨 4의 수용체는 IL-4Rα[7]로 알려져 있다. 이 수용체는 몸 전체의 3가지 복합체로 존재한다. Type 1 수용체는 일반적으로 γ 사슬의 형태를 가진 IL-4Rα의 소단위로서 인터류킨 4와 특이적으로 결합한다. Type 2 수용체는 IL-4Rα의 소단위로 구성되어 있으며 다른 소단위인 IL-13Rα1과 결합한다고 알려져 있다. 앞선 두 가지 형태의 수용체는 IL-4 와 IL-13 둘 다와 결합할 수 있으며, 이 두 가지 시토카인은 생물학적 기능들과 밀접하게 연관된다.

구조

IL-4는 (다른 시토카인들과 유사하게) 에 의해 조밀한 구형으로 접혀있으며, 3개의 다이설파이드 결합에 의해 안정화되어있다.[8] 구조의 절반은 4개의 알파 나선묶음이 좌회선 (left handed twist)으로 꼬여있다.[9] 나선구조는 역평형상태를 이루고 있으며, 2가닥의 연속된 역평형 베타 병풍구조가 이를 연결하고 있다.

역사

이 시토카인은 Maureen Howard, William Paul과[10] Ellen Vitetta의 연구팀이 1982년에 처음으로 발견했다. 사람의 IL-4의 뉴클레오티드 서열은 4년 후 밝혀졌는데, 쥐의 B 세포 자극 인자-1 (BCSF-1)이라는 단백질과 유사함을 보였다.[11]

임상적 중요성

IL-4는 횡문근육종(rhabdomyosarcoma)에서 세포분화(mitogenesis), 탈분화(dedifferentiation), 그리고 전이(metastasis)를 일으키는 것으로 드러났다.[12] IL-4는 다른 Th2 시토카인들과 마찬가지로 알러지성 천식 환자의 폐에서 발견된 기도 염증에서 관찰된다.[13]

IL-4와 관련된 질병

IL-4는 알레르기나 자가면역 질환 등의 특정 면역장애 질환의 발생에 중요한 역할을 한다.

알레르기성 질환 알레르기는 알레르기 유발항원에 대한 면역기관의 반응과 Th2의 반응이 불균형을 이룰 때 발생하는 질환이다. 이 병리학적 상태는 아토피 피부염, 천식, 또는 과민증후군 등을 포함한다. IL-4는 천식의 유발에 중요한 염증 이전 (pro-inflammatory) 작용을 매개 하는데 예를 들면, IgE 동종의 재배열, VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule 1) 분자 분비, 상피세포를 통한 호산구의 이주, 점액질 분비, 그리고 Th2에 의한 시토카인 분비 등이 이에 해당한다. 천식은 복합적인 유전적 질환이며, 이는 IL-4 유전자 프로모터 또는 IL-4 신호전달에 관련된 단백질의 다형성 (polymorphism)과 연관되어 있다.

암 IL-4는 암의 발병에 중요한 영향을 미친다. 유방암, 전립선암, 폐암, 그리고 신장암 등의 암에서 IL-4가 많이 증가된 것이 발견되었으며, IL-4의 수용체인 IL-4R 또한 많은 종류의 암에서 과발현 된다는 것이 밝혀졌다. 신장암과 교모세포종 (glioblastoma)에서는 종양의 종류에 따라서 각 세포에 10,000~13,000개의 수용체를 발현한다.

신경계 성상세포종 (astrocytoma), 교모세포종 (glioblastoma), 뇌수막종 (meningioma) 그리고 수모세포종 (medulloblastoma)등의 뇌 조직 종양은 성장인자 수용체 (growth factor receptor, GFR), 섬유아세포증식인자 수용체 (fibroblast growth factor receptor-1, FGFR-1), 안지오텐신 트랜스페린 수용체 (transferrin receptor, TfR), IL-13R 등의 다양한 성장인자를 받아들이기 위한 수용체들을 과발현 시킨다. 또한 사람의 뇌수막종에서는 IL-4의 수용체가 엄청나게 많이 발현되어 있으며, 이로부터 IL-4가 암을 진행시킨다는 것을 알 수 있다. 이러한 수용체는 IL-4Rα 와 IL13Rα-1-1의 형태로 발현되며, 표면의 γc 사슬은 없기 때문에 대부분의 사람 뇌수막종은 type II IL-4를 발현하고 있음을 나타낸다.[14] 또한, HIV의 IL-4는 HIV를 감염시키고 진행시키는 역할을 할 수도 있다. 보조 T 세포는 HIV-1감염의 중요한 요소이다.

같이 보기

각주

  1. ↑ 가 나 다 GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000000869 - 앙상블, May 2017
  2. ↑ “Human PubMed Reference:”. 《National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine》. 
  3. ↑ “Mouse PubMed Reference:”. 《National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine》. 
  4. ↑ Sokol, C.L., Barton, G.M., Farr, A.G. & Medzhitov, R. (2008). “A mechanism for the initiation of allergen-induced T helper type 2 responses”. 《Nat Immunol》 9 (3): 310–318. doi:10.1038/ni1558. PMID 18300366.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크)
  5. ↑ Hershey GK, Friedrich MF, Esswein LA, Thomas ML, Chatila TA (1997년 12월). “The association of atopy with a gain-of-function mutation in the alpha subunit of the interleukin-4 receptor”. 《N. Engl. J. Med.》 337 (24): 1720–5. doi:10.1056/NEJM199712113372403. PMID 9392697. 2015년 2월 3일에 원본|보존url=은 |url=을 필요로 함 (도움말)에서 보존된 문서. 요약문 – eurekalert.org.  더 이상 지원되지 않는 변수를 사용함 (도움말); |확인날짜=는 |url=을 필요로 함 (도움말) CS1 관리 - 여러 이름 (링크)
  6. ↑ Jon Aster, Vinay Kumar, Abul K. Abbas; Nelson Fausto (2009). 《Robbins & Cotran Pathologic Basis of Disease》 8판. Philadelphia: Saunders. 54쪽. ISBN 1-4160-3121-9.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크)
  7. ↑ “Interleukin-4 receptor” (영어). 2017년 12월 3일. 
  8. ↑ Carr C, Aykent S, Kimack NM, Levine AD (1991년 2월). “Disulfide assignments in recombinant mouse and human interleukin 4”. 《Biochemistry》 30 (6): 1515–23. doi:10.1021/bi00220a011. PMID 1993171.  더 이상 지원되지 않는 변수를 사용함 (도움말) CS1 관리 - 여러 이름 (링크)
  9. ↑ Walter MR, Cook WJ, Zhao BG, Cameron RP, Ealick SE, Walter RL, Reichert P, Nagabhushan TL, Trotta PP, Bugg CE (1992년 10월). “Crystal structure of recombinant human interleukin-4”. 《J. Biol. Chem.》 267 (28): 20371–6. PMID 1400355.  더 이상 지원되지 않는 변수를 사용함 (도움말) CS1 관리 - 여러 이름 (링크)
  10. ↑ Howard M, Paul WE (1982). “Interleukins for B lymphocytes”. 《Lymphokine Res.》 1 (1): 1–4. PMID 6985399. 
  11. ↑ Yokota T; 외. (1986). “Isolation and characterization of a human interleukin cDNA clone, homologous to mouse B-cell stimulatory factor 1, that expresses B-cell- and T-cell-stimulating activities”. 《Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.》 83 (16): 5894–8. doi:10.1073/pnas.83.16.5894. PMC 386403. PMID 3016727.  CS1 관리 - et al.의 직접적인 사용 (링크)
  12. ↑ Hosoyama T, Aslam MI, Abraham J, Prajapati SI, Nishijo K, Michalek JE, Zarzabal LA, Nelon LD, Guttridge DC, Rubin BP, Keller C (2011년 5월). “IL-4R Drives Dedifferentiation, Mitogenesis, and Metastasis in Rhabdomyosarcoma”. 《Clin Cancer Res》 17 (9): 2757–2766. doi:10.1158/1078-0432.CCR-10-3445. PMC 3087179. PMID 21536546.  더 이상 지원되지 않는 변수를 사용함 (도움말) CS1 관리 - 여러 이름 (링크)
  13. ↑ “Interleukin 4” (영어). 2018년 2월 2일. 
  14. ↑ Puri, Sachin; Joshi, Bharat H.; Sarkar, Chitra; Mahapatra, Ashok Kumar; Hussain, Ejaz; Sinha, Subrata (2005년 5월 15일). “Expression and structure of interleukin 4 receptors in primary meningeal tumors”. 《Cancer》 (영어) 103 (10): 2132–2142. doi:10.1002/cncr.21008. ISSN 1097-0142. 

참고 목록

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  • Sokol CL, Chu NQ, Yu S, Nish SA, Laufer TM, Medzhitov R (2009년 7월). “Basophils function as antigen-presenting cells for an allergen-induced T helper type 2 response”. 《Nat. Immunol.》 10 (7): 713–20. doi:10.1038/ni.1738. PMC 3252751. PMID 19465907.  더 이상 지원되지 않는 변수를 사용함 (도움말) CS1 관리 - 여러 이름 (링크)

외부 링크

  • 의학주제표목 (MeSH)의 Interleukin-4
  • Interleukin 4 Archived 2020년 5월 31일 - 웨이백 머신 from Gentaur at Gentaur
  • Recombinant Human Interleukin-4 from Cornell University
  • Interleukin-4 from Allergy Glossary at Health On the Net Foundation