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干扰素的概述:特征、信号和抗癌的效果

淮远Wang Haijun胡锦涛和Kangjian张*

国家重点实验室的细胞生物学、生物化学和细胞生物学研究所、上海生物科学研究所,中国科学院,200031年上海,中国

*通信地址:Kangjian张细胞生物学国家重点实验室,生物化学和细胞生物学研究所、上海生物科学研究所,中国科学院200031年上海,中国,电话:86-21-54921139;电子邮件:zhangkangjian@sibcb.ac.cn

日期:提交:2017年3月16日;批准:2017年4月24日;发表:2017年4月25日

本文引用:胡王H, H,张干扰素的k .概述:特征、信号和抗癌效果。生物科技拱》生物医学。2017;1:001 - 016。DOI:10.29328 / journal.hjb.1001001

版权许可:王©2017 H,等。这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的金博宝app体育,它允许无限制的使用,分布,在任何介质,和繁殖提供了最初的工作是正确引用。

关键词:干扰素;抗癌效果;信号转导;一边减缓

文摘

干扰素是多功能细胞因子作为抗病毒药物广泛应用于临床。另外,干扰素的展览抗癌和抗菌效果。近有关干扰素每年发表二千篇论文,这说明了重要性,研究人员在研究干扰素。本文着重于干扰素研究的最新进展,特别是在地区的抗癌效果和信号转导机制。我们还描述肿瘤抗干扰素和interferon-based疗法的副作用,导致一个期望未来的干扰素的研究。

干扰素的历史研究

干扰素(IFN)抗病毒细胞因子,在临床上得到了广泛的应用,特别是对乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)。发现干扰素是抗生素媲美,甚至可能更重要的是考虑到细菌可以通过过滤而病毒不能被删除。干扰素引起了世界的广泛关注发现艾萨克斯和Lindenmann 1957年,但最初人员只能验证它的存在和功能,无法获得足够的量进行进一步的研究和临床应用。1986年,29年后发现干扰素,基因工程的发展,使大量的高质量的干扰素的生产。这使得其广泛应用在研究和临床设置,这对干扰素迎来了一个新的时代。里程碑在干扰素研究表1总结了2000年[1]。

表1:在2000年之前干扰素研究的里程碑。
重要事件
1957年 病毒诱导干扰素
1964年 IFN-mediated抗病毒保护老鼠
1967年 病毒性干扰素诱导物:ds RNA
1969年 老鼠IFN-antitumor活动
1970年 干扰素:一个家庭
1973年 临床试验与不洁净的干扰素
1975年 IFNγ(免疫干扰素)
1976年 干扰素抗病毒效应在HBV-infected人类;干扰素免疫的影响
1977年 人类抗肿瘤效应
1980年 净化、克隆、测序IFN-α1、IFN-α2 IFN-β;内皮细胞活性
1981年 女士的临床效果;重组干扰素癌症临床试验
1982年 IFN-γ克隆
1983年 干扰素基因启动子;第一个研究小组克隆(2-5A合成)
1984年 研究小组发起人
1986年 IFN-α2 FDA批准毛细胞白血病
1987年 干扰素抗血管生成的影响
1988年 IFN-γ受体的克隆
1989年 irf确认
1990年 丙肝病毒IFN-α2 FDA的批准;临床聚乙二醇干扰素;IFNα受体的克隆
1992年 统计家族转录因子;木菠萝/数据克隆
1993年 IFN-βFDA批准
1995年 IFN-γ受体复杂的晶体结构
1997年 人数受体的克隆
1998年 数以百计的isg
2000年 IFN-γFDA的批准

自2000年以来,干扰素研究的重大突破发生在2003年当两个独立的实验室报告发现的第三种类型的干扰素,IFN-λ三个亚型,IFNλ-1,IFNλ-2 IFNλ-3[2](也称为IL-29、IL-28A IL-28B分别[3])。这些新的干扰素后来被证明有抗病毒作用,因此正式归类为III型ifn。七年后,III型干扰素时首次应用临床III型干扰素由两家公司开发的药物,BMS和Zymo遗传学,进入三期临床试验。2013年1月,一种新型的干扰素,IFNL4[4],据报道,很快产生干扰素的研究的新高潮。

干扰素的属性和分类

干扰素是一个家庭的自分泌和旁分泌细胞因子由宿主细胞分泌,以应对病原体,特别是病毒。一般来说,干扰素是130 - 170个氨基酸组成的分子量的20∼100 kd和很容易被蛋白酶降解,二乙基,氯仿和酮。热稳定性的干扰素不同来源[5]。人类干扰素的活动通常是更不稳定加热后与其他物种相比,在大多数情况下,减少活动1小时后观察到这些干扰素在56 -°C。然而,稳定在一个广泛的pH值范围是相当特性的干扰素[6、7]。的在活的有机体内半衰期的I型干扰素通常5 - 7小时,可以通过PE Gylation大大扩展。Self-crosslinking稳定性密切相关,活动水平,干扰素的生物功能。研究人员报告说,人类IFNα-2b可以接受self-crosslinking形成稳定的二聚体和可逆聚合物[8]。控制的一项研究发现,重组融合蛋白的铝青铜干扰素α-2b和PE Gylated人类干扰素α-2b (PEG-IFNα-2b)都能够接受self-crosslinking,前者主要形成可逆的二聚体或者三只,后者形成可逆的二聚体。此外,研究表明,离子强度和缓冲self-crosslinking pH值密切相关。

此前,干扰素分类基于他们的细胞起源。这导致三种类型,α,β,γ,来自感染病毒的白细胞,感染病毒的成纤维细胞,激活t细胞,分别。IFN-λ然而在2003年,一种新型的干扰素,没有适合的三个预定义的类别和使用不同的受体(9、10)被发现。适应这个新类的干扰素α,β,γ和新发现干扰素λ干扰素类型我,II, III依照他们的受体。的I型干扰素,它由α和β干扰素的前面的分类系统,可以进一步分为17个不同亚型根据他们不同的抗原性。这些子类型由希腊字母表示,可以进一步划分为更小的类别。例如,IFNα包含13个规模较小的子类型,用阿拉伯数字表示(IFNα-1,IFNα-2 IFNα3,等等),这反过来又分为各种sub-subtypes,包括IFNα-1a IFNα-1b, IFNα-1c等等。当前分类系统图1所示。

图1:干扰素的分类。基于受体的类型,信号,干扰素被分为三个主要类型,它们包含除了II型干扰素亚型。

1月6日th,2013年的一篇文章自然遗传学报告发现的另一种类型的干扰素,IFNL4 [11]。作者发现,尽管IFNL4包含结合位点的氨基酸序列的IFN-III受体亚基IFNLR1 (IL-28Rα),它不包含IL-10R2的结合位点,另一个受体亚基与III型干扰素。然而,进一步的研究证明IFNL4激活干扰素反应和发挥抗病毒作用通过规范化类型III干扰素受体组成的复杂IFNlR1和IL-10R2[12],使IFNL4 III型IFN的成员。

干扰素下游信号和消极监管

干扰素信号是特异性和展览广泛的多样性和复杂性[13]。下面总结了主要interferon-related信号通路。

经典的信号转导:IFN-induced信号转导和转录激活通过经典的JAK / STAT通路。干扰素首先专门和激活细胞表面受体结合;I型干扰素如IFN-α和IFN-β绑定到I型受体(IFNAR1/2) IFN-γII型受体结合(IFNGR1/2)和IFN-λIII型受体结合(IL-10R2 IFNLR1) [2,3]。经典,这些受体功能形成和亚基都无法单独转导信号。干扰素与受体结合后,Janus激酶(激酶)细胞质同事与受体的胞质域。木菠萝是Janus的酪氨酸激酶家族成员,包括JAK1 JAK2、JAK3 TYK2。STAT(信号传感器和转录激活)包括STAT1 STAT2, STAT3, STAT4, STAT5a, STAT5b和STAT6。其中,JAK1 JAK2和TYK2 STAT1和STAT2直接参与干扰素诱导JAK / STAT信号转导通路。

报道表明,干扰素与细胞表面受体结合后,激活木菠萝,活化激酶磷酸化统计和原因为聚合成或异质二聚体,即干扰素刺激基因因素(ISGF) 9或3,充当一个激活转录激活因子。ISGF进入细胞核,结合干扰素刺激基因的启动子序列(isg),导致这些基因的高表达。这反过来导致抗病毒、抗癌和(图2)免疫调节作用[1]。另外,干扰素受体表现出昼夜的表情;例如,在晚上他们的表达水平高于白天[14]。因此,接受干扰素在生理的方式也不同。

图2:由I型受体激活信号通路类型II或III型ifn。I型干扰素(IFN)(α,βω,κ,ε,δ(猪),τ(反刍动物))与干扰素(α,β和ω)受体1 (IFNAR1)和IFNAR2;II型IFN-γIFN-γ受体1 (IFNGR1)和IFNGR2;和类型III IFN-λs IFN-λ受体1 (IFNLR1;也称为IL28RA)和白介素10受体2 (IL10R2;也称为IL10RB)。II型IFN-γ是一个反平行的为表现出双重的对称轴。结合两个IFNGR1受体链,组装一个复杂的由两个IFNGR2链稳定。这些受体与两个激酶激酶家族:JAK1和TYK2我和III型干扰素;JAK1和JAK2 II型干扰素。 All IFN receptor chains belong to the class 2 helical cytokine receptor family, which is defined by the structure of the extracellular domains of their members: approximately 200 amino acids structured in two subdomains of 100 amino acids (fibronectin type III modules), themselves structured by seven β‑strands arranged in a β‑sandwich. The 200 amino-acids domain usually contain the ligand binding site. IFNAR2, IFNLR1, IL10R2, IFNGR1 and IFNGR2 are classical representatives of this family, while IFNAR1 is atypical as its extracellular domain is duplicated. GAS, IFN-γ-activated site; IRF9, IFN regulatory factor 9; ISGF3, IFN-stimulated gene factor 3, refers to the STAT1–STAT2–IRF9 complex; ISRE, IFN-stimulated response element; P, phosphate; STAT1/2, signal transducers and activators of transcription 1/2.

传达信号转导:除了JAK / STAT通路,干扰素也可以利用其他信号通路。例如,它可以激活PI3K-AKT-NF-ΚB ERK-AP-1通路,可以结合JAK / STAT通路传输干扰素诱导的信号。具体途径利用不仅依赖细胞类型,而且在干扰素[13]的类型。最近的报告也指出,一些类型的适配器蛋白质,如Gab2与IFNAR2 IFNAR1绑定,从而影响干扰素诱导的传播信号[15]。

一般都认为,I型干扰素通常通过heterodimeric IFN受体发挥其功能复杂,而到2013年,一个研究表明IFN-β独特结合IFNAR1 IFNAR2-independent方式,诱导一系列不同interferon-inducible基因在一个有限合伙人治疗小鼠模型(16、17)。此外,最近的研究发现干扰素信号可以像类固醇信号IFNAR1和IFNAR2 TYK2 STAT1可以形成一个复杂的,与OAS1基因的启动子结合在细胞治疗IFNα2 [18]。类似地,IFNγ可以绑定到细胞外IFNGR1域和通过内吞作用进入胞浆在一起最后把进入细胞核。然而,IFNGR2并不参与这个过程(19、20)。

干扰素和微:报告表明IFN-β可以调节的八种microRNA的表达影响丙肝病毒复制的目标基因,这些基因导致的监管,从而诱导一个抗病毒效应[21]。另一项研究表明,肝癌患者低水平的miR-26a表达表现出更好的对治疗的反应与IFNα[22]。此外,微阵列分析肝癌和黑色素瘤细胞处理IFNα-2a表示,许多interferon-regulated小分子核糖核酸参与细胞因子相关基因的转录抑制活动[23]。其他最近的报告显示,IFN-β抑制纤维化的肝脏独立于它的抗病毒效果,这抗纤维化效果是通过调节细胞周期素E1由microrna的表达- 195,它可以抑制肝星状细胞的增殖[24]。

负面的反馈信号:研究表明,干扰素并不总是表现出最佳抗病毒、抗癌和inmmuno监管效果。虽然这可以归结主要受损干扰素信号(14、25),也是密切相关的负面反馈机制在干扰素诱导信号通路。这些负面的反馈机制主要包括三个类的蛋白质:

a . soc(抑制细胞因子信号)家族蛋白质,如SOCS1 SOCS3,可以直接绑定到和抑制木菠萝的活动以及促进干扰素受体的降解复杂的代谢途径。

b . SH2 domain-containing酪氨酸激酶,如SHP1和SHP2[29],可以脱去磷酸,从而禁用统计,进而阻止它进入细胞核和调节转录。此外,抑制SHP2可显著提高的抗肿瘤效应IFNα-2b [30]。

c . pia(激活STAT蛋白抑制剂)家族蛋白可以抑制激活数据的绑定与目标DNA序列或导致仿真已进入细胞核的统计数据,从而改变基因转录和影响干扰素诱导的信号。

最近,一个特殊的类protein-DNA复合物被发现。它包括RNA等复合物绑定protein-DNA复合物,线粒体protein-DNA复合物,kinase-DNA复合物。其中,ERK2-DNA复杂可以显著抑制IFN-γ-induced基因的表达,从而抑制干扰素诱导信号[31]。bcr - abl可以激活PKD2,促进IFNAR1的磷酸化和退化,从而减少IFN-α在慢性粒细胞性白血病的疗效[32]。其他报告显示,肿瘤炎症因素如il - 1和激活p38因为肿瘤细胞产生耐药性干扰素治疗[33]。

干扰素的作用

虽然干扰素的抗病毒功能广泛记载,干扰素也表明抗癌效果主要通过应用程序作为非治疗辅助的二线药物。在足够大的剂量,它也可以应用一线抗癌药物,但纯度等所需剂量的水平是很难获得的。干扰素的主要抗癌作用包括抑制细胞生长,促进细胞死亡和衰老,抑制细胞迁移、预防血管生成和免疫调节。这些影响中描述下面的更多细节。

抑制细胞生长

肿瘤细胞的突出特点是他们无法控制的部门,通常覆盖了检查站,抑制细胞分裂。因此,毒品和其他非手术疗法的目的之一是控制肿瘤的发展通过抑制细胞生长和分裂。研究表明,干扰素可以调节不同的基因的表达参与了细胞周期,包括致癌基因原癌基因[34],cyclinD3和CDC25A [35];细胞周期抑制的确切机制可能依赖于细胞类型。还值得注意的是,干扰素的anti-cell扩散效应是独立于其抗病毒活性,需要识别信号的参与,如CD45 Lck, ZAP70 [36]。此外,重建IFNα2由H57Y、E58N,和Q61S (yn)突变[37],它可以绑定IFNAR1产出紧缩与野生型IFNα2相比,展品anti-proliferative活动增强了1000倍而其抗病毒活性保持几乎不变[38]。

IFNα可以直接抑制肝祖细胞的增殖在体外在活的有机体内[39]。研究还显示,干扰素诱导的跨膜蛋白1 (IFITM1)中发挥着不可或缺的作用IFNγanti-cell扩散的影响[40]。此外,干扰素调节因子6 (IRF6)通过细胞循环依赖的方式促进细胞周期阻滞,以水解酶[41]的规定。在肾肿瘤细胞,它已经发现,IFNα可以上调表达的蛋白质NUB1并显著抑制肿瘤细胞的生长[42]。在IFN-β治疗胰腺癌细胞,STAT3诱导生存信号可以与- ppar激动剂troglitazone (TGZ) [43]。

促进程序性细胞死亡和衰老

细胞凋亡:IFN-γ可以调节细胞凋亡分子如半胱天冬酶1和半胱天冬酶3路死亡受体,因此直接调节细胞死亡在肝肿瘤细胞[44]。在肝癌的早期阶段,通过TGF-βIFNα-2b可引起细胞凋亡信号通路[45]。其他研究已经表明,I型干扰素可以利用其他信号通路引起细胞凋亡。例如,他们调节激酶PI3K mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶),和其他分子,进而诱导细胞凋亡的线粒体途径和触发细胞死亡[46]。此外,IFN-α和研究者用可以导致肝肿瘤细胞通过细胞凋亡的线粒体途径和通过影响细胞内钙离子浓度[47]。当采取与视黄酸,IFN-α可以诱导细胞凋亡在淋巴瘤细胞Act-dependent监管途径[48]。

Necroptosis:目前的研究表明,necroptosis不是被动的,细胞死亡的机械方法,而是一种程序性细胞死亡引起RIP1 / RIP3 / MLKL信号通路[49]。最近的研究还发现,线粒体蛋白磷酸酶PAGM5充当信号收敛点信号与设定necroptosis [50]。沙门氏菌血清型Typhimuriumcan可以诱导I型干扰素的生产,进而激活RIP1 / RIP3通过绑定的激酶RIP1并导致necroptosis IFNAR1巨噬细胞[51]。这样,细菌逃避他们调用的免疫反应。

自噬:IFN-γ诱发自噬在Huh-7肝肿瘤细胞通过调节干扰素调节因子IRF1 / beclin atg5信号[52],从而抑制细胞生长,导致抗癌效果。

衰老:根据最近的报道,IFN-β可以诱导衰老HPV-transformed角质细胞通过调节转录的激活信号的PML, P21和P53 [53]。这表明干扰素诱导信号发挥重要作用的诱导细胞衰老。

抑制细胞迁移和肿瘤转移

当单独使用作为药用药,PEG-IFNα-2b抑制血管生成和细胞粘附,从而影响直接和显著抑制转移MH134小鼠肝癌细胞[54]。通过STAT1-mediated整合素的PML和后续监管抑制ITGB1, IFN-α的迁移和血管形成抑制人类脐静脉内皮细胞(HUVEC)和微型血管内皮细胞(HMVEC) [55]。在前列腺癌,低剂量的IFN-α增加乙酰基转移酶抑制剂的抑制和anti-migratory效果VPA [56]。IFN-α也增强了抗生长和anti-metastatic P-gp衬底的影响DTX刘易斯在小鼠肺癌[54]。

预防血管生成

IFN-α可以向下调节血管内皮生长因子VEGF的表达通过调节转录因子的活性SP1和SP3,抑制VEGF启动子的转录起始。在神经内分泌肿瘤,这导致直接[57]抗血管生成的影响。其他报告注意有效的抗血管生成效应在卵巢癌免疫缺陷SCID小鼠模型观察小鼠IFN-α介绍通过慢病毒载体[58]。它也被观察到IFN-β结合血管紧张素转换酶抑制剂联合培具有抗血管生成作用[59]在肝肿瘤模型。Adenovirus-induced IFN-β也展品的抗癌效应引发的监管和VEGF-A,抑制血管生成在前列腺癌组织原位[60]。其他研究表明,干扰素调节因子IRF1可以显著调节一种蛋白激酶的磷酸化和以挪士,因此得罪VEGF在人类上皮脐静脉的血管生成影响细胞[61]。此外,干扰素诱导蛋白IP10可以显著抑制血管生成局部缺血的条件,提供了一个新的打击目标肿瘤血管生成[62]。在人类肺癌细胞SPC-A1 IFN-β可以转换上皮祖细胞,抑制肿瘤血管生成通过机架效应[63]。目前的研究还表明,VEGF能招募激酶PKD2,导致IFNAR1受体通过泛素化降解,因此得罪干扰素受体信号,进而实现angiogenesis-promoting VEGF的影响[64]。此外,上皮细胞祖细胞(内皮祖细胞)表达IFN-β可以抑制肿瘤血管生成在非小细胞肺癌细胞SPC-A1 [65]。

免疫调节

(1)提高T和B淋巴细胞的功能。例如,如果IFN-α时添加到上层的黑色素瘤细胞和外周血细胞一起培养,增殖的细胞毒性T淋巴细胞(CTL细胞)明显增加,是造成影响这些细胞对黑色素瘤细胞[66]此外,CD4 + T细胞的生存[67]和[68]保持CD8 + T细胞激活。

(2)增加巨噬细胞的活性[69 - 71]。

(3)增强自然杀伤(NK)细胞的活性[72]。细胞治疗干扰素产生2 ' 5 ' triadenosylnucleotide (2 ' 5 ' P3A3)的2 ' 5 ' oligoadenylate合成;我们的实验室已经表明,2 ' 5 ' P3A3反过来提高NK细胞的死亡效果[73]。因此,干扰素中起关键作用的规定有许多因素在NK细胞系统,它是人体的第一道防御肿瘤。

(4)调节肱骨免疫力。例如,干扰素可以诱导白细胞介素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子,可以与他们协同工作来调节免疫反应。此外,干扰素可以促进抗体的产生,提高抗体效价。这使得免疫保护要实现,在杀死肿瘤细胞的助攻,导致增加抗癌效果。

(5)调节几百个不同的基因的表达(干扰素刺激基因),通常包括:a。促进免疫特异性细胞毒性T细胞的形成和表达主要组织相容性复合体II类和我(mhc II, mhc I)分子的抗原呈递细胞(apc)和杀手T细胞;b .促进内皮细胞的表达粘附分子ICAM4 ICAM4受体分子LFA-1淋巴细胞。这两种分子的依从性导致炎性细胞渗出血管,导致免疫反应;c .加强天然免疫细胞的影响,例如通过激活单核巨噬细胞吞噬作用;d .刺激不同的趋化因子的表达,调节肿瘤炎症;e .直接刺激特定抗原的表达在肿瘤细胞的细胞膜,使原生细胞区分。

最近的研究表明,小鼠IFN-β管理由腹腔内注射会增加肿瘤的免疫原性表达WT1多肽,从而增加WT1-specific CTL, NK细胞的活性,在肿瘤和mhc i的水平;反过来,这提高了肿瘤小鼠的存活率[74]。它也表明,IFN-β桥是一个重要的分子链接先天免疫相关的抗癌效果和后天免疫控制人类[75]。通过上述影响,干扰素提高免疫防御和加强免疫介导的特异性和非特异性肿瘤破坏,这也是其抗肿瘤机制的一个重要组成部分。还值得注意的是,在口腔鳞状细胞癌,IFN-γ诱发PD-L1 (B7家族的一个成员)PKD2通路,从而抑制肿瘤的发展[76]。也有研究表明I型干扰素可能诱发PD-L1表达式[77]。此外,IFN-γ允许肿瘤获得STAT1-related外遗传性和转录组变化和增强表达为多个T细胞抑制性受体配体通过PD-L1独立方式[78]。

干扰素作为一种辅助的药物组合

临床结果涉及使用干扰素作为一种辅助治疗高危黑色素瘤证明它显著提高无病生存期(DFS)和总生存期(OS) [79]。此外,使用干扰素的临床的实例结合其他的抗癌疗法,包括放疗和化疗,已经被频繁报道,和先前的报道表明,低剂量IFNα可以抑制活性的调节性T细胞(Treg),而低剂量- 2可以调节表达TNF-related凋亡诱导配体(TRAIL)的外周血单核细胞(PBMCs)。研究表明,这两个化合物结合使用可以大大增强杀害PBMCs对转移性肾癌细胞的影响[80]。临床结果表明,氟尿嘧啶(研究者用)与PEG-IFNα-2b一起使用可以有效防止疾病的进展,提高总生存期肝癌患者[81]。结合时,研究者用和IFNαNKG2D和mhc i表达增加,从而增加胰腺癌细胞的免疫原性和增加免疫清除肿瘤细胞NK和CD8 + T细胞[82]。IFNα-2b结合葡萄籽proanthocyanidin (GSP)可以显著降低膀胱癌细胞的增殖[83]。使用转基因病毒载体,如腺病毒(84 - 86)或腺相关病毒(AAV)[87],携带IFNβ基因也被报道。显著的抗癌效果已观察到使用这个目标gene-viro治疗方法。

干扰素的临床副作用

报告指出,当IFNα-2b白蛋白融合蛋白在高剂量管理,两例间质性肺病伴随着沉重的咳嗽观察,导致最终死亡的病人[88]。许多临床副作用也被观察到具有与IFNα-2b黑色素瘤患者,包括疲劳、肌痛、恶心、呕吐、肝毒性、白细胞计数减少,传出神经刺激。当用于治疗慢性粒细胞白血病(CML) IFNα造成急性副作用包括厌食、发热、冷敏感性,肌痛,头痛[89]。急性副作用通常是暂时的,尽管这些药用使用干扰素也涉及各种慢性副作用,包括疲劳、体重减轻、肌痛、抑郁症、认知障碍,和各种immune-induced并发症如自身免疫性溶血性贫血、胶原血管疾病,甲状腺功能下降、免疫相关肾炎。其中,抑郁症和认知障碍通常是剂量依赖,加剧了干扰素治疗的延续。罕见的实例充血性心力衰竭和心脏节律障碍也被报道,以及实例IFNα-2b-induced I型糖尿病[90]。这些副作用极大地影响interferon-based临床治疗的进一步发展。

目前,研究关于背后的分子机制进行了干扰素的副作用。IFNα提出了通过直接组织诱导自身免疫毒性和免疫应答[91];然而,遗传背景像单核苷酸多态性(snp)也有助于干扰素诱导自身免疫(92、93)。最近的研究表明,IFNα治疗人类胰岛和EndoC-βH1可以显著减少胰岛素生产细胞通过引发内质网(ER)压力,提供可能的解释在干扰素诱导的I型糖尿病治疗[94]。我们实验室之前报道,IFNα-2b蛋白质包含两个域,分别负责控制抗病毒免疫和阿片类药物如neuroregulatory效应[95]。后者的生理功能域主要是由μ鸦片受体[96]。我们发现如果38中的苯丙氨酸的位置变异亮氨酸,抗病毒效应产生的38 leu-ifnα-2b被保留,但药物的镇痛效果是完全失去了。相反,如果酪氨酸在第129位置是丝氨酸突变,结果129的抗病毒效果ser-ifnα-2b几乎完全丢失,同时保留止痛效果。此外,研究突变体129 ser-ifnα-2b和野生型IFNα-2b已经表明,这两种类型的干扰素可以降低生产的营地和诱导释放前列腺素E2在下丘脑,导致发热;这种效应可以抑制吗啡拮抗剂纳洛酮。 However, the fact that 38leu-IFNα-2b cannot be similarly inhibited indicates that it is not associated with fever [97]. Thus, 38leu-IFNα-2b is a potential candidate for ameliorating the fever side effect frequently caused by interferon.

在肿瘤抗干扰素

目前的研究表明,患有不同类型的癌症,如早期乳腺癌[25],干扰素诱导信号通常削弱。此外,interferon-associated分子信号,包括干扰素诱导基因STAT1 IFI44, IFIT1, IFIT2, mx₁,都是调节淋巴细胞相对于健康人群;这些影响,不是或受化疗引起的,表明这些细胞具有抗干扰素。

从免疫学的角度来看,削弱了干扰素诱导信号导致抗肿瘤反应减少了NK, B和T细胞。和分子机制,研究表明,诸如IFNAR干扰素信号分子的表达,STAT2, JAK2和TYK2抗肿瘤并不不同于健康细胞。然而,已发现耐药细胞抑制JAK / STAT细胞因子信号通过负反馈循环;pia还特别会降低STAT1的磷酸化在701年在这些细胞[98]。[99]此外,tumor-secreted il - 4、il - 10 [100], TGF-β[101],肿瘤相关白细胞监管或抑制外周血细胞如Treg[102]和myeloid-derived抑制细胞(MDSC)都可以诱导分子的表达,抑制干扰素诱导信号通过负面反馈循环[103]。同时,高水平的血液中VEGF的干扰素抗肿瘤患者可以抑制树突状细胞的成熟,促进扩散MDSCs削弱肿瘤干扰素[104]的接受程度。研究还显示,VEGF可以通过VEGR2受体激活PKD2;PKD2然后结合interferon-α/β受体1 (IFNAR1),导致磷酸化和泛素化,导致间隙的受体。这导致一个anti-interferon效应是至关重要的血管生成在肿瘤组织[64]。

最近的研究发现I型干扰素受体的差别,对这些基因的连锁IFNAR1肿瘤间质发生在人类和小鼠模型的结肠直肠癌(CRC),导致免疫抑制利基和促进[105]CRC的增长和发展。其他报告显示,慢性粒细胞白血病细胞,Bcr-Ab1可以削弱IFN-α的抗肿瘤效应的快速降解干扰素受体[32]。也得到了证实,胰岛素样生长因子1 (igf - 1)可以调节IFN-γ受体的表达R2 T细胞的细胞膜上,从而使不敏感IFN-γ/ STAT1信号[106]。

开发新的重组干扰素

目前,许多生物技术公司正在研究创新的方法来产生更有效的干扰素。例如,IFNα-2b-albumin融合蛋白有一个大大延长半衰期,因此可以管理只是每隔2 - 4周,同时仍然保持其疗效在治疗过程中丙肝病毒[107]。此外,临床前研究结果表明,聚乙二醇III型干扰素PEG-rIL-29不会引起不良循环副作用时用于治疗丙肝病毒[108]。在另一份报告,四个糖基化网站添加到特定位置的重组人干扰素IFNα-2b通过点突变,而且研究人员发现,突变的半衰期干扰素在大鼠血浆25倍时间比野生型干扰素,及其免疫原性也显著降低。同时,其anti-prostate癌症效果相比显著提高人类重组IFNα-2b和聚乙二醇人类IFNα-2b [109]。还是其他的研究报告,干扰素的融合和CD20抗体展品改善治疗效果治疗B细胞淋巴瘤[110]。这些创新的干扰素目前在所有阶段的临床试验;代表干扰素产品汇总(表2)[88]。除了这些,我们实验室以及四川惠阳公司开发出了一种重组干扰素超级干扰素(sIFN-I)展品与低毒性增强抗病毒和抗癌效果。在肺癌细胞基因表达微阵列处理超级干扰素和普通干扰素(IFNα-2b)表现出截然不同的基因表达模式。 Moreover, sIFN-I has a higher affinity for the IFN1 receptor and elicits a higher expression of IFN-inducible genes; treatment with sIFN-I also shows inhibited angiogenesis and increased CD8+T cell infiltration in tumor [111].

表2:创新的干扰素的临床试验。
小说干扰素 制造商 阶段的研究 评论
铝青铜Interferon-α-2b 硫化汞/诺华 3 第二周方案失败的批准:第四季度在审判
ω干扰素 嵌花疗法 2 SVR率为36%的组合
IFN-alpha-2b-XL 先灵葆雅(默克公司)/火焰喷射器
技术
2 类似的功效PEGIFN-alpha 2 b
Infergen-XL 三条河流制药/尼可·勒梅的技术 1 早期阶段的发展
Locteron (0 ctoplus) Biolex疗法 2 控释IFN-αQ2周
Lambda-IFN Zymo遗传学/百时美施贵宝 3 有限的造血和中枢神经系统的副作用与类似的抗病毒活性

未来的研究方向

干扰素被利用作为抗病毒药物20多年,但它始终表现出有限的抗癌效果。因此,背后的机制值得进一步研究,以建立一个更好的基础新兴创新的潜在使用干扰素治疗癌症在临床的设置。

基本上,还有很多要做干扰素信号,例如,干扰素诱导JAK / STAT信号之间的相互作用与其他通路在不同细胞类型或在成熟的肿瘤细胞/癌症干细胞。一方面,应努力寻找新基因和非编码RNA干扰素诱导如microrna和长非编码RNA。另一方面,还需要继续的研究在目前已知的isg的功能和找到最临床相关基因在所有isg癌症治疗。

对于临床应用干扰素,机制背后的副作用和癌症细胞抵抗也是关键问题。由于大量的辅助治疗中使用干扰素,信号生效应获得更多的关注。最后但并非最不重要,对经典小说与不同的绑定模式重组干扰素受体预计,这可能有助于寻找新的受体或区分当前受体在调解中扮演更重要的角色干扰素的抗癌活性。

确认

这个手稿支持四川科技项目(2013 zz0004),上海生物科学研究所,中国科学院与四川惠阳生命科学和技术公司研究项目(Y363S21763)、国家基础研究计划(973计划)(2011 cb510104和2014 cb964704号)。

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