rhTNFa, фактор некроза опухоли альфа человека, рекомбинантный белок

 

Фактор некроза опухоли альфа (TNFα)

 

Альтернативные названия: фактор некроза опухоли (ФНО-альфа, TNF), DIF, TNFA, кахектин, кахексин, некрозин, TNFSF2, TNLG1F.

 

Фактор некроза опухоли α (англ. Tumor Necrosis Factor α, TNFα) – провоспалительный цитокин с плейотропным действием, вырабатываемый моноцитами, макрофагами, фибробластами, а так же астроцитами. Один из белков острой фазы воспаления. Обладает противоопухолевой активностью. TNFα вовлечён в патогенез ряда заболеваний.

 

Белок кодируется геном TNF.

Цитогенетическая локализация гена: 6p31.33;

Геномные координаты: 6:31,575,564-31,578,335.

 

Гомология TNFα человека с TNF кролика Oryctolagus cuniculus составляет 80%, мыши Mus musculus – 79%, крысы Rattus norvegicus – 78% (по результатам поиска гомологов программой blastp в базе UniProt). Мышиный и человеческий TNF демонстрируют межвидовую кросс-реактивность.

 

TNFα синтезируется в виде предшественника длиной 233 аминокислотных остатка, который является мембранным белком. После действия специфической металлопротеазы ADAM17 образуется растворимая форма TNFα, соответствующая позициям 77—233 в мембранной форме белка (содержит 157 аминокислотных остатков). Активная форма TNFα – гомотример. Белок имеет в основном β-складчатую структуру. В каждой зрелой цепи присутствует одна дисульфидная связь.

 

TNFα продуцируется, главным образом, моноцитами и макрофагами в ответ на стимуляцию патоген-ассоциированными молекулярными паттернами, а также активированными T- и B-лимфоцитами, нейтрофилами, тучными клетками, дендритными клетками. Продуцируется клеточными линиями NB-4, HDLM-2, HMC-1 и другими.

Биологические эффекты TNFα опосредованы взаимодействием с рецепторами TNFR1 и TNFR2. Мембранная форма белка действует на оба рецептора, а растворимая форма эффективно активирует только TNFR2. TNFR1 конститутивно экспрессируется в большинстве тканей, а экспрессия TNFR2 наблюдается только в иммунных клетках. После связывания растворимой или мембранной формы TNFα с рецептором TNFR1 происходит рекрутирование белков, содержащих домен - TRADD (TNFR1-associated death domain) и RIPK1 (receptor interacting protein kinase 1). В свою очерередь, последние рекрутируют гомотримеры TRAF2 или гетеротримеры TRAF1-TRAF2, с ними в комплексе ко-рекрутируются cIAP1 и cIAP2. Белки cIAPs модифицируют компоненты TNFR1-сигнального комплекса (особенно RIPK1) убиквитиновой цепью, создавая таким образом сайт связывания комплекса LUBAC (linear ubiquitin chain assembly complex), который далее модифицирует белок RIPK1 новой убиквитиновой цепью. С ней взаимодействует адаптерный белок TAB2 (TAK1-binding protein 2), с которым связывается TAK1 (MAP3K7). К убиквитиновой цепи также рекрутируется комплекс IKK (inhibitor of kappa B kinases). TAK1 фосфорилирует субъединицу IKK2 в составе комплекса IKK, что запускает классический NFκB-путь: IKK фосфорилирует IκBα, от которого диссоциирует димерный комплекс NFκB, при этом белок IκBα подвергается протеасомной деградации. NFκB транслоцируется в ядро и запускает транскрипцию ряда генов. Белки, экспрессия которых запускается по такому пути, образуются в функционально релевантных количествах менее чем через час. Сигнальный комплекс TNFR1 также может вызывать  активацию MAPK-пути. В некоторых случаях запуск сигнала через TNFR1 ведёт к инициации апоптоза или некроптоза. В случае с TNFR2 олигомеризованный рецептор напрямую рекрутирует TRAF2 и связанные с ним TRAF1 и cIAPs. Хотя нет доказательств роли TRADD и RIPK1 в проведении сигнала через TNFR2, известно, что комплексы LUBAK и IKK также рекрутируюся, что запускает классическое NFκB опосредованное проведение сигнала. Кроме того, сигнал через TNFR2 способен запускать альтернативный NFκB-путь благодаря способности уменьшать пул цитозольных TRAF2-содержащих комплексов. Активация TNFR2 так же  запускает BMX- и PI3K/Akt-пути (Wajant, Pfizenmaier, Scheurich, 2003; Wajant, Siegmund, 2019; Hayden, Ghosh, 2014; Horiuchi et al., 2010).

 

TNFα – провоспалительный цитокин, один из белков острой фазы воспаления. Стимулирует дифференцировку моноцитов/макрофагов, усиливает пролиферацию активированных B-клеток и фибробластов, стимулирует выработку IL-6, IFNγ и других цитокинов. Запуская сфингомиелиназный сигнальный путь, стимулирует продукцию эйкозаноидов, а также церамидов, участвующих в реорганизации цитоскелета и миграции лейкоцитов. Принимает участие в созревании миелоидных клеток и дендритных клеток. TNFα участвует в патогенезе семейного периодического синдрома, ассоциированного с мутацией в гене рецептора TNFR1 (TRAPS); псориаза; воспалительных заболеваний кишечника; нейропатологий, включая нейродегенеративные заболевания и ряда других аутовоспалительных и аутоиммунных заболеваний. Клинические испытания TNFα как противоракового препарата не показали эффективности. Перспективны исследования, направленные на ингибирование специфической биологической активности TNFα, что ведёт к снижению уровня системного и локального воспаления (Sedger, McDermott, 2014; Clark, Alleva, Vissel, 2010; McCoy, Tansey, 2008; Victor, Gottlieb, 2002; Brynskov, Foegh, Pedersen, 2002).   В отдельных случаях рекомбинантный TNFα используется при хирургическом удалении опухолей и в паллиативной помощи.

 

Использованная литература

Brynskov J., Foegh P., Pedersen G. // Gut (2002), 51: 37

Clark I.A., Alleva L.M., Vissel B. // Pharmacol Ther (2010), 128(3): 519

Eck M.J., Sprang S.R. // J Biol Chem (1989), 264(29): 17595 (https://www.rcsb.org/structure/1tnf) 

Hayden M.S., Ghosh S. // Semin Immunol (2014), 26(3): 253

Horiuchi T. // Rheumatology (Oxford) (2010), 49(7): 1215

McCoy M.K., Tansey M.G. // J Neuroinflammation (2008), 5: 45

Sedger L.M., McDermott M.F. // Cytokine Growth Factor (2014), 25(4): 453 

Victor F.C., Gottlieb A.B. // J Drugs Dermatol (2002), 1(3): 264

Wajant H., Pfizenmaier K., Scheurich P. // Cell Death Differ (2003), 10(1): 45

Wajant H., Siegmund D. // Front Cell Dev Biol (2019), 7: 91