基于TR-FRET技术的IL-17A/IL-17RA信号通路结构与功能研究

一、IL-17细胞因子家族的分子特征1993年研究者首次从活化的小鼠T淋巴细胞cDNA文库中克隆出细胞毒T淋巴细胞相关抗原8后来被称为IL-17A。IL-17A基因与当时已知的其他细胞因子家族没有同源性但与嗜T细胞疱疹病毒基因13有57%的同源性。通过同源基因筛选发现了IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E和IL-17F与IL-17A共同组成IL-17细胞因子家族。人和小鼠的IL-17家族成员具有63%至88%的同源性。除IL-17D外其他成员可通过二硫键形成同源二聚体其中IL-17A和IL-17F具有50%同源性可形成异二聚体。TR-FRET IL-17A/IL-17RA试剂盒可用于定量检测IL-17A与受体的结合活性为研究该信号通路提供技术工具。二、IL-17受体家族的组成与信号转导机制1995年IL-17A受体蛋白被发现命名为IL-17RA。2003年通过基因序列相似性检索找到了其他四个同源受体与IL-17RA共同组成IL-17受体家族。该家族成员均为单次跨膜蛋白含有胞外纤连蛋白Ⅲ样结构域以及胞内SEF/IL-17R结构域。SEFIR结构域对于信号转导非常重要其需要募集Act-1蛋白Act-1蛋白也包含一段SEFIR序列通过同型SEFIR序列的结合Act-1蛋白被IL-17R募集进而介导下游级联信号。IL-17RA和IL-17RC具有SEFIR结构域可以招募受体近端接头分子Act1激活TRAF6-TAK1-NF-κB、TRAF6-MAPK-AP1、TRAF6-C/EBP等途径调控基因转录。TR-FRET技术可应用于研究IL-17A与IL-17RA结合后的构象变化以及不同突变对信号通路激活的影响。三、IL-17A/IL-17F在自身免疫病中的作用IL-17家族中研究最多的是IL-17A和IL-17F由Th17、CD8阳性T细胞、γδT细胞、NKT细胞、NK细胞和ILC3等细胞产生。在银屑病中Th17产生的IL-17A刺激角质形成细胞产生促炎细胞因子、抗菌肽和趋化因子引起皮肤免疫功能异常与角质形成细胞过度分裂增殖。银屑病病变组织中IL-17A表达水平比正常人高约90倍。在多发性硬化中IL-17的mRNA在患者血液和脑脊液中表达增加Th17细胞通过血脑屏障在病变区域积聚产生GM-CSF等炎性细胞因子导致中枢神经系统髓磷脂损伤。TR-FRET IL-17A/IL-17RA试剂盒可用于筛选能够阻断IL-17A与受体结合的抗体分子评估其结合亲和力和特异性。四、IL-17A/IL-17F在炎症性肠病中的双重作用IL-17A的表达在活动性溃疡性结肠炎或克罗恩病患者的血清和发炎粘膜中显著增加。使用抗IL-17F抗体能缓解小鼠肠炎但抗IL-17A抗体则不能。IL-17A在炎症性肠病中可能发挥不同甚至相反的作用一方面可以直接抑制Th1细胞发育抑制炎症另一方面可能通过诱导肠上皮细胞发生上皮-间质转化促进肠道炎症和纤维化。IL-17A和IL-17F在炎症性肠病中的作用是双刃剑既保护肠道免受感染和损伤也可能促进病理进程。TR-FRET技术可应用于定量检测不同阻断策略对IL-17A与受体结合的影响为理解其双重作用机制提供分子水平依据。五、IL-17家族其他成员的生物学功能IL-17E由Th2细胞、肥大细胞和嗜酸性粒细胞等产生受体是IL-17RA和IL-17RB的异二聚体在调节Ⅱ型免疫反应中发挥重要作用与过敏性肺炎、哮喘、寄生虫感染等疾病相关。IL-17B通过与IL-17RB受体结合在许多恶性疾病中具有重要作用可通过激活NF-κB和AP-1诱导IL-8表达促进血管生成。IL-17C主要来源于上皮细胞在银屑病患者皮肤中蛋白质水平比IL-17A高约100倍。IL-17D受体CD93于2021年被发现IL-17D通过与其受体CD93的结合调节肠道内ILC3的功能维持肠道内稳态。不同家族成员通过各自独特的受体组合和信号转导途径在免疫调节中发挥多样化功能。六、IL-17信号通路的临床研究进展针对IL-17及其受体的单克隆抗体药物已在临床研究中取得进展。靶向IL-17A的单抗用于治疗中重度斑块型银屑病和银屑病关节炎同时靶向IL-17A和IL-17F的双特异性单抗也应用于临床。靶向IL-17RA的单抗同样用于治疗中重度斑块型银屑病。IL-17C抗体在特应性皮炎患者的临床试验中显示出症状改善效果。IL-25抗体作为全球首个针对IL-25的抗体药物处于早期临床研究阶段用于治疗炎症和过敏性疾病。TR-FRET IL-17A/IL-17RA试剂盒在这些抗体药物的筛选和表征中具有重要应用价值可提供高通量、高灵敏度的结合活性检测。