Interleukin-11 in Pathology of the Nervous System

M. I. Airapetov; Айрапетов М. И.; S. O. Eresko; Ереско С. О.; P. D. Ignatova; Игнатова П. Д.; A. A. Lebedev; Лебедев А. А.; E. R. Bychkov; Бычков Е. Р.; P. D. Shabanov; Шабанов П. Д.

doi:10.31857/S0026898423010020

Интерлейкин-11 при патологиях нервной системы

Авторы: Айрапетов М.И.¹^,2, Ереско С.О.²^,3, Игнатова П.Д.², Лебедев А.А.², Бычков Е.Р.², Шабанов П.Д.²^,4
Учреждения:
1. Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
2. Институт экспериментальной медицины,
3. Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет
4. Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова Министерства обороны Российской Федерации
Выпуск: Том 57, № 1 (2023)
Страницы: 3-9
Раздел: ОБЗОРЫ
URL: https://journal-vniispk.ru/0026-8984/article/view/138587
DOI: https://doi.org/10.31857/S0026898423010020
EDN: https://elibrary.ru/AYDLGW
ID: 138587

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Изучение роли цитокинов при различных патологических состояниях организма – одно из актуальных направлений современной биомедицины. В 1990 году в фиброцитоподобных стромальных клетках костного мозга обнаружили интерлейкин-11 (IL-11), повышенный интерес к которому наблюдается в последнее время. IL-11 локально экспрессируется нервными клетками и участвует в патогенетических механизмах формирования ряда заболеваний нервной системы. В представленном обзоре обобщены данные, указывающие на участие IL-11 в развитии патологий головного мозга. Вероятно, этот цитокин сможет найти применение в коррекции механизмов, связанных с формированием патологических состояний нервной системы.

Ключевые слова

интерлейкин-11, IL-11, семейство IL-6, gp130, головной мозг, нейровоспаление, нейродегенерация

Список литературы

Paul S.R., Bennett F., Calvetti J.A., Kelleher K., Wood C.R., O’Hara R.M., Jr., Leary A.C., Sibley B., Clark S.C., Williams D.A., Yang Y.C. (1990) Molecular cloning of a cDNA encoding interleukin 11, a stromal cell derived lymphopoietic and hematopoietic cytokine. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 87, 7512–7516.
Heese K., Nagai Y., Sawada T. (2000) Induction of rat L-phosphoserine phosphatase by amyloid-beta (1-42) is inhibited by interleukin-11. Neurosci. Lett. 288(1), 37–40.
Гук К.Д., Купраш Д.В. (2011) Интерлейкин-11, член семейства IL-6-подобных цитокинов. Молекуляр. биология. 45(1), 44–55.
Wilde M.I., Faulds D. (1998) Oprelvekin: a review of its pharmacology and therapeutic potential in chemotherapy-induced thrombocytopenia. BioDrugs. 10(2), 159–171.
Einarsson O., Geba G.P., Zhu Z., Landry M., Elias J.A. (1996) Interleukin-11: stimulation in vivo and in vitro by respiratory viruses and induction of airways hyperresponsiveness. J. Clin. Investig. 97(4), 915–924.
Tang W., Geba G.P., Zheng T., Ray P., Homer R.J., Kuhn C. (1996) Targeted expression of IL-11 in the murine airway causes lymphocytic inflammation, bronchial remodeling, and airways obstruction. J. Clin. Investig. 98(12), 2845–2853.
Keller D.C., Du X.X., Srour E.F., Hoffman R., Williams D.A. (1993) Interleukin-11 inhibits adipogenesis and stimulates myelopoiesis in human long-term marrow cultures. Blood. 82(5), 1428–1435.
Mehler M.F., Rozental R., Dougherty M., Spray D.C., Kessler J.A. (1993) Cytokine regulation of neuronal differentiation of hippocampal progenitor cells. Nature. 362(6415), 62–65.
Leng S.X., Elias J.A. (1997) Interleukin-11. Int. J. Biochem. Cell. Biol. 29, 1059–1062.
Gurfein B.T., Zhang Y., López C.B. (2009) IL-11 regulates autoimmune demyelination. J. Immunol. 183(7), 4229–4240.
Maheshwari A., Janssens K., Bogie J., Van Den Haute C., Struys T., Lambrichts I., Baekelandt V., Stinissen P., Hendriks J.J., Slaets H., Hellings N. (2013) Local overexpression of interleukin-11 in the central nervous system limits demyelination and enhances remyelination. Mediators Inflamm. 2013, 685317.
Zhang B., Zhang H.-X., Shi S.-T., Bai Y.-L., Zhe X., Zhang S.-J., Li Y.-J. (2019) Interleukin-11 treatment protected against cerebral ischemia/reperfusion injury. Biomed. Pharmacother. 115, 108816.
Горшкова Е.А., Недоспасов С.А., Шилов Е.С. (2016) Эволюционная пластичность цитокинов семейства IL-6. Молекуляр. биология. 50(6), 1039–1048.
McKinley D., Wu Q., Yang-Feng T., Yang Y.C. (1992) Genomic sequence and chromosomal location of human interleukin-11 gene (IL11). Genomics. 13(3), 814–819.
Yang Y.C., Yin T. (1992) Interleukin-11 and its receptor. Biofactors. 4(1), 15–21.
Stephen F.A., Thomas L.M., Alejandro A.S., Jinghui Z., Zheng Z., Webb M., David J.L. (1997) Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs, Nucl. Acids Res. 25, 3389–3402.
Barton V., Hall M., Hudson K.R., Heath J.K. (2000) Interleukin-11 signals through the formation of a hexameric receptor complex. J. Biol. Chem. 275(46), 36197–36203.
Knut & Alice Wallenberg Foundation. IL-11. The Human Protein Atlas.
Watanabe D., Yoshimura R., Khalil M., Yoshida K., Kishimoto T., Taga T., Kiyama H. (1996) Characteristic localization of gp130 (the signal-transducing receptor component used in common for IL-6/IL-11/CNTF/LIF/OSM) in the rat brain. Eur. J. Neurosci. 8(8), 1630–1640.
Zhang Y., Chen K., Sloan S.A., Bennett M.L., Scholze A.R., O’Keeffe S., Phatnani H.P., Guarnieri P., Caneda C., Ruderisch N., Deng S., Liddelow S.A., Zhang C., Daneman R., Maniatis T., Barres B.A., Wu J.Q. (2014) An RNA-sequencing transcriptome and splicing database of glia, neurons, and vascular cells of the cerebral cortex. J. Neurosci. 34(36), 11929–11947.
Zhang Y., Sloan S.A., Clarke L.E., Caneda C., Plaza C.A., Blumenthal P.D., Vogel H., Steinberg G.K., Edwards M.S., Li G., Duncan J.A., Cheshier S.H., Shuer L.M., Chang E.F., Grant G.A., Gephart M.G., Barres B.A. (2016) Purification and characterization of progenitor and mature human astrocytes reveals transcriptional and functional differences with mouse. Neuron. 89(1), 37–53.
Barton V., Hudson K.R., Heath J.K. (1999) Identification of three distinct receptor binding sites of murine interleukin-11. J. Biol. Chem. 274(9), 5755–5761.
Tacken I., Dahmen H., Boisteau O., Minvielle S., Jacques Y., Grötzinger J. (1999) Definition of receptor binding sites on human interleukin-11 by molecular modeling-guided mutagenesis. Eur. J. Biochem. 265(2), 645–655.
Metcalfe R.D., Aizel K., Zlatic C.O., Nguyen P.M., Morton C.J., Lio. (2020) The structure of the extracellular domains of human interleukin 11 α-receptor reveals mechanisms of cytokine engagement. J. Biol. Chem. 295(24), 8285–8301.
Lokau J., Agthe M., Flynn C.M., Garbers C. (2017) Proteolytic control of interleukin-11 and interleukin-6 biology. Biochim. Biophys. Acta Mol. Cell. Res. 1864(11 Pt B), 2105–2117.
Montero A.J., Estrov Z., Freireich E.J., Khouri I.F., Koller C.A., Kurzrock R. (2006) Phase II study of low dose interleukin 11 in patients with myelodysplastic syndrome. Leuk. Lymphoma. 47, 2049–2054.
Hatae M., Ariyoshi Y., Fukuoka M., Furuse K., Noda K., Hirabayashi K., Yakushiji M., Ogawa M., Takaku F. (2005) An early phase II clinical study of YM 294 (rhlL 11) in patients with solid tumors and malignant lymphoma. Gan To Kagaku Ryoho. 32, 489–496.
Hatae M., Noda K., Yamamoto K., Ozaki M., Hiraba yashi K., Nishida T., Ohashi Y., Ogawa M., Takaku F. (2005) A clinical study of YM 294 (rhlL 11) in patients with gynecologic cancer. Gan To Kagaku Ryoho. 32, 479–487.
Zhang Y., Taveggia C., Melendez-Vasquez C., Einheber S., Raine C.S., Salzer J.L., Brosnan C.F., John G.R. (2006) Interleukin-11 potentiates oligodendrocyte survival and maturation, and myelin formation. J. Neurosci. 26(47), 12174–12185.
Zhang X., Tao Y., Chopra M., Dujmovic-Basuroski I., Jin J., Tang Y., Drulovic J., Markovic-Plese S. (2015) IL-11 induces Th17 cell responses in patients with early relapsing-remitting multiple sclerosis. J. Immunol. 194(11), 5139–5149.
Trepicchio W.L., Wang L., Bozza M., Dorner A.J. (1997) IL-11 regulates macrophage effector function through the inhibition of nuclear factor-κB. J. Immunol. 159(11), 5661–5670.
Leng S.X., Elias J.A. (1997) Interleukin-11 inhibits macrophage interleukin-12 production. J. Immunol. 159(5), 2161–2168.
Sreenivasan L., Li L.V., Leclair P., Lim C.J. (2022) Targeting the gp130/STAT3 axis attenuates tumor microenvironment mediated chemoresistance in group 3 medulloblastoma cells. Cells. 11, 381.
Airapetov M., Eresko S., Lebedev A., Bychkov E., Shabanov P. (2021) The role of Toll-like receptors in neurobiology of alcoholism. BioSci. Trends. 15(2), 74–82.
Peterson P.K., Toborek M. (2014) Neuroinflammation Neurodegeneration. New York: Springer.