IL-17F(白細(xì)胞介素-17F)是IL-17細(xì)胞因子家族的六個成員(IL-17A至F)之一,與IL-17A具有的氨基酸序列同源性(約50%)。作為一種主要由活化的T輔助17(Th17)細(xì)胞、γδ T細(xì)胞和固有淋巴細(xì)胞3型(ILC3s)分泌的促炎細(xì)胞因子,IL-17F在宿主防御、黏膜免疫及多種炎癥性和自身免疫性疾病的發(fā)病機(jī)制中扮演關(guān)鍵角色。本文旨在為生物醫(yī)學(xué)研究人員系統(tǒng)闡述IL-17F的分子特性、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制、病理生理學(xué)功能及其作為治療靶點的進(jìn)展。
一、 分子結(jié)構(gòu)與表達(dá)調(diào)控
IL-17F以同源二聚體(IL-17F/IL-17F)或與IL-17A形成異源二聚體(IL-17A/IL-17F)的形式發(fā)揮生物學(xué)功能。
基因與蛋白結(jié)構(gòu):
人類IL17F基因位于染色體6p12.2。成熟的IL-17F蛋白是一種約35 kDa的糖蛋白,其單體通過保守的半胱氨酸殘基形成的分子間二硫鍵相連。與IL-17A相比,其信號肽序列和N-糖基化位點存在差異。
表達(dá)與分泌: IL-17F主要由活化后的CD4? Th17細(xì)胞產(chǎn)生,其表達(dá)受關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子RORγt的嚴(yán)格調(diào)控。此外,其他免疫細(xì)胞如肥大細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和上皮細(xì)胞在特定刺激下也可誘導(dǎo)性表達(dá)。
異源二聚體:
IL-17A/IL-17F異源二聚體的產(chǎn)生、分泌及其生物學(xué)活性強度通常介于兩個同源二聚體之間,在體內(nèi)炎癥反應(yīng)中可能具有獨特的調(diào)節(jié)功能。
二、 受體復(fù)合物與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路
IL-17F的信號傳遞依賴于其與細(xì)胞表面特異性受體復(fù)合物的結(jié)合。
受體識別: IL-17F主要通過與IL-17受體A(IL-17RA) 和IL-17受體C(IL-17RC)組成的異源二聚體受體復(fù)合物結(jié)合。IL-17F與受體的親和力通常低于IL-17A,這可能是其體外促炎活性相對較弱的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之一。
下游信號傳導(dǎo):
配體-受體結(jié)合后,通過受體胞內(nèi)段的SEFIR結(jié)構(gòu)域募集適配蛋白Act1。Act1的募集激活以下主要通路:
NF-κB通路: 通過TRAF6依賴的機(jī)制激活,驅(qū)動多種炎癥因子基因的轉(zhuǎn)錄。
MAPK通路: 激活JNK、p38和ERK,參與細(xì)胞應(yīng)激、增殖和分化調(diào)控。
C/EBP通路: 也參與誘導(dǎo)特定靶基因的表達(dá)。
靶基因與效應(yīng):
這些信號通路最終協(xié)同誘導(dǎo)上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等產(chǎn)生一系列效應(yīng)分子,包括:
趨化因子: CXCL1, CXCL5, CXCL8 (IL-8),用于募集中性粒細(xì)胞。
細(xì)胞因子: GM-CSF, G-CSF。
抗菌肽: β-防御素2, S100蛋白。
基質(zhì)重塑酶: MMP3, MMP9。
三、 生物學(xué)功能與病理生理學(xué)作用
IL-17F的功能具有組織特異性,在黏膜屏障防御和慢性炎癥中至關(guān)重要。
宿主防御:
在黏膜表面(如皮膚、肺、腸道),IL-17F通過誘導(dǎo)上皮細(xì)胞產(chǎn)生抗菌肽和趨化因子,增強對胞外細(xì)菌(如金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌)和真菌(如白色念珠菌)的早期免疫防御。
炎癥性疾病中的核心角色:
銀屑病:
IL-17F與IL-17A協(xié)同作用,驅(qū)動角質(zhì)形成細(xì)胞過度增殖,并促進(jìn)產(chǎn)生IL-1β、TNF-α等炎癥因子,是斑塊狀銀屑病病理的核心驅(qū)動因子。
哮喘:
在嗜中性粒細(xì)胞型哮喘中,IL-17F促進(jìn)氣道高反應(yīng)性、黏液過度分泌和中性粒細(xì)胞性炎癥。
炎癥性腸?。↖BD):
IL-17F在克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎的腸道炎癥中表達(dá)上調(diào),但其作用可能具有疾病階段和微環(huán)境依賴性,部分研究提示其兼具促炎和保護(hù)性功能。
自身免疫性疾?。?br style="box-sizing: border-box;"/>在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化等疾病中,IL-17F與IL-17A共同參與組織炎癥和損傷。
四、 作為治療靶點的研發(fā)策略與現(xiàn)狀
鑒于IL-17通路在多種疾病中的核心地位,針對IL-17F及其通路的靶向治療已成為研發(fā)熱點。
特異性中和抗體:
開發(fā)選擇性中和IL-17F的單克隆抗體是當(dāng)前的主要策略之一。這類藥物旨在更精準(zhǔn)地抑制IL-17F的功能,同時可能保留部分IL-17A介導(dǎo)的宿主防御功能,以期在療效和安全性間取得更好平衡。相關(guān)藥物已進(jìn)入治療銀屑病、哮喘的臨床試驗階段。
IL-17受體阻斷劑:
靶向IL-17RA的單抗(如布達(dá)奇單抗)可同時阻斷IL-17A、IL-17F等多種配體的信號,已獲批用于治療中重度斑塊狀銀屑病和銀屑病關(guān)節(jié)炎,證實了該通路作為靶點的有效性。
小分子抑制劑:
針對下游信號分子(如Act1、RORγt)的小分子抑制劑也在開發(fā)中。RORγt反向激動劑可通過抑制Th17細(xì)胞分化,從源頭上減少IL-17A和IL-17F的產(chǎn)生。
五、 研究挑戰(zhàn)與未來方向
當(dāng)前研究面臨的主要挑戰(zhàn)包括:
功能冗余與特異性:
如何精確區(qū)分IL-17F與IL-17A在特定疾病中的貢獻(xiàn),以開發(fā)更具針對性的療法。
疾病特異性作用:
IL-17F在不同疾病甚至同一疾病不同階段可能發(fā)揮相悖的作用,需更深入理解其背景依賴性功能。
生物標(biāo)志物:
尋找能夠預(yù)測抗IL-17F治療響應(yīng)的生物標(biāo)志物,以實現(xiàn)個體化治療。
未來研究將聚焦于解析IL-17F在特定組織微環(huán)境中的精確作用機(jī)制、探索其與其他細(xì)胞因子(如TNF-α, IL-23)的協(xié)同網(wǎng)絡(luò),以及開發(fā)更有效的聯(lián)合治療方案。
總結(jié)而言
IL-17F是IL-17細(xì)胞因子家族中的成員,在黏膜免疫和慢性炎癥性疾病中具有獨立且重要的功能。隨著對其生物學(xué)特性認(rèn)識的加深,IL-17F正從一個重要的炎癥介質(zhì),轉(zhuǎn)化為潛力的精準(zhǔn)治療靶點。針對它的藥物研發(fā)有望為對現(xiàn)有抗IL-17A/IL-17RA療法反應(yīng)不足或不耐受的患者提供新的治療選擇。