Cytokiny hematopoetyczne

Cytokiny hematopoetyczne to duża rodzina zewnątrzkomórkowych ligandów, które stymulują komórki krwiotwórcze do różnicowania się w osiem głównych typów komórek krwi. Liczne cytokiny są zaangażowane w regulację hematopoezy w ramach złożonej sieci pozytywnych i negatywnych regulatorów. Niektóre cytokiny mają bardzo wąską specyficzność liniową swoich działań, podczas gdy wiele innych ma raczej szerokie i nakładające się zakresy specyficzności.¹

Wymienione w tej sekcji są cytokiny, których dominującym działaniem wydaje się być stymulacja lub regulacja komórek krwiotwórczych. Obejmuje to GM-CSF, G-CSF, M-CSF, interleukiny, EPO i TPO.Istnieje wiele innych cytokin, które wywierają głęboki wpływ na tworzenie i dojrzewanie komórek krwiotwórczych, w tym czynnik komórek macierzystych (SCF), ligand flt-3/flk-2 (FL) i czynnik hamujący białaczkę (LIF). Inne cytokiny lub ligandy, takie jak jagged-1, transformujący czynnik wzrostu beta (TGF-β) i czynnik martwicy nowotworów α (TNF-α) również odgrywają znaczącą rolę w modulowaniu hematopoezy.

Tabela 1 Regulacja hematopoezy przez cytokiny

Cytokina	Funkcja w hematopoezie
Erytropoetyna (EPO)	Produkcja czerwonych krwinek
Flt-3	Stymulacja komórek macierzystych i rozwijających się komórek dendrytycznych
Czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów (GM-CSF)	Stymulacja zróżnicowanego zestawu kolonii granulocytów i makrofagów
Czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów (G-CSF)	Stymulacja kolonii granulocytówstymulacja kolonii granulocytów
Interleukina-2 (IL-2)	proliferacja komórek T
Interleukina-3 (IL-3)	Tworzenie kolonii granulocytów, makrofagów, eozynofilów, megakariocytów i erytroidów
Interleukina-5 (IL-5)	Różnicowanie komórek B i regulacja eozynofilów
Interleukina-6 (IL-6)	Różnicowanie komórek B
Interleukina-7 (IL-7)	Indukcja limfocytów T	Indukcja limfocytów T
Interleukina-11 (IL-11)	Stymulacja megakariocytów i linii komórek plazmocytoma
Czynnik hamujący białaczkę (LIF)	Różnicowanie i tłumienie klonogenności komórek białaczkowych
Czynnik stymulujący tworzenie kolonii makrofagów (M-CSF)	Stymulacja kolonii makrofagów
.Czynnik komórek macierzystych (SCF)	Proliferacja komórek tucznych i komórek macierzystych
Trombopoetyna (TPO)	Regulacja produkcji płytek krwi; stymulacja megakariocytów IL-3 i SCF

Zaproponowano dwa modele definiujące rolę czynników wzrostu w różnicowaniu hematopoetycznym.

• Model indukcyjny przypisuje cytokinom bezpośrednią rolę w różnicowaniu komórek; los komórek jest zdeterminowany głównie przez rodzaj czynnika wzrostu działającego na komórkę²
• Model tochastyczny sugeruje z góry określony program różnicowania komórek; czynniki wzrostu są wymagane szczególnie do przeżycia i proliferacji zaangażowanych komórek progenitorowych³

Oba modele opierają się na dowodach, że czynniki wzrostu kontrolują przeżycie i proliferację linii krwiotwórczych, a także przekazują prawdziwy sygnał determinujący linię w hematopoezie.¹ Przyszłe badania koncentrujące się na wyjaśnieniu unikalnej roli czynników wzrostu w konkretnej sytuacji i/lub mikrośrodowisku w różnych sytuacjach chorobowych mogą okazać się kluczowe z klinicznego punktu widzenia.

Rysunek 1. Cytokiny hematopoetyczne stymulują komórki krwiotwórcze do różnicowania się w podstawowe typy komórek krwi.

Zaadaptowano z Hematopoietic Cytokines autorstwa Jennifer Fries, BioFiles 2009, 4.5, 8.

.

Referencje

1. Metcalf D. 2008. Hematopoietic cytokines. 111(2):485-491. https://doi.org/10.1182/blood-2007-03-079681

2. Borzillo GV, Ashmun RA, Sherr CJ. 1990. Macrophage lineage switching of murine early pre-B lymphoid cells expressing transduced fms genes.. Mol. Cell. Biol.. 10(6):2703-2714. https://doi.org/10.1128/mcb.10.6.2703

3. Till JE, McCulloch EA, Siminovitch L. 1964. A STOCHASTIC MODEL OF STEM CELL PROLIFERATION, BASED ON THE GROWTH OF SPLEEN COLONY-FORMING CELLS. Proceedings of the National Academy of Sciences. 51(1):29-36. https://doi.org/10.1073/pnas.51.1.29