Interleukin-8

Interleukin-8

Interleukin-8

Bändermodell des CXCL8 als Dimer nach PDB 1il8
Vorhandene Strukturdaten: 1icw, 1ikl, 1ilp, 1ilq, 1qe6, 2il8, 3il8
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 72 AS; 8,4 kDa
Präkursor 99 AS
Bezeichner
Gen-Namen IL8; CXCL8; MDNCF; NAP-1; MONAP; GCP-1; Emoctakin
Externe IDs OMIM: 146930 UniProtP10145   MGI: -
Vorkommen
Homologie-Familie Small inducible cytokine
Übergeordnetes Taxon Wirbeltiere
Ausnahmen Maus

Interleukin-8 (kurz: IL-8) oder CXCL8 (für CXC-Motiv-Chemokin 8) ist ein körpereigener Botenstoff aus der Gruppe der CXC-Motiv-Chemokine. CXCL8 wird insbesondere von Endothelzellen, Monozyten, Epithelzellen und Fibroblasten produziert. Als Entzündungsmediator ist dieses Zytokin bei der chemotaktischen Rekrutierung von Leukozyten, insbesondere neutrophile Granulozyten in das entzündete Gewebe involviert. Darüber hinaus ist CXCL8 ein Angiogenesefaktor[1] und als solcher an der Bildung und Neubildung von Blutgefäßen beteiligt.

Es wurde 1987 von Marco Baggiolini und anderen an der Universität Bern entdeckt.

Biochemie

Genetik

Das Cxcl8-Gen des Menschen auf dem Chromosom 4 in der CXC-Chemokin-Clusterregion auf dem Genlocus q13-21 codiert ein aus 99 Aminosäuren bestehendes Präcursorprotein. Ebenso findet sich eine regulatorische Sequenz mit Bindungsstellen für die Transkriptionsfaktoren AP-1, NF-κB, C/EBP, die der Kontrolle der Genexpression dient[2]. Die Proteinbiosynthese von CXCL8 wird somit von Aktivatoren dieser Transkriptionsfaktoren, wie Interleukin 1, Interleukin 3, Interleukin 6, Tumornekrosefaktor-α, Interferon-γ, GM-CSF, Lipopolysaccharide, reaktive Sauerstoffspezies und andere zelluläre Stressfaktoren, induziert[3], während die anti-inflammatorischen Zytokine Interleukin 4 und Interleukin 10 seine Biosynthese hemmen[4].

Proteinstruktur

Aus dem aus 99 Aminosäuren bestehenden Präcursorprotein wird nach Abspaltung einer Signalsequenz eine aus 79 Aminosäuren bestehende Form von CXCL8 freigesetzt. Dieses Peptid unterliegt an seinem N-Terminus weiteren extrazellulären Modifikationen, sodass verschiedene funktionsfähige Isoformen mit 69 bis 79 Aminosäuren gebildet werden. Die dominierende, vom Immunzellen produzierte Variante besteht aus 72 Aminosäuren, während eine aus 77 Aminosäuren bestehende Variante vorwiegend von Nicht-Immunzellen produziert wird[5].

Wie fast alle Chemokine ist CXCL8 ein basisches Peptid. Es beinhaltet vier konservierte Cysteine die über je zwei Disulfidbrücken verbunden sind[5]. CXCL8 liegt in relevanter Menge als Dimer vor[6], wobei die monomere Form des Proteins für seinen biologische Wirkung ausreichend ist[7].

Signaltransduktion

CXCL8 vermittelt seine Effekte über eine Bindung an und Aktivierung der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren CXCR1 und CXCR2. Über eine Aktivierung von G-Proteinen lösen diese Rezeptoren eine Signaltransduktionskaskade aus, die eine Aktivierung von Adenylylcyclasen, MAP-Kinasen und einen intrazellulären Anstieg der Ca2+-Konzentration einschließen. Darüber hinaus bindet CXCL8 an den strukturverwandten DARC. Dessen Funktion ist jedoch weitgehend ungeklärt.

Funktion

Immunsystem

Ein wichtiger Angriffspunkt des Chemokins sind neutrophile Granulozyten. Die wesentlichen biologischen Wirkungen von IL-8 auf Granulozyten beinhalten die Förderung der Chemotaxis, die Stimulation der Expression von Adhäsionsmolekülen und die Aktivierung mit Freisetzung von Sauerstoffradikalen und Granula, die über die Chemokinrezeptoren CXCR1 und CXCR2 vermittelt werden. Dadurch wird erreicht, dass vor allem neutrophile Granulozyten am Infektionsherd anhand des IL-8 Gradienten ankommen.

Angiogenese

Der pro-angiogenetische Effekt von CXCL8 beruht der Wirkung auf Endothelzellen. Als chemotaktisches Zytokin fördert CXCL8 die Migration von Endothelzellen in die Extrazellularmatrix des Gewebes. Gleichzeitig wirkt CXCL8 anti-apoptotisch auf Endothelzellen und fördert deren Proliferation unter Bildung von Kapillarstrukturen. Dieser Mechanismus wird durch die CXCL8-induzierte Freisetzung von Extrazellularmatrix-zersetzenden Metalloproteasen aufrechterhalten[8]. Dieser Effekt spielt während der Menstruation und der Wundheilung eine wichtige Rolle. Auch für die Versorgung und damit das Wachstum von Tumoren ist der pro-angiogenetische Effekt von entscheidender Bedeutung.

Einzelnachweise

  1. Brat DJ, Bellail AC, Van Meir EG: The role of interleukin-8 and its receptors in gliomagenesis and tumoral angiogenesis. In: Neuro-oncology. 7, Nr. 2, April 2005, S. 122–33. doi:10.1215/S1152851704001061. PMID 15831231. Volltext bei PMC: 1871893.
  2. Hoffmann E, Dittrich-Breiholz O, Holtmann H, Kracht M: Multiple control of interleukin-8 gene expression. In: J. Leukoc. Biol.. 72, Nr. 5, November 2002, S. 847–55. PMID 12429706.
  3. Baggiolini M, Dewald B, Moser B: Interleukin-8 and related chemotactic cytokines--CXC and CC chemokines. In: Adv. Immunol.. 55, 1994, S. 97–179. PMID 8304236.
  4. Xie K: Interleukin-8 and human cancer biology. In: Cytokine Growth Factor Rev.. 12, Nr. 4, Dezember 2001, S. 375–91. PMID 11544106.
  5. 5,0 5,1 Baggiolini M, Clark-Lewis I: Interleukin-8, a chemotactic and inflammatory cytokine. In: FEBS Lett.. 307, Nr. 1, Juli 1992, S. 97–101. PMID 1639201.
  6. Baldwin ET, Weber IT, St Charles R, et al: Crystal structure of interleukin 8: symbiosis of NMR and crystallography. In: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 88, Nr. 2, Januar 1991, S. 502–6. PMID 1988949. Volltext bei PMC: 50839.
  7. Rajarathnam K, Sykes BD, Kay CM, et al: Neutrophil activation by monomeric interleukin-8. In: Science (journal). 264, Nr. 5155, April 1994, S. 90–2. PMID 8140420.
  8. Li A, Dubey S, Varney ML, Dave BJ, Singh RK: IL-8 directly enhanced endothelial cell survival, proliferation, and matrix metalloproteinases production and regulated angiogenesis. In: J. Immunol.. 170, Nr. 6, März 2003, S. 3369–76. PMID 12626597.

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die News der letzten 7 Tage

23.06.2021
Botanik | Physiologie | Biochemie
Wie kleine Moleküle Pflanzen bei ihrer Stressbewältigung helfen
Ein Team von Wissenschaftlerinnen hat in einer aktuellen Studie ein neuartiges regulatorisches kleines Molekül untersucht und beschrieben.
23.06.2021
Zytologie | Genetik | Biochemie
Flashmob im Zellkern
Der Zellkern ist weit mehr als eine Art Aufbewahrungs-Behälter für Chromosomen: In ihm sitzt auch die komplexe Maschinerie, die Abschriften der gerade benötigten Gene herstellt und in die Zelle entlässt.
23.06.2021
Anthropologie | Primatologie
Dem Affen in die Augen geschaut
Das Weiße in unserem Auge ist etwas Besonderes, denn die Lederhaut ist nicht pigmentiert, weshalb wir gut verfolgen können, wohin unser Gegenüber schaut.
23.06.2021
Physiologie | Ökologie | Biodiversität
Der Duft macht’s
Pflanzliche Inzucht mindert die Attraktivität für Bestäuber, das zeigt ein Forschungsteam am Beispiel der Weißen Lichtnelke.
23.06.2021
Anthropologie | Physiologie | Primatologie
Das Alter lässt sich nicht betrügen
Die Lebenserwartung in Primatenpopulationen wird durch die Überlebensrate der Jüngeren bestimmt.
23.06.2021
Botanik | Physiologie | Klimawandel
Warum Bäume nachts wachsen
Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, dass Bäume mehrheitlich tagsüber wachsen.
21.06.2021
Neurobiologie
Wählerische Nervenzellen
Der visuelle Thalamus ist klassischerweise dafür bekannt, die von der Netzhaut kommenden visuellen Reize an die Großhirnrinde weiterzuleiten.
21.06.2021
Botanik | Genetik | Klimawandel
Gene für Dürreresistenz in Buchen: Hitzesommer überleben oder austrocknen?
Forscherinnen identifizieren Gene für Dürreresistenz in Buchen, aber nicht jeder Baum hat das genetische Rüstzeug für einen Klimawandel.
21.06.2021
Anthropologie | Neurobiologie
Mimik-Erkennung: Warum das Gehirn dem Computer (noch) überlegen ist
Die Corona-Maskenpflicht macht uns derzeit bewusst: Mimik ist eines unserer wichtigsten Kommunikationssignale.
20.06.2021
Physiologie | Paläontologie
Kleiner Elefant hörte tiefe Töne
Der ausgestorbene Zwergelefant Palaeoloxodon tiliensis von der griechischen Insel Tilos besaß offenbar ein ähnliches Hörspektrum wie seine großen, heute lebenden Verwandten.
20.06.2021
Biodiversität | Insektenkunde
In Deutschland Gewinner und Verlierer: Libellen
In den letzten 35 Jahres hat sich die Verteilung der Libellenarten in Deutschland stark verändert.
18.06.2021
Ethologie | Insektenkunde
Die komplexe Organisation einer Ameisenkolonie
Eine vom Schweizerischen Nationalfonds unterstützte Studie über räuberische Ameisen erklärt, wie kleine Unterschiede zwischen Einzeltieren die kollektive Organisation der Kolonie verändern.
18.06.2021
Ethologie | Primatologie
Schimpansen-Waisen erholen sich vom Verlust der Mutter
Chronischer Stress könnte ein Grund dafür sein, warum manche Tierwaisen eine kürzere Lebenserwartung haben und weniger Nachkommen bekommen.
18.06.2021
Ökologie | Insektenkunde
Stickstoffüberschuss gefährdet Schmetterlinge
Stickstoff aus Landwirtschaft, Verkehrsabgasen und Industrie bringt Schmetterlinge in der Schweiz in Bedrängnis.
18.06.2021
Insektenkunde | Entwicklungsbiologie
Steinfliegen: Jugend beeinflusst Erwachsenenleben
Die Metamorphose führt bei Insekten meist zu völlig verschieden aussehenden Larven- und Erwachsenenstadien: Schmetterlinge unterscheiden sich etwa drastisch von ihren Jungstadien, den Raupen.
18.06.2021
Ökologie | Vogelkunde
Dramatische Veränderung der Brutvogelgemeinschaft
Im Bonner Stadtteil Dottendorf hat die Zahl der Brutvogelarten in den vergangenen 50 Jahren deutlich abgenommen.