Институт Физико-Химической Биологии им. Белозерского, МГУ
Лекция 2
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Цитокины семейства Фактора Некроза Опухолей презентация
Содержание
- 1. Цитокины семейства Фактора Некроза Опухолей
- 2. …Фактор некроза опухолей представляется мне «водородом» всех цитокинов на Земле....(Д.И. Менделеев, из письма Л. Олду)
- 3. Фактор некроза опухолей (ФНО, TNFα) Многофункциональный
- 4. Bharat Aggarwal George Kollias David Goeddel Bruce Beutler Доска Почета по отделу ФНО Lloyd Old
- 5. Благодарность за помощь в подготовке лекций
- 6. Mitogenesis, collagenase, cytokines Inhibition of
- 7. Ligands and Receptors of the LT-TNF
- 8. Fos Jun AP1 p50 p65 IkBα
- 9. deleterious beneficial Lymphoid microarchitecture
- 10. deleterious beneficial Lymphoid microarchitecture
- 11. Баланс «полезных» и «вредных» свойств ФНО
- 12. Генетический нокаут: изучение физиологических последствий инактивации одного
- 13. Стадии генетического нокаута
- 14. Технология генетического нокаута с использованием Cre/loxP или
- 15. Мишень для генетических манипуляций: локус ФНО-ЛТ мыши
- 16. Панель мышей с кондиционной инактивацией гена ФНО
- 17. Эффективность и специфичность делеции гена ФНО в
- 18. Макрофаги и нейтрофилы являются главным источником «системного»
- 19. 0 1 2 3 5 TNF, ng/ml
- 20. ФНО, продуцируемый как макрофагами, так и
- 21. Pathology score ALT activity, U/ml T-TNF KO
- 22. ФНО, производимый как макрофагами, так и
- 23. TNF KO WT CD11b iNOS bacilli TNF
- 24. T cell TNF TNF
- 25. Кооперация ФНО, продуцируемого В и Т лимфоцитами,
- 26. Soluble TNF from B cells, but not
- 27. 100 75 50 25 0 0 50
- 28. FDC precursor in spleen FDC precursor
- 29. Superantigen induced shock Autoimmune hepatitis MN-TNF
- 30. Рекомбинантный ФНО имеет ярко выраженный противоопухолевый
- 31. Является ли ФНО компонентом системы «иммунного
- 32. Мыши, «гуманизированные» по локусу ФНО/ЛТ, -
- 33. Production of human and mouse TNF by
- 34. Human TNF/LT transgene rectifies the response
- 35. Inducible TNF blockade, both genetic and pharmacologic,
…Фактор некроза опухолей представляется мне «водородом» всех цитокинов на Земле....(Д.И. Менделеев, из письма Л. Олду)
Слайд 1 Цитокины семейства
Фактора Некроза Опухолей
С.А. Недоспасов
Институт Молекулярной Биологии РАН им.
Энгельгардта,
Институт Физико-Химической Биологии им. Белозерского, МГУ
Институт Физико-Химической Биологии им. Белозерского, МГУ
Слайд 2…Фактор некроза опухолей представляется мне «водородом» всех цитокинов на Земле....(Д.И. Менделеев,
из письма Л. Олду)
Слайд 3Фактор некроза опухолей (ФНО, TNFα)
Многофункциональный цитокин (мономер-17кД).
Передает сигналы как
клеточной смерти, так и активации экспрессии генов.
Используется в некоторых протоколах противоопухолевой терапии.
Связан с развитием септического шока.
Играет важную роль в развитии иммунного ответа и воспаления, и в поддержании архитектуры вторичных лимфоидных органов
Связан с развитием аутоиммунных заболеваний.
Используется в некоторых протоколах противоопухолевой терапии.
Связан с развитием септического шока.
Играет важную роль в развитии иммунного ответа и воспаления, и в поддержании архитектуры вторичных лимфоидных органов
Связан с развитием аутоиммунных заболеваний.
Слайд 6
Mitogenesis,
collagenase, cytokines
Inhibition of
lipoprotein lipase,
insulin resistance
Altered function,
Apoptosis
Activation, apoptosis,
IFN-γ, IL-2,
other cytokines
Activation,
TNF,
IL-1,
IL-6,
iNOS
iNOS
STIMULUS
(Bacteria, Viruses,Cytokines)
Bone
resorption
Acute phase
proteins
Fever,
sleep
Antibodies
iNOS
Cytokines,
adhesion molecules,
coagulation factors,
Monocyte
Endothelium
B cell
T cell
Brain
TNF
Liver
Adipocyte
Fibroblast
Myocyte
Osteoclast
Monocyte/Macrophage
Слайд 7 Ligands and Receptors of the LT-TNF Subfamily
LTα3
LTβ2 LTα1
TNF3
TNFRII
TNFRI
LTβR
LIGHT
HVEM
T-cells
Immature DCs
T-cells
B-cells
NK cells
T-cells
B-cells
NK
cells?
Macrophages
Neutrophils
Dendritic cells
NK cells
Mast cells
T-cells
B cells
Enterocytes
Endothelial cells
Most cell types
Stromal cells
Macrophages
Mast cells
Dendritic cells
Immature DCs
T-cells
B cells
NK cells
Monocytes
Endothelial cells
Слайд 8
Fos
Jun
AP1
p50
p65
IkBα
IKKα
IKKβ
IKKγ
GENE ACTIVATION
MEKK3
NFκB
SODD
JNK
DD
DD
FADD
APOPTOSIS
DD
TNFR1
Pro-caspase-8
Pro-caspase-10
Effector
caspases
TNFR1
TRADD
TNF
c-FLIP
DD
DD
DD
DD
DD
RIP
DED
DED
TRAF2
TAK1
MAP3K
c-IAP1,2
MAPK
phosphatase
Cyt- c
caspase 3
ROS
Слайд 9deleterious
beneficial
Lymphoid
microarchitecture
Host defense
Systemic
toxicity
Autoimmunity
«Плохой» и «хороший» TNF in vivo.
Слайд 10deleterious
beneficial
Lymphoid
microarchitecture
Host defense
Systemic
toxicity
Autoimmunity
«Плохой» и «хороший» ФНО in vivo.
Как ФНО, продуцируемый индивидуальными
типами
клеток, вносит вклад в баланс между «плохим» и «хорошим»?
клеток, вносит вклад в баланс между «плохим» и «хорошим»?
Слайд 11
Баланс «полезных» и «вредных» свойств ФНО
Что произойдет при системном блокировании
ФНО
у больных (препараты Infliximab, Etanercept)?
- Инфекции (ТБ), лимфомы?
- Инфекции (ТБ), лимфомы?
Слайд 12Генетический нокаут: изучение физиологических последствий инактивации одного единственного гена.
Проблема
№1: из-за вырожденности функций близкородственных генов генетический нокаут может не «вскрыть» всех физиологических функций продукта гена.
Проблема №2: практически при любой технологии генетического нокаута нельзя полностью исключить нарушения регуляции соседних генов.
Проблема №3: точечная мутация может давать другой фенотип, чем нокаут. (Технология «нок-ин» позволяет воссоздать организм с выбранной точечной мутацией).
Проблема №2: практически при любой технологии генетического нокаута нельзя полностью исключить нарушения регуляции соседних генов.
Проблема №3: точечная мутация может давать другой фенотип, чем нокаут. (Технология «нок-ин» позволяет воссоздать организм с выбранной точечной мутацией).
Краткое введение в нокауты: «обратная» генетика
Слайд 14Технология генетического нокаута с использованием Cre/loxP или Flp/Frt систем
(precision targeting)
Adapted
from Nature Reviews | Genetics
Слайд 15Мишень для генетических манипуляций: локус ФНО-ЛТ мыши
LTβ
LTα
TNF
1 kb
Receptors:
TNFR1 Mouse chromosome 6
LTβR Mouse chromosome
6
TNFR2 Mouse chromosome 4
TNFR2 Mouse chromosome 4
Chromosome 17
MHC class III
MHC class I
Слайд 16Панель мышей с кондиционной инактивацией гена ФНО
Mice with
“floxed” TNF gene
loxP
X
Mice
with TNF gene deletion
in specific cell types
in specific cell types
X
=
“Deleter” mice with
restricted expression
of Cre recombinase
CD4-Cre
=
X
CD19-Cre
Mx-Cre
=
MLys-Cre
=
Macrophages, neutrophils
X
loxP
TNF
Inducibly, in all cells
Слайд 17Эффективность и специфичность делеции гена ФНО в М-ФНО мышах
0
200
400
600
800
TNF, pg/ml
WT
M-TNF
0
200
400
600
800
1000
1200
TNF, pg/ml
TNF
KO
WT
M-TNF
0
1
2
3
4
5
M-TNF
WT
TNF KO
TNF, ng/ml
клетки брюшной
полости
нейтрофилы
сыворотка
wt
M-ФНО
wt
TNFΔ
mTNF
wt
M-ФНО
GAPDH
селезенка
печень
Костный
мозг
wt
TNF Δ
тимус
PEC
M-ФНО
ФНО КОО
wt
ФНО
KO
M-ФНО
CD11b+
Gr1high
wt
TNFΔ
Слайд 18Макрофаги и нейтрофилы являются главным источником «системного» ФНО
Survival, %
0
20
40
60
80
100
0
5
20
Hours
40
WT, T-TNF, B-TNF
TNF
KO, M-TNF
0
1
2
3
4
5
M-TNF
T-TNF
B-TNF
WT
TNF KO
TNF, ng/ml
Уровень ФНО в сыворотке
ЛПС / D-Gal токсичность
Слайд 190
1
2
3
5
TNF, ng/ml
medium
LPS
HKLM
CpG
BLP
WT
MN-TNF KO
TNF KO
4
ФНО является геном-мишенью при активации многих TLR
рецепторов
Слайд 20
ФНО, продуцируемый как макрофагами, так и Т лимфоцитами, является медиатором токсичности
к продукту Грам-положительных бактерий, SEB
Слайд 21Pathology score
ALT activity, U/ml
T-TNF KO
B-TNF KO
TNF KO
MN-TNF KO
WT
WT
TNF KO
MN-TNF KO
T-TNF KO
B-TNF
KO
AST activity, U/ml
WT
TNF KO
MN-TNF KO
T-TNF KO
B-TNF KO
1
2
3
4
5
0
1000
2000
3000
4000
0
1000
2000
3000
4000
Как T-ФНО, так и MН-TNF, являются медиаторами
экспериментального аутоиммунного гепатита
Слайд 22ФНО, производимый как макрофагами, так и
T клетками, необходим для защиты
от инфекции внутриклеточными патогенами
B-TNF KO
M-TNF KO
T-TNF KO
TNF KO
WT
0
20
40
60
80
100
Выживаемость, %
2
4
6
8
Дни
0
10
2
4
6
8
10
M-TNF
TNF KO
WT
B-TNF
T-TNF
Log CFU
Листерия -модель
внутриклеточного патогена
Количество бактерий в печени
Слайд 23TNF KO
WT
CD11b
iNOS
bacilli
TNF induces granuloma formation and antibacterial mechanisms
Granuloma- macrophages + CD4
T cells
activation of macrophages
expression of iNOS
chemokines/more cells
2) Granuloma formation requires TNF
anti-TNF or TNF KO- no granuloma
BCG expressing TNF- restoration of granuloma
3) TNF is produced by macrophages and by T cells
4) Blockade of TNF leads to TB reactivation
activation of macrophages
expression of iNOS
chemokines/more cells
2) Granuloma formation requires TNF
anti-TNF or TNF KO- no granuloma
BCG expressing TNF- restoration of granuloma
3) TNF is produced by macrophages and by T cells
4) Blockade of TNF leads to TB reactivation
Слайд 24
T cell
TNF
TNF
Macrophage
SEB
?
IFNγ
ConA
TNF amplification in response to polyclonal T-cell activation
TNFR1
Слайд 25Кооперация ФНО, продуцируемого В и Т лимфоцитами, в развитии и поддержании
структуры лимфатических узлов
CR1
B220
CD3
wt
B-TNF
T,B-TNF
T-TNF
Слайд 26Soluble TNF from B cells, but not from T cells (?)
is critical for the maintenance of lymphoid organ structure
Слайд 27100
75
50
25
0
0
50
200
250
300
350
Days post i.p. inoculation 3logLD50
Percentage survival
B-TNF 9/11
TNF 2/7
wild type
5/5
Задержка терминальной фазы прионной болезни у B-TNF KO мышей
Слайд 28FDC precursor
in spleen
FDC precursor
in lymph node
FDC precursor
in Peyer’s patch
B cell
TNF
T
cell
TNF
TNFR1
Target genes
TNFR1
Target genes
B cell
TNF
TNFR1
Target genes
Роль ФНО, продуцирумого B и T лимфоцитами,
в развитии фолликулярных дендритных клеток
во вторичных лимфоидных органах
Слайд 29Superantigen induced
shock
Autoimmune hepatitis
MN-TNF
T-TNF
deleterious
beneficial
TNF
MN-TNF
T-TNF
deleterious
beneficial
TNF
Intracellular pathogen
beneficial
deleterious
MN-TNF
T-TNF
TNF
LPS induced
toxicity
deleterious
beneficial
TNF
Выводы: сложный баланс между защитными и разрушительными
функциями ФНО in vivo.
B-TNF
B-TNF
Lymphoid tissue maintenance, prion transmission
Слайд 30
Рекомбинантный ФНО имеет ярко выраженный противоопухолевый эффект (некроз опухолей) на модельных
опухолях мышей.
Опухоли, экспрессирующие ФНО, растут медленно или отторгаются.
Может ли ФНО быть компонентом системы «иммунологического надзора» над возникающими опухолевыми клетками?
Инактивация ФНО защищает мышей от химически –индуцированных опухолей кожи.
Опухоли, экспрессирующие ФНО, растут медленно или отторгаются.
Может ли ФНО быть компонентом системы «иммунологического надзора» над возникающими опухолевыми клетками?
Инактивация ФНО защищает мышей от химически –индуцированных опухолей кожи.
ФНО и рак
Слайд 31Является ли ФНО компонентом
системы «иммунного надзора»?
0%
50%
100%
0
10
20
30
40
Weeks
Survival
p53 KO
p53-TNF KO
100
80
60
40
20
0
Percent mice
tumor free
0
10
20
Weeks
129/Sv
x p53-/-
IFNγR-/-
x p53-/-
IFNγ/p53
TNF/p53
30
Слайд 32 Мыши, «гуманизированные» по локусу ФНО/ЛТ, -
модель для изучения последствий блокировки
ФНО
Cosmid 031A
LTβ
TNF
LTα
LST1
(humTNF/LT)Tg
(musTNF/LT)WT/Δ
(musTNF/LT)Δ/Δ
human TNF/LT
mouse TNF/LT
+
+
+
-
-
+
-
-
Assessment of immune and host defense responses
Pathological examination
Слайд 33Production of human and mouse TNF by different lines of Hu-TNF/LT
Tg KO mice in vivo
B
(A and B). TNF levels in sera after ip injection of 100 mcg LPS. (C). Mice survival after ip injection of 10 μg LPS+20mg D-GalN.
C
A
Слайд 34Human TNF/LT transgene rectifies the response
to a non-replicating TD antigen,
SRBC, and renders transgenic mice
completely protected against M. tuberculosis
completely protected against M. tuberculosis
Body weight
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
1010
CFU/lung
Слайд 35Inducible TNF blockade, both genetic and pharmacologic, protects mice from acute
LPS/D-Gal toxicity
0
20
40
60
80
100
i-TNF
WT
i-TNF + polyIC
WT + polyIC
WT+ Enbrel
WT + remicade
TNF KO
Remicade – mouse antibody to
human TNF (2 mg/mouse)
Enbrel - soluble human
TNFR2-Ig (1 mg/mouse)
i-TNF+polyIC – inducible deletion of
TNF gene using LoxP/Cre technology
0/5
survival, %
0/8
6/6
0/8
0/4
4/4
5/5
LPS / D-Gal toxicity
50 mcg LPS + 20 mg D-Gal/mouse
20 min later i.v. or i.p. injection of TNF blockers
