IL-31 Signaling Pathways | 고마바이오텍

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IL-31 Signaling Pathways 

IL-31은 IL-6 cytokine family의 구성원입니다. 이 패밀리에는 IL-6, IL-11, IL-27 p28/IL-30, Leukemia inhibitory factor (LIF), Oncostatin M (OSM), Cardiotrophin-like cytokine (CLC), Ciliary neurotrophic factor (CNTF), Cardiotrophin-1 (CT-1), 그리고 Neuropoietin 등이 포함됩니다.

다른 IL-6 family cytokine들과 마찬가지로, IL-31은 up-up-down-down 토폴로지를 가진 anti-parallel four-helix bundle 구조를 형성합니다. 하지만 다른 구성원들이 4개의 긴 alpha helices 사슬을 갖는 것과 달리, IL-31은 특이하게도 2개의 긴 사슬과 2개의 짧은 사슬 alpha helices를 포함하고 있다는 점에서 독특합니다.

Receptor 결합 및 Downstream Signaling

IL-31은 gp130 signal-transducing subunit을 포함하지 않는 heterodimeric receptor complex를 통해 신호를 전달합니다. 대신, gp130-like receptor인 IL-31 receptor alpha (IL-31 RA)와 type II Oncostatin M (OSM) receptor의 구성 성분이기도 한 OSM R beta가 결합한 복합체를 사용합니다.

• Receptor 결합 순서: IL-31 RA와 OSM R beta가 복합체를 형성하긴 하지만, IL-31은 먼저 IL-31 RA에 binding한 후, 이어서 OSM R beta와 결합하여 high affinity receptor complex를 형성합니다.

• JAK-STAT Pathway 활성화: Jak family tyrosine kinase들이 IL-31 RA와 OSM R beta의 cytoplasmic domain에 결합하여 STAT family protein의 phosphorylation을 유도합니다. 주로 STAT3와 STAT5가 강하게 활성화되며, STAT1은 비교적 적은 수준으로 활성화됩니다.

• 기타 Signaling Pathway 활성화: IL-31은 추가적으로 Ras-MAPK pathway, PI 3-K-Akt pathway, 그리고 p38 및 JNK MAPK pathway를 활성화합니다. 이 신호 전달 경로들은 모두 OSM R beta receptor subunit을 통해 활성화되는 것으로 생각됩니다.

분비 세포 및 임상적 의의 (Pathogenesis)

IL-31은 활성화된 Th2 cells, CD8+ T cells, skin-homing memory T cells, monocytes, macrophages, monocyte-derived dendritic cells, mast cells, keratinocytes, 그리고 dermal fibroblasts를 포함한 다양한 cell type에 의해 생성됩니다.

• 가려움증 및 염증성 질환 연관성: 가려움증을 동반한 피부 질환(pruritic skin disorders), allergic asthma, 그리고 inflammatory bowel diseases(IBD) 환자에서 높은 수준의 IL-31 발현이 발견되었으며, 이는 이러한 질환들의 pathogenesis에 관여하고 있음을 시사합니다.

• 치료 타겟 연구: 이에 따라 IL-31은 가려움증성 피부 질환의 잠재적인 신규 치료 타겟(therapeutic target)으로 연구되고 있으며, 다른 만성 염증성 질환(chronic inflammatory disorders)의 타겟으로도 주목받고 있습니다.

기타 생물학적 효과

• 신경계와 면역계의 연결 고리: IL-31은 chemokine-inducing activity를 가지고 있는 것으로 밝혀졌으며, 면역계와 감각 신경계(sensory nervous system)를 연결하는 매개체 역할을 하는 것으로 여겨집니다.

• 세포 항상성 조절: 또한 hematopoietic progenitor cells의 homeostasis 조절뿐만 아니라, non-hematopoietic cells의 proliferation 및 differentiation 조절에도 관여하는 것으로 제안되고 있습니다.

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