CXCL10

Zuletzt aktualisiert am: 24.10.2017

Autor: Prof. Dr. med. Peter Altmeyer

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Synonym(e)

10 kDa interferon gamma-induced protein; C-X-C Motif Chemokine Ligand 10; CXC-Motiv Chemokinligand 10; Gamma-IP10; Interferon-gamma-inducible protein 10; IP-10

Definition

Chemokine, eine Untergruppe der Zytokine, sind kleine (Größe zwischen 8 und 10 kDa), chemotaktisch wirksame Proteine (Signalproteine). Sie sind bei allen Vertebraten, bei einigen Virusarten und Bakterien verbreitet. Beim Menschen sind derzeit etwa 50 Chemokine bekannt. Ein stark konserviertes Strukturmerkmal aller Chemokine ist eine fixe Gruppe von Cysteinresten, die über 1 oder 2 Disulfidbrücken stabilisiert wird.  Diese strukturelle Schlüsselstellung im Molekül ist für ihre fixe 3-dimensionale Struktur verantwortlich (s.u. Chemokine).

Bei den CC-Chemokinen folgen die Cysteine direkt aufeinander (s. Abb.), bei den CXC-Chemokinen sind sie durch 1, bei den CXXXC-Chemokinen durch  3 andere Aminosäure getrennt. Chemokine werden von einer Vielzahl von Immunzellen produziert und sezerniert. Sie vermitteln ihre Signale mittels spezifischer Chemokin-Rezeptoren über G-Proteine. Die Tatsache, dass Chemokine und ihre Rezeptoren nicht nur auf Entzündungszellen, sondern auch durch Epithelzellen, mesenchymale Zellen, neurogene Zellen, Endothelzellen, auch diverse Tumorzelllinien exprimiert werden, legt die Vermutung nahe, dass sie an zahlreichen regulativen Zellfunktionen partizipieren.

CXCL10, auch C-X-C motif chemokine 10 oder P-10, ist ein kleines, aus 98 Amiosäuren bestehendes, inflammatorisches Chemokin aus der Gruppe der CXC-Chemokine, das von verschiedenen Zellsystemen gebildet und sezerniert wird (v.a. durch Gamma-Interferon aber auch durch andere Zytokine getriggert). 

Allgemeine Information

Das Chemokin wird durch das CXCL10-Gen kodiert, das beim Menschen zusammen mit den Genen für CXCL9 und CXCL11 auf dem Chromosom 4q21.1 lokalisiert ist. CXCL10 bindet wie die homologen Chemokine CXCL9 und CXCL11 an den G-Protein-gekoppelten Chemokin-Rezeptor CXCR3 und wirkt chemotaktisch auf T-Zellen nicht jedoch auf neutrophile Granulozyten. Der CXCR3-Rezeptor wird auch in Pneumozyten und pulmonalen und hepatischen Fibroblasten exprimiert. Eine Variante des CXCR3-Rezeptors wurde beschrieben, die als CXCR3-B bezeichnet wurde (der bisher bekannte CXCL3-Rezeptor soll zukünftig den Namen CXCL3A erhalten). CXCL3B vermittelt die angiostatische Aktivität von CXCR3-Liganden und wirkt auch als funktioneller Rezeptor für CXCL4.

CXCL10 wird durch zahlreiche Zellen sezerniert, so von Monozyten, neutrophilen Granulozyten, Endothelzellen, Keratinozyten, mesenchymale Zellen, dendritische Zellen, Hepatozyten, Astrozyten und Fibroblasten. Das Chemokin wirkt als Attraktant für Monozyten/Makrophagen, T-Zellen, NK-Zellen, eosinophile Granulozyten und dendritischen Zellen. Es ist involviert in Antitumor-Aktivitäten, in die Inhibition der Neoangiogenese und der Knochenmarkproliferation.

Hepatitis-C: Die Plasmaspiegel von CXCL10 sind erhöht bei Patienten mit einer unbehandelten,  chronischen Hepatitis C-Virusinfektion (HCV) des Genotyps 1 or 4.

Multiple Sklerose: Es ist nachweisbar, dass die CXCL10/CXCR3-Achse bei der schubaktiven MS hochreguliert ist. In einer 1-jährigen Therapiestudie mit Natalizumab war nachweisbar, dass die proinflammatorischen Zytokine wie: Interleukin-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10, TNF-α  zusammen mit den Chemokinen CXCL9, CXCL10, CXCL11, CCL17 und CCL22  signifikant rückläufig waren. Aus diesen Resultaten lassen sich eindeutige Beziehungen zwischen dem Ausmaß der Zytokinexpressionen und dem Aktivitätslevel der MS ableiten. Derartige Zusammenhänge sind nicht als krankheitsspezfisch zu werten, sondern sind auch bei anderen TH1-assoziierten Inflammationen zu erwarten.

Herzinsuffizienz und linksventrikuläre Dysfunktion:  CXCL10 und die homologen Chemokine CXCL-9 und CXCL-11 haben sich als gültige Biomarker für die Entwicklung von Herzinsuffizienz und linksventrikuläre Dysfunktion erwiesen.

Rheumatoide Arthritis: Chemokines (CXCL) und ihre Rezeptoren spielen eine wichtige Rolle in der Pathogenese der  Rheumatoiden Arthritis (RA). In einer Studie konnte gezeigt werden, dass "Single Nucleotid Polymorphismen -SNPs- in dem CXCL10-Gen (rs8878 A>G) jedoch nicht im  CXCL9-Gen mit der  Rheumatoiden Arthritis assoziiert sind.

Literatur
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Kotrych D et al. (2015) CXCL9 and CXCL10 gene polymorphisms in patients with rheumatoid arthritis. Rheumatol Int 35:1319-1323.

Lagging M et al. (2006) IP-10 predicts viral response and therapeutic outcome in difficult-to-treat patients with HCV genotype 1 infection. Hepatology 44: 1617–1625.

Liang Y et al. (2017) Serum Monokine Induced by Gamma Interferon Is Associated With Severity of Coronary Artery Disease. Int Heart J 58:24-29. 

Ohmori Y et al. (1995) The interferon-stimulated response element and a κB site mediate synergistic induction of murine IP-10 gene transcription by IFN-γ and TNF-α. J Immunol 154:5235-5244.

Ohtani H et al. (2009) Abundant expression of CXCL9 (MIG) by stromal cells that include dendritic cells  and accumulation of CXCR3+ T cells in lymphocyte-rich gastric carcinoma. J Pathol 217:21-31.

Vazirinejad R et al.(2014) The Biological Functions, Structure and Sources of CXCL10 and Its Outstanding Part in the Pathophysiology of Multiple Sclerosis Neuroimmunomodulation 21: 322-330

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