[Gene of the Week] 면역 및 염증 연구 분야에서 인기있는 유전자 IL17A

연구 방향을 조정하고 학술 연구에서 돌파구를 얻고 싶습니까? 논문 주제 선택에 대한 아이디어를 얻고 적중률을 높이고 싶으십니까? 그렇다면 연구 주제의 발전 추세와 향후 방향을 이해해야 합니다! Cyagen의 "Gene of the Week" 프로젝트는 매주 인기 연구 분야에 따른 유전자를 소개하고 유전자의 기본 정보, 연구 상황 및 적용 배경을 자세히 소개합니다. 오늘 우리가 이야기 할 주인공은 면역과 염증 등 연구 분야에서 중요한 역할을 하는 IL17A 유전자입니다.

유전자 기본 정보

IL17A Aliases: Interleukin 17A, Interleukin-17A, IL-17A, IL-17, IL17, Interleukin 17 (Cytotoxic T-Lymphocyte-Associated Serine Esterase 8), CTLA-8, CTLA8, Cytotoxic T-Lymphocyte-Associated Antigen 8, Cytotoxic T-Lymphocyte-Associated Protein 8

Related Diseases: Arthritis; bronchiolitis obliterans; psoriasis; rheumatoid arthritis (RA); psoriatic arthritis (PsA); multiple sclerosis (MS); and more.

Related Pathways: PEDF Induced Signaling, Immune response IL-23 signaling pathway

*: √로 체크된 것은 Cyagen AI Knock-Out Mouse Model eBank에서 이용할 수 있는 해당 모델을 나타낸다.

IL17A 유전자 연구 상황

IL17A (Interleukin 17A; CTLA8로도 알려짐)는 IL-17 수용체 패밀리의 구성원이며,이 유전자에 의해 암호화된 단백질은 활성화된 T 세포에 의해 생성되는 proinflammatory cytokine이다. IL-17A에 의해 매개되는 다운 스트림 경로는 염증 분자, 케모카인, 항균펩타이드 및 리모델링 단백질의 생성을 유도한다. 암호화 된 단백질은 숙주 방어, 세포 수송, 면역 조절 및 조직 복구에 중요한 영향을 미치며 선천적인 면역 방어를 유도하는 데 핵심적인 역할을 한다. 이 사이토카인은 비조혈세포를 자극하고 케모카인의 생성을 촉진하여 골수 세포를 염증 부위로 모집한다. 또한, 이 사이토카인은 NF-κB 및 미토겐 활성화 단백질 키나아제의 활성을 조절하여 IL6 및 시클로옥시게나아제 2(PTGS2/COX-2)의 발현을 자극하고 산화 질소(NO)의 생성을 향상시킬 수 있다.

IL-17A는 다양한 전염병, 염증과 자가면역 질환, 그리고 암에서 중요한 역할을 한다. 높은 수준의 이러한 사이토카인은 류마티스 관절염, 건선 및 다발성 경화증을 포함한 여러 만성 염증성 질환과 관련이 있다. Th17 세포와 IL-17은 또한 염증성장질환(IBD)의 두 가지 주요 형태인 크론병(CD) 및 궤양성 대장염(UC)과 관련이 있다. SARS-CoV-2으로 인한 폐 손상은 사이토카인(예: IL17A)이 강화된 염증반응의 결과인 경우가 많다.

숙주 방어에서 IL-17A는 세포 외 박테리아 및 진균에 의한 감염에 저항하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 그러나 IL-17A는 호중구 염증을 촉진하여 인플루엔자와 같은 바이러스 감염에 해로운 것으로 보인다. 실험용 폐렴 모델에서 IL-17A 또는 IL-17RA 녹아웃 마우스는 다양한 그람 음성 박테리아(예: Klebsiella 폐렴) 및 폐렴미코플라스마에 대한 민감도가 증가했다. 반면에 데이터는 IL-23과 IL-17A가 세포 내 세균 결핵균의 초감염에 저항하는 데 사용될 필요가 없음을 나타냈다. IL-17RA 녹아웃 마우스와 IL-23p19 녹아웃 마우스에서는 모두 결핵균의 초감염을 제거했다. 그러나 서로 다른 세포 내 박테리아 Francisella의 초감염으로부터 보호하기 위해 IL-17A가 필요한다.

Figure 1. Differences of inflammatory cytokines in lung homogenate between wild type mice and IL-17RA knockout mice infected with influenza.

IL-17RA 유전자 녹아웃 마우스, IL-17A 유전자 녹아웃 마우스, 마우스 적응 인플루엔자 바이러스 균주(PR8)와 2009 인플루엔자 대유행 H1N1 균주를 사용하여 마우스 모델 연구를 진행한 결과, IL-17A가 급성 폐손상을 매개하는 데 불리한 역할을 한다.

종양 형성에서 IL-17A는 골수유래 억제세포(Myeloid derived Suppressor Cells, MDSC)를 모집하여 항종양 면역을 약화시킬 수 있다. IL-17A는 또한 IL-6를 유도하여 생체내 종양 성장을 향상시킬 수 있으며, IL-6은 더 나아가 발암성 전사인자 신호전달과 STAT3을 활성화하고 종양의 생존과 혈관 신생 유전자를 상향 조절합니다. IL-17A 녹아웃 마우스는 전이성 폐 흑색종에 더 민감하며 이는 IL-17A가 효과적인 항종양 사이토카인 IFN-γ를 생산하기 위해 세포 독성 T 세포를 촉진할 수 있음을 나타낸다. 실제로, 난소암에서 나온 데이터는 Th17 세포가 NK 세포에 의해 매개되는 면역과 항종양 CD8 반응과 연관이 있는 것으로 나타난다.

인간 조직에서 IL17A 유전자의 발현

Figure 2. Relative expression levels of IL17A gene mRNA in both human and mouse.

IL-17A는 염증, 자가면역질환 및 숙주 방어 등에서 중요한 역할을 하며 의학 및 면역학 연구의 핫이슈로 떠오르고 있다. IL-17A는 자가면역질환 치료의 새로운 시대를 열었고, secukinumab 출시 이후 매출이 급증하면서 이 표적의 성공이 입증되었다. 자가면역질환 약물에 대한 수요가 증가하면서 IL-17 계열 억제제 약물이 약학, 면역학 등의 분야에서 주목받고 있고, 전 세계 많은 제약 회사에서 관련 약물의 연구 개발이 점차 임상 시험 단계에 들어가고 있다.

References:

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7. https://en.wikipedia.org/wiki/IL17A

8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/3605

9. https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=IL17A