Lactoferrin (Lf) là một glycoprotein liên kết sắt thuộc họ transferrin, được biểu hiện trong hầu hết các chất lỏng sinh học với hàm lượng đặc biệt cao trong sữa động vật có vú. Nhiều hoạt động của nó nằm ở khả năng liên kết sắt và tương tác với các thành phần phân tử và tế bào của vật chủ và mầm bệnh. Lf có thể liên kết và cô lập lipopolysacarit, do đó ngăn ngừa kích hoạt con đường tiền viêm, nhiễm trùng huyết và tổn thương mô. Lf cũng được coi là một chất trung gian do tế bào tiết ra, làm cầu nối cho các phản ứng miễn dịch bẩm sinh và thích ứng. Trong những năm gần đây, người ta đã biết nhiều về cơ chế mà Lf thực hiện các hoạt động của nó. Đánh giá này tóm tắt những tiến bộ gần đây trong việc hiểu các cơ chế làm cơ sở cho vai trò đa chức năng của Lf và cung cấp một viễn cảnh trong tương lai về các ứng dụng điều trị và dự phòng tiềm năng của nó.
Đánh giá Acta Pharmacologica Sinica (2014) 35: 557-566 © 2014 CPS SIMM Bảo lưu quyền 1671-4083/14 $32,00 www.nature.com/aps Tác dụng điều hịa miễn dịch lactoferrin Tania SIQUEIROS-CENDĨN , Sigifredo ARÉVALO-GALLEGOS , Blanca Flor IGLESIASFIGUEROA , Isui Abril GARCÍA-MONTOYA , José SALAZAR-MARTINEZ , Quintín RASC0N-CRUZ 2,* Phịng thí nghiệm Miễn dịch học, Khoa Khoa học Hóa học, Đại học Tự trị Chihuahua, Mạch 1, Khuôn viên Đại học Mới, CP 31125, Chihuahua, Mexico; Phịng thí nghiệm Cơng nghệ sinh học I, Khoa Khoa học Hóa học, Đại học Tự trị Chihuahua, Mạch 1, Khuôn viên Đại học Mới, CP 31125, Chihuahua, Mexico; Proteo/MuuuTechnologies de México, Zaragoza 63, Zona Centro, Fco I Madero, Coahuila, Mexico Lactoferrin (Lf) glycoprotein liên kết sắt thuộc họ transferrin, biểu hầu hết chất lỏng sinh học với hàm lượng đặc biệt cao sữa động vật có vú Nhiều hoạt động nằm khả liên kết sắt tương tác với thành phần phân tử tế bào vật chủ mầm bệnh Lf liên kết lập lipopolysacarit, ngăn ngừa kích hoạt đường tiền viêm, nhiễm trùng huyết tổn thương mô Lf coi chất trung gian tế bào tiết ra, làm cầu nối cho phản ứng miễn dịch bẩm sinh thích ứng Trong năm gần đây, người ta biết nhiều chế mà Lf thực hoạt động Đánh giá tóm tắt tiến gần việc hiểu chế làm sở cho vai trò đa chức Lf cung cấp viễn cảnh tương lai ứng dụng điều trị dự phòng tiềm Từ khóa: lactoferrin; glycoprotein; transferrin; điều hịa miễn dịch; kháng khuẩn Acta Pharmacologica Sinica (2014) 35: 557-566; doi: 10.1038/aps.2013.200 Giới thiệu Tài liệu tham khảo lactoferrin (Lf) gọi “protein màu đỏ từ sữa” và, kể từ thời điểm lần tinh chế [1, 2] , protein liên kết với sắt Lf protein glycosyl hóa 80 kDa gồm khoảng 700 axit amin có tính tương đồng cao loài coi glycoprotein đa chức phân bố rộng rãi sữa non sữa [3] chất tiết khác, chẳng hạn nước mắt nước bọt [4] Nó giải phóng từ bạch cầu trung tính máu mơ bị viêm Lf có vai trị kháng khuẩn trực tiếp, hạn chế phát triển bám dính vi khuẩn (ví dụ: vi khuẩn, vi rút ký sinh trùng) và/hoặc tiêu diệt chúng [5] Hiệu ứng Lf kết khả cô lập sắt chất lỏng sinh học làm ổn định màng tế bào vi sinh vật [6] Các kim loại mà Lf liên kết ion Fe 2+ Fe 3+ , tồn dạng tự Fe 3+ (apo-Lf) LF người (hLF) chuỗi polypeptit gấp lại thành hai thùy đối xứng (các thùy N C) nối với vùng lề chứa phần chuỗi xoắn α (Hình 1) Được biết, Lf sở hữu hoạt động kháng khuẩn, điều chỉnh phản ứng miễn dịch tổng thể bảo vệ chống lại nhiễm vi-rút, vai trò sốc nhiễm trùng mơ tả rõ ràng [5, 6] Về mặt này, đáng ý nồng độ Lf tăng cục rối loạn viêm, bao gồm bệnh thối hóa thần kinh [7] , bệnh viêm , viêm khớp [8] viêm dị ứng [9] Các chế tế bào phân tử chịu trách nhiệm tác dụng điều hòa miễn dịch Lf chưa làm sáng tỏ hoàn toàn, nghiên cứu ống nghiệm thể sống cho thấy tồn nhiều chế bao gồm điều hòa sản xuất cytokin/chemokin, điều hòa sản xuất loại oxy phản ứng miễn dịch tế bào tuyển [10] Lf, có chức chất thải sắt tự nhiên chất kích hoạt/điều biến đường truyền tín hiệu, dẫn đến phản hồi tiêu cực phản ứng viêm, thể qua việc giảm sản xuất loại oxy phản ứng cytokin tiền viêm khác [11, 12] Sự tiết Lf tăng lên đáng kể q trình viêm bệnh thối hóa thần kinh, dẫn đến thối hóa bạch cầu trung tính kích hoạt tế bào vi mơ [13] Sự gia tăng Fe đột quỵ xuất huyết microglia hấp thu thụ thể transferrin lactoferrin Các thụ thể Lactoferrin (LfR; 105 kDa) tế bào thần kinh tham gia vào đường không phụ thuộc vào transferrin cách vận chuyển sắt từ Lf chứa sắt qua màng tế bào thần kinh [14] Nghiên cứu tương lai chuyển hóa sắt rối loạn điều hịa cung cấp hiểu biết bệnh thối hóa thần kinh bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson bệnh điều hịa Friedrich [15] Hình Cấu trúc dự đốn Lf từ trình tự EU812318 (bLF) sử dụng PDB ID: 1FCK (người) làm mẫu hiển thị polypeptit hai thùy, bốn miền Lập mơ hình Cổng thơng tin mơ hình protein xem chúng tơi sử dụng phần mềm Chimera (http://www.cgl.ucsf.edu/chimera/) Lf hoạt động tuyến phòng thủ cách tác động đáng kể thúc đẩy phát triển phản ứng miễn dịch thích nghi Sự lập sắt Lf làm giảm stress oxy hóa làm thay đổi mở rộng sản xuất cytokin [16] Lf có tác dụng điều hịa mạnh mẽ hệ thống miễn dịch thích ứng cách đẩy nhanh trình trưởng thành tiền chất tế bào T thành tế bào hỗ trợ có lực cách biệt hóa tế bào B chưa trưởng thành thành tế bào trình diện kháng nguyên [17] Lf điều chỉnh khả miễn dịch bẩm sinh thích nghi liên kết với LPS CD-14 cản trở hình thành phức hợp CD14-LPS, dẫn đến suy giảm đường truyền tín hiệu LPS/CD-14/TLR-4, điều cần thiết cho chế bệnh sinh nhiễm trùng huyết [18] Lf kích thích hệ thống miễn dịch cách liên kết với CD-14 sau kích hoạt đường qua trung gian TLR-4 đồng thời ngăn chặn biểu mức tình trạng viêm LPS gây [19] Lf chặn q trình truyền tín hiệu LPS phức hợp CD14-TLR tồn đại thực bào để ngăn ngừa điều trị sốc nhiễm trùng Lf thúc đẩy trưởng thành tế bào B T chức kiểu hình để cải thiện phản ứng miễn dịch [20] Do đó, Lf bảo vệ trẻ sơ sinh khỏi bị nhiễm trùng có nhiều khả chống lại tương tác trực tiếp với vi sinh vật thông qua tác dụng điều hịa miễn dịch Điều hịa miễn dịch Chất điều hòa miễn dịch chất sinh học tổng hợp có khả thay đổi phản ứng miễn dịch cách tăng cường giảm bớt thành phần hệ thống miễn dịch, bao gồm nhánh bẩm sinh thích ứng phản ứng miễn dịch [21] Cơ thể người sản xuất số peptit protein nhỏ có hoạt tính kháng khuẩn điều hịa miễn dịch [22] Lúc đầu, người ta nghĩ chức peptit tiêu diệt vi sinh vật; nhiên, người ta biết peptit phối hợp nhiều chức hệ thống miễn dịch chế miễn dịch [23] Những peptit cho góp phần ngăn ngừa phục hồi thay đổi hệ thống miễn dịch cách ức chế tăng cường phản ứng miễn dịch [24] Một số chất điều hòa miễn dịch, chẳng hạn kháng thể, phản ứng với kháng nguyên đặc hiệu với số mầm bệnh định, chất khác khơng đặc hiệu (ví dụ: cytokin, peptit kháng khuẩn, thuốc chí vi sinh vật sử dụng để tạo phản ứng dương tính với vật chủ) Một ví dụ rõ ràng điều việc sử dụng men vi sinh để tăng cường hệ vi sinh vật bình thường ruột non [17] Với cách tiếp cận này, chất điều hịa miễn dịch phân loại thành chất hỗ trợ miễn dịch, chất ức chế miễn dịch chất kích thích miễn dịch Chất bổ trợ miễn dịch chất yêu cầu để tạo phản ứng tối đa tế bào T kháng nguyên vi sinh vật Chúng thường sử dụng trình phát triển vắcxin để cải thiện phản ứng sinh vật [25, 26] Thuốc ức chế miễn dịch ức chế hoạt động bình thường hệ thống miễn dịch; đó, chúng sử dụng kết hợp với thuốc để điều trị bệnh tự miễn dịch đáp ứng miễn dịch cấy ghép [27] Các chất kích thích miễn dịch tác nhân hoạt động thơng qua miễn dịch bẩm sinh thích nghi qua trung gian đáp ứng Ở người khỏe mạnh, chất kích thích miễn dịch đóng vai trị tác nhân dự phòng để tăng cường phản ứng miễn dịch nhiễm trùng Ở người bị suy giảm miễn dịch, chất kích thích miễn dịch hoạt động liệu pháp tự nhiên [28] Chất điều hịa miễn dịch sữa cơng thức dành cho trẻ sơ sinh Sữa non, sữa tuyến vú động vật có vú tiết sau sinh, chứa ngun tố có đặc tính điều hịa miễn dịch, nguyên tố thu hút ý số ngành công nghiệp dược phẩm dinh dưỡng chất bổ sung chế độ ăn uống [29] Lf có sữa non bò nồng độ 500 mg/100 g sản phẩm GRAS (thường cơng nhận an tồn) sử dụng số quốc gia chất bổ sung cho trẻ sơ sinh Cho đến nay, khơng có tác dụng phụ liên quan đến việc sử dụng ghi nhận [30] Lần xuất loại sữa công thức dành cho trẻ sơ sinh có chứa Lf Nhật Bản vào năm 1986, sản phẩm này, gọi “sữa khô BF-L”, tiếp thị Cơng ty Sữa Morigana Hiện tại, Lf tìm thấy nhiều sản phẩm khác nhau, chẳng hạn sữa chua, thức ăn cho vật nuôi, kem, sữa loại đồ uống khác [31] Năng lực Lactoferrin phản ứng đầu đời Sữa non lactoferrin Nồng độ Lf sữa non người 5,3 ± 1,9 mg/mL, sau tháng cho bú, giá trị xấp xỉ mg/mL [32] Sữa non chất lỏng tiền sữa tuyến vú động vật có vú trước sinh Sau lần bú đầu tiên, chất lỏng chuyển thành sữa khoảng thời gian 2-3 ngày Ở tất động vật có vú khơng phải người, sữa non quan trọng sống trẻ sơ sinh nồng độ cao yếu tố miễn dịch truyền sang trẻ sơ sinh qua sữa non Ở người, số yếu tố miễn dịch truyền qua thai Sữa non người đặc biệt có lợi; nhiên, đứa trẻ sơ sinh không nhận sữa non, chết không xảy lồi động vật có vú khác Giống lồi động vật có vú khác, bữa ăn sữa non trẻ sơ sinh ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe thể chất trẻ sơ sinh, tác động kéo dài đến hết đời Bởi hệ thống miễn dịch trẻ sơ sinh chưa phát triển đầy đủ nên dễ bị nhiễm mầm bệnh, kháng nguyên chất gây dị ứng [26] Sữa non tìm thấy sữa mẹ chứa tất yếu tố miễn dịch cần thiết để kích hoạt điều chỉnh phản ứng hệ thống miễn dịch Do đó, sữa non đóng vai trị quan trọng việc hỗ trợ hệ thống miễn dịch trẻ sơ sinh trình phát triển Trong thử nghiệm, lượng đáng kể Lf nguyên vẹn tìm thấy phân trẻ sơ sinh, trẻ tháng tuổi, điều cho thấy Lf tồn hoạt động ruột non Các giá trị giảm từ 155 mg/24 sau tuần tuổi xuống 20 mg/24 sau 14 tuần, Lf hấp thụ từ sữa mẹ 2,5 g/24 sau tuần xuống 1,4 g/24 sau 14 tuần [33] Lf tuyến phòng thủ cho điểm vào thể Nó tìm thấy với số lượng nhỏ hầu hết chất dịch thể nước bọt, nước mắt, dịch tiết mũi dịch ruột (ví dụ mật), bạch cầu trung tính (hạt thứ cấp bạch cầu) Lf tổng hợp lớp lót niêm mạc (ví dụ: miệng đường ruột) bạch cầu trung tính, giải phóng để đáp ứng với kích thích viêm Nồng độ Lf huyết sinh lý thấp tăng đáng kể nhiễm trùng vật chủ Thụ thể Lf nghiên cứu phân lập từ tế bào T B hoạt hóa, bạch cầu đơn nhân, tế bào viền bàn chải ruột, tiểu cầu tế bào ung thư [34] Lf ức chế trình chết theo chương trình bạch cầu trung tính thơng qua việc ngăn chặn kiện truyền tín hiệu theo chương trình gần Apo-lactoferrin khơng bão hịa sắt ức chế q trình chết theo chương trình tự phát tế bào trung tính người, tùy thuộc vào tình trạng bão hịa sắt điều chỉnh giảm kiện ban đầu trình chết theo chương trình; nữa, tác dụng thể rõ giai đoạn hình thành bệnh viêm khớp dạng thấp [35] Miễn dịch niêm mạc Lactoferrin, amylase lysozyme protein phát giai đoạn phát triển bào thai Chỉ có mức độ thấp thành phần tiết quan sát trước tuần 29 thai kỳ, mức độ chúng tăng nhanh đến mức người trưởng thành tuần sau sinh Mặc dù da đường tiêu hóa trưởng thành mặt miễn dịch trước sinh, đường hơ hấp khơng [36] Phát triển hệ thống miễn dịch thai nhi Giai đoạn trình tạo máu thai nhi người xảy trung bì túi nỗn hồng trung mơ Các tiền thân hồng cầu tồn u hạt tìm thấy cấu trúc phơi thai người từ 3-4 tuần sau mang thai Những tế bào nguyên thủy sau phát tuần hoàn sau tuần thai kỳ, sau chúng di chuyển đến gan, nơi gọi nơi tạo máu Vào khoảng 5-10 tuần, gan trải qua gia tăng đáng kể kích thước số lượng tế bào có nhân tăng lên Những tổ tiên ban đầu sinh sôi nảy nở trải qua khác biệt Quá trình tạo máu gan giảm tam cá nguyệt thứ ba chấm dứt sau sinh [36-38] Biểu Lf phát giai đoạn phát triển phôi tế bào suốt giai đoạn phôi nang (trước cấy ghép) Sau cấy ghép, biểu Lf phát lại khoảng nửa thời gian mang thai, tìm thấy bạch cầu trung tính tế bào biểu mơ hệ thống tiêu hóa sinh sản phát triển [39] Nồng độ Lf huyết tương cao thời kỳ mang thai so với nam giới nữ giới trưởng thành, mức cho thấy gia tăng tuần 29, thời điểm đó, mức mức cao [40] Một số yếu tố giải thích cho gia tăng này, chẳng hạn tăng bạch cầu liên quan đến thai kỳ, gia tăng có chọn lọc Lf hạt bạch cầu trung tính mơ nội mạc tử cung đóng góp từ tuyến màng rụng tuyến vú [41] Lf hoạt động chất kích hoạt yếu tố tăng trưởng so sánh với yếu tố tăng trưởng biểu bì, tác dụng riêng Lf tế bào biểu mơ ruột non mạnh kích thích tăng sinh tế bào mô đệm nội mạc tử cung [39] Phát triển khả miễn dịch kích thích vi sinh vật Các kích thích gây trưởng thành sau sinh hệ thống miễn dịch động vật có vú tín hiệu từ mơi trường vi sinh vật, đặc biệt hệ vi sinh vật cộng sinh đường tiêu hóa, nhiễm trùng đường tiêu hóa đường hơ hấp góp phần vào phát triển hệ thống miễn dịch [42] Lf xác định thành phần bảo vệ quan trọng sữa non sữa trưởng thành, điều thúc đẩy giả thuyết chức liên quan đến việc bảo vệ hàng rào ruột sinh Đồng tình với phát này, LfR phát ruột non nghiên cứu trình vận chuyển sắt đến niêm mạc tá tràng [43] Một nghiên cứu gần LfR ruột non chuột cho thấy LfR đóng vai trị nguồn sắt giai đoạn đầu đời Các nghiên cứu lực gắn kết sau xác định Lf bề mặt tế bào B, tế bào T bạch cầu đơn nhân, tiểu cầu tế bào ruột [17, 43] Lf tạo điều kiện thuận lợi cho thích nghi ruột trẻ sơ sinh trình thủy phân Lf tối thiểu độ pH phổ biến sau bữa ăn trẻ sơ sinh; đó, Lf có tiềm sinh học lớn trẻ sơ sinh so với người lớn Lf kích thích hai chiều tăng sinh biệt hóa tế bào biểu mơ ruột non, chúng phụ thuộc vào nồng độ ảnh hưởng đến khối lượng, chiều dài biểu enzyme tiêu hóa biểu mơ ruột non [44] Sự tương tác liên tục biểu mô ruột hệ vi sinh vật đường ruột thách thức đường ruột sinh non Ruột trưởng thành có nhiều rào cản vật lý thiết kế để hạn chế xâm nhập vi khuẩn vào lòng ruột ngăn chặn gắn kết chuyển vị biểu mô ruột Ngược lại, yếu tố bên làm cho ruột non dễ bị vi khuẩn tương tác chuyển vị Trẻ sinh non phải đối mặt với nhiều thách thức chuyển từ môi trường tử cung sang mơi trường ngồi tử cung Ruột non khơng thể trưởng thành để chứa vi khuẩn thức ăn dẫn đến bệnh tật nghiêm trọng, chẳng hạn viêm ruột hoại tử trẻ sơ sinh [45] Vai trò lactoferrin hệ thống miễn dịch Tương tác lactoferrin với tế bào trình diện kháng nguyên Trong số tế bào trình diện kháng nguyên (APC), đại thực bào (Mf), tế bào đuôi gai (DC) tế bào B có tầm quan trọng thiết yếu việc trì cân nội mơ phản ứng bẩm sinh; phản ứng xảy thông qua phức hợp khả tương hợp mơ II (MHC II), cách liên kết phản ứng miễn dịch bẩm sinh thích nghi Mfs tế bào có khả thực bào cao, đóng vai trị trung tâm việc kiểm sốt nhiễm trùng, cách trực tiếp tiêu diệt vi sinh vật tế bào tiết cytokin để ức chế nhân lên vi sinh vật Mfs tham gia vào q trình sửa chữa mơ viêm loại II [46- 48] DC quần thể tế bào khơng đồng có tính chun biệt cao để nhận dạng kháng ngun; chúng đóng vai trị quan trọng hệ thống miễn dịch chúng kiểm sốt việc tạo khả miễn dịch khả chịu đựng Các tế bào B sử dụng thụ thể bề mặt cụ thể để thu giữ kháng nguyên lạ trình diện epitope liên quan chúng cho tế bào T [49, 50] Đại thực bào Đại thực bào (Mfs) tế bào trình diện kháng ngun (APC), vai trị chúng phản ứng miễn dịch bẩm sinh liên quan đến việc tạo trình thực bào hạt lạ sau giải phóng chất trung gian gây viêm Mfs cho phép trao đổi chéo hệ thống miễn dịch bẩm sinh hệ thống miễn dịch thích ứng để kích thích tế bào T đặc hiệu với kháng nguyên Các nghiên cứu liên kết tích cực cho thấy thụ thể Lf nằm bề mặt Mf mơ hình bị người [51, 52] Lf góp phần ức chế cytokin tiền viêm cảm ứng interferon loại I (IFN a/P) [53, 54] , ảnh hưởng đến khả Mfs trình diện kháng gen cho tế bào T CD4+ đặc hiệu với kháng nguyên hệ thống miễn dịch thích ứng hệ thống Lf làm tăng hoạt động thực bào Mfs bị nhiễm chưa kích hoạt [55, 56] IL-12, cytokin sản xuất Mfs, cơng cụ điều biến IFNα Vai trị IL-12 vị trí lây nhiễm thu nạp Mf [57, 58] hoạt động chất đồng kích thích để tối đa hóa việc tiết IFNα từ tế bào Th1 biệt hóa tế bào T nhớ [59] Điều chỉnh tăng phân tử bám dính bề mặt nội mơ đóng vai trị việc thu nạp xâm nhập bạch cầu vị trí viêm Lf ức chế mạnh biểu TNF-a-kích thích ICAM-1 cách cạnh tranh với NF-jB tế bào nội mô, điều cho thấy Lf làm giảm kiện viêm nhiễm phát triển bệnh viêm nhiễm xơ vữa động mạch [60] Tế bào đuôi gai Các tế bào đuôi gai (DC) nhóm tế bào thực bào có liên quan đến chức điều khiển q trình biệt hóa tế bào T [61] chuyển hướng chức tế bào T nhớ [62, 63] DC đóng vai trị quan trọng việc kích hoạt phản ứng tế bào T dẫn đến việc tiết cytokin Th1 [64, 65] Người ta chứng minh β-defensin 2, phân tử miễn dịch bẩm sinh quan trọng khác, tác động trực tiếp lên DC để tạo trưởng thành chức chúng cho phép chúng tạo phản ứng Th1 [66, 67] Khả Lf thúc đẩy phản ứng mẫn loại chậm (DTH) đặc hiệu với kháng nguyên kích hoạt trực khuẩn Calmette-Guerin (chủng Mycobacterium) (BCG) đặc hiệu với tế bào T cho thấy Lf đóng vai trị việc bắt đầu kích hoạt tế bào T thơng qua điều biến chức tế bào đuôi gai [68] Các tế bào đuôi gai sở hữu thụ thể Lf Lf bị người liên kết với bề mặt tế bào đuôi gai có nguồn gốc từ máu ngoại vi [69] Khả di chuyển tế bào đuôi gai kích thích bắt giữ kháng nguyên điều cần thiết việc thúc đẩy phản ứng miễn dịch đặc hiệu với kháng nguyên [70] Lf hoạt động chất báo động để thúc đẩy việc thu nạp kích hoạt APC phản ứng miễn dịch đặc hiệu với kháng nguyên Nó báo cáo yếu tố trưởng thành tế bào đuôi gai người [10, 71] Lf chất trung gian mạnh mẽ chức tế bào đuôi gai Quan sát này, với tác động mô tả Mfs, cho thấy Lf phát huy tác dụng tế bào liên quan đến xâm nhập mầm bệnh (kháng nguyên) định hướng phát triển miễn dịch thích nghi (Hình 2) Lactoferrin điều chỉnh phản ứng miễn dịch thích ứng đặc hiệu với kháng nguyên Một chức điều hịa miễn dịch quan trọng (ví dụ: kích hoạt APC, trưởng thành, di cư trình diện kháng nguyên) thực Lf cầu nối chức tế bào bẩm sinh tế bào thích ứng cho phản ứng tế bào T tế bào B Tế bào lympho B Sự ý đáng kể tập trung vào Lf vai trị tiềm trưởng thành chức tế bào hệ thống miễn dịch [72] Đáng kể là, Lf dẫn đến gia tăng biểu thụ thể bổ thể (C3R) thu nhận IgD bề mặt Điều quan trọng tương tác Lf thụ thể Lf tế bào lympho T B [73] Những thay đổi cấu trúc vùng đầu tận N đặc tính tồn phân tử góp phần vào tương tác với tế bào lympho B [74] Uống Lf làm tăng tiết IgA IgG niêm mạc chuột với tiết đường ruột [75, 76] Những liệu gợi ý Lf tác động lên tế bào B, vốn người trình diện kháng nguyên tiếng, phép tương tác chúng với tế bào T, giúp tăng phản ứng kháng thể (Hình 2) Tế bào lympho T Tác động Lf quần thể tế bào T mơ tả rõ tập hợp tế bào nhắm mục tiêu cụ thể Đáp ứng miễn dịch thích ứng bị chi phối hoạt động tế bào T, bao gồm nhiều chức khác Tế bào T-helper loại (Th1) loại (Th2) kích thích kích hoạt Mf, dẫn đến kiện tiêu diệt nội bào để loại bỏ mầm bệnh nội bào [77] Lf điều chỉnh giảm viêm mũi dị ứng, làm giảm phản ứng viêm, điều chỉnh tăng biểu Th2, Th17 tế bào T điều hịa Lf thúc đẩy phản ứng Th1 ức chế phản ứng Th2 gây liên kết chéo thụ thể tế bào T, dẫn đến ức chế kích hoạt tế bào T, làm giảm giải phóng yếu tố gây viêm IL-5 IL-17, v.v giảm nhẹ mức độ viêm -nhiễm [78] Lf tăng tốc độ trưởng thành tế bào T cách tạo biểu chất đánh dấu bề mặt CD4 thơng qua việc kích hoạt đường tải nạp [79] Sự biểu thụ thể Lf báo cáo tất tập hợp tế bào T Lf bị người có khả liên kết với thụ thể bề mặt dòng tế bào T người (Jurkat) [73, 80] Những thay đổi liên quan bề mặt phân tử điều chỉnh chức tế bào T cho thấy Lf có khả điều chỉnh hoạt động tế bào T tế bào NK tăng sinh tế bào T Thật vậy, Lf tăng cường khả phục hồi đáp ứng miễn dịch dịch thể vật chủ, đề xuất chế cho phục hồi tế bào thông qua đường tăng sinh [63] Lf gây phân cực Th1 bệnh mà khả kiểm soát nhiễm trùng khối u phụ thuộc vào phản ứng miễn dịch mạnh mẽ; nhiên, Lf làm giảm cytokin Th1 để ngăn chặn phản ứng viêm mức [81] Cải thiện đáp ứng miễn dịch Ức chế đáp ứng miễn dịch Miễn dịch bẩm sinh Vi khuẩn Miễn dịch thích nghi Hình Sơ đồ biểu diễn ảnh hưởng vật chủ Lf tế bào miễn dịch (a) Thúc đẩy trưởng thành tế bào lympho B T; (b) Điều hòa tiêu cực tế bào lympho B thông qua liên kết LPS; (c) Tương tác tế bào lympho B T; (d) gây tiết IgA IgG; (e) thúc đẩy tăng sinh tế bào lympho T; (f) giảm tiết IL5 IL10; (g) xuống điều chỉnh kích hoạt NFKP bạch cầu đơn nhân; (h) tăng cường hoạt động thực bào đại thực bào; (i) ngăn chặn tương tác LPS CD14 dạng TLR4.B: tế bào lympho B; T: tế bào lympho T; Mf: đại thực bào; Mon: Đơn bào; Neu: bạch cầu trung tính Phản ứng chống lại vi sinh vật Tác dụng kháng khuẩn Lf chứng minh thể sống việc sử dụng Lf đường tiêu hóa số mơ hình động vật thí nghiệm, đáng ý chuột [82] Ngoài ra, nghiên cứu Lf bò củng cố hệ thống miễn dịch tình trạng chống oxy hóa người tình nguyện khỏe mạnh [83] Hơn nữa, số nghiên cứu ống nghiệm cấu trúc Lf đóng vai trị quan trọng hoạt động kháng khuẩn (ví dụ: tương tác với vi-rút độc tố vi khuẩn) vị trí glycosyl hóa protein Lf lộ bề mặt bên cho phép trì tiếp xúc với vi sinh vật [54] Một số chế mà Lf kích hoạt phản ứng miễn dịch chống lại mầm bệnh tóm tắt Bảng Hoạt tính kháng khuẩn Ai biết Lf tương tác trực tiếp với LPS vi khuẩn, ngăn chặn tương tác protein liên kết LPS chứa nội độc tố (LBP) CD14 [84, 85] Ngoài ra, tương tác Lf-LPS kích hoạt tầng tín hiệu dẫn đến giải phóng chất trung gian gây viêm, chẳng hạn cytokin chemokin, phân tử nhỏ, chẳng hạn chất trung gian lipit loại oxy phản ứng [48] Ngoài LPS, phân tử vi sinh vật gây viêm khác (ví dụ : oligonucleotit chứa CpG khơng methyl hóa) bị vơ hiệu hóa Lf Bảng Phản ứng miễn dịch Lactoferrin chống lại mầm bệnh Cơ chế hoạt động Lf Tăng cường thực bào Mục tiêu Vi khuẩn Gram dương S mutans S epidermidis S aureus Vi khuẩn gram âm: P aeruginosa B cepacia B cenocepacia Porphyromonas gingivalis : Tham khảo 6, 84, 121, 122, 54, 84 Vi-rút VSV (Vesicular Stomatitis Vi-rút) Nấm: Candida spp A fumigatus Ký sinh trùng: E histolytica B caballi T cruzi Màng ức chế sinh học Vi khuẩn Gram âm: 84, 87, 92, 123 Porphyromonas gingivalis Prevetella intermedi P aeruginosa B cepacia B cenocepacia E coli M bovis Vi khuẩn Gram dương: S epidermidis Vi khuẩn gram âm: 6, 124 Liên kết miền tích cực E coli với tiêu cực vi sinh Ký sinh trùng: vật T gondii E stiedai Vi khuẩn Gram dương: B subtilis Sửa đổi tương tác K pneumoniae vi khuẩn, với tế bào Smutans chủ, với ma trận Vi-rút: ngoại bào Rotavi-rút Enterovi-rút 84, 87 Ức chế kích hoạt qua Vi khuẩn gram âm trung gian LPS 6, 85, 125 Cảm ứng trình Nấm: Candida albicans chết tế bào 90 Khả liên kết oligonucleotit chứa CpG không methyl hóa cho phép Lf có tác dụng chống viêm tế bào B, hỗ trợ khả Lf tương tác với TLR-9 [17, 86] Cơ chế cho miền đầu tận N Lf khả liên kết lượng lớn sắt [84, 87] , ngăn cản tế bào chủ ức chế sản xuất cytokin tiền viêm (ví dụ TNF-α, IL- 1β, IL-6 IL-8) [6, 54] Sự đóng góp Lf vào việc giải phóng cytokin tiền viêm giúp tăng cường trình thực bào kết dính tế bào, đồng thời cung cấp khả bảo vệ chống lại mầm bệnh chất chuyển hóa chúng [17, 87] Tuy nhiên, Lf sử dụng đường uống mơ hình bị nhiễm Staphylococcus aureus, gia tăng phản ứng vật chủ quan sát thấy gia tăng nồng độ TNF-α giảm nồng độ IL-5 IL-10 [17] Hoạt động chống vi-rút Mặc dù Lf thực hoạt động kháng vi-rút vi-rút có vỏ bọc, người ta tin có hoạt tính chống vi-rút chống lại phổ rộng vi-rút RNA DNA Đóng góp việc bảo vệ chống vi-rút khả liên kết với glycosaminoglycans màng tế bào [39, 87] Với diện số loại vi-rút (ví dụ virút viêm miệng có mụn nước), Lf làm tăng hoạt động thực bào Mfs [17] Mặt khác, Lf có tương tác mạnh với protein gp120 Vi-rút gây suy giảm miễn dịch người, Lf liên kết với thụ thể DC-SING tế bào đuôi gai để ngăn chặn tương tác chúng theo thứ tự ức chế lây truyền vi-rút [6, 88] Hoạt tính kháng nấm Candida albicans nguyên nhân phổ biến gây nhiễm trùng âm đạo [89] Sự bám dính loại nấm vào biểu mơ âm đạo ngăn chặn nhờ hoạt động Lf khả lập sắt [87] Ngồi ra, Lf có khả gây q trình chết theo chương trình nấm men, lần báo cáo Madeo cộng vào năm 1997 [90] Năm 2000, Wakabayashi cộng báo cáo Lf ức chế phát triển thể sống Trichophyton mentagrophytes Trichophyton rubrum, hai số tác nhân gây bệnh da liễu [91] Sự ức chế tăng trưởng xảy Lf tăng cường phản ứng viêm liên quan đến miễn dịch qua trung gian tế bào cần thiết để chữa khỏi bệnh nấm [92] Hoạt động chống ký sinh trùng Các chế liên quan đến hoạt động chống ký sinh trùng Lf phức tạp [93] Lf thể hoạt động chống lại Entamoeba histolytica, Trichomonas faetus, Trypanosoma cruzi, Trypanozoma brucei, Plasmodium falciparum, Toxoplasma gondii Eimeria stiedai Khơng rõ liệu đặc tính chống vi trùng Lf có liên quan đến hành động trực tiếp chống lại vi khuẩn hay kích hoạt hệ thống miễn dịch hay khơng, số chứng hai hình thức hành động có liên quan Giả thuyết hỗ trợ báo cáo Lf điều chỉnh điều chỉnh thay đổi trực tiếp cân khả miễn dịch tế bào T Trong nghiên cứu liên quan đến nhiễm trùng Toxo plasma gondii, sử dụng Lf qua đường uống thúc đẩy phản ứng tế bào Th2 niêm mạc ruột, đặc trưng mức IFN-γ giảm mức IL-10 tăng cao [6, 17] Lactoferrin từ loài khác Như thảo luận báo trước [87] , lợi ích khác Lf khiến quan tâm đến việc sử dụng chiến lược phân tử để phát triển Lf tái tổ hợp từ loài khác nhằm tăng tính khả dụng Do khả kháng khuẩn rộng rãi nó, Lf sử dụng loại protein dinh dưỡng thuốc bổ trợ Mặc dù sữa non chứa hàm lượng Lf cao, công ty công nghiệp yêu cầu sản xuất tinh chế Lf mà không ảnh hưởng đến việc sử dụng sữa ngành công nghiệp thực phẩm Hiện tại, sản xuất lactoferrin bị (bLf) lactoferrin người (hLf) tinh khiết cao [93] Ngồi ra, lactoferrin từ lồi khác (ví dụ : chuột nhắt, chuột cống, tinh tinh, heo rừng, cừu, dê, trâu, lạc đà chó) giải trình tự phát thay đổi từ 2112 đến 2530 bp [94, 95] Có thể tạo Lf tái tổ hợp đặc trưng cho người, bò, ngựa, lợn, dê, bị tây Tạng Cơn Minh cách sử dụng hệ thống biểu khác (ví dụ: vi khuẩn, nấm, men, dịng tế bào, trùng, động vật có vú thực vật) Mặc dù Lf tạo với số lượng nằm khoảng từ 0,756 mg/L đến 10,6 g/L, Lf người biểu nhiều số tất hệ thống biểu khác [87, 96-103] Các ứng dụng tương lai lactoferrin Lf có nhiều hoạt động, liên kết với số lượng đáng kể hợp chất chất, chẳng hạn lipopolysacarit, heparin, glycosaminoglycans, DNA ion kim loại (ví dụ: Fe, Al, Mn, Co, Cu, Zn) [39, 104] ; có liên quan đến cân nội mơi sắt; có nhiều hoạt tính kháng khuẩn chống lại vi khuẩn, vi rút, nấm ký sinh trùng; có tác dụng chống viêm, điều hòa miễn dịch, chống ung thư enzym [105] Các vi sinh vật kháng kháng sinh nguy hiểm người, nghiên cứu khoa học sâu rộng dẫn đến việc phát triển loại kháng sinh với tác dụng khác nhằm nỗ lực giải vấn đề Cộng đồng khoa học nhắm đến Lf ứng cử viên đầy triển vọng để giúp phá vỡ vòng luẩn quẩn kháng kháng sinh [5, 106] Bổ sung Lf qua đường uống trẻ sơ sinh ngăn ngừa nhiễm trùng giảm mức độ nghiêm trọng nhiễm trùng có [107-109] Một nghiên cứu người cho thấy việc bổ sung dinh dưỡng sữa non có hiệu tương đương việc ngăn ngừa đợt cúm so với vắcxin [29, 110] Trong thử nghiệm lâm sàng, việc sử dụng Lf bị ức chế q trình sinh ung thư ruột kết quan khác, nghiên cứu người gần Lf ức chế phát triển polyp tuyến làm giảm nguy sinh ung thư ruột kết [111] Khả Lf ảnh hưởng đến trình trao đổi chất cách giảm mức triacylglycerol cholesterol báo cáo [112] , nghiên cứu Nhật Bản tiết lộ việc sử dụng Lf đường uống làm giảm mỡ nội tạng người [113] Các peptit có nguồn gốc từ Lf với tác dụng hạ huyết áp cho thấy tác dụng tương tự loại thuốc cụ thể [114] Ngoài ứng dụng sức khỏe người, Lf cịn có ứng dụng cơng nghiệp Một nghiên cứu Lf sử dụng để kéo dài thời hạn sử dụng nhiều loại chả thịt sản phẩm thịt khác, thịt lợn xay tươi có bổ sung Lf có tổng số lượng đĩa thấp [115] Lf sử dụng chất phụ gia thức ăn chăn ni thay làm giảm loại bỏ tác động việc tiêu thụ kháng sinh chăn nuôi tăng cường hệ thống miễn dịch tự nhiên vật nuôi Theo hướng này, nghiên cứu cho thấy lợn cai sữa sớm nhận cám gạo biểu tái tổ hợp lợn-Lf làm phụ gia thức ăn cải thiện đặc tính kháng khuẩn nồng độ IgG [116-118] Ngồi ra, Lf sử dụng để kiểm soát bệnh nấm gây bệnh trồng [119, 120] Trong ứng dụng nuôi cấy tế bào, tồn mối lo ngại khả nhiễm bẩn sử dụng protein peptit từ động vật; đó, biểu Lf tái tổ hợp lúa nghiên cứu để tăng cường phát triển tế bào ruột, tế bào lai, tế bào thận phôi người nguyên bào xương Nghiên cứu kết luận Lf có hiệu việc thúc đẩy tăng trưởng tế bào động vật có vú tăng suất tế bào [121] Lf người an toàn FDA coi sản phẩm GRAS khơng có chống định bệnh nhi người lớn [82, 106] Một số ngành công nghiệp dược phẩm (ví dụ: Venture LLC, Biopharming, Ventria Bioscience, AusBioMed, Max Bio -care, Morinaga Milk Industry Co LTD) thương mại hóa Lf người bị sản phẩm khác bao gồm bột dinh dưỡng, vitamin bổ sung cho trẻ em, sữa bột cho trẻ sơ sinh, đồ uống chất kích thích tăng trưởng tế bào Cơng ty dược phẩm sinh học Agennix có sản phẩm, talactoferrin, thử nghiệm lâm sàng để coi sản phẩm GRAS Sản phẩm đề xuất sử dụng điều trị ung thư biểu mô đa dạng, nhiễm trùng huyết nặng loét chân tiểu đường Sữa công thức dành cho trẻ sơ sinh có bổ sung Lf sản phẩm mà ngành đặc biệt quan tâm Phần kết luận Lf phân tử linh hoạt hình thành chọn lọc tự nhiên để trở thành tuyến phòng thủ động vật có vú Khả phát huy tác dụng điều tiết nhiều loại chất cation cho phép liên kết số lượng lớn phân tử bề mặt ion kim loại trình phát triển vi sinh vật kích hoạt điều hịa miễn dịch vật chủ, ảnh hưởng đến khả miễn dịch thích nghi bẩm sinh Việc phát triển hệ thống biểu Lf cho ứng dụng thực phẩm dược phẩm bắt buộc, có nhiều khả protein dinh dưỡng, đa chức Lời cảm ơn Cơng trình hỗ trợ phần khoản trợ cấp nội từ Khoa Khoa học Hóa học, Đại học Tự trị Chihuahua, Mexico Proteo/Muuu-Technologies de Mexico Tài liệu tham khảo Groves ML Sự cô lập protein màu đỏ từ sữa JACS 1960; 82:3345-50 Montreuil J, Tonnelat J, Mullet S Chuẩn bị đặc tính lactotransferrin sữa mẹ BBA 1960; 45:413-21 Walker A Sữa mẹ tiêu chuẩn vàng cho chất dinh dưỡng bảo vệ J Pediat 2010; 156:3-7 Van Der Strate BWA, Belijaars L, Molema G Hoạt động kháng vi-rút lactoferrin Đáp ứng kháng vi-rút 2001; 52:225-39 Valenti A, Antonini G Lactoferrin: chất bảo vệ vật chủ quan trọng chống lại công vi khuẩn vi rút Khoa học đời sống tế bào Mol 2005; 62:2576-87 Legrand D, Pierce A, Elass E, Carpentier M, Mariller C, Mazurier J Cấu trúc chức Lactoferrin Adv Exp Med Biol 2008; 606:163-94 Kawamata T, Tooyama I, Yamada T, Walker DG, McGeer PL Hóa mơ miễn dịch Lacto transferrin bệnh Alzheimer não người bình thường Am J Pathol 1993; 142:1574-85 Uchida K, Matsuse R, Tomita S Phát hóa chất miễn dịch lactoferrin người phân dấu hiệu cho chứng rối loạn viêm dày ruột ung thư ruột kết Lâm sàng Hóa sinh 1994; 27: 25964 van de Graaf EA, Out TA, Kobesen A, Jansen HM Lactoferrin IgA tiết dịch rửa phế quản phế nang từ bệnh nhân hen suyễn ổn định Phổi 1991; 169:275-83 10 de la Rosa G, Yang D, Tewary P, Varadhachary A, Oppenheim JJ Lactoferrin hoạt động chất báo động để thúc đẩy việc thu nạp kích hoạt APC phản ứng miễn dịch đặc hiệu với kháng nguyên Miễn dịch J 2008; 180:6868-76 11 Baveye S, Elass E, Mazurier J, Spik G, Legrand D Lactoferrin: Một glycoprotein đa chức liên quan đến điều chế q trình viêm Lâm sàng Hóa học Med 1999; 37:281-6 12 Legrand D, Elass E, Carpentier M, Mazurier M Lactoferrin: chất điều biến phản ứng miễn dịch viêm nhiễm Khoa học đời sống tế bào Mol 2005; 62:2549-59 13 Fillebeen C, Ruchoux M, Mitchell V, Vincent S, Benaissa M, Pierce A Lactoferrin tổng hợp vi thần kinh đệm hoạt hóa chất đen người q trình tổng hợp dịng tế bào CHME vi thần kinh đệm người điều chỉnh tăng yếu tố hoại tử khối u alpha xử lý 1-metyl -4-phenylpyridinium Brain Res Mol Brain Res 2001; 96:103-13 14 Wagner KR, Sharp FR, Ardizzone TD, Lu A, Clark JF Chuyển hóa Heme Sắt: Vai trị xuất huyết não Chuyển hóa lưu lượng máu não 2003; 23:629-52 15 Kell DB Sắt hoạt động kém: thải sắt khơng phù hợp ngun nhân gây bệnh nguyên mạch máu bệnh thối hóa viêm tiến triển khác Bộ gen BMC Med 2009; 2:2 16 Kruzel ML, Bacsi A, Choudhury B, Sur S, Boldogh I Lactoferrin làm giảm viêm đường hô hấp dị ứng kháng nguyên phấn hoa mô hình bệnh hen suyễn chuột miễn dịch 2006; 119:59-66 17 Actor J, Hwang S, Kruzel M Lactoferrin điều biến miễn dịch tự nhiên Curr Pharm Des 2009; 15:1956-73 18 Lu YC, Yeh WC, Ohashi PS Đường dẫn truyền tín hiệu LPS/TLR4 Cytokin 2008; 42:14551 19 Ando K, Hasegawa K, Shindo K, Furusawa T, Fujino T, Kikugawa K Lactoferrin người kích hoạt NF-kappaβ thơng qua đường thụ thể giống Toll can thiệp vào tín hiệu TLR4 kích thích lipopolysacarit THÁNG J 2010; 277:2051-66 20 Yen CC, Shen CJ, Hsu WH, Chang YH, Lin HT, Chen HL, et al Lacto -ferrin: loại protein kháng khuẩn liên kết với sắt chống lại nhiễm trùng Escherichia coli Kim loại sinh học 2011; 24:585-94 21 Ahmad I, Owais M, Shahid M, Aqil F Chống nhiễm nấm Trong: Sự cố cách khắc phục Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010 tr 397-422 22 Wiesner J, Vilcinskas A Peptit kháng khuẩn Cánh tay cổ xưa hệ thống miễn dịch người Độc tính 2010; 1:440-64 23 Lai Y, Gallo RL Khả miễn dịch AMPed Up: làm peptit kháng khuẩn có nhiều vai trị việc bảo vệ miễn dịch Xu hướng miễn dịch 2009; 30:131-41 24 Smit E, Oberholzer HM, Pretorius E Đánh giá chất điều hịa miễn dịch có liên quan đến Canova vi lượng đồng 2009; 98:169-76 25 Abbas A, Lichtmam A, Pillai S Inmunología tế bào y phân tử thứ ... chống lại tương tác trực tiếp với vi sinh vật thông qua tác dụng điều hịa miễn dịch Điều hịa miễn dịch Chất điều hòa miễn dịch chất sinh học tổng hợp có khả thay đổi phản ứng miễn dịch cách tăng... hệ thống miễn dịch chế miễn dịch [23] Những peptit cho góp phần ngăn ngừa phục hồi thay đổi hệ thống miễn dịch cách ức chế tăng cường phản ứng miễn dịch [24] Một số chất điều hòa miễn dịch, chẳng... chịu trách nhiệm tác dụng điều hòa miễn dịch Lf chưa làm sáng tỏ hoàn toàn, nghiên cứu ống nghiệm thể sống cho thấy tồn nhiều chế bao gồm điều hòa sản xuất cytokin/chemokin, điều hòa sản xuất loại