Interleukin-1β
Synonym: IL-1β
1. Definition
Interleukin-1β ist ein der Interleukinfamilie angehörendes Zytokin. Es zählt zu den proinflammatorischen Zytokinen und spielt als zweite Untereinheit (neben Interleukin-1α) eine wichtige Rolle bei der Vermittlung der Entzündungsreaktion durch Interleukin-1.
2. Genetik
IL-1β wird auf dem Chromosomenabschnitt 2q14 mit 810 Basenpaaren kodiert und zunächst als ein inaktives IL-1β-Vorläuferprotein (Procaspase 1) mit 266 Aminosäuren und einer Molekülmasse von 30,75 kDa transkribiert. Seine Synthese wird durch Toll-like Rezeptor-Agonisten stimuliert.
3. Herkunft
Hauptproduzenten von IL-1β sind im Blut zirkulierende Monozyten, Makrophagen sowie dendritische Zellen.
4. Stimulation
Die Bildung und Sekretion von IL-1β wird durch exogene Pyrogene wie zum Beispiel Lipopolysaccharide aus Bakterienzellwänden oder auch endogene Pyrogene stimmuliert.
5. Molekulare Wirkungsweise
IL-1β entsteht aus seiner Vorstufe im Zytosol durch, zunächst Fusion mit der Procaspase 1 und anschließender Spaltung durch die IL-1β-Convertase (CASP1/ICE entspricht der Caspase 1). Zu dieser Aktivierung kommt es durch die Stimulation des P2X7-Rezeptors durch extrazelluläre Nukleotide. Diese bewirken einen Ausfluss von Kalium-Ionen aus der Zelle, gefolgt von Einstrom von Kalzium-Ionen. In Gegenwart dieser werden kalziumabhängige Phospholipasen aktiviert. Hierbei ist die Aktivierung der Phospholipase A2 für die Caspase-1-Aktivierung in den Lysosomen notwendig, wohingegen die Aktivierung der phosphatidylcholine-spezifische Phospholipase C zur Exozytose und Sezernierung des IL1β aus den Lysosomen führt. Das adulte IL-1β wird anschließend von der zytosolischen Thiolprotease geformt.
5.1. Interleukin-1-Rezeptoren
Nach der Fusion mit Interleukin-1α kann Interleukin-1β an folgenden beiden Rezeptoren seine Wirkung entfalten.
5.1.1. Interleukin-1-Rezeptor Typ 1
Der IL-1R1 kommt ubiquitär auf allen Zellen vor und wird in seiner Expression kaum reguliert. Nach Bindung von IL-1 leitet dieser Rezeptor die Informationen an die Zelle weiter.
5.1.2. Interleukin-1-Rezeptor Typ 2
Die Bindung an den IL-1R2 führt hingegen zu keinerlei Stimulation der Ziele, das IL-1 wird somit antagonisiert, die inflammatorische Wirkung abgeschwächt.
6. Biologische Wirkung
IL-1β wird im Rahmen einer inflammatorischen Antwort sezerniert und ist in wichtige Vorgänge wie die Zellproliferation, Zelldifferenzierung sowie die Apoptose involviert. Zu den wichtigsten Funktionen gehören
- Induktion von Fieber (bereits wenige Nanogramm)
- Induktion von Akute-Phase-Proteinen
- Rekrutierung von Neutrophilen Granulozyten
- Rekrutierung von Thrombozyten
Weiterhin induziert es die Produktion der Cyclooxygenase 2 (auch COX2 oder Prostaglandin-Endoperoxid-Synthase 2, PGES2) im zentralen Nervensystem, wodurch es zur neuronalen Vermittlung von Schmerzen, Hypersensibilität sowie zur Entstehung von Hyperalgesie mit beiträgt.