염증 유전자 IL-1A와 IL-1B 변이 형태와 질병

IL1A 유전자 변이는 비정상적인 염증과 연관된 만성 잇몸(치과)질환, 골수에 황색포도상구균, 연쇄구균, 폐렴균 등의 세균이 들어가 염증이 생긴는 만성 골수염, 안압의 상승으로 인해 시신경이 눌리거나 혈액 공급에 장애가 생겨 시신경의 기능에 이상을 초래하는 안구 질환인 녹내장 등의 질환들의 잠재적 위험 요인으로 연구되어져 왔습니다.

IL1A의 유전자에 관한 가장 잘 연구 된 변이 위치는 유전자의 시작 근처의 DNA 조절 영역에 있는 -889(C>T) DNA 단일 염기의 변이입니다. -889 C>T(rs1800587) 에서 위치의 변이는 세포 내의 IL-1A 발현에 영향을 미칩니다. 두 번째로 IL1A 유전자의 단일 염기 변이 위치는 +4845(G>T) 입니다.

다양한 연구에 따르면 IL1A 유전자 변이는 아마도 염증을 촉진하는 IL-1A 단백질 역할과 관련이 있으며 다른 유전적 및 환경적 요인 함께 복잡한 질환 발병 가능성에 영향을 미칩니다.

IL-1B는 위장 종양, 헬리코박터 감염, 염증, 치주염, 만성 질환 등 549가지 질환과 관련이 있습니다. IL1B에서 유촉진자(promoter)위치에 있는 −511C>T 입니다. −511C>T 위치의 유전자가 중요한 이유는 아미노산 종결 코돈(TGA)에서 변이가 일어나기 때문입니다. 이러한 변이가 염증을 지속적으로 만들어 내고 심혈관 관계 질병과 암 등의 질병을 초래하게 됩니다.

NCBI's(The National Center for Biotechnology Information)Reference Sequence database에서 IL1A에 관한 요약한 내용을 보면은 IL1A유전자는 인터루킨1(interleukin 1) 사이토카인 가족의 일원으로 인터루킨 1 알파(interleukin-1 alpha )라는 단백질을 만들도록 명령을 내립니다. 이 사이토카인은 다양한 면역반응과 염증과정 그리고 혈액 속에서 혈구가 만들어지는 조혈 작용 등에 관여하는 다면 발현 사이토카인입니다. 또한 단백질 가수 분해 과정과 세포 손상에 대한 반응으로 방출되고 세포 사멸을 유도하는 것과 같은 생물학적 기능을 억제하는 전구단백질(proprotein)로 단핵세포(monocyte)와 대식세포(macrophage)에 의해서 만들어집니다. IL-1A 유전자를 비롯한 다른 8개 유전자가 염색체 2번에 위치하고 있습니다. IL-1A 유전자의 다형성은 류마티스 관절염과 알츠하이머병과 연관이 있다고 설명되어 있습니다. 더불어 인터루킨 1 알파는 다양한 면역 반응과 염증 과정 등에 관여하는 유전자를 자극하여 활성화 시키는 일을 하며 염증 유발(pro-inflammatory) 사이토카인 입니다.

중요 역할은 박테리아 및 바이러스와 같은 외부 침입자로부터 신체를 보호하고, 뼈 흡수, 분해, 더 이상 필요 하지 않은 뼈 조직 제거에 관여하고 있습니다.

IL1A 유전자의 정식 명칭은 정식 명칭은 “interleukin 1, alpha.” 이며, hematopoietin-1, IL1, IL-1A, IL1A_HUMAN, IL1-ALPHA, IL-1 alpha, IL1F1, Interleukin-1 alpha, preinterleukin 1 alpha, pro-interleukin-1-alpha 등으로도 불리어집니다.

아래 목록은 HGVS(Human Genome Variation Society)에 표기된 IL-1A(+4845)의 다른 표기법입니다.

NC_000002.11:g.113537223C>A, NC_000002.12:g.112779646C>A, NG_008850.1:g.10749G>T, NM_000575.3:c.340G>T, NP_000566.3:p.Ala114Ser

IL-1A 유전자는 2번 염색체 긴 팔(q) 14 위치(2q14 : 2:112779646)에 있습니다. 더 정확하게 말하면 2번 염색체 염기 쌍 112,773,915∼112,785,394에 위치하고 있습니다. SNP상 배열을 보면 다음과 같습니다.

TTTAGAAATCATCAAGCCTAGGTCA [G / T] CACCTTTTAGCTTCCTGAGCAATGT

IL-1A(Ala114Ser)은 총 271개의 아미노산을 가지고 있습니다 이 가운데 코돈 114번째에서 알라닌(alanine / GCA)이 세린(serine / TCA)으로 바뀐 것을 말합니다. 뉴클레오티드(nucleotide)상에서는 +4845번 위치에서 구아닌(guanine)이 티민(thymine)으로 치환 된 것입니다.

IL1B에 관한 요약한 내용을 보면은 IL1B유전자는 인터루킨1(interleukin 1) 사이토카인 가족의 일원으로 인터루킨 1 베타(interleukin-1 beta )라는 단백질을 만들도록 명령을 내리는 것입니다. 이 IL1B는 세포 사멸과 괴사 그리고 염증 신호 전달과정에 관여하는 카스파아제 1(caspase 1)에 의해 활성을 통해 가수분해 과정 같은 생물학적 기능을 억제하는 전구단백질(proprotein)로 대식세포에 의해서 만들어집니다. IL1B는 염증 반응의 매개체이며, 세포 증식, 분화, 사멸 등의 다양한 역할을 합니다. 중추신경계에서 이 IL1B에 의한 사이클로옥시지나제(cyclooxygenase-2)의 유도는 염증성 통증 과민성에도 영향을 주는 것으로 알려졌습니다. IL-1B 유전자를 비롯한 다른 8개 유전자가 염색체 2번에 위치하고 있습니다.

IL1B 유전자의 정식 명칭은 정식 명칭은 “interleukin 1 beta.” 이며, IL-1 Beta, Catabolin IL1F2, Pro-Interleukin-1-Beta, Preinterleukin 1 Beta ,Interleukin-1 Beta, IL1-BETA. IL-1 등으로도 불리어 집니다.

참고로, caspase 1 단백질은 세포가 죽어야 될 때, 다른 단백질을 잘라 분해하는 역할을 하고, macrophage는 동물 체내 모든 조직에 분포하여 면역을 담당하는 세포입니다. 즉, 침입한 세균 등을 잡아서 소화하여 그에 대항하는 면역 정보를 림프구에 전달합니다. 그리고, cyclooxygenase-2(COX2)는 혈관에서 발현되면서 프로스타사이클린을 생성합니다. 프로스타사이클린은 혈관을 확장시키며 혈소판의 활성을 차단하는 기능을 갖고 있습니다. 이런 차이점 때문에 COX-1을 저해하는 약물은 혈액을 희석시키는 효능을 나타내고 COX-2를 차단하는 약물은 염증에 동반하는 통증을 감소시키는 효능을 나타냅니다.

아래 목록은 HGVS(Human Genome Variation Society)에 표기된 IL-1B(+3954)의 다른 표기법입니다.

NC_000002.11:g.113590390G>A, NC_000002.12:g.112832813G>A, NG_008851.1:g.8967C>T, NM_000576.2:c.315C>T, NP_000567.1:p.Phe105, XM_006712496.1:c.81C>T, XP_006712559.1:p.Phe27

IL-1B(+3954) 유전자는 2번 염색체 긴 팔(q) 14 위치(2q14 (2:112832813)에 있습니다. 더 정확하게 말하면 2번 염색체 염기 쌍 112,829,751∼112,836,903에 위치하고 있습니다. SNP상 배열을 보면 다음과 같습니다.

TCCACATTTCAGAACCTATCTTCTT [C / T] GACACATGGGATAACGAGGCTTATG

IL-1B(Phe27)은 총 269개의 아미노산을 가지고 있습니다. 이 가운데 코돈 27번째에서 페닐알라닌(phenylalanine/TTC)이 페닐알라닌(phenylalanine/TTT)으로 바뀐 것을 말합니다. 뉴클레오티드(nucleotide)상에서는 +3954번 위치에서 시토신(cytosine)이 티민(thymine)으로 치환 된 것입니다.

아래 목록은 HGVS(Human Genome Variation Society) 에 표기된 IL-1B(-511)의 다른 표기법입니다.

NC_000002.11:g.113594867A>G, NC_000002.12:g.112837290A>G, NG_008851.1:g.4490T>C, NM_000576.2:c.-598T>C, XM_006712496.1:c.-1552T>C

IL-1B(-511) 유전자는 2번 염색체 긴 팔(q)14 (2q14 (2:112837290) 촉진자(Promoter) 위치에 있습니다. SNP상 배열을 보면 다음과 같습니다.

TACCTTGGGTGCTGTTCTCTGCCTC[A / G]GGAGCTCTCTGTCAATTGCAGGAGC

IL-1B(-511)은 촉진자(Promoter)에서 STOP(TGA)이 아르기닌(arginine/CGA)으로 바뀐 것을 말합니다. 뉴클레오티드(nucleotide)상에서는 -511번 위치에서 티민(thymine)이 시토신(cytosine)으로 치환 된 것입니다.