TEKSTI

Marsun makrofagien migraation estävä tekijä oli ensimmäinen löydetty lymfokiini (Bloom ja Bennett, 1966; David, 1966). MIF-aktiivisuuden ilmentymisen havaittiin korreloivan hyvin viivästyneen yliherkkyyden ja soluvälitteisen immuniteetin kanssa ihmisillä. MIF-aktiivisuutta voitiin havaita nivelreumapotilaiden nivelreumassa. MIF:n ilmentyminen tulehduspaikoissa viittaa siihen, että välittäjäaineella on merkitystä makrofagien toiminnan säätelyssä isännän puolustuksessa. Weiser ja muut (1989) eristivät ihmisen makrofagien migraatiota estävää tekijää koodaavan cDNA:n.

Paralkar ja Wistow (1994) osoittivat Northern blot -analyysin avulla, että MIF:n mRNA:lla on yksi koko (noin 800 nukleotidia) kaikissa tutkituissa ihmisen kudoksissa. Aiemmista raporteista poiketen he eivät löytäneet todisteita siitä, että ihmisen genomissa olisi useita MIF:n geenejä.

Paralkar ja Wistow (1994) osoittivat, että MIF-geeni on huomattavan pieni; siinä on kolme eksonia, jotka on erotettu toisistaan vain 189 ja 95 bp:n pituisilla introneilla, ja sen pinta-ala on alle 1 kb.

Kozak ym. (1995) havaitsivat, että hiiren Mif-geenin eksoni/intronirakenne muistuttaa ihmisen geenin rakennetta. Bozza et al. (1995) havaitsivat, että hiiren Mif-geeni kattaa alle 0,7 kb kromosomaalisesta DNA:sta ja koostuu kolmesta eksonista.

Esumi ym. (1998) esittivät todisteita siitä, että ihmisen ja hiiren D-dopakromitautomeraasin (DDT; 602750) geeni on eksonirakenteeltaan identtinen MIF:n kanssa. Molemmissa geeneissä on 2 intronia, jotka sijaitsevat vastaavilla paikoilla suhteessa proteiinirakenteen 2-kertaiseen toistoon. Vaikka intronit ovat samankaltaisissa paikoissa, ne ovat eri vaiheissa suhteessa avoimeen lukukehykseen. Muita tämän superperheen jäseniä esiintyy sukkulamadoissa ja yhdessä kasvissa, ja C. elegansin sukulaisgeeni jakaa intronin paikan MIF:n ja DDT:n kanssa. Rakenteellisten yhtäläisyyksien lisäksi DDT:n ja MIF:n geenit ovat läheisesti yhteydessä toisiinsa ihmisen kromosomissa 22 ja hiiren kromosomissa 10.

Bernhagen ym. (1993) tunnistivat MIF:n tärkeimmäksi erittyväksi proteiiniksi, jota aivolisäkkeen etummaiset solut vapauttavat viljelmissä ja in vivo vasteena bakteeriperäisellä lipopolysakkaridilla tapahtuvalle stimulaatiolle. He päättelivät, että sillä on keskeinen rooli endotoksemian ja mahdollisesti septisen sokin aiheuttamassa toksisessa vasteessa.

Bucala (1996) tarkasteli tutkimuksia, jotka johtivat sellaisen aivolisäkkeen välittäjäaineen löytämiseen, joka näytti toimivan glukokortikoidien vaikutuksen vastavaikuttajahormonina immuunijärjestelmässä. Tämä peptidi eristettiin hiiren aivolisäkkeen etummaisten solujen tuotteena, se sekvensoitiin ja todettiin hiiren MIF:n homologiksi. MIF:llä on ainutlaatuinen ominaisuus vapautua makrofageista ja T-soluista vastauksena fysiologisiin glukokortikoidipitoisuuksiin. MIF:n eritystä säädellään tiukasti, ja se vähenee suurilla tulehdusta ehkäisevillä steroidipitoisuuksilla. Kun MIF on vapautunut, se ”ohittaa” tai säätelee steroidien immunosuppressiivisia vaikutuksia immuunisolujen aktivoitumiseen ja sytokiinituotantoon. Bucala (1996) totesi, että koska glukokortikoidit ovat olennainen osa isännän kokonaisvaltaista vastetta infektioon tai kudosinvaasioon, MIF:n fysiologinen tehtävä on toimia tulehduskohdassa tai imusolmukkeessa vastapainona steroidien syvälle menevälle immuunivastetta estävälle vaikutukselle.

Käyttämällä täyspitkää MIF:ää syöttinä aivojen cDNA-kirjastosta tehdyssä hiiva-2-hybridiseulonnassa Kleemann ym. (2000) havaitsivat Jun-aktivointidomeenia sitovan proteiinin (JAB1 tai COPS5; 604850) MIF:n vuorovaikutuskumppaniksi. Kleemann ym. (2000) vahvistivat spesifisen MIF-JAB1-assosiaatioyhteyden koimmunoprecipitaatio- ja pull-down-kokeilla. Konfokaalimikroskooppinen analyysi osoitti, että MIF-JAB1-kompleksi on lokalisoitunut sytosoliin lähelle perifeeristä plasmakalvoa, mikä viittaa mahdolliseen yhteyteen MIF:n ja integriinisignalointireittien välillä. Luciferaasireportteri ja geelisiirtymäanalyysit osoittivat, että endogeeninen ja eksogeeninen MIF estivät JAB1:n indusoimaa aktivaattoriproteiini-1:n (AP1; 165160) transkriptionaalista aktiivisuutta, mutta eivät häirinneet ydintekijä kappa-B:n (NFKB; 164011) aktiivisuutta. Samoin rekombinantti-MIF esti JAB1-stimuloitua ja tuumorinekroositekijän (TNF; 191160) indusoimaa JNK-aktiivisuutta (601158). MIF indusoi myös p27:n (CDKN1B; 600778) ilmentymistä ja peilasi CDKN1B:n välittämää kasvupysähdystä estämällä CDKN1B:n JAB1-riippuvaista hajoamista. Mutaatioanalyysi osoitti, että 16-residueinen MIF-peptidi, joka kattaa aminohapot 50-65, mukaan lukien cys60, kilpaili voimakkaasti villityyppisen MIF:n kanssa JAB1:n sitoutumisesta. Kleemann ja muut (2000) ehdottivat, että MIF-JAB1:n kautta tapahtuva signalointi on riippumaton mahdollisesta MIF-reseptorista, ja totesivat, että JAB1 on ainoa proteiini, jonka on osoitettu olevan vuorovaikutuksessa MIF:n kanssa.

Pastrana ym. (1998) kloonasivat parasiittisesta sukkulamatosta Brugia malayi, joka on lymfafilariaasin etiologinen aiheuttaja, cDNA:n, joka koodaa proteiinia (BmMif), joka on 42 % identtinen ihmisen MIF:n kanssa. MIF-homologeja löydettiin myös sukulaisfilarioosilajeista. Toiminnallinen analyysi osoitti, että sekä loiseläimistä että ihmisestä peräisin oleva MIF esti solujen yhteyteen sijoitettuna monosyyttien/makrofagien satunnaista migraatiota, mutta soluista erilleen sijoitettuna se lisäsi monosyyttien/makrofagien migraatiota. Pastrana ym. (1998) päättelivät, että filarioosien loiset tuottavat sytokiinihomologeja, jotka voivat muuttaa isännän immunologista ympäristöä ja siten vaikuttaa loisen kykyyn selviytyä in vivo.

Roger ym. (2001) osoittivat, että hiiren makrofagit, jotka on transfektoitu antisense-Mif-mRNA:lla, ja Mif -/- -hiirten makrofagit ovat hyporesponsiivisia lipopolysakkaridi (LPS) -stimulaatiolle, mutta eivät grampositiivisten bakteerien aiheuttamalle stimulaatiolle, mikä näkyy vähentyneenä TNFA:n ja IL6:n (147620) tuotantona. Mif-antisense-käsitellyt solut ja Mif-puutteisten hiirten makrofagit ilmentävät vähentynyttä Tlr4:n (603030), mutta eivät Tlr2:n (603028), mRNA:ta ja proteiinia. EMSA ja promoottori-analyysi osoittivat, että puutteellinen Mif-ekspressio heikentää hiiren Tlr4-geenin PU.1 (165170) transkriptiotekijän perusaktiivisuutta, mikä johtaa Tlr4-proteiinin heikentyneeseen ilmentymiseen ja reaktiivisuuteen LPS:lle ja gramnegatiivisille bakteereille. Roger ja muut (2001) ehdottivat, että MIF:n aktiivisuuden estämisestä voisi olla hyötyä gramnegatiivista septistä sokkia sairastaville.

Amin ym. (2003) määrittivät, että MAPK (ks. MAPK1; 176948) ja PI3K (ks. PIK3CA; 171834) olivat kriittisiä ihmisen ihomikrovaskulaaristen endoteelisolujen MMIF:stä riippuvaiselle migraatiolle tyvikalvon läpi, mutta Src (190090) ja p38-kinaasi (600289) eivät olleet oleellisia. Rekombinantti-MMIF indusoi myös ajasta riippuvia lisäyksiä proteiinien fosforylaatiossa MAPK- ja PI3K-signalointireittien varrella.

Bernhagen ym. (2007) osoittivat immunofluoresenssimikroskopian avulla, että MIF:ää ilmentävät solut indusoivat monosyyttipysähdyksen CXCR2:n (IL8RB; 146928) ja T-solupysähdyksen CXCR4:n (162643) kautta, mutta eivät CXCR1:n (IL8RA; 146929) tai CXCR3:n (300574) kautta. Transwell-analyysi osoitti, että MIF stimuloi leukosyyttien kemotaksista CXCR2:n ja CXCR4:n kautta ja aiheutti nopean integriini- (esim. ITGAL (153370)/ITGB2 (600065)) aktivaation sekä kalsium-mobilisaation. Virtaussytometria, fluoresenssimikroskopia ja pull-down-analyysit osoittivat, että MIF oli vuorovaikutuksessa CXCR2:n ja CXCR4:n kanssa ja kolokalisoitui CD74:n (142790) kanssa. Monosyyttien pysähtyminen ateroskleroosille alttiissa hiirissä edellytti Mif:ää ja Cxcr2:ta, ja Mif:n aiheuttamat tulehdusvasteet hiirissä olivat myös riippuvaisia Cxcr2:sta. Mif:n, mutta ei Cxcr2:n ja Cxcr4:n kanonisten ligandien vasta-ainevälitteinen esto Apoe (107741) -/- -hiirillä, jotka söivät runsasrasvaista ruokavaliota ja joilla oli ateroskleroosi, johti plakin regressioon. Bernhagen ja muut (2007) ehdottivat, että MIF:n kohdistaminen ateroskleroottisiin yksilöihin voi olla terapeuttinen vaihtoehto.

Arjona ym. (2007) osoittivat, että potilailla, joilla oli akuutti Länsi-Niilin viruksen (WNV; ks. 610379) aiheuttama infektio, MIF-pitoisuudet plasmassa ja aivo-selkäydinnesteessä olivat koholla. Hiirillä tehdyt tutkimukset (ks. ELÄINMALLI) osoittivat, että MIF osallistuu WNV:n patogeneesiin, ja viittasivat siihen, että MIF:ään kohdistuvat farmakoterapeuttiset lähestymistavat voivat olla hyödyllisiä WNV-enkefaliitin hoidossa.

Miller ym. (2008) osoittivat, että MIF, joka on tulehduksen alkuvaiheen säätelijä, vapautuu iskeemisessä sydämessä, jossa se stimuloi AMPK:n (ks. 602739) aktivoitumista CD74:n kautta, edistää glukoosinottoa ja suojaa sydäntä iskeemis-reperfuusiovamman aikana. Mif-geenin sukusolujen poisto heikentää iskeemisen AMPK-signalointia hiiren sydämessä. Ihmisen fibroblasteilla, joilla on matala-aktiivinen MIF-promoottoripolymorfismi, on vähentynyt MIF:n vapautuminen ja AMPK-aktivoituminen hypoksian aikana. Näin ollen MIF moduloi sydäntä suojaavan AMPK-reitin aktivoitumista iskemian aikana ja yhdistää toiminnallisesti tulehduksen ja aineenvaihdunnan sydämessä. Miller ja muut (2008) ennakoivat, että geneettinen vaihtelu MIF:n ilmentymisessä voi vaikuttaa ihmisen sydämen vasteeseen iskemialle AMPK-reitin kautta ja että diagnostinen MIF:n genotyypitys voisi ennustaa riskiä sepelvaltimotautipotilailla.

Kozak ym. (1995) osoittivat interspesifisillä backcross-analyyseillä, että hiiren Mif-geeni karttuu kromosomille 10. He kartoittivat hiiren kromosomeihin 1, 2, 3, 7, 8, 9, 12, 17 ja 19 yhdeksän muuta lokusta, jotka sisälsivät samankaltaisia sekvenssejä, ilmeisesti kaikki prosessoituja pseudogeenejä. Bozza et al. (1995) kartoittivat geenin niin ikään hiiren kromosomiin 10 (Bcr:n ja S100b:n väliin, jotka oli kartoitettu ihmisen kromosomeihin 22q11 ja 21q22.3). He analysoivat useita pseudogeenejä ja kartoittivat kolme niistä hiiren kromosomeihin 1, 9 ja 17.

Kozak ym. (1995) totesivat, että ihmisen genomissa ei ole MIF-pseudogeenejä. Budarf ym. (1997) suorittivat somaattisten solujen hybridipaneeli-PCR:n ihmisspesifisillä alukkeilla lokalisoidakseen geenin ihmisen kromosomiin 22q11.2. He suorittivat myös fluoresenssi in situ -hybridisaation ja havaitsivat MIF:n yksiselitteisen kartoituksen kromosomille 22q. Kozak ja muut (1995) olivat kartoittaneet ihmisen MIF-geenin kromosomiin 19.

Donn ym. (2001) tunnistivat G-C-siirtymän MIF-geenin paikassa -173 (153620.0001) ja seuloivat tämän polymorfismin 117:llä systeemistä nuoruusiän nivelreumaa sairastavalla potilaalla (604302) ja 172:lla sukulaisuudeltaan vastaavalla terveellä kontrollilla. He havaitsivat, että henkilöillä, joilla oli MIF-173C-alleeli, oli kohonnut taudin riski (p = 0,0005). Donn ja muut (2002) seuloivat MIF-173C-alleelin 88 potilaan joukosta, joilla oli nuoruusiän nivelreuma ja joiden kliininen fenotyyppi vaihteli. He vahvistivat lisääntyneen riskin sairastua nuoruusiän nivelreumaan ja havaitsivat myös, että lisääntynyt riski ei rajoittunut mihinkään tiettyyn kliiniseen alaryhmään.

Monien biologisten toimintojensa ohella MIF indusoi tulehdusta immuunijärjestelmän ja hypotalamus-aivolisäke-lisämunuaiskuoren stressiakselin rajapinnassa. Koebernick ym. (2002) osoittivat, että Mif-puutteelliset knockout-hiiret eivät kyenneet hallitsemaan infektiota villityyppisellä Salmonella typhimuriumilla. Erilaiset toimenpiteet viittasivat siihen, että MIF on keskeinen välittäjä isännän vasteessa tähän infektioon. MIF ei ainoastaan edistä suojaavan Th1-vasteen kehittymistä, vaan se myös lievittää tautia muuttamalla reaktiivisten typen välituotteiden ja kortikosteroidihormonien tasoja, jotka molemmat vaikuttavat immunosuppressiivisesti.

Wang ym. (2006) totesivat, että astmapotilaiden bronkoalveolaarisessa huuhtelunesteessä (BALF, bronchoalveolar lavage fluid) on havaittu kohonneita MIF:n pitoisuuksia, jotka ovat mahdollisesti peräisin eosinofiileistä (Rossi ym., 1998). Wang ym. (2006) vertasivat Mif -/- -hiiriä ja villityyppisiä hiiriä käyttäen keuhkotulehduksen hiirimallia. Mif -/- -hiirillä seerumin IgE:n ja alveolaaristen tulehdussolujen rekrytoinnin määrä väheni merkittävästi, seerumin ja BALF:n sytokiinien ja kemokiinien määrä väheni ja Cd4 (186940) T-solujen aktivaatio heikkeni. Villityyppisillä hiirillä Mif-pitoisuudet BALF:ssä olivat lisääntyneet. Antigeenin aiheuttama hengitystieinflammaatio-fenotyyppi pystyttiin palauttamaan Mif -/-hiirillä korvaamalla se villityyppisillä syöttösoluilla. Wang ym. (2006) päättelivät, että syöttösoluista peräisin oleva MIF on välttämätön kokeellisesti aiheutetun hengitysteiden allergisen sairauden kannalta.

Arjona ym. (2007) havaitsivat, että Mif:n toiminnan estäminen hiirissä joko vasta-aineella, pienimolekyylisellä antagonistilla tai geenin poistolla lisäsi vastustuskykyä WNV:n aiheuttamaa letaliteettia vastaan. PCR ja konfokaalimikroskopia osoittivat, että hiirillä, joilta puuttui Mif, oli vähemmän viruskuormaa ja aivotulehdusta sekä vähemmän kiertävää Tnf:ää kuin villityyppisillä hiirillä. Evansin sinisen väriaineen injektio osoitti, että veri-aivoeste säilyi ehjänä Mif -/-hiirillä, mutta ei villityyppisillä hiirillä, WNV-haasteen jälkeen. Arjona ym. (2007) päättelivät, että MIF osallistuu WNV:n patogeneesiin ja että MIF:ään kohdistuvat farmakoterapeuttiset lähestymistavat voivat olla hyödyllisiä WNV-enkefaliitin hoidossa.

Tunnusta MIF käytetään myös mullerian inhibitorisesta tekijästä (600957), mutta sekaannusten välttämiseksi jälkimmäisestä geenistä on julistettu suositeltavimmaksi tunnukseksi AMH, joka tarkoittaa anti-mullerian hormonia.