《细胞因子及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞因子及应用（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 细胞因子 （ Cytokines ） 第一节第一节 细胞因子的概述细胞因子的概述 一、细胞因子的概念 n机体的免疫细胞和非免疫细胞能合成和分泌小 分子的多肽类因子，它们能调节多种细胞生理 功能，称为细胞因子（Cytokines）。细胞因子 包括淋巴细胞产生的淋巴因子（lymphokines） 和单核巨噬细胞产生的单核因子（monokines ）等。 n研究细胞因子有助于阐明分子水平的免疫调节 机制，有助于疾病的预防、诊断和治疗，特别 是利用细胞因子治疗肿瘤、感染、造血功能障 碍以及自身免疫病等已收到初步疗效，具有非 常广阔的应用前景。 二、细胞因子的种类二、细胞因子的种类 白细胞介素（
2、interleukin，IL） n n 将介导白细胞间相互作用的一些细胞因子命将介导白细胞间相互作用的一些细胞因子命 名白细胞介素（名白细胞介素（ILIL）。许多）。许多ILIL不仅介导白细不仅介导白细 胞相互作用，还参与其它细胞的相互作用，胞相互作用，还参与其它细胞的相互作用， 如：造血干细胞，血管内皮细胞，纤维母细如：造血干细胞，血管内皮细胞，纤维母细 胞，神经细胞，成骨和破骨细胞的相互作用胞，神经细胞，成骨和破骨细胞的相互作用 。目前已发现。目前已发现IL-1IL-1，IL-2IL-2，IL-318IL-318，有，有 2020种以上。种以上。 白细胞介素的主要作用是： n n 促使促使
3、T T和和B B细胞增殖和分化细胞增殖和分化 n n 增强增强NKNK细胞以及单核细胞的杀伤活性细胞以及单核细胞的杀伤活性 n n 刺激造血细胞参与炎症反应刺激造血细胞参与炎症反应 n n 诱导抗体的产生诱导抗体的产生 n n 促进血小板的生成等促进血小板的生成等 集落刺激因子 （colony stimulating factor，CSF） n n 一些细胞因子可刺激不同的造血干细胞在半固一些细胞因子可刺激不同的造血干细胞在半固 体培养基中形成细胞集落，被称为集落刺激因体培养基中形成细胞集落，被称为集落刺激因 子（子（CSFCSF），按其作用范围分为：粒细胞），按其作用范围分为：粒细胞CSFC
4、SF（ G-CSFG-CSF），巨噬细胞），巨噬细胞CSFCSF（M-CSFM-CSF），粒细胞），粒细胞 和巨噬细胞和巨噬细胞CSFCSF（GM-CSFGM-CSF）和多集落刺激因子）和多集落刺激因子 （multi-CSFmulti-CSF，IL-3IL-3）等。）等。 集落刺激因子 n n 广义上，凡是刺激造血细胞的细胞因子都广义上，凡是刺激造血细胞的细胞因子都 可以统称为可以统称为CSFCSF，如刺激红细胞的红细胞，如刺激红细胞的红细胞 生成素生成素 (erythropoietin, EPO)(erythropoietin, EPO)，刺激造血干，刺激造血干 细胞的干细胞因子细胞的干细胞
5、因子 (stem cell factor, SCF)(stem cell factor, SCF)， 刺激胚胎干细胞的白血病抑制因子刺激胚胎干细胞的白血病抑制因子 (leukemia inhibitory factor, LIF)(leukemia inhibitory factor, LIF) 干扰素（interferon，IFN） n n IFNIFN是最先发现的细胞因子，早在是最先发现的细胞因子，早在19571957年年 ，IssacsIssacs等人发现病毒感染的细胞产生一等人发现病毒感染的细胞产生一 种因子，可抵抗病毒的感染，干扰病毒种因子，可抵抗病毒的感染，干扰病毒 的复制，因而命
6、名为干扰素。的复制，因而命名为干扰素。 n n 根据其来源和结构，可将根据其来源和结构，可将IFNIFN分分 为为IFN-IFN-，IFN-IFN-，IFN-IFN-它们分它们分 别由白细胞，纤维细胞和活化别由白细胞，纤维细胞和活化T T 细胞产生。细胞产生。 干扰素的结构（interferon, IFN） IFN- 40kD IFN- 19kD IFN- 23kD 干扰素 n n IFNIFN除有抗病毒作用外，还有抗肿瘤，免疫除有抗病毒作用外，还有抗肿瘤，免疫 调节，控制细胞增殖及引起发热等作用。调节，控制细胞增殖及引起发热等作用。 肿瘤坏死因子 （tumor necrosis factor
7、, TNF） n n TNFTNF是一类能直接造成肿瘤细胞死亡的细胞因是一类能直接造成肿瘤细胞死亡的细胞因 子，分为两种：子，分为两种：TNF-TNF-和和TNF-TNF-，前者由单核，前者由单核 巨噬细胞产生，又称恶液质素巨噬细胞产生，又称恶液质素(cachectin)(cachectin)，后，后 者由活化的者由活化的T T细胞产生，又称淋巴毒素细胞产生，又称淋巴毒素 (lymphotoxin)(lymphotoxin)。 淋巴因子 （lymphokine） n n 由活化的淋巴细胞产生的细胞因子，都可称由活化的淋巴细胞产生的细胞因子，都可称 为淋巴因子。如为淋巴因子。如IL-2, 3,
8、4, 5 , 6, 9, 10, 11, 12, IL-2, 3, 4, 5 , 6, 9, 10, 11, 12, 13, TNF-13, TNF-，IFN-IFN-等均为淋巴因子。等均为淋巴因子。 单核因子 （monokine） n n 由单核巨噬细胞产生的细胞因子统称单核因由单核巨噬细胞产生的细胞因子统称单核因 子。如子。如IL-1,6,8, TNF-IL-1,6,8, TNF-，IFN-IFN-等均为单核因等均为单核因 子。子。 三、细胞因子的作用特点 作用特点： n天然细胞因子是由细胞产生的 正常的静息或休止状态的细胞必须经过激活 后，才能合成分泌细胞因子，细胞被激活后6 -8h出现
9、，24-72小时达到最高。 n细胞因子的产生和作用具有多向性 单一刺激如抗原，丝裂原，病毒感染等可使 同一种细胞分泌多种因子，而一种细胞因子 可由多种不同类型的细胞产生。 作用特点： n n 细胞因子的合成和分泌是一种自我调控的过程。细胞因子的合成和分泌是一种自我调控的过程。 n n 细胞因子是低分子量分泌型蛋白质（细胞因子是低分子量分泌型蛋白质（15-30KD15-30KD之之 间）。间）。 n n 细胞因子需与靶细胞上的高亲和力受体特异结合细胞因子需与靶细胞上的高亲和力受体特异结合 后，才发挥生物学效应。后，才发挥生物学效应。 n n 细胞因子具有极强的生物学效应，在细胞因子具有极强的生物
10、学效应，在pmol(10pmol(10 - - 1212M) M)水平就能发挥显著的生物学效应。水平就能发挥显著的生物学效应。 作用特点： n n 单一细胞因子具有多种生物学活性，多种细胞单一细胞因子具有多种生物学活性，多种细胞 因子也常具有某些相同的生物学活性。因子也常具有某些相同的生物学活性。 n n 主要参与免疫反应和炎症反应。主要参与免疫反应和炎症反应。 n n 以非特异性方式发挥生物学作用且不受以非特异性方式发挥生物学作用且不受MHCMHC限限 制。制。 n n 某种细胞因子对靶细胞作用的强弱取决于细胞某种细胞因子对靶细胞作用的强弱取决于细胞 因子的局部浓度，靶细胞的类型，和同时发挥
11、因子的局部浓度，靶细胞的类型，和同时发挥 作用的其它因素。作用的其它因素。 作用特点： n n 天然细胞因子大多是在近距离发挥局部作用。天然细胞因子大多是在近距离发挥局部作用。 n n 细胞因子的作用并不是孤立存在的，它们之间通细胞因子的作用并不是孤立存在的，它们之间通 过合成分泌的相互调节，受体表达的相互调控，过合成分泌的相互调节，受体表达的相互调控， 生物学效应的相互影响而组成细胞因子网络。生物学效应的相互影响而组成细胞因子网络。 第二节 细胞因子的结构及其受体 细胞因子的结构 n n 不同细胞因子之间在结构上有很大差异，多不同细胞因子之间在结构上有很大差异，多 数细胞因子为小分子多肽，分
12、子量不超过数细胞因子为小分子多肽，分子量不超过 60KD60KD。 n n 绝大多数因子带有糖基，糖基多与细胞因子绝大多数因子带有糖基，糖基多与细胞因子 的生物活性无关，可能起延长细胞因子体内的生物活性无关，可能起延长细胞因子体内 半衰期的作用。半衰期的作用。 GM-CSF EPO IFN- 细胞因子的受体 细胞因子都是通过与靶细胞表面高亲合力细胞因子都是通过与靶细胞表面高亲合力 的特异性受体结合，结合后才能发挥其生物的特异性受体结合，结合后才能发挥其生物 学效应的。学效应的。 作为膜表面受体作为膜表面受体 分为分为3 3个功能区，个功能区， n n 膜外区膜外区 n n 跨膜区跨膜区 n n
13、 膜内区膜内区 细胞因子的受体 按细胞因子受体膜外区的按细胞因子受体膜外区的 氨基酸序列的不同，可将氨基酸序列的不同，可将 其主要分为三个受体家族其主要分为三个受体家族 ： n造血生长因子受体家族 nIg超家族 n干扰素受体超家族 干扰素受体 IFNAR1 and IFNAR2 干扰素受体由和亚单位组成，干 扰素与其受体结合后才能发挥作用。 干扰素与受体 结合后，激活 信号通路中的 酶和蛋白，启 动抗病毒基因 的转录和表达 。 STAT:信号转导及转录激活因子 ISRE:干扰素刺激反应元件 干扰素激活的信号通路 n依赖dsRNA的蛋白激酶（PKR） 抑制病毒蛋白翻译 n2-5腺苷酸合成酶（ 2
14、-5 AS） 降解病毒核酸 nMxA蛋白 通过干扰病毒核衣壳的转运而抑制病毒的复制 干扰素的抗病毒机理 第三节 细胞因子的生物学活性 n n 细胞因子具有广泛的生物学活性，能促进靶细胞因子具有广泛的生物学活性，能促进靶 细胞的增殖和分化，增强抗感染和细胞杀伤细胞的增殖和分化，增强抗感染和细胞杀伤 效应，促进或抑制其它细胞因子和膜分子的效应，促进或抑制其它细胞因子和膜分子的 表达，促进炎症过程，影响细胞代谢等。表达，促进炎症过程，影响细胞代谢等。 一、免疫细胞的调节剂 n n 细胞因子是传递这种调节信号必不可少的细胞因子是传递这种调节信号必不可少的 信息分子，许多免疫细胞可以通过分泌细信息分子，许多免疫细胞可以通过分泌细 胞因子产生调节单核巨噬细胞的功能和自胞因子产生调节单核巨噬细胞的功能和自 身调节功能。身调节功能。 二、免疫效应分子 n n 在免疫细胞针对抗原行使免疫效应功能时，在免疫细胞针对抗原行使免疫效应功能时， 细胞因子是其中重要效应分子之一。细胞因子是其中重要效应分子之一。 n n 与抗体和补体的免疫效应分子相比，细胞因与抗体和补体
