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1、细胞因子细胞因子（cytokine, CK）指由免疫细胞或非免疫细胞（血管内皮细胞、成纤维细胞等）合成与分泌的，具有多种生物功能的小分子蛋白质的统称。因能调节多种细胞的生理功能而得名。可介导细胞与细胞之间相互作用，介导炎症反应，参与免疫应答和组织修复等。细胞因子一、细胞因子概述一、细胞因子概述以生物学作用进行划分的分类以生物学作用进行划分的分类白细胞介素（Interleukin） IL-1、IL-2、 IL-18干扰素（Interferon） IFN-、IFN-、IFN-肿瘤坏死因子（Tumor necrosis factor） TNF- 、 TNF- 集落刺激因子（Colony-stimul
2、ating factor） M-CSF、G-CSF转化生长因子（Transforming growth factor） TGF- 趋化因子（Chemokine） IL-8、GROs、MCP-1生长因子（Growth factor） EGF、FGF、IGF、PDGF 二、二、 细胞因子检测的方法与原理细胞因子检测的方法与原理（一）细胞生物学检测（二）免疫学检测（三）分子生物学检测1、细胞增殖或增殖抑制试验2、细胞毒活性测定3、抗病毒活性测定法4、细胞趋化活性测定法（一）细胞生物学检测（一）细胞生物学检测1、细胞增殖和增殖抑制测定法、细胞增殖和增殖抑制测定法以细胞因子依赖性细胞株为靶向，通过以细胞
3、因子依赖性细胞株为靶向，通过观察特定的细胞因子刺激或抑制依赖性观察特定的细胞因子刺激或抑制依赖性细胞株增殖来评估细胞因子的活性水平。细胞株增殖来评估细胞因子的活性水平。常用的检测细胞增殖的方法有常用的检测细胞增殖的方法有3H-TdR掺掺入法、比色法、染色法和直接计数法入法、比色法、染色法和直接计数法等。等。其中测定细胞代谢酶反应细胞增殖数的其中测定细胞代谢酶反应细胞增殖数的比色法包括比色法包括 MTT、XTT、MTS和和NAG等等方法。方法。 通过通过检测细胞检测细胞DNADNA合成的增加或减少来判断细胞增殖的方合成的增加或减少来判断细胞增殖的方法。在细胞的增殖过程中，法。在细胞的增殖过程中，
4、DNADNA合成的增加使得指示细胞对核合成的增加使得指示细胞对核苷或碱基的需求增多，若将核苷标记上可以示踪的同位素苷或碱基的需求增多，若将核苷标记上可以示踪的同位素（3 3H/H/125125I I ），通过检测细胞内的同位素含量，则可反映细胞增），通过检测细胞内的同位素含量，则可反映细胞增殖的程度殖的程度。结果结果客观易于自客观易于自动化；动化；适适用于大标本量用于大标本量的测定的测定 方法的特异性受依赖细方法的特异性受依赖细胞株影响；放射性污染胞株影响；放射性污染(1) (1) 放射性核素掺入法放射性核素掺入法特点：不使用放射性核素，特点：不使用放射性核素， 以细胞代谢变化为增殖指征以细胞
5、代谢变化为增殖指征 指示细胞的增殖情况与线粒体代谢活性相关指示细胞的增殖情况与线粒体代谢活性相关 测定步骤类似测定步骤类似与同位素掺入法相比与同位素掺入法相比掺入物：掺入物：MTTMTT而非而非3 3H-TdRH-TdR；反应条件：选用的细胞及其浓度、反应条件：选用的细胞及其浓度、 培养时间不同培养时间不同(2) MTT (2) MTT 比色法比色法2、细胞毒活性测定对指示细胞具有破坏作用的细胞因子，若与细对指示细胞具有破坏作用的细胞因子，若与细胞共育将会导致细胞死亡。因此，待测细胞因胞共育将会导致细胞死亡。因此，待测细胞因子作一系列稀释后加至指示细胞培养体系，以子作一系列稀释后加至指示细胞培
6、养体系，以检测培养细胞的死细胞数作为判断指标，死细检测培养细胞的死细胞数作为判断指标，死细胞数量与细胞因子的活性呈正比。应用系列稀胞数量与细胞因子的活性呈正比。应用系列稀释的细胞因子标准品，制作其活性与剂量关系释的细胞因子标准品，制作其活性与剂量关系的标准曲线，以此作为待测品活性的定量测定的标准曲线，以此作为待测品活性的定量测定的基础。的基础。 本法常用于本法常用于TNF等的测定等的测定Wish、Hep2/c 人干扰素人干扰素L929 小鼠干扰素小鼠干扰素Ratec 大鼠干扰素大鼠干扰素A549MDBK 多种族的多种族的IFN-和和IFN-本法常用于本法常用于IFNIFN等的测定等的测定，IF
7、NIFN可诱导细胞产生抑制可诱导细胞产生抑制病毒病毒RNARNA和和DNADNA合成的酶，保护细胞不受病毒感染，产合成的酶，保护细胞不受病毒感染，产生细胞病变效应（生细胞病变效应（CPECPE）。）。 VSV、EMCV及及Sindbis virus等等细胞病变效应细胞病变效应(CPE)、抑制病毒蚀斑形成或抑制病毒的产量抑制病毒蚀斑形成或抑制病毒的产量3 3、抗病毒活性测定法、抗病毒活性测定法常用于检测抗病毒活性的细胞株常用于检测抗病毒活性的细胞株常用于攻击细胞的病毒常用于攻击细胞的病毒检测抗病毒活性的方法检测抗病毒活性的方法趋化性趋化性( (chemotaxischemotaxis) )： 诱
8、导细胞向由诱导细胞向由趋化因子低浓度处向趋化因子低浓度处向趋化因子高浓度处作趋化因子高浓度处作定向移动的特性定向移动的特性, ,可采用琼脂糖和微孔小室趋化试验。可采用琼脂糖和微孔小室趋化试验。化学增活性化学增活性( (chemokinesischemokinesis) )： 细胞因子增强细胞的随机运动能力的特性细胞因子增强细胞的随机运动能力的特性, ,可采用琼可采用琼脂糖小滴化学动力学试验检测。脂糖小滴化学动力学试验检测。趋化因子诱导细胞移动的方式趋化因子诱导细胞移动的方式4 4、趋化活性测定法、趋化活性测定法滤膜：计数受趋化细胞趋化因子细胞趋化试验原理示意趋化试验原理示意靶细胞的选择与培养靶
9、细胞的选择与培养1、对所测的细胞因子有特异的敏感性2、易培养、保存、生物学特性稳定3、有良好的生长状态4、种属适配各类细胞因子检测的常用靶细胞各类细胞因子检测的常用靶细胞细胞因子 实验系统 干扰因素IL-1 D10（M）增殖法 IL-2、IL-4 EL-4（M）增殖法 IL-4 A352（H）增殖抑制法IL-2 CTLL（M）增殖法 IL-4IL-3 KG-1（H）增殖法 TF-1（H）增殖法 GN-CSF、IL-5 IL-6、EPOIL-4 CTLL（M）增殖法 IL-2IL-5 BCL-1（M）增殖法 IL-4各类细胞因子检测的常用靶细胞各类细胞因子检测的常用靶细胞细胞因子 实验系统 干扰
10、因素IL-6 B9（M）增殖法 IL-4、IL-11 BM60（H）增殖法 IL-7 Clone-IXN/2b（M）增殖法 IL-8 中性粒细胞（M、H）趋化法GM-CSF TF-1（H）增殖法 IL-3、IL-5 IL-6、IL-5TNF/ L929 （M、H）细胞毒法IFN wish（H）病变保护法 IFN- 、 IFN- L929（M）病变保护法 IFN- 、 IFN- 敏感性较高敏感性较高特异性不高特异性不高操作繁琐操作繁琐易受干扰易受干扰生物学活性测定方法学评价生物学活性测定方法学评价（二）免疫学检测（二）免疫学检测细胞因子(或受体)与相应的特异性抗体( 单克隆抗体或多克隆抗体)结合
11、，通过同位素、荧光或酶等标记技术加以放大和显示， 从而定性或定量显示细胞因子(或受体)的水平。1、ELISA法2、酶联免疫斑点实验3、流式细胞分析法1 1、ELISAELISA方法方法ELISAELISA法是应用最为广泛的非均相酶标免疫分析技术，一法是应用最为广泛的非均相酶标免疫分析技术，一步或多步的抗原抗体反应和一步酶促反应构成步或多步的抗原抗体反应和一步酶促反应构成ELISAELISA的基的基本步骤，可作定性或定量分析。本步骤，可作定性或定量分析。ELISAELISA法不仅可以用于细法不仅可以用于细胞因子检测，也可用于可溶性细胞因子受体或可溶性粘附胞因子检测，也可用于可溶性细胞因子受体或可
12、溶性粘附因子的测定因子的测定 敏感性偏低敏感性偏低不能判断细胞因子的生物学活性。不能判断细胞因子的生物学活性。ELISAELISA特异、简便特异、简便易于推广和标准化等优点易于推广和标准化等优点可同时检测大量标本且试验废弃物便于处可同时检测大量标本且试验废弃物便于处理理细胞因子测定的首选方法细胞因子测定的首选方法2 2、酶联免疫斑点试验、酶联免疫斑点试验(ELISPOT(ELISPOT或或ElisaSpotElisaSpot) ) 在包被有待测细胞因子抗体的微孔板上，加在包被有待测细胞因子抗体的微孔板上，加入可分泌相应细胞因子的待测细胞，经在有或无入可分泌相应细胞因子的待测细胞，经在有或无刺激
13、物存在的条件下培养，待测细胞分泌细胞因刺激物存在的条件下培养，待测细胞分泌细胞因子于其周围，并被板上的特异性抗体捕获。后续子于其周围，并被板上的特异性抗体捕获。后续的反应如同的反应如同ELISAELISA，即在洗去细胞后视用于试验，即在洗去细胞后视用于试验的酶标抗体为一抗或二抗，分别作直接或间接法。的酶标抗体为一抗或二抗，分别作直接或间接法。 一个斑点代表一个细胞因子分泌细胞，斑一个斑点代表一个细胞因子分泌细胞，斑点的颜色深浅程度与细胞分泌的细胞因子点的颜色深浅程度与细胞分泌的细胞因子量相关量相关 基基本本原原理理ELISPOT3 3、流式细胞分析法、流式细胞分析法 流式细胞分析法，是基于荧光
14、抗体染色技术并借助流式细胞仪流式细胞分析法，是基于荧光抗体染色技术并借助流式细胞仪敏感的分辨力所建立的方法。该法主要用于细胞内细胞因子和细胞敏感的分辨力所建立的方法。该法主要用于细胞内细胞因子和细胞表面粘附分子的检测，通过特异性的荧光抗体染色，能简单、快速表面粘附分子的检测，通过特异性的荧光抗体染色，能简单、快速地进行单个细胞水平的细胞因子或粘附因子的检测，精确判断不同地进行单个细胞水平的细胞因子或粘附因子的检测，精确判断不同细胞亚群细胞因子和膜分子的表达情况。细胞亚群细胞因子和膜分子的表达情况。 1 1分离和培养待检细胞分离和培养待检细胞 2 2细胞固定细胞固定 3 3封闭非特异性结合位封闭
15、非特异性结合位点点 4 4染色与分析染色与分析 基本步骤基本步骤细胞内细胞因子检测技术细胞内细胞因子检测技术激活膜抗原标记细胞内细胞因子标记使用流式细胞分析法，可以：使用流式细胞分析法，可以：区分不同分泌特性的细胞亚群：区分不同分泌特性的细胞亚群： Th1Th1细胞细胞 IFN-IFN- Th2 Th2细胞细胞 IL-4IL-4细胞表面的粘附分子或细胞因子受体：细胞表面的粘附分子或细胞因子受体： 单克隆抗体技术单克隆抗体技术 直接或间接荧光抗体染色直接或间接荧光抗体染色 无需作细胞固定和非特异性结合位点的封闭无需作细胞固定和非特异性结合位点的封闭 待测细胞是新鲜分离或培养的活细胞，保持良好状待
16、测细胞是新鲜分离或培养的活细胞，保持良好状态态免疫学测定方法学评价免疫学测定方法学评价优点：优点： 特异性高特异性高 操作简便、快速，无需依赖细胞株操作简便、快速，无需依赖细胞株 影响因素较少且易控制，重复性好，方法容易标准化。影响因素较少且易控制，重复性好，方法容易标准化。缺点：缺点： 所测定的只是细胞因子的蛋白含量，与其生物活性不所测定的只是细胞因子的蛋白含量，与其生物活性不一定呈正比一定呈正比 结果与所用的抗体来源及亲和力有很大的关系结果与所用的抗体来源及亲和力有很大的关系 敏感性相对较低敏感性相对较低 标本中细胞因子的可溶性受体，会影响特异性抗体对标本中细胞因子的可溶性受体，会影响特异
17、性抗体对细胞因子的结合细胞因子的结合（三）分子生物学检测（三）分子生物学检测此方法测定的并非细胞因子本身，而是细此方法测定的并非细胞因子本身，而是细胞因子的基因。胞因子的基因。方法：方法：1、Northern印迹杂交法印迹杂交法2、Southern 印迹杂交法印迹杂交法 3、PCR与逆转录与逆转录PCR4、原位杂交，原位、原位杂交，原位PCR和原位和原位RTPCR 三、常用细胞因子的检测方法三、常用细胞因子的检测方法IL-2的检测IFN-的检测TNF的检测待检样品（细胞上清） 指示细胞（CTLL-2）按不同稀释度加入37C，16-20小时加入3HTdR（1-5Ci）37C，4-6小时收集细胞测定白白细细胞胞介介素素- -2 2的的测测定定示示意意图图待检样品（细胞上清） 指示细胞（L929）按不同稀释度加入37C，4小时37C，24-48小时弃取上清，加入VSV观察细胞病变（镜检或比色）干干扰扰素素的的测测定定示示意意图图肿肿瘤瘤坏坏死死因因子子的的测测定定示示意意图图待检样品（细胞上清） 指示细胞（L929）按不同稀释度加入37C，24小时弃取上清，洗涤加入结晶紫染液，洗涤加入细胞裂解液，比色结束
