细胞因子 Cytokine 天津医科大学 免疫学系 张永慈

目的要求 （一）掌握细胞因子的概念。 （二）熟悉细胞因子的作用方式及特点；细胞因子的分类；细胞因子的生物学活性。 （三）了解细胞因子的受体；与细胞因子及其受体相关的生物制品。 教学内容 （一）细胞因子的概念及特性 （二）细胞因子的分类 （三）细胞因子的受体 （四）细胞因子的生物学活性 （五）与细胞因子及其受体相关的生物制品

主要内容 1 细胞因子的概述 细胞因子的共同特点 2 细胞因子的分类 3 细胞因子的受体 4 细胞因子的生物学活性 5 细胞因子与临床

第一节 细胞因子的概述 细胞因子（cytokine, CK）:由免疫原、丝裂原或其它的因子刺激细胞所产生的低分子量可溶性蛋白质，为生物信息分子，具有调节固有免疫和适应性免疫应答，促进造血，以及刺激细胞活化、增殖和分化等功能。

（一）细胞因子的命名 1. 按产生CK的细胞类型分类 （1）淋巴因子（lymphokine）: IL-2~6，9~14， IFN-γ，TNF-β （2） 单核因子（monokine）: IL-1，6，8，TNF-α （3） 其他细胞产生的CK：EPO，SCF

2.按CK的传统命名与功能分类 白细胞介素（interleukin, IL） 干扰素（interferon, IFN） 肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF） 集落刺激因子（colony stimulating factor, CSF） 生长因子（growth factor, GF） 趋化性细胞因子（chemokine）

(二)细胞因子的共同特性 1.多为小分子多肽 2.在较低的浓度下即具有生物学活性 3.通过结合细胞表面高亲和力受体发挥生物学效应 4.以自分泌、旁分泌和内分泌形式发挥作用。 5.具有多效性、重叠性、拮抗性或协同性。

（1） 细胞因子产生具有多源性 2. 产生与分泌特点: *活化的免疫细胞 *基质细胞、血管内皮细胞、上皮细胞等 *某些肿瘤细胞、骨髓瘤细胞 （2）细胞因子产生具有多向性 *一种细胞可分泌多种细胞因子 *几种不同的细胞可产生一种或几种相同的细胞因子 *一种细胞因子可以作用于不同的细胞 （3） 细胞因子的分泌是一个短时自限过程

细胞因子的理化性质 细胞因子均为低分子量的多肽或糖蛋白，多以单体形式存在，少数为二聚体或三聚体。

细胞因子的产生及分泌特点 血液循环 远距离作用 作用于分泌细胞自身 自分泌 autocrine 作用于毗邻细胞 旁分泌 paracrine 内分泌 endocrine 远距离作用

生物学作用特点: * 通过与相应CK受体结合发挥效应，量微而活性强。 * 作用方式：旁分泌、自分泌、内分泌。 * 生物学效应的复杂性： * 拮抗性： 一种CK---抑制---另一种CK的某种生物学效应 * 协同性： 一种CK---增强---另一种CK的某种生物学 * 网络性: 细胞因子间相互诱生,生物活性间相互影响。

活化、增殖、分化 B 多效性 IL-4 增殖 胸腺细胞 增殖 肥大细胞

重叠性 协同性 拮抗性 均有刺激B细胞增殖的功能 IL-2、 IL-4、 IL-5 B 更有效地诱导IgE类别转换 IL-4 B IFN-g 阻断IL-4诱导类别转化的作用，IL-4抑制IFN-g IL-4 拮抗性 B IFN-g

IL-4 IL-5 IL-6 IL-13 IL-10 TGF-b TH1 Mj IL- 4 骨髓基质细胞 IL-1 IL-6 IL-7 SCF 造血干细胞 IL-1 IL-6 IL-11 TNF-a GM-CSF G-CMF M-CSF 单核细胞 TH2 B 中性粒细胞 嗜酸性粒细胞 IL-1 IL-8 TNF-a IL-1 TNF-a IL-10 IL- 4 IL- 4 IL-6 IL-10 IL-13 IL-4 TGF-b IL-4 IL-5 IL-6 IL-13 IL-10 TGF-b IL-4 内皮细胞 Tc IL-2 IFN-g IL-10 IL-13 IL-4 NK1+T NK 细胞 IFN-g IL-2 IL-2 IL-12 G-CMF IFN-g GM-CSF IL-12 IL-1 TNF-a TGF-b PDGF FGF M-CSF GM-CSF 纤维母细胞 下 丘 脑 IL-1 IL-6 TNF-a IL- 6

第二节 细胞因子的分类 白细胞介素（interleukin, IL） 干扰素（interferon, IFN）家族 第二节 细胞因子的分类 按结构和功能分类 白细胞介素（interleukin, IL） 干扰素（interferon, IFN）家族 肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF）超家族 集落刺激因子（colony stimulating factor, CSF） 趋化性细胞因子（chemokine）家族 其它细胞因子

一、白细胞介素(Interleukins, ILs)： 1.产生细胞： 淋巴细胞、单核吞噬细胞（基质细胞、内皮细胞） 2.作用 介导白细胞（以及其它靶细胞）间相互作用、调节细胞的 生长分化、参与免疫应答和介导炎症反应 3.种类：IL-1--IL-35

一组具有干扰病毒感染和复制能力的细胞因子。 二、干扰素（Interferon,IFNs)： 一组具有干扰病毒感染和复制能力的细胞因子。 I型干扰素： 干扰素α、β、ε、ω、κ II型干扰素：干扰素γ（IFN) 名称 类别 主要产生细胞 主要功能 IFN-α Ⅰ型干扰素 浆细胞样树突状细胞、淋巴细胞、单核-巨噬细胞 抗病毒、免疫调节、促进MHCⅠ类分子和Ⅱ类分子的表达 IFN-β 成纤维细胞 抗病毒、抗细胞增殖、免疫调节、促进MHCⅠ类分子和Ⅱ类分子的表达 IFN-γ Ⅱ型干扰素 活化T细胞、NK细胞 激活巨噬细胞、抗病毒、促进MHCⅠ类分子和Ⅱ类分子的表达和抗原提呈、诱导Th1细胞分化、抑制Th2细胞分化

包括肿瘤坏死因子(TNF)和淋巴毒素（LT） 三、肿瘤坏死因子（Tumor Necrosis Factor, TNF)超家族: 一类可直接诱导肿瘤细胞凋亡，并具有免疫调节活性的细胞因子。 包括肿瘤坏死因子(TNF)和淋巴毒素（LT）

四. 集落刺激因子(colony stimulating actor,CSF)： 是一类能够刺激多能造血干细胞和不同发育分化阶段的造血祖细胞增殖分化，在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。

分类 粒细胞集落刺激因子（granulocyte-CSF, G-CSF) 巨噬细胞集落刺激因子（macrophage-CSF，M－CSF) 粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte-maceophage-CSF, GM-CSF) 红细胞生成素（erythropoietin, EPO) 干细胞生成因子（stem cell factor,SCF) 多能集落刺激因子（multi-CSF)

五. 趋化因子(Chemokine): 一组具有趋化作用的细胞因子,能吸引免疫细胞到免疫应答局部,参与免疫调节和免疫病理反应。

根据蛋白质的一级结构进行分类： CXC 趋化因子； CC 趋化因子； C 趋化因子； CX3C 趋化因子。 C为半胱氨酸,X为任意氨基酸

生长因子(Growth factor) 具有刺激不同类型细胞生长作用的细胞因子 包括： 六、 其它细胞因子 如生长因子 生长因子(Growth factor) 具有刺激不同类型细胞生长作用的细胞因子 包括： 转化生长因子（transforming growth factor-,TGF) 表皮生长因子（epidermal growth factor, EGF) 血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF) 成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor, FGF) 神经生长因子(nerve growth factor, NGF) 血小板衍生的生长因子（platelet derived growth factor, PDGF) 等

第三节 细胞因子受体 一、细胞因子膜结合型受体（mCKR）： 结合CK，促进或抑制细胞活化。 由胞膜外区、跨膜区、胞浆区组成。 种类： 第三节 细胞因子受体 一、细胞因子膜结合型受体（mCKR）： 结合CK，促进或抑制细胞活化。 由胞膜外区、跨膜区、胞浆区组成。 种类： -IgSF受体 -I型细胞因子受体家族（造血因子受体家族） -Ⅱ型细胞因子受体家族（干扰素受体家族） -肿瘤坏死因子受体超家族 -趋化性细胞因子家族受体（CXCR1-4, CCR1-8)

细胞因子受体分类 免疫球蛋白超家族受体 I类细胞因子受体 II类细胞因子受体 TNF-R 趋化性细胞因子受体 C1C3C2 -S-S- G 蛋白 IL-2 IL-3 IL-4 IL-5 IL-6 IL-7 IL-9 IL-11 IL-12 IL-13 IL-15 OSM GM-CSF G-CSF LIF CNTF 生长激素催乳素 IL-1 M-CSF C-kit IFN-a IFN-b IFN-g TNF-a TNF-b CD40 神经生长因子（NGF） FAS IL-8 RANTES MIP-1 PF4 MCAF NAP-2

二、可溶性细胞因子受体（sCKR）： 主要由mCKR胞外区被水解脱落产生。 作用：作为相应CK的运载体，或与mCKR竞争结合相应CK，而阻断CK发挥作用。 如：sIL-2R、sTNF-αR、sIL-1R等。

第四节 细胞因子的生物学活性 （一）调节固有免疫应答 （二）调节适应性免疫应答 （三）刺激造血 （四）促进凋亡，直接杀伤靶细胞 第四节 细胞因子的生物学活性 （一）调节固有免疫应答 （二）调节适应性免疫应答 （三）刺激造血 （四）促进凋亡，直接杀伤靶细胞 （五）促进创伤的修复 等等

第五节 细胞因子与临床 一、细胞因子与疾病 细胞因子与感染 感染后诱生的细胞因子既可参与机体抗感染免疫，也能引起发热、参与急性期反应及感染性休克 细胞因子与肿瘤 细胞因子对肿瘤的作用具有双重性，既能杀伤肿瘤，也能促进肿瘤生长。 细胞因子与超敏反应 IL-4和IFN能调节IgE的生成和FcεRII的表达

细胞因子与自身免疫病 某些细胞因子能促进某些自身组织细胞表达MHC-II类抗原，从而使这些细胞具有抗原递呈功能，可激活T效应细胞导致自身组织的损害 细胞因子与移植排斥反应 在排斥反应发生时，局部和全身的某些细胞因子水平升高 细胞因子与其他疾病 IL-3、CSF产生异常与造血功能异常的疾病有关。TNF可诱发急性肝坏死、恶液质。

二、细胞因子与治疗 细胞因子疗法 细胞因子补充和添加疗法：通过各种途径使患者体内细胞因子水平增加，充分发挥细胞因子的生物学作用，如重组细胞因子等 细胞因子阻断和拮抗疗法：抑制细胞因子的产生和阻断细胞因子与其相应受体的结合及受体后信号传导过程，使细胞因子的病理性作用难以发挥，如细胞因子抗体、细胞因子受体拮抗蛋白等

复习题 名词解释：细胞因子； 英文: Cytokine; 简答：细胞因子的共同特点