第二节 细胞因子的种类与功能 根据功能可大致分为六大类: 白细胞介素 干扰素 肿瘤坏死因子 集落刺激因子 趋化因子 生长因子
一、白细胞介素 (interleukins,ILs) 是能够介导白细胞间及其他 细胞间相互作用的细胞因子。
作用方式:以自分泌和旁分泌方式发挥效应。 主要生物学功能: (1)活化T细胞,促细胞因子产生; (2)刺激NK细胞增殖,增强NK杀伤活 1. IL-2 (又称T细胞生长因子, TCGF) : 细胞来源:主要由T细胞产生。 作用方式:以自分泌和旁分泌方式发挥效应。 主要生物学功能: (1)活化T细胞,促细胞因子产生; (2)刺激NK细胞增殖,增强NK杀伤活 性及产生细胞因子,诱导LAK细胞产 生; (3)促B细胞增殖和分泌抗体。
2. IL-4 细胞来源:主要由Th2细胞、肥大细胞及嗜 碱性粒细胞产生。 主要功能: (1)促B细胞增殖、分化; (2)诱导IgG1 和IgE产生; (3)促进Th0细胞向Th2细胞分化; (4)抑制Th1细胞活化、分泌细胞因子; (5)协同IL-3刺激肥大细胞增殖等。
3、IL-6: 细胞来源:主要由单核巨噬细胞、 Th2 细胞、血管内皮细胞、成纤 维细胞产生。 主要功能: (1)刺激活化B细胞增殖,分泌抗体; (2)刺激T细胞增殖及CTL活化; (3)刺激肝细胞合成急性期蛋白,参 与炎症反应; (4)促血细胞发育。
4、IL-10: 细胞来源: Th2细胞和单核巨噬细胞 (主要);上皮细胞。 主要功能: (1)抑制前炎症细胞因子产生; (2)抑制MHC -II类分子和B-7分子 的表达; (3)抑制T细胞合成IL-2、IFN-等 细胞因子; (4)可促B细胞分化增殖。
5. IL-12: 胞产生。 主要功能: (1)激活和增强NK细胞杀伤活性及 IFN-产生; (2)促Th0细胞向Th1细胞分化, 分泌 细胞来源:主要由单核-巨噬细胞、B细 胞产生。 主要功能: (1)激活和增强NK细胞杀伤活性及 IFN-产生; (2)促Th0细胞向Th1细胞分化, 分泌 IL-2、IFN-; (3)增强CD8+CTL细胞杀伤活性; (4)可协同IL-2诱生LAK细胞; (5)抑制Th0细胞向Th2细胞分化和 IgE合成。
I型: 细胞来源: IFN-α:由白细胞(主要单核吞噬细 胞)产生; IFN-β:由成纤维细胞产生; 二者结合相同受体 二、干扰素(interferon, IFN): 1. 分型 --- 根据其来源、结构及生物学性质: I型: 细胞来源: IFN-α:由白细胞(主要单核吞噬细 胞)产生; IFN-β:由成纤维细胞产生; 二者结合相同受体 主要诱生剂:病毒,polyI-C (人工合成 双股RNA)
II型: IFN- 主要细胞来源: 活化的Th1细胞、 CD8+ CTL和NK细胞。 主要诱生剂: 抗原或有丝分裂原。 另外:IFN-T (type 1 trophoblast interferon, I型滋养层干扰素) 细胞来源:胎盘(人类) 孕体(反刍动物)
2. 主要生物学活性: I 型干扰素: (1)抗病毒和抗肿瘤: A. 诱导宿主细胞产生抗病毒蛋白,干扰 病毒复制; B. 增强NK细胞对病毒感染细胞和肿瘤 细胞杀伤; C. 促进MHC-I类分子表达,增强CTL对 病毒感染细胞和肿瘤等靶细胞杀伤; (2)免疫调节:抑制MHC-II类分子表达, 限制Th细胞活化。
II型干扰素: (1)免疫调节作用(主要): a. 活化巨噬细胞; b. 促进APC(s)表达MHC-II类分子,提高 抗原递呈能力; c. 促进MHC-I类分子表达,增强NK细胞 和 CTL细胞的杀伤活性; d. 促B 细胞分化、增殖; e. 抑制Th2细胞分化及细胞因子合成。 (2)抗病毒和抗肿瘤作用(与I型干扰素类似)。
三、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF): 根据来源和结构不同,可分为: TNF-α TNF-β
1.TNF-α 组成及分子量: 同源三聚体, 51 KD 。 细胞来源: 单核巨噬细胞(主要); T细胞、NK细胞和肥大细胞。
a. 使血管内皮细胞表达ICAM-1,促白细胞 聚集于炎症局部; b. 刺激单核巨噬细胞等合成、分泌细胞因 主要功能: 低浓度:--- 自分泌、旁分泌效应 (1)诱导炎症反应: a. 使血管内皮细胞表达ICAM-1,促白细胞 聚集于炎症局部; b. 刺激单核巨噬细胞等合成、分泌细胞因 子(如IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α等),导 致炎性细胞浸润和增强吞噬细胞的杀伤。 (2)促MHC-I类分子表达,增强CTL对靶细 胞(如病毒感染细胞)的杀伤。 (3)杀伤肿瘤细胞:直接杀伤,引起组织出 血坏死。
(1)引起发热; 高浓度:--- 内分泌效应 (2)协同IL-1、IL-6诱导肝细胞 合成急性期蛋白; (3)抑制骨髓造血干细胞的分裂; (4)引起代谢紊乱,导致恶液质; (5)介导内毒素致感染性休克。
又称淋巴毒素(lymphotoxin,LT) 与TNF-α的氨基酸序列为28%同源性, 二者结合同一受体。 细胞来源:激活的T细胞。 发挥效应。 与细胞表面LT-β形成复合物,发挥作 用。
(colony- stimulating factor,CSF): 四、集落刺激因子 (colony- stimulating factor,CSF): 概念: 选择性刺激造血干细胞分化发育成某一细 胞谱系的细胞因子的统称。 包括: SCF、Flt3L、GM-CSF、G-CSF、 M-CSF、EPO、TPO、IL-3(multi- CSF)、IL-7等。
1. 干细胞因子 存在形式:跨膜型 (stem cell factor, SCF,又称c-Kit配体) 分泌型 细胞来源:骨髓基质细胞。 生物学功能: A. 刺激多能造血干细胞发育; B. 刺激肥大细胞增殖。
2.Flt3配体(Flt3 ligand,FL) 存在形式:跨膜型 分泌型 细胞来源:基质细胞。 生物学功能: 刺激原始造血干细胞的增殖 和分化。
3. 粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子 (granulocyte-macrophage CSF,GM-CSF) 细胞来源:活化的T细胞、单核-巨噬细 胞、内皮细胞、成纤维细胞 等。 生物学功能: A. 刺激骨髓各系前体细胞生长和分化; B. 刺激骨髓前体细胞向粒细胞和单核 细胞分化。
细胞来源:活化的T细胞、单核-巨 噬细胞、内皮细胞、成 纤维细胞等。 生物学功能: A. 刺激粒细胞前体细胞的分化成 熟; 4. 粒细胞集落刺激因子(G-CSF) 细胞来源:活化的T细胞、单核-巨 噬细胞、内皮细胞、成 纤维细胞等。 生物学功能: A. 刺激粒细胞前体细胞的分化成 熟; B. 增强成熟粒细胞的吞噬杀伤 功能,延长其存活时间。
5. 巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF) 细胞来源:单核-巨噬细胞、淋巴细胞、 纤维母细胞、内皮细胞、 上皮细胞等。 生物学功能: A. 刺激单核-巨噬细胞增殖分化; B. 延长单核-巨噬细胞存活时间, 增强其功能。
6. 红细胞生成素(erythropoietin,EPO) 细胞来源:肾小管周围间质细胞。 生物学功能:促骨髓红细胞前体 分化成为成熟红细 胞。
(thrombopoietin,TPO) 7. 血小板生成素 (thrombopoietin,TPO) 细胞来源:平滑肌细胞及内皮细胞。 生物学功能:刺激骨髓巨核细胞分 化成熟为血小板。
五、趋化因子(chemokines) 概念:吸引白细胞向一定方向移 行,也可刺激白细胞活化 的小分子蛋白。
按照半胱氨酸残排列基序不同分亚族: (1)CXC亚族(α亚族):--- 氨基端的两 个半胱氨酸被其它任一氨基酸分开。 白细胞介素-8(IL-8):--- 为主要代表。 细胞来源: 活化的单核-巨噬细胞、内 皮细胞、成纤维细胞和巨 核细胞。 主要功能:趋化中性粒细胞,介导炎 症反应。
--- 氨基端的两个半胱氨酸相邻。 MCP-1(单核细胞趋化蛋白-1): --- 为主要代表。 细胞来源:活化的T细胞。 (2)CC亚族(β亚族): --- 氨基端的两个半胱氨酸相邻。 MCP-1(单核细胞趋化蛋白-1): --- 为主要代表。 细胞来源:活化的T细胞。 主要功能:趋化并活化单个核细胞 (单核细胞和T细胞)。
--- 氨基端只含有一个半胱氨酸。 成员:lymphotactin-α和 lymphotactin-β 主要功能:趋化淋巴细胞。
(4)CX3C亚族(δ亚族): --- 两个半胱氨酸被三个氨基酸隔开。 成员:Fractalkine 主要功能:趋化淋巴细胞和巨噬细 胞。
六、生长因子(growth factor,GF) 包括: TGF-β(transforming growth factor-β, 转化生长因子-β); EGF(epithelial growth factor, 表皮生长因子); FGF(fibroblast growth factor, 成纤维细胞生长因子); NGF(nerve growth factor, 神经生长因子); PDGF(platelet-derived growth factor, 血小板源性生长因子); VEGF(vascular endothelial cell growth factor, 血管内皮细胞生长因子)等。
抑制NK细胞活化和IL-2的LAK细胞诱导作用; 抑制Mφ活化和前炎性细胞因子产生; 生物学功能:(免疫抑制调节剂) 抑制T细胞增殖和细胞因子产生; 抑制B细胞增殖和T细胞依赖性多克隆抗体 的产生; 抑制NK细胞活化和IL-2的LAK细胞诱导作用; 抑制Mφ活化和前炎性细胞因子产生; 抑制多种细胞增殖(如内皮细胞、上皮细胞和平滑肌细胞),但促成纤维细胞增殖,加速伤口愈合; 某些肿瘤细胞分泌TGF-,可逃避免疫应答。