细胞因子(cytokine) 定义 细胞因子是由免疫系统、造血系统或炎症反应中活化细胞产生的，能调节细胞活化、分化和增殖，诱导细胞发挥功能的，高活性多功能的多肽、蛋白质或糖蛋白。不包括免疫球蛋白、补体以及激素、神经肽、酶等生理性细胞产物。

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1 细胞因子(cytokine) 定义 细胞因子是由免疫系统、造血系统或炎症反应中活化细胞产生的，能调节细胞活化、分化和增殖，诱导细胞发挥功能的，高活性多功能的多肽、蛋白质或糖蛋白。不包括免疫球蛋白、补体以及激素、神经肽、酶等生理性细胞产物。

2 第一节 细胞因子概论 一、研究简史 1957 Isaacs 干扰素(interferon, IFN)
第一节 细胞因子概论 一、研究简史 Isaacs 干扰素(interferon, IFN) Dumonde 淋巴因子(lymphokine) 单核因子(monokine) 细胞因子(cytokines, CK) 70~80年代: 统一命名 细胞因子纯化重组 1986年 FDA批准临床应用(IFN-)

3 二、细胞因子的分类 根据来源、功能和靶细胞分类 根据作用分类：效应性和调节性(刺激,抑制) 根据细胞因子的主要生物学活性分类 综合分类：
白细胞介素(interleukines, IL) 干扰素(inteferons, IFN) 肿瘤坏死因子(tumor necrosis factors, TNF) 集落刺激因子(colony-stimulating factors, CSF) 趋化因子(chemokines) 促生长因子(growth factors)

4 三、细胞因子的一般特点 1. 分子和产生：是分子量约8～80kD的低分子分泌蛋白质，常被糖基化。天然细胞因子大多由活化细胞产生，经过适当刺激后迅速合成和分泌，刺激停止后很快停止合成并被迅速降解。一种细胞分泌可多种细胞因子，一种细胞因子可由多种不同类型的细胞产生并可作用于多种不同类型的靶细胞。

5 2. 生物学作用：一种细胞因子可具有多种生物学活性，不同细胞因子常有相似的生物学活性。主要参与和调节免疫反应、炎症反应以及形态发生和发育。作用有双重性：生理调节和抗御疾病，在某些情况下可导致和(或)促进疾病的发生发展。

6 3.作用特点：细胞因子的作用无抗原特异性；生物学效应强，极微量(pM)的细胞因子就可产生生物学效应，主要在局部发挥短暂作用。
作用方式主要有： 旁分泌(paracrine) 作用于邻近的靶细胞 自分泌(autocrine) 作用于分泌该CK的细胞本身 近分泌(juxtacrine) 膜CK与膜受体直接作用 内分泌(endocrine) 经体液作用于远处靶细胞

7 4.细胞因子受体：细胞因子与靶细胞上的相应受体特异结合，受体介导细胞因子的作用－－通过信号传导，增强或抑制相关基因表达，从而发挥生物学效应。
细胞因子与受体的亲和力极高(微量高效)，细胞因子可共用受体或受体共用信号传导链(作用相似)。

8 5.细胞因子网络：通过生物学活性的拮抗、相加或协同，相互调节合成和分泌，相互调控受体表达，从而在生物整体中显示不同的生物学效应。构成细胞因子网络(network)。
TH0 TH2 TH1 IFN-g IL-2 TNF-a IL-4 IL-5 IL-6 IL-10 化脓菌、蛋白质等 细胞内寄生菌、病毒等 DC1 IL-12++ DC2 IL-12+/- 体液免疫 细胞免疫 抑制起始阶段 促进效应阶段

9 四、细胞因子的临床应用 IFN-a 治疗毛细胞白血病、慢性髓样白血病和Kaposi肉瘤等以及尖锐湿疣、慢性乙肝、慢性丙型肝炎和AIDS等病毒性疾病，效果良好。 IFN-b 多发性硬化症病人缓解期和复发，对丙肝、多发性硬化症和黄斑变性症等也有治疗作用。 IFN-g 治疗慢性肉芽肿和类风湿性关节炎。还可用于治疗生殖器疣和过敏性皮炎。 IL-2 治疗转移性肾细胞癌，对某些免疫缺陷病有一定疗效，还可作用免疫佐剂。IL-2和LAK细胞或TIL细胞合用治疗实体瘤的疗效仍待评价。

10 G-CSF 与化疗药物联合治疗非造血系统肿瘤时，可减轻化疗药物抑制造血系统的副作用。还可用于自身骨髓移植和治疗再生障碍性贫血。
GM-CSF 在用自身骨髓移植法治疗淋巴瘤和急性淋巴细胞白血病时，可提高治疗效果。在其它用自身或同种骨髓移植治疗疾病疗效不理想时，加用GM-CSF可改善疗效。其他用途同G-CSF。 促红素(EPO) 用于治疗各种贫血，例如慢性肾衰、肿瘤、化疗、AIDS、类风湿关节炎和药物引起的贫血。在手术回输自身血液前使用以增加输血效果。 TNF、IL-12、TPO等

11 第二节 细胞因子及其生物学活性 一、白细胞介素(interleukines, IL) 白细胞介素的概念和特点
第二节 细胞因子及其生物学活性 一、白细胞介素(interleukines, IL) 白细胞介素的概念和特点 概念：由各种白细胞产生的、介导细胞间相互作用的细胞因子。 特点：除少数外，大多在氨基酸序列、结构、理化特点和生物学活性方面均不相同。完全按发现顺序命名。特点同细胞因子。 IL-1～IL (IL-4和IL-13，IL-2和IL-15)

12 白细胞介素1(IL-1) IL-1包括3种：IL-1a、IL-1b和IL-1g (IL-1ra)，分别由不同基因编码。主要由髓样细胞(其中单核巨噬细胞最重要)和淋巴细胞产生。 IL-1分子量17kD，pI 5.2的是IL-1，pI 7.0的是IL-1，同源序列：Fx10FxSLx2Px2LLxT，氨基酸同源性26%，但受体相同、生物学活性基本相同。 IL-1前体没有信号肽，在胞浆中或细胞膜上，被ICE从Asp↓酶切后释放活性IL-1。 IL-1受体拮抗剂(IL-1ra或IL-1) 结合IL-1受体但不能活化受体，可竞争性抑制IL-1的作用。 IL-1R有两种：IL-1RⅠ和IL-1RⅡ，分别优势表达于不同细胞。

13 信号肽 释放 酶解 IL-1bmRNA 翻译 IL-1b前体 (胞浆内) 修饰 成熟IL-1b (分泌) ICE(IL-1b转换酶)
AAAAAAAAAAAAA 信号肽 AAAAAAAAAAAAA 酶解 释放 IL-1bmRNA AAAAAAAAAAAAA 翻译 IL-1b前体 (胞浆内) 修饰 ICE(IL-1b转换酶) 成熟IL-1b (分泌)

14 IL-1的生物学功能 1. 介导炎症反应：致热原 通过PEG2和白三烯致热。诱导释放(快反应)或诱导环氧化酶合成(慢反应)。对炎症细胞 诱导PMN释放，诱导PMN和Mf趋化和产生炎症介质。感染性休克 诱导多种小分子，引起细胞粘附、DIC和SIRS。 2. 免疫调节作用：促进T细胞和B细胞增殖、活化和功能，增强CTL和NK的杀伤活性。 3. 调节代谢：致负氮平衡，降低食欲，降低血糖等。 4. 其它：对神经内分泌和造血系统均有影响。 可能治疗:IL-1－老年性痴呆、多发性硬化等。 IL-1ra－败血症休克和其它炎性疾病

15 白细胞介素2(IL-2) IL-2(15～17kD)或称T细胞生长因子(TCGF) ，主要由T细胞和NK细胞产生。
IL-2R有三条链：a链(CD25)与IL-2特异性结合，b链也结合IL-2并有信号传递功能，g链是主要的信号传递链，许多细胞因子受体都有g链(gc)。 亲和力和信号：a低―,ab高－,bg中→,abg高→ 结合模式：活化T细胞表达abg，ab → abIL-2 → abgIL-2 → 反应后解离。NK和Mf表达bg 。 可溶性IL-2R可抑制IL-2的活性。

16 IL-2的生物学活性： 主要通过自分泌和旁分泌方式作用于局部靶细胞，表现出显著的免疫增强作用。 IL-2是激活T细胞并促进T细胞增殖(由G1期进入S期)的最重要的细胞因子。(TCGF) B细胞增殖、分化和合成抗体。 诱导多种细胞因子产生和细胞因子受体表达， 刺激NK细胞增殖、增强NK细胞杀伤功能，诱导产生新杀伤细胞－LAK和TIL。 诱导Mf增殖、分化并增强其杀伤活性。 IL-2可治疗肿瘤、感染和免疫功能低下等。

17 白细胞介素4(IL-4) IL-4(15kD)主要由Th2 细胞和早期T细胞产生。
IL-4R由特异性结合IL-4的a链和gc组成，gc传递信号。 IL-4的生物学活性： 促进活化B细胞增殖，增强B细胞表达MHC-Ⅱ类分子，诱导IgG1和IgE类抗体产生。 促进T细胞增殖和CTL产生，但抑制T细胞表达IL-2受体，抑制Th1细胞产生IL-2、IFN-、TNF-等，从而抑制细胞免疫功能。 诱导NK增殖，但抑制IL-2诱导NK增殖的作用。 协同IL-3刺激肥大细胞增殖，激活单核巨噬细胞的杀伤功能等。 IL-4与Ⅰ型过敏反应的发生有关。

18 白细胞介素 5(IL-5) IL-5的活性形式是二硫键连接的寡二聚体，主要由Th2细胞产生。
IL-5R由特异性结合IL-5的a链和bc组成，bc传递信号。可溶性IL-5R能抑制IL-5的作用。 IL-5的生物学活性： 诱导B细胞增殖、分化，促进IgM和IgA类抗体的产生和分泌。 促进嗜酸性粒细胞增殖、分化并能激活已成熟的嗜酸性粒细胞杀伤寄生虫。 诱导造血前体细胞分化，诱导CTL成熟，增强NK和CTL的杀伤作用。 可能用于治疗体液免疫缺陷和寄生虫感染。

19 白细胞介素(IL-6) IL-6分子量19～28kD，由单核巨噬细胞等多种细胞产生。
IL-6R是异二聚体，a链是IL-6特异性的结合受体，b链(gp130)为多种细胞因子受体共有的信号传递受体。IL-6的不同效应与靶细胞的不同信号传递途径有关。可溶性IL-6R可防止IL-6降解并促进IL-6的活性。 IL-6的生物学活性：免疫增强作用(T、B、NK、Mf)、促进造血、增强神经内分泌功能、诱导急性期蛋白参与炎症反应、调节肿瘤细胞生长等。 IL-6可治疗血小板减少、骨质疏松等。抗IL-6抗体可能治疗类风湿关节炎。

20 白细胞介素(IL-7) IL-7由152个氨基酸组成，主要由胸腺和骨髓中的基质细胞产生。
IL-7R是异二聚体，a链是IL-7特异性的结合受体，g链(gc)即IL-2R的g链，是信号传递链。 IL-7的生物学活性：诱导前T细胞和前B细胞发育成熟，gc缺陷患者表现为严重联合免疫缺陷。在外周，IL-7可诱导CTL活性和NK增殖为LAK、诱导Mf产生细胞因子和杀伤能力，促进嗜酸性粒细胞和血小板产生。IL-7还与皮肤发育有关。 IL-7用于肿瘤免疫治疗应注意其对某些肿瘤的生长促进作用。

21 白细胞介素9(IL-9) IL-9分子量25～49kD，pI 10，由Th2细胞和肥大细胞产生。
IL-9R的a链与IL-9高亲和力结合，其胞浆部分可结合其它信号分子，gc参与IL-9R的信号传递。 IL-9的主要生物学活性是与GM-CSF和IL-3一起促进胚胎造血，协同IL-3和IL-4促进肥大细胞生长并增强其活性，协同IL-4诱导IgE和IgG产生，促进CD4+ T细胞生长并可能发展成肿瘤。

22 白细胞介素10(IL-10) IL-10或称细胞因子合成抑制因子(CSIF)，其活性形式是非共价键连接的寡二聚体，主要由Th2细胞产生，炎症反应时则主要由单核巨噬细胞产生。 IL-10R为异二聚体，可抑制多种信号传递途径。 IL-10的生物学活性： 抑制Th1细胞和NK产生IL-2、IFN-、TNF-，抑制细胞免疫。但能增强NK和CTL的杀伤作用。 促进B细胞增殖、分化和产生IgG、IgA和IgM。 抑制Mf产生IL-12和吞噬消化功能，抑制APC提呈抗原。 IL-10可能用于治疗各种炎症和自身免疫病。

23 白细胞介素11(IL-11) IL-11分子量23～24kD，pI 11.7，主要由骨髓基质细胞产生。
IL-11R的a链与IL-11特异性结合但不传递信号，b链即gp130。因此IL-11与IL-6有相似的活性。 IL-11的主要生物学活性是与其它细胞因子协同促进造血，诱导急性期蛋白，增加脂肪积聚。 临床实验证明，IL-11可增加化疗病人的血小板和中性粒细胞，且副作用比IL-6低。

24 白细胞介素12(IL-12) IL-12也称为NK细胞刺激因子(NKSF)，主要由APC产生。IL-12是二硫键连接35kD(p35)和40kD (p40)两条链组成的异二聚体，细胞产生p40远多于p35，且p40竞争性拮抗二聚体IL-12(p70)的活性。 IL-12R由b1和b2两条链组成，均类似IL-6R的b链 (gp130)，可传递信号。受体与p40结合。 IL-12的生物学活性包括：刺激NK和T细胞增殖并诱导它们分泌IFN-g，诱导CTL成熟和发挥杀伤效应，促进造血功能，抗肿瘤血管生成等。 IL-12用于治疗肿瘤有很好的前景，还可能用于治疗病毒、细菌和疟原虫感染。

25 IL-13(P600)与IL-4 同源，主要由活化的Th2细胞产生。IL-13R的a链即IL-4R的a链，也是信号传递链，IL-13R还有与gc不同的p60-70和(或) p45受体链。IL-13的生物学活性与IL-4相似。 IL-14(HMW-BCGF)主要由活化T细胞产生，可诱导B细胞增殖和抑制促分裂原诱导的抗体产生。 IL-15与IL-2同源，由单核细胞等多种细胞产生。IL-15R的a链与IL-2R的a链同源，两受体共用b和g链。能促进T、B、NK细胞增殖和分化，增强这些细胞的功能，有望用于治疗肿瘤和感染性疾病。

26 IL-16是CD4+ 细胞的趋化因子(LCF)，由CD8+ T细胞产生，以四聚体发挥作用。IL-16R是CD4分子。IL-16可能与CD4+ 细胞浸润的肉芽肿反应、类风湿关节炎、哮喘等有关。
IL-17(CTLA-8)主要由CD4+ 的记忆T细胞产生，可能与T细胞诱导的炎症反应有关，可能参与T细胞与造血系统的相互作用。 IL-18 是干扰素诱生因子(IGIF)，主要由活化的巨噬细胞产生，能诱导Th1细胞产生IFN-g，促进T细胞增殖和增强NK活性，其作用强于IL-12并与IL-12有协同作用。

27 transforming growth factor-b
转化生长因子b(TGF-b) transforming growth factor-b TGF-b的活性形式是二硫键连接的寡二聚体，至少有5种异构体(TGF-b 1~5)。 TGF-b前体形成二聚体后被酶解成TGF-b和潜在相关多肽(LAP)，再与潜在TGF-b结合蛋白(LTBP)形成无活性的复合物而分泌。在特定组织中酶解释放活性TGF-b。 几乎所有细胞(包括活化的T细胞和单核巨噬细胞)均可分泌TGF-b。 TGF-b R至少有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条链，均有丝/苏氨酸激酶活性。Ⅰ和Ⅱ组成活性受体，但传递不同信号，介导不同功能： TGF-b抑制细胞增殖功能需要Ⅱ型受体链，而Ⅰ型受体链与TGF-b对细胞外基质的作用有关。

28 ss TGF-b Furin酶 ss ss 潜在 相关 多肽 分泌 聚合 酶解 组合 潜在TGF-b结合蛋白： 介导分泌 抑制活性 触发释放

29 TGF-b的生物学活性 抑制作用：抑制骨髓干细胞的增殖与分化；抑制大多数免疫功能，如抑制NK和T细胞活性，抑制CTL和LAK细胞生成，抑制B细胞增殖和抗体产生(但促进IgA分泌)；抑制大多数细胞因子产生；抑制巨噬细胞功能等。 促进作用：促进间质来源细胞(成纤维细胞、肌细胞、平滑肌细胞、成骨细胞、角质细胞等)增殖和功能。诱导或抑制(白蛋白)急性期蛋白产生。 趋化作用：诱导多种细胞趋化，抑制内皮细胞迁移。 在体内能促进细胞外基质再生、调节炎症反应、抑制免疫和调节肿瘤生长。 可用于治疗多种溃疡和促进创伤恢复。

30 干扰素(inteferon, IFN) IFN是一族具有抗病毒、调节细胞生长和分化、调节免疫功能的活性蛋白质。天然制剂是混合物。
(几个第一) 分类： Ⅰ型IFN: IFN-a、IFN-b、IFN-w、IFN-t Ⅱ型IFN: IFN-g 根据结构同源性 生物学活性(受体)：抗病毒活性 调节免疫和细胞生长 理化特点：pH2处理，60℃ 1小时处理 来源：白细胞(a)，成纤维细胞(b)， 淋巴细胞(g)，滋养层(t)

31 IFN-a和IFN-b IFN-a有20多种亚型，均为165～166肽，两对二硫键是活性必需的。共有IFN(infergen)活性高。
IFN-a主要由外周血白细胞产生，病毒、polyI:C、双股RNA、LPS和多种细胞因子可诱导其产生。 IFN-b只有一对二硫键，结构与IFN-a有较大不同，主要由成纤维细胞、上皮细胞产生。

32 受体: 有两种：IFNaR和IFNa/bR，两者都传递信号，但以IFNa/bR为主。 IFNa/bR的信号传递与 JAK/STAT途径有关(Janus family kinase/signal transductor and activator of transcription)。IFNa/bR诱导多种活性分别介导IFN-a的作用。

33 -Y- P ITAM 磷酸化 Jak STAT Y- -Y -Y 细胞因子 交联受体 Jak和STAT 通过SH2结 合受体的 磷酸酪氨酸 -Y- P STAT Jak磷酸化STAT 的酪氨酸残基 Jak SH2 -Y -Y- P Jak -Y- P Jak STAT P STAT -Y- 催化下一个 P STAT Y- 磷酸化的STAT二聚体化, 进入细胞核调节基因表达

34 细胞因子 Jak STAT IFN-a/b Jak-1,Tyk-2 STAT1,STAT2 IFN-g Jak-1,Jak-2 STAT1a
IL Jak-1, Jak STAT5,(STAT3) IL Jak-1, Jak STAT5 IL Jak-1, Jak-2 or Jak-3 STAT6 IL Jak-1, Jak STAT5 IL Jak-1, Jak-2, Tyk STAT1,STAT3 IL Jak-1, Jak STAT5 IL ? STAT1,STAT3 IL Jak-2,Tyk STAT3,STAT4 IL Jak STAT6 IL Jak-1, Jak STAT5,STAT3 GM-CSF Jak-1, Jak STAT5 G-CSF Jak-1, Jak STAT3

35 IFN的生物学活性 一、抗病毒作用 诱导细胞产生多种抗病毒蛋白 2’,5’A合成酶：被双股RNA激活后合成2’,5’A， 2’,5’A激活RNA酶L裂解病毒RNA。 PKR被双股RNA激活后，磷酸化eIF2的a亚基，抑制蛋白翻译。(抗病毒、抗肿瘤) Mx由I型IFN诱导，抗特定病毒(流感)。 诱导MHC分子表达，促进抗病毒免疫。

36 二、 调节细胞生长作用 抑制增殖(对造血系统肿瘤的抑制作用强)、促进分化、抑制前癌基因表达，均有例外。

37 三、免疫调节作用 增强细胞免疫：CTL活性、迟发型过敏反应、 NK活性(双相)。 协助抗体产生 增强Mf的吞噬能力和杀伤能力 促进细胞因子产生 诱导MHC-Ⅰ和-Ⅱ类分子表达增加。 应用：毛细胞白血病、Kaposi肉瘤、黑色素瘤、T细胞白血病、硬化性脑炎、各种慢性肝炎。 IFN-b主要用于治疗多发性硬化。

38 IFN-g IFN-g以二或四聚体表现活性，主要由淋巴细胞(Th1、CTL、NK)产生。 受体有a、b两条链，b链传递主要信号。
生物学活性： 抗病毒作用：低于IFN-a； 2’,5’A；诱导病毒抗原表达。 调节细胞生长作用： 免疫调节作用：>> IFN-a；抑制Th2因子产生 应用：治疗类风湿关节炎、慢性肉芽肿病。

39 IFN-的毒副作用与剂量、输入途径和用药时间有关。
上述副反应在停药后快速、完全恢复。

40 肿瘤坏死因子(TNF) tumor necrosis factor
TNF家族：TNF-a、TNF-b(LT)、LT-b、FasL、CD40L、TRAIL等。主要特点是：除NGF和TNF-b是分泌性蛋白外，均属Ⅱ型膜蛋白(C端在膜外)，胞浆部分短，以三聚体表现活性。

41 TNFR家族：TNFRp55、TNFRp75、Fas、CD40、DR等。主要特点是：胞外区有富含Cys的约40个氨基酸残基的结构域，胞浆部分有或没有死亡区，以三聚体表现活性。

42 TNF-a TNF-a以三聚体表现活性，主要由单核巨噬细胞产生. TNF-a前体首先表达的细胞膜上，膜型TNF有近分泌作用。细胞活化时，膜型TNF被蛋白酶水解释放分泌性TNF-a。 TNFR有两种，均以三聚体表现活性。p55的胞浆部分有死亡区(DD)，介导TNF-a诱导细胞凋亡的功能；p75没有死亡区，只表达于活化的淋巴细胞和APC，介导TNF-a激活T细胞、抑制造血和调节细胞活性的功能。 可溶性TNFRp55和TNFRp75在低剂量时可稳定TNF，高剂量时抑制TNF的活性。

43

44 TNFR Fas TRADD FADD FLICE Caspase9 Caspase3 Apoptosis Ced3/ICE-like proteinase Ceramide ? DNA fragmentation TRAF-1/2 TRAP-1/2 TRAK PC-PLC DAG Proliferation NIK JNK IkB NFkB AP-1 TRADD: TNFRp55-associated death domain protein FLICE: FADD-like ICE protein ICE: interleukin1b-conserting enzyme TRAK: TNF receptor-associated kinase (protein, factor) TNF受体家族相关的信号传递

45 Proliferation Apoptosis TNF TNF FasL TNFRp75 TNFRp55 Fas/CD95 PKC TRAP
TRADD FADD RIP FAN Bcl-2 Bcl-XL FADD caspase8 TRADD TRAF CAP3 Mitochondrion AIP Ⅱ TRAF2 NIK,MEKK1 RAIDD Ⅰ TANK caspase8 caspase2 GCKR IKK JNK caspase3 caspase9 Apaf-1 Cyt c NFkB AP-1 ？ PARP,DNA-PKcs, U1-70kD,hnRNP等 DEDD Proliferation Apoptosis

46 TNF-a的生物学活性 对细胞：诱导敏感细胞凋亡，抑制红、粒系肿瘤生长，促进成纤维细胞生长。 抑制造血，促进炎症，增强细胞免疫，抑制体液免疫。 对血管和凝血：促进粘附分子表达、促进粘附，抑制纤溶，抑制内皮细胞功能，促进血管内凝血，引起SIRS。引起肿瘤组织血管坏死。 其它：促进外周脂肪分解、引起恶液质，调节激素产生，诱导低血压性休克，诱导多种细胞因子产生。

47 TNF的副作用包括寒战、发热、流感样症状、实验室指标异常、低血压、毛细血管渗漏综合症和中枢神经系统症状。
TNF-b： 又称淋巴毒素(lymphotoxin, LT)，以三聚体表现活性。作用同TNF-a。

48 趋化因子是一类能诱导细胞定向移动到因子化学浓度较高部位的小分子细胞因子(5～10kD)，不但有趋化作用，也可激活靶细胞。
趋化因子(chemokine) 趋化因子是一类能诱导细胞定向移动到因子化学浓度较高部位的小分子细胞因子(5～10kD)，不但有趋化作用，也可激活靶细胞。

49 趋化因子有50多种，根据氨基酸序列中近N端Cys的情况，将趋化因子分为4个家族：
CXC(a)趋化因子(IL-8、NAP-2、GRO等) CC(b)趋化因子(MCP、MIP、RANTES等) C(g)趋化因子(淋巴细胞趋化素 单半胱氨酸模块1(SCM-1))。 CX3C趋化因子(神经趋化素) 还有很多物质有趋化作用，例如补体裂解片断、fMLP(甲酰甲硫氨酰亮氨酰苯丙氨酰)、PAF、TGF-b等。

50 CXC趋化因子:基因主要在4q12-21 ------CxC C C 根据CXC前有无谷酰-亮-精(ELR)，分为ELR组(主要诱导中性粒细胞趋化并激活之)和非ELR组(主要诱导淋巴细胞趋化并激活之)。 CC趋化因子:基因主要在17q11-32 ------CC C C 主要诱导单核巨噬细胞和粒细胞趋化并激活之，参与免疫调节和炎症反应。 C趋化因子:趋化和激活淋巴细胞 ------C C C CX3C:诱导单核细胞和淋巴细胞趋化和粘附。 ------CxxxC C C

51 趋化因子受体是7次穿膜蛋白(7TM)，属G蛋白偶联受体，其作用机理：
PLCg PLCb PI(4,5)P2 G蛋白 信号传 递分子 PI DAG Ca2+ CN NFAT PKC NFkB CAMK Ⅳ/Gr Op18 JNK Raf-1 ERK Rap1 PI3-K 其它磷脂酶 离子通道 腺苷酸环化酶 磷酸二脂酶等

52 趋化因子受体 CXCR1 IL-8 CCR1 MIP1,RANTES CXCR2 IL-8,NAP2等 CCR2 MCP
CXCR3 IP-10等 CCR3 eotaxin,RANTES CXCR4 SDF-1,HIV CCR4 TARC CXCR5 BCA CCR5 MIP, HIV等 CX3CR1 fractakine CCR6 LARC DARC IL-8,MCP1 CCR7 ELC RANTES CCR8 I-309

53 趋化因子研究方法 琼脂糖中的趋化实验 a b

54 微孔小室中的趋化实验 Boyden小室 48 孔装置 96孔装置
上室：含细胞 下室：含待测 趋化因子 膜 上

55 A B 螺母 顶板 硅垫片 螺丝 底板

56 集落刺激因子 (colony-stimulating factor)
能诱导造血细胞在半固体琼脂系统中呈克隆生长的因子统称为集落刺激因子(colony-stimulating factor, CSF) 。 粒细胞集落刺激因子(G-CSF) 巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF) 粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF) 多功能集落刺激因子(multi-CSF或IL-3) 红细胞生成素(erythropoietin, EPO) 血小板生成素(theombopoietin, TPO)

57 集落形成实验 半固体琼脂糖(0.3%)培养系统 加入待测CSF 培养

58 GM-CSF(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor)
在血中双相分布(T1/2 10min, 85min) 副作用：面红、发热、骨痛、肌肉疼痛、疲倦、不适应环境，局部可能有皮疹。

59 临床应用： ①改善各种急、慢性中性粒细胞减少状态，促进骨髓和外周干细胞的扩增和转运； ②在无或低中性粒细胞状态时诱导血液中性粒细胞增加，作为抗微生物感染的辅助治疗； ③通过促进肿瘤细胞分化、补充白细胞数以增加化疗药物的效应和增强机体免疫能力达到抗肿瘤的目的。

60 G-CSF(granulocyte colony-stimulating factor)
由多种细胞产生。促进骨髓造血细胞增殖分化形成粒细胞集落，诱导中性粒细胞的终末分化和增强中性粒细胞的功能。 治疗骨髓再生不良、化疗后改善造血、其它中性粒细胞减少症。

61 M-CSF(macrophage colony-stimulating factor)
由多种细胞产生。诱导巨噬细胞的前体细胞增殖分化为巨噬细胞，对蜕膜细胞、滋养层细胞、小胶质细胞和成骨细胞也有调节作用。

62 EPO(erythropoietin) 主要由肾脏产生。维持红细胞造血前体细胞的存活并促进其分裂，诱导晚期BFU-E和CFU-E生长和分化成为成熟的红细胞，对红细胞的血红素化也很重要。 治疗连续透析的慢性肾衰病人、AIDS病人接受骨髓抑制性治疗后、慢性肾衰贫血非何杰金淋巴瘤、肿瘤引起的贫血、肿瘤化疗引起的贫血、早产儿贫血、类风湿关节炎引起的贫血等。 副作用小

63 cytokine receptor(CKR)
第二节 细胞因子受体 cytokine receptor(CKR) 细胞因子通过结合细胞表面的细胞因子受体发挥作用。膜结合型细胞因子受体(mCKR)可介导细胞因子对靶细胞的作用。可溶性细胞因子受体(sCKR)对细胞因子发挥功能有不同的影响。

64 一、膜结合细胞因子受体(mCKR) 大多数是单链多肽，均有胞外区(细胞因子结合区)、跨膜区(疏水性氨基酸富含区)和胞内区(信号传导区)。IL-8和趋化因子的受体则有7个穿膜区，称为7TM 有些mCKR两条以上多肽链(IL-2受体由、和 3条链组成)。多链mCKR由链特异性结合配体，其它链传导信号。一些mCKR共用相同的信号传导链，例如IL-3、GM-CSF和IL-5的受体共用b链(bc)；IL-2、IL-4、IL-7、IL-9和IL-15的受体共用g链(gc)；IL-6、LIF、IL-11等受体共用gp130。

65 造血生长因 免疫球蛋 TNF受 IFNR 趋化因子 子受体家族 白超家族 体家族 家族 受体家族
子受体家族 白超家族 体家族 家族 受体家族 cccc wsxws 膜外 IL-2R c IL-6R IL-1R IL-3R IL-4R G-CSFR IL-5R c gp130 IL-9R IL-7R LIFR GM-CSFR EPOR CNTFR 膜内 PDGFR TNFR IFN-R M-CSFR NGFR IFN-R SCFR Fas IL-10R bFGFR CD27 c-kit CD30 CD40 DX40

66 (一) 造血生长因子受体超家族 特点：胞外区有200个氨基酸残基组成的同源区，其N端有4个保守的半胱氨酸残基(约占60 AA)，C端有一个WSXWS(色-丝-任意-色-丝)的结构域(约30 AA)，对受体折叠和发挥生物学效应至关重要。 分为2类： ①单链高亲和力受体 没有激酶活性但能将信号传导入细胞内，例如EPOR、G-CSFR和IL-4R； ②多链受体之一。亲和力较低，通过其它膜分子传递信号：IL-6R、IL-11R和CNTFR→gp130 GM-CSFR、IL-3R和IL-5R的链→链(c)

67 (二) 免疫球蛋白超家族 该超家族受体具有免疫球蛋白样的结构域，包括IL-1R等。M-CSFR、PDGFR和SCFR等的胞外区具有免疫球蛋白样的功能区，其胞内区有蛋白酪氨酸激酶(PTK)活性，可介导细胞内信号传递，又归类于PTK超家族。 Ig样结构域：70～110个AA，二硫键连接，6～7个b片层反平行形成中心疏水的桶状结构。有V、C1、C2等亚家族。

68 (三) TNF受体家族 (四) 趋化因子受体家族
或称神经生长因子受体超家族。胞外区由富含Cys的四个类似的区域(每区域含6个Cys)重复组成约160 AA的同源区。包括TNFRp55、TNFRp75、NGFR、CD27、CD30、OX40、4-1BB和Fas等 (四) 趋化因子受体家族 其特征是有7个穿膜区的单链受体，由于发挥作用有赖于G蛋白的参与，又称为G蛋白偶联受体超家族。

69 (五) IFNR家族 IFNR的胞外区有2个约200个氨基酸残基组成的独特的结构域，IFNR和IL-10R只有一个。
有些细胞因子受体具有多个超家族的特征。

70 细胞因子受体作用特点： 细胞因子受体与细胞因子结合后，通过不同的方式将信号传导入细胞内。细胞因子受体信号主要由JAK/STAT途径传递，还可引起细胞内发生不同蛋白质的磷酸化、肌醇磷酸代谢变化、钙离子变化等。一些受体本身就有激酶活性，例如M-CSF、SCF、EPO、PDGF、FGF、EGF、IGF-1、HGF、TGF-等的受体。另一些受体没有蛋白激酶活性，但结合配体以后能活化其它有激酶活性的膜蛋白或胞浆内激酶，间接发挥作用。

71 二、可溶性细胞因子受体 在多种体液(血清、腹水或尿)和细胞培养液中可以检测出可溶性细胞因子受体。 产生原理：
1.细胞因子受体基因在转录时发生拼接变化，使得mRNA中缺乏编码穿膜区的部分，例如IL-4Ra、IL-5Ra、IL-6R(IL-12p40)、IL-7Ra、IL-9R、GM-CSFRa、G-CSFRa、EPOR、LIFRa、EGFR和IFN-aR等可溶性受体； 2.膜受体的细胞外部分被膜上的某些酶或细胞外酶酶解脱落，进入细胞外液，例如IL-1RⅡ、IL-2Ra、IL-6Ra、IL-6Rb(gp130)、IFN-aR、TNFRp55、TNFRp70、M-CSFR、SCFR、CNTFRa、NGFR和PDGFR等可溶性受体。

72 (二)可溶性受体的生物学作用 1. 竞争性抑制作用 可拮抗CK的生物学作用。 2. 载体作用 sCKR与CK结合后可防止CK被降解或清除；或减少游离CK浓度，从而调节CK在体液中的浓度；或将CK运载到靶组织发挥效应 。 3. 反馈抑制作用 即反馈抑制膜结合型受体的表达。 4. 介导CK结合膜受体 一些sCKR与CK结合后能促进CK与膜受体的结合并诱导受体传递信号。例如IL-6R与gp130。 具体功能与sCKR的浓度和作用的时机有关。低浓度sTNFR可通过载体作用稳定TNF，高浓度时则抑制TNF的生物学作用。

73 细胞因子研究方法概论 研究细胞因子的方法可分为三大类： 活性 ①生物活性检测法(bioassay)研 究细胞因子的生物学活性；
②免疫学检测法(immunoassay) 检测细胞因子的抗原特性； ③分子生物学方法检测细胞因 子mRNA的表达。也研究细胞 因子的DNA(重组、表达调控等)。 研究细胞因子受体及其信号传递 研究细胞因子与细胞之间的关系

74 生物活性检测法基于细胞因子的生物学效应，反映了细胞因子在生物体内的活性状态。例如：IL-2、TNF、CSF、IL-8等。测定细胞分泌的蛋白质间接了解活性。
中和抗体是区分不同细胞因子的最可靠的手段。 生物样品中还可能存在着可溶性细胞因子受体、细胞因子结合蛋白、细胞因子抑制物或受体拮抗剂，这些物质也会干扰细胞因子与受体的结合，影响生物活性检测法的结果。

75 细胞因子调节细胞生长活性的检测 细胞因子对细胞生长的作用包括诱导增殖(IL-2、IL-4等)或抑制生长(TNF等)两方面，无论检测哪方面的活性都需要有敏感性强、特异性高、培养方便的靶细胞 (或细胞株)，简便、快速、敏感、重复性好的测定细胞数的方法，可靠的对照(标准品、阴性对照)。

76 检测细胞数的方法： 同位素 [3H]TdR掺入法 TdR→TTP 18hr [125I]UdR掺入法 cpm与细胞数成正比 酶学检测法(MTT、MTS、LDH等) MTT → formazan(蓝紫色结晶) →比色 颜色深度与细胞数成正比 染料法(中性红、结晶紫) → 比色 直接计数(台盼蓝) →镜检 FACS

77 细胞因子抑制病毒诱导的细胞病变的检测法 未建立抗 病毒状态 细胞病变 接种细胞 病毒 攻击 建立抗 病毒状态 加入样品 细胞未病变 染色、直接镜检

78 免疫学检测法(ELISA, RIA等)检测细胞因子的蛋白质的抗原性，具有微量、简单和快速等优点。
变性分子,裂解片断,人工假象,单体和聚合分子。 试剂(主要是抗体)或检测过程的差异也可能导致不同的结果。免疫学方法和生物学活性检测法从不同角度反映细胞因子的存在，联合使用较好。 荧光激活细胞分类仪(fluorescence activated cell sorting machines, FACS)检测细胞表面分子。

79 竞争抑制实验(固相) 免疫放射测定法(IRMA) 标记抗体 需要洗涤 双抗体夹心法 对抗体的要求：针对不同表位、单抗与多抗 竞争 检测
标记抗体 需要洗涤 双抗体夹心法 对抗体的要求：针对不同表位、单抗与多抗 竞争抑制实验(固相) 竞争 检测 加入定 量标记 细胞因子 包被 结合 加入待 测细胞 因子 洗涤

80 双抗体夹心法 同源ELISA 加入 待测 细胞 因子 加 底物 显色 包被 结合 直接 法 间接 法 ABC 法 间接 ABC法
寡聚细胞因子 加入 待测 细胞 因子 加入 标记 二抗 加底物 显色 包被 结合 结合

81 分子生物学方法测定细胞因子mRNA(PCR,原位杂交,Northern印迹试验和斑点杂交试验)。
克隆和表达,基因治疗, 转基因技术和基因敲除(knockout)技术等都要用到分子生物学方法。 基因表达的顺式调控和反式调控。

82 样品mRNA 竞争性模板 分子量标准 待测mRNA的PCR产物条带 竞争性产物条带

83 以上三种检测方法的结果不一定完全平行。有时细胞虽然表达细胞因子的mRNA，但并不产生细胞因子。一些细胞只产生细胞因子的一条多肽链，而只有聚合的细胞因子才有生物学活性。细胞如果同时产生细胞因子和细胞因子可溶性受体，用生物学活性检测法测出的活性可能就很低。因此，应根据不同的目的选用不同的方法，最好用几种方法检测同样的样品，可以了解更多的信息。

84 影响结果的因素 血清或滑液的粘度(稀释,透明质酸酶)。 sCKR，肝素(FGF)，白蛋白或a2巨球蛋白。激活细胞体外释放细胞因子、细胞因子抑制物或可溶性细胞因子受体等。反复冻溶或剧烈振摇常会影响细胞因子的结构。假阳性(架桥物质)和假阴性(遮盖,前体,变性)