第六章细胞因子细胞因子是由免疫原、丝裂原或其他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。概念•细胞因子的命名根据其产生细胞的种类:淋巴因子、单核因子等;根据其主要功能:集落刺激因子、趋化因子等。•细胞因子的产生细胞淋巴细胞、单核-巨噬细胞、树突状细胞、粒细胞以及其他非造血细胞(如成纤维细胞和内皮细胞等)等;辅助性T淋巴细胞(Th)是产生细胞因子最多的免疫细胞。第一节细胞因子的共同特点共同特点•多为小分子(8~30kD)多肽;•在较低浓度下即有生物学活性;•通过结合细胞表面高亲和力受体发挥生物学效应;•以自分泌、旁分泌或内分泌形式发挥作用;•具有多效性、重叠性、拮抗性或协同性。多效性一种细胞因子可作用于不同的靶细胞,产生不同的生物学效应。重叠性几种不同的细胞因子可作用于同一种靶细胞,产生相同或相似的生物学效应。拮抗性:一种细胞因子可抑制其他细胞因子的功能。协同性:一种细胞因子可增强另一种细胞因子的功能。第二节细胞因子的分类根据结构和功能分类•白细胞介素(interleukin,IL)•干扰素(interferon,IFN)•肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor,TNF)•集落刺激因子(colony-stimulatingfactor,CSF)•趋化因子•生长因子白细胞介素•概念:主要由白细胞产生的,能介导白细胞间或白细胞与其他细胞间相互作用的细胞因子。•目前已发现的IL有30余种。干扰素家族•最早发现的细胞因子;•具有干扰病毒的感染和复制的功能;•分类:分为Ⅰ型和Ⅱ型,Ⅰ型干扰素包括IFN-、IFN-等,Ⅱ型干扰素即IFN-。名称类型主要产生细胞主要功能IFN-αⅠ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-βⅠ型干扰素成纤维细胞抗病毒,抗细胞增殖,免疫调节,促进MHCⅠ类分子和Ⅱ类分子的表达IFN-γⅡ型干扰素活化T细胞、NK细胞激活巨噬细胞,抗病毒,促进MHC分子表达和抗原提呈,诱导Th1细胞分化,抑制Th2细胞分化干扰素的类型及其主要功能肿瘤坏死因子超家族•能使肿瘤发生出血、坏死;•分为TNF-α和淋巴毒素;•在调节适应性免疫、杀伤靶细胞和诱导细胞凋亡等过程中发挥重要作用。集落刺激因子•概念:指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、分化的细胞因子。•分类:巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、干细胞因子(SCF)、红细胞生成素(EPO)和血小板生成素(TPO)等。趋化因子家族根据结构和功能分为4种亚家族:•CC亚家族:近氨基端有2个相邻的半胱氨酸,如单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1);•CXC亚家族:近氨基端有一个CXC基序(半胱氨酸-1个任意其他氨基酸-半胱氨酸),如IL-8;•C亚家族:近氨基端只有一个半胱氨酸,如淋巴细胞趋化蛋白;•CX3C亚家族:近氨基端有一个半胱氨酸-3个其他氨基酸-半胱氨酸序列。生长因子•转化生长因子-β(TGF-β):通过刺激成纤维细胞和成骨细胞促进损伤组织的修复,抑制巨噬细胞、NK细胞的活化,抑制T、B细胞的增殖分化;•血管内皮细胞生长因子(VEGF):促进血管和淋巴管的生成;•表皮生长因子(EGF):促进上皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞的增殖,促进皮肤溃疡和创口的愈合;•成纤维细胞生长因子(FGF):促进多种细胞的增殖,有利于慢性软组织溃疡的愈合。第三节细胞因子的生物学活性(一)调节固有免疫应答•树突状细胞(DC):IL-1β和TNF-α诱导未成熟DC(iDC)成熟分化,IFN-γ上调DCMHCⅠ类和Ⅱ类分子表达,趋化因子调节DC的迁移和归巢;•单核-巨噬细胞:单核细胞趋化蛋白可趋化单核细胞到达炎症部发挥作用,IL-2、IFN-γ、M-CSF、GM-CSF活化巨噬细胞,IFN-γ上调MHCⅠ类和Ⅱ类分子表达促进单核-巨噬细胞的抗原提呈作用,IL-10和IL-13抑制巨噬细胞的功能,发挥负调节作用;(一)调节固有免疫应答•中性粒细胞:IL-1β、IL-8和TNF-α可通过上调血管内皮细胞的黏附分子,促进中性粒细胞经血管壁渗出到炎症部位,G-CSF可激活中性粒细胞;•NK细胞:IL-2、12、15、18可促进NK细胞对肿瘤细胞和病毒感染细胞的杀伤作用;•NKT细胞:IL-2、12可活化NKT细胞,增强其细胞毒作用;•γδT细胞:IL-1、7、12、15对γδT细胞有很强的激活作用。(二)调节适应性免疫应答•B细胞:IL-4、5、6、13等可促进B细胞的活化、增殖和分化,多种细胞因子调控B细胞分泌Ig的类别转换;•T细胞:IL-2、7、18活化T细胞并促进其增殖,IL-12和IFN-γ诱导Th0向Th1分化,IL-4促进Th0向Th2分化,IL-1β和IL-6联合促进Th17的分化,IL-23促进Th17的扩增,TGF-β促进调节性T细胞的分化,IL-2、6和IFN-γ促进CTL的分化并增强其杀伤功能。IFN-γ(三)刺激造血•主要作用于造血干细胞和祖细胞的细胞因子:IL-3、SCF;•主要作用于髓样祖细胞和髓系细胞的细胞因子:GM-CSF、G-CSF、M-CSF;•主要作用于淋巴样干细胞的细胞因子:IL-7;•作用于单个谱系的细胞因子:EPO、TPO和IL-11、IL-15。IL-3IL-3(四)促进凋亡,直接杀伤靶细胞TNF、活化T细胞表达的Fas配体。(五)促进创伤的修复TGF-β、VEGF、FGF、EGF。第四节细胞因子受体•结构:均为跨膜蛋白,由胞膜外区、跨膜区和胞质区组成。•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、肿瘤坏死因子受体超家族和趋化细胞因子受体等。可溶型细胞因子受体和细胞因子受体拮抗剂第五节细胞因子与临床(一)细胞因子与疾病的发生“细胞因子风暴”(二)细胞因子及其相关生物制品重组细胞因子、细胞因子抗体和细胞因子受体拮抗蛋白