Transcript 细胞因子

第六章
细胞因子
Cytokine, CK
一 概念
细胞因子（CK）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，具有调节固有免疫应答和适
应性免疫应答，促进造血，以及刺激细胞活化、
增值和分化等功能。
产生细胞：
1) 免疫细胞: T, B, Mo/Mφ, NK
2) 非免疫细胞：
成纤维细胞, 内皮细胞, 表皮细胞
3) 肿瘤细胞
 分类：
产生细胞的不同：淋巴因子，单核因子
 功能的不同：趋化因子，集落刺激因子

为数众多的细胞因子在体内，或相
互促进，或相互制约，形成十分复杂的
细胞因子调节网络。
第一节
细胞因子的共同特点
(1)多为小分子多肽（8-30kD）
(2)在较低浓度下即有生物学活性（高效性）
(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、旁分泌或内分泌形式发挥作用
自分泌：T细胞—IL-2 刺激自身生长
 旁分泌：DC—IL-12 刺激邻近的T细胞
分化
 内分泌：Mo/Mφ--TNF 在高浓度时通
过血流到达远处，作用于远处
的靶细胞

acting on cells secreting CKs
自分泌 autocrine
acting on neighbor cells
旁分泌 paracrine
circulation
distant cells
内分泌 endocrine
（5）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，这种性质称为细胞因子的多
效性。

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，这种性质称
为细胞因子的重叠性。

拮抗性：一种细胞因子可抑制其他细胞因子的功
能，表现出这种细胞因子的拮抗性。

协同性：一种细胞因子可增强另一种细胞因子的
功能，表现出协同作用。

Pleiotropy (多效性)-A cytokine may have different
biological effects on different cell types.
B
Pleiotropy
activation
proliferation
differentiation
proliferation
IL-4
thymus cell
proliferation
mast cell
IL-2
IL-4
IL-5
B细胞
Th细胞
细
胞
因
子
的
重
叠
性
Synergy 协同性
Antagonism 拮抗性
其他特点
（1）一种细胞可产生多种细胞因子(同源性)，
一种细胞因子也可由多种细胞产生(多源性)；
（2）存在形式：单体、双体和三聚体；
（3） 细胞因子分泌是短暂的自限过程，分泌
后在局部迅速而短暂地（数小时）发挥作用；
（4） 以非特异性方式发挥作用, 不受MHC限制；
（5）以网络形式发挥作用。
T细胞
T细胞
IL-2 IFN-
TNF-
NK细胞
IFN-
细胞因子的同源性与多源性
第三节
细胞因子命名与分类
1、白细胞介素（IL） IL1-35
2、干扰素（IFN） α、β、γ
3、肿瘤坏死因子（TNF）
4、集落刺激因子（CSF）
GM-CSF 、G-CSF 、M-CSF、SCF
EPO、TPO等
5、趋化性细胞因子（chemokine）IL-8
MCP-1等
6、生长因子（GF）TGF-、EGF等

1.白细胞介素(interleukin, IL)：30多
种（IL-1至IL-35）。

最初是指白细胞产生，又在白细胞之间发挥
调节作用的细胞因子，因此而命名。

后来研究发现：其他细胞也可产生白细胞介
素，如基质细胞和内皮细胞，而且白细胞介素
也作用于其他的靶细胞，如内皮细胞、成纤维
细胞、神经细胞等。
IL-2 的 免 疫 生 物 学 效 应
活化 Th1细胞
NK 细胞
IL-2
B 细胞
促进细胞增
殖，分化，
与Ig 合成
活化T细胞
NK 细胞
巨噬细胞
促进增殖、
活化（LAK） 抑制细胞毒性，
产生淋巴因子
促进IL-1的分泌
2.干扰素家族(interferon, IFN)：是
最早发现的细胞因子，由病毒感染的体
细胞产生的蛋白质，因为它具有干扰病
毒的继续感染和复制的作用，因此命名
为干扰素。
根据来源和理化性质的不同：分为
 I型：IFN-ɑ、IFN-β
 II型：IFN-r
The role of IFN-a against virus
Virus
Restrain
replication
replication
IFN-induce
proteins
Signal
transfer
stimulating
nuclear
nuclear
IFN-a
3.肿瘤坏死因子超家族
肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)：
最初发现一种能使肿瘤发生出血、坏死的细胞
因子。超家族(TNFSF)：19个成员。
分为：TNF-ɑ、淋巴毒素(lymphotoxin, LT)
作用：调节适应性免疫、杀伤靶细胞、诱导
细胞凋亡等过程中发挥重要作用。
4.集落刺激因子(colony-stimulating
factor, CSF)：是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。
目前发现的是：GM-CSF、M-CSF、
G-CSF；

此外SCF、 EPO、TPO也属于集落刺激
因子；IL-3也具有集落刺激因子的作用，
可作用于多种早期的造血祖细胞。
5.趋化因子家族
趋化因子(chemokine)有几十种。
对单核细胞、淋巴细胞、粒细胞、NK
细胞、DC等有趋化作用，吸引淋巴细胞、
白细胞到达感染和炎症部位。

IL-8 (CXC): is chemotactic for PMNs
 MCP(CC): is chemotactic for Mo/Mφ
Neutrophil migration to site of infection,
mediated by macrophage-derived cytokines
and chemokines
6.其他细胞因子
其他的细胞因子有：生长因子、生长
转化因子等。
* TGF: transforming growth factor, 转化生长
因子
Inhibit Mφ activation
Inhibit B and T cells growth
*EGF 表皮生长因子
*VEGF 血管内皮生长因子
*PDGF 血小板衍生生长因子
第三节 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）促进创伤修复

（一）调节固有免疫应答
 1. DC
 2. 单核-巨噬细胞
 3. 中性粒细胞
 4. NK细胞
 5. NK T细胞
 6. rδT细胞

1. B细胞
（二）调节适应性免疫应答
 IL-4、IL-5、IL-6、IL-13、B细胞活化因
子(BAFF)：可促进B细胞的活化、增值
和分化，成为抗体产生细胞，浆细胞。
 细胞因子可调控Ig产生的类型：
如IL-4：诱导IgG和IgE的产生；
TGF-β和IL-5：可诱导IgA的产生。
2. T细胞
IL-2、IL-7、IL-18：活化T细胞，并
促进其增殖
IL-12、IFN-r：诱导Th0向Th1亚群分
化，
IL-4：促进Th0向Th2亚群分化
IL-2、IL-6、IFN-r：明显促进细胞毒
性T细胞 (CTL)的分化并增强其杀伤功能。
(三) 刺激造血
*
（四）促进凋亡，直接杀伤靶细胞
肿瘤坏死因子超家族（TNFSF）：
有几种细胞因子可直接杀伤靶细胞或诱
导细胞凋亡。
 TNF-ɑ和淋巴毒素（LT-ɑ）：直接杀伤肿
瘤细胞或病毒感染细胞。
 FasL：通过膜型或可溶性形式结合靶细
胞上的Fas，诱导靶细胞凋亡。

诱导凋亡
TNF-α和FasL可诱导靶细胞凋亡
（五）促进创伤修复
转化生长因子β（TGF-β）：刺激成纤维细
胞和成骨细胞，促进损伤组织的修复；

血管内皮细胞生长因子(VEGF)：促进血管
和淋巴管的生成；

成纤维细胞生长因子(FGF)：促进多种细胞
的增殖；

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。

促进组织修复
EGF的修复作用
第四节 细胞因子受体

细胞因子受体(CKR)：为跨膜分子，由胞
膜外区、跨膜区、胞质区组成，细胞因
子与其相应特异性的受体结合，启动细
胞内的信号转导，发挥生物学效应。
（一）细胞因子受体的分类：
根据结构特征分五类





1. 免疫球蛋白超家族受体
2. Ⅰ类细胞因子受体家族
3. Ⅱ类细胞因子受体家族
4. 肿瘤坏死因子受体超家族
5. 趋化因子家族受体

1. 免疫球蛋白超家族受体
结构与免疫球蛋白相似，象Ig锚定在细
胞膜上，有相似的V区、C区，具有数个
IgSF结构域。
此类受体： IL-1R、IL-18R、M-CSFR、
SCFR。
2. Ⅰ类（ Ⅰ型）细胞因子受体家族
大多数白细胞介素R和集落刺激因子R
包括：IL-2 ～7R、IL-9、 11、12、 IL-13、
IL-15R、GM-CSFR 、 G-CSFR和EPO R等；
共同信号转导亚单位(commom r chain, rc)：共
同r链，rc基因位于X-染色体上，rc基因缺陷的
个体发生X-性连锁重症联合免疫缺陷病，多种
IL(2、4、7、9、15、21)受体介导的信号转导
障碍，出现严重的细胞免疫和体液免疫缺陷。
3. Ⅱ类细胞因子受体家族
包括：IFN-ɑ R、IFN-βR、IFN-r R、
IL-10 R
 4. 肿瘤坏死因子受体超家族
包括： TNFR、 CD40分子和Fas分子


5. 趋化因子家族受体
分类：根据结合趋化因子的不同，
分为相应的亚家族；
CCR5和CXCR4：是HIV在巨噬细
胞、T细胞上的辅助受体，
CCR5的小分子拮抗肽：可抑制HIV
感染巨噬细胞
多亚单位受体和细胞因子受体共用亚单位
细胞因子受体属多亚单位受体，许多细胞
因子受体有共用亚单位。
（二）可溶性细胞因子受体（sCKR）
1 sCKR产生机制
（1）膜受体脱落
（2）分泌型 mRNA的不同剪接
2 sCKR生物学功能
（1）作为CK运载蛋白
（2）调节CK的生物学功能
IL-10
common chain 
IL-2R
IL-4R
IL-7R
IL-9R
IL-15R
共用的  链
六、临床应用
1、细胞因子与疾病的预防
2、细胞因子与疾病的诊断
3、细胞因子与疾病的治疗
临床应用中存在的问题
细胞因子的半衰期过短
 体内效果远不如在体外理想
 体内应用毒性反应相当严重

应用展望





改进细胞因子在体内的应用方案
联合应用优于单独用
细胞因子的局部应用
诱导机体持续产生内源性细胞因子
细胞因子导向疗法
细胞因子基因疗法