細胞因子精品課件

1、cytokine6一、概述二、細胞因子的分類三、細胞因子的生物活性四、細胞因子的受體五、與細胞因子及其受體相關的生物制品注：這里用CK代表Cytokine (細胞因子）一、概 述- CK的概念CK的共同特性CK的分泌CK效應的復雜性概 念細胞因子（cytokine):是由多種細胞分泌、具有介導和調節(jié)免疫、炎癥和造血過程的廣泛的小分子蛋白質。 CK的共同特性 1）分泌到細胞外的小分子蛋白質；2）受抗原或絲裂原等刺激后合成釋放；3）半衰期和發(fā)揮作用時間短；4）多細胞間發(fā)生短距離作用；5）很低水平就能表現(xiàn)出生物活性 (pmol/L)；6）通過結合受體發(fā)揮作用。 CK的分泌 自分泌 autocrine

2、作用于分泌細胞自身； IL-2刺激T 細胞的生長旁分泌 paracrine作用于比鄰細胞；如DC產生的IL-12刺激T的分化內分泌 endocrine血液循環(huán)遠距離作用， TNF， IL-1 CK的效應的復雜性* 多效性 一種CK多種靶細胞多種生物學作用* 重疊性不同CK同一靶細胞相同或相似效應* 拮抗性一種CK 抑制另一種CK的某種生物學效應* 協(xié)同性一種CK 增強另一種CK的某種生物學* 網(wǎng)絡性細胞因子間相互誘生,生物活性間相互影響 肥大細胞胸腺細胞BIL-4 多效性活化、增殖、分化增殖增殖IL-2、 IL-4、 IL-5 IL-4 + IL-5B細胞IL-4IFN-g 拮抗性 重疊性協(xié)同

3、性均有刺激B細胞增殖的功能更有效地誘導IgE類別轉換IFN-g 阻斷IL-4誘導類別轉化的作用，IL-4抑制IFN-g BBB二、細胞因子的分類根據(jù)細胞因子的來源：1、淋巴因子（lymphokine)-淋巴細胞產生。IL-26，914，IFN-，TNF-2、單核因子（monokine)-單核-吞噬細胞產生IL-1，6，8，TNF-3、其他細胞產生的CK：EPO，SCF根據(jù)主要生物學功能：根據(jù)主要生物學功能：1、白細胞介素 Interleukin，IL2、干擾素 Interferon，IFN3、腫瘤壞死因子 Tumor necrosis factor，TNF4、集落刺激因子 Colony sti

4、mulating factor，CSF5、趨化性因子 Chemokine 6、生長因子 Growth factor，GFInterleukin，IL最初是指白細胞產生，又在白細胞之間發(fā)揮調節(jié)作用的細胞因子，因此而命名。后來研究發(fā)現(xiàn)：其他細胞也可產生白細胞介素，如基質細胞和內皮細胞，而且白細胞介素也作用于其他的靶細胞，如內皮細胞、成纖維細胞、神經細胞等。 目前已發(fā)現(xiàn)數(shù)目。Table 6-1 P104IL-1包含11個CK 前4個和新命名規(guī)則 IL-1生物活性IL-1晶體結構青綠：PDB：1ITA IL-1a紫：PDB：1T4Q IL-1b白：PDB：1IRAIL-1RIL-1與臨床（1）發(fā)熱：I

5、L-1是一種內源性熱原質（endogenous pyrogen), 引起發(fā)熱與內毒素不同，IL-1對熱敏感，反復注射不產生耐受。IL-1引起發(fā)熱的機理之一，可能是IL-1促進單核-巨噬細胞釋放PGE2，刺激下丘腦體溫調節(jié)中樞，引起發(fā)熱和感染性休克。阿斯匹林、消炎痛等抑制PGE2的合成，可作為解熱劑。IL-1與臨床（2）促進肝細胞合成急性期蛋白（APP，acute phase protein)：如C-反應蛋白、酸性糖蛋白（-acid glycoprotein，AGP）以及某些補體的組分，有利于機體抵抗病原微生物，是非特異性防御因素之一。（3）對間質細胞和其它細胞的作用：類風濕關節(jié)炎，關節(jié)囊內巨噬

6、細胞受到刺激和活化后可分泌IL-1，刺激滑膜/軟骨/成纖維細胞分泌大量PGE2、膠原酶和中性蛋白酶等；導致關節(jié)中的膠原組織降解，骨質吸收，局部血管通透性增加，直接參與關節(jié)的病理損傷。 IL-1與臨床（4）抗腫瘤作用：由于IL-1能協(xié)同IL-2、IFN-誘導CTL和NK細胞的殺傷活性，促進殺傷細胞IL-2受體的表達以及成纖維細胞分泌IL-6，因此具有抗腫瘤作用。臨床已試用IL-1治療腫瘤。（5）抗放射作用（radioprotective)：小鼠注射IL-1 100ng在950R照射條件下，可提高白細胞水平，延長存活時間，能預防放療造成的骨髓抑制。臨床上已試用IL-1治療骨髓移植。最近在動物實驗中

7、發(fā)現(xiàn)IL-1能降低血糖水平，有可能成為治療糖尿病的新藥。 與IL-1有關的疾病21IL-21.發(fā)現(xiàn)與命名 1976年Morgan等，發(fā)現(xiàn)小鼠脾細胞培養(yǎng)上清中含有一種刺激胸腺細胞生長的因子，由于這種因子能促進和維持T細胞長期培養(yǎng)，稱為T細胞生長因子（t cell growth factor,TCGF）； 1979年統(tǒng)一命名為白細胞介素2 （interleukin 2,IL-2)。 22組成 親和力（Kd)細胞分布舉例鏈（p55,CD25)低，10-8M抗原刺激T細胞鏈（p70,CD122)+鏈中，10-9M靜止T，NK細胞鏈+鏈+鏈高，10-11MPHA刺激母細胞2.IL-2：與受體的親和力不同

8、，效應也不同；三種親和力IL-2R的組成 23IL-2RIL-2RIL-2IL-2R24SLE(系統(tǒng)紅斑狼瘡)RA（類風濕關節(jié)炎）何杰金病型糖尿病AIDS活動性內臟利什曼病尖銳濕疣成年人T細胞白血病3.與IL-2產生和表達異常有關的疾病25IL-2IL-2R成年人T細胞白血病發(fā)生機制激活IL-2啟動子及IL-2R亞單位，刺激T細胞自主分泌生長，甚至啟動T細胞永生化的形成，IL-2和IL-2Ra可導致T細胞的活化和增殖，獲得自律性生長264.IL-2的生物學作用IL-2的作用具有沿種系譜向上有約束性，向下無約束性的特點，如人的IL-2能促進小鼠T細胞的增殖，而小鼠的IL-2不能維持人T細胞的生長

9、。IL-2體內的半衰期只有6.9分鐘。（1）Th、Tc細胞都是IL-2的反應細胞： 胸腺細胞和T細胞經抗原、有絲分裂原或同種異體抗原刺激活化后，有在IL-2存在的條件下進入S期，維持細胞的增殖。27（2）誘導CTL、NK和LAK等多種殺傷細胞的分化和效應功能，并誘導殺傷細胞產生IFN-、TNF-和增強CTL細胞穿孔素。（perforin)基因的表達。（3）直接作用于B細胞，促進其增殖、分化和Ig分泌。（4）活化巨噬細胞。4.IL-2的生物學作用285.IL-2的臨床應用（了解內容）A.在體外誘導PBMC或腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL） 成為淋巴因子激活的殺傷細胞（LAK）。B.LAK/IL-2對腎

10、細胞癌、黑素瘤、非何杰金氏淋 巴瘤、結腸直腸癌有較明顯療效，對肝癌、卵 巢癌、頭頸部鱗癌、膀胱癌、肺癌等有不同程 度的療效。C.近年來已開始采用IL-2基因治療對黑素瘤、腎 細胞癌及神經母細胞瘤等腫瘤等進行臨床驗證(1) IL-2的 抗腫瘤作用：29 IL-2對某些因細胞免疫功能低下而受病毒感染，需增強細胞免疫功能的病人有一定療效。 IL-2本身無直接抗病毒活性，它是通過增強CTL、NK活性以及誘導IFN-產生而介導抗病毒感染的。 目前用IL-2治療活動性肝炎已顯示出好的苗頭。對單純皰疹病毒感染、AIDS?。ㄒ堰M入期臨床驗證）、結節(jié)性麻風、結核桿菌感染等也有一定療效。 如：rIL-2明顯延長結

11、核桿菌H37RV株感染小鼠和豚鼠的半數(shù)死亡時間，降低死亡率，減少感染動物脾、肺組織內的結核桿菌數(shù)。 （2）治療感染性疾病30（3）免疫佐劑作用（adjuvanticity): IL-2作為佐劑與免疫原性弱的亞單位疫苗聯(lián)合應用，可提高機體保護性免疫應答水平。 最近發(fā)現(xiàn)IL-2具有降低血壓作用，IL-2治療高血壓已進入期臨床驗證。（4）IL-2-白喉毒素融合蛋白的應用： 治療類風濕性關節(jié)炎，進入/期臨床驗證，74%患者病情得到改善。 IL-2融合毒素主要作用于CD4陽性淋巴細胞，有較好的選擇性。 31(5)rIL-2體內大劑量使用毒性作用較大，可引起毛細血管滲漏綜合征（capillary leak

12、 syndrome，CLS）。IL-2半衰期短，有時還可在體內誘導產生一定抗體。美國Immunex應用抗IL-2R鏈McAb，預防骨髓移植后GVHR進入期臨床試驗。Interferon，IFN是最早發(fā)現(xiàn)的細胞因子， 由微生物或其他干擾素誘生劑刺激細胞產生，能干擾病毒感染和復制。分類：分為I、II型。I型為IFN、，主要由白細胞、成纖維細胞和病毒感染的細胞產生。II型為IFN，主要由活化的T細胞、NK細胞產生。具有抗病毒、抑制細胞增殖、激活巨噬細胞、抗腫瘤等生物學作用。Tumor necrosis factor，TNF 由于其在體內外均可直接殺死腫瘤細胞而得名。根據(jù)其來源和結構不同分為兩種類型T

13、NF和TNF。前者主要由單核-巨噬細胞產生，抗原刺激的T細胞、活化的NK細胞和肥大細胞也分泌。TNF主要由活化的T細胞產生，又稱淋巴毒素Lymphotoxin，LT。近些年，CD40L， FasL，Trail34名 稱產生細胞TNF-單核巨噬細胞，TNK細胞LTTB細胞CD40L活化T,NK,B和肥大細胞FasL活化T細胞Colony stimulating factor，CSF是一組在體內外均可選擇性刺激造血祖細胞增殖、分化并在半固體培養(yǎng)基上形成細胞集落的細胞因子。包括：1、巨噬細胞-粒細胞集落刺激因子GM-CSF2、巨噬細胞集落刺激因子M-CSF3、粒細胞集落刺激因子G-CSF 另外，紅細

14、胞生成素EPO，干細胞生長因子 SCF （stem cell factor）和血小板生成素也視為CSF家族成員。Chemokine是一類對不同靶細胞具有趨化效應的細胞因子家族。主要功能是招募血液中的單核細胞、中性粒細胞、淋巴細胞等進入感染發(fā)生的部位。 該家族成員依據(jù)其分子氨基端半胱氨酸的數(shù)目及其間隔，可分為不同的亞家族：CXC: 如IL-8趨化中性粒細胞CC: 如單核細胞趨化蛋白，趨化單核細胞C: 如淋巴細胞趨化蛋白，趨化淋巴細胞CXXXC:如Fractalkine,趨化單核細胞和T淋巴細胞Growth factor，GF是一類可介導不同類型細胞生長和分化的細胞因子。根據(jù)其功能和作用的靶細胞不

15、同，分別命名為：1、轉化生長因子 (transforming growth factor-; TGF- ) ；2、神經生長因子(nerve growth factor, NGF) ;3、表皮生長因子(epithelial growth factor, EGF); 4、成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor, FGF); 5、血小板生長因子（platelet-derived growth factor, PDGF）6、血管內皮細胞生長因子（vascular endothelial cell growth factor, VEGF)三、細胞因子的生物學活性（一）抗細菌

16、作用 (二) 抗病毒免疫 (三) 調節(jié)特異性免疫應答（四）刺激造血（五）促進血管的形成（一）抗細菌作用由單核-巨噬細胞和NK細胞執(zhí)行細菌感染因子激活功能IL-1血管內皮細胞，免疫細胞TNF增加血管透性，促免疫分子進入感染部位，IgG,補體等IL-6促抗體產生IL-8趨化中性T細胞IL-12激活NK,TH1分化 (二) 抗病毒免疫由IFN行使：和型(1)IFN-/、IL-15、 IL-12(2)干擾病毒復制(3)增強NK和CTL的殺傷活性.抗病毒蛋白.促感染細胞表達MHCI類分子，增加向CTL提呈抗原，增強其殺傷功能。.增強NK細胞的殺傷。(三) 調節(jié)特異性免疫應答 在免疫應答的全過程，不同類型

17、細胞因子在不同環(huán)節(jié)分別發(fā)揮重要作用。如：IFN可誘導抗原遞呈細胞表達MHC分子，促進抗原遞呈；IL-2、IL-4、IL-5、IL-6等可促進T（B）細胞的增殖、分化；趨化因子可誘導不同免疫細胞的定向運動，并參與其激活等等。（四）刺激造血46生物學性質IL-1TNFIL-6內源性熱原質引起發(fā)熱+肝急性期蛋白+T細胞活化+B細胞活化+B細胞免疫球蛋白合成+-+成纖維細胞增殖+-干細胞活化+-+非特異性抗感染+抗放射+-滑膜細胞活化+-內皮細胞活化+-休克綜合征+-誘導IL-1、TNF、IL-6和IL-8+-表. TNF與L-1、IL-6的生物學性質比較 四、細胞因子的受體(Cytokine Rec

18、eptor)跨膜蛋白：胞膜外區(qū)；跨膜區(qū)；胞漿區(qū) 48四、細胞因子的受體細胞因子作用的發(fā)揮依賴于細胞表面的受體。細胞因子和相應受體結合可以傳導細胞信號，使細胞活化、增殖。細胞因子受體主要表達于細胞表面，但某些情況下，如強免疫原性物質刺激，許多種類的細胞因子受體可以從膜表面脫落，成為可溶性分子?？膳c膜型受體競爭，從而負向調節(jié)相應細胞因子的生物學作用。四、細胞因子的受體（一）細胞因子受體的分類（二）細胞因子受體的共用亞單位（三）可溶性細胞因子受體（一）細胞因子受體的分類細胞因子受體根據(jù)其胞外結構及氨基酸序列的相似形分為5個家族。1、免疫球蛋白超家族受體；2、I型細胞因子受體；3、II型細胞因子受體；

19、4、腫瘤壞死因子受體；5、趨化因子受體。-S-S-S-S-S-S-CC C CC1C3C2C1C3C2C1C3C2C1C3C2G 蛋白免疫球蛋白超家族受體 I類細胞因子受體II類細胞因子受體TNF-R趨化因子受體IL-1 M-CSF C-kitIL-2 IL-3 IL-4 IL-5 IL-6 IL-7IL-9 IL-11 IL-12 IL-13 IL-15 OSMGM-CSF G-CSF LIF CNTF 生長激素催乳素IFN-a IFN-b IFN-gTNF-a TNF-b CD40 神經生長因子（NGF） FASIL-8 RANTES MIP-1 PF4 MCAF NAP-2 細胞因子受體

20、分類1、免疫球蛋白超家族受體；此類受體的細胞膜外區(qū)有一個或多個免疫球蛋白Ig樣結構域。IL-1、IL-6、M-CSF、SCF、PDGF、FGF受體屬此類。2、I型細胞因子受體其胞膜外區(qū)有兩個不連續(xù)的半胱氨酸殘基和WSXWS基序（W代表色氨酸，S代表絲氨酸，X代表任何一種氨基酸）。IL-17、IL-9、IL-11、IL-13、IL-15、GM-CSF、G-CSF受體屬于此類。3、II型細胞因子受體此類受體是IFN受體，其胞膜外區(qū)有四個不連續(xù)的半胱氨酸殘基。4、腫瘤壞死因子受體此類受體又稱III型細胞因子受體，富含半胱氨酸基序。5、趨化因子受體此家族的受體是G-蛋白偶聯(lián)受體，由7個疏水性的跨膜區(qū)組成，和相應的受體結合后，經偶聯(lián)G-蛋白而發(fā)揮生物效應。（二）細胞因子受體的共用亞單位I型和II型細胞因子受體家族的多數(shù)成員由2個或2個以上的亞單位組成，其中一個為信號傳遞亞單位，另一個為細胞因子特異性結