細(xì)胞因子精品課件

1、cytokine6一、概述二、細(xì)胞因子的分類三、細(xì)胞因子的生物活性四、細(xì)胞因子的受體五、與細(xì)胞因子及其受體相關(guān)的生物制品注：這里用CK代表Cytokine (細(xì)胞因子）一、概 述- CK的概念CK的共同特性CK的分泌CK效應(yīng)的復(fù)雜性概 念細(xì)胞因子（cytokine):是由多種細(xì)胞分泌、具有介導(dǎo)和調(diào)節(jié)免疫、炎癥和造血過程的廣泛的小分子蛋白質(zhì)。 CK的共同特性 1）分泌到細(xì)胞外的小分子蛋白質(zhì)；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(xì)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(jié)合受體發(fā)揮作用。 CK的分泌 自分泌 autocrine

2、作用于分泌細(xì)胞自身； IL-2刺激T 細(xì)胞的生長旁分泌 paracrine作用于比鄰細(xì)胞；如DC產(chǎn)生的IL-12刺激T的分化內(nèi)分泌 endocrine血液循環(huán)遠(yuǎn)距離作用， TNF， IL-1 CK的效應(yīng)的復(fù)雜性* 多效性 一種CK多種靶細(xì)胞多種生物學(xué)作用* 重疊性不同CK同一靶細(xì)胞相同或相似效應(yīng)* 拮抗性一種CK 抑制另一種CK的某種生物學(xué)效應(yīng)* 協(xié)同性一種CK 增強另一種CK的某種生物學(xué)* 網(wǎng)絡(luò)性細(xì)胞因子間相互誘生,生物活性間相互影響 肥大細(xì)胞胸腺細(xì)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(xì)胞IL-4IFN-g 拮抗性 重疊性協(xié)同

3、性均有刺激B細(xì)胞增殖的功能更有效地誘導(dǎo)IgE類別轉(zhuǎn)換IFN-g 阻斷IL-4誘導(dǎo)類別轉(zhuǎn)化的作用，IL-4抑制IFN-g BBB二、細(xì)胞因子的分類根據(jù)細(xì)胞因子的來源：1、淋巴因子（lymphokine)-淋巴細(xì)胞產(chǎn)生。IL-26，914，IFN-，TNF-2、單核因子（monokine)-單核-吞噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-1，6，8，TNF-3、其他細(xì)胞產(chǎn)生的CK：EPO，SCF根據(jù)主要生物學(xué)功能：根據(jù)主要生物學(xué)功能：1、白細(xì)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(xì)胞產(chǎn)生，又在白細(xì)胞之間發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的細(xì)胞因子，因此而命名。后來研究發(fā)現(xiàn)：其他細(xì)胞也可產(chǎn)生白細(xì)胞介素，如基質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞，而且白細(xì)胞介素也作用于其他的靶細(xì)胞，如內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)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(jié)構(gòu)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(nèi)源性熱原質(zhì)（endogenous pyrogen), 引起發(fā)熱與內(nèi)毒素不同，IL-1對熱敏感，反復(fù)注射不產(chǎn)生耐受。IL-1引起發(fā)熱的機理之一，可能是IL-1促進(jìn)單核-巨噬細(xì)胞釋放PGE2，刺激下丘腦體溫調(diào)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(jìn)肝細(xì)胞合成急性期蛋白（APP，acute phase protein)：如C-反應(yīng)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(zhì)細(xì)胞和其它細(xì)胞的作用：類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，關(guān)節(jié)囊內(nèi)巨噬

6、細(xì)胞受到刺激和活化后可分泌IL-1，刺激滑膜/軟骨/成纖維細(xì)胞分泌大量PGE2、膠原酶和中性蛋白酶等；導(dǎo)致關(guān)節(jié)中的膠原組織降解，骨質(zhì)吸收，局部血管通透性增加，直接參與關(guān)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(dǎo)CTL和NK細(xì)胞的殺傷活性，促進(jìn)殺傷細(xì)胞IL-2受體的表達(dá)以及成纖維細(xì)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(xì)胞水平，延長存活時間，能預(yù)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(guān)的疾病21IL-21.發(fā)現(xiàn)與命名 1976年Morgan等，發(fā)現(xiàn)小鼠脾細(xì)胞培養(yǎng)上清中含有一種刺激胸腺細(xì)胞生長的因子，由于這種因子能促進(jìn)和維持T細(xì)胞長期培養(yǎng)，稱為T細(xì)胞生長因子（t cell growth factor,TCGF）； 1979年統(tǒng)一命名為白細(xì)胞介素2 （interleukin 2,IL-2)。 22組成 親和力（Kd)細(xì)胞分布舉例鏈（p55,CD25)低，10-8M抗原刺激T細(xì)胞鏈（p70,CD122)+鏈中，10-9M靜止T，NK細(xì)胞鏈+鏈+鏈高，10-11MPHA刺激母細(xì)胞2.IL-2：與受體的親和力不同

8、，效應(yīng)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(fēng)濕關(guān)節(jié)炎）何杰金病型糖尿病AIDS活動性內(nèi)臟利什曼病尖銳濕疣成年人T細(xì)胞白血病3.與IL-2產(chǎn)生和表達(dá)異常有關(guān)的疾病25IL-2IL-2R成年人T細(xì)胞白血病發(fā)生機制激活I(lǐng)L-2啟動子及IL-2R亞單位，刺激T細(xì)胞自主分泌生長，甚至啟動T細(xì)胞永生化的形成，IL-2和IL-2Ra可導(dǎo)致T細(xì)胞的活化和增殖，獲得自律性生長264.IL-2的生物學(xué)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(jìn)小鼠T細(xì)胞的增殖，而小鼠的IL-2不能維持人T細(xì)胞的生長

9、。IL-2體內(nèi)的半衰期只有6.9分鐘。（1）Th、Tc細(xì)胞都是IL-2的反應(yīng)細(xì)胞： 胸腺細(xì)胞和T細(xì)胞經(jīng)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(jìn)入S期，維持細(xì)胞的增殖。27（2）誘導(dǎo)CTL、NK和LAK等多種殺傷細(xì)胞的分化和效應(yīng)功能，并誘導(dǎo)殺傷細(xì)胞產(chǎn)生IFN-、TNF-和增強CTL細(xì)胞穿孔素。（perforin)基因的表達(dá)。（3）直接作用于B細(xì)胞，促進(jìn)其增殖、分化和Ig分泌。（4）活化巨噬細(xì)胞。4.IL-2的生物學(xué)作用285.IL-2的臨床應(yīng)用（了解內(nèi)容）A.在體外誘導(dǎo)PBMC或腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（TIL） 成為淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞（LAK）。B.LAK/IL-2對腎

10、細(xì)胞癌、黑素瘤、非何杰金氏淋 巴瘤、結(jié)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(xì)胞癌及神經(jīng)母細(xì)胞瘤等腫瘤等進(jìn)行臨床驗證(1) IL-2的 抗腫瘤作用：29 IL-2對某些因細(xì)胞免疫功能低下而受病毒感染，需增強細(xì)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(dǎo)IFN-產(chǎn)生而介導(dǎo)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病（已進(jìn)入期臨床驗證）、結(jié)節(jié)性麻風(fēng)、結(jié)核桿菌感染等也有一定療效。 如：rIL-2明顯延長結(jié)

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(nèi)的結(jié)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(yīng)用，可提高機體保護性免疫應(yīng)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(jìn)入期臨床驗證。（4）IL-2-白喉毒素融合蛋白的應(yīng)用： 治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，進(jìn)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(xì)胞，有較好的選擇性。 31(5)rIL-2體內(nèi)大劑量使用毒性作用較大，可引起毛細(xì)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(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生一定抗體。美國Immunex應(yīng)用抗IL-2R鏈McAb，預(yù)防骨髓移植后GVHR進(jìn)入期臨床試驗。Interferon，IFN是最早發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞因子， 由微生物或其他干擾素誘生劑刺激細(xì)胞產(chǎn)生，能干擾病毒感染和復(fù)制。分類：分為I、II型。I型為IFN、，主要由白細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和病毒感染的細(xì)胞產(chǎn)生。II型為IFN，主要由活化的T細(xì)胞、NK細(xì)胞產(chǎn)生。具有抗病毒、抑制細(xì)胞增殖、激活巨噬細(xì)胞、抗腫瘤等生物學(xué)作用。Tumor necrosis factor，TNF 由于其在體內(nèi)外均可直接殺死腫瘤細(xì)胞而得名。根據(jù)其來源和結(jié)構(gòu)不同分為兩種類型T

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

14、胞生成素EPO，干細(xì)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(xì)胞具有趨化效應(yīng)的細(xì)胞因子家族。主要功能是招募血液中的單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等進(jìn)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(xì)胞CC: 如單核細(xì)胞趨化蛋白，趨化單核細(xì)胞C: 如淋巴細(xì)胞趨化蛋白，趨化淋巴細(xì)胞CXXXC:如Fractalkine,趨化單核細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞Growth factor，GF是一類可介導(dǎo)不同類型細(xì)胞生長和分化的細(xì)胞因子。根據(jù)其功能和作用的靶細(xì)胞不

15、同，分別命名為：1、轉(zhuǎn)化生長因子 (transforming growth factor-; TGF- ) ；2、神經(jīng)生長因子(nerve growth factor, NGF) ;3、表皮生長因子(epithelial growth factor, EGF); 4、成纖維細(xì)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(nèi)皮細(xì)胞生長因子（vascular endothelial cell growth factor, VEGF)三、細(xì)胞因子的生物學(xué)活性（一）抗細(xì)菌

16、作用 (二) 抗病毒免疫 (三) 調(diào)節(jié)特異性免疫應(yīng)答（四）刺激造血（五）促進(jìn)血管的形成（一）抗細(xì)菌作用由單核-巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞執(zhí)行細(xì)菌感染因子激活功能IL-1血管內(nèi)皮細(xì)胞，免疫細(xì)胞TNF增加血管透性，促免疫分子進(jìn)入感染部位，IgG,補體等IL-6促抗體產(chǎn)生IL-8趨化中性T細(xì)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(fù)制(3)增強NK和CTL的殺傷活性.抗病毒蛋白.促感染細(xì)胞表達(dá)MHCI類分子，增加向CTL提呈抗原，增強其殺傷功能。.增強NK細(xì)胞的殺傷。(三) 調(diào)節(jié)特異性免疫應(yīng)答 在免疫應(yīng)答的全過程，不同類型

17、細(xì)胞因子在不同環(huán)節(jié)分別發(fā)揮重要作用。如：IFN可誘導(dǎo)抗原遞呈細(xì)胞表達(dá)MHC分子，促進(jìn)抗原遞呈；IL-2、IL-4、IL-5、IL-6等可促進(jìn)T（B）細(xì)胞的增殖、分化；趨化因子可誘導(dǎo)不同免疫細(xì)胞的定向運動，并參與其激活等等。（四）刺激造血46生物學(xué)性質(zhì)IL-1TNFIL-6內(nèi)源性熱原質(zhì)引起發(fā)熱+肝急性期蛋白+T細(xì)胞活化+B細(xì)胞活化+B細(xì)胞免疫球蛋白合成+-+成纖維細(xì)胞增殖+-干細(xì)胞活化+-+非特異性抗感染+抗放射+-滑膜細(xì)胞活化+-內(nèi)皮細(xì)胞活化+-休克綜合征+-誘導(dǎo)IL-1、TNF、IL-6和IL-8+-表. TNF與L-1、IL-6的生物學(xué)性質(zhì)比較 四、細(xì)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(xì)胞因子的受體細(xì)胞因子作用的發(fā)揮依賴于細(xì)胞表面的受體。細(xì)胞因子和相應(yīng)受體結(jié)合可以傳導(dǎo)細(xì)胞信號，使細(xì)胞活化、增殖。細(xì)胞因子受體主要表達(dá)于細(xì)胞表面，但某些情況下，如強免疫原性物質(zhì)刺激，許多種類的細(xì)胞因子受體可以從膜表面脫落，成為可溶性分子。可與膜型受體競爭，從而負(fù)向調(diào)節(jié)相應(yīng)細(xì)胞因子的生物學(xué)作用。四、細(xì)胞因子的受體（一）細(xì)胞因子受體的分類（二）細(xì)胞因子受體的共用亞單位（三）可溶性細(xì)胞因子受體（一）細(xì)胞因子受體的分類細(xì)胞因子受體根據(jù)其胞外結(jié)構(gòu)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(xì)胞因子受體；3、II型細(xì)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(xì)胞因子受體II類細(xì)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(jīng)生長因子（NGF） FASIL-8 RANTES MIP-1 PF4 MCAF NAP-2 細(xì)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(xì)胞膜外區(qū)有一個或多個免疫球蛋白Ig樣結(jié)構(gòu)域。IL-1、IL-6、M-CSF、SCF、PDGF、FGF受體屬此類。2、I型細(xì)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(xì)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(xì)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(yīng)的受體結(jié)合后，經(jīng)偶聯(lián)G-蛋白而發(fā)揮生物效應(yīng)。（二）細(xì)胞因子受體的共用亞單位I型和II型細(xì)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(xì)胞因子特異性結(jié)