细胞因子-免疫学课件.ppt

1,湖北理工学院精品课程,医学免疫学,2,第六章 细胞因子 （cytokine，CK）,第一节 细胞因子的共同特点 第二节 细胞因子的分类 第三节 细胞因子的生物活性 第四节 细胞因子受体 第五节 细胞因子与临床,3,一、概念 细胞因子（cytokine，CK）是因免疫原、丝裂原或其他因子刺激细胞（免疫细胞、非免疫细胞），由细胞合成、分泌的具有生物活性的低分子量蛋白质或多肽的统称。 CK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。,细胞因子概述,二、命名 单核因子：单核吞噬细胞产生 淋巴因子：淋巴细胞产生 集落刺激因子：刺激骨髓干细胞或祖细胞分化成熟,4,第一节 细胞因子的共同特点,1. 多为小分子（830kD）多肽；,2. 高效性：在较低浓度下即有生物学活性， 10-12mol/L；,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；,5,第一节 细胞因子的共同特点,5. 具有多效性、重叠性、拮抗性或协同性；,多效性 一种CK可对多种靶细胞发挥作用 产生多种不同的生物学效应 重叠性 不同细胞因子可作用于同一靶细 胞产生相同或相似的生物学效应 拮抗性 一种CK抑制其他CK的功能 协同性 一种CK增强其他CK的功能,第一节 细胞因子的共同特点,6.细胞因子的网络特性,细胞因子相互诱生 IL-1诱生IL-2，IL-2诱生TNF等 细胞因子调节细胞因子受体的表达 IL-1可促进IL-2受体的表达 细胞因子之间生物活性的相互影响 拮抗性和协同性,7,8,第二节 细胞因子的分类,根据结构和功能，细胞因子分6类：,9,第二节 细胞因子的分类,一、白细胞介素 （interleukin，IL）,原指由白细胞产生在白细胞间发挥调节作用的CK，现通指一类结构与功能已基本明确，在细胞间有重要调节作用的CK 。 如：单核巨噬细胞 IL-1 TH1细胞 IL-2 TH2细胞 IL-4、5、6 目前已知IL有IL1 - IL-35。,10,第二节 细胞因子的分类,一、白细胞介素 （interleukin，IL）,11,第二节 细胞因子的分类,二、干扰素家族 （interferon, IFN）,-是作用于细胞后产生的一种具有抗病毒、免疫调节、抗肿瘤等多功能糖蛋白。,12,第二节 细胞因子的分类,三、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF) 根据来源和结构不同，可分为TNF-、 TNF- （一）TNF- 细胞来源：活化的单核巨噬细胞（主要）； T细胞、NK细胞和肥大细胞。,（二）TNF- 又称淋巴毒素（lymphotoxin，LT）与TNF-的氨基酸序列为28%同源性，二者结合同一受体。 细胞来源：激活的T细胞。 TNF生物学功能：调节适应性免疫、杀伤靶细胞、诱导细胞凋亡。,13,第二节 细胞因子的分类,四、集落刺激因子 (colony- stimulating factor，CSF) 1. 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、分化的细胞因子的统称。 2. 包括：SCF、GM-CSF、G-CSF、 M-CSF、EPO、TPO、IL-3（multi-CSF）等。,14,第二节 细胞因子的分类,五、趋化因子（chemokines） （一）概念：吸引白细胞向一定方向移行，也可刺激白细胞活化的小分子蛋白。 （二）按照半胱氨酸残排列基序不同分亚族：,1.CC亚家族：MCP-1，对单核细胞、T细胞、DC等有趋化激 活作用。 2.CXC亚家族：IL-8，趋化激活中性粒细胞，刺激血管生成。 3.C亚家族： Lymphotactin，对T细胞、NK细胞、DC等有趋 化作用。 4.CX3C亚家族：Fanctalkine，对单核细胞、T细胞、有趋化 作用。,15,第二节 细胞因子的分类,五、趋化因子（chemokines）,16,第二节 细胞因子的分类,六、其他细胞因子,（一）包括 1. TGF-(transforming growth factor-， 转化生长因子-)； 2. EGF(epithelial growth factor， 表皮生长因子)； 3. FGF(fibroblast growth factor， 成纤维细胞生长因子)； 4. NGF(nerve growth factor， 神经生长因子)； 5. PDGF(platelet-derived growth factor， 血小板源性生长因子)； 6. VEGF(vascular endothelial cell growth factor， 血管内皮细胞生长因子)等。,17,第二节 细胞因子的分类,六、其他细胞因子,(二)TGF-（TGF-1、 TGF-2和TGF-3） 1.细胞来源：T、B细胞、巨噬细胞及肿瘤细胞等。 2.生物学功能（免疫抑制调节剂） (1)抑制T细胞增殖和细胞因子产生； (2)抑制B细胞增殖和T细胞依赖性多克隆抗体的产生； (3)抑制NK细胞活化和IL-2的LAK细胞诱导作用； (4)抑制M活化和前炎性细胞因子产生； (5)抑制多种细胞增殖（如内皮细胞、上皮细胞和平滑肌细胞），但促成纤维细胞增殖，加速伤口愈合； (6)某些肿瘤细胞分泌TGF-，可逃避免疫应答。,18,第三节 细胞因子的生物学活性,一、调节固有免疫应答,参与固有免疫应答的细胞有：DC,单核-巨噬细胞，中性粒细胞，NK细胞，NKT细胞，T细胞，B-1细胞，嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞等，细胞因子对这些细胞发挥重要的调节作用。,19,第三节 细胞因子的生物学活性,二、调节适应性免疫应答,细胞因子调控B细胞和T细胞的发育、分化和效应功能的发挥。,1、促进细胞免疫 IL-2、15促T细胞增殖 IL-12促T向Th1的分化 IFN-活化M-M、CTL等 IL-2刺激CTL增殖与分化等,20,21,22,第三节 细胞因子的生物学活性,二、调节适应性免疫应答,2、促进体液免疫 IL-4、6、13刺激B增殖 IL-4促向Th2的分化 调节Ig类别转换：IL-4与IgE TGF-与IgA 3、免疫抑制作用 TGF-抑制CTL、M IL-10抑制M,23,24,第三节 细胞因子的生物学活性,三、刺激造血,1.主要作用于造血干细胞和祖细胞的细胞因子：IL-3,SCF。,四、促进凋亡，直接杀伤靶细胞 IL-2可诱导活化T淋巴细胞凋亡 ；TNF可诱导肿瘤细胞凋亡,2.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。,3.主要作用于淋巴样干细胞的细胞因子：IL-7。,4.作用于单个谱系的细胞因子：EPO,TPO,IL-11,IL-15。,五、促进创伤的修复,25,第四节 细胞因子受体,细胞因子通过结合细胞上相应受体而发挥生物学作用。,26,第四节 细胞因子受体,（一）细胞因子受体分类 根据膜外区结构特征分5类 1.免疫球蛋白超家族(IgSF) (1) 结构特点：膜外区具有免疫球蛋白样功能区。 (2) 成员包括：IL-1、IL-6、M-CSF、SCF的受体。,27,第四节 细胞因子受体,2.类细胞因子受体家族(造血因子受体家族) （1）结构特点：膜外区近氨基端有二个不连续保守 半胱氨酸残基（C），其羧基端存在 Trp-Ser-X-Trp-Ser（WSXWS，X代表 任一氨基酸）残基序列。 （2）成员包括 IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、 IL-6 、IL-7、IL-9、 IL-11、IL-13、IL-15、GM-CSF、G-CSF的受体等。,28,第四节 细胞因子受体,3.型细胞因子受体家族(干扰素受体家族) （1）结构特点：膜外区近氨基端含有四个不连续保守 半胱氨酸残基。 （2）成员包括：I 型、II型IFN的受体 。,4.肿瘤坏死因子受体家族 （1）结构特点：膜外区富含半胱氨酸基序。 （2）成员包括：TNF受体、NGF受体、Fas蛋白及 CD40分子。,29,第四节 细胞因子受体,5.趋化因子家族受体(G蛋白偶联受体家族) （1）结构特点：含有7个疏水性跨膜区 ( -螺旋结 构)，胞质区与G蛋白(结合GTP的蛋白)结合，将 信号转导入细胞内部。 （2）成员包括： CXCR - 结合CXC型趋化因子（如IL- 8） CCR - 结合CC型趋化因子（如MCP-1）。,30,第四节 细胞因子受体,31,第四节 细胞因子受体,（二）可溶型CKR和CKR拮抗剂 1.可溶型CKR （1）存在：血清、尿液等体液。 （2）可能作用： A.与膜受体竞争结合细胞因子，抑制细胞因子的作用。 B.与细胞因子结合, 转运至机体相关部位，增加局部细胞 因子的浓度，发挥其生物学作用。 2.CKR拮抗剂（天然存在） 作用：抑制细胞因子与相应受体的结合从而干扰机体的免疫功能。如：IL-1受体拮抗剂（IL-1Ra）结合IL-1R而抑制IL-1的活性；痘病毒产生的TNF和IL-1结合蛋白抑制和消除TNF和IL-1的致炎症作用。,32,第五节 细胞因子与临床,33,第五节 细胞因子与临床,34,第五节 细胞因子与临床,5.细胞因子风暴（cytokine storm）： 是指由于机体感染微生物后引起体液中多种细胞因子如TNF-、IL-1、IL-6、IL-12、 IFN-、IFN-、IFN-、MCP-1和IL-8等迅速大量产生的现象。 细胞因子风暴也是引起急性呼吸窘迫综合征（ARDS）和多器官衰竭的重要原因。,35,第五节 细胞因子与临床,（二）细胞因子及其相关生物制品,细胞因子有广泛的生物学作用,是重要的生物应答