大学免疫学课件—细胞因子的分解

1、第五章 细胞因子 本章要求 理解并掌握以下概念：细胞因子、白细胞介素。 掌握细胞因子的分类和来源。 掌握细胞因子的特点。 掌握细胞因子的主要生物学功能(能够结合案例分析)。 举例说明细胞因子在兽医学中的应用。 目 录 第一节 细胞因子受体及其受体概述 第二节 细胞因子特征与生物学作用 第三节 重要的细胞因子 第四节 细胞因子与临床 第一节 细胞因子受体及其受体概述 细胞因子（cytokine, CK）是一类由免疫细 胞（淋巴细胞、单核细胞等）和相关细胞（成纤 维细胞、内皮细胞等）产生的调节细胞功能的高 活性多功能蛋白质多肽分子。 一、细胞因子的来源和分布一、细胞因子的来源和分布 1.来源来源

2、免疫细胞免疫细胞：淋巴细胞、单核/吞噬细胞； 非免疫细胞非免疫细胞：血管内皮细胞、表皮细胞、成纤维细胞等； 某些肿瘤细胞某些肿瘤细胞。 2.分布：分布： 大部分以可溶性蛋白形式分布与组织间和体液中。 二、细胞因子的分类和命名二、细胞因子的分类和命名 按照结构与生物学功能分为按照结构与生物学功能分为6类：类： 白细胞介素（interleukin, IL） 集落刺激因子（colony-stimulating factor, CSF） 干扰素（interferon, IFN） 肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF） 趋化因子（chemokine） 生长因子（growth

3、 factor ,GF） 1. 白细胞介素（白细胞介素（interleukin, IL） 指由白细胞产生并介导细胞间相互作用的细胞因子。 分类分类：根据发现先后顺序命名为IL-1、IL-2,迄今 为止已报道至IL-38。 主要作用主要作用：调节免疫细胞的分化与增殖；调节细胞免 疫和体液免疫；介导炎症反应。 是一组在体内外均能选择性刺激造血干细胞增殖、分 化并形成某一谱系细胞集落的细胞因子。 分类：分类： 单核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） 红细胞生成素（EPO） 干细胞因子（SCF） 2. 集落刺激因子（集落刺激

4、因子（colony-stimulating factor, CSF） 3. 干扰素（干扰素（interferon, IFN） 细胞受病毒感染或干扰素诱生剂作用于细胞后由细胞 基因编码而产生的一组低分子量、多功能的可溶性糖 蛋白。 分类：分类： I型干扰素： IFN-、IFN-、IFN- 抑制病毒复制、参与免疫调节、抑制细胞增殖等。 II型干扰素： IFN- 激活巨噬细胞、抑制病毒复制、促进Th1分化。 4. 肿瘤坏死因子（肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF） 是一类能直接引起肿瘤组织出血坏死、造成肿瘤细胞 死亡的细胞因子。 分类：分类： TNF-主要由单核吞噬细

5、胞产生 TNF- 主要由活化的T细胞产生，又称淋巴毒素。 主要作用主要作用：参与机体防御，是重要的促炎因子和免疫 调节分子，具有抗肿瘤作用；与机体败血症休克、发 热等病理过程有关。 6 . 生长因子（生长因子（growth factor, GF） 可招募血液中的单核细胞、中性粒细胞、淋巴细 胞等进入感染发生的部位。 5. 趋化因子（趋化因子（chemokine） 有刺激生长作用的细胞因子。比如EGF、NGF、 FGF、VEGF。 细胞因子生物学功能的发挥依赖于与其相应细胞因子 受体的结合。 细胞因子受体是多种细胞产生的蛋白质蛋白质，多为膜结合 形式亦有可溶性形式。 分为胞外区、跨膜区和胞内区。

6、 三、细胞因子的受体三、细胞因子的受体 免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族 I I型细胞因子受体型细胞因子受体 家族家族 一、细胞因子的分类一、细胞因子的分类 1.1.细胞因子受体分类细胞因子受体分类 II II 型细胞因子受体家型细胞因子受体家 族族 III III 型细胞因子受体型细胞因子受体 家族家族 趋化因子受体家族趋化因子受体家族 2. .细胞因子受体中的公有亚基细胞因子受体中的公有亚基 IL-6 受体亚家族受体亚家族 IL-2 受体亚家族受体亚家族 GM-CSF 受体亚家族受体亚家族 细胞因子公有链的意义细胞因子公有链的意义 一定程度上决定了细胞因子作用的重叠性。 共用链的缺陷会引起

7、细胞免疫和体液免疫均低下 的重症免疫缺陷症。 一、细胞因子的共同特性一、细胞因子的共同特性 1. 理化特性理化特性 细胞因子均为低分子量的分泌型蛋白，绝大多数为 糖蛋白 大多数细胞因子的氨基酸序列无明显同源性 多数细胞因子以单体形式存在，少数呈二聚体或三 聚体。 第二节 细胞因子特征与生物学作用 2.分泌特点分泌特点 多源性、多向性、短时自限性分泌。 通过自分泌、旁分泌和内分泌发挥作用。 多样性 高效性 短暂性 复杂性（多效性多效性、重叠性重叠性、协同性协同性、拮抗性拮抗性） 级联诱导级联诱导 3.生物学作用特点生物学作用特点 多效性多效性 重叠性重叠性 协同性协同性拮抗性拮抗性 协同性协同性

8、 拮抗性拮抗性 级联诱导级联诱导 级联诱导级联诱导 免免 疫疫 细细 胞胞 的的 起起 源源 与与 分分 化化 二、二、 细胞因子的生物学功能细胞因子的生物学功能 1.1.参与免疫细胞的分化和发育参与免疫细胞的分化和发育 （1）免疫细胞的起源与分化）免疫细胞的起源与分化 T 细细 胞胞 与与 B 细细 胞胞 的的 分分 化化 与与 成成 熟熟 （2）T细胞和细胞和B细胞分化细胞分化 （3）免疫细胞在外周组织的分化）免疫细胞在外周组织的分化 IL-4、GM-CSF可诱导单核细胞分化成树突状细 胞。 局部微环境中，IFN- 促进Th0细胞分化成Th1 细胞，IL-4促进Th0细胞分化成Th2细胞。

9、 1. 介导和调节固有免疫应答介导和调节固有免疫应答 （1）细胞因子参与炎症反应：IL-1、IL-6、TNF-。 二、参与免疫应答和免疫调节二、参与免疫应答和免疫调节 抗病毒作用抗病毒作用 （2）细胞因子的抗病毒作用： IFN-、IFN-。 对靶细胞的杀伤作用对靶细胞的杀伤作用 （3）细胞因子对靶 细胞的杀伤作用： IFN-、GM-CSF、 IL-1、IL-12。 2. 参与并调节适应性免疫应答参与并调节适应性免疫应答 细胞因子参与适应性免疫应答的全过程，涉及抗原提呈、 淋巴细胞活化、增殖、分化和效应等。 IFN-等可以诱导抗原提呈细胞表达MHCI/II 类分子； IL-1、IL-2、IL-4

10、、IL-5等可以促进T/B细胞活化、增殖和分 化； Th1细胞主要产生IL-2、 IFN-、TNF-参与细胞免疫，Th2 细胞主要产生IL-4、IL-5、IL-6和IL-10等，参与体液免疫， 刺激B细胞增殖、分化。 IL-4 的作用的作用 IFN- 在在 适适 应应 性性 免免 疫疫 应应 答答 中中 的的 作作 用用 3. 细胞因子参与固有免疫和适用性免疫的比较细胞因子参与固有免疫和适用性免疫的比较 特点特点固有免疫固有免疫适应性免疫适应性免疫 例子例子TNF、 IL-1、IL-12、 IFN- IL-2、IL-4、IL-5、 IFN- 主要细胞来源主要细胞来源巨噬细胞，NK细胞T 淋巴细

11、胞 主要生理功能主要生理功能炎症介质（局部或全 身） 调节淋巴细胞生长及 分化；激活效应细胞 （巨噬细胞、嗜酸性 粒细胞、肥大细胞） 刺激物刺激物LPS、细菌肽聚糖、 病毒RNA、IFN- 蛋白质抗原 产量产量可能很高；血清中能 检测到 通常比较低；通常在 血清中检测不到 局部或全身效应局部或全身效应都有通常只有局部 在疾病中作用在疾病中作用全身性疾病（败血性 休克） 局部组织损伤（肉芽 肿炎症） 抑制剂抑制剂皮质激素环孢霉素 A；FK-506 固有免疫和适应性免疫细胞因子特点比较固有免疫和适应性免疫细胞因子特点比较 细胞因子细胞因子分泌来源分泌来源靶细胞及作用靶细胞及作用 固有免疫产生的一些

12、细胞因子固有免疫产生的一些细胞因子 IL-1 单核细胞、巨噬细胞、内皮细胞、上 皮细胞 脉管系统（炎症）；下丘脑（发热）；肝脏（诱导 产生急性期蛋白） TNF- 巨噬细胞脉管系统（炎症）；肝脏（诱导产生急性期蛋白）； 中性粒细胞激活；诱导多种细胞死亡；loss of muscle, body fat (cachexia) IL-12 巨噬细胞、树突状细胞NK细胞；影响适应性免疫（促进TH1亚类分化） IL-6 巨噬细胞、内皮细胞肝脏（诱导产生急性期蛋白）；影响适应性免疫 （B细胞分化及抗体分泌） IFN- 巨噬细胞诱导大多有核细胞抗病毒状态；增强MHC-I表达； 激活NK细胞 IFN- 成纤维

13、细胞诱导大多有核细胞抗病毒状态；增强MHC-I表达； 激活NK细胞 适应性免疫产生的某些细胞因子适应性免疫产生的某些细胞因子 IL-2 T细胞T细胞增殖；促进AICD；NK细胞活化和增殖；B细 胞增殖 IL-4 Th2细胞；肥大细胞促进Th2细胞分化；IgE同种型转化 Il-5 Th2细胞嗜酸性细胞的活化和产生 IL-25 未知Th2细胞因子的分泌 TGF- T细胞、巨噬细胞、其他细胞抑制T细胞增殖及效应功能；抑制B细胞增殖；IgE 同种型转化；抑制巨噬细胞 IFN- Th1细胞；CD8+；NK细胞激活巨噬细胞；增强MHC-I及MHC-II表达；增强抗 原递呈 三、细胞因子的效应机制三、细胞因

14、子的效应机制 第三节 重要的细胞因子 IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IL-17 IFN-、 IFN- 、IFN- TNF-、TNF- 趋化因子 TGF- 集落刺激因子（IL-3、GM-CSF、M-CSF、G-CSF、 SCF、EPO、TPO） 血管内皮生长因子 第四节 细胞因子与临床 一、细胞因子与疾病发生一、细胞因子与疾病发生 1.内毒素休克内毒素休克 G-菌感染，内毒素刺激巨噬细胞分泌IL-1、TNF-等导 致感染性休克。 2. 淋巴样及髓样肿瘤淋巴样及髓样肿瘤 抗IL-6的抗体 骨髓瘤细胞 IL-6 IL-6R 3.免疫相关疾病免疫相关疾病 u 器官移植排斥反应 IL-1、IL-2、TNF-、IFN-和IL-6升高，可作为监测指标。 u免疫缺陷病 u超敏反应 u自身免疫病 二、细胞因子与疾病的治疗二、细胞因子与疾病的治疗 补充疗法补充疗法 通过补充外源性细胞因子而治疗疾病。 例如：用IFN治疗肿瘤及