医学免疫学 细胞因子

医学免疫学细胞因子第一页，共四十七页，编辑于2023年，星期五内容要点

1.细胞因子的概念

2.细胞因子的共同特性

3.细胞因子的种类

4.细胞因子的生物学作用

5.细胞因子在临床上的应用第二页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

细胞因子的概念

细胞因子是由活化的免疫细胞或非免疫细胞合成并分泌的一类具有多种生物学活性的可溶性小分子多肽或糖蛋白。

细胞因子作为细胞间的信息传递分子，在调节免疫应答、介导炎症反应、刺激造血和组织修复等方面均发挥着重要作用。

第三页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

一、细胞因子的共同特性

1．理化特性：多为低分子量多肽或糖蛋白（1）分子量多为8～30KD（＜200个aa）（2）存在形式分泌型（3）结构

1）单体如IL-2、IL-3等

2）二聚体如IL-5、IL-10、IL-12等

3）三聚体TNF

第四页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

2．分泌特点（1）多源性（2）自限性

第五页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

3．生物学作用特点

(1)作用方式：主要为自分泌、旁分泌效应；

(2)与受体结合发挥高效性作用：10－12mol/L(3)作用的多样性及复杂性：多效性重叠性拮抗性协同性网络效应

(4)作用的两面性第六页，共四十七页，编辑于2023年，星期五第七页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

二、细胞因子的分类及主要功能白细胞介素interleukins，ILs干扰素interferon，IFN肿瘤坏死因子tumornecrosisfactor，TNF集落刺激因子colony-stimulatingfactor，CSF趋化性细胞因子chemokines生长因子growthfactor，GF---六大类（按功能分类）第八页，共四十七页，编辑于2023年，星期五（一）白细胞介素（interleukins，ILs）

能够介导白细胞间及其他细胞间相互作用的细胞因子。

1.IL-1

（1）来源单核－巨噬细胞产生。（2）主要生物学功能局部低浓度－－免疫调节：刺激T细胞、NK细胞、巨噬细胞活化。

大量产生－－内分泌效应：诱导肝脏急性期蛋白合成；引起发热。

第九页，共四十七页，编辑于2023年，星期五2.IL-2

（1）来源主要由T细胞产生。（2）作用方式以自分泌和旁分泌方式发挥效应。（3）主要生物学功能

1）刺激T细胞生长和分化；

2）激活NK细胞和巨噬细胞，增强NK杀伤活性，诱导LAK细胞产生；

3）促进CTL的功能；

第十页，共四十七页，编辑于2023年，星期五3.IL-4

（1）来源主要由Th2细胞、肥大细胞及嗜碱性粒细胞产生。（2）主要功能

1）促进Ｂ细胞活化、增殖、分化；

2）促进IgE产生；

3）促进Th2细胞分化；

4）抑制Th1细胞活化。

第十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

4.IL-6

（1）来源主要由单核-巨噬细胞、Th2细胞、

血管内皮细胞、成纤维细胞产生。（2）主要功能

1）刺激活化Ｂ细胞增殖，分泌抗体；

2）刺激Ｔ细胞增殖及CTL活化；

3）刺激肝细胞合成急性期蛋白，参与炎症反应；

第十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

5.IL-10

（1）来源主要Th2细胞和单核-巨噬细胞等产生。

（2）主要功能

1）抑制活化的单核细胞产生细胞因子；

3）抑制Th1细胞合成细胞因子；

4）促进B细胞分化增殖。第十三页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

6.IL-12

（1）来源主要由树突状细胞、巨噬细胞、B细胞产生。（2）主要功能

1）激活NK细胞杀伤活性；

2）促进Th1细胞分化；

3）增强CTL细胞杀伤活性；

第十四页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

（二）干扰素(interferon,IFN)

1.分型(根据其来源、结构及生物学性质)I型IFN-α、IFN-β等（1）来源

IFN-α白细胞产生；

IFN-β成纤维细胞产生；

（2）主要诱生剂：病毒、polyI:C(人工合成双股RNA)。

II型IFN-

（1）主要来源活化的Th1细胞、CD8+CTL和

NK细胞；（2）主要诱生剂抗原或有丝分裂原。

第十五页，共四十七页，编辑于2023年，星期五2.主要生物学活性

（1）抗病毒作用（2）抗肿瘤作用（3）免疫调节作用第十六页，共四十七页，编辑于2023年，星期五摘自MicrobiologyandImmunologyon-line第十七页，共四十七页，编辑于2023年，星期五名称氨基酸数受体产生细胞功能IFN-α166CD118白细胞抗病毒，促进MHCI类分子的表达IFN-β166CD118成纤维细胞抗病毒，促进MHCI类分子的表达IFN-143CD119T细胞、NK细胞激活巨噬细胞，促进MHC分子表达和抗原提呈，抑制Th2细胞干扰素

第十八页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

（三）肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor，TNF)

根据来源和结构不同，可分为TNF-α、TNF-β1.TNF-α

（1）组成及分子量同源三聚体,51KD。（2）来源单核巨噬细胞（主要）；

T细胞、NK细胞和肥大细胞。

第十九页，共四十七页，编辑于2023年，星期五（3）主要功能低浓度---自分泌、旁分泌效应

1)诱导炎症反应

2)促进MHC-I类分子表达，增强CTL对靶细胞(如病毒感染细胞)的杀伤。

3)杀伤肿瘤细胞第二十页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

高浓度---内分泌效应

1）引起发热；

2）协同IL-1、IL-6诱导肝细胞合成急性期蛋白；

3）抑制骨髓造血干细胞的分裂；

4）引起代谢紊乱，导致恶液质；

第二十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期五2.TNF-β

又称淋巴毒素（lymphotoxin，LT）与TNF-α的氨基酸序列为28%同源性，二者结合同一受体。（1）来源活化的T细胞。（2）生物学功能与TNF-α相似，在局部发挥效应；

第二十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期五肿瘤坏死因子超家族成员名称氨基酸数受体产生细胞功能TNF-α157CD120aCD120b巨噬细胞NK细胞T细胞局部炎症激活内皮细胞TNF-β171CD120aCD120bT细胞B细胞杀伤靶细胞激活内皮细胞CD40L261CD40T细胞肥大细胞激活B细胞类别转换FasL278CD95T细胞诱导细胞凋亡第二十三页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

（四）集落刺激因子

(colony-stimulatingfactor，CSF)

1.概念选择性刺激造血干细胞分化发育成某一细胞谱系的细胞因子的统称。

2.种类包括SCF、GM-CSF、G-CSF、

M-CSF、EPO、TPO、IL-3等。第二十四页，共四十七页，编辑于2023年，星期五3.主要功能干细胞因子(stemcellfactor,SCF)(1)来源骨髓基质细胞

(2)生物学功能

1）刺激多能造血干细胞发育；

2）刺激肥大细胞增殖。

第二十五页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

粒细胞集落刺激因子(G-CSF)

（1）来源单核-巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞等。

（2）生物学功能

1）

刺激粒细胞前体细胞的分化成熟；

2）增强成熟粒细胞吞噬杀伤功能，延长存活时间。巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）

(1)来源单核-巨噬细胞、淋巴细胞、成纤维细胞、内皮细胞、上皮细胞等。

(2)生物学功能

1）刺激单核-巨噬细胞增殖分化；

2）延长单核-巨噬细胞存活时间，增强其功能。第二十六页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

红细胞生成素（erythropoietin,EPO）

(1)来源肾小管周围间质细胞。

(2)生物学功能促骨髓红细胞前体分化为成熟RBC。血小板生成素

(thrombopoietin,TPO)

(1)

来源平滑肌细胞及内皮细胞。

(2)生物学功能刺激巨核细胞分化成熟形成血小板。第二十七页，共四十七页，编辑于2023年，星期五集落刺激因子名称氨基酸数受体产生细胞功能GM－CSF127CD116巨噬细胞T细胞刺激髓样单核细胞向粒细胞、单核细胞增殖分化G－CSF177/174G-CSFR成纤维细胞单核细胞刺激中性粒细胞的发育和分化EPO165EPoR肾间质细胞肝细胞刺激红细胞前体细胞的分化成熟TPO332平滑肌细胞内皮细胞刺激骨髓巨核细胞的分化成熟第二十八页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

（五）趋化性细胞因子

1.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。

2.据半胱氨酸残基排列基序不同分4个亚族：（1）CXC亚族氨基端的两个半胱氨酸被其它任一氨基酸分开。

IL-8---为主要代表

主要功能趋化中性粒细胞，介导炎症反应。第二十九页，共四十七页，编辑于2023年，星期五第三十页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

（2）CC亚族---氨基端的两个半胱氨酸相邻

MCP-1(单核细胞趋化蛋白-1)为主要代表

1)来源活化的T细胞。

2)主要功能趋化并活化单个核细胞。（3）C亚族---氨基端只含有一个半胱氨酸。

1)成员lymphotactin(淋巴细胞趋化蛋白)。

2)主要功能趋化淋巴细胞。

（4）CX3C亚族---两个半胱氨酸被三个氨基酸隔开。

1)成员Fractalkine。

2)主要功能趋化淋巴细胞和单核细胞。第三十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

（六）生长因子（growthfactor，GF）

主要成员

1.TGF-β(transforminggrowthfactor-β，

转化生长因子-β)；

2.EGF(epithelialgrowthfactor，

表皮生长因子)；

3.FGF(fibroblastgrowthfactor，

成纤维细胞生长因子)；

4.NGF(nervegrowthfactor，

神经生长因子)；

5.PDGF(platelet-derivedgrowthfactor，

血小板源性生长因子)；

6.VEGF(vascularendothelialcellgrowthfactor，

血管内皮细胞生长因子)等。第三十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期五TGF-1.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Mφ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。第三十三页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

三、细胞因子的生物学活性

（一）抗感染和抗肿瘤作用

（二）介导和调节免疫应答（三）刺激造血细胞增殖和分化（四）参与和调节炎症反应（五）促进创伤的修复第三十四页，共四十七页，编辑于2023年，星期五四、细胞因子受体

膜外区（细胞因子结合区）跨膜区（富含疏水性氨基酸区）胞质区（信号转导区）细胞因子受体（跨膜糖蛋白）第三十五页，共四十七页，编辑于2023年，星期五

细胞因子受体家族分五类

——根据膜外区结构特征

1.免疫球蛋白超家族

(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。第三十六页，共四十七页，编辑于2023年，星期五2.Ⅰ型细胞因子受体家族(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（W-S-X-W-S，X为任一氨基酸）残基序列。（2）成员包括

IL-2~IL-7、IL-9、IL-11、IL-13、IL-15、

GM-CSF、G-CSF的受体等3.Ⅱ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。第三十七页，共四十七页，编辑于2023年，星期五4.TNF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、Fas蛋白及CD40分子。5.趋化因子受体家族(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趋化因子(如IL-8)CCR--结合CC趋化因子(如MCP-1)。第三十八页，共四十七页，编辑于2023年，星期五第三十九页，共四十七页，编辑于2023年，星期五五、细胞因子与临床（一）细胞因子与多种疾病的发生有关如与中毒性休克、某些肿瘤的形成及多种免疫相关疾病的发生有关。（二）细胞因子与疾病的诊断和治疗第四十页，共四十七页，编辑