动物免疫学第五章 细胞因子

第五章细胞因子

第一节细胞因子概述

一、概念

细胞因子(cytokine，CK)是由细胞（免疫细胞、非免疫细胞）合成和分泌、具有生物活性的低分子量蛋白质。

二、细胞因子的共同特性

1．多数为低分子量的多肽或糖蛋白

（1）分子量：一般为6～60ku,小于200个氨基酸残基（2）存在形式：分泌型（3）组成①单体大多数，如IL-2、IL-3、IL-5、IFN-α②二聚体同二聚体：IFN-

、IL-10异二聚体：IL-12③三聚体TNF

2．合成和分泌特性（1）多源性；（2）短时自限性分泌；

（3）自分泌和旁分泌

3．作用特性

(1)高效性10-12mol/L；

(2)主要为自分泌、旁分泌效应；

(3)

非特异性、多效性及重叠性；

(4)拮抗性；

(5)细胞因子与激素、神经肽和神经递质共同组成细胞间信号分子系统。

第二节细胞因子的种类与功能

白细胞介素interleukins，IL干扰素interferon，IFN肿瘤坏死因子tumornecrosisfactor，TNF集落刺激因子Colony-stimulatingfactor，CSF趋化因子chemokines生长因子growthfactor，GF按功能分为如下六大类一、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。（一）IL-1(又称淋巴细胞刺激因子)

1.细胞来源主要由活化的单核-巨噬细胞产生。2.存在形式IL-1α和IL-1β。

3.主要生物学功能（1）局部低浓度－－免疫调节：协同刺激APC和T细胞的活化，促进B细胞增殖和分泌抗体。

（2）大量产生－－内分泌效应：诱导肝脏合成急性期蛋白；引起发热和恶病质。（二）IL-2(又称T细胞生长因子)

1.细胞来源主要由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）活化T细胞，促进细胞因子产生；

（2）刺激NK细胞增殖，增强NK杀伤活性及产生

细胞因子，诱导LAK细胞产生；

（3）促进B细胞增殖和分泌抗体；

（4）激活巨噬细胞。（三）IL-41.细胞来源主要由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细胞增殖、分化；（2）诱导IgG1和IgE产生；（3）促进Th0细胞向Th2细胞分化；（4）抑制Th1细胞活化及分泌细胞因子；（5）协同IL-3刺激肥大细胞增殖等。

（四）IL-6

1.

细胞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；

（4）促进血细胞发育。

（五）IL-101.细胞来源主要由Th2细胞和单核巨噬细胞产生。

2.主要功能

（1）抑制前炎症细胞因子产生；

（2）抑制MHC-II类分子和B-7分子的表达；

（3）抑制T细胞合成IL-2、IFN-

等细胞因子；

（4）可促进B细胞分化增殖。

（六）IL-12

1.细胞来源主要由单核-巨噬细胞、B细胞产生。2.主要功能

（1）激活和增强NK细胞杀伤活性及IFN-

产生；

（2）促进Th0向Th1细胞分化，分泌IL-2、IFN-；

（3）增强CD8+

CTL细胞杀伤活性；

（4）可协同IL-2诱生LAK细胞；

（5）抑制Th0细胞向Th2细胞分化和IgE合成。

二、干扰素(interferon,IFN)

（一）分型(根据其来源、结构及生物学性质)

1.I型：IFN-α、IFN-β（1）细胞来源

①IFN-α白细胞（主要为单核-吞噬细胞）产生；②IFN-β成纤维细胞产生（二者结合相同受体）；

（2）主要诱生剂：病毒，polyI-C(人工合成双股RNA)。

2.II型：IFN-

（1）主要细胞来源：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。

（二）主要生物学活性

1.Ⅰ型干扰素（1）抗病毒和抗肿瘤①诱导宿主细胞产生抗病毒蛋白，干扰病毒复制；

②增强NK细胞对病毒感染细胞和肿瘤细胞杀伤；

③促进MHC-Ⅰ类分子表达，增强CTL对病毒感染

细胞和肿瘤等靶细胞的杀伤。（2）免疫调节：

与Ⅱ型干扰素类似。

2.Ⅱ型干扰素（1）主要起免疫调节作用

①活化巨噬细胞；

②促进APC(s)表达MHC-Ⅱ类分子，提高抗原递呈能力；

③促进MHC-Ⅰ类分子表达和增强CTL细胞的杀伤活性；

④增强NK细胞的杀伤活性；

⑤促进B细胞分化、增殖；

⑥抑制Th2细胞分化及细胞因子合成。（2）抗病毒和抗肿瘤作用(与Ⅰ型干扰素类似)。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

表1三、肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor，TNF)

根据来源和结构不同，可分为TNF-α、TNF-β（一）TNF-α1.组成及分子量同源三聚体,51Ku。2.细胞来源单核-巨噬细胞（主要）；T细胞、NK细胞和肥大细胞。

3.主要功能(1)

低浓度---自分泌、旁分泌效应①诱导炎症反应使血管内皮细胞表达ICAM-1，促白细胞聚集于炎症局部；刺激单核巨噬细胞等合成、分泌细胞因子(如IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α等)，导致炎性细胞浸润和增强吞噬细胞的杀伤功能。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杀伤肿瘤细胞直接杀伤，引起组织出血坏死。

(2)

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；

⑤介导内毒素致感染性休克。（二）TNF-β

又称淋巴毒素（lymphotoxin，LT），与TNF-α的氨基酸序列有28%同源性，二者结合同一受体。

1.细胞来源激活的T细胞。2.生物学功能（1）与TNF-α相似，在局部发挥效应；（2）与细胞表面LT-β形成复合物，发挥作用。肿瘤坏死家族细胞因子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细胞杀伤激活内皮细胞CD40L261CD40T细胞肥大细胞B细胞激活类别转换FasL278CD95T细胞诱导细胞凋亡表2

四、集落刺激因子(colony-stimulatingfactor，CSF)

（一）总述

1.概念：选择性地刺激造血干细胞，诱导其发育和分化为某一细胞谱系的细胞因子的统称。2.包括：SCF、Flt3L、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、EPO、TPO、IL-7、IL-3（multi-CSF）等。（二）分述1.干细胞因子（stemcellfactor，SCF，又称c-Kit配体）（1）存在形式跨膜型和分泌型

（2）细胞来源骨髓基质细胞（3）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。2.Flt3配体（Flt3ligand，FL）（1）存在形式跨膜型、分泌型

（2）细胞来源骨髓基质细胞（3）生物学功能刺激原始造血干细胞的增殖和分化。3.粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)（1）细胞来源活化的T细胞、单核-巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞等。（2）生物学功能

①刺激骨髓各系前体细胞生长和分化；

②刺激骨髓前体细胞向粒细胞和单核细胞分化。

4.粒细胞集落刺激因子(G-CSF)（1）细胞来源活化的T细胞、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增强成熟粒细胞的吞噬杀伤功能，延长其存活时间。

5.巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）(1)细胞来源单核-巨噬细胞、淋巴细胞、纤维母细胞内皮细胞、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。

6.红细胞生成素（erythropoietin,EPO）(1)细胞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红细胞。7.血小板生成素(thrombopoietin,TPO)

(1)

细胞来源平滑肌细胞及内皮细胞。(2)生物学功能刺激骨髓巨核细胞分化成熟为血小板。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（esp树突状细胞）的增殖分化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平滑肌细胞刺激骨髓巨核细胞的分化成熟表3细胞因子在B细胞的生长与分化中的功能

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）按照半胱氨酸残基排列基序不同分亚族：

1.CXC亚族（α亚族）氨基端的两个半胱氨酸被其它任一氨基酸分开。（1）白细胞介素-８（IL-8）---为代表

①细胞来源活化的单核-巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞和巨核细胞。

②主要功能中性粒细胞的趋化，介导炎症反应。

2.CC亚族(β亚族)---氨基端的两个半胱氨酸相邻

以MCP-1(单核细胞趋化蛋白-1)为代表（1）细胞来源活化的T细胞。（2）主要功能趋化并活化单个核细胞（单核细胞和T细胞）。

3.C亚族(γ亚族)---氨基端只含有一个半胱氨酸。（1）成员lymphotactin-α和lymphotactin-β。（2）主要功能趋化淋巴细胞。

4.CX3C亚族（δ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巨噬细胞。

六、生长因子（growthfactor，GF）(一)

包括1.TGF-β(transforminggrowthfactor-β，

转化生长因子-β)；2.EGF(epithelialgrowthfactor，