醫(yī)學免疫學 細胞因子

醫(yī)學免疫學細胞因子第1頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三內(nèi)容要點

1.細胞因子的概念

2.細胞因子的共同特性

3.細胞因子的種類

4.細胞因子的生物學作用

5.細胞因子在臨床上的應用第2頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

細胞因子的概念

細胞因子是由活化的免疫細胞或非免疫細胞合成并分泌的一類具有多種生物學活性的可溶性小分子多肽或糖蛋白。

細胞因子作為細胞間的信息傳遞分子，在調(diào)節(jié)免疫應答、介導炎癥反應、刺激造血和組織修復等方面均發(fā)揮著重要作用。

第3頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

一、細胞因子的共同特性

1．理化特性：多為低分子量多肽或糖蛋白（1）分子量多為8～30KD（＜200個aa）（2）存在形式分泌型（3）結(jié)構(gòu)

1）單體如IL-2、IL-3等

2）二聚體如IL-5、IL-10、IL-12等

3）三聚體TNF

第4頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

2．分泌特點（1）多源性（2）自限性

第5頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

3．生物學作用特點

(1)作用方式：主要為自分泌、旁分泌效應；

(2)與受體結(jié)合發(fā)揮高效性作用：10－12mol/L(3)作用的多樣性及復雜性：多效性重疊性拮抗性協(xié)同性網(wǎng)絡效應

(4)作用的兩面性第6頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三第7頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

二、細胞因子的分類及主要功能白細胞介素interleukins，ILs干擾素interferon，IFN腫瘤壞死因子tumornecrosisfactor，TNF集落刺激因子colony-stimulatingfactor，CSF趨化性細胞因子chemokines生長因子growthfactor，GF---六大類（按功能分類）第8頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三（一）白細胞介素（interleukins，ILs）

能夠介導白細胞間及其他細胞間相互作用的細胞因子。

1.IL-1

（1）來源單核－巨噬細胞產(chǎn)生。（2）主要生物學功能局部低濃度－－免疫調(diào)節(jié)：刺激T細胞、NK細胞、巨噬細胞活化。

大量產(chǎn)生－－內(nèi)分泌效應：誘導肝臟急性期蛋白合成；引起發(fā)熱。

第9頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三2.IL-2

（1）來源主要由T細胞產(chǎn)生。（2）作用方式以自分泌和旁分泌方式發(fā)揮效應。（3）主要生物學功能

1）刺激T細胞生長和分化；

2）激活NK細胞和巨噬細胞，增強NK殺傷活性，誘導LAK細胞產(chǎn)生；

3）促進CTL的功能；

第10頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三3.IL-4

（1）來源主要由Th2細胞、肥大細胞及嗜堿性粒細胞產(chǎn)生。（2）主要功能

1）促進Ｂ細胞活化、增殖、分化；

2）促進IgE產(chǎn)生；

3）促進Th2細胞分化；

4）抑制Th1細胞活化。

第11頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

4.IL-6

（1）來源主要由單核-巨噬細胞、Th2細胞、

血管內(nèi)皮細胞、成纖維細胞產(chǎn)生。（2）主要功能

1）刺激活化Ｂ細胞增殖，分泌抗體；

2）刺激Ｔ細胞增殖及CTL活化；

3）刺激肝細胞合成急性期蛋白，參與炎癥反應；

第12頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

5.IL-10

（1）來源主要Th2細胞和單核-巨噬細胞等產(chǎn)生。

（2）主要功能

1）抑制活化的單核細胞產(chǎn)生細胞因子；

3）抑制Th1細胞合成細胞因子；

4）促進B細胞分化增殖。第13頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

6.IL-12

（1）來源主要由樹突狀細胞、巨噬細胞、B細胞產(chǎn)生。（2）主要功能

1）激活NK細胞殺傷活性；

2）促進Th1細胞分化；

3）增強CTL細胞殺傷活性；

第14頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

（二）干擾素(interferon,IFN)

1.分型(根據(jù)其來源、結(jié)構(gòu)及生物學性質(zhì))I型IFN-α、IFN-β等（1）來源

IFN-α白細胞產(chǎn)生；

IFN-β成纖維細胞產(chǎn)生；

（2）主要誘生劑：病毒、polyI:C(人工合成雙股RNA)。

II型IFN-

（1）主要來源活化的Th1細胞、CD8+CTL和

NK細胞；（2）主要誘生劑抗原或有絲分裂原。

第15頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三2.主要生物學活性

（1）抗病毒作用（2）抗腫瘤作用（3）免疫調(diào)節(jié)作用第16頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三摘自MicrobiologyandImmunologyon-line第17頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三名稱氨基酸數(shù)受體產(chǎn)生細胞功能IFN-α166CD118白細胞抗病毒，促進MHCI類分子的表達IFN-β166CD118成纖維細胞抗病毒，促進MHCI類分子的表達IFN-143CD119T細胞、NK細胞激活巨噬細胞，促進MHC分子表達和抗原提呈，抑制Th2細胞干擾素

第18頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

（三）腫瘤壞死因子(tumornecrosisfactor，TNF)

根據(jù)來源和結(jié)構(gòu)不同，可分為TNF-α、TNF-β1.TNF-α

（1）組成及分子量同源三聚體,51KD。（2）來源單核巨噬細胞（主要）；

T細胞、NK細胞和肥大細胞。

第19頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三（3）主要功能低濃度---自分泌、旁分泌效應

1)誘導炎癥反應

2)促進MHC-I類分子表達，增強CTL對靶細胞(如病毒感染細胞)的殺傷。

3)殺傷腫瘤細胞第20頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

高濃度---內(nèi)分泌效應

1）引起發(fā)熱；

2）協(xié)同IL-1、IL-6誘導肝細胞合成急性期蛋白；

3）抑制骨髓造血干細胞的分裂；

4）引起代謝紊亂，導致惡液質(zhì)；

第21頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三2.TNF-β

又稱淋巴毒素（lymphotoxin，LT）與TNF-α的氨基酸序列為28%同源性，二者結(jié)合同一受體。（1）來源活化的T細胞。（2）生物學功能與TNF-α相似，在局部發(fā)揮效應；

第22頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三腫瘤壞死因子超家族成員名稱氨基酸數(shù)受體產(chǎn)生細胞功能TNF-α157CD120aCD120b巨噬細胞NK細胞T細胞局部炎癥激活內(nèi)皮細胞TNF-β171CD120aCD120bT細胞B細胞殺傷靶細胞激活內(nèi)皮細胞CD40L261CD40T細胞肥大細胞激活B細胞類別轉(zhuǎn)換FasL278CD95T細胞誘導細胞凋亡第23頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

（四）集落刺激因子

(colony-stimulatingfactor，CSF)

1.概念選擇性刺激造血干細胞分化發(fā)育成某一細胞譜系的細胞因子的統(tǒng)稱。

2.種類包括SCF、GM-CSF、G-CSF、

M-CSF、EPO、TPO、IL-3等。第24頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三3.主要功能干細胞因子(stemcellfactor,SCF)(1)來源骨髓基質(zhì)細胞

(2)生物學功能

1）刺激多能造血干細胞發(fā)育；

2）刺激肥大細胞增殖。

第25頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

粒細胞集落刺激因子(G-CSF)

（1）來源單核-巨噬細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞等。

（2）生物學功能

1）

刺激粒細胞前體細胞的分化成熟；

2）增強成熟粒細胞吞噬殺傷功能，延長存活時間。巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF）

(1)來源單核-巨噬細胞、淋巴細胞、成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、上皮細胞等。

(2)生物學功能

1）刺激單核-巨噬細胞增殖分化；

2）延長單核-巨噬細胞存活時間，增強其功能。第26頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

紅細胞生成素（erythropoietin,EPO）

(1)來源腎小管周圍間質(zhì)細胞。

(2)生物學功能促骨髓紅細胞前體分化為成熟RBC。血小板生成素

(thrombopoietin,TPO)

(1)

來源平滑肌細胞及內(nèi)皮細胞。

(2)生物學功能刺激巨核細胞分化成熟形成血小板。第27頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三集落刺激因子名稱氨基酸數(shù)受體產(chǎn)生細胞功能GM－CSF127CD116巨噬細胞T細胞刺激髓樣單核細胞向粒細胞、單核細胞增殖分化G－CSF177/174G-CSFR成纖維細胞單核細胞刺激中性粒細胞的發(fā)育和分化EPO165EPoR腎間質(zhì)細胞肝細胞刺激紅細胞前體細胞的分化成熟TPO332平滑肌細胞內(nèi)皮細胞刺激骨髓巨核細胞的分化成熟第28頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

（五）趨化性細胞因子

1.概念吸引白細胞向一定方向移行，也可刺激白細胞活化的小分子蛋白。

2.據(jù)半胱氨酸殘基排列基序不同分4個亞族：（1）CXC亞族氨基端的兩個半胱氨酸被其它任一氨基酸分開。

IL-8---為主要代表

主要功能趨化中性粒細胞，介導炎癥反應。第29頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三第30頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

（2）CC亞族---氨基端的兩個半胱氨酸相鄰

MCP-1(單核細胞趨化蛋白-1)為主要代表

1)來源活化的T細胞。

2)主要功能趨化并活化單個核細胞。（3）C亞族---氨基端只含有一個半胱氨酸。

1)成員lymphotactin(淋巴細胞趨化蛋白)。

2)主要功能趨化淋巴細胞。

（4）CX3C亞族---兩個半胱氨酸被三個氨基酸隔開。

1)成員Fractalkine。

2)主要功能趨化淋巴細胞和單核細胞。第31頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

（六）生長因子（growthfactor，GF）

主要成員

1.TGF-β(transforminggrowthfactor-β，

轉(zhuǎn)化生長因子-β)；

2.EGF(epithelialgrowthfactor，

表皮生長因子)；

3.FGF(fibroblastgrowthfactor，

成纖維細胞生長因子)；

4.NGF(nervegrowthfactor，

神經(jīng)生長因子)；

5.PDGF(platelet-derivedgrowthfactor，

血小板源性生長因子)；

6.VEGF(vascularendothelialcellgrowthfactor，

血管內(nèi)皮細胞生長因子)等。第32頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三TGF-1.來源T、B細胞，巨噬細胞及腫瘤細胞等

2.生物學功能（免疫抑制調(diào)節(jié)劑）

(1)抑制T細胞增殖和細胞因子產(chǎn)生；

(2)抑制B細胞增殖和T細胞依賴性多克隆抗體的產(chǎn)生；

(3)抑制NK細胞活化和IL-2的LAK細胞誘導作用；

(4)抑制Mφ活化和前炎性細胞因子產(chǎn)生；

(5)抑制多種細胞增殖（如內(nèi)皮細胞、上皮細胞和平滑肌細胞），但促成纖維細胞增殖，加速傷口愈合；

(6)某些腫瘤細胞分泌TGF-，可逃避免疫應答。第33頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

三、細胞因子的生物學活性

（一）抗感染和抗腫瘤作用

（二）介導和調(diào)節(jié)免疫應答（三）刺激造血細胞增殖和分化（四）參與和調(diào)節(jié)炎癥反應（五）促進創(chuàng)傷的修復第34頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三四、細胞因子受體

膜外區(qū)（細胞因子結(jié)合區(qū)）跨膜區(qū)（富含疏水性氨基酸區(qū)）胞質(zhì)區(qū)（信號轉(zhuǎn)導區(qū)）細胞因子受體（跨膜糖蛋白）第35頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三

細胞因子受體家族分五類

——根據(jù)膜外區(qū)結(jié)構(gòu)特征

1.免疫球蛋白超家族

(1)

結(jié)構(gòu)特點膜外區(qū)具有免疫球蛋白樣功能區(qū)。

(2)

成員包括IL-1、IL-6、M-CSF、SCF的受體。第36頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三2.Ⅰ型細胞因子受體家族(造血因子受體家族)

（1）結(jié)構(gòu)特點膜外區(qū)近氨基端有二個不連續(xù)保守半胱氨酸殘基（C），其羧基端存在Trp-Ser-X-Trp-Ser（W-S-X-W-S，X為任一氨基酸）殘基序列。（2）成員包括

IL-2~IL-7、IL-9、IL-11、IL-13、IL-15、

GM-CSF、G-CSF的受體等3.Ⅱ型細胞因子受體家族(干擾素受體家族)（1）結(jié)構(gòu)特點膜外區(qū)近氨基端含有四個不連續(xù)保守半胱氨酸殘基。（2）成員包括I型、II型IFN的受體。第37頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三4.TNF受體家族（1）結(jié)構(gòu)特點膜外區(qū)富含半胱氨酸基序。（2）成員包括TNF受體、Fas蛋白及CD40分子。5.趨化因子受體家族(G蛋白偶聯(lián)受體家族)

（1）結(jié)構(gòu)特點含有7個疏水性跨膜區(qū)

(-螺旋結(jié)構(gòu))，胞質(zhì)區(qū)與G蛋白(結(jié)合GTP的蛋白)結(jié)合，將信號轉(zhuǎn)導入細胞內(nèi)部。（2）成員包括CXCR--結(jié)合CXC趨化因子(如IL-8)CCR--結(jié)合CC趨化因子(如MCP-1)。第38頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三第39頁，共47頁，2023年，2月20日，星期三五、細胞因子與臨床（一）細胞因子與多種疾病的發(fā)生有關(guān)如與中毒性休克、某些腫瘤的形成及多種免疫相關(guān)疾病的發(fā)生有關(guān)。（二）細胞因子與疾病的診斷和治療第40頁，共47頁，2023年