細(xì)胞因子和細(xì)胞因子受體

細(xì)胞因子概念細(xì)胞因子（Cytokine）是細(xì)胞應(yīng)對(duì)各類刺激而分泌的小分子蛋白，它們調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)與分化、組織的發(fā)育與修復(fù)等多種生命過程，在天然免疫和獲得性免疫中起著重要作用。

細(xì)胞因子研究歷史1957年，發(fā)現(xiàn)干擾素（IFN）1969年，提出淋巴因子（lymphokine）的概念1974年，定名細(xì)胞因子（cytokine）近年來，細(xì)胞因子發(fā)展迅猛，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)200多種細(xì)胞因子，成立專門的細(xì)胞因子學(xué)會(huì)，如國(guó)際細(xì)胞因子學(xué)會(huì)（internationalcytokinesociety）；創(chuàng)辦研究細(xì)胞因子的專門雜志，如《Cytokine》等。人類基因組研究顯示，不僅有新成員存在于已有的細(xì)胞因子家族中，還會(huì)找到全新的家族，尚有多種細(xì)胞因子有待發(fā)現(xiàn)。怎樣確定一種物質(zhì)是細(xì)胞因子？

從人類基因組發(fā)現(xiàn)新細(xì)胞因子

由于體內(nèi)含量較高的細(xì)胞因子大部分已被克隆化，傳統(tǒng)的路線已經(jīng)難以發(fā)現(xiàn)新免疫分子。目前的新細(xì)胞因子克隆化策略主要利用反向生物學(xué)原理，從人類基因組發(fā)現(xiàn)新細(xì)胞因子或其受體編碼基因。

傳統(tǒng)生物學(xué)策略

發(fā)現(xiàn)生物活性－鑒定細(xì)胞因子蛋白－克隆基因－細(xì)胞表型－動(dòng)物模型－人體內(nèi)功能及與疾病關(guān)聯(lián)

反向生物學(xué)策略

數(shù)據(jù)庫DNA序列－生物信息學(xué)－蛋白質(zhì)表達(dá)－細(xì)胞表型－動(dòng)物模型－人體內(nèi)功能及與疾病關(guān)聯(lián)。篩選潛在的細(xì)胞因子的策略未知蛋白的生物信息學(xué)分析：無功能性文章報(bào)道或無免疫相關(guān)的功能性報(bào)道具有潛在的信號(hào)肽或被證實(shí)為分泌蛋白蛋白氨基酸數(shù)目少于300個(gè)主要在免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)中表達(dá)4獲得的基因，ORF克隆連接在真核表達(dá)載體轉(zhuǎn)染293T細(xì)胞，檢測(cè)其分泌表達(dá)正常細(xì)胞：未活化時(shí)，產(chǎn)生很少；活化后，產(chǎn)量可提高成百上千倍；如活化的淋巴細(xì)胞、活化的單核/巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等。IL-1、IL-6、IL-12、IL-18和TNF—主要由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子細(xì)胞因子的來源腫瘤細(xì)胞如Jurkat細(xì)胞(IL-2,3)、骨髓瘤細(xì)胞(IL-6)、WEHI-3(IL-3)等?；蚬こ碳夹g(shù)從工程細(xì)胞如大腸桿菌、酵母菌等產(chǎn)生重組細(xì)胞因子。細(xì)胞因子的分類根據(jù)產(chǎn)生細(xì)胞因子的細(xì)胞種類分類：

1、淋巴因子(lymphokines)2、單核因子(monokines)3、非淋巴因子、非單核因子/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子：基質(zhì)、血管內(nèi)皮、成纖維細(xì)胞等根據(jù)細(xì)胞因子的結(jié)構(gòu)和功能分類1、白細(xì)胞介素(Interleukin,IL)2、集落刺激因子(Colony-StimulatingFactor,CSF)3、干擾素(Interferon,IFN)4、腫瘤壞死因子(Tumor-NecrosisFactor,TNF)5、趨化因子(Chemokine,CK)6、生長(zhǎng)因子(GrowthFactor,GF)7、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子家族（TGF-b)1.白細(xì)胞介素(Interleukin,IL)

1979年第二屆國(guó)際淋巴因子專題討論會(huì)上命名的，將由白細(xì)胞產(chǎn)生的又在白細(xì)胞之間發(fā)揮作用的細(xì)胞因子統(tǒng)一命名為白細(xì)胞介素，正式命名的有IL-1--IL-35。

Interleukin來自inter-leukin，意指白細(xì)胞之間信使分子，中文譯為白細(xì)胞介素。白細(xì)胞介素的分類IL-1家族：IL-1α/β

·1Ra

·18

·33IL-2家族：IL-2

·4

·7

·9

·15

·21(共用γ受體鏈)IL-6家族IL-6

·11

·27

·30

·31(共用gp130受體鏈)IL-10家族IL-10

·19

·20

·22

·24

·26

·28A/B

·29(結(jié)構(gòu)相似)

IL-12家族IL-12

·23

·27

·35(均為異源二聚體結(jié)構(gòu))IL-17家族：IL-17A、B、C、D、E和F[1]。集落刺激因子IL-3

·

1

·

5

·

6

·

11IL-8（趨化因子）其它IL：IL-13

·14

·16

·32

·34

IL-21976發(fā)現(xiàn),1979年命名,1983年克隆成功1965年發(fā)現(xiàn)混合白細(xì)胞培養(yǎng)上清中存在一種可溶性因子，可促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)，命名為母細(xì)胞形成因子（BlastogenicFactor，BF)1976年發(fā)現(xiàn)小鼠脾細(xì)胞培養(yǎng)上清中含有一種刺激胸腺細(xì)胞生長(zhǎng)的因子，故稱為T細(xì)胞生長(zhǎng)因子（Tcellgrowthfactor，TCGF）1979年統(tǒng)一命名為白細(xì)胞介素2（interleukin2，IL-2）

IL-2別名BF(blastogenicfactor);

Costimulator;

EDF(eosinophildifferentiationfactor);

KHF(killercellhelperfactor);

LMF(lymphocytemitogenicfactor);

LCMfactor(lymphocyte-conditionedmediumfactor)LPF(lymphocyteproliferationfactor);

MAF-CI(macrophage-activatingfactorforcytotoxicityI);

PFC-EA(plaqueformingcellenhancingfactor);

SCIF(secondarycytotoxicT-cellinducingfactor);

TCGF(T-cellgrowthfactor);

TCPA(Tcolony-promotingactivity);

TDF(thymocytedifferentiationfactor);

TMF(thymocytemitogenicfactor);

TMF(T-cellmaturationfactor);

TMF(T-cellmitogenicfactor);

TRF-3(T-cellreplacingfactor-3);

TSF(thymocytestimulatingfactor).1983年Taniguchi從ConA刺激的Jurkat白血病T細(xì)胞中克隆成功IL-2含有133aa，分子量為15.5kDaN端有糖基化修飾三個(gè)半胱氨酸：58、105、125位IL-2主要產(chǎn)生細(xì)胞：主要由活化CD4+Th1分泌,CD8+T和NK也能產(chǎn)生T細(xì)胞腫瘤細(xì)胞系:如人Jurkat和小鼠EL-4T淋巴細(xì)胞雜交瘤:FS6-14.13、HT-24A等IL-2受體：CD25(α)；CDl22(β)；CDl32(γc)IL-2的生物學(xué)活性作用具有沿種系譜向上有約束性，向下無約束性：1、促進(jìn)活化的T細(xì)胞進(jìn)入S期，維持細(xì)胞的增殖，刺激產(chǎn)生：MHCII，IFN-γ，IL-4、5、6，LT-α，CSF。2、促進(jìn)殺傷細(xì)胞分化和效應(yīng)：CTL，NK，LAK；誘導(dǎo)殺傷細(xì)胞：IFN-γ，TNF-α產(chǎn)生，增強(qiáng)CTL穿孔素表達(dá)3、直接、間接作用于B細(xì)胞：促進(jìn)增殖分化，Ig分泌4、促進(jìn)巨噬細(xì)胞通過ADCC機(jī)制殺傷腫瘤IL-2主要生物學(xué)活性白細(xì)胞介素2超家族:oneimportantfamilyoftypeIcytokinesisthecommoncytokinereceptorγ?chain(γc)family,whichconsistsofIL?2,IL?4,IL?7,IL?9,IL?15andIL?21,andissonamedbecausethereceptorsforthesecytokinesshareγc

(alsoknownasIL?2RγandCD132)YrinaRochmanetal.NatureImmunology.2009.9：480-4902.集落刺激因子

(Colony-StimulatingFactor,CSF)

能夠刺激多能造血干細(xì)胞和不同發(fā)育階段的造血祖細(xì)胞增殖分化，并在半固體培養(yǎng)基中形成相應(yīng)細(xì)胞集落的細(xì)胞因子。根據(jù)刺激不同造血細(xì)胞系或不同分化階段的細(xì)胞有不同的命名G-CSF(粒細(xì)胞集落刺激因子)1983年命名,1986年克隆成功.人G-CSF基因位于17號(hào)染色體,人類有兩種不同的G-CSFDNA,分別編碼含207和204個(gè)氨基酸的前體蛋白,均有30個(gè)氨基酸的先導(dǎo)序列,除了在35位插入了3個(gè)氨基酸外,其余序列相同.有5個(gè)半胱氨酸36=42,64=74,17游離.來源多種細(xì)胞可產(chǎn)生內(nèi)毒素、TNF-α、IL-1、IFN-γ活化單核/巨噬細(xì)胞可產(chǎn)生，刺激成纖維、內(nèi)皮細(xì)胞也可產(chǎn)生，某些腫瘤細(xì)胞可產(chǎn)生

生物學(xué)活性主要作用于中性粒細(xì)胞譜系造血細(xì)胞的增殖、分化和活化對(duì)人粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、成纖維、平滑肌細(xì)胞等有趨化作用。G-CSF與臨床1、粒細(xì)胞減少癥2、腫瘤化療引起血細(xì)胞減少癥3、貧血和骨髓發(fā)育異常綜合癥

3.干擾素(Interferon,IFN)

具有干擾病毒感染和復(fù)制功能的細(xì)胞因子。

1957年從病毒感染細(xì)胞培養(yǎng)中分離到一種生物活性物質(zhì)，因它可以干擾其它病毒的復(fù)制而被命名為干擾素。IFN-α、IFN-β均定位9號(hào)染色體，單外顯子；許多刺激劑可活化基因表達(dá)；IFN-α、IFN-β分子結(jié)構(gòu)有相似之處；成熟的IFN-α各亞型有166個(gè)氨基酸(IFN-α2165個(gè)),高度同源,4個(gè)保守的半胱氨酸。成熟的IFN-β有166個(gè)氨基酸,3個(gè)半胱氨酸成熟的IFN-γ由143個(gè)氨基酸組成，以同源雙體形式存在，對(duì)酸不穩(wěn)定。生物學(xué)活性

IFN-α和IFN-β1、抗病毒活性：誘導(dǎo)抗病毒蛋白：2-5A合成酶--催化寡核苷酸PPP--活化RNaseL--降解病毒RNA；蛋白激酶PKR--肽起始因子eIF2磷酸化而滅活，抑制病毒蛋白的合成。2、抗細(xì)胞增殖：與抗病毒蛋白合成的機(jī)制相似;3、免疫調(diào)節(jié)：上調(diào)巨噬細(xì)胞IgGFc受體促進(jìn)ADCC；活化NK，促進(jìn)殺傷；誘導(dǎo)MHCI、II類分子表達(dá)，增強(qiáng)免疫應(yīng)答水平。有抗病毒、抗腫瘤的活性，但免疫調(diào)節(jié)的作用比IFN-α/β重要的多，有較嚴(yán)格的種屬特異性。IFN-γ1、上調(diào)MHCI類、II類分子的表達(dá)；2、促進(jìn)Th1細(xì)胞分化；3、激活NK、巨噬細(xì)胞；4、抑制Th2細(xì)胞、肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞。病毒病毒復(fù)制抑制病毒復(fù)制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)IFN-aIFN-誘導(dǎo)蛋白誘導(dǎo)刺激胞核胞核I型干擾素α：抗病毒10–12g干擾素能在培養(yǎng)組織中保護(hù)一百萬個(gè)細(xì)胞免受一千萬個(gè)病毒顆粒的感染IFN與臨床：自身免疫?。捍傺?抑炎，一些實(shí)驗(yàn)表明IFN-γ通過抑制Th-17的分化，從而調(diào)節(jié)炎癥和自身免疫性疾病。對(duì)炎癥是一個(gè)雙向調(diào)節(jié)作用。腫瘤：直接或間接抑制腫瘤生長(zhǎng)，但是對(duì)某些腫瘤反而有促進(jìn)作用。IFN-α治療病毒感染性疾?。喝绫?.腫瘤壞死因子

(Tumornecrosisfactor,TNF)1975年發(fā)現(xiàn)的一種能使腫瘤發(fā)生出血壞死的物質(zhì)，該因子對(duì)多種腫瘤細(xì)胞系具有細(xì)胞毒作用，而且在多種動(dòng)物模型中可引起腫瘤壞死，將其命名為腫瘤壞死因子（TumorNecrosisFactor，TNF）。

1984,TNF

的cDNA得以克隆，后來相繼克隆了該家族的多個(gè)成員，構(gòu)成了TNF超家族細(xì)胞因子。TNF超家族特征絕大多數(shù)成員為II型膜蛋白；在特異性金屬蛋白酶作用下，形成可溶形式活性形式多為同源三聚體；TNF超家族包括TNF,,TRAIL,FASL等；此外，尚有一批與TNF序列同源，但缺乏誘導(dǎo)凋亡活性的TNF家族成員。TNF主要有2種：TNF-α:巨噬細(xì)胞產(chǎn)生；TNF-β:又稱為淋巴毒素α(lymphotoxin-α，LT-α），主要由活化T細(xì)胞產(chǎn)生；TNF-α和TNF-β共用受體，功能相似。TNFa具有三條不同的信號(hào)通路：細(xì)胞凋亡通路NFKB通路JNK信號(hào)通路通過不同的信號(hào)通路，TNFa可以產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)。與自身免疫病：與腫瘤：引起腫瘤組織缺氧，血管損傷和血栓形成，誘發(fā)局部炎癥，促進(jìn)T細(xì)胞、NK細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的細(xì)胞毒作用，提高宿主免疫力，抑制腫瘤生長(zhǎng)。但是。。。。L-選擇素SLex整合素ICAM-1粘附內(nèi)皮細(xì)胞炎癥趨化因子5.

趨化因子(Chemokine，CK):能使細(xì)胞發(fā)生趨化運(yùn)動(dòng)的小分子蛋白。趨化運(yùn)動(dòng)是指細(xì)胞向高濃度刺激物方向的定向運(yùn)動(dòng)。CX3CRCXCRCX3CCXCCK及CKR分類CCCCCRXCR1999年國(guó)際命名委員會(huì)根據(jù)CK的結(jié)構(gòu)特征命名依據(jù)N端前兩個(gè)半胱氨酸(Cys)的相對(duì)位置不同分為:ELR?ELR-CXCnon-ELR-CXCChemokinefamilies

Chemokine

isderivedfrom

Chemoattractant

and

cytokineCchemokinereceptor(XCR)CCchemokinereceptor(CCR)CXCchemokinereceptor(CXCR)CX3Cchemokinereceptor(CX3CR)ChemokinereceptorsCK及CKR生物學(xué)功能：CXCCCSDF-1GROIL-8IP-10PF4MigMIP-1αMCP-4TECKEotaxin調(diào)節(jié)造血促進(jìn)血管生成抑制血管生成參與器官發(fā)生CK及CKR在免疫應(yīng)答中的作用：LymphnodeBcellsThEffectorTcellsAllergicreactionCCR3eotaxinDTHreactionCCR5MIP、RANTESCXCR3IP-10、MigCCR1CCR5InflammatoryChemokinesAPCrecruitment①matureDCDCmaturationCCR1、CCR2、CCR5CCR7、CXCR4PathogensLPS、dsRNA、TNF-α、IL-1immatureDCimmatureDC②DCdrainageCCR7SLE③HomingofnaiveTandBcellCCR7SLECXCR4SDF-1④T-DCinteractionCCR7ELC⑤T-BinteractionCXCR5CCR4BCA-1MDC⑥Th2EosinphilBasophil⑧Th1Macrophage⑦1.在白血病中的作用：CCR9T淋巴性細(xì)胞性白血病CD4+T細(xì)胞抗凋亡促進(jìn)腫瘤細(xì)胞惡性增殖；結(jié)果：CXCR5正常細(xì)胞細(xì)胞促進(jìn)凋亡參與免疫細(xì)胞更新；作用：CK及CKR與臨床疾?。恒y屑病素小膠質(zhì)細(xì)胞哮

喘自身免疫性疾病銀屑素生理功能—趨化作用J.Invest.Dermatol.1996,107:5.

小膠質(zhì)細(xì)胞表面不同的趨化因子受體的表達(dá)——兩類新的小膠質(zhì)細(xì)胞的鑒定J.Immunol.2006,177:3644-56NKT細(xì)胞CCR9信號(hào)通路與哮喘的直接因果關(guān)系J.

Immunol.2005,175:4914

趨化因子受體SLECD4+T細(xì)胞向Th2偏倚

Immunology.2004,11:2274

J.Immunol.2005,174:1281

6.生長(zhǎng)因子(Growthfactor)

具有促進(jìn)不同類型細(xì)胞生長(zhǎng)效應(yīng)的細(xì)胞因子，如TGF-β、FGF、EGF、VEGF、NGF、PDGF等。VEGF(VEGF-A),VEGF-B,VEGF-C,VEGF-D,PlGF(placentalgrowthfactor).TheVEGFfamilyofreceptorsconsistsofthreeprotein-tyrosinekinases(VEGFR1,VEGFR2,andVEGFR3)andtwonon-proteinkinaseco-receptors(neuropilin-1andneuropilin-2).Thesecomponentsparticipateinnewbloodvesselformationfromangioblasts(vasculogenesis)andnewbloodvesselformationfrompre-existingvasculature(angiogenesis).InteractionbetweenVEGFR1andVEGFR2orVEGFR2andVEGFR3altersreceptortyrosinephosphorylation.血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)ThegeneencodinghumanVEGFconsistsofeightexonsseparatedbysevenintronsThefirst26a.a.inVEGFconstitutethesignalingpeptideshowingthatVEGFisasecretedprotein.AlternativesplicingoftheVEGFgeneproducesfourdifferentisoforms—VEGF121,VEGF165,VEGF189,VEGF206VEGF145andVEGF183InVEGFsecretingcells,themostfrequentisoformisVEGF165,ahomodimerwithmolecularmass45kD

7、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF-β）TGF-β超家族是一組調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的蛋白質(zhì)家族,這個(gè)家族至少有25個(gè)成員，除了TGF-β外還有活化素，抑制素，骨形成蛋白，膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子家族等TGF-β的命名是根據(jù)這種細(xì)胞因子能使正常的成纖維細(xì)胞的表型發(fā)生轉(zhuǎn)化,即從貼壁

瓊脂中生長(zhǎng)。分子結(jié)構(gòu)和編碼基因1985年克隆成功,哺乳動(dòng)物有:TGF-β1,TGF-β2,TGF-β3,TGF-β4四個(gè)亞型,前三種為同源二聚體分子Pre-pro-TGF-βPre-pro-TGF-βNpro-TGF-βTGF-β(有活性)TGF-β的產(chǎn)生1、機(jī)體多種細(xì)胞都可分泌非活性狀態(tài)的TGF-β。2、活化的淋巴細(xì)胞TGF-β水平增高。3、幾乎所有腫瘤細(xì)胞均可檢測(cè)到TGF-βmRNA。生物學(xué)活性1、抑制細(xì)胞增殖：對(duì)大多數(shù)細(xì)胞的增殖具有抑制作用，因此TGF-β具有形態(tài)發(fā)生、免疫抑制和腫瘤抑制的作用。2、它在腫瘤的轉(zhuǎn)移中又可以發(fā)揮促進(jìn)作用，特別是在EMT中發(fā)揮了重要作用。3、對(duì)細(xì)胞表型的調(diào)節(jié)：抑制IL-2誘導(dǎo)T細(xì)胞表達(dá)IL2R，TfR等，抑制IFNγ誘導(dǎo)黑色素細(xì)胞表達(dá)MHCII抗原4、促進(jìn)Treg,Th17細(xì)胞的增殖分化。、抑制細(xì)胞因子的產(chǎn)生：如TNFα/β，IFNγ，IL-4，IL-12上皮間質(zhì)變遷

（epithelial-mesenchymaltransition,EMT）

EMT是細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的一種方式。特點(diǎn)：上皮細(xì)胞的極性消失--細(xì)胞與細(xì)胞之間的連接喪失；細(xì)胞骨架和細(xì)胞器的分布狀態(tài)發(fā)生改變等；細(xì)胞表達(dá)間質(zhì)細(xì)胞特有的某些分子如波形蛋白（vimentin),

上皮細(xì)胞的標(biāo)志分子如E-cadherin則消失;

細(xì)胞出現(xiàn)遷移和運(yùn)動(dòng)能力。

EMT的核心過程是細(xì)胞極性模式的變遷--上皮細(xì)胞的穩(wěn)定極性模式消失，代之以間質(zhì)細(xì)胞的動(dòng)態(tài)極性模式。EMT的生物學(xué)意義：發(fā)育腫瘤器官纖維化等上皮間質(zhì)變遷與癌細(xì)胞演變

癌癥的傳統(tǒng)定義是上皮組織的惡性細(xì)胞病變。起源于上皮組織的癌細(xì)胞從原發(fā)上皮細(xì)胞的穩(wěn)定極性模式演變?yōu)樯贁?shù)具有遷移能力的細(xì)胞才具有的動(dòng)態(tài)極性模式，從而獲得了侵襲和轉(zhuǎn)移的能力，此即癌細(xì)胞演進(jìn)的EMT學(xué)說。與EMT相關(guān)分子許多抑癌基因的功能喪失性突變或表達(dá)下調(diào)與EMT有關(guān),如：APC,CDH1,β-catenin，PTEN等,許多生長(zhǎng)因子參與了EMT,如EGF,TGFβ,HGF,FGF等，特別是TGFβ在EMT中起到了重要作用，在多條通路中都發(fā)揮作用

vectorAKT/ΔAKTTransientad-V4Day＋StableSylviaJulienGrilleetal.,“TheProteinKinaseAktInducesEpithelialMesenchymalTransitionandPromotesEnhancedMotilityandInvasivenessofSquamousCellCarcinomaLines,”CancerRes63,no.9(May1,2003):2172-2178.

一個(gè)新的抑制EMT細(xì)胞因子的發(fā)現(xiàn)PartⅡ.E-Cadherinredistribution&down-regulation

SylviaJulienGrilleetal.,“TheProteinKinaseAktInducesEpithelialMesenchymalTransitionandPromotesEnhancedMotilityandInvasivenessofSquamousCellCarcinomaLines,”CancerRes63,no.9(May1,2003):2172-2178.

AKTSTABLEshRNAA549穩(wěn)轉(zhuǎn)株遷移能力顯著增強(qiáng)Cltr.BCltr.CCltr.Esh3.Ash3.Csh3.E0H24H36H0H24H36H

細(xì)胞因子受體細(xì)胞因子發(fā)揮廣泛多樣的生物學(xué)功能是通過與靶細(xì)胞膜表面的受體相結(jié)合并將信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)部。因此，了解細(xì)胞因子受體的結(jié)構(gòu)和功能對(duì)于深入研究細(xì)胞因子的生物學(xué)功能是必不可少的。從細(xì)胞因子結(jié)合其受體開始，到某些基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)，要經(jīng)歷復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)分子間的相互作用，這樣的作用過程稱為細(xì)胞因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；細(xì)胞因子受體都是跨膜蛋白，由胞膜外區(qū)、跨膜區(qū)和胞漿區(qū)組成。CC

CCC1C3C2C1C3C2C1C3C2C1C3C2G蛋白I類細(xì)胞因子受體II類細(xì)胞因子受體TNF-R趨化因子受體1.I型細(xì)胞因子受體家族：（造血因子受體家族）2.Ⅱ型細(xì)胞因子受體家族：（干擾素受體家族）3.Ⅲ型細(xì)胞因子受體家族：（腫瘤壞死因子受體家族）4.趨化性細(xì)胞因子受體（CKR）家族：1.造血細(xì)胞因子受體超家族（I類）結(jié)構(gòu)特征：是細(xì)胞因子受體中最大的一個(gè)家族，多數(shù)成員屬于多亞單位受體，其中一種或兩種亞單位多肽負(fù)責(zé)結(jié)合細(xì)胞因子膜外區(qū)序列結(jié)構(gòu)相似于EpoR,即膜外N端含4個(gè)高度保守Cys,近膜側(cè)含1個(gè)Trp-Ser-Xaa-Trp-Ser(WSXWS)的基序D2002.IFN受體家族(II類細(xì)胞因子受體家族)結(jié)構(gòu)特征：兩條肽鏈組成，胞外區(qū)Fn3樣結(jié)構(gòu)域由200個(gè)氨基酸殘基組成，也稱D200，并含有4個(gè)不連續(xù)的半胱氨酸，包括IFN和IL-10受體7個(gè)aa22個(gè)aaIL-10TNF

TNF

CD40LNervegrowthfactor(NGF)FASL3.TNFR超家族主要包括：TNF、Fas、CD40、神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體等結(jié)構(gòu)特征：這類受體富含半胱氨酸，在與細(xì)胞因子結(jié)合后三聚體化。胞外區(qū)有3-5個(gè)由40個(gè)氨基酸殘基組成的重復(fù)亞單位；每個(gè)重復(fù)亞單位含有4-6個(gè)保守的半胱氨酸；形成“配體結(jié)合區(qū)域。

TNFRI（P55，CD120a）：胞內(nèi)同源序列即“死亡結(jié)構(gòu)域”TNFRII（P75，CD120b）不含死亡結(jié)構(gòu)域L腫瘤壞死因子受體可發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用腫瘤壞死因子受體家族的CD40和FAS具有重要的免疫調(diào)節(jié)作用:CD40------------B細(xì)胞，巨噬細(xì)胞CD40L，F(xiàn)ASL---效應(yīng)T細(xì)胞CD40L+B細(xì)胞CD40—B細(xì)胞增生，Ig類別轉(zhuǎn)換CD40L+巨噬細(xì)胞CD40---巨噬細(xì)胞分泌TNFFAS+FASL----表達(dá)FASL的CTL可清除表達(dá)FAS的淋巴細(xì)胞，這是一種重要的免疫應(yīng)答的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。

4.

趨化因子受體（GPCRs，G-proteincoupledreceptors

）屬于7次跨膜受體超家族，胞內(nèi)環(huán)狀結(jié)構(gòu)與Gi/Go蛋白偶聯(lián)胞外細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)COOHNH2G蛋白αβγCKR分類1、根據(jù)結(jié)合配體的不同，分為CXCR，CCR，XCR,CX3CR；2、根據(jù)特異性不同，分為特異性受體、共享性受體、雜合性受體（DARC：Duffy血型抗原，紅細(xì)胞趨化因子受體）、孤兒受體、病毒受體等。CC類趨化因子CC類趨化因子前兩個(gè)Cys相鄰排列大部分染色體定位于17q11.2嗜酸性粒細(xì)胞嗜堿性粒細(xì)胞單核/巨噬細(xì)胞淋巴細(xì)胞CCL2/MCP-1CCL3/MIP-1CCL5/RANTESCCL11/EotaxinCXC類趨化因子前兩個(gè)Cys之間含有一個(gè)其他的殘基染色體主要定位于4q12-q13或4q21.21CXCL8/IL-8CXCL4/PF4CXCL1/GROαCXCL10/IP-10ELR-CXCnon-ELR-CXCELR?血管生長(zhǎng)因子，直接作用于內(nèi)皮細(xì)胞促進(jìn)血管生成。抑制血管生長(zhǎng)的因子,能抑制ELR-CXC誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞趨化。淋巴細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞中性粒細(xì)胞C類趨化因子

CX3C類趨化因子

N端前兩個(gè)半胱氨酸之間含有其他3個(gè)氨基酸殘基染色體主要定位于16q13T淋巴細(xì)胞單核細(xì)胞NK細(xì)胞Fractalkine膜結(jié)合型分泌型介導(dǎo)細(xì)胞間的粘附，并傳遞活化信號(hào)行使細(xì)胞趨化功能

N端只含兩個(gè)半胱氨酸染色體主要定位于1q23T細(xì)胞骨髓細(xì)胞XCL1/LymphotactinXCL2/SCM-1βCXCR4和CCR5是HIV感染的共受體(Coreceptors)2.CXCR4（T細(xì)胞）與CCR5（巨噬細(xì)胞）是HIV感染靶細(xì)胞的共受體。HIV感染人體細(xì)胞的過程ChemBiolDrugDes2008;72:97–110（二）細(xì)胞因子受體的幾個(gè)特點(diǎn)

1.細(xì)胞因子受體共同鏈兩個(gè)或更多細(xì)胞因子受體亞單位組成異聚或多聚體形式，包括一特異性配體結(jié)合（鏈，低親和力受體）和一個(gè)參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)鏈（鏈，參與高親和力受體形成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)）。

C高親和力IL-2受體gbgbaa低親和力IL-2受體中等親和力IL-2受體IL-2IL-2受體IL-2RIL-4RIL-7RIL-9RIL-15RIL-21Rg-鏈參與組成的細(xì)胞因子受體共用的g鏈gC突變導(dǎo)致T細(xì)胞發(fā)育障礙CytokinereceptorsthatsharegCsubunitandtheirfunctions.gp130參與造血因子受體家族高親和力受體形成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，不直接參與配體結(jié)合細(xì)胞因子受體共用鏈的意義節(jié)約；細(xì)胞因子功能替代；共用鏈缺失或功能缺陷，將引起嚴(yán)重后果，如IL-2R亞家族的

g鏈缺陷，將引起SCID。2.可溶性細(xì)胞因子受體(sCKR)產(chǎn)生方式：大部分為膜受體脫落，如SIL-1R、SIL-2R、sTNFR、sIFNrR、sGM-CSFR、sIL-5R、sIL-6R等小部分為分泌型，如sIL-4R、sG-CSFR、sIL-5R、sIL-6R生物學(xué)活性：膜受體正常代謝途徑膜受體相應(yīng)配體“競(jìng)爭(zhēng)抑制劑”

應(yīng)用：檢測(cè)，治療sCKR與臨床：檢測(cè)：sIL-2R：惡性腫瘤、自身免疫性疾病、病毒感染與其他傳染性疾病、移植排斥反應(yīng)等sIL-6R：炎癥與自身免疫性疾病、感染性疾病、腫瘤和白血病等sTNFR：炎癥與自身免疫性疾病、感染性疾病、腫瘤和白血病、骨髓移植等治療：大多數(shù)sCKR與細(xì)胞因子結(jié)合后阻斷細(xì)胞因子與膜受體結(jié)合，從而抑制細(xì)胞因子的生物學(xué)活性。應(yīng)用sCKR為減輕或防止細(xì)胞因子造成的病理損害提供了新的治療途經(jīng)。3.細(xì)胞因子受體有天然拮抗劑IL-1受體拮抗劑病毒產(chǎn)生的細(xì)胞因子結(jié)合蛋白，TNF，IL1細(xì)胞因子受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞因子受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)主要利用2個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑：JAK(Januskinase)-STATRas－MAPK激酶途徑

細(xì)胞因子介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)Cytokineinducedsignaltransduction細(xì)胞因子結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)：同源性低，小分子蛋白，多為單鏈，少為雙鏈、三聚體（TNF）、多含糖基量微而活性強(qiáng)（pmol/L）細(xì)胞因子作用是作為細(xì)胞之間的信使

細(xì)胞因子作用特點(diǎn)：旁分泌或自分泌，瞬時(shí)、距離范圍小通過與相應(yīng)受體結(jié)合發(fā)揮作用細(xì)胞因子誘導(dǎo)的受體亞單位聚合可以活化蛋白酪氨酸激酶(JAK),導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子STAT酪氨酸磷酸化而激活靶基因轉(zhuǎn)錄多效性、重疊性、拮抗性、協(xié)同性、網(wǎng)絡(luò)性：

生理調(diào)節(jié)、病理反應(yīng)89細(xì)胞因子間可相互誘生：

IL-1能誘生IFN、IL-1、IL-2、IL-4等，

IL-2能誘生TNF、IL-2、LT等。細(xì)胞因子可調(diào)節(jié)細(xì)胞因子受體的表達(dá)：

IL-1、IL-5、IL-6等可促進(jìn)IL-2受體的表達(dá)；

IL-1能降低TNF受體的密度，細(xì)胞因子與生物活性之間的相互影響。

B細(xì)胞和T細(xì)胞活化過程中，常需要兩種以上細(xì)胞因子的協(xié)同作用或彼此調(diào)節(jié)。自分泌內(nèi)分泌遠(yuǎn)距離作用旁分泌作用于比鄰細(xì)胞作用于分泌細(xì)胞自身細(xì)胞因子分泌的方式血液循環(huán)

多效性重疊性（豐裕性）拮抗性協(xié)同性TH1MjIL-4

骨髓基質(zhì)細(xì)胞IL-1IL-6IL-7SCF

造血干細(xì)胞IL-1IL-6IL-11TNF-aGM-CSFG-CMFM-CSF單核細(xì)胞TH2B中性粒細(xì)胞嗜酸性粒細(xì)胞IL-1IL-8TNF-aIL-1TNF-aIL-10IL-4IL-4IL-6IL-10IL-13IL-4TGF-bIL-4IL-5IL-6IL-13IL-10TGF-bIL-4IL-4內(nèi)皮細(xì)胞IL-4TcIL-4IL-2IFN-gIL-10IL-13IL-4NK1+TNK細(xì)胞IFN-gIL-2IL-2IFN-gIL-2IL-2IL-12G-CMFIFN-gGM-CSFIL-12IL-1TNF-aTGF-bPDGFFGFM-CSFGM-CSF內(nèi)皮細(xì)胞纖維母細(xì)胞下丘腦IL-1TNF-aM-CSFGM-CSFIL-1IL-6TNF-aIL-4IL-6IL-4細(xì)胞因子的作用具有網(wǎng)絡(luò)性

主要生物學(xué)效應(yīng)抗感染（細(xì)菌和病毒）腫瘤()刺激造血細(xì)胞增埴分化免疫細(xì)胞的分化免疫調(diào)節(jié)作用細(xì)胞因子佐劑其它：促進(jìn)血管生成，參與炎癥反應(yīng)、各種細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化刺激造血主要在骨髓和胸腺中進(jìn)行；CSF發(fā)揮重要作用。

1、造血干/祖細(xì)胞：IL-3，SCF。

2、髓系細(xì)胞：GM-CSF，G-CSF，M-CSF。

3、淋巴樣干細(xì)胞：IL-7。

4、單譜系細(xì)胞：EPO：Red；TPO，IL-11：P；IL-15：NK。免疫調(diào)節(jié)1、固有免疫：（1）DC：定向遷移（CCL3，4，5，7；CCL19，21）；促成熟（IL-1β、TNF-α）；促抗原提呈(IFN-γ)。（2）Mo/M?：定向遷移（CCL1-8,12-15）、活化（IFN-γ，GM-CSF,M-CSF）、促抗原提呈(IFN-γ)。（3）Neu：定向遷移、活化（CXCL8）。（4）NK：促分化（IL-15）；促殺傷（IL-2,12,15,18）。（5）NKT：促活化（IL-2,12）。（6）γδT：激活（IL-1，7，12，15）。非成熟DC：CCR1，2，5，CXCR4，向炎癥部位聚集，攝取抗原；成熟DC：CCR4，7，CXCR4，負(fù)載抗原,向淋巴組織遷移。TheEMBOJournal(2008),1–10CKR在DC遷移和功能成熟中具有不同的表達(dá)模式CXCL8參與Neu的遷移和活化

趨化因子參與免疫細(xì)胞在周圍免疫器官的定位趨化因子及其受體在免疫系統(tǒng)的表達(dá)和功能YeH.Ooetal,JournalofAutoimmunity34(2010)45–54.（1）B：促增殖、活化、分化：IL-4，5，6，13，BAFF；調(diào)控Ig類別轉(zhuǎn)換：IL-4，5等。（2）T：促進(jìn)T細(xì)胞增殖、活化：IL-2,7,18；促分化：

IL-12,IFN-γ:Th0Th1；IL-4:Th0Th2；

TGF-β，IL-6：Th0Th17；TGF-β：Th0Treg。促CTL殺傷：IL-2，6，IFN-γ。2、適應(yīng)性免疫CytokinesdeterminethedifferentiationandregulatetheactivationofThcells

TNFSF部分成員，包括TNF-α，LT-α，TRAIL,FasL等，殺傷腫瘤細(xì)胞、病毒感染細(xì)胞或活化T細(xì)胞。細(xì)胞因子與臨床

細(xì)胞因子及受體缺陷細(xì)胞因子過高表達(dá)可溶性受體水平升高炎癥性細(xì)胞因子近年來炎癥性細(xì)胞因子由于其在介導(dǎo)炎癥炎癥和許多疾病中的關(guān)鍵作用而備受關(guān)注，主要是IL-17、TNFα、IFN-γ、IL-6和IL-1β等。與細(xì)胞因子相關(guān)的疾病舉例：慢阻肺：以中性粒細(xì)胞為主的多種炎性細(xì)胞活化后釋放過量的炎癥介質(zhì)，促進(jìn)氣道反復(fù)損失與修復(fù)，導(dǎo)致氣道重塑，引起狹窄，固定性氣流阻塞。如IL-8、9、13、17、TNFα、IFN-γ等。慢性心力衰竭：患者TNFα,IL-6，IL-1β異常升高，免疫系統(tǒng)的平衡被打破，表現(xiàn)為炎性細(xì)胞因子的增加和抗炎性細(xì)胞因子相對(duì)或絕對(duì)不足，使已經(jīng)存在的血流動(dòng)力學(xué)紊亂進(jìn)一步惡化，因此抗細(xì)胞因子治療有望成為一種新的治療手段。

抑郁癥：抑郁癥狀在多發(fā)性硬化、過敏性疾病、中風(fēng)及風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等這類非感染性慢性免疫激活性疾病中較為常見。研究發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者血清IL-6、IL-2、IL-1β等，且與抑郁癥的嚴(yán)重程度有關(guān)。急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合癥：是在致病因子的作用下發(fā)生的過度炎癥反應(yīng)，細(xì)胞因子TNF,IL-8，IL-1β等在其發(fā)生發(fā)展中都起了重要的作用。其它如重癥肌無力、2型糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化、結(jié)核病、骨關(guān)節(jié)病等都與細(xì)胞因子密切相關(guān)。細(xì)胞因子的檢測(cè)用于判斷機(jī)體免疫功能，進(jìn)行疾病輔助診斷，判斷病程，預(yù)后，評(píng)價(jià)治療效果

細(xì)胞因子檢測(cè)常用方法生物活性檢測(cè)法(biossay)--檢測(cè)細(xì)胞因子的生物學(xué)活性免疫學(xué)檢測(cè)法(immnuossay)--檢測(cè)細(xì)胞因子蛋白質(zhì)的抗原特性分子生物學(xué)檢測(cè)法-檢測(cè)細(xì)胞因子的mRNA表達(dá)生物活性檢測(cè)法增殖實(shí)驗(yàn)：應(yīng)用某一細(xì)胞因子能特異刺激或抑制某些指示細(xì)胞的增殖,通過[3H]TdR攝入,MTT,反應(yīng)待測(cè)細(xì)胞因子的活性水平;集落形成實(shí)驗(yàn)：半固體培養(yǎng)系統(tǒng),造血因子集落刺激因子誘導(dǎo)干細(xì)胞形成某一或某些種類的集落.直接殺傷靶細(xì)胞：[3H]TdR、51Cr釋放法抗病毒活性：干擾素抑制病毒致病變的程度,計(jì)算樣品中IFN的活性單位凋亡實(shí)驗(yàn)：各種試劑盒、流式細(xì)胞儀趨化實(shí)驗(yàn)：瓊脂糖中的趨化實(shí)驗(yàn)、微孔小室趨化實(shí)驗(yàn)遷移、侵襲實(shí)驗(yàn)：劃痕試驗(yàn)、transwell細(xì)胞增殖常用方法

3H-thymidineincoroperation法將PBMC2×106/ml置於96-wellplate,再加入RPMI培養(yǎng)基或添加有LPS(lipopolysaccharide),ConA,PHA,PWM等細(xì)胞絲裂原的培基。於37℃CO2培養(yǎng)箱2天後，加入1μCi/well3H-胸腺嘧啶（thymidine），繼續(xù)培養(yǎng)

8小時(shí)后，以cellharvester收集細(xì)胞于濾紙上，風(fēng)干后以閃爍計(jì)數(shù)儀測(cè)

3H-thymidine含量，計(jì)算細(xì)胞增殖能力。MTT法基本可以替代。CellCountingKit-8簡(jiǎn)稱CCK-8試劑盒，是一種基于WST-8的廣泛應(yīng)用于細(xì)胞增殖和細(xì)胞毒性的快速高靈敏度檢測(cè)試劑盒。

WST-8是一種類似于MTT的化合物，在電子耦合試劑存在的情況下，可以被線粒體內(nèi)的一些脫氫酶還原生成橙黃色的formazan(參考圖1)。細(xì)胞增殖越多越快，則顏色越深；細(xì)胞毒性越大，則顏色越淺。對(duì)于同樣的細(xì)胞，顏色的深淺和細(xì)胞數(shù)目呈線性關(guān)系。

Transwell將Transwell小室放入培養(yǎng)板中，小室內(nèi)稱上室，培養(yǎng)板內(nèi)稱下室，上室內(nèi)盛裝上層培養(yǎng)液，下室內(nèi)盛裝下層培養(yǎng)液，上下層培養(yǎng)液以聚碳酸酯膜相隔。我們將細(xì)胞種在上室內(nèi)，由于聚碳酸酯膜有通透性，下層培養(yǎng)液中的成分可以影響到上室內(nèi)的細(xì)胞，從而可以研究下層培養(yǎng)液中的成分對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)等的影響。腫瘤細(xì)胞遷移實(shí)驗(yàn)

8.0、12.0μm膜，上室種腫瘤細(xì)胞，下室加入FBS或某些特定的趨化因子，腫瘤細(xì)胞會(huì)向營(yíng)養(yǎng)成分高的下室跑，計(jì)數(shù)進(jìn)入下室的細(xì)胞量可反映腫瘤細(xì)胞的遷移能力。腫瘤細(xì)胞侵襲實(shí)驗(yàn)

8.0、12.0μm膜，原理與腫瘤細(xì)胞遷移實(shí)驗(yàn)類似。transwell侵襲實(shí)驗(yàn)，原理簡(jiǎn)單地說就是用一層膜將高營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)液和低營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)液隔開，細(xì)胞放在低營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)液里，為了找吃的，細(xì)胞會(huì)往高營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)液里面跑，但是有膜擋著，所以要穿過膜才行。我們?cè)谀ど贤可弦粚踊|(zhì)膠，模仿細(xì)胞外基質(zhì)，于是細(xì)胞要把基質(zhì)消化了才可以從低營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)液跑到高營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)液里面，最后我們檢測(cè)高營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)液里細(xì)胞量就可以知道細(xì)胞的侵襲能力了。

免疫學(xué)檢測(cè)法(1)可溶性細(xì)胞因子檢測(cè):放射免疫測(cè)定（RIA）特異Ab包被+待測(cè)樣品和同位素標(biāo)記的細(xì)胞因子-竟?fàn)幰种茖?shí)驗(yàn)酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)（ELISA）雙抗體加心法WesternBlot檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子：細(xì)胞斑點(diǎn)、酶聯(lián)斑點(diǎn)

免疫學(xué)檢測(cè)法(2)細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞膜上的細(xì)胞因子的研究檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞結(jié)合的細(xì)胞因子：生物素、堿性磷酸酶、免疫熒光檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞因子細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞因子的熒光檢測(cè)分子生物學(xué)檢測(cè)SouthernBlotNorthernBlot原位雜交RT-PCR體內(nèi)功能研究基因敲除、轉(zhuǎn)基因利用特異性抗體觀察細(xì)胞因子在體內(nèi)的生物學(xué)作用細(xì)胞因子的應(yīng)用在臨床治療：重組細(xì)胞因子：抗腫瘤細(xì)胞因子：IL-2、IFN

促進(jìn)造血的細(xì)胞因子：G-CSF、GM-CSF、EPO、IL-11最近發(fā)現(xiàn)細(xì)胞因子可以增強(qiáng)化療藥治療白血病的療效。阻斷和拮抗IL-1RA，