免疫学课程-细胞因子

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一. 基本概念

关键词:多种细胞,尤其是免疫细胞产生,有生物活性,小分子量的多肽或糖蛋白

作用:细胞间信息传递,参与固有/适应性免疫


二. 细胞因子分类

(一) 按照产生CK的细胞分

单核巨噬细胞产生:IL-1,IL-6,TNF-α

Th1/2细胞产生: IL-2-6, 9-14, IFN-γ, TNF-β

其它细胞产生:红细胞生成素(EPO),TNF-α, IFN-β

(二)按照功能分类

1. 白细胞介素 (interleukin,IL): 淋巴细胞、单核-巨噬细胞产生,介导白细胞间相互作用,调节细胞的生长分化,参与免疫应答和介导炎症反应等。包括IL-1---IL-30

IL-1:  单核-巨噬细胞产生

作用:局部低浓度-免疫调节,刺激T细胞活化,促进B细胞增殖和分泌抗体

          大量产生-内分泌效应,诱导肝脏急性期蛋白(eg, MBL)产生,调节下丘脑中枢,引起发热

IL-2:(T细胞生长因子,TCGF):主要由Th1细胞产生

作用:促进T细胞增殖分化和产生细胞因子;

           刺激NK细胞增殖,增强NK杀伤活性

           促进B细胞增殖和分泌抗体

           激活巨噬细胞

IL-4: 主要由Th2细胞,肥大细胞及嗜碱性粒细胞产生

作用:促进活化B细胞增殖和分化

           抑制Th1细胞活化和分泌细胞因子

           产生IgE类抗体 (与青霉素过敏性休克相关)

           协同IL-3刺激肥大细胞增殖等

IL-5:主要由Th-2细胞产生

作用与IL-4类似,除了促进活化B细胞产生的是IgA

IL-6:主要由单核巨噬细胞,Th2细胞等产生

作用:引发炎症反应

           调节下丘脑中枢,引起发热

          刺激肝细胞合成急性期蛋白

IL-8:主要由单核巨噬细胞产生

作用:趋化作用,吸引中性粒细胞,并使其活化从而吞噬消灭病原异物

IL-10:抑制作用,负向调节 主要由Th2细胞和单核巨噬细胞细胞产生

作用: 抑制促炎症细胞因子产生

            抑制Th1细胞合成IL-2, IFN-γ等细胞因子

            促进B细胞分化增殖

IL-12:主要由单核-巨噬细胞,B细胞产生

作用:促进Th0细胞向Th1细胞分化,分泌IL-2和IFN-γ

           抑制Th0细胞向Th2细胞分化和IgE合成

2. 干扰素 (Interferon, IFN):抗病毒,抗肿瘤及免疫调节等的可溶性糖蛋白。I型和II型来源于不同细胞,产生原因不同,生物活性类似,各有侧重

按照来源,结构及生物学性质分类:

I型包括IFN-α,IFN-β:

    IFN-α由白细胞(主要为单核巨噬细胞)产生;IFN-β由成纤维细胞产生

    两者均由病毒感染细胞产生

    生物学活性/作用:抗病毒和抗肿瘤(主)和免疫调节

                                   诱导宿主细胞产生抗病毒蛋白,干扰病毒复制

                                   增强NK细胞杀伤作用

                                  促进MHC-I类分子表达

II 型:IFN-γ

      主要来源于活化的Th1细胞,CD8+CTL细胞,NK细胞

       由抗原或有丝分裂原诱导产生

       生物学活性/作用:抗病毒和抗肿瘤和免疫调节(主)

                                     增强细胞免疫应答,促进B细胞分化增殖

                                     抑制Th2细胞分化及细胞因子合成

                                     活化巨噬细胞

                                    促进APC表达MHC-II类分子,提高抗原提呈能力

                                    促进MHC-I类分子表达,增强NK和CTL细胞杀伤活性

3. 肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor, TNF):直接间接诱导肿瘤细胞凋亡的细胞因子

分类

TNF-α:活化的单核-巨噬细胞产生

TNF-β:活化的T细胞产生,也称为淋巴毒素

两种TNF的分子量为51KD,结构为同源三聚体,具有相同的结合受体和生物活性

生物学活性:

杀瘤,抑瘤作用:直接杀伤;激活NK细胞和巨噬细胞,间接杀伤;损伤血管内皮细 胞,形成血栓,阻断肿瘤组织的血流供应,导致肿瘤出血坏死

免疫调节:刺激靶细胞合成分泌细胞因子;增强T/B细胞的增殖反应;增强Tc细胞对靶细胞的杀伤作用

促进炎症反应:分泌IL-1,IL-8等炎症因子和趋化因子,增强中性粒细胞和单核吞噬细胞的吞噬功能

4. 集落刺激因子(colony stimulating factor, CSF):促进造血细胞,尤其是造血干细胞增殖、分化和成熟的因子

干细胞生成因子,SCF:诱导造血干细胞分化为淋巴样干细胞和髓样干细胞

粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage-CSF, GM-CSF):髓样干细胞分化为粒细胞-巨噬细胞

粒细胞集落刺激因子,granulocyte-CSF: 再进一步分化为中性粒细胞

巨噬细胞集落刺激因子,macrophage-CSF,M-CSF):再进一步分化为单核巨噬细胞

红细胞生成素(erythropoietin,EPO):髓样干细胞分化为红细胞

多能集落刺激因子(multi-CSF)

5. 趋化因子 (chemokine, CK):吸引免疫细胞(血液中的单核细胞,中性粒细胞,淋巴细胞等)到免疫应答局部,参与免疫调节与免疫病理反应

IL-8: 趋化及活化中性粒细胞

MCP-1:单核细胞趋化蛋白-1

6. 生长因子 (Growth Factor, GF):介导不同类型细胞生长和分化

转化生长因子β(transforming growth factor-β, TGFβ):负向调节,免疫抑制调节剂

表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)

成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor, FGF)


三. 细胞因子共同特点

1. 理化特性:大部分为低分子量(15-30KD),100个左右氨基酸组成,多数以单体形式存在,只有少数细胞因子以二聚体(IL-5,12),三聚体(TNF)存在

2. 多源性:一种细胞因子可以由不同类型细胞产生,一种细胞可以产生不同的细胞因子

3. 生物学功能的多效性:多种功能

4. 高效,半衰期多,含量小,活性高:与细胞因子与特异性受体之间的极高亲和力有关

5. 生物学作用重叠性,协同性,拮抗性

6. 需要与响应的受体结合才可以发挥作用

7. 作用方式是非特异性的


四. 生物学作用,功能,活性

1. 调节固有免疫应答

IL-1,IL-6,TNF-α,炎症反应

IL-2,IFN-γ,活化巨噬细胞,NK细胞

2. 调节适应性免疫应答

Th1与Th2之间通过IL-4和IFN-γ互相一直,Th1可以分泌IL-2,IFN-γ促进B细胞分泌IgG,Th2分泌IL-4,5,10,13促进B细胞分泌IgG,IgE

3. 刺激造血细胞分化发育

4. 细胞毒性效应

5. 促进损伤修复,VEGF,TGF-β


五. 应用:疾病诊断和治疗

1. 组织纤维化疾病:TGF-β

2. 传染性疾病:IFN-α,肝炎治疗

3. 炎症性疾病,类风湿,TNF-α

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