免疫学 第八章 细胞因子.ppt
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1、 第八章第八章 细胞因子细胞因子教学目的和要求:教学目的和要求:掌握;细胞因子的概念、细胞因子的共同特性,掌握细胞因子的概念、细胞因子的共同特性,掌握几种细胞因子(几种细胞因子(IL-1IL-1、IL-2IL-2、IL-3IL-3、IL-4IL-4、IL-6IL-6、IL-10IL-10、IL-12IL-12、IFNIFN、TNFTNF、TGF-TGF-、CSFCSF和和EPOEPO)的主要分泌细胞和生物学活性。的主要分泌细胞和生物学活性。熟悉:熟悉:IL-8IL-8、IL-17IL-17(IL-25IL-25)的分泌细胞和生)的分泌细胞和生物学活性;一些细胞因子在临床上的应用。物学活性;一些
2、细胞因子在临床上的应用。了解:细胞因子的生物学效应及受体家族。了解:细胞因子的生物学效应及受体家族。一、细胞因子的概念细胞因子细胞因子cytokine,CK:由免疫原、丝裂原、由免疫原、丝裂原、或其他因子刺激细胞所产生具或其他因子刺激细胞所产生具有高活性、有高活性、多功能的主要介导和调节免疫应答及炎多功能的主要介导和调节免疫应答及炎症反应的小分子多肽。症反应的小分子多肽。第一节第一节 细胞因子的概细胞因子的概述述(一)根据产生分类(一)根据产生分类n单核因子单核因子(monokinemonokine)n淋巴因子淋巴因子(lymphokinelymphokine)n非淋巴细胞、非单核巨噬细胞产生
3、非淋巴细胞、非单核巨噬细胞产生的的CKCK二、细胞因子分类和命名白细胞介素白细胞介素Interleukin,ILInterleukin,IL肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子tumor necrosis factor,TNFtumor necrosis factor,TNF干扰素干扰素interferon,IFNinterferon,IFN集落刺激因子集落刺激因子Colony-stimulating factor,CSFColony-stimulating factor,CSF趋化因子趋化因子 Growth factor,GF(二二)根据根据CKCK的结构和主要功能分类的结构和主要功能分类1 1、白细胞
4、介素、白细胞介素(Interleukin,ILInterleukin,IL)由白细胞和其他免疫细胞分泌的,在白细胞或免疫由白细胞和其他免疫细胞分泌的,在白细胞或免疫细胞间相互作用的细胞因子,在传递信息,激活与调细胞间相互作用的细胞因子,在传递信息,激活与调节免疫细胞,介导节免疫细胞,介导T T、B B细胞活化、增殖与分化及在炎细胞活化、增殖与分化及在炎症反应中起重要作用。症反应中起重要作用。产生细胞:产生细胞:淋巴细胞、单核吞噬细胞等淋巴细胞、单核吞噬细胞等作用作用 介导白细胞间相互作用、调节细胞的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生长分化、参与免疫应答和介导炎
5、症 反应反应种类:种类:IL-1-IL-30IL-1-IL-302、干扰素(、干扰素(Interferon,IFN)n抵抗病毒的感染抵抗病毒的感染,干扰病毒复制的细胞因子,干扰病毒复制的细胞因子,包括包括 IFN、nI型干扰素型干扰素:干扰素干扰素、n来源:白细胞、成纤维细胞、病毒感染的组织来源:白细胞、成纤维细胞、病毒感染的组织细胞等细胞等n功能:抗病毒感染、抗肿瘤生长功能:抗病毒感染、抗肿瘤生长 免疫调节免疫调节(较弱)较弱)n应用:病毒感染性疾病等,肝炎、应用:病毒感染性疾病等,肝炎、SARS II型干扰素型干扰素nIIII型干扰素:干扰素型干扰素:干扰素(IFNIFN)n来源:活化的来
6、源:活化的T T细胞和细胞和NKNK细胞产生细胞产生n功能:免疫调节功能:免疫调节 提高单核巨噬细胞、树突状细胞的抗原提呈提高单核巨噬细胞、树突状细胞的抗原提呈能力能力 增强增强TcTc细胞和细胞和NKNK细胞的杀伤活性细胞的杀伤活性 抑制抑制TH2TH2细胞形成,下调体液免疫应答细胞形成,下调体液免疫应答 趋化作用趋化作用 抗病毒和抗肿瘤作用(次要)抗病毒和抗肿瘤作用(次要)病毒病毒病毒复制病毒复制抑制病抑制病 毒复制毒复制信号转导信号转导IFN-IFN-诱导蛋白诱导蛋白诱导刺激诱导刺激胞核胞核 胞核胞核 3、肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF):可
7、以直接诱导肿瘤细胞凋亡的细胞因子。可以直接诱导肿瘤细胞凋亡的细胞因子。n分类:分类:TNF :活化的单核巨噬细胞产生活化的单核巨噬细胞产生 亦称恶液质素亦称恶液质素TNF:活化的活化的T细胞产生,亦称淋巴毒素。细胞产生,亦称淋巴毒素。两种两种TNF的分子量为的分子量为51kD,结构为同源三聚体,具结构为同源三聚体,具有相同的结合受体和生物学活性有相同的结合受体和生物学活性TNFTNF的生物学活性的生物学活性(1 1)杀瘤、抑瘤作用杀瘤、抑瘤作用直接杀伤或抑制肿瘤细胞直接杀伤或抑制肿瘤细胞激活激活NKNK细胞和巨噬细胞,间接发挥作用细胞和巨噬细胞,间接发挥作用(3 3)损伤血管内皮细胞,促进血栓
8、的形成,阻断肿瘤)损伤血管内皮细胞,促进血栓的形成,阻断肿瘤组织的血流供应,导致肿瘤出血坏死组织的血流供应,导致肿瘤出血坏死(2 2)免疫调节作用免疫调节作用刺激靶细胞合成分泌细胞因子,如刺激靶细胞合成分泌细胞因子,如IL-1IL-1、IL-6IL-6、IL-8IL-8等等增强增强T T、B B细胞对抗原和有丝分裂原的增殖反应细胞对抗原和有丝分裂原的增殖反应增强增强TcTc细胞对靶细胞的杀伤活性细胞对靶细胞的杀伤活性(3 3)促进炎症反应)促进炎症反应n诱导血管内皮细胞表达细胞间粘附分子诱导血管内皮细胞表达细胞间粘附分子1 1(ICAM-1)ICAM-1)n分泌分泌IL-1IL-1、IL-8I
9、L-8等炎症分子和趋化因子等炎症分子和趋化因子n增强中性粒细胞和单核吞噬细胞的吞噬功增强中性粒细胞和单核吞噬细胞的吞噬功能能(4 4)抗病毒作用)抗病毒作用n类似于类似于IFNIFN的作用的作用n直接杀伤病毒感染细胞直接杀伤病毒感染细胞(5 5)致热作用)致热作用 内热性热源质内热性热源质n 直接作用于下丘脑体温调节中枢直接作用于下丘脑体温调节中枢n刺激巨噬细胞释放刺激巨噬细胞释放IL-1IL-1(6 6)引发恶液质)引发恶液质n 由由TNFTNF 引起,能够促进蛋白脂肪消引起,能够促进蛋白脂肪消耗、分解,引起代谢紊乱耗、分解,引起代谢紊乱n 表现为厌食、恶心、消瘦、衰弱和贫血表现为厌食、恶心
10、、消瘦、衰弱和贫血 能能够够刺刺激激多多能能造造血血干干细细胞胞和和不不同同发发育育分分化化的的造造血血干干细细胞胞进进行行增增殖殖分分化化,在在半半固固体体培培养养基基中中形形成成相相应应细细胞胞集落的细胞因子。集落的细胞因子。分类分类n粒细胞集落刺激因子(粒细胞集落刺激因子(granulocyte-CSF,G-CSF)granulocyte-CSF,G-CSF)n巨噬细胞集落刺激因子(巨噬细胞集落刺激因子(macrophage-CSFmacrophage-CSF,M MCSF)CSF)n粒细胞巨噬细胞集落刺激因子粒细胞巨噬细胞集落刺激因子 (granulocyte-granulocyte-
11、maceophagemaceophage-CSF,GM-CSF)-CSF,GM-CSF)n红细胞生成素(红细胞生成素(erythropoietin,EPO)erythropoietin,EPO)n干细胞生成因子(干细胞生成因子(stem cell factor,SCF)stem cell factor,SCF)n多能集落刺激因子(多能集落刺激因子(multi-CSF)multi-CSF)4、集落刺激因子、集落刺激因子(Colony stimulating factor,CSF):5 5、生长因子、生长因子(Growth factor)(Growth factor)具有促进不同类型细胞生长效应的
12、细胞因子具有促进不同类型细胞生长效应的细胞因子分类:分类:转化生长因子转化生长因子(transforming growth factor-transforming growth factor-,TGF,TGF)表皮生长因子(表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)epidermal growth factor,EGF)血管内皮生长因子(血管内皮生长因子(vascular endothelial growth vascular endothelial growth factor,VEGF)factor,VEGF)成纤维细胞生长因子(成纤维细胞生长因子(fibrobl
13、ast growth factor,fibroblast growth factor,FGF)FGF)神经生长因子神经生长因子(nerve growth factor,NGF)(nerve growth factor,NGF)血小板衍生的生长因子(血小板衍生的生长因子(platelet derived growth platelet derived growth factor,PDGF)factor,PDGF)肝细胞生长因子(肝细胞生长因子(hepatic growth factor,HGF)hepatic growth factor,HGF)转化生长因子转化生长因子 为同源二聚体,为同源二聚
14、体,MWMW25kD25kDn产生细胞:正常细胞和肿瘤细胞产生细胞:正常细胞和肿瘤细胞生物学活性:生物学活性:(1 1)对造血干细胞、上皮细胞、血管内皮细胞、)对造血干细胞、上皮细胞、血管内皮细胞、T T细胞和细胞和B B细胞具有生长抑制作用,但对肿瘤细胞细胞具有生长抑制作用,但对肿瘤细胞的生长无抑制作用的生长无抑制作用(2 2)抑制)抑制IL-2IL-2诱导的诱导的T T、B B细胞活化。细胞活化。(3 3)抑制巨噬细胞、)抑制巨噬细胞、NKNK细胞、细胞、LAKLAK细胞和细胞和TcTc细胞细胞的杀伤活性的杀伤活性(4 4)促进间质细胞增殖,对成纤维细胞、成骨细)促进间质细胞增殖,对成纤维
15、细胞、成骨细胞和平滑肌细胞等促分裂作用胞和平滑肌细胞等促分裂作用(5 5)对单核细胞和成纤维细胞具有趋化作用,促)对单核细胞和成纤维细胞具有趋化作用,促进伤口愈合。进伤口愈合。(6 6)促进细胞外基质如)促进细胞外基质如 胶原蛋白和纤粘连蛋白胶原蛋白和纤粘连蛋白的生成,在细胞形态维持和增殖、分化过程中起的生成,在细胞形态维持和增殖、分化过程中起重要作用,有利于胚胎发育和细胞修复重要作用,有利于胚胎发育和细胞修复6、趋化因子(ChemokineChemokine):):一组具有趋化作用的细胞因子一组具有趋化作用的细胞因子,能吸引免疫细能吸引免疫细胞到免疫应答局部胞到免疫应答局部,参与免疫调节和免
16、疫病理参与免疫调节和免疫病理反应。反应。根据蛋白质的一级结构进行分类:根据蛋白质的一级结构进行分类:CXC CXC()趋化因子;趋化因子;CC CC()趋化因子;趋化因子;C C()趋化因子;趋化因子;CXCX3 3C C()趋化因子。趋化因子。C C为半胱氨酸为半胱氨酸,X,X为任意氨基酸为任意氨基酸二、细胞因子的作用方式及特性二、细胞因子的作用方式及特性(一)细胞因子的作用方式(一)细胞因子的作用方式自分泌(自分泌(autocrine):作用的靶细胞是其产生细胞作用的靶细胞是其产生细胞 (如:(如:T T细胞产生的细胞产生的IL-2IL-2刺激刺激T T 细胞本身生长)。细胞本身生长)。旁
17、分泌(旁分泌(paracrine):细胞因子的产生细胞和靶细胞非细胞因子的产生细胞和靶细胞非 同一细胞,但是二者临近,如同一细胞,但是二者临近,如T 细胞产生的细胞产生的IL-2支持支持B细胞的增细胞的增 殖和分化。殖和分化。内分泌(内分泌(endocrine):):某些细胞因子,如某些细胞因子,如TGF-、TNF等,通过血液循环对等,通过血液循环对 远距远距 离的细胞发挥作用。离的细胞发挥作用。自分泌自分泌 autocrine内分泌内分泌 endocrine血液循环血液循环远距离作用远距离作用旁分泌旁分泌 paracrine作用于比作用于比邻细胞邻细胞作用于分泌细作用于分泌细胞自身胞自身细细
18、胞胞因因子子的的作作用用方方式式(二)细胞因子的共同特性(二)细胞因子的共同特性1 1、理化特性、理化特性(1 1)结构简单,分子量底)结构简单,分子量底单体:大多数,如单体:大多数,如IL-2IL-2、IL-3IL-3、IFN-IFN-;二聚体:如:二聚体:如:IL-12IL-12;三聚体:三聚体:TNFTNF。大多数分子量在大多数分子量在15-30kD15-30kD之间,最小的之间,最小的IL-8IL-8为为8 15-30kD8 15-30kD(2 2)、多种类型的细胞都能产生)、多种类型的细胞都能产生如如 IL-1 IL-1 的产生细胞包括免疫活性细胞,的产生细胞包括免疫活性细胞,如如
19、B B 细胞;抗原递呈细胞,如巨噬细胞、细胞;抗原递呈细胞,如巨噬细胞、树突状细胞、星形细胞等;此外还有内树突状细胞、星形细胞等;此外还有内皮细胞、滑膜细胞、平滑肌细胞等。皮细胞、滑膜细胞、平滑肌细胞等。IL-2 IFN-TNF-细胞因子的同源性与多源性细胞因子的同源性与多源性IFN-T细胞细胞T细胞细胞NK细胞细胞(3 3)、高效性。)、高效性。细胞因子有很强的生物学活性,在极微量细胞因子有很强的生物学活性,在极微量(10-10 10-15 mol L)水平就能发)水平就能发挥明显的生物学作用。挥明显的生物学作用。(4 4)、能快速合成)、能快速合成(5 5)、具有双重功能:)、具有双重功能
20、:生理和病理生理和病理 如如 IL-6,参与抗体形成、,参与抗体形成、B 细胞分化及增细胞分化及增殖的调节,并具有较强的抗病毒活性,还殖的调节,并具有较强的抗病毒活性,还参与炎症反应、影响血细胞生成。参与炎症反应、影响血细胞生成。(6 6)、细胞因子能人工制备)、细胞因子能人工制备2 2、作用的共同特点、作用的共同特点多效性:多效性:一种细胞因子对不同细胞产生不同的生物学一种细胞因子对不同细胞产生不同的生物学 效应(如效应(如IFN-IFN-巨噬细胞巨噬细胞/Th2/Th2细胞)细胞)重叠性:重叠性:几种不同的细胞因子作用于同一靶细胞,产几种不同的细胞因子作用于同一靶细胞,产 生相同或相似的生
21、物学效应(如生相同或相似的生物学效应(如IL-4IL-4和和IL-6IL-6 均刺激均刺激B B细胞增殖)细胞增殖)协同性:协同性:两种或两种以上的细胞因子共同作用,并两种或两种以上的细胞因子共同作用,并 且一种细胞因子强化另一种细胞因子的功且一种细胞因子强化另一种细胞因子的功 能,两者表现为协同作用,如能,两者表现为协同作用,如IL-3和和IL-11 共同刺激造血干细胞的分化成熟。共同刺激造血干细胞的分化成熟。拮抗性:拮抗性:一种细胞因子抑制另一种细胞因子的功一种细胞因子抑制另一种细胞因子的功 能。(如能。(如IL-4IFN-)细胞因子调节网络(细胞因子调节网络(cytokine netwo
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