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1、 细胞因子(细胞因子(cytokine)是由多种细胞,特别)是由多种细胞,特别是免疫细胞所产生、具有广泛生物学活性的小是免疫细胞所产生、具有广泛生物学活性的小分子蛋白(分子量约分子蛋白(分子量约880kD)。其在免疫细胞)。其在免疫细胞分化发育、免疫调节、炎症反应、造血功能中分化发育、免疫调节、炎症反应、造血功能中均发挥重要作用,并参与人体多种生理和病理均发挥重要作用,并参与人体多种生理和病理过程的发生和发展。过程的发生和发展。目前,已发现目前,已发现200余种人类余种人类细胞因子,随着人类基因组计划的完成,新的细胞因子,随着人类基因组计划的完成,新的细胞因子家族及其成员还在不断被发现。细胞因
2、子家族及其成员还在不断被发现。第1页/共46页第一节第一节 细胞因子及其受体概述细胞因子及其受体概述 一、细胞因子的来源和分布一、细胞因子的来源和分布 体内体内多种免疫细胞多种免疫细胞(如(如T T细胞、细胞、B B细胞、单核细胞、单核/巨噬细胞、巨噬细胞、NKNK细细胞等)和胞等)和非免疫细胞非免疫细胞(如血管内皮细胞、表皮细胞、成纤维细(如血管内皮细胞、表皮细胞、成纤维细胞等)均可产生细胞因子。此外,胞等)均可产生细胞因子。此外,某些肿瘤细胞某些肿瘤细胞也可产生某些也可产生某些种类的细胞因子。种类的细胞因子。第2页/共46页 一般情况下,一般情况下,免疫细胞是细胞因子的主要来免疫细胞是细胞
3、因子的主要来源源,尤其是激活的,尤其是激活的淋巴细胞淋巴细胞和和单核单核/巨噬细胞巨噬细胞可可产生多种细胞因子。据此,产生多种细胞因子。据此,可根据细胞因子的来可根据细胞因子的来源将其分为源将其分为淋巴因子淋巴因子(lymphokine)(lymphokine)和和单核因子单核因子(monokinemonokine)。前者包括)。前者包括IL-2IL-2、IL-4IL-4、IL-5IL-5、IFNIFN等;后者包括肿瘤坏死因子等;后者包括肿瘤坏死因子-(TNF-TNF-)、IL-1IL-1、IL-6IL-6、IL-8IL-8等。等。多数细胞因子是以可溶性蛋白的形式分布于多数细胞因子是以可溶性蛋
4、白的形式分布于组织间质和体液中,但某些细胞因子(如组织间质和体液中,但某些细胞因子(如TNFTNF等)等)可以跨膜分子形式表达于产生细胞的表面。可以跨膜分子形式表达于产生细胞的表面。第3页/共46页二、细胞因子的分类和命名二、细胞因子的分类和命名 细胞因子的种类繁多,功能各异。其分类可按照细胞因子来源(见前)、作用细胞因子的种类繁多,功能各异。其分类可按照细胞因子来源(见前)、作用的靶细胞不同或按其主要生物学功能给予命名并进行归类。本文介绍后一种常见的的靶细胞不同或按其主要生物学功能给予命名并进行归类。本文介绍后一种常见的分类。分类。第4页/共46页(一)白细胞介素(一)白细胞介素(inter
5、leukininterleukin,ILIL)自上世纪自上世纪8080年代起,鉴于陆续发现的多数细胞因年代起,鉴于陆续发现的多数细胞因子均子均来源于白细胞,并参与白细胞间的信息交通来源于白细胞,并参与白细胞间的信息交通,故将,故将它们统称为白细胞(间)介素。目前已证实,白细胞以它们统称为白细胞(间)介素。目前已证实,白细胞以外的其他某些细胞也可产生外的其他某些细胞也可产生ILIL,但仍沿用此命名。迄今,但仍沿用此命名。迄今已发现已发现3535种,参与免疫调节、造血、炎症反应等过程。种,参与免疫调节、造血、炎症反应等过程。第5页/共46页(二)干扰素(二)干扰素(interferoninterf
6、eron,IFNIFN)IFN IFN具有干扰病毒复制的作用,故得名。具有干扰病毒复制的作用,故得名。现已证实,干扰素具有十分广泛的生物学活现已证实,干扰素具有十分广泛的生物学活性,在免疫应答和免疫调节中发挥重要作用,性,在免疫应答和免疫调节中发挥重要作用,也是主要的促炎细胞因子之一。也是主要的促炎细胞因子之一。根据干扰素的来源、生物学性质及活性,根据干扰素的来源、生物学性质及活性,可将其分为可将其分为IFN-IFN-、IFN-IFN-和和IFN-IFN-。第6页/共46页 其中,其中,IFN-IFN-主要由单核主要由单核/巨噬细胞(及巨噬细胞(及B B细细胞、成纤维细胞)产生,至少有胞、成纤
7、维细胞)产生,至少有1515个成员;个成员;IFN-IFN-主要由成纤维细胞产生。二者又称主要由成纤维细胞产生。二者又称I I型干扰素型干扰素,主,主要的生物学活性是要的生物学活性是抑制病毒复制、抑制多种细胞增抑制病毒复制、抑制多种细胞增殖、参与免疫调节及抗肿瘤殖、参与免疫调节及抗肿瘤等。等。第7页/共46页 IFN-IFN-又称又称型干扰素型干扰素,主要由活化的,主要由活化的T T细细胞和胞和NKNK细胞产生,其生物学活性为:细胞产生,其生物学活性为:抗病毒、抗病毒、抑制细胞增殖、激活巨噬细胞、促进多种细胞抑制细胞增殖、激活巨噬细胞、促进多种细胞表达表达MHCMHC抗原、促进抗原、促进Th1
8、Th1细胞分化、参与炎症反细胞分化、参与炎症反应等应等。第8页/共46页(三)肿瘤坏死因子(三)肿瘤坏死因子(tumor necrosis factortumor necrosis factor,TNFTNF)此因子由于其此因子由于其在体内外均可直接杀伤肿瘤细在体内外均可直接杀伤肿瘤细胞胞而得名。其家族成员约有而得名。其家族成员约有3030个。个。其中其中TNF-TNF-主要由单核主要由单核/巨噬细胞及其他多种巨噬细胞及其他多种细胞产生,具有极为广泛的生物学活性,例如:细胞产生,具有极为广泛的生物学活性,例如:参与免疫应答、抗肿瘤、介导炎症反应、参与内参与免疫应答、抗肿瘤、介导炎症反应、参与内
9、毒素休克、引起恶液质等毒素休克、引起恶液质等。TNF-TNF-又称为淋巴毒素(又称为淋巴毒素(limphotoxinlimphotoxin,LTLT),),主要由淋巴细胞、主要由淋巴细胞、NKNK细胞等产生,其生物学活性细胞等产生,其生物学活性与与TNF-TNF-类似。类似。第9页/共46页(四)集落刺激因子(四)集落刺激因子(colony stimulating colony stimulating factorfactor,CSFCSF)CSFCSF是一组在体内外均可选择性刺激造血是一组在体内外均可选择性刺激造血祖细胞增殖、分化并形成某一谱系细胞集落的祖细胞增殖、分化并形成某一谱系细胞集落
10、的细胞因子细胞因子,包括巨噬细胞,包括巨噬细胞CSFCSF(M-CSFM-CSF)、粒细)、粒细胞胞CSFCSF(G-CSFG-CSF)和巨噬细胞)和巨噬细胞/粒细胞粒细胞CSFCSF(GM-GM-CSFCSF)等。此外,)等。此外,IL-3IL-3可刺激多谱系细胞集落形可刺激多谱系细胞集落形成,又称为成,又称为multi-CSFmulti-CSF;干细胞因子(;干细胞因子(SCFSCF)可)可刺激干细胞分化为不同谱系血细胞;红细胞生刺激干细胞分化为不同谱系血细胞;红细胞生成素(成素(EPOEPO)可促进红细胞增生、分化和成熟。)可促进红细胞增生、分化和成熟。上述因子也可视为上述因子也可视为C
11、SFCSF家族成员。家族成员。第10页/共46页(五)生长因子(五)生长因子(growth factorgrowth factor,GFGF)GFGF乃一类可介导不同类型细胞生长和分化乃一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子的细胞因子,根据其功能和作用的靶细胞不同,根据其功能和作用的靶细胞不同,分别命名为转化生长因子分别命名为转化生长因子(TGF-TGF-)、神经)、神经生长因子(生长因子(NGFNGF)、表皮生长因子()、表皮生长因子(EGFEGF)、成)、成纤维细胞生长因子(纤维细胞生长因子(FGFFGF)、血小板源生长因)、血小板源生长因子(子(PDGFPDGF)、血管内皮细胞生长因
12、子()、血管内皮细胞生长因子(VEGFVEGF)等。等。第11页/共46页(六)趋化因子(六)趋化因子(chemokinechemokine)趋化因子又称趋化性细胞因子,是一类趋化因子又称趋化性细胞因子,是一类对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子家族。对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子家族。趋化因子可由白细胞和某些组织细胞分泌,趋化因子可由白细胞和某些组织细胞分泌,已发现已发现6060余个成员,分子量多为余个成员,分子量多为810KDa a。该家族成员依据其分子该家族成员依据其分子N N端半胱氨酸的数目及端半胱氨酸的数目及其间隔,可分为其间隔,可分为亚家族(亚家族(N N端含端含CXCCXC,X
13、 X为任为任一氨基酸)、一氨基酸)、亚家族(亚家族(N N端含端含CCCC)、)、亚家亚家族(族(N N端含端含C C)、)、CX3CCX3C四个亚家族。四个亚家族。第12页/共46页三、细胞因子受体三、细胞因子受体 细胞因子的重要生物学特征之一是其须与相细胞因子的重要生物学特征之一是其须与相应受体结合才能发挥生物学作用。换言之,应受体结合才能发挥生物学作用。换言之,只有只有表达特定细胞因子受体的细胞才能对相应的细胞表达特定细胞因子受体的细胞才能对相应的细胞因子产生应答因子产生应答。细胞因子受体主要表达于细胞表面。某些情细胞因子受体主要表达于细胞表面。某些情况下(尤其受强免疫原性物质刺激),许
14、多种类况下(尤其受强免疫原性物质刺激),许多种类的细胞因子受体可从膜表面脱落,成为可溶性分的细胞因子受体可从膜表面脱落,成为可溶性分子。这些游离形式的子。这些游离形式的可溶性细胞因子受体可溶性细胞因子受体(soluble cytokine receptorsoluble cytokine receptor)可与)可与膜型受体膜型受体竞争,从而负向调节相应细胞因子的生物学作用。竞争,从而负向调节相应细胞因子的生物学作用。第13页/共46页(一)细胞因子受体的分类(一)细胞因子受体的分类 细胞因子受体主要根据其胞外结构及氨基酸序列的相似性被分为细胞因子受体主要根据其胞外结构及氨基酸序列的相似性被分
15、为5 5个家个家族。族。第14页/共46页型细胞因子受体第15页/共46页(二)细胞因子受体的公有亚基(二)细胞因子受体的公有亚基(图(图6-26-2)I I型和型和型细胞因子受体家族的多数成员型细胞因子受体家族的多数成员由由2 2个或个或2 2个以上亚单位组成,个以上亚单位组成,其中一个为信其中一个为信号转导亚单位,另一个为细胞因子特异性亚号转导亚单位,另一个为细胞因子特异性亚单位单位。信号转导亚单位常为若干种细胞因子的信号转导亚单位常为若干种细胞因子的公有链公有链(common chain)(common chain),参与信号转导。,参与信号转导。第16页/共46页 例如:例如:IL-2
16、IL-2受体的受体的 链为链为IL-2IL-2、IL-4IL-4、IL-7IL-7、IL-9IL-9、IL-15IL-15受体的公有链;受体的公有链;IL-3IL-3受体的受体的 链为链为IL-5IL-5、GM-CSFGM-CSF受体的公有链;受体的公有链;IL-6IL-6受体的受体的gp130gp130为为IL-11IL-11、睫状神经营养因子(、睫状神经营养因子(CNTFCNTF)、)、白血病抑制因子(白血病抑制因子(LIFLIF)、抑瘤素)、抑瘤素M M(OSMOSM)受体)受体的公有链。公有链则使细胞因子的效应具有重的公有链。公有链则使细胞因子的效应具有重叠性,如叠性,如IL-2IL-
17、2与与IL-4IL-4、IL-7IL-7、IL-9IL-9等受体共有等受体共有 链,均可促进链,均可促进T T细胞增殖,从而彼此间可显示代细胞增殖,从而彼此间可显示代偿作用。偿作用。第17页/共46页第18页/共46页 细胞因子特异性结合亚单位,也称细胞因子特异性结合亚单位,也称私有链私有链(private(private chain)chain),其保证每一种细胞因子生物学效应的特异性,例如:,其保证每一种细胞因子生物学效应的特异性,例如:IL-6IL-6与与LIFLIF受体均有受体均有gp130gp130,但胚胎干细胞仅表达,但胚胎干细胞仅表达LIFLIF特异性受特异性受体亚单位,故只有体
18、亚单位,故只有LIFLIF才能维持胚胎干细胞处于不分化状态。才能维持胚胎干细胞处于不分化状态。第19页/共46页第二节第二节 细胞因子作用的共同特点细胞因子作用的共同特点 细胞因子种类繁多,生物学效应各异,但其细胞因子种类繁多,生物学效应各异,但其作用具有某些共同的特点。作用具有某些共同的特点。(一)作用的多样性(一)作用的多样性 一种细胞因子可作用于多种细胞,取决于一种细胞因子可作用于多种细胞,取决于细胞因子浓度、所作用靶细胞的类型、微环境细胞因子浓度、所作用靶细胞的类型、微环境中其它细胞因子等条件,可产生多种生物学作中其它细胞因子等条件,可产生多种生物学作用。用。第20页/共46页 如上所
19、述,细胞因子的生物学作用极为多如上所述,细胞因子的生物学作用极为多样,包括:参与细胞增殖和分化、生长抑制、样,包括:参与细胞增殖和分化、生长抑制、凋亡、趋化和随意运动;抵御病毒感染;介导凋亡、趋化和随意运动;抵御病毒感染;介导细胞毒和促吞噬效应;调节细胞间或细胞与细细胞毒和促吞噬效应;调节细胞间或细胞与细胞外基质间黏附;调节细胞膜蛋白(如胞外基质间黏附;调节细胞膜蛋白(如MHCMHC、黏、黏附分子、共刺激分子等)表达;促进或调节细附分子、共刺激分子等)表达;促进或调节细胞因子、急性期反应蛋白、一氧化氮合成酶、胞因子、急性期反应蛋白、一氧化氮合成酶、磷脂代谢酶、蛋白分解酶等的产生。磷脂代谢酶、蛋
20、白分解酶等的产生。第21页/共46页(二)作用的高效性(二)作用的高效性 细胞因子与其受体高亲和力结合,使细胞细胞因子与其受体高亲和力结合,使细胞因子的生物学作用具有高效性。在体内,因子的生物学作用具有高效性。在体内,pmolpmol(甚至(甚至fmolfmol)水平的细胞因子即可显示明)水平的细胞因子即可显示明显的生物学效应。例如,显的生物学效应。例如,1pg1pg干扰素即能保护干扰素即能保护100100万个细胞抵御万个细胞抵御10001000万病毒颗粒的感染。万病毒颗粒的感染。第22页/共46页(三)作用的局部性三)作用的局部性 细胞因子常以细胞因子常以自分泌自分泌(autocrineau
21、tocrine)和)和旁分泌旁分泌(paracrine)(paracrine)形式发挥效应形式发挥效应(图(图6-36-3),即主要作用于),即主要作用于产生细胞本身或产生细胞的产生细胞本身或产生细胞的旁邻细胞。多种细胞因子在旁邻细胞。多种细胞因子在组织局部形成细胞外信息网组织局部形成细胞外信息网络,成为免疫细胞间或免疫络,成为免疫细胞间或免疫细胞与其他细胞间相互作用细胞与其他细胞间相互作用的主要信息分子之一。的主要信息分子之一。此外,某些细胞因子也此外,某些细胞因子也可以可以内分泌内分泌(endocrineendocrine)形式作用于全身。形式作用于全身。第23页/共46页第24页/共46
22、页(四)作用的短暂性(四)作用的短暂性 通常情况下,细胞因子并非储存在细胞内,而是接受特定通常情况下,细胞因子并非储存在细胞内,而是接受特定刺激后,激活细胞因子基因,通过转录、翻译而合成蛋白产物刺激后,激活细胞因子基因,通过转录、翻译而合成蛋白产物并即刻分泌至胞外。细胞因子的半寿期十分短暂,其合成过程并即刻分泌至胞外。细胞因子的半寿期十分短暂,其合成过程也受到严密调控。因此,临床上应用细胞因子治疗疾病,须持也受到严密调控。因此,临床上应用细胞因子治疗疾病,须持续大剂量给药,从而易产生毒副作用。续大剂量给药,从而易产生毒副作用。第25页/共46页(五)作用的复杂性(五)作用的复杂性 细胞因子在体
23、内的生物学作用极为复杂,细胞因子在体内的生物学作用极为复杂,除上述的多样性之外,还表现为:除上述的多样性之外,还表现为:1 1重叠性(或交叉性)重叠性(或交叉性)不同的细胞因子受体可具有公有链,故不不同的细胞因子受体可具有公有链,故不同细胞因子可能作用于同一种细胞,显示相同同细胞因子可能作用于同一种细胞,显示相同或相似的生物学作用。或相似的生物学作用。第26页/共46页2 2双向性双向性 特定的细胞因子,在不同微环境中或作用特定的细胞因子,在不同微环境中或作用的靶细胞不同,可能显示完全相反的生物学效的靶细胞不同,可能显示完全相反的生物学效应。应。第27页/共46页3 3网络性网络性 已证实:在
24、生理或病理性因素作用下,机已证实:在生理或病理性因素作用下,机体并非仅产生单一类型细胞因子,且特定生物体并非仅产生单一类型细胞因子,且特定生物学功能也并非由单一类型细胞因子所执行。通学功能也并非由单一类型细胞因子所执行。通常情况下,一种细胞因子的产生可影响其他细常情况下,一种细胞因子的产生可影响其他细胞因子的合成、释放和功能。胞因子的合成、释放和功能。简言之,各种细胞因子在体内形成极为复简言之,各种细胞因子在体内形成极为复杂的相互影响、相互制约关系,并以网络的形杂的相互影响、相互制约关系,并以网络的形式发挥作用。式发挥作用。第28页/共46页 细胞因子的网络性具体表现为:细胞因子的网络性具体表
25、现为:1 1)一种细胞可产生多种细胞因子;同一种细)一种细胞可产生多种细胞因子;同一种细胞因子可由多种细胞产生;胞因子可由多种细胞产生;2 2)不同细胞因子对同一细胞的作用可表现为)不同细胞因子对同一细胞的作用可表现为相互协同或拮抗;相互协同或拮抗;3 3)某些细胞因子可诱导或抑制其他细胞因子)某些细胞因子可诱导或抑制其他细胞因子的产生;的产生;4 4)细胞因子可调节本身及其他细胞因子受体)细胞因子可调节本身及其他细胞因子受体表达;膜结合型细胞因子可转变为分泌型细胞因表达;膜结合型细胞因子可转变为分泌型细胞因子;细胞因子的生物学活性可受其他细胞因子或子;细胞因子的生物学活性可受其他细胞因子或某
26、些细胞因子拮抗物的调节。某些细胞因子拮抗物的调节。第29页/共46页4 4细胞因子的抑制性调节细胞因子的抑制性调节 目前已发现体内存在如下目前已发现体内存在如下4 4类细胞因子拮抗物(图类细胞因子拮抗物(图6-46-4):):(1 1)天然细胞因子受体拮抗物)天然细胞因子受体拮抗物:此类分子存在于正常人体内,此类分子存在于正常人体内,其与细胞因子受体结合,但并其与细胞因子受体结合,但并不启动胞内信号转导,故可竞不启动胞内信号转导,故可竞争性抑制细胞因子与靶细胞受争性抑制细胞因子与靶细胞受体结合。例如:体结合。例如:IL-1IL-1受体拮抗受体拮抗剂(剂(IL-1RaIL-1Ra)可与)可与IL
27、-1RIL-1R结合,结合,但无信号转导,从而阻断但无信号转导,从而阻断IL-IL-1 1、IL-1IL-1 与与IL-1RIL-1R结合。结合。第30页/共46页(2 2)可溶性细胞因子受体)可溶性细胞因子受体:此类受体可与细胞因子结合,从此类受体可与细胞因子结合,从而竞争性抑制细胞因子与靶细胞的膜而竞争性抑制细胞因子与靶细胞的膜受体结合。例如:受体结合。例如:IL-2IL-2、IL-4IL-4、IL-6IL-6、IL-7IL-7、IFNIFN、TNFTNF、TNFTNF、LIFLIF等等受体的胞外段可被酶解为可溶性受体,受体的胞外段可被酶解为可溶性受体,后者与分泌型细胞因子结合,从而抑后者
28、与分泌型细胞因子结合,从而抑制这些细胞因子的效应。制这些细胞因子的效应。第31页/共46页(3 3)具有负向调节作)具有负向调节作用的细胞因子用的细胞因子:IL-4 IL-4、IL-10IL-10、IL-11IL-11、TGF-TGF-等均为等均为可下调细胞因子网络可下调细胞因子网络效应的重要细胞因子。效应的重要细胞因子。第32页/共46页(4 4 4 4)假受体)假受体)假受体)假受体:某些细胞膜表面可表达细胞因子结合分子某些细胞膜表面可表达细胞因子结合分子某些细胞膜表面可表达细胞因子结合分子某些细胞膜表面可表达细胞因子结合分子(假受体,(假受体,(假受体,(假受体,deceptordece
29、ptordeceptordeceptor),其与细胞因子结合后并),其与细胞因子结合后并),其与细胞因子结合后并),其与细胞因子结合后并不启动胞内信号转导,即不引发细胞应答。不启动胞内信号转导,即不引发细胞应答。不启动胞内信号转导,即不引发细胞应答。不启动胞内信号转导,即不引发细胞应答。第33页/共46页第三节第三节 细胞因子的生物学作用及其机细胞因子的生物学作用及其机制制一、细胞因子的生物学作用一、细胞因子的生物学作用 (一)参与免疫细胞的分化和发育(一)参与免疫细胞的分化和发育 1.1.免疫细胞的起源与分化免疫细胞的起源与分化(图(图6-56-5)骨髓造血干细胞分化为不同谱系的血细胞骨髓造
30、血干细胞分化为不同谱系的血细胞(免疫细胞)受各类细胞因子的严格调控。(免疫细胞)受各类细胞因子的严格调控。第34页/共46页第35页/共46页2 2T T细胞和细胞和B B细胞的分化与成熟细胞的分化与成熟 T T、B B细胞分别在胸腺和骨髓分化、发育、成细胞分别在胸腺和骨髓分化、发育、成熟。此过程中,中枢免疫器官局部微环境是影响熟。此过程中,中枢免疫器官局部微环境是影响淋巴细胞分化、发育的关键因素。其中,各类细淋巴细胞分化、发育的关键因素。其中,各类细胞因子是构成局部微环境的重要组份。胞因子是构成局部微环境的重要组份。3 3免疫细胞在外周组织中的分化免疫细胞在外周组织中的分化 某些进入外周血的
31、免疫细胞,其进一步分化某些进入外周血的免疫细胞,其进一步分化发育也有赖于细胞因子的参与。例如:外周血单发育也有赖于细胞因子的参与。例如:外周血单核细胞分化为树突状细胞或不同组织的巨噬细胞,核细胞分化为树突状细胞或不同组织的巨噬细胞,均需局部细胞因子参与。均需局部细胞因子参与。第36页/共46页(二)参与免疫应答和免疫调节(二)参与免疫应答和免疫调节 在免疫应答的全过程,不同种类细胞因子在在免疫应答的全过程,不同种类细胞因子在不同环节分别发挥重要作用。不同环节分别发挥重要作用。例如:例如:IFNIFN等可诱等可诱导抗原递呈细胞表达导抗原递呈细胞表达MHCMHC分子,从而促进抗原递呈分子,从而促进
32、抗原递呈作用;作用;IL-2IL-2、IL-4IL-4、IL-5IL-5、IL-6IL-6等可促进等可促进T/BT/B细细胞激活、增殖和分化;趋化因子可诱导不同免疫胞激活、增殖和分化;趋化因子可诱导不同免疫细胞的定向运动,并参与其激活;细胞的定向运动,并参与其激活;TNFTNF等参与免疫等参与免疫效应阶段的胞毒作用;等等。效应阶段的胞毒作用;等等。此外,细胞因子还发挥重要的免疫调节作用。此外,细胞因子还发挥重要的免疫调节作用。一般情况下,多数细胞因子具有正向调节作用;一般情况下,多数细胞因子具有正向调节作用;但但TGF-TGF-、IL-10IL-10等则具有重要的负向调节作用。等则具有重要的负
33、向调节作用。第37页/共46页Cytokines of innate and adaptive immunity 第38页/共46页第39页/共46页(三)介导固有免疫和炎症反应(三)介导固有免疫和炎症反应 多种细胞因子参与天然免疫和炎症反应的启多种细胞因子参与天然免疫和炎症反应的启动及其效应。其中,动及其效应。其中,IL-6IL-6、IL-1IL-1、IFNIFN、TNFTNF和趋和趋化因子家族是启动抗菌性炎症反应的关键因子,化因子家族是启动抗菌性炎症反应的关键因子,又被称为促炎细胞因子(又被称为促炎细胞因子(pro-inflammatory pro-inflammatory cytokin
34、ecytokine)。)。细胞因子可介导不同炎症效应,例如:多种细胞因子可介导不同炎症效应,例如:多种促炎细胞因子可促进炎症细胞表达黏附分子,从促炎细胞因子可促进炎症细胞表达黏附分子,从而增强白细胞与血管内皮细胞的黏附作用,促进而增强白细胞与血管内皮细胞的黏附作用,促进白细胞的炎性渗出;白细胞的炎性渗出;IL-1IL-1、IL-6IL-6、TNFTNF、趋化因、趋化因子等可促进炎症细胞激活,增强它们的吞噬和杀子等可促进炎症细胞激活,增强它们的吞噬和杀伤作用;趋化因子可介导炎症细胞的趋化运动,伤作用;趋化因子可介导炎症细胞的趋化运动,促进它们向炎症灶集聚;促进它们向炎症灶集聚;第40页/共46页
35、在炎症反应早期,在炎症反应早期,IL-1IL-1、IL-6IL-6、TNFTNF可促进肝脏可促进肝脏产生急性期蛋白(产生急性期蛋白(acute phage proteinacute phage protein),增),增强机体抵御致病微生物的侵袭(图强机体抵御致病微生物的侵袭(图6-66-6););IL-1IL-1、IL-6IL-6、TNFTNF还是内源性致热原,可作用于体温调还是内源性致热原,可作用于体温调节中枢,引起发热;某些细胞因子具有致痛作用;节中枢,引起发热;某些细胞因子具有致痛作用;等等。等等。此外,细胞因子在机体抗感染的天然免疫机此外,细胞因子在机体抗感染的天然免疫机制中发挥重要
36、作用。例如:干扰素可抑制病毒在制中发挥重要作用。例如:干扰素可抑制病毒在体内复制并抗病毒感染;体内复制并抗病毒感染;IL-15IL-15、IL-12IL-12等可分别等可分别促进促进NKNK细胞增殖及其胞毒作用;细胞增殖及其胞毒作用;IFN-IFN-、TNFTNF等可等可激活巨噬细胞,并促进其吞噬和杀伤作用;等等。激活巨噬细胞,并促进其吞噬和杀伤作用;等等。第41页/共46页(四)决定免疫应答类型(四)决定免疫应答类型 近年发现,同一类(或同一亚类)免疫细近年发现,同一类(或同一亚类)免疫细胞可按其分泌的细胞因子谱而分为若干亚群。胞可按其分泌的细胞因子谱而分为若干亚群。此现象的生物学意义在于:
37、此现象的生物学意义在于:机体免疫应答的类机体免疫应答的类型在相当程度上取决于免疫细胞所产生的细胞型在相当程度上取决于免疫细胞所产生的细胞因子谱。因子谱。例如,人例如,人CD4+ThCD4+Th细胞可依据所分泌的细胞可依据所分泌的细胞因子谱分为两类:细胞因子谱分为两类:Th1Th1细胞产生细胞产生IL-2IL-2、IFN-IFN-、TNF-TNF-等细胞因子,主要参与细胞介导等细胞因子,主要参与细胞介导的炎症反应;的炎症反应;Th2Th2细胞主要产生细胞主要产生IL-4IL-4、IL-5IL-5、IL-6IL-6、IL-9IL-9、IL-10IL-10、IL-13IL-13等细胞因子,主要等细胞
38、因子,主要介导体液免疫应答和介导体液免疫应答和I I型超敏反应。型超敏反应。第42页/共46页 (五)其他(五)其他 除上述免疫学作用外,细胞因子还具有广泛的生物学效应,除上述免疫学作用外,细胞因子还具有广泛的生物学效应,例如:例如:CSFCSF家族成员家族成员刺激造血功能刺激造血功能;细胞因子;细胞因子参与调节神经参与调节神经-内内分泌系统的作用分泌系统的作用;等等。此外,细胞因子还在多种病理过程的;等等。此外,细胞因子还在多种病理过程的发生、发展中发挥重要作用。发生、发展中发挥重要作用。第43页/共46页二、细胞因子的效应机制二、细胞因子的效应机制 细胞因子的效应机制涉及复杂的胞内信号转细
39、胞因子的效应机制涉及复杂的胞内信号转导,各条转导途径相互影响,形成细胞内信号网导,各条转导途径相互影响,形成细胞内信号网络,诱发一系列反应,最终引起细胞应答并发挥络,诱发一系列反应,最终引起细胞应答并发挥生物效应。其过程是:生物效应。其过程是:细胞因子与相应受体结细胞因子与相应受体结合后,可诱导受体亚单位发生同源或异源性聚合合后,可诱导受体亚单位发生同源或异源性聚合(形成二聚体或三聚体),引起酪氨酸激酶等激(形成二聚体或三聚体),引起酪氨酸激酶等激活,导致细胞内一系列底物磷酸化或去磷酸化,活,导致细胞内一系列底物磷酸化或去磷酸化,从而启动不同的信号转导途径。从而启动不同的信号转导途径。第44页/共46页 胞内信息分胞内信息分子所转导的信号使子所转导的信号使转录因子激活,后转录因子激活,后者转入细胞核内,者转入细胞核内,与特异性基因序列与特异性基因序列结合,启动基因转结合,启动基因转录,促进或调节相录,促进或调节相应效应分子的合成,应效应分子的合成,最终引起细胞应答,最终引起细胞应答,并显示广泛的生物并显示广泛的生物学效应。学效应。第45页/共46页感谢您的观看!第46页/共46页
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