细胞因子的受体结构与功能

第六章细胞因子第一节细胞因子的共同特点一、细胞因子的概念细胞因子(cytokine)是由机体多种细胞分泌的小分子蛋白质，通过结合细胞表面的相应受体发挥以调节免疫应答为主的生物学作用。

二、细胞因子的命名细胞因子按其产生来源可分为：由单个核吞噬细胞产生的细胞因子称为单核因子(monokine)；由淋巴细胞产生的细胞因子称为淋巴因子(lymphokine)等。

按其作用可分为干扰素、集落刺激因子、肿瘤坏死因子、生长因子和趋化因子等。

部分由不同细胞分泌的细胞因子，其基因及编码蛋白与结构清楚者，在免疫调节、造血和炎症中发挥重要作用，又称为白细胞介素(interleukin，IL)。

三、细胞因子作用方式天然的细胞因子由抗原、丝裂原或其他刺激物所活化的细胞所分泌，通过旁分泌(paracrine)、自分泌(autocrine)或内分泌(endocrine)的方式发挥作用。

若某种细胞因子作用的靶细胞(细胞因子作用的细胞)也是其产生细胞，则该细胞因子对靶细胞表现出的生物学作用方式称为自分泌，如T淋巴细胞产生的白细胞介素-2(IL-2)可刺激T淋巴细胞本身生长。

若某种细胞产生的细胞因子主要作用于邻近的细胞，则该细胞因子对靶细胞表现出的生物学作用方式称为旁分泌，如树突状细胞产生的IL-12促进T淋巴细胞增殖及分化。

少数细胞因子如TNF-α、IL-1在体液中浓度很高时也作用于远处的靶细胞，表现为内分泌方式。

图细胞因子的自分泌、旁分泌或内分泌作用A. 自分泌；B. 旁分泌；C. 内分泌四、细胞因子作用特点细胞因子通常具有多效性、重叠性、拮抗性和协同性。

①多效性：一种细胞因子可作用于多种靶细胞，产生多种生物学效应，如干扰素可上调有核细胞表达MHC Ⅰ类分子，也可激活巨噬细胞。

②重叠性：几种不同的细胞因子作用于同一种靶细胞，产生相同或相似的生物学效应，如IL-2和IL-4均可刺激T淋巴细胞增殖。

③拮抗性：一种细胞因子抑制其他细胞因子的功能，如IL-4可抑制IFN- 刺激Th细胞向Thl细胞分化的功能。

细胞因子（CK）本章教学大纲【目的要求】掌握细胞因子的概念与特点掌握细胞因子的分类熟悉细胞因子的生物学活性了解细胞因子受体细胞因子概念：细胞因子是由免疫原、丝裂原或其他因子刺激细胞所产生的低分子量可溶性蛋白质，为生物信息分子，具有调节固有免疫和适应性免疫应答，促进造血，刺激细胞活化、增殖和分化等功能。

第一节细胞因子的共同特点细胞因子的命名1. 根据来源：单核因子、淋巴因子等2.根据结构和功能：白细胞介素（IL）、干扰素（IFN）、集落刺激因子CSF、肿瘤坏死因子TNF、趋化性细胞因子、生长因子GF一、细胞因子的基本特性●小分子蛋白质（8~30kD）单体存在●可溶性●高效性●与相应的受体结合发挥作用●可诱导产生●半衰期短●效应范围小，近距离作用二、细胞因子的作用方式三、细胞因子的功能特点1.多效性：一CK多靶多效2.重叠性：多CK一靶一效3.协同性：一CK强化它CK4.拮抗性：一CK抑制它CK5.网络性：多CK互相平衡6.多源性7.双重性第二节细胞因子的分类及功能细胞因子的分类白细胞介素(Interleukin, IL)是能够介导白细胞与白细胞之间和白细胞与其他细胞之间相互作用的细胞因子. IL-1, IL-2,IL-3,IL-4,……IL-38（一）IL-1 (又称淋巴细胞刺激因子)1. 细胞来源主要由活化的巨噬细胞和内皮细胞产生。

2. 存在形式IL-1α和IL-1β。

3. 主要生物学功能（1）刺激T细胞表达IL-2R及分泌IL-2。

（2）参与炎症反应。

（3）刺激造血。

（4）诱导内皮活化促凝血。

（5）致热源---发热。

（二）IL-2 (又称T细胞生长因子,TCGF)1. 细胞来源主要由活化T细胞产生。

2. 作用方式以自分泌和旁分泌方式发挥效应。

3. 主要生物学功能（1）活化T细胞，促进增殖，细胞因子产生；（2）刺激NK细胞增殖，增强NK杀伤活性及产生细胞因子，诱导LAK细胞产生；（3）促进B细胞增殖和分泌抗体；（4）激活巨噬细胞。

捋捋让人迷惑的细胞因子细胞因子是一类调剂蛋白或糖蛋白，他们的分类此刻还不是完全清楚。

他们通过结合细胞表面的特定受体，激发细胞内信号通路起作用。

白细胞组成了免疫和炎症系统，大多数细胞因子作用于白细胞或由白细胞表达，他们在免疫和炎症反映中起到重要的调剂作用。

事实上，一些免疫抑制和抗炎作用的药物确实是通过调剂这些细胞因子的表达起作用的。

细胞因子由特定的细胞表达并分泌到胞外，结合细胞表面的细胞因子受体后激活细胞内信号传导通路细胞因子分类细胞因子最先在20世纪70年代中期被提出，它那时被以为是一种多肽因子，能够调控细胞分化和免疫系统。

干扰素（IFNs）和白介素（ILs）是要紧的多肽家族，在那时细胞因子要紧指这两类家族。

起初细胞因子的分类要紧是依照分泌该因子的细胞类型或细胞因子第一次被发觉时的生物活性。

但是这些分类方式此刻看来都不够准确，无法知足后期的分类需求。

最近，依照细胞因子一级，二级和三级结构的分析，能够将大多数的细胞因子分为6大家族。

因此，依照分类方式的不同，某些细胞因子会有多个名称。

表1：细胞因子依照结构分类结果细胞因子家族成员‘β-Trefoil’ cytokines Fibroblast growth factorsInterleukin-1Chemokines Interleukin-8Macrophage inflammatory proteins‘Cysteine knot’ cytokines Nerve growth factorTransforming growth factorsPlatelet-derived growth factorEGF family Epidermal growth factorTransforming growth factor-αHaematopoietins Interleukins 2–7, -9, -13Granulocyte colony stimulating factorGranulocyte-macrophage colonystimulating factorLeukaemia inhibitory factorErythropoietinCiliary neurotrophic factorTNF family Tumour necrosis factor-α and –β需要说明的是尽管所有的细胞因子都是多肽调剂因子，但并非所有的多肽调剂因子都是细胞因子。

细胞因⼦的作⽤特点有哪些？细胞因⼦通过结合细胞表⾯相应的细胞因⼦受体⽽发挥⽣物学作⽤。

细胞因⼦与其受体集合后启动复杂的细胞内分⼦间的相互作⽤，最终引起细胞基因转录的变化。

参与免疫应答与免疫调节，调节固有免疫和适应性免疫应答；刺激造⾎功能；刺激细胞活化、增殖和分化；诱导或抑制细胞毒作⽤，诱导其凋亡。

作⽤1.⾃分泌作⽤。

2.旁分泌作⽤。

3.内分泌作⽤。

细胞因⼦的作⽤特点：多效性、重叠性、协同性、拮抗性和双重性。

细胞因⼦研究具有⾮常重要的理论和实⽤意义，它有助于阐明分⼦⽔平的免疫调节机理，有助于疾病的预防、诊断和治疗，特别是利⽤基因⼯程技术⽣产的重组细胞因⼦已⽤于治疗肿瘤、感染、炎症、造⾎功能障碍等，并收到良好疗效，具有⾮常⼴阔的应⽤前景。

细胞因⼦正逐渐作为佐剂⽤于疫苗的研制，如⽩介素-2、IL-12等。

特点（1）绝⼤多数细胞因⼦为质量⼩于25kDa的糖蛋⽩，质量低者如IL-8仅8kDa。

多数细胞因⼦以单体形式存在，少数细胞因⼦如IL-5、IL-12、M-CSF和TGF-β等以双体形式发挥⽣物学作⽤。

⼤多数编码细胞因⼦的基因为单拷贝基因（IFN-α除外），并由4-5个外显⼦和3-4个内含⼦组成。

（2）主要与调节机体的免疫应答、造⾎功能和炎症反应有关。

（3）通常以旁分泌（paracrine)或⾃分泌（autocrine)形式作⽤于附近细胞或细胞因⼦产⽣细胞本⾝。

在⽣理状态下，绝⼤多数细胞因⼦只有产⽣的局部起作⽤。

（4）⾼效能作⽤，⼀般在pM(10-12M）⽔平即有明显的⽣物学作⽤。

（5）存在于细胞表⾯的相应⾼亲和性受体数量不多，在10-10000/每个细胞。

细胞因⼦受体的研究进展相当迅速，根据细胞因⼦受体基因DNA序列以及受体胞膜外区氨基酸序列、同源性和结构，可分为四个类型：免疫球蛋⽩超家族、造⾎因⼦受体超家族、神经⽣长因⼦受体超家族和趋化因⼦受体。

（6）多种细胞产⽣，⼀种IL可由许多种不同的细胞在不同条件下产⽣，如IL-1除单核细胞、巨噬细胞或巨噬细胞系产⽣外，B细胞、NK细胞、成纤维细胞、内⽪细胞、表⽪细胞等在某些条件下均可合成和分泌IL-1。

细胞因子是一类具有组织特异性、组织协调性和动态调节性的蛋白质分子，在机体的生理和病理过程中发挥着重要的生物学功能。

它们可以促进或抑制免疫反应，调节细胞增殖和分化，参与组织修复和再生，调控炎症反应等。

细胞因子的共同特点及生物学功能是生物医学领域的研究热点之一。

下面将就细胞因子的共同特点和生物学功能进行深入探讨。

一、共同特点1. 多样性：细胞因子是一类结构多样，功能多样的蛋白质分子，包括趋化因子、生长因子、调节因子等多种类型。

2. 组织特异性：细胞因子在不同组织和细胞中表达不同，具有组织特异性，其作用也因而表现出相应的组织协调性。

3. 信号传递：细胞因子通过与受体结合，传递信号，从而调节细胞的生理和病理过程。

这种信号传递过程是复杂而精细的。

4. 动态调节：细胞因子的表达受到多种内外因素的调节，可以对机体进行动态调节，保持内稳态。

二、生物学功能1. 免疫调节：细胞因子在免疫反应中发挥着重要作用，可以促进或抑制免疫细胞的活化和增殖，调节炎症反应的程度和持续时间。

2. 细胞增殖和分化：生长因子是细胞因子中的一类，它们可以促进细胞的增殖和分化，参与组织的修复和再生。

3. 炎症调节：趋化因子是一类可以引起细胞趋化反应的细胞因子，它们在炎症反应中发挥着重要的作用，调节炎症细胞的迁移和聚集。

4. 血管生成：某些细胞因子可以促进新血管的生成，参与组织的修复和再生。

这对于糖尿病足、冠心病等疾病的治疗具有重要意义。

5. 神经调节：部分细胞因子在神经系统中发挥重要作用，参与神经细胞的发育和突触传递等生理过程。

细胞因子作为一类具有重要生物学功能的蛋白质分子，在维持机体内稳态、抵抗外界侵袭、促进组织修复和再生等方面发挥着重要作用。

研究细胞因子的共同特点及生物学功能，对于深入了解机体生理和病理过程，发现新的治疗靶点，开发新的药物具有重要意义。

希望未来的研究能够进一步揭示细胞因子的作用机制，为临床治疗提供更多的选择。

细胞因子作为一类具有重要生物学功能的蛋白质分子，其在各种生理和病理过程中起着至关重要的作用。

细胞因子及其受体在免疫应答中的作用机理免疫应答是人体抗击外来病原体入侵的重要防御机制，它是由多种细胞和分子参与的复杂过程。

细胞因子及其受体作为其中的重要调节因子，在整个免疫应答过程中所起的作用机理备受关注。

本文将从细胞因子及其受体在免疫应答中的作用机理、免疫调节中的细胞因子、化学介质与其相关细胞因子受体以及免疫治疗中的细胞因子和受体四个方面进行论述。

一、细胞因子是一类分泌蛋白质，它可以通过与相应的受体结合来调节免疫细胞的生长、分化、增殖和死亡等过程。

在免疫应答中，细胞因子主要起到两个方面的作用：一方面是参与信号转导，调控免疫细胞的生长和分化，维持免疫系统的平衡；另一方面是参与免疫效应的发挥，如调控细胞凋亡、刺激免疫细胞介导的细胞毒作用等。

而细胞因子受体则是细胞表面的重要膜蛋白，它可以与相应的细胞因子结合，派生出多条信号通路，将信号传递给细胞内，进而控制细胞的功能和命运。

不同类型的细胞因子受体下游的信号通路是各不相同的，这也表明了细胞因子受体在调控免疫细胞活性方面的重要性。

二、免疫调节中的细胞因子细胞因子可以分为激活型和抑制型两种，分别参与免疫捍卫和免疫抑制。

对于激活型细胞因子来说，它们主要是通过刺激免疫细胞的增殖、分化和毒杀等机制来发挥其作用。

常见的激活型细胞因子包括：IL-1、IL-2、IL-6、IL-12、IFN-γ等。

在免疫应答中，抑制型细胞因子根据其作用方式可以分为两类：一类是直接抑制免疫细胞活性，如TGF-β，它可以抑制T细胞的增殖与活性，从而调节免疫细胞的平衡；另一类是间接发挥免疫抑制作用，如IL-10，它可以转化成某些具有调节作用的形态，进而发挥免疫抑制作用。

三、化学介质与其相关细胞因子受体在免疫应答中，化学介质是扮演着重要的角色。

其中包括多种化学介质，如组胺,5-羟色胺、前列腺素,白三烯等。

而不同的化学介质也会通过不同的细胞因子受体表达细胞差异地发挥其作用。

比如，组胺通过结合H1、H2、H3受体而发挥不同的生理作用，其中H1受体主要参与过敏反应的发生，H2受体则可以通过刺激Th2细胞、胆管上皮细胞和中性粒细胞等机制发挥抗炎作用，而H3受体则主要参与神经介质的调控。