干扰素介导的信号传导
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病毒的干扰现象名词解释免疫学病毒是一种能够感染生物体并复制自身的微生物。
在病毒与宿主细胞进行相互作用过程中,常常会出现一些干扰现象,这些现象在免疫学中被称为病毒的干扰现象。
这些干扰现象可能对病毒复制和宿主细胞的免疫反应产生重要影响,进一步影响着病毒感染和宿主的免疫应答。
病毒的干扰现象可以分为三种基本类型:干扰素介导的抗病毒反应、干扰RNA机制和免疫逃避机制。
干扰素介导的抗病毒反应是宿主细胞在感染病毒后产生的一种反应。
当宿主细胞感染病毒时,会释放干扰素,干扰素能够抑制病毒复制和传播。
干扰素通过激活多个信号通路,抑制病毒复制和转录过程。
此外,干扰素还能够增强宿主细胞的抗病毒能力,例如通过调节抗病毒基因的表达和增强天然杀伤细胞的活性等。
干扰素介导的抗病毒反应在免疫学中起着重要作用,是病毒感染免疫反应的关键组成部分。
另一种病毒的干扰现象是干扰RNA机制。
病毒感染宿主细胞后,宿主细胞会产生一类特殊的RNA分子,称为干扰RNA。
干扰RNA能够与病毒RNA互补配对,从而抑制病毒的复制和转录。
干扰RNA通过激活RNA干扰途径,引发RNA降解和转录后转录水解等反应,以抵抗病毒感染。
干扰RNA机制在免疫学中也是一种重要的抗病毒机制,能够有效地抑制病毒复制过程。
此外,病毒也会采取一些免疫逃避机制,以规避宿主免疫系统的攻击。
免疫逃避机制是病毒在感染过程中演化出的一种策略,使病毒能够在宿主体内长时间存活和复制,并避免被免疫系统清除。
病毒可通过多种途径实现免疫逃避,例如改变表面抗原、干扰干扰素信号通路、抑制免疫细胞的功能、降低宿主细胞的抗原表达等。
免疫逃避机制在病毒感染中起着重要作用,使病毒能够在宿主体内逃避免疫系统的攻击,从而实现长期感染和持续复制。
病毒的干扰现象对免疫学研究具有重要意义。
免疫学家在研究病毒感染和免疫应答时,常常需要考虑这些干扰现象的影响。
研究病毒的干扰现象可以帮助我们更好地理解宿主与病毒的相互作用机制,揭示免疫系统如何应对病毒感染并产生免疫应答。
干扰素名词解释微生物学干扰素是一类由动物细胞产生的蛋白质,其在免疫系统中起着重要的调控作用。
干扰素通过抑制病毒复制、调节免疫细胞活性以及促进抗病毒免疫反应等方式来抵抗病原体的侵袭。
在微生物学中,干扰素是一种重要的抗病毒防御机制。
当病毒感染宿主细胞时,宿主细胞会产生干扰素来激活附近的细胞。
这些激活的细胞会合成并释放更多的干扰素,形成一种“干扰素波”,以限制病毒的传播。
干扰素通过与宿主细胞的受体结合,进而激活一系列信号转导途径,最终导致上述抗病毒效应的发生。
干扰素的主要作用是抑制病毒复制。
病毒侵入宿主细胞后,会利用宿主细胞的代谢机制进行复制和扩散。
干扰素可以通过多种机制抑制病毒复制的不同阶段。
例如,干扰素可以抑制病毒基因组的复制和转录,阻碍病毒蛋白质的合成以及防止病毒颗粒的组装和释放。
此外,干扰素还可以调节免疫细胞的活性。
干扰素的作用可以激活天然杀伤细胞、巨噬细胞和T淋巴细胞等免疫细胞,增强它们对病原体的识别和杀伤能力。
这些免疫细胞在受到干扰素的刺激后会产生更多的炎症细胞因子和抗病毒蛋白质,加强免疫反应,从而帮助宿主清除感染。
此外,干扰素还可以促进抗病毒免疫反应。
干扰素可以增强抗原呈递细胞的抗原提呈功能,从而增加CD8+ T细胞对感染细胞的杀伤作用。
同时,干扰素还可以调节细胞因子的产生和细胞介导免疫反应的平衡,确保免疫反应的适度和平衡性,避免过度炎症反应。
总之,干扰素在微生物学中扮演着重要的角色,是宿主抗病毒免疫反应的关键调控分子。
通过抑制病毒复制、调节免疫细胞活性以及促进抗病毒免疫反应等方式,干扰素保护宿主免受病原体的侵袭。
研究干扰素的作用机制,有助于深入理解宿主-病原体相互作用的本质,为开发新的抗病毒治疗方法提供理论依据。
作者简介:李雪平(1982—),女,硕士研究生,执业兽医,现从事畜禽诊断试剂研发和技术服务工作。
E-mail:lixueping83@*通讯作者:曹立辉,男,主要从事畜禽诊断试剂产学研和运营工作。
E-mail:133********@干扰素调节因子家族成员及功能简述李雪平,蔡晓丽,曹立辉*(广州悦洋生物技术有限公司广州510300)扰素调节因子(IRF)是一类大的转录因子家族,参与宿主免疫反应、细胞分化及免疫调节。
IRF-1和IRF-2可以作为干扰素激活因子和抑制因子出现。
IRF3和IRF7是重要的抗病毒调节因子。
IRF-4和IRF-8高度同源、功能类似,与细胞分化和炎症有关。
IRF-5与凋亡和针对病原的免疫反应有关。
IRF-6是角质化细胞从增殖到分化重要的转化调节因子。
IRF-9在I型IFN的抗病毒反应中非常重要。
扰素;调节因子;免疫干扰素(IFN)是一类由单核细胞和淋巴细胞产生的具有多种功能的活性蛋白质。
它们在同种细胞上具有广谱的抗病毒、影响细胞生长,以及分化、调节免疫功能等多种生物活性。
IFN基因表达受干扰素调节因子(interferon regulatory factors,IRF)调节,并经IRF及干扰素刺激性应答基因(ISG)产物介导,激活相关信号转导途径而发挥其生物学效应。
IRF是一类大的转录因子家族,它们通常具有特异的螺旋-转角-螺旋DNA结合域(DBD)(该结构域可与IFN-β启动子上的IFN调节因子元件结合),参与宿主免疫反应、造血细胞分化及免疫调节。
1IRF家族成员哺乳动物中至少存在10种IRF,有些起激活作用(如IRF-1、IRF-3、IRF-5、IRF-9和IRF-10),有些起抑制作用(如IRF-8),有些则二者兼具(如IRF-2、IRF-4和IRF-7)。
IRF-1在所有脊椎动物中均存在,其基因长度在2163~9028bp之间。
IRF-1有9个外显子(斑马鱼中只有8个)和8个内含子。
干扰素的作用与功效干扰素是一类抗病毒、抗肿瘤和免疫调节的蛋白质,可以在体内帮助调节免疫系统的功能。
干扰素被用于治疗多种疾病,包括感染性疾病、肿瘤以及自身免疫性疾病。
本文将详细介绍干扰素的作用原理、功效以及临床应用。
1. 干扰素的作用原理干扰素通过激活细胞内的信号通路来发挥其作用。
干扰素被细胞摄取后,可以与受体结合,从而引发一系列的信号转导,增强机体的抗病毒反应、抗肿瘤反应以及免疫调节作用。
抗病毒作用:干扰素能够抑制病毒的复制和感染,阻断病毒在宿主细胞内的生命周期。
干扰素可以促进宿主细胞合成一类名为“2’,5’-adenosine二磷酸(2’,5’-oligoadenylate)”的活化物质,进而激活蛋白激酶R(protein kinase R,PKR)。
活化的PKR能够负责将病毒感染细胞的蛋白质翻译过程中所需的tRNA结合位置发生改变,使新合成的蛋白质失去原有的生物活性,阻断了病毒的蛋白质合成。
同时,干扰素还可以刺激NK细胞(自然杀伤细胞)的活化,促进宿主细胞的细胞毒作用,加强宿主细胞对病毒的消灭。
抗肿瘤作用:干扰素能够抑制肿瘤细胞的生长和扩散,诱导肿瘤细胞凋亡,从而发挥其抗肿瘤作用。
干扰素可以抑制肿瘤细胞的DNA合成和增殖,阻断肿瘤细胞的生长。
此外,干扰素还能够调节免疫系统的功能,增强机体对肿瘤的免疫监视和清除能力。
干扰素通过刺激巨噬细胞和NK细胞的活化,促进宿主免疫细胞对肿瘤细胞的攻击和消灭。
免疫调节作用:干扰素能够调节机体的免疫反应,增强机体的免疫功能。
干扰素可以促进宿主免疫细胞的活化和增殖,提高免疫细胞对病原微生物的识别和清除能力。
干扰素还能够调节免疫细胞之间的相互作用,提高免疫细胞对病原微生物的协同作用。
此外,干扰素还能够促进机体产生抗体,加强机体的体液免疫反应。
2. 干扰素的临床应用由于其抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用,干扰素被广泛应用于临床治疗。
以下是干扰素的主要临床应用:2.1 干扰素用于病毒感染性疾病的治疗干扰素被广泛应用于治疗病毒感染性疾病,包括乙型肝炎、丙型肝炎、乙型流感病毒感染等。
RIG-I样受体介导的信号转导1 简介固有免疫(innate immunity)又称非特异性免疫( nonspecific immunity),是人体抵抗外来生物入侵的第一道防线。
与适应性免疫相比,固有免疫具有作用范围广、反应出现快、参与反应的免疫细胞多、相对稳定性和遗传性等特点。
近年来,固有免疫在分子水平上的识别及调控机制越来越受到关注。
哺乳动物的固有免疫识别及调控主要通过一系列的模式识别受体( pattern recognition receptor,PRR)识别病原微生物上表达的保守的病原体相关分子模式( pathogen associated molecular pattern,PAMP) 来实现,这种形式让机体不但可以发现入侵的病原体,而且能够识别其类型,并通过一系列信号途径活化效应分子,识别自我与非我,激活与调控固有免疫应答,并且相互协同或互相调节以形成调控网络,从而控制并清除病原体,在固有免疫中发挥独特的功能。
根据天然免疫中的病原模式识别受体的结构特点,PRR可以分为Toll样受体(Toll- like receptor,TLR)、RIG-I样受体(RIG-I like receptor,RLR)和NOD样受体[nucleotide oligomerization domain(NOD)-like receptor,NLR]等。
TLR家族属于I型跨膜蛋白,主要分布在细胞膜表面或者吞噬囊泡膜上。
因此它们只能识别细胞外或者经过吞噬进入细胞的PAMP,而对细胞质中的RNA病毒则无法做出反应。
RLR是抗病病毒先天免疫信号通路中重要的病毒受体,可以识别细胞内不同病毒的RNA,包括RIG-I (retinoic acid-induced gene I)、MDA5(melanoma differentiation-associated gene -5)和LGP2(laboratory of genetics and physiology 2)[1, 2]。
信号通路16—JAK/STAT Signaling订阅号APExBIO图1 JAK/STAT信号通路图一、JAK/STAT的介绍及主要组分JAK/STAT(Janus kinase/signal transducers and activators of transcription,Janus激酶/信号转导子和转录激活子)信号通路将来自细胞外的化学信号传递给细胞核,导致与免疫、增殖、分化、凋亡和肿瘤发生等相关的基因的DNA转录和表达。
JAK-STAT信号级联由三个主要成分组成:细胞表面受体,一个JAK,两个STAT蛋白。
JAK-STAT功能紊乱或失调可导致免疫缺陷综合症和癌症。
图2 JAK-STAT信号传导配体(细胞因子)与受体结合——JAKs活化和磷酸化——STATs磷酸化和二聚化——STATs进入核——调节靶基因转录。
各种配体,通常是细胞因子(cytokines),如干扰素、白细胞介素和生长因子与细胞表面的受体结合,激活相关的JAKs。
JAKs 在C末端具有串联的激酶同源结构域,是独特的。
第一个是非催化调节结构域,而第二个具有酪氨酸激酶活性。
在哺乳动物中,JAK家族由四个成员组成:JAK1,JAK2,JAK3和Tyk2。
随后活化的JAKs使其自身和受体磷酸化。
STATs在C-末端附近具有由JAK磷酸化的保守酪氨酸残基。
该磷酸酪氨酸通过与保守的SH2结构域相互作用导致STATs的二聚化。
磷酸化的STATs二聚物通过依赖imp ortinα-5(也称为核蛋白相互作用蛋白1)和Ran核输入途径进入细胞核。
一旦在细胞核中,二聚化的STAT结合特定的调节序列以激活或抑制靶基因的转录。
因此,JAK / STAT级联提供了将细胞外信号转化为转录反应的直接机制。
迄今为止,已经鉴定了7个STAT家族成员:STAT1,STAT2,STAT3,STAT4,STAT5a,STAT5b和STAT6。
位于活化的JAKs和受体上的磷酸化位点也是其它含SH2结构域蛋白的停靠位点,这样该通路可以与其它信号通路连接起来,如RTK、PI3K/AKT和MAPK通路。
猫ω干扰素研究进展SUN Ming-jie;DONG Guo-ying;ZHANG Xue-zhu;HU Gui-xue【摘要】猫ω干扰素因其较高的抗病毒、抗增殖和抗肿瘤效果以及免疫调节作用引起广泛关注与研究.结合ω干扰素相关研究结果,综述猫ω干扰素的结构特征、生物学活性以及抗病毒的作用机制,综合分析其在临床上对FCV、FHV-1、FIV、FCGS及FIP等几种常见猫病毒病的治疗效果,以期为临床上寻求新型有效的动物抗病毒药物提供参考.【期刊名称】《中国兽药杂志》【年(卷),期】2018(052)012【总页数】6页(P69-74)【关键词】猫ω干扰素;抗病毒活性;作用机制;临床应用【作者】SUN Ming-jie;DONG Guo-ying;ZHANG Xue-zhu;HU Gui-xue【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】S855.3干扰素(Interferon,IFN)是一种由同属动物细胞产生,具有抗病毒作用的分泌性糖蛋白。
IFN的活性作用主要受机体细胞基因组的调控,是具有病毒防御、细胞生长、凋亡调节以及免疫激活等多功能的蛋白。
IFN家族的细胞因子,目前被认为是先天免疫反应的重要组成部分,也是病毒感染的第一道防线[1]。
IFN因在抗病毒、免疫调节、抗肿瘤等方面具有较好的效果被视为人和动物某些疾病和病毒感染的首选治疗性药物。
1957年由Lsaacs和Lindenmann首次发现了可以干扰病毒复制的生物活性物质,后命名为IFN。
根据与受体相结合的方式将其分为I型、II型和III 型,I型干扰素包括IFN-α、IFN-β、IFN-ε、IFN-ω、IFN-κ、IFN-δ、IFN-τ和IFN-ζ,他们可通过相同的受体(干扰素-α/β受体1 [IFNAR1]和IFNAR2)发挥一定的生物活性。
Ⅱ型IFN中仅有IFN-γ亚型,由T淋巴细胞和自然杀伤细胞产生并对被感染的细胞进行识别后作出一系列的免疫反应。
干扰素介导的T细胞免疫调节机制研究免疫系统是人体抵御病毒、细菌、真菌等外源性病原体入侵的重要防御机制。
其中,T细胞作为一种重要的免疫细胞,参与了免疫系统的多个环节。
T细胞获得了抵御病原体和其他外源性刺激物侵入的能力。
然而,在某些疾病进展的过程中,机体的免疫系统出现异常,从而导致了一系列的疾病。
干扰素介导的T细胞免疫调节机制是一种重要的调节机制。
本文将深入探讨该机制的研究进展。
T细胞是机体的免疫细胞之一,它可以被分为多种类型,如Th1细胞、Th2细胞、Th17细胞、Treg细胞等等。
Th1细胞主要参与免疫的细胞介导免疫反应,Th2细胞主要参与B细胞介导的体液免疫反应,而Treg细胞主要通过免疫调节作用调节免疫系统。
在Treg细胞的免疫调节作用中,干扰素(interferon,IFN)在其中发挥着重要的作用。
干扰素是由人体的免疫系统产生的一种抗病毒蛋白质。
干扰素有多种类型,包括α、β、γ三种。
其中,干扰素α和β主要由感染病原体后的细胞分泌,而干扰素γ则是由活化的免疫细胞产生。
干扰素的主要功能是促进抵御病原体入侵的能力,降低感染的风险。
此外,干扰素还参与了机体的免疫调节。
从理论上来说,干扰素与免疫调节之间的联系具有一定的复杂性。
在免疫调节过程中,Treg细胞的作用是负责通过其表面的分子信号与其它免疫细胞进行相互作用,并在其上释放调节性细胞因子(regulatory cytokines)等分子,从而调节免疫应答,避免机体免疫系统过度激活,导致免疫病理反应。
这些调节性细胞因子还能向其它免疫细胞传递调节信号,进一步减轻免疫反应,从而保持机体免疫平衡。
在干扰素介导的免疫调节过程中,Treg细胞的作用也发挥至关重要的作用。
干扰素的产生和细胞相互作用能够进一步影响Treg细胞的生长和活性。
事实上,一些研究已经表明,干扰素能够激活Treg细胞的免疫活性,这些Treg能够通过其分泌的调节性细胞因子(包括IL-10、TGF-β等)直接或间接抑制免疫细胞的活性,调节免疫应答过程。
第三节主要的信号转导途径一、膜受体介导的信号传导(一)cAMP-蛋白激酶A途径述:该途径以靶细胞内cAMP浓度改变和激活蛋白激酶A(PKA)为主要特征,是激素调节物质代谢的主要途径。
1.cAMP的合成与分解⑴引起cAMP水平增高的胞外信号分子:胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺素、甲状旁腺素和加压素等。
α-GDP-βγ(Gs蛋白)激素+受体→激素-受体→↓α-GTP + βγ↓AC激活↓ATP →cAMP述:当信号分子(胰高血糖素、肾上腺素和促肾上腺皮质激素)与靶细胞质膜上的特异性受体结合,形成激素一受体复合物而激活受体。
活化的受体可催化Gs的GDP与GTP交换,导致Gs的α亚基与βγ解离,蛋白释放出αs-GTP。
αs-GTP能激活腺苷酸环化酶,催化ATP转化成cAMP,使细胞内cAMP浓度增高。
过去认为G蛋白中只有α亚基发挥作用,现知βγ复合体也可独立地作用于相应的效应物,与α亚基拮抗。
腺苷酸环化酶分布广泛,除成熟红细胞外,几乎存在于所有组织的细胞质膜上。
cAMP经磷酸二酯酶(PDE)降解成5'-AMP而失活。
cAMP是分布广泛而重要的第二信使。
⑵AC活性的抑制与cAMP浓度降低◇Gα-GTP结合AC并使之激活后,同时激活自身的GTP酶活性,Gα-GTP→Gα-GDP,Gs、AC均失活。
从而在细胞对cAMP浓度升高作出应答后AC活性迅速逆转。
⑶少数激素,如生长激素抑制素、胰岛素和抗血管紧张素II等,它们活化受体后可催化抑制性G蛋白解离,导致细胞内AC活性下降,从而降低细胞内cAMP水平。
⑷正常细胞内cAMP的平均浓度为10-6mol/L。
cAMP在细胞中的浓度除与腺苷酸环化酶活性有关外,还与磷酸二酯酶的活性有关。
举例如下:①一些激素如胰岛素,能激活磷酸二酯酶,加速cAMP降解;②某些药物如茶碱,则抑制磷酸二酯酶,促使细胞内cAMP浓度升高。
2.cAMP的作用机制――cAMP激活PKA(幻灯64)⑴cAMP对细胞的调节作用是通过激活cAMP依赖性蛋白激酶或称蛋白激酶A (PKA)系统来实现的。
干扰素介导的信号转导学院:生命科学学院专业:发育生物学姓名:***导师:张*学号:**********联系方式:***********************干扰素介导的信号转导摘要:IFN-α/β是一类重要的细胞因子,在体内外可介导多种生物学活性,包括抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用。
近来研究表明, IFN-α/β与细胞表面的特异性受体结合,除了诱导经典的JAK-STAT途径外,还能诱导IRF途径、p38MAPK 途径、IRS-PI3K 途径、CrKL途径等。
而且不同的信号途径有一定的交互反应。
明确各种信号传导途径及其介导的生物学效应,有助于了解IFN的作用机制,本文综述了IFN-α/β发挥其生物学效应所历经的不同信号转导途径。
关键词:IFN-α/β,细胞因子,信号途径1.前言干扰素(interferon,IFN)是细胞对相关刺激反应时所产生的细胞信号蛋白质,是细胞因子超家族中一个糖蛋白类同源细胞因子家族,称为IFN家族。
已鉴定出该家族中的3个主要成员:IFN-α、IFN-β和IFN-γ[1]。
干扰素通过不同的信号传导通路发挥不同的生物活性, 其中Ⅰ型干扰素通过含JAK-STAT,MAPK-p38 和 PI3K 这 3 条通路发挥抗病毒、抗细胞增殖及免疫调节等重要作用, 而Ⅱ型干扰素则通过 JAK-STAT 和 MAPK-p38 路径发挥生物学作用, Ⅲ型干扰素则仅通过 PI3K 通路发挥生物学作用; 这 3 条传导通路包含 98 个基因和19 693 个 SNPs, 组成了复杂的基因间相互作用网络[2]。
近期研究表明,IFN-α与其受体结合后,可激活多种信号转导途径,从而发挥其抗病毒、抗肿瘤(抗增殖)及免疫调节等多种生物学功能。
本文综述IFN-α/β发挥其生物学效应所历经的不同信号转导途径及其信号转导分子的近期研究进展。
IFN-α/β及其受体IFN和靶细胞上的受体结合介导其生物学效应。
IFN-α、IFN-β共用一个受体即IFNAR,它由IFNARⅠ和IFNARⅡ两个亚单位组成。
干扰素信号通路的生物学功能与医药应用干扰素(Interferon,IFN)是一类重要的细胞因子,能够调节免疫功能、抗病毒、抗肿瘤等。
它与胞质中的多种蛋白质结合形成干扰素信号通路(IFN signaling pathway),从而启动一系列的生物学反应,为人类的健康起到关键作用。
然而,IFN信号通路的异常调节,也可能引起多种疾病,如自身免疫性疾病、感染病和肿瘤等。
因此,深入研究IFN信号通路的生物学功能和医药应用具有重要意义。
第一节:IFN信号通路的激活过程IFN信号通路的激活过程分为两个阶段。
首先,干扰素进入细胞后,通过结合IFN同源受体(IFN receptor,IFNR)激活多种信号分子,从而启动信号转导。
其次,激活后的信号转导将会激活多种转录因子,使之进入细胞核,促使转录相应的基因,调节相关生物学反应的进行。
第二节:IFN信号通路的生物学功能IFN信号通路是一个复杂的信号转导网络,可以参与调节多种生物学反应,包括天然免疫、适应性免疫、细胞凋亡和细胞周期等。
目前已经确定,IFN信号通路对于抗病毒和抗肿瘤具有重要的生物学作用,并且在自身免疫性疾病的发病中也可能发挥着调节作用。
1. 抗病毒作用IFN具有抗病毒作用,其作用机制主要通过抑制病毒反复复制来抵御病毒的侵袭。
IFN可以与病毒侵入的宿主细胞相互作用,从而引发促炎性因子的释放,促进白细胞的浸润和抗病毒基因的表达。
通过这一途径,IFN可以激活天然免疫,增强宿主的抵御能力,以减轻和预防病毒感染。
2. 抗肿瘤作用IFN信号通路能够参与调节细胞凋亡、免疫细胞介导的抗肿瘤反应,从而发挥抗肿瘤作用。
IFN可以促进肿瘤细胞的凋亡和诱导白细胞浸润,从而破坏癌细胞的生长和扩散。
此外,IFN还可以增强免疫细胞的活性,使之更好地杀伤肿瘤细胞。
3. 自身免疫性疾病的调节作用IFN信号通路未成熟或异常激活,会导致自身免疫性疾病的发病。
然而,干预IFN信号通路可以改变该疾病的发展过程。
免疫细胞的信号传导途径1. 引言免疫细胞是机体抵御病原微生物和其他异物入侵的主要效应细胞。
为了完成其功能,免疫细胞需要进行信号传导,以调节其活化、增殖、分化和效应功能。
本文将介绍免疫细胞信号传导的主要途径,包括细胞间信号传导和细胞内信号传导。
2. 细胞间信号传导细胞间信号传导是免疫细胞之间相互作用的一种重要方式。
下面将讨论几种免疫细胞间的主要信号传导途径。
2.1 细胞因子信号传导细胞因子是一种由免疫细胞产生的小分子蛋白质,可以在免疫细胞之间进行信号传导。
常见的细胞因子包括干扰素、白细胞介素和趋化因子等。
当免疫细胞受到刺激时,会分泌细胞因子,该细胞因子可以通过自分泌或通过细胞间接触传导给其他免疫细胞。
接受细胞因子信号的免疫细胞会经历一系列的反应,包括细胞表面受体结合、激活信号通路和改变基因表达等。
细胞因子信号传导是免疫细胞间相互调节和协作的重要方式。
2.2 细胞间接触传导细胞间直接接触是免疫细胞间进行信号传导的另一种重要方式。
免疫细胞表面的受体和配体之间的结合可以触发细胞内信号传导,并影响细胞的功能和活性。
例如,T细胞抗原受体(TCR)与抗原递呈细胞表面的主要组织相容性复合物类II分子(MHC-II)结合后,可以激活T细胞并触发一系列的信号传导,在免疫应答中起到重要作用。
此外,其他免疫细胞间的接触,如B细胞与T细胞的接触等,也可以触发细胞间信号传导。
2.3 细胞间补体信号传导补体是机体免疫系统中一类重要的效应分子。
在免疫应答过程中,补体可以与免疫细胞表面的受体结合,触发细胞间信号传导,并影响细胞的活性和功能。
补体信号传导的重要途径包括经典途径、选择性途径和替代途径。
细胞间补体信号传导在免疫细胞间的相互作用和调控中发挥着重要的作用。
3. 细胞内信号传导细胞内信号传导是免疫细胞内部的信号传递过程。
下面将介绍几个免疫细胞内主要的信号传导途径。
3.1 钙离子信号传导钙离子是免疫细胞内重要的信号分子。
在免疫细胞受到刺激时,钙离子浓度会迅速上升,并触发一系列的细胞内信号传导。
I型干扰素诱导的信号通路一、背景人体在受到病原物感染后,会激活自身的免疫调节系统—先天免疫和后天免疫,来抑制病毒的入侵和复制。
免疫系统会释放一系列细胞因子抵御病原物入侵,其中对抵御病毒最有效的就是干扰素(interferon,IFN)。
干扰素是一种细胞因子蛋白,能够激活人体免疫细胞(如巨噬细胞和天然杀伤细胞),有效的干扰病毒复制,增强宿主的防御力。
受感染的细胞会释放干扰素,保护宿主细胞免受病毒、寄生虫、细菌等多种病原体的侵袭。
在临床治疗中,重组人干扰素广泛用于治疗乙肝、丙肝、单纯疱疹、多发性硬化和多种病毒引起的癌症。
目前,人类发现的干扰素种类已超过了20种,它们可以分成三大类:I型干扰素,II型干扰素和III型干扰素。
干扰素α和干扰素β是两种典型的I型干扰素,人类和大多数动物体内都发现了它们的存在,并且主要产生于病毒感染后的先天免疫反应中。
本文主要讨论I 型干扰素在人体内触发的信号通路。
I型干扰素在免疫细胞中的产生是由于宿主细胞内的模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)对病原体特殊成分的识别引起的。
目前的研究发现,主要有四种途径会诱导I型干扰素的产生:DNA病毒激活第二信使cGAMP(cyclic GMP-AMP)诱导途径;RNA病毒激活RLRs(RIG-I-like receptors)诱导途径;TLR3和TLR4(Toll-like receptors)激活适配蛋白TRIF诱导途径;TLR7/TLR8和TLR9激活转录因子IRF7诱导途径。
I型干扰素产生后,通过与干扰素受体结合引发进一步的抗病毒反应。
二、I型干扰素受体I型干扰素α和β的分子有序列同源性,功能类似,并共用相同的细胞表面受体。
I型干扰素受体(Interferon-α/β receptor,IFNAR)基因定位于21号染色体上,分布于细胞表面,由IFNAR1和IFNAR2组成。
当受体与I型干扰素配体结合时,IFNAR1和IFNAR2会活化并成为二聚体,形成特定的跨膜蛋白复合物,激活下游信号蛋白。
植物体内干扰素介导的抗病机制植物作为自身的保护力量,拥有自身的免疫系统。
在植物体内,有一种信号分子被称为干扰素(Interferon,IFN),它对植物的免疫反应发挥重要作用。
干扰素介导的抗病机制是植物抵御病原菌入侵的一种重要策略。
本文将从生物学角度探讨干扰素如何介导植物的免疫反应,并着重介绍干扰素介导的植物抗病机制。
一、干扰素在植物体内的功能干扰素是一种广泛存在于真核生物中的信号分子,主要作用是调节生物体的免疫反应。
在植物中,干扰素主要发挥着调节植物细胞的生长和免疫反应的作用。
研究发现,植物中有两种主要的干扰素:干扰素-α(IFN-α)和干扰素-β(IFN-β)。
干扰素在植物体内的功能包括:1. 参与调节植物细胞的生长和发育。
2. 促进植物免疫反应的启动,增强植物的免疫能力。
3. 干扰素可通过改变植物细胞中基因的表达来影响植物的生物学特性。
二、干扰素介导的植物免疫反应作为自身的保护力量,植物免疫系统可以通过干扰素来抵御病原菌入侵。
在植物受到病原菌侵袭时,会产生一种叫做 pathogen-associated molecular patterns (PAMPs)的分子,这种分子可以被植物体内的 PAMP receptors(PRs)识别。
PRs会传递信号,调动植物免疫反应的启动,开启干扰素介导的免疫反应。
干扰素介导的植物免疫反应主要包括以下几个步骤:1. 干扰素的产生:当植物感知到病原菌入侵时,植物细胞会合成和分泌干扰素。
2. 干扰素的识别:干扰素会被植物体内的干扰素受体识别。
3. 干扰素受体的活化:干扰素受体的活化可以促进细胞内的信号传递。
4. 干扰素介导的信号通路的启动:干扰素的介导可以启动一系列信号通路,如JAK/STAT 、MAPK 以及 PI3K/AKT/mTOR 信号通路,从而开启植物免疫反应。
5. 免疫反应的启动:在干扰素介导的信号通路启动后,植物细胞会开始启动免疫反应。
植物免疫反应的重要组成部分包括苯丙氨酸途径和脂质信号通路。
免疫与炎症相关信号通路一、Jak/StatSignaling:IL-6Receptor FamilyJak与Stat就是许多调节细胞生长、分化、存活与病原体抵抗信号通路中得关键部分。
就有这样一个通路涉及到IL-6(gp130)受体家族,它帮助调节B细胞得分化,浆细胞生成与急性期反应.细胞因子结合引起受体得二聚化同时激活受体结合得Jak蛋白,活化得Jak蛋白对受体与自身进行磷酸化.这些磷酸化得位点成为带有SH2结构得Stat蛋白与接头蛋白得结合位置,接头蛋白将受体与MAP激酶,PI3激酶/Akt还有其她得通路联系在一起。
受体结合得Stat蛋白被Jak磷酸化后形成二聚体,转移进入细胞核调节目得基因得表达.细胞因子信号传导抑制分子(SOCS)家族得成员通过同源或异源得反馈减弱受体传递得信号.Jak或Stat参与其她受体蛋白得信号传导,在下面Jak/Stat使用表格中有这方面得列举。
研究人员已经发现Sta t3与Stat5在一些实体肿瘤中被酪氨酸激酶而不就是Jaks组成性激活。
JAK/STAT途径介导细胞因子得效应,如促红细胞生成素,血小板生成素,G-CSF,这些细胞因子分别就是用于治疗贫血,血小板减少症与中性粒细胞减少症得蛋白质类药物。
该途径也通过干扰素介导信号通路,干扰素可以用来作为抗病毒与抗增殖剂。
研究人员发现,失调得细胞因子信号有助于癌症得发生。
异常得IL—6得信号或导致自身免疫性疾病,炎症,癌症,如前列腺癌与多发性骨髓瘤得发生.Jak抑制剂目前正在多发性骨髓瘤模型中进行测试。
Stat3具有潜在促癌性(原癌基因),在许多癌症中持续得表达。
在一些癌细胞中,细胞因子信号传导与表皮生长因子受体(EGFR)家族成员之间存在交流。
Jak激活突变就是恶性血液病中主要得分子机制.研究人员已经在Jak 2假激酶域中发现一个特有得体细胞突变(V617F),这个突变常常发生于真性红细胞增多症,原发性血小板增多症与骨髓纤维化症患者。
干扰素在临床上的应用杨一承 08生物技术1班 20082170104(浙江中医药大学2008级生命科学学院,浙江杭州 310053)摘要:综述作为细胞因子之一的干扰素的临床应用,从抗病毒、抗肿瘤和免疫调节三方面阐述干扰素的作用和作用机理,并归纳干扰素治疗相关症型。
关键字:干扰素;临床应用;干扰素(Interferon IFN)能干扰病毒复制是一种细胞因子,由多功能细胞因子组成的异源家族。
当机体感染病毒时,宿主细胞通过抗病毒应答反应,而产生的一组结构类似、功能相近的低分子糖蛋白,几乎能抵抗所有病毒引起的感染。
最初从一种病毒感染的细胞中发现,能干扰抑制流感病毒的感染和复制,后来进一步发现,机体对入侵的异种核酸(包括病毒)都能产生干扰素以进行防御。
由于干扰素在临床医疗上的显著作用,以及在全球生物医药制品中名列人造胰岛素、乙肝疫苗之后,以排名第三的地位体现着巨大的经济价值。
现将干扰素在临床上的应用做一概述。
1干扰素的作用机制1.1干扰素对病毒的作用干扰素不能直接灭活病毒,而是通过诱导细胞合成抗病毒蛋白(AVP)发挥效应。
干扰素首先作用于细胞的干扰素受体,经信号转导等一系列生理过程,激活细胞基因表达多种抗病毒蛋白,实现对病毒的抑制作用。
抗病毒蛋白主要包括2`-5`A合成酶和蛋白激酶等。
前者降解病毒mRNA、后者抑制病毒多肽链的合成,使病毒复制终止。
干扰素是通过抑制病毒复制和调节机体免疫功能,从而发挥抗病毒作用。
1.2干扰素对癌细胞的作用INF可诱导转化细胞,增加癌相关抗原的表达。
使其对免疫反应的成分更加敏感。
并可调节细胞癌基因的表达,诱导肿瘤细胞的终末分化。
活化淋巴因子,增强T细胞、自然杀伤细胞(NK)、粒细胞、单核细胞的细胞毒性,激活巨噬细胞,通过加强免疫反应预防和治疗某些癌症。
1.3干扰素的作用特点:①间接性:通过诱导细胞产生抗病毒蛋白等效应分子抑制病毒。
②广谱性:抗病毒蛋白是一类酶类,作用无特异性。
细胞因子家族的大哥——干扰素干扰素是细胞因子中最早被发现的。
1957年,研究人员观察到如果易感的动物细胞暴露在单一病毒环境,这些细胞能很快获得病毒抗性。
这种抗性是由被感染细胞分泌出的物质引起的,该物质被命名为“干扰素”。
后续研究发现,大多数物种都能产生各种干扰素,人体能产生至少三种不同的干扰素。
这些干扰素可有不同的细胞产生,并实现不同的生物功能,包括:●诱导细胞产生病毒抗性●调节免疫功能●调节细胞的生长和分化●维持某些物种的怀孕早期。
没有一种干扰素能够实现上面所有的生物活性,干扰素通过结合到细胞膜上的特定受体起作用。
IFN-α和-β具有30%的氨基酸序列同源性,都具有酸稳定性,结合的受体相同,并能介导相似的生物活性,因此,IFN-α和-β在某些时候被称为I型干扰素,或者“酸稳定干扰素”。
IFN-γ明显区别于其他干扰素,它结合的受体和介导的生物活性都不相同,所以也经常被称为II 型干扰素。
根据干扰素的生物活性,大部分的干扰素可用于医学治疗,包括:●增强抗感染的免疫应答;●治疗某些自身免疫疾病●治疗某些癌症直到20世纪70年代,随着细胞培养技术的发展,特异性表达IFNs的水平有所增加。
然而直到遗传工程技术的出现,干扰素的产量才逐渐满足纯化和治疗的需求。
表1. 人类干扰素及其产生细胞Interferon-α图1. Interferon Alfa-2a之前很多年IFN-α被认为是单一基因产物,实际上各种物种都可以产生多种相关的IFN-α。
人体中至少有24个相关基因,他们可以表达至少16种不同的成熟IFN-αs。
其中15种又可以被分为I型IFN-αs,一个II型。
I型IFN-αs由166个氨基酸组成,II型IFN-αs有172个氨基酸组成。
在刚合成时都含有额外的23个氨基酸信号肽。
pI在5-6.5之间。
异质性分析表明,尽管大多IFN-αs不进行糖基化,有糖基化的主要是O-糖基化。
IFN-αs成员间的同源性超过70%,富含亮氨酸和谷氨酸,成熟体基本都含有2个二硫键。
干扰素介导的信号转导学院:生命科学学院专业:发育生物学姓名:***导师:张*学号:**********联系方式:***********************干扰素介导的信号转导摘要:IFN-α/β是一类重要的细胞因子,在体内外可介导多种生物学活性,包括抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用。
近来研究表明, IFN-α/β与细胞表面的特异性受体结合,除了诱导经典的JAK-STAT途径外,还能诱导IRF途径、p38MAPK 途径、IRS-PI3K 途径、CrKL途径等。
而且不同的信号途径有一定的交互反应。
明确各种信号传导途径及其介导的生物学效应,有助于了解IFN的作用机制,本文综述了IFN-α/β发挥其生物学效应所历经的不同信号转导途径。
关键词:IFN-α/β,细胞因子,信号途径1.前言干扰素(interferon,IFN)是细胞对相关刺激反应时所产生的细胞信号蛋白质,是细胞因子超家族中一个糖蛋白类同源细胞因子家族,称为IFN家族。
已鉴定出该家族中的3个主要成员:IFN-α、IFN-β和IFN-γ[1]。
干扰素通过不同的信号传导通路发挥不同的生物活性, 其中Ⅰ型干扰素通过含JAK-STAT,MAPK-p38 和 PI3K 这 3 条通路发挥抗病毒、抗细胞增殖及免疫调节等重要作用, 而Ⅱ型干扰素则通过 JAK-STAT 和 MAPK-p38 路径发挥生物学作用, Ⅲ型干扰素则仅通过 PI3K 通路发挥生物学作用; 这 3 条传导通路包含 98 个基因和19 693 个 SNPs, 组成了复杂的基因间相互作用网络[2]。
近期研究表明,IFN-α与其受体结合后,可激活多种信号转导途径,从而发挥其抗病毒、抗肿瘤(抗增殖)及免疫调节等多种生物学功能。
本文综述IFN-α/β发挥其生物学效应所历经的不同信号转导途径及其信号转导分子的近期研究进展。
IFN-α/β及其受体IFN和靶细胞上的受体结合介导其生物学效应。
IFN-α、IFN-β共用一个受体即IFNAR,它由IFNARⅠ和IFNARⅡ两个亚单位组成。
IFNARⅡ有两种剪接体,一种较短,由331个氨基酸组成,命名为IFNAR2b;另一种较长,由515个氨基酸组成, 命名为IFNAR2c。
IFNAR2b只含26 个氨基酸,不能传导信号,而IFNAR2c胞内区较长,由251个氨基酸组成,可传导信号。
IFNARⅠ和IFNARⅡ的胞内区无酶活性,与胞浆内的JAK酪氨酸蛋白激酶相联,其中IFNARⅠ与Tyk2相联,而IFNAR2与JAK1相联。
在通常情况下,膜受体IFNAR1、IFNAR2以非活性的形式存在, Tyk 结合在IFNAR1上,JAK1、STAT1、STAT2结合在IFNAR2上,不表现生物学活性。
在IFN-α的刺激下, IFNAR2c两个位置的酪氨酸残基Tyr(337)和Tyr(512)被磷酸化[3]。
Wagner[4]研究发现IFNAR2c链的337或512位的酪氨酸残基对于IFN-α的信号传导起关键作用,这两个位置的酪氨酸残基只要任何一个磷酸化,都可激活IFN的信号传导。
IFNAR2c的磷酸化引起IFNAR1 和IFNAR2的相互作用,促使JAK1、Tyk2的交叉磷酸化,最终JAK1、Tyk2彼此激活,被激活的JAK1和Tyk2又使受体复合物的其他成分磷酸化,并募集游离于胞浆的STAT1、STAT2并使其磷酸化,这些磷酸化的STAT蛋白与受体复合物分离后形成同源或异源二聚体,各自发挥其生物学效应[5].2.干扰素介导的信号途径2.1 JAK-STAT途径JAK-STAT 途径是最早发现INF介导的转录活化INF刺激基因的信号途径。
非受体性蛋白质酪氨酸激酶超家族中的Janus激酶(JAK)家族及信号转导子和转录活化子(STAT)家族是细胞对IFN-α等细胞因子反应的一些基本蛋白质分子,构成IFN-α及白细胞介素(IL)等细胞因子信号转导的经典途径,称为JAK-STAT途径[6-8]。
IFN-α与其效应细胞的膜受体结合后,活化一类特殊的受体相关性酪氨酸蛋白激酶,即JAKs蛋白质。
这些被活化的JAKs蛋白质即自身磷酸化并使受体复合物中的其它成份磷酸化,并募集游离于胞浆的STATs并使STATs 的羧基末端酪氨酸残基磷酸化。
这些磷酸化的STATs蛋白质与受体-JAKs复合物分离并经同源或异型二聚化后位移至胞核内,与其效应基因序列中的应答性调控元件结合而参与靶基因的转录活化(图1)。
研究JAKs突变的细胞株表明,在JAKs 家族中,参与IFN-α信号转导的主要成员是JAK1和JAK2。
JAK1和JAK2的氨基末端区是结合受体和活化STATs的活性功能区域。
不同的JAKs家族成员参与不同类型细胞因子信号转导的主要原因在于,不同的JAKs家族成员与各类受体及JAKs下游信号转导蛋白之间的分子结构及其相互作用的差异。
Jaster等报道参与IFN-α信号转导的转录因子主要是STAT1和STAT2,其中STAT1的作用更明确,而STAT5似乎并未参与介导IFN-α信号转导过程。
图1 JAK-STAT信号途径IFN-γ主要通过诱导Stat-1同源二聚体(又称IFN-γ反应因子,简称GAF)形成而传导信号,已知IFN-γ可抑制Th2细胞的增生而对Th1细胞无此作用。
近来发现,这是因为Th1细胞缺乏IFN-γ受体的β链(又称辅助因子1/AF-1),不能诱导GAF形成之故。
Ⅰ型IFN诱导GAF形成受SH-PTP1的选择性调节,提示体内JAK-STAT途径受到十分精细的调节。
Th1/Th2的失衡可导致多种疾病,这些发现使我们有可能在分子水平上理解这种失衡,并对其进行干预。
2.2 IRF途径干扰素调节因子(interferon regulatory factor,IRF)是众多经IFN诱导表达的蛋白质中一个转录调节因子家族,其中对IRF-1和IRF-2蛋白质的分子特性具有较多的了解,近年研究发现的该家族成员已超过10个[10]。
研究表明,IFN-α可诱导IRF表达上调,该效应不依赖于STAT活化途径,而是经活化性核因子Kappa b介导,被激活的IRF(主要为IRF-1或IRF-2)与其靶基因2′-5′寡聚腺苷酸合成酶(2′-5′oligoadenylate synthetase,2-5 OAS)基因启动子中IFN反应性元件结合而启动2-5 OAS基因表达[11]。
此外,活化性的IRF也可诱导p68激酶及RNA酶L(RNase l)的表达,Northern印迹分析表明,经IFN-α治疗或体外培养的慢性期或急变期慢粒白血病(chronic myelogenous leukemia,CML)患者的粒细胞、淋巴细胞及CD34+细胞中IRF-1、IRF-2、2-5 oAS、p68激酶及RNA酶L的表达均增强。
这些蛋白质均为IFN-α反应性基因产物,它们协同作用,介导IFN-α信号转导而主要呈现出IFN-α的抗细胞增殖效应。
2.3.P38 途径早期研究发现IFN-α/β能诱导 p38 MAPK的激活,并通过刺激敏感细胞后可激活小G蛋白Rac1,而且Racl的显性负性突变体能抑制IFN-α/β依赖的p38 MAPK的激活[12],提示Racl是INF诱导的p38 MAPK 活化的上游效应分子。
非特异性激酶抑制剂genistein 能抑制Rac1 活化和P3 8MAPK 激活,表明Rac1和p38MA PK受到酪氨酸激酶的调节, 因此JAKs 或IFN依赖的JAKs 的下游激酶可能通过磷酸化激活某种具有Racl鸟嘌呤交换因子功能的蛋白质而激活 Racl, Vav 可能是最佳的候选蛋白。
因此推测, IFN-α/β与受体结合后依次激活IAK-Vav-Racl-MAPKKK-MAPKK-p38 MAPK(图2)。
图2 P38 MAPK信号途径P38 MAPK参与多种细胞中的IFN-α/β信号传导提示,该途径与IFN-α/β诱导的生物学效应密切相关,特异性p38 MAPK抑制剂以及p38 MAPK 显性负性突变体实验研究提示, p38 MAPK 在ISRE 和 GAS元件的转录活化的调节中起着重要的作用。
2.4.IRS途径IRS蛋白是胰岛素和胰岛素样生长因子信号传导途径中一个重要的信号分子,并且在其他细胞因子的信号传导过程中也起着一定的作用。
胰岛素受体是由α和β两种组成四聚体型受体,其中β亚基具有激酶活性,可将胰岛素受体底物(insulin receptor substrates, IRSs)磷酸化(图3)。
IRS蛋白含有多个酪氨酸磷酸化位点,扮演着双重的角色,既是上游酪氨酸激酶的底物,也可作为多种信号分子的SH2结构域的锚着位点。
图3 IRS信号途径早期研究表明, IFN-α/β能诱导IRS-1和IBS-2的酪氨酸磷酸化,而且这种磷酸化是JAK激酶依赖性的,它们的磷酸化可能受到Tyk2的调节,因为IRS-l 和IRS-2能通过pleckstrin同源结构域与Tyk2相互作用。
INF诱导的IRS-1和IRS-2的活化可导致下游 PI3k的激活[13],后者通过p85调节亚单位与IRS-1和IRS-2作用。
研究表明IRS蛋白没有STAT分子的锚定位点,而且IRS的激活对STAT 结合DNA 并不需要,因此IRS-PI3K信号途径与JAK-STAT途径互相独立,其在INF介导的生物学效应中的作用有待鉴定。
2.5.CrkL途径Crk蛋白质家族包括CrkL、CrkⅠ和 CrkLⅡ,它们都是细胞癌基因 v-Crk 的同源物14。
同时,它们也是细胞因子信号传导过程中的接头蛋白,连接酪氨酸磷酸化的细胞因子受体和下游的信号传导。
最早发现与IFN-α/β信号传导有关的该家族成员为CrkL, CrkL以IFN-α/β依赖的方式发生磷酸化,并能与TyK2相互作用。
后来的研究表明, CrkⅡ也参与IFN-α/β的信号传导,与IFN-α/β特异性的IRS途径相反,也能激活Crk 途径。
进一步研究发现, Crk 途径与IFN-α/β介导的抗细胞增殖反应有关,小G 蛋白Rap1可能是 Crk 途径中参与IFN依赖的生长抑制效应的下游信号分子, Rapl 的激活依赖于IFN-α/β和IFN-γ,对Ras 具有拮抗作用并表现出抗肿瘤活性[15]。
除此以外CrkL还能与STAT5形成信号复合体,并转移至细胞核与某些ISGs的CAS 元件结合。
CrkL 基因敲除小鼠细胞研究表明,对某IFN-α依赖的GAS 元件的转录活化是必不可少的,提示 CrkL:STAT5复合物在诱导IFN 反应中的重要性[14]。
2.6.其它信号转导分子细胞被病毒感染即能有效地产生IFNs,先期研究发现,受IFN刺激的IFN 受体(IFNR)与ISREs结合而激活IFN诱导性基因表达,且证实转录因子复合物——干扰素刺激性基因因子3(ISGF3)是IFN信号转导的一类关键性介导复合因子。