细胞因子及其受体

趋化因子及其受体在免疫细胞中的作用研究概述

趋化因子是目前成员最多的细胞因子家族，在人和小鼠中大概有50个内源性趋化因子。这些因子大约结合20多个跨膜受体。趋化因子的主要作用是控制免疫细胞的迁移模式，对细胞运动至关重要。趋化因子系统在初始T细胞产生，决定细胞的分化（如效应细胞和记忆细胞），影响调节性T细胞的功能，调节免疫细胞迁移和定位，已达到体内平衡。趋化因子在急性炎症和淋巴系统中对免疫反应的产生和调节具有重要作用。趋化因子在炎性疾病及癌症中的作用使其成为新的药物靶点。

趋化因子可以控制骨髓、血液及外周组织中的免疫细胞运输。CXCL12由CAR细胞产生，可以使发育中的中性粒细胞、B细胞和单核细胞保留在骨髓中。DC前体、肥大细胞前体和发育中的嗜酸性粒细胞通过未知机制保留在骨髓中。在没有CXCR4信号传导或CXCR2信号传导的情况下，嗜中性粒细胞离开骨髓并进入血液。B细胞通过CB2信号进入骨髓，并通过S1P1信号传导进入血液。B细胞可以使用CCR7、CXCR4和CXCR5信号进入淋巴结构。单核细胞响应CCR2信号进入血液以及CXCR4信号传导减少。单核细胞分化为促炎症（CCR2+）和抗炎（CX3CR1+）单核细胞。抗炎单核细胞可以通过CX3CL1进入外周组织。DC前体通过未知机制进入血液，并可以通过CCL20离开外周组织。在人类中，CXCL14也可能在抗炎单核细胞和DC前体迁移到外周组织中起作用。肥大细胞前体通过未知机制离开骨髓，并在CXCR2介导的信号后迁移至肠道。CCR3信号通过CCL11和CCL24（人和小鼠）以及CCL26（人）后，嗜酸性粒细胞进入血液并离开外周组织。

趋化因子精细控制免疫细胞前体的发育及分化，发生在原发性淋巴器官-骨髓和胸腺。在胸腺中，T细胞祖细胞产生的CCL21、CCL25和CXCL12与CCR7、CCR9和CXCR4相互作用决定胸腺中T细胞的发育。在骨髓中，免疫细胞的稳态保留和发育在很大程度上依赖于CXCL12/CXCR4相互作用。研究发现CXCL12/CXCR4相互作用对于多种免疫细胞系的正常发育是必需的，比如B细胞、单核细胞、巨噬细胞、嗜中性粒细胞、天然杀伤（NK）细胞和浆细胞样树突状细胞（pDC）。因此，使用拮抗剂阻断CXCR4信号导致嗜中性粒细胞异常增加并进入外周血。随着嗜中性粒细胞在骨髓中成熟，CXCR4的表达逐渐降低，允许嗜中性粒细胞从骨髓中释放并在血液和外周组织中定位。CXCR4和CCR2信号传导控制来自骨髓的单核细胞释放。CXCL12与CXCR4相互作用以将单核细胞保留在骨髓中，CXCR4的阻断引起外周血单核细胞数量的小幅增加。CCR2介导的信号的丢失阻止单核细胞从骨髓中的排出。B细胞祖细胞发育依赖于CXCR4，CXCR4缺乏可以导致未成熟B细胞从骨髓中退出，进而减少原始B细胞数量，造成B细胞功能缺陷。

细胞因子共用受体γ链的结构,功能及生物学意义

细胞因子共用受体γ链（common gamma chain，γc）是一种跨膜蛋白，由CD132基因编码。它是许多细胞因子受体的共用信号转导子，包括IL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15和IL-21等。

γc具有两个亚型：长链γc和短链γc。长链γc存在于T细胞、B细胞和自然杀伤细胞（NK细胞）中，短链γc主要存在于单核细胞和树突状细胞中。这两种亚型的结构类似，都是由单个跨膜蛋白组成，胞外区域与配体结合，胞内区域参与信号转导。

γc在细胞因子信号转导中起着关键的作用。它与细胞因子特异性的受体共同组成相应的细胞因子受体复合物，使信号转导通路被激活。γc的缺失会导致X-连锁重度综合症（X-linked severe combined immunodeficiency，X-SCID），这种疾病表现为免疫系统功能严重受损，易感染和死亡。

细胞因子共用受体γ链的发现提供了一种新的治疗方法，即利用具有长链γc的细胞因子来治疗X-SCID。例如，IL-2、IL-4和IL-7等细胞因子与γc共同作用，可以促进T、B、NK细胞的增殖和分化，从而恢复免疫功能。此外，对于其他免疫疾病和肿瘤，也可以利用γc来开发新的治疗方法。

第六章 细胞因子

名词解释

1．细胞因子（cytokine）

2．干扰素(interferon)

3．肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor)

4．集落刺激因子(colony stimulating factor)

5．趋化性细胞因子(chemokine)

6．生长因子（growth factor，GF）

7．自分泌效应（autocrine action）

8．旁分泌效应（paracrine action）

问答题

1．简述细胞因子共同的基本特征。

2．细胞因子有哪些主要的生物学功能 ?

3．简述细胞因子及其受体的分类。

4．细胞因子有哪些临床应用及应用前景？

参考答案

名词解释

1．细胞因子（cytokine，CK）： 是指由免疫细胞和某些非免疫细胞经剌激而合成、分泌的一类具有生物学效应的小分子蛋白物质的总称。 CK 能调节白细胞生理功能、介导炎症反应、参与免疫应答和组织修复等 ， 是除免疫球蛋白和补体之外的又一类免疫分子。

2. 干扰素(interferon，IFN)：因其具有干扰病毒感染和复制的能力而命名 ， 根据来源和理化性质的差异可分为 IFN-α、 IFN-β、IFN-γ三类。 IFN-α和 IFN-β主要由白细胞和成纤维细胞以及病毒感染的组织细胞产生 ，统称为 I 型干扰素 ， 通常由病毒感染诱导

产生 ;IFN- γ主要由活化的 T 细胞和 NK 细胞产生 ， 称为II型干扰素 ， 通常由抗原与有丝分裂原诱导产生。干扰素具有抗病毒、抗肿 瘤和免疫调节作用。

3．肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)：是一类能引起肿瘤组织出血坏死的细胞因子，分为TNF-α和TNF-β两类。前者主要由单核/巨噬细胞产生，又称恶病质素；后者主要由活化T细胞产生，又称淋巴毒素。TNF的主要作用包括：①杀瘤、抑瘤和抗 病毒作用；②免疫调节作用；③促进和参与炎症反应；④致热作用；⑤引发恶病质。

细胞因子细胞因子受体相互作用

细胞因子是一类能够调节细胞功能的蛋白质，它们在细胞间相互作用，通过与受体结合来传递信号，从而影响细胞的生理活动。细胞因子受体是细胞膜上的蛋白质，它们可以与特定的细胞因子结合，并在结合后触发一系列的信号传导途径，最终影响细胞的生长、增殖、分化和凋亡等生理过程。

细胞因子与受体之间的相互作用是细胞信号传导的重要环节。当细胞因子与其受体结合时，会引发受体的构象变化，激活受体上的信号传导分子，如酪氨酸激酶等。这些信号传导分子会进一步激活下游的信号传导通路，例如MAPK通路、PI3K-Akt通路等，最终影响细胞的基因转录、蛋白合成和细胞功能。

另外，细胞因子与受体的相互作用还可能受到调控因素的影响，比如细胞因子浓度、受体密度、共受体、受体内在活性等因素都可能影响细胞因子与受体的相互作用。此外，细胞因子与受体的相互作用还可能受到细胞内外环境的影响，比如细胞因子的局部浓度梯度、细胞因子的分泌细胞和靶细胞之间的距离等因素都可能影响细胞因子与受体的相互作用。

总的来说，细胞因子与受体之间的相互作用是一个复杂的过程，受到多种因素的调控。了解细胞因子与受体的相互作用对于揭示细胞信号传导的机制、疾病发生发展的过程以及药物研发具有重要意义。希望这些信息能够帮助你更好地理解细胞因子与受体的相互作用。