第八章细胞因子.ppt
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1、第八章 细胞因子CYTOKINE),由机体免疫系统的细胞产生、分泌,通过细胞间的信号传导调节免疫应答的蛋白质。,概念,特性,一种细胞因子可由多种细胞产生,单一刺激也可使同一种细胞产生多种细胞因子。 均为分子量小于8000的小分子量分泌型糖蛋白。 几乎都是细胞在受抗原或丝裂原刺激后的活化过程中合成和分泌,并通过自分泌(autocrine)、旁分泌(paracrine)和内分泌(endocrine)的方式发挥作用。,细胞因子的命名,白细胞介素(interleukins,IL) 白细胞介素是调节淋巴细胞与其他白细胞之间作用的细胞因子,其界定范围很广,除共用白细胞介素这一相同名称外,实际上是不同性质蛋
2、白质的混合群体,根据发现的先后而命名,现已报道有23种IL,,2. 干扰素(interferons,IFN),由病毒感染、免疫及其它各种化学诱导剂诱导机体产生的具有抑制病毒感染、免疫刺激及其他多种化学刺激作用的糖蛋白。往往通过干扰病毒RNA和蛋白的合成而抑制病毒感染,已发现有5中不同类型的IFN。,3. 肿瘤坏死因子 (Tumor necrosis factors,TNF),具有能使肿瘤细胞死亡作用的细胞因子,主要包括两种。,4. 生长因子(Growth factors),能刺激细胞生长的细胞因子,在保证机体自身细胞的更新过程中起重要作用。,5. 趋化因子(Chemokines),一群主要在炎
3、症过程中发挥作用的小分子量蛋白质。如IL-8,细胞因子的总体功能,1. 细胞因子的作用途径,细胞因子可在多个靶细胞上发挥作用,主要通过自分泌(autocrine)、旁分泌(paracrine)和内分泌(endocrine)三种途径发挥作用。,2. 细胞因子的功能特点,细胞因子作用于靶细胞后,能导致细胞分裂、分化,或刺激细胞表达新的受体或其他蛋白质产物,相反也可抑制上述功能。,a. 多效性(pleiotropy),大多数细胞因子可作用于多种靶细胞,并在不同的靶细胞产生不同的效应。,b. 过量性(redundancy),多种细胞因子作用于同一种靶细胞,且往往量大。如B细胞的功能受IL-2、IL-5
4、、IL-4和IL-6等细胞因子的共同作用。,多种细胞因子作用于同一种靶细胞,且往往量大。如B细胞的功能受IL-2、IL-5、IL-4和IL-6等细胞因子的共同作用。,c. 协同性(synergy),有的细胞因子的作用与其他的细胞因子之间有密切的相关性。多发生在两种或两种以上细胞因子同时共同作用于一个靶细胞时,如B细胞的功能受IL-5和IL-4的共同作用开启IgE产生的开关;也可以以顺序的方式发挥作用,即一种细胞因子刺激靶细胞产生另一种细胞因子的受体,从而增强另一种细胞因子的作用,,d. 抵消性(antagonizing),即一种细胞因子的作用可被另一种所抵消。如IFN- 能抑制IL-4刺激B细
5、胞产生IgE的能力。,细胞因子的结构,根据对细胞因子结构的分析,可将细胞因子分为四大群。,第一群,IL-2、3、4、5、6、7、9、10、11、13、15 、 21 、30 、G-CSF、M-CSF、GM-CSF和IFN等细胞因子属于该群,该群的蛋白质分子由四个螺旋聚合在一起,根据链的长短可分为两个亚群。IL-2、3、4、7、9属短链,IL-6、10、11属长链。具有免疫调节和造血功能。,第二群,IL-1、TNF、TGF- 等细胞因子属于该群,该群的蛋白质分子有一长链的 折叠。其功能主要为生长作用、调节组织细胞的衰老和死亡,并与机体的应激有关。,第三群,IL-8等细胞因子属于该群,该群的蛋白质
6、分子具螺旋和 折叠的小分子蛋白质。与炎症反应有关。,第四群,IL-12等细胞因子属于该群,该群的蛋白质分子具有不同结构单位的镶嵌混合物。其功能取决于装配该分子的基本成分,如IL-12是第一群结构的嵌合体,功能与第一群细胞因子相同。,细胞因子的受体,细胞因子的受体是整合在细胞膜上的膜蛋白,往往由膜内区和膜外区两个功能区组成,膜外区与细胞因子结合,而膜内区则参与信号传导。 根据其结构和活性可分为四个家族。,第一家族,细胞因子/干扰素受体家族,是最大的受体家族,包括IL-2R、IL-3R、IL-4R、IL-5R 、IL-7R、IL-9R、IL-12R、 G-CSFR、GM-CSFR、IFN/R、IF
7、N-R和IL-10R,还包括共同链的IL-3、IL-5受体和共同链的IL-2、IL-4、IL-9、IL-15的受体。在结构上有一个或两个包含特定性的膜外区,具有完整的胱氨酸残基。,第二家族,受体激酶家族,TGF-R属此类受体,在结构上具有共同的膜内区。通常情况下以单体存在,活化后成为双体结构。,第三家族,TNF/神经生长受体家族,TNF- R 和TNF-R属此类受体,在结构上具有一个富含胱氨酸的单折叠跨膜区,而膜内区则极少有同原性,因此,这种受体的配体的生物学活性差异很大,能启动细胞凋亡的fas(CD95)和CD40L也能与之结合,促使细胞凋亡。,第四家族,七折受体家族,是包括IL-8在内的趋
8、化因子的受体,同时也是C5a和血小板活化因子(PAF)D的受体。其结构特征是在细胞膜上有七个折。其信号传导需G蛋白介导。,细胞因子的调节,细胞因子可通过受体表达、受体排斥、特异蛋白结合及相反功能细胞因子的抑制等方式进行调节其功能。如T细胞对IL-2的反应主要取决于靶细胞表面IL-2R的表达;IL-1的作用主要受受体抵消物(IL-1RA)的调节;另一些细胞因子则被体液中的特异性可溶性蛋白质所结合而失去其应有的功能,这些可溶性蛋白主要是游离在体液中的细胞因子受体,如IL-2R、TNFR-I、TNFR-II、IL-6R等受体已证明可成为可溶性的物质而游离于体液中;相反功能的细胞因子的相互作用是调节细
9、胞因子作用的主要方式。,主要由巨噬细胞产生的细胞因子,Interleukin-1,除巨噬细胞外,Langerhans 、T、B、NK细胞、血管内皮细胞、纤维母细胞及角质细胞等也能产生,IL-1有三种不同的产物:IL-1、IL-1和IL-1RA。 IL-1主要作用于T、B、NK、中性粒细胞、碱性粒细胞、树突状细胞、纤维母细胞、内皮细胞、角质细胞和单核细胞, IL-1、IL-1是Th2细胞的共刺激因子,也是主要的应激反应刺激因子。 IL-1RA是没有生物学活性的蛋白,能与IL-1的受体结合,但不能产生任何刺激信号,因此是IL-1的拮抗物。,Interleukin-6,除巨噬细胞外,T、B细胞、骨髓
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