《医学免疫学教学课件》05 ck,cd,am.ppt
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1、Lecture 5,Cytokines (CK) Leukocyte Differentiation Antigens & Adhesion Molecules,第六章 细胞因子 第八章 白细胞分化抗原与黏附分子,Part-1 Cytokines (CK),主 要 内 容,概念 CK的分类与命名 CK的共同特征 CK的受体 CK的生物学功能,一、概念 细胞因子(cytokine, CK) 是由多种细胞,特别是活化的免疫细胞分泌的、介导细胞与细胞之间相互作用、具有多种生物学功能的小分子多肽物质的统称。 来源 广泛。主要由免疫细胞,尤其是激活的淋巴细胞和单核-巨噬细胞产生。,二、分类和命名 按其来
2、源可分为 淋巴因子(lymphokine)和单核因子(monokine) 按其主要生物学功能分类 1. 白细胞介素(interleukin, IL) 2. 干扰素(interferon, IFN) 3. 肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF) 4. 集落刺激因子(colony stimulating factor, CSF) 5. 趋化性细胞因子(chemokine) 6. 生长因子(growth factor, GF),1.白细胞介素(interleukin, IL) 因来源于白细胞,参与白细胞之间的信息交流而得名。迄今已发现IL-1IL-38。,白细胞介素(I
3、L)种类和主要生物学活性,2. 干扰素(interferon, IFN) 因具有干扰病毒复制的作用而得名。 分类:分为IFN-、IFN-、 IFN-三类。 I型IFN:IFN-、IFN-,主要由白细胞、成 纤维细胞和病毒感染细胞产生。 II型IFN:IFN-,主要由活化T细胞、NK细胞产生。,Actions of type I (, ) interferons,Actions of interferon-,干扰素的主要类型及功能,3. 肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF) 因最初发现在体内外均可直接杀伤肿瘤细胞而得名。,分类:根据其来源和结构 TNF-:主要由单
4、核巨噬细胞产生。 TNF-:主要由淋巴细胞产生,又称淋巴毒素(lymphotoxin,LT)。 功能: 除具有杀伤肿瘤细胞外,还有免疫调节、参与发热和炎症的发生。,4.集落刺激因子(colony stimulating factor, CSF) 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细胞因子。包括:巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞和巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、干细胞因子(SCF)、红细胞生成素(EPO)等。,5. 趋化因子(chemokine) 趋化性细胞因子(chemoattractant cytokin
5、e) 是一类对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子家族。 根据趋化因子氨基端半胱氨酸(C)的组成进行分类: CXC亚家族:如IL-8,对中性粒细胞有强大趋化和激活作用; CC亚家族:如单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemotactic protein1,MCP-1),可趋化单核细胞; C亚家族: 以淋巴细胞趋化蛋白(lymphotactin)为代表,对淋巴细胞有趋化作用。 CX3C亚家族: 以franctalkine为代表,可趋化单核细胞、T及NK细胞。,趋化因子的功能,趋化因子不仅具有化学趋化活性,而且在细胞黏附、脱颗粒与生物活性介质释放、血管生成、造血细胞和免疫细胞发育、淋巴器官起源
6、中发挥作用。 若趋化因子产生过多,则可导致正常组织损伤。,chemotaxis,6.生长因子(growth factor, GF) 是一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子。如转化生长因子- (transforming growth factor-,TGF-)、神经生长因子(nerve growth factor,NGF)、表皮生长因子(epithelial growth factor,EGF)、 血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)、血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial cell growth factor
7、,VEGF)等。,三、细胞因子的共同特性,1. 相对低分子量 2. 产生的多源性 3. CK作用的高效性:仅微量细胞因子就可发挥作用 4. CK作用的局限性:主要在局部发挥功能,发挥功能的方式主要通过旁分泌(paracrine)和自分泌(endocrine)。 5. CK作用的短暂性:抗原刺激下产生,短时自限性分泌,作用时间短 6. CK作用的复杂性 (1)多效性(pleiotropism)(多样性) (2)重叠性(redundancy)(冗余性) (3)拮抗性与协同性(antagonism and synergy) (4)网络性,Properties of cytokines -作用的局限性
8、,细胞因子作用的复杂性 -多效性和重叠性,细胞因子作用的复杂性 -协同性与拮抗性,细胞因子作用的复杂性 -网络性,四、细胞因子受体 (cytokine receptor, CKR),CK必须通过与特异性受体结合而发挥作用; CKR与CK高亲和力结合微量CK可产生显效; 某些CKR自膜脱落形成可溶性CKR 竞争性拮抗CK作用; CKR的分类 CKR共用链:信号转导亚单位常为多种细胞的共有链,使细胞因子的效应具有重叠性。,细胞因子受体都是跨膜蛋白,由胞膜外区、跨膜区和胞浆区组成。 从细胞因子结合其受体开始,到某些基因转录的启动,要经历复杂的细胞内分子间的相互作用,这样的作用过程称为细胞因子的信号转
9、导。,细胞因子受体的结构和分类,根据细胞因子受体的结构和信号传导途径,可将细胞因子受体分为五类: 免疫球蛋白受体超家族(Ig receptor superfamily) I型细胞因子受体(红细胞生成素受体超家族) II型细胞因子受体(干扰素受体家族) III型细胞因子受体(肿瘤坏死因子受体超家族) 趋化因子受体家族(G蛋白偶联受体超家族或七跨膜螺旋受体),细胞因子受体分类,免疫球蛋白超家族: 受体的细胞膜外区有一个或多个免疫球蛋白样结构域。,红细胞生成素受体超家族: 其胞膜外区N端有四个不连续的半胱氨酸残基;C端有不连续的色氨酸-丝氨酸-任意氨基酸-色氨酸-丝氨酸(WSXWS)基序。,干扰素受
10、体家族: 其胞外区含有四个不连续的半胱氨酸残基,不含WSXWS基序,M-CSF,肿瘤坏死因子受体家族: 其胞外区有3-6个富含半胱氨酸(4-6个半胱氨酸残基)的基序。,趋化因子受体 G蛋白偶联受体,由7个疏水性的跨膜区组成,和相应的配体结合后,经偶联GTP结合蛋白而发挥生物学效应。,细胞因子受体中的共用链,大多数细胞因子受体是由两个或两个以上的亚单位组成的异源二聚体或多聚体,通常包括一个特异性配体结合链和一个信号转导链。细胞因子功能上的重复性在很大程度上是由细胞因子受体共用链所决定的。 共用链(common chain): 一条肽链参与多种CKR的组成,称为“共用链 ”或“公有链”,主要与信号
11、转导有关。特异性配体结合链称为“私有链(private chain)。 CK功能的重叠性主要是由CKR共用链决定的。,Structure of the IL-2 and IL-4 receptors Common and private chain,细胞因子受体共用链,可溶性细胞因子受体 (sCKR ),sCKR 是CKR的一种特殊形式。sCKR的氨基酸序列与mCKR 胞膜外区同源,仅缺少跨膜区和胞内区。通过膜受体脱落或mCKR的不同剪接而形成。sCKR与细胞因子特异性结合,但亲和力一般比mCKR低。,sCKR的产生机制 膜受体脱落 mCKR 的不同剪接 sCKR的生物学功能 作为CK的转运蛋
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