细胞因子的受体结构与功能

细胞因子的受体结构与功能细胞因子是一类在细胞间传递信息、调节免疫、炎症等生理过程中发挥重要作用的分子。它们可以通过结合相应的受体,触发一系列反应,如启动信号转导、催化酶活性、调控基因表达等。

细胞因子受体的结构和功能特点在不同分子中有所不同,但一般可以分为以下几类。

1. 经典细胞因子受体家族

经典细胞因子受体家族包括多种细胞因子的受体,如IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IFN-γ等等。这些受体通常包含一个跨膜区域,以及一个在细胞质内的结构域。它们的跨膜区域通常含有多个跨膜α 螺旋,这些跨膜α 螺旋能够通过水解能释放细胞因子。它们的内在柄区域则通过酪氨酸激酶等机制连接细胞信号转导网络。

2. 细胞因子受体酶

这类受体酶是通过激活酶活性从而得到细胞因子的反应。一个著名的例子是细胞因子生长因子受体(RTK),通过激活受体激

酶,在细胞膜上催化酶活性。这一过程开启了调节信号转导、生长、凋亡等多种不同反应的基因表达。

3. TLRs

TLRs又称为Toll样受体是在许多不同的免疫反应中,尤其在识别病原菌和其他可能的免疫原时发挥了重要的角色。该类受体的跨膜域包含20~27个α螺旋,这些α螺旋通过离子键和氢键与同样具有高度保守性N-末端底部的病原菌分子成结合。

4. G蛋白耦合受体

G蛋白耦合受体在不同物种、人体脏器以及表达部位中广泛存在。其中细胞因子受体与G蛋白耦合通常涉及细胞外延起始点中的C末端,通过细胞因子受体维持群体的共振,促进了物质、能量的大规模流动。

总之,细胞因子受体的结构和功能在不同分子中存在着差异,但总的来说,它们都能发挥强大的作用,控制着许多重要的生理过程。研究细胞因子受体的结构和功能,对于开发新的免疫调节

药物、治疗某些免疫相关疾病、探索生物学等方面都具有重要意义。

细胞因子的受体结构与功能

细胞因子的受体结构与功能细胞因子是一类在细胞间传递信息、调节免疫、炎症等生理过程中发挥重要作用的分子。它们可以通过结合相应的受体,触发一系列反应,如启动信号转导、催化酶活性、调控基因表达等。 细胞因子受体的结构和功能特点在不同分子中有所不同,但一般可以分为以下几类。 1. 经典细胞因子受体家族 经典细胞因子受体家族包括多种细胞因子的受体,如IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IFN-γ等等。这些受体通常包含一个跨膜区域,以及一个在细胞质内的结构域。它们的跨膜区域通常含有多个跨膜α 螺旋,这些跨膜α 螺旋能够通过水解能释放细胞因子。它们的内在柄区域则通过酪氨酸激酶等机制连接细胞信号转导网络。 2. 细胞因子受体酶 这类受体酶是通过激活酶活性从而得到细胞因子的反应。一个著名的例子是细胞因子生长因子受体(RTK),通过激活受体激

酶,在细胞膜上催化酶活性。这一过程开启了调节信号转导、生长、凋亡等多种不同反应的基因表达。 3. TLRs TLRs又称为Toll样受体是在许多不同的免疫反应中,尤其在识别病原菌和其他可能的免疫原时发挥了重要的角色。该类受体的跨膜域包含20~27个α螺旋,这些α螺旋通过离子键和氢键与同样具有高度保守性N-末端底部的病原菌分子成结合。 4. G蛋白耦合受体 G蛋白耦合受体在不同物种、人体脏器以及表达部位中广泛存在。其中细胞因子受体与G蛋白耦合通常涉及细胞外延起始点中的C末端,通过细胞因子受体维持群体的共振,促进了物质、能量的大规模流动。 总之,细胞因子受体的结构和功能在不同分子中存在着差异,但总的来说,它们都能发挥强大的作用,控制着许多重要的生理过程。研究细胞因子受体的结构和功能,对于开发新的免疫调节

细胞因子及其受体的分子结构和生物学意义研究

细胞因子及其受体的分子结构和生物学意义 研究 细胞因子是一类生物分子,可以调节机体内各个细胞之间的互相作用。它们与体内的受体蛋白质结合来传递信号,从而影响一系列生物过程,包括细胞增殖和死亡、免疫功能和炎症过程等等。细胞因子及其受体的分子结构和生物学意义是当前生命科学中一个热门的研究领域。 细胞因子通常被分为多种类型,包括细胞生长因子(Growth Factors)、细胞因子(Cytokines)、趋化因子(Chemokines)等等。每种细胞因子在分子结构上都有其独特的特征,包括分子量、氨基酸序列、结构域等等。这些特征决定了它们与受体蛋白结合的方式和效率,并进一步影响它们在生物过程中的作用。 细胞因子受体是一类跨膜蛋白,通过胞内的一些信号转导机制实现对细胞因子的识别和传递信号。与细胞因子一样,受体的分子结构也是多样性的。一些受体只与一种细胞因子结合,而另一些受体可以与多种细胞因子相互作用。受体的结构域和信号转导机制也各不相同,使得不同的细胞因子受体可以发挥不同的生物功能。 细胞因子及其受体在生物过程中起到了重要的调节作用。它们参与了机体的正常生长和发育过程,控制了细胞增殖、分化和死亡,也影响了机体的免疫功能和炎症过程。细胞因子与受体之间的相互作用并不是简单的单向传递,而是复杂的生物过程。例如,一些细胞因子的受体不能仅仅通过维持二聚体形式而能够实现信号转导,而需要多聚体化才能发挥生物功能。 细胞因子及其受体的研究不但在生物学上有重要的意义,同时也在医学上具有广泛的应用价值。许多疾病,如肿瘤、自身免疫疾病、炎症性疾病等,都与细胞因子和受体的异常表达和功能有关。通过研究细胞因子及其受体的分子结构和生物功能,可以为新药物的研发提供理论基础。例如,在癌症治疗中,可利用细胞因子和受体的特异性结合设计出靶向治疗药物。

细胞因子详解

捋捋让人迷惑的细胞因子 细胞因子是一类调节蛋白或者糖蛋白,他们的分类现在还不是完全清楚。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者由白细胞表达,他们在免疫和炎症反应中起到重要的调节作用。实际上,一些免疫抑制和抗炎作用的药物就是通过调节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 细胞因子最早在20世纪70年代中期被提出,它当时被认为是一种多肽因子,可以调控细胞分化和免疫系统。干扰素(IFNs)和白介素(ILs)是主要的多肽家族,在当时细胞因子主要指这两类家族。 起初细胞因子的分类主要是根据分泌该因子的细胞类型或者细胞因子初次被发现时的生物活性。然而这些分类方法现在看来都不够准确,无法满足后期的分类需求。最近,根据细胞因子一级,二级和三级结构的分析,可以将大多数的细胞因子分为6大家族。因此,根据分

类方式的不同,某些细胞因子会有多个名称。 表1:细胞因子根据结构分类结果 细胞因子家族成员 ‘β-Trefoil’ cytokines Fibroblast growth factors Interleukin-1 Chemokines Interleukin-8 Macrophage inflammatory proteins ‘Cysteine knot’ cytokines Nerve growth factor Transforming growth factors Platelet-derived growth factor EGF family Epidermal growth factor Transforming growth factor-αHaematopoietins Interleukins 2–7, -9, -13 Granulocyte colony stimulating factor Granulocyte-macrophage colony stimulating factor Leukaemia inhibitory factor Erythropoietin Ciliary neurotrophic factor TNF family Tumour necrosis factor-α an d –β 需要说明的是尽管所有的细胞因子都是多肽调节因子,但并非所有的多肽调节因子都是细胞

免疫细胞表面受体的结构与功能

免疫细胞表面受体的结构与功能 免疫系统在我们的身体中扮演着极为重要的角色,它可以辨识我们体内的异物 并采取相应的措施对其进行排除。作为免疫系统的重要部分,免疫细胞能够识别体内外的许多抗原,这要归功于它们表面的受体。在本文中,我们将深入探究免疫细胞表面受体的结构和功能。 一、免疫细胞表面受体的种类 免疫细胞表面受体的种类可以分为两类:抗原受体和免疫受体。 1. 抗原受体 抗原受体是一种存在于T细胞和B细胞表面的受体,它们的主要作用是识别并响应体内外的抗原刺激。其中,T细胞由T细胞受体(TCR)和CD3复合物组成,能够识别多肽抗原加工后在MHC分子上呈递的抗原。B细胞则表达免疫球蛋白受 体(BCR),它们能够识别广泛的抗原,而且与T细胞不同的是,B细胞可以分泌 抗体来中和体内的异物。 2. 免疫受体 免疫受体则包括许多不同的蛋白质家族,如Toll样受体(TLR)、C型凝集素 受体(CLR)和NOD样受体(NLR)等。它们的作用是监测体内外的病原体,以 便进行及时的免疫反应。不同的免疫受体可以识别不同类型的微生物分子,它们共同协作,帮助免疫系统应对各种外界挑战。 二、免疫细胞表面受体的结构和功能是十分复杂的,下面我们来逐一解析。 1. 抗原受体的结构与功能 (1) T细胞受体的结构和功能

T细胞受体(TCR)由两个不同的多肽链组成称为α和β链。它们均含有可变 区和常量区,可变区主要决定它们与特定抗原结合的特异性。TCR与MHC分子上的肽段结合后,会形成一个独特的调控复合物,从而触发T细胞的激活和功能。 (2) B细胞受体的结构和功能 B细胞受体(BCR)是一种抗体分子,它由两个重链和两个轻链组成。重链有 五种类型(IgM、IgD、IgG、IgE和IgA),轻链有两种类型(κ和λ)。BCR的可变区主要由重链和轻链的可变区组成,它们能够与不同的抗原结合。当BCR和抗 原结合后,会引发B细胞的激活并促进抗体的产生。 2. 免疫受体的结构与功能 免疫受体的种类很多,下面我们重点介绍几种。 (1) Toll样受体(TLR) TLR是一种在人类免疫系统中广泛表达的免疫受体。它们的可变区位于胞浆侧,能够与微生物特定的分子结合。TLR的激活可在感染的早期诱导炎症反应,并促 进细胞的免疫应答。 (2) C型凝集素受体(CLR) CLR在哺乳动物的免疫细胞表面表达,它们通常能识别比TLR更多的病原体 分子。CLR的可变区含有几个剪切蛋白酶识别位点,它们能够识别某些泛素化的 蛋白质,这些蛋白质常常是细菌的表面成分。CLR的激活能够诱导免疫细胞外泌 信号分子,进而促进炎症反应。 (3) NOD样受体(NLR) NLR是一种激活细胞凋亡、胞内信号和炎症反应的受体。NLR的可变区均具 有与蛋白质杂交结构相似的结构,能够与各种微生物成分结合。当NLR激活后,

细胞因子及其受体

细胞因子及其受体 细胞因子是一类分泌于细胞的蛋白质或多肽,它们在细胞间传递信息,调控免疫、炎症及生殖等生物过程。细胞因子可以分为多种类型,包括细 胞生长因子、细胞凋亡因子、白介素、肿瘤坏死因子等。细胞因子通过与 其受体结合,触发细胞内信号通路,从而实现细胞的生物学效应。 细胞因子受体是一类位于细胞膜表面的蛋白质,它们被设计用来与特 定的细胞因子结合。细胞因子受体可以分为两类:细胞膜受体和胞浆受体。细胞膜受体包括酪氨酸激酶受体、酪氨酸-丝氨酸激酶受体、蛋白酪氨酸 激酶受体等,它们位于细胞膜的外部,当细胞因子结合到受体上时,受体 通过激酶活化的方式将信号传递到细胞内部。胞浆受体位于细胞质或细胞 核内部,当细胞因子结合到受体上时,受体通过改变细胞内的转录因子活 性来传递信号。 细胞因子的受体与细胞因子之间的互作可以引起细胞的生物学响应。 例如,肿瘤坏死因子(TNF)是一类重要的细胞因子,它与细胞膜受体TNFR结合后,可以触发多个信号通路,如NF-κB和MAPK等,从而诱导 炎症反应、促进细胞凋亡或增殖。另外一个例子是白介素-2(IL-2),它 通过与细胞膜受体IL-2R结合,能够激活细胞免疫反应,促进T细胞增殖 和功能发挥。 细胞因子受体的结构与功能息息相关。细胞膜受体通常呈现单体或二 聚体状态,当细胞因子结合到受体上时,受体往往形成二聚体或多聚体, 从而激活其内部的激酶活性。细胞膜受体结构包括外部的激活亚单位和跨 膜或胞浆内的激酶亚单位。这些激酶亚单位在受体结合后可以发生磷酸化 反应,从而激活下游的信号通路。由于细胞因子的结构多样性,不同的细 胞因子受体的结构也有所不同。例如,酪氨酸激酶受体包括一个具有激酶

细胞因子受体的分类及其主要特征

细胞因子受体的分类及其主要特征 细胞因子受体是一类分布在细胞膜上的蛋白质,它们在细胞间的信号传递中起着关键作用。根据其结构和功能的不同,细胞因子受体可以分为几个主要类别。 1. 细胞外酪氨酸激酶受体(Receptor Tyrosine Kinase, RTK) 细胞外酪氨酸激酶受体是一类具有酪氨酸激酶活性的受体。它们包括EGFR、PDGFR和FGFR等。这类受体的主要特征是具有一个细胞外结构域、一个跨膜结构域和一个细胞内酪氨酸激酶结构域。当配体结合到细胞外结构域时,受体二聚化并激活其酪氨酸激酶活性,进而激活下游信号通路,参与细胞生长、分化和存活等过程。 2. 细胞外酪氨酸激酶相关蛋白受体(Receptor Tyrosine Kinase-Associated Proteins, RACKs) 细胞外酪氨酸激酶相关蛋白受体是一类通过与酪氨酸激酶受体相互作用而发挥功能的蛋白质。它们包括SH2结构域和PTB结构域蛋白等。这类受体的主要特征是通过与酪氨酸激酶受体的磷酸化位点相结合,调节其激酶活性和下游信号通路的激活。RACKs蛋白的功能多样,可以调节细胞增殖、迁移和凋亡等过程。 3. 细胞内酪氨酸激酶受体(Non-Receptor Tyrosine Kinase) 细胞内酪氨酸激酶受体是一类在细胞内起信号传导作用的酪氨酸激酶。它们包括Src家族蛋白、JAK蛋白和Syk蛋白等。这类受体的主要特征是不具有细胞外结构域,而是通过其酪氨酸激酶结构域直

接参与信号传导。这类受体在细胞增殖、分化和免疫应答等过程中发挥重要的调节作用。 4. 细胞外受体(G-protein Coupled Receptor, GPCR) 细胞外受体是一类通过结合G蛋白参与信号传导的受体。它们包括Rhodopsin家族、Glutamate家族和Adhesion家族等。这类受体的主要特征是具有7个跨膜结构域,通过结合G蛋白的活化和抑制来调节下游信号通路的激活。这类受体广泛分布于各种细胞和组织中,参与调节神经递质释放、光感受、味觉和嗅觉等生理过程。 5. 细胞因子受体家族(Cytokine Receptor) 细胞因子受体家族是一类通过结合细胞因子参与信号传导的受体。它们包括IL-2受体家族、IL-6受体家族和TNF受体家族等。这类受体的主要特征是具有一个细胞外结构域和一个细胞内信号转导结构域。细胞因子结合到受体上时,受体发生构象变化并激活下游信号通路,参与调节免疫应答、炎症反应和细胞增殖等过程。 细胞因子受体的分类及其主要特征对于理解细胞间的信号传递机制具有重要意义。不同类型的细胞因子受体在不同的生理过程中发挥着不可替代的作用。研究细胞因子受体的结构和功能,有助于揭示细胞间的相互作用网络,为疾病的发生和治疗提供理论基础。

细胞因子受体

细胞因子受体 细胞因子是由多种细胞产生的,具有广泛调节细胞功能作用的多肽分子,细胞因子不仅作用于免疫系统和造血系统,还广泛作用于神经、内分泌系统,对细胞间相互作用、细胞的增殖分化和效应功能有重要的调节作用。细胞因子发挥广泛多样的生物学功能是通过与靶细胞膜表面的受体相结合并将信号传递到细胞内部。因此,了解细胞因子受体的结构和功能对于深入研究细胞因子的生物学功能是必不可少的。随着对细胞因子受体的深入研究,发现了细胞因子受体不同亚单位中有共用链现象,这对阐明众多细胞因子生物学活性的相似性和差异性从受体水平上提供了依据。绝大多数细胞因子受体存在着可溶性形式,掌握可溶性细胞因子受体产生的规律及其生理和病理意义,必将扩展人们对细胞因子网络作用的认识。检测细胞因子及其受体的水平已成为基础和临床免疫学研究中的一个重要的方面。 一、细胞因子受体的结构和分类 根据细胞因子受体cDNA序列以及受体胞膜外区氨基酸序列的同源性和结构特征,可将细胞因子受体主要分为四种类型: 免疫球蛋白超家族(IGSF)、造血细胞因子受体超家族、神经生长因子受体超家族和趋化因子受体。此外,还有些细胞因子受体的结构尚未完全搞清,如IL-10R、IL-12R等;有的细胞因子受体结构虽已搞清,但尚未归类,如IL-2Rα链(CD25)。 (一)免疫球蛋白超家族 该家族成员胞膜外部分均具有一个或数个免疫球蛋白(Ig)样结构域的,有关Ig超家族的结构特点参见第三章。目前已知,属于IGSF成员的细胞因子受体有IL-1RtⅠ(CD121a)、IL-1RtⅡ(CD121b)、IL-6Rα链(CD126)、gp130(CDw130)、G-CSFR、M-CSFR(CD115)、SCFR(CD117)和PDGFR,并可分为几种不同的结构类型, 不同IGSF结构类型的受体其信号转导途径也有差别。 (1)M-CSFR、SCFR和PDGFR:胞膜外区均含有5个Ig样结构域,其中靠近胞膜区为1个V样结构,其余4个为C2样结构。受体通常以二聚体形式与相应的同源二聚体配体结合。受体胞浆区本身含有蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase, PTK)结构。 图4-4 M-CSFR、SCFR和PDGFR结构模式图 (2)IL-1RtⅠ和IL-1RtⅡ:胞膜外区均含有3个C2样结构,受体胞浆区丝 氨酸/苏氨酸磷酸化可能与受体介导的信号转导有关。 (3)IL-6Rα链、gp130以及G-CSFR:胞膜外区N端均含1个C2样区,在靠近胞膜侧各有1个红细胞生成素受体超家族结构域,此外在胞膜外区还含有2~

常见细胞因子、趋化因子及其受体

常见细胞因子、趋化因子及其受体 细胞因子和它们的受体是调节免疫系统的重要分子。表一列出了一些主要的细胞因子和它们的功能、产生细胞、受体组成和表达细胞或组织。 干扰素(IFN)是一类重要的细胞因子,包括IFNα、IFNβ和IFNγ。它们可以诱导抗病毒状态,减少细胞增殖并增强自然杀伤细胞和细胞毒性T淋巴细胞的功能。IFNα/β主要由巨噬细胞、单核细胞和激活的T细胞产生,而IFNγ则由几乎所有细胞产生。它们的受体分别为IFNα/βR和IFNγR,分别表达在不同类型的细胞上,包括巨噬细胞、T细胞和NK细胞等。 白细胞介素(IL)也是一类重要的细胞因子,包括IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5和IL-6等。它们可以调节免疫细胞的增殖、分化和功能。IL-1主要由巨噬细胞、中性粒细胞和上皮细胞产生,可以诱导发热和急性期反应。IL-2主要由激活的T 细胞和NK细胞产生,可以促进T和B细胞的激活、增殖和分化。IL-3主要由肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生,可以促进造血和抗寄生虫反应。IL-4主要由激活的T细胞、嗜碱性粒细

胞和肥大细胞产生,可以促进Th2细胞分化和B细胞增殖、 分化和同型转换。IL-5主要由Th2细胞、肥大细胞、NK细胞 和B细胞产生,可以促进嗜酸性粒细胞和肥大细胞的增殖和 活化。IL-6主要由炎症前反应细胞产生,可以促进急性期反应、发热和中性粒细胞的微生物杀伤功能。它们的受体分别为IL- 1R、IL-2R、IL-3R、IL-4R、IL-5R和IL-6R,分别表达在不同 类型的细胞上,包括T细胞、B细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞和成熟细胞等。 IL-7是一种促进淋巴细胞生成的白细胞介素,主要在骨髓和胸腺基质细胞中发挥作用。IL-7RT是其受体,能够促进 αβT细胞、γδT细胞和B细胞的发育,并且也能够促进记忆T 细胞的发生和维持。 IL-8是一种CXC趋化因子,所有与TNF、IL-1或细菌内 毒素接触的细胞类型都会受到其影响。中性粒细胞、NK细胞、T细胞和嗜碱性粒细胞都能够通过IL-8的作用进行趋化,并 且IL-8也能够促进中性粒细胞的脱颗粒和抗微生物功能。 IL-9是一种促进红细胞样、髓样激活的Th2和神经元祖 细胞分化的白细胞介素。IL-9R是其受体,多数造血细胞类型

细胞因子的生物学效应特点

细胞因子的生物学效应特点 细胞因子是一类具有调节和调节细胞功能的蛋白质分子,它们在机体内发挥着重要的生物学效应。细胞因子能够通过与细胞表面受体结合,通过信号传导途径调控细胞的生理和病理过程。本文将从细胞因子的结构特点、作用机制和生物学效应等方面对其进行详细描述。 一、细胞因子的结构特点 细胞因子的结构多样,包括细胞因子家族中的多肽类细胞因子,如干扰素、肿瘤坏死因子、白介素等,以及一些糖蛋白类细胞因子,如胞内黏附分子、表面黏附分子等。这些细胞因子主要由多个氨基酸组成,其结构特点包括:多肽链的折叠方式不同,形成不同的空间结构;细胞因子的氨基酸序列具有高度保守性,不同种类的细胞因子之间存在相似的结构域;细胞因子能够通过二硫键等化学键稳定其空间结构。 二、细胞因子的作用机制 细胞因子通过与特定的细胞表面受体结合,激活受体相关的信号传导途径,进而调控细胞的生理和病理过程。细胞因子与受体的结合可以通过两种方式实现:一种是通过直接结合,即细胞因子与受体的结合部位直接相互作用;另一种是通过间接结合,即细胞因子与受体结合的同时,还需要其他分子的参与。细胞因子与受体结合后,可以通过激活或抑制细胞内相关的信号分子,如蛋白激酶、转录因

子等,从而调控细胞的基因转录和表达,进而产生生物学效应。 1. 多效性:细胞因子具有多效性,即一个细胞因子可以对多种细胞类型产生调节作用。不同细胞对同一种细胞因子的反应不同,甚至在不同情况下同一种细胞对同一种细胞因子的反应也可能不同。这种多效性使得细胞因子能够广泛参与机体的生理和病理过程。 2. 低浓度效应:细胞因子在机体内的浓度通常很低,但它们能够以极低的浓度发挥生物学效应。这是因为细胞因子与受体之间的结合是高度特异的,即使在低浓度下也能够有效地与受体结合并激活相关的信号传导途径。 3. 多种调节方式:细胞因子可以通过多种方式调节细胞的功能。例如,它们可以直接作用于细胞表面受体,通过激活或抑制相关的信号分子来调节细胞的基因转录和表达;它们还可以通过调节细胞间的黏附分子和细胞外基质的合成和降解来影响细胞的迁移和侵袭能力。 4. 多重调控网络:细胞因子参与的信号传导途径通常是复杂的网络调控系统。一个细胞因子可以同时通过多个信号传导途径发挥作用,而一个信号传导途径也可以被多个细胞因子激活。这种多重调控网络的存在使得细胞因子的生物学效应更加复杂和多样化。 5. 时空调控:细胞因子的生物学效应通常是受到时空调控的。细胞

细胞因子及其受体生物学机制研究

细胞因子及其受体生物学机制研究 细胞因子是细胞间相互作用的分子信使,通过给予特定的受体,调节有关的信号通路,如转录因子和酶的活性,从而引发一系列的细胞生理活动。作为一类特殊的蛋白质,细胞因子在人体的免疫反应发挥着重要的作用。近年来,随着生物科技的快速发展,细胞因子及其受体的分子生物学机制也逐渐受到了广泛关注。本文旨在介绍细胞因子及其受体生物学机制的研究现状和进展。 1. 细胞因子的分类和功能 细胞因子是一类由免疫细胞、肝细胞、成纤维细胞、上皮细胞等分泌的蛋白质分子,具有多种功能。按照其结构和功能分类,可以将其分为下列几类: 1.1 细胞生长因子 细胞生长因子是指能够刺激细胞增殖和分化的分子,它们广泛参与了生长过程和细胞发育。例如,Epidermal Growth Factor (EGF) 可以促进上皮细胞增殖;Platelet Derived Growth Factor (PDGF) 可以在组织修复和再生中发挥作用;Transforming Growth Factor-β (TGF-β) 可以在免疫反应及成纤维细胞增殖方面发挥重要作用。 1.2 细胞吸引因子(趋化因子) 细胞吸引因子是指能够引导白细胞向病理灶部位移动的分子。它们包括许多能够在组织损伤和炎症时释放的化学物质,如炎性细胞介素 (IL-1)、肿瘤坏死因子(TNF) 和白细胞介素 8 (IL-8) 等。这些分子通过作用于相应的受体,引导白细胞到达病变部位,加速病理灶的修复。 1.3 细胞凋亡因子

细胞凋亡因子是指能够调控细胞凋亡的分子,它们在免疫反应、组织修复及癌症治疗等方面发挥重要作用。例如,肿瘤坏死因子 (TNF) 及其受体(TNFR1和TNFR2)可以引导癌细胞凋亡,同时也能促进免疫反应。 1.4 细胞调节因子 细胞调节因子是指能够调节免疫反应和炎症反应的分子。它们包括许多不同类型的分子,如白细胞介素 (IL)、Interferon (IFN)、肿瘤坏死因子 (TNF)、凋亡诱导配体 (Apo)和趋化因子等。这些分子可以调节多种不同类型的免疫反应,包括T细胞和B细胞激活、单核细胞和淋巴细胞活化以及炎症反应等。 2. 细胞因子的受体 细胞因子的生物学作用依赖于其与特定的受体结合,启动下游信号传导。按照其工作原理,可以将细胞因子受体分为两类:激活型受体和结合型受体。 2.1 激活型受体 激活型受体(例如TNF受体、IL-1受体和IFN受体等)是由一个单个的复合物组成,其活性在细胞因子作用后会受到调节。这种受体的活性和细胞因子的结合口袋有关,只有当具有两个结合口袋的细胞因子双聚体与受体结合时,才会调控其下游信号通路。这种细胞因子受体结合后可以启动一系列酶途径,从而进入下游信号传导途径。 2.2 结合型受体 结合型受体(例如血小板誘導生長因子接受体(PDGFR)和EGF接受体等)与细胞因子结合后,会形成一个2:2的配位复合物。在结合后,受体分子中的跨膜蛋白就可以开始其下游作用。相比激活型受体,结合型受体的活性与细胞因子结合的位置有关,不仅仅取决于两个细胞因子结合口袋的粘合力。 3. 分子生物学机制研究现状和进展

常见细胞因子、趋化因子及其受体

细胞因子,趋化因子及其受体 表一人主要细胞因子和细胞因子受体 缩写 细胞因 子名称 细胞因子功能 细胞因子的产生细 胞 细胞因子受 体:组成链 细胞因子受体的 表达细胞/组织干扰素 IFN 干扰素 诱导抗病毒状态 细胞增殖 NK细胞核CTL的功 能 影响同型转换 激活的巨噬细胞, 单核细胞;一些激 活的T细胞 IFN / R(1型IFN 受体) 几乎所有细胞 IFN 干扰素 诱导抗病毒状态 细胞增殖 NK细胞核CTL的功 能,影响同型转换 成纤维细胞 IFN / R 几乎所有细胞 IFN 干扰素 诱导抗病毒状态 细胞增殖 NK细胞核CTL的功 能 影响同型转换和凋 亡 APC产生IL-12(促 进Th1分化) IL-4产生和Th2分 化 激活的Th1细胞, CTLs,NK细胞 IFN R(2型IFN 受体) 除红细胞外几乎 所有细胞

白细胞介素 IL-1 白细胞 介素1 炎症前反应 急性期反应 诱导发热和能量消 耗 介导内毒素性休克 巨噬细胞,中性粒 细胞,角化细胞, 上皮细胞,内皮细 胞 IL-1R 大多数细胞类型IL-2 白细胞 介素2 Th1细胞因子 T细胞和B细胞激 活,增殖,分化 NK细胞增殖和产生 TNF,IFN 对外周T细胞耐受 和归巢很重要 激活的T细胞IL-2R 激活的T,B和 NK细胞 IL-3 白细胞 介素3 主要的肥大细胞和 嗜碱性粒细胞生长 因子 T细胞产生IL-10, IL-13 促进抗寄生虫反应 激活的T细胞和肥 大细胞 IL-3R 早期造血细胞, 大多数骨髓细胞 系,一些B细胞IL-4 白细胞 介素4 Th2细胞因子 对Th2细胞分化很 重要 巨噬细胞和IFN 的功能 B细胞增殖,分化 激活的T细胞,嗜 碱性粒细胞,肥大 细胞和NKT细胞 IL-4R 造血细胞

细胞因子的分子结构及功能分析

细胞因子的分子结构及功能分析细胞因子是为多种生物过程提供信号的蛋白质分子,可以通过细胞膜上的受体或者膜内的受体进行信号转导。它们参与细胞分化、增殖、发育、免疫调节等生物活动,是生命活动中不可或缺的分子。本文将对细胞因子的分子结构及其功能进行分析。 一、细胞因子的分子结构 细胞因子是一类多肽分子,分子量在10 kDa~80 kDa之间。它们一般由细胞合成并分泌出来,可以作为自身受体的配体,促进信号通路的激活。细胞因子具有很多结构域的特征。 1. 信号肽 细胞因子的合成通常是先剪切信号肽,形成前体蛋白,然后再被切割成成熟的细胞因子。信号肽一般是20~30个氨基酸残基组成的,它们通常在肽链的N端,参与信号转导过程。 2. 细胞因子家族

细胞因子可以分为多个家族,不同家族的成员具有相似的结构 和功能。例如,IL-1超家族包括IL-1α、IL-1β、IL-18等细胞因子,它们的结构域很相似,也具有相似的生物活性。 3. 细胞因子结构域 细胞因子的分子结构中包括许多结构域,其中比较常见的有: (1)α螺旋(alpha helix):这是一种常见的肽链二级结构, 在细胞因子中被广泛应用。例如,IL-4、IL-13等细胞因子中都有 α螺旋。 (2)β片层(beta sheet):这是另外一种常见的肽链二级结构,在一些细胞因子例如β-干扰素中比较常见。 (3)组二聚体结构(dimeric structure):很多细胞因子是由两个单体组成的,例如细胞增生素、肿瘤坏死因子等。

(4)α蛋白结构域(α-helical domain):这是一种长长的刚性 结构域,常常用于招募蛋白质相互作用伴侣,例如IL-6所采用的 就是这种结构域。 二、细胞因子的功能 细胞因子在生物体内发挥着极为重要的生物学作用,具有多种 功能。 1. 细胞增殖和分化 一些细胞因子,如干扰素、白介素、分泌性细胞因子等具有刺 激细胞生长和分化的作用。它们能够激活细胞周期相关的基因表达,从而调节细胞增殖和分化。 2. 免疫调节 细胞因子在免疫调节中发挥着重要的作用。它们可以调节免疫 细胞的迁移、增殖和活化,从而调节免疫系统的整体性能。例如,IL-2激活T细胞,IL-4激活B细胞等。

细胞因子及其受体

15 细胞因子及其受体 免疫受体是由一个由固有免疫系统和适应性免疫系统叠加而成的免疫系统,又是一个弥散系统,在体内往复循环的免疫细胞之间没有固定的有线”连接。这样的一个系统有效运转有赖于不同细胞之间的有序分工合作,信息交换与密切协调。细胞因子(cytokine)是免疫细胞之间以及免疫细胞与其他组织之间相互交换的语言。所谓细胞因子是指是有免疫细胞或非免疫细胞(如血管内皮细胞,表皮细胞和成纤维细胞等)经刺激而合成分泌的一类生物活性分子,他们之间的信息交换与相互调节,参与免疫应答和炎症反应过程。15-1细胞因子的主要特点(General Characteristics Of Cytokines)内分泌素也具有相对分子质量小,浓度低等特点,能够远距离调解组织器官的功能。细胞因子与与内分泌素不同,他们不由专门腺体分泌,而是来自多种不同的组织和细胞,以近距离调节为主。虽然已经发现200余种细胞因子,从人类基因组计划的测序结果来看,还有更多的细胞因子将被发现,他们具有如下一些基本特征: (1)半衰期短,不在细胞内储存而是在被活化

后开始合成并且分泌的。 (2)多效(重叠)性(pleiotropism):多种细胞可以产生同一种细胞因子,一种细胞因 子可以对不同细胞发挥不同作用。 (3)丰裕性(redundant):两种以上的的细胞因子具有相同的或者相似的生物学作用的 现象比较常见。 (4)协同性(synergy):两种细胞因子同时作用于一个靶细胞的效应大于他们单独效应 之和,即为协同作用。 (5)拮抗性(antagonism):有是有两种细胞因子有相互抑制的作用,即为拮抗性。(6)网络性:细胞因子能够诱导或抑制其他细胞因子的合成,形成细胞因子功能和调节 网络。 (7)效应延迟:靶细胞对细胞因子的反应通常发生在几个小时内,需要新mRNA和蛋白质 分子的原位合成。 (8)效应范围:近距离作用为主。多数细胞因子在血液中是检测不到的,他们发挥作用 的方式以旁分泌(paracrine)和自分泌 (autocrine)为主,前者指其对临近细胞

细胞内受体的功能和调控

细胞内受体的功能和调控 细胞内受体是一类在细胞内部发挥重要功能的蛋白质,其结构特点是不跨越细胞膜,只分布在细胞内部的不同位置。这些受体通常可以识别细胞内信号分子,这些信号分子可以是激素、神经递质、免疫介质、细胞因子等。一旦这些信号分子结合到了受体上,就会触发一系列信号转导反应,从而引起某些生理、代谢或者分化效应。本文将从细胞内受体结构、功能多样性、信号转导及调控几个方面着手,深入探讨细胞内受体的功能及调控机制。 一、细胞内受体的结构 细胞内受体一般由两个主要部分组成: 1.受体结构域:包括从外向内数第一个、接触细胞外环境的亲和区和其他结构区。部分受体拥有配体结合区,即配体结合到该区域时才能激活受体。 2.效应区:受体内部的一些结构区,经过激活后能够触发一系列信号转导反应,从而导致各种生理、代谢或分化效应的产生。

二、细胞内受体的功能多样性 根据受体结构区域的不同,细胞内受体可以分为不同的四类: 1. 核受体:这类受体的主要作用是识别核内激活DNA的信号分子,这些信号分子可以是激素或其他生物活性分子。 2. 球蛋白受体:球蛋白受体主要位于细胞内质,在细胞的代谢调节中起着重要作用。细胞内大多数激素都是通过球蛋白受体介导,通过蛋白激酶信号转导来调节细胞代谢和分化状态。 3. 酪氨酸激酶受体:酪氨酸激酶受体包括嵌合型受体和单纯型受体。他们的结构域均包括一个细胞膜外的配体结合区和一个细胞内酪氨酸激酶结构域。这类受体的激活通常是通过配体结合到配体结合区上,从而激活酪氨酸激酶域,触发一系列信号转导反应。 4. G蛋白偶联受体:这类受体一般通过七螺旋转运蛋白G蛋白介导信号转导。G蛋白一般在受体的细胞膜内部结构域上,配体的结合可激活G蛋白,进而在细胞内引起级联反应。

表皮细胞生长因子受体的功能和调控机制

表皮细胞生长因子受体的功能和调控机制 是一个广泛研究的领域。表皮细胞生长因子受体(EGFR)是一种转膜型酪氨酸激酶,它在细胞中的调控与细胞增殖、分化、凋亡等许多生物学过程密切相关。 EGFR功能: EGFR在细胞中能够调节许多生物学过程,如增殖、分化、凋亡、细胞迁移等。例如,在胚胎发育中,EGFR的调控是胚胎的细胞分裂、定向移动和分化的重要决 定因素。EGFR的调控作用也可以影响许多疾病的发展过程,如肿瘤、心血管疾病、炎症性疾病等。 EGFR调控机制: EGFR调控机制可以分为内在和外在两个方面。内在调控主要包括EGFR自身 的翻译后修饰及其下游信号传导通路的激活和抑制。外在调控则包括许多环境因素,如细胞因子、激素、营养和物理化学刺激等。 内在调控: EGFR的内在调控可通过调节其磷酸化状态来实现。EGFR包括多个磷酸化位点,其中Y845、Y1068、Y1086和Y1173等位点的磷酸化状态对EGFR的活性及 其下游信号传导通路的激活具有关键性作用。许多研究表明,EGFR的磷酸化状态 及其活性可通过不同的信号分子来调节,如激活的PI3K、Grb2等。 外在调控: 许多环境因素是可以影响EGFR的调控作用的。例如,表皮生长因子(EGF)是EGFR的天然激动剂,可以促进EGFR磷酸化及其下游信号传导的激活。此外,缺 氧环境和生长因子刺激也可调控EGFR的表达和磷酸化状态。EGFR还可以通过营 养调控网络来调节,如饱和脂肪酸可以促进EGFR的表达和磷酸化状态。

EGFR的激活与癌症转化: EGFR在癌症发展和转化中起着至关重要的作用。EGFR在它的配体结合区域 上具有高胆碱能活性和结构动态性,这是其在肿瘤转化中的关键功能。肿瘤细胞中EGFR的发生率极高,在某些肿瘤中EGFR的特异性激活将抑制细胞凋亡并刺激细 胞增殖。因此,EGFR激活是癌症治疗和预防的主要目标。 EGFR抑制剂在癌症治疗中的应用: EGFR抑制剂已经被广泛应用于癌症治疗中。分子靶向抑制剂是指那些针对癌 细胞相对于正常细胞高表达的分子靶点的药物。EGFR靶向抑制剂已广泛用于胰腺癌、肺癌、头颈癌等许多恶性肿瘤的治疗中。目前,EGFR抑制剂已成为许多癌症 药物中最经典的治疗策略之一,但在临床应用过程中,EGFR抑制剂涉及的副作用 也需要考虑。 结论: EGFR的功能和调控是一个复杂的系统,在细胞生物学和癌症转化中都有着重 要的作用。了解EGFR的功能及其调控机制对于疾病的预防和治疗具有重要意义,将有助于未来更好地应用EGFR靶向抑制剂进行精准治疗。

常见细胞因子、趋化因子及其受体

细胞因子,趋化因子及其受体 NK细胞核CTL的功 能 影响同型转换和凋亡 APC产生IL-12 (促 进Th1分化) 、IL-4产生和Th2分 白细胞介素 IFN诱导抗病毒状态 干扰素 IFN R(2 型 IFN受体) 激活的Th1 细胞,CTLs NK细胞 除红细胞外几 乎所有细胞 IL-1白细胞介 素1 炎症前反应 急性期反应 诱导发热和能量消耗介导内毒素性休克 IL-2白细胞介Th1细胞因子

巨噬细胞,中性粒细胞,角化细胞,上皮细胞,内皮细胞 激活的T细IL-1R IL-2R 大多数细胞类 型 激活的T,B

IL-3 IL-4 IL-5 IL-6 IL-7素2 T细胞和B细胞激 活,增殖,分化 NK细胞增殖和产 生TNF, IFNY 对外周T细胞耐受和 归巢很重要 胞和NK细胞 白细胞介 素3 主要的肥大细胞和嗜碱性 粒细胞生长因子 T细胞产生IL-10, IL-13 促进抗寄生虫反应 激活的T细胞 和肥大细胞 IL-3R早期造血细胞, 大多数骨髓细胞 系,一些B细 胞 白细胞介 素4 Th2细胞因子 对Th2细胞分化很重要 J巨噬细胞和IFNY 的功能 B细胞增殖,分化 和同型转换 肥大细胞增殖 激活的T细 胞,嗜碱性粒 细胞,肥大细 胞和NKT细胞 IL-4R造血细胞 白细胞介 素5 Th2细胞因子 嗜碱性粒细胞趋化 和激活 肥大细胞释放组胺 激活的Th2 细胞,肥大细 胞,NK细胞, B细胞和嗜酸 性粒细胞 IL-5R嗜酸性粒细胞, 肥大细胞,嗜碱 性粒细胞 白细胞介 素6 炎症前反应 急性期反应 诱导发热 中性粒细胞的微生 物杀伤功能 B细胞终末分化 Th17细胞分化 激活的巨噬细 胞,成纤维细 胞和内皮细 胞;一些激活 的T细胞 IL-6R肝细胞,单核细 胞,中性粒细 胞,激活的B细 胞,成熟T细胞 白细胞介 素7 促进淋巴细胞生成主要的BM和 胸腺基质细 IL-7R T,B, NK 和 NKT前体细

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