第五章 细胞因子

作用于分泌 细胞自身 自分泌 autocrine
1.理化性质

大 多 数 CK 是 低 分子量糖蛋白， 单体形式。 通过自分泌和 旁分泌方式在 局部发挥作用。
作用于相 邻细胞
2.作用局限性
旁分泌 paracrine 远距离作用
血液循环

内分泌 endocrine
3.分泌具有自限性

无刺激信号，合成立即终止。 同一种CK 可由多种细胞产生，一种 细胞可产生多种CK。

生长因子 具有刺激细胞生长作用的细胞 因子；

趋化性细胞因子 由白细胞与造血微环境
中的基质细胞分泌，可结合在内皮细胞
的表面，具有对中性粒细胞、单核细胞、
淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细
胞的趋化和激活活性。
细胞因子的生物学活性




介导天然免疫 主要由单核-巨噬细胞分泌， 表现为抗病毒和细菌感染作用 介导和调节特异性免疫应答 主要由抗原活化 的T淋巴细胞分泌，调节淋巴细胞的激活、生 长、分化和发挥效应。 刺激造血 由骨髓基质细胞和T细胞等产生刺激 造血的细胞因子，在血细胞的生成方面起重要 作用. 其它 近年来由于分子生物学和克隆技术的发 展和应用，陆续发现了许多新的细胞因子，其 性质与生物、分化、免疫创伤愈合、胚胎发育、 神经损伤修复和肿瘤发生发展有关。
因子（IL-1、6、8和TNF-）
（二）干扰素（Interferon,IFN）

抵抗病毒的感染,干扰病毒复制的细胞因 子，包括 IFN、、g
I型干扰素： 干扰素α、β
来源：白细胞、成纤维细胞、病毒感染的组织细胞等 功能：抗病毒感染、抗肿瘤生长 免疫调节(较弱） 应用：病毒感染性疾病等，肝炎、 SARS
胞因子的某些生物学作用表现为协同效应。
B
活化、增殖、 分化
多效性 pleiotropy
IL-4 胸腺细胞
增殖
增殖 肥大细胞
重叠性 IL-2、 redundancy IL-4、 IL-5
B
均有刺激B细胞 增殖的功能
协同性 synergy
IL-4 + IL-5
B B细胞
更有效地诱导 IgE类别转换
拮抗性 antagonism


病毒
病毒复制 抑制病 毒复制 IFN-诱导蛋白 诱导刺激 胞核 信号转导 胞核
IFN-
II型干扰素



：干扰素γ（IFNg) 来源：活化的T细胞和NK细胞产生 功能：免疫调节 提高单核巨噬细胞、树突状细胞的抗原提呈能力 增强Tc细胞和NK细胞的杀伤活性 抑制TH2细胞形成，下调体液免疫应答 趋化作用 抗病毒和抗肿瘤作用（次要）

细胞因子间可相互诱生
IL-1能诱生IFN、IL-1、
IL-1、
IL-2、IL-4等，IL-2能诱生TNF、IL-2、LT等

细胞因子可调节细胞因子受体的表达 低TNF受体的密度
IL-5、IL-6等可促进IL-2受体的表达；IL-1能降

细胞因子生物活性之间的相互影响 作用或彼此调节
B细胞和T细
胞活化过程中，常需要两种以上细胞因子的协同
第五章 细胞因子

Cytokine (CK)
第一节 概述
细胞因子(Cytokine,CK)是由细胞分泌的具有生物活性
的小分子蛋白物质的统称。特异调节免疫应答和介导 炎症反应、刺激造血、参与组织修复等多种功能。

细胞因子介导多种免疫细胞间的相互作用 有多种其他名称：单核因子、淋巴因子、集落刺激因
子等
EPO
TPO
肾，肝
血小板

(五）生长因子(Growth factor)
具有促进不同类型细胞生长效应的细胞因子 分类： 转化生长因子（transforming growth factor-,TGF) 表皮生长因子（epidermal growth factor, EGF) 血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF) 成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor, FGF) 神经生长因子(nerve growth factor, NGF) 血小板衍生的生长因子（platelet derived growth factor, PDGF) 肝细胞生长因子（hepatic growth factor, HGF)
细胞因子研究历史



1957年，发现干扰素（IFN） 1969年，提出淋巴因子(lymphokine)的概念 1974年，定名细胞因子（cytokine） 形成细胞因子学（cytokinology） 成立专门学会，如国际细胞因子学会 创办专门杂志，如《Cytokine》等 已发现几十种细胞因子 许多国家开办了细胞因子的研制公司
第三节 细胞因子的受体


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 细胞因子的信号转导 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


细胞因子受体的分类
免疫球蛋白基因超家族 受体的细胞膜外区有 一个或多个免疫球蛋白样结构域。 I型细胞因子受体家族 其胞膜外Байду номын сангаас有两个不连 续的半胱氨酸残基和WSXWS基序。(trp ser) II型细胞因子受体家族 其胞膜外区有四个不 连续的半胱氨酸残基。 III型细胞因子受体家族 有富含半胱氨酸的基 序。 趋化因子受体家族 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


TNF的生物学活性

1 杀瘤、抑瘤作用
（1）直接杀伤或抑制肿瘤细胞 （2）激活NK细胞和巨噬细胞，间接发挥作用 （3）损伤血管内皮细胞，促进血栓的形成，阻断肿瘤组织的血 流供应，导致肿瘤出血坏死
2 免疫调节作用
（1）刺激靶细胞合成分泌细胞因子，如IL-1、IL-6、IL-8等 （2）增强T、B细胞对抗原和有丝分裂原的增殖反应 （3）增强Tc细胞对靶细胞的杀伤活性
细胞因子的基因
大肠杆菌表达
纯化 细胞因子 （产品）
大肠杆菌
第二节 细胞因子的分类和生物学活性


细胞因子的种类： 白介素 在白细胞间发挥作用的细胞因子； 干扰素 具有干扰病毒感染和复制的能力； 肿瘤坏死因子 一种能使肿瘤发生出血坏死的物 质； 集落刺激因子 指能刺激多能造血干细胞和不同 发育分化阶段的造血干细胞进行增殖分化，并在 半固体培养基中形成相应集落的细胞因子；
细胞因子的来源
产生细胞因子的细胞主要有三类： 1.活化的免疫细胞 T、B细胞，NK细胞，单核/巨噬细胞。 2.基质细胞 骨髓和胸腺基质细胞，血管内皮细胞，成 纤维细胞,上皮细胞等。 3.某些肿瘤细胞 白血病，淋巴瘤，骨髓瘤细胞等。

现在可应用基因工程技术从工程细 胞如大肠杆菌、酵母菌等产生重组 细胞因子。

集落刺激因子
SCF IL-3 IL-5 IL-11 GM-CSF G-CSF M-CSF 主要产生细胞 纤维母细胞，肝细胞，内皮细胞， 上皮细胞，基质细胞 T 细胞 作 用 所有类型的造血干细胞，黑色素 细胞，肥大细胞 中性粒细胞，单核细胞，红细胞， 嗜碱性粒细胞 T 细胞 嗜酸性粒细胞 基质细胞，纤维母细胞 所有类型的造血干细胞，血小板 T 细胞，单核细胞，内皮细胞，纤 中性粒细胞，单核细胞，嗜酸性 维母细胞 粒细胞，树突细胞 单核细胞，纤维母细胞， 中性粒细胞 单核细胞，淋巴细胞，纤维母细胞， 单核细胞，胎盘滋养细胞 内皮细胞，上皮细胞 肾脏细胞 红细胞
IL-4
B
IFN-g
IFN-g 阻断IL-4 诱导类别转化的 作用，IL-4抑制 IFN-g

作用具有网络性

细胞因子之间相互诱生，功能上相互叠加、 协同或拮抗，形成复杂的细胞因子网络，发 挥综合作用。 CK与激素、神经肽、神经递质组成细胞间信 号分子系统。

作为细胞间的信号分子

细胞因子的网络特性


分类
粒细胞集落刺激因子（granulocyte-CSF, G-CSF) 巨噬细胞集落刺激因子（macrophage-CSF，M－ CSF) 粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子 （granulocyte-maceophage-CSF, GM-CSF) 红细胞生成素（erythropoietin, EPO) 干细胞生成因子（stem cell factor,SCF) 多能集落刺激因子（multi-CSF)
4.产生具有多源性


一种细胞可产生多种细胞因子，不同类型的细胞也可产生一
种或几种相同的细胞因子；一种细胞因子可对多种靶细胞发
挥作用，产生多种不同的生物学效应，称多效性；几种不同 的细胞因子也可同一种靶细胞发生作用，产生相同或相似的 生物学效应，称重叠性；一种细胞因子可以抑制另一种细胞 因子的某些生物学作用，表现为拮抗效应；可以增强另一细
TNF的生物学活性

3 促进炎症反应 （1）诱导血管内皮细胞表达细胞间粘附分子 －1（ICAM-1) （2）分泌IL-1、 IL-8等炎症分子和趋化因子 （3）增强中性粒细胞和单核吞噬细胞的吞噬 功能 4 抗病毒作用 （1）类似于IFN的作用 （2）直接杀伤病毒感染细胞

细胞因子的共同特性

是低分子量（15~30kD）的蛋白或糖蛋白； 天然的细胞因子由抗原、丝裂原或其他刺 激物活化的细胞分泌；且多以单体形式存 在；以非特异性方式发挥作用；以较高的 亲和力与其受体结合；细胞因子的分泌是 一个短时自限过程。 细胞因子可以旁分泌、自分泌或内分泌的 方式发挥作用

细胞因子的共同特性