第九章细胞因子
简述细胞因子的概念及其主要生物学功能
细胞因子 (Cytokines) 是细胞间相互作用的关键调节物质，它们在免疫、炎症、造血等生理和病理过程中发挥着重要作用。
在本文中，我们将简述细胞因子的概念及其主要生物学功能。
一、细胞因子的概念细胞因子是一类多样性的蛋白质，它们由不同类型的细胞分泌，能够调节、激活和抑制其他细胞的功能。
细胞因子主要包括生长因子、炎症因子、趋化因子、淋巴因子等多种类型，它们在体内起着信号传导、调节免疫应答、促进细胞增殖和分化等重要作用。
二、细胞因子的主要生物学功能1. 调节免疫应答细胞因子在免疫系统中起着重要调节作用，能够激活和抑制免疫细胞的功能，调节体内免疫应答过程。
白细胞介素-2 (IL-2) 能够促进T细胞增殖和分化，从而增强细胞免疫应答；肿瘤坏死因子-α (TNF-α) 则是一种炎症因子，能够引发免疫细胞的炎症反应。
2. 促进细胞增殖和分化生长因子是一类重要的细胞因子，它们能够促进细胞的增殖和分化，对体内组织修复和再生至关重要。
表皮生长因子 (EGF) 能够促进上皮细胞增殖，加速创面愈合过程；成纤维细胞生长因子 (FGF) 则能够促进血管生成和修复受损组织。
3. 调节炎症反应炎症因子是一类重要的细胞因子，它们在炎症反应中发挥着重要调节作用。
IL-1和IL-6等炎症因子能够引发和调节炎症反应过程，从而对抗体外病原体侵袭，并提供免疫保护。
4. 调节造血过程细胞因子也在造血过程中发挥重要作用，能够促进造血干细胞的增殖和分化，维持血液系统的稳态。
造血因子-1 (G-CSF) 能够促进粒细胞增殖和成熟，从而增加血液中的粒细胞数量，提高体内免疫力。
总结回顾细胞因子是一类多样性的蛋白质，它们在免疫、炎症、造血等生理和病理过程中发挥着重要作用。
通过调节免疫应答、促进细胞增殖和分化、调节炎症反应、以及调节造血过程等方式，细胞因子维持着体内的稳态和平衡。
对于细胞因子的深入研究，有望为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。
个人观点和理解细胞因子作为一类重要的细胞间调节因子，对于维持体内各种生理过程的稳态具有非常重要的作用。
细胞因子常识
重组细胞因子概述一、细胞因子的概念细胞因子(cytokine)是由机体多种细胞分泌的小分子蛋白质，通过结合细胞表面的相应受体发挥以调节免疫应答为主的生物学作用。
细胞因子具有非常广泛的生物学活性，包括促进靶细胞的增殖和分化，增强抗感染和细胞杀伤效应，促进或抑制其它细胞因子和膜表面分子的表达，促进炎症过程，影响细胞代谢等。
二、细胞因子的特征1、低分子量；一般为＜60kD的多肽或糖蛋白。
多以单体形式存在，少数为二聚体，三聚体。
2、天然细胞因子由抗原、丝裂原或其他刺激物活化的细胞所分泌，通过旁分泌(paracrine)、自分泌(autocrine)或内分泌(endocrine)方式在局部发挥短暂作用。
3、一种细胞因子可由多种细胞产生，同一种细胞可产生多种细胞因子。
4、需通过与靶细胞表面相应受体结合后发挥其生物学效应。
5、具有高效性、多效性、叠性、拮抗性、协同性和网络性。
三、细胞因子的分类1、白细胞介素(interleukin，IL-s)最初是指由白细胞产生又在白细胞间发挥作用的细胞因子。
2、干扰素（interferon,IFN)最早发现的细胞因子，有干扰病毒感染和复制的能力。
分α、β和g三种类型。
3、肿瘤坏死因子超家族(tumor necrosis factor，TNF)1975年发现的一种能使肿瘤发生出血坏死的物质。
4、集落刺激因子(colony-stimulating factor，CSF)指能够刺激多能造血干细胞和不同造血祖细胞增殖分化，在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。
包括G-CSF（粒细胞）、M-CSF（巨噬细胞）、GM-CSF（粒细胞、巨噬细胞）、Multi-CSF（多重）（IL-3）、红细胞生成素(EPO)、干细胞生长因子(SCF)、血小板生成素(TPO)等。
5、趋化因子(chemokine)主要功能是招募血液中的单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等进入特定的淋巴器官和组织以及感染发生的部位。
医学免疫学—细胞因子
TNF的生物学活性
1 杀瘤、抑瘤作用
直接杀伤或抑制肿瘤细胞 激活NK细胞和巨噬细胞，间接发挥作用 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
刺激靶细胞合成分泌细胞因子，如IL-1、IL-6、IL-8等 增强T、B细胞对抗原和有丝分裂原的增殖反应 增强Tc细胞对靶细胞的杀伤活性
6）趋化因子(Chemokine)
一组具有趋化作用的细胞因子,能吸引免疫细 胞到免疫应答局部,参与免疫调节和免疫病理 反应。
（五）细胞因子的主要生物学作用
1 参与免疫应答和免疫调节 2 刺激造血细胞增殖分化 3 参与神经-内分泌-免疫网络的整体调节
1 抗感染和抗肿瘤 2 参与和调节炎症反应 3 促进创伤的修复
（1）直接作用于下丘脑体温调节中枢 （2）刺激巨噬细胞释放IL-1
6 引发恶液质
由TNF引起，能够促进蛋白脂肪消耗、分解，引 起代谢紊乱
表现为厌食、恶心、消瘦、衰弱和贫血
4）集落刺激因子(Colony stimulating factor,CSF)
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
免疫球蛋白超家族（二）
3）选择素家族 selectin family
家族各成员胞膜外结构域相似，均由C型 凝集素（CL）结构域、表皮生长因子 （EGF）结构域和补体调控蛋白（CCP） 结构域组成。
其中CL结构域是选择素结合配体部位。
选择素家族 selectin family
细胞因子常识
重组细胞因子概述一、细胞因子的概念细胞因子(cytokine)是由机体多种细胞分泌的小分子蛋白质，通过结合细胞表面的相应受体发挥以调节免疫应答为主的生物学作用。
细胞因子具有非常广泛的生物学活性，包括促进靶细胞的增殖和分化，增强抗感染和细胞杀伤效应，促进或抑制其它细胞因子和膜表面分子的表达，促进炎症过程，影响细胞代谢等。
二、细胞因子的特征1、低分子量；一般为＜60kD的多肽或糖蛋白。
多以单体形式存在，少数为二聚体，三聚体。
2、天然细胞因子由抗原、丝裂原或其他刺激物活化的细胞所分泌，通过旁分泌(paracrine)、自分泌(autocrine)或内分泌(endocrine)方式在局部发挥短暂作用。
3、一种细胞因子可由多种细胞产生，同一种细胞可产生多种细胞因子。
4、需通过与靶细胞表面相应受体结合后发挥其生物学效应。
5、具有高效性、多效性、叠性、拮抗性、协同性和网络性。
三、细胞因子的分类1、白细胞介素(interleukin，IL-s)最初是指由白细胞产生又在白细胞间发挥作用的细胞因子。
2、干扰素（interferon,IFN)最早发现的细胞因子，有干扰病毒感染和复制的能力。
分α、β和g三种类型。
3、肿瘤坏死因子超家族(tumor necrosis factor，TNF)1975年发现的一种能使肿瘤发生出血坏死的物质。
4、集落刺激因子(colony-stimulating factor，CSF)指能够刺激多能造血干细胞和不同造血祖细胞增殖分化，在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。
包括G-CSF（粒细胞）、M-CSF（巨噬细胞）、GM-CSF（粒细胞、巨噬细胞）、Multi-CSF（多重）（IL-3）、红细胞生成素(EPO)、干细胞生长因子(SCF)、血小板生成素(TPO)等。
5、趋化因子(chemokine)主要功能是招募血液中的单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等进入特定的淋巴器官和组织以及感染发生的部位。
细胞因子 PPT
增加前列腺 素和细胞因 子 IL-1 ， IL6 ， IL-8 ， GM-CSF 的 产生水平。
巨噬细胞
Mj
骨髓
体内刺激产生CSF
增强造血功能
中性粒细胞
趋化并活化 中性粒细胞
大剂量注射TNF导致恶液质的小鼠模型
四、集落刺激因子(CSF)
➢ 能刺激不同发育阶段的造血细胞增殖分化, 参与造血功能的细胞因子，称为集落刺激 因子(CSF)。
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2.调节T、B细胞活化、增殖和分化 ➢IL-1/2/4/5/6/7/12 等 CK 增 强 免 疫功能 ➢IL-4/10/13 、 TGF- 等 CK 抑 制 免 疫功能
CK对B细胞活化、增殖、分化的作 用
CK的生物学作用
3.调节炎症反应 ➢IL-1/8和TNF等具有趋化作用 ➢IL-1参与发热反应
复习思考题
1、CK的主要种类有哪些？ 2、CK有哪些共同特性？ 3、名词解释：
细胞因子，IL，IFN
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人书友圈7.三端同步
细胞因子
干扰素(Interferon,IFN) 抵抗病毒的感染, 干扰病毒的复制的细胞因子，包括 IFN,IFN,(I型);IFN(II型)
肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF) 可直接诱导肿瘤细胞凋亡的细胞因子,包括TNF, TNF(LymphotoxinLT）,FASL,CD70L,CD30L,CD40L, OX40L,TRAIL(TNF related apoptosis-inducing ligand)等
6Ckine/SLC MIP-1α MIP-1β MIP-3β/ELC RANTES CKβ8/MPIF1 Exdous-2
Lymphoid F, M, L, N, E, MC, F, M, L, N, MC Tumor cell lines Thymus, Lymph nodesT, ME, F, M, Various cell lines Liver, lung, bone marrownode tissues Lymph
b. IL-6R、 IL-11R、 G-CSFR、 G-CSFR、
gp130 均含一个IGSF和1个EpoR区
c. LIFR,含2个EpoR区 d. CNTFR, 含1个IGSF区和1个 EpoR区GPI 连
(免疫学教学课件)细胞因子
二、IL-2
1、产生细胞：活化的T细胞。主要是活化的TH。
2、诱生因素：抗原或丝裂原。 3、分子：糖蛋白，分子量1.5×104 ，含3个半
胱氨酸，其中58和105位的半胱氨酸的二硫 键对保持其生物活性是必不可少的。
IFN等。 3、分子结构：蛋白质，有2个亚型： IL-1α、和
IL-1β。
4、功能：
①T细胞活化；
②影响B细胞的2个发育阶段：一是诱导B细胞成熟；二是抗 原活化B细胞时，与TH细胞因子共同促进B细胞增殖和抗 体产生。
③对其他细胞的作用： M在IL-1刺激下能增加CK合成，如 前列腺素， IL-6的合成； IL-1能维持M的杀瘤细胞能力； 刺激NK杀瘤细胞能力。
70年代，由于细胞因子含量极微，研究进展缓慢。
80年代，DNA重组技术和单克隆抗体技术的应用， 大量细胞因子被发现和克隆。
90年代后，细胞因子克隆速度减慢。
第一节、细胞因子的共同特性
1、正常静止状态的细胞，必须经抗原和丝裂原刺激 活化后，才能合成分泌CK，刺激消失，合成分泌 停止并被迅速降解。
5、作用的短暂性
• 通常情况下。细胞因子并非储存在细胞内，而是 接受特定刺激后，激活细胞因子基因，转录翻译 合成蛋白产物并即刻分泌至细胞外，细胞因子的 半衰期十分短暂。转录出的mRNA在短期工作后 即被降解。因此，临床上应用细胞因子治疗疾病 需持续大剂量给药，从而产生毒副作用。
6、作用的复杂性 ☆各种细胞因子在体内形成极为复杂的相互影响、相互制约的
骨髓干细胞
多能干细胞
血小板生成素
第六节 生长转化因子
少有的负调节因子之一。 来源：几乎一切组织细胞。 功能：见P106 1-6
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 factorsInterleukin-1Chemokines Interleukin-8Macrophage inflammatory proteins‘Cysteine knot’ cytokines Nerve growth factorTransforming growth factorsPlatelet-derived growth factorEGF family Epidermal growth factorTransforming growth factor-αHaematopoietins Interleukins 2–7, -9, -13Granulocyte colony stimulating factorGranulocyte-macrophage colonystimulating factorLeukaemia inhibitory factorErythropoietinCiliary neurotrophic factorTNF 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因子。
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细胞因子（cytokines）:是由细胞合成分 泌的一类低分子量可溶性蛋白质或多肽， 具有调节免疫、细胞增殖和胚胎发育等多 方面的生物活性
第一节 细胞因子总论 第二节 细胞因子受体
第一节 细胞因子总论
一、细胞因子分类 二、细胞因子结构特点 三、细胞因子作用特点 四、细胞因子调控
一、细胞因子分类
胞的作用。 另外还包括 HGF 和 IL-1 受体拮抗因子（IL-1ra）
⑸ 化学趋化因子
化学趋化因子（chemokine）：是一类具有活化白细胞 和炎症介导性化学吸引剂细胞因子。特异地将多 种白细胞吸引到创伤部位。
两类：
α趋化因子：包括血小板因子 4（PF4）、IL-8、中性粒细胞活 化肽-2（NAP-2）、黑色素生长刺激活性因子（MGSA）或称为 生长相关蛋白（GROα、GROβ、 GRO γ ）
⑵ 炎症细胞因子
广义：所有与炎症反应有关的细胞因子，如造血细胞 生长因子、干扰素、淋巴因子、单核因子、化学 趋化因子等
狭义：机体抗感染抗肿瘤防御中起重要作用的细胞因 子，如 TNF-α（tumor necrosis factor） 、 TNF-β、IL-1α、 IL-1β、 IL-6 和 MIF(巨噬 细胞因子，Macrophage inhibition factor) 等
IL功能：抗外来微生物入侵，主要参与激活、刺激 淋巴细胞和粒细胞的增殖和分化
主要包括 IL-2、IL-4、IL-5、IL-9、IL-10、 IL- 13、 IL-14、 IL-17
人 IL-10 单体
人 IL-2
⑷ 巨噬细胞因子
来源：单核/巨噬细胞（炎症细胞因子除外） 主要包括 IL-12、IL-15 等，具有刺激 T 淋巴细
1. 习惯命名分类 按习惯命名可将细胞因子分为7类（干扰素、
炎症细胞因子、淋巴细胞因子、巨噬细胞因子、 化学趋化因子、转化生长因子β 、细胞生长 因子）。
⑴ 干扰素（interferon, IFN）
包括 IFN-α、IFN- β 和 IFN-γ 来源 IFN-α： 白细胞 IFN- β：成纤维细胞 IFN-γ： T 淋巴细胞和自然杀伤细胞（NK）
这组因子来源十分复杂，可来自多种细胞。
⑺ 细胞生长因子
细胞生长因子：指促进细胞增殖分裂的细胞因 子，根据效应细胞的不同可分成两个亚类 ① 造血细胞生长因子 ② 其他细胞生长因子
① 造血细胞生长因子
根据其作用的造血细胞祖系不同，可分为粒单系集 落刺激因子（GM-CSF）、粒系集落刺激因子（G-CSF）、 单核集落刺激因子（M-CSF）、多系集落刺激因子 （Multi-CSF）。
人 GM-CSF
2. 按结构特点此分类法把Βιβλιοθήκη 些一级结构相似性的细胞因子 归类在一起
⑴ IFN家族：包括 IFN-α、 IFN-β 和 IFN-γ， 一级结构具有一定程度的同源性
⑵ TNF家族：包括 TNF-α 和 TNF-β，同源性为 30%
⑶ IL家族：除 IL-3 外,包括 IL-1-17 以及大多数淋 巴胞因子和单核细胞因子
来源 TNF-α：主要是单核/巨噬细胞 TNF-β：T、B 淋巴细胞 IL-1： 巨噬细胞 IL-6： 单核/巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞及 T 淋巴细胞 MIF： 巨噬细胞、腺垂体 IL-14、IL-17 等
⑶ 淋巴细胞因子
淋巴细胞因子：是一组参加细胞免疫调节的细胞因子， 主要指白细胞介素，简称白介素（interleukin, IL）
⑴ 造血细胞因子： 主要刺激血细胞的增殖和分化，如CSF、 EPO 和 SCF。
⑵ 干扰素 ：主要为抗病毒活性，刺激主要组织相容性抗原表 达和巨噬细胞抗感染免疫。
⑶ 淋巴因子： 主要刺激淋巴细胞反应。
⑷ 单核因子：主要为单核细胞产生，并调节单核细胞活性。
⑸ 化学趋化因子：主要诱生化学趋化物质。
⑹ 其他细胞因子：不能归入上述各组的细胞因子。
β趋化因子：包括巨噬细胞炎症蛋白（如 MIP-1α、MIP-1β）， 单核细胞趋化蛋白（如 MCP-1、MCP-2（ 也称 RANTES ）、 MCP-3、）和 IL-16
⑹ 转化生长因子 β
转化生长因子 β（TGF-β ）:是一组对生长起负调控 作用的细胞因子。
是一个大的家族，包括 TGF-β1-5、活化素（activins） 骨形态生成蛋白(bone morphogenetic protein,BMP 2-7 抑制素（inhibins）、Müller 抑制物（Müllerian inhibitory substance ）等
⑷ CSF家族：包括 CM-CSF、 Multi-CSF（IL-3）、 G-CSF、M-CSF、EPO、MF，现统称造血细胞生长 因子
⑸ TGFβ家族：包括TGFβ、活化素和BMP三大组和一 些远系成员如抑制素
⑹ EGF家族：包括 EGF、TGF-α、VGF（牛痘病毒生长 因子）、HB-EGF（肝素结合的 EGF）、两性调 节素（amphiregulin,AR）、BTC（betacellulin） 以及 EGF 相关肽（EGF-related peptides ）等， 有 30-40% 同源性
⑺ FGF家族：包括酸性 FGF（FGF-1）和碱性 FGF（FGF-2）还包括 FGF3-9等
⑻ IGF 家族：包括胰岛素及其类似物胰岛素样 生长因子（IGF-Ⅰ、 IGF-Ⅱ）
⑼ PDGF家族：包括 PDGF-AB、PDGF-AA、PDGFBB
3. 按功能特点分类
这是一种较新的分类方法，把功能相近的细胞因子归类在 一起，分 6 类。但有些细胞因子由于功能太复杂，无法归入 这种分类方法。
此外还有红细胞生成素（EPO）、巨核细胞生长因子 （MF）、刺激 B 淋巴细胞系增殖的IL-7、作为 IL-3
协同因子的 IL-11 和干细胞因子（SCF），由于能促 进造血祖细胞集落形成，故又称集落刺激因子（CSF）
② 其他细胞生长因子
包括神经生长因子（NGF）、表皮生长因子（EGF） 成纤维细胞生长因子（FGF）、胰岛素样生长因子 （IGF）、血小板源生长因子（PDGF）、肝细胞生长 因子（HGF）等