20110916细胞因子和细胞因子受体
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。
细胞因子及其受体
3
二.细胞因子的分类
根据来源分类: 1.淋巴因子 (lymphokine)
6
细胞因子发挥作用的三种方式
自分泌 autocrine
作用于分泌 细胞自身
旁分泌 paracrine
作用于比 邻细胞
血液循环
内分泌 endocrine
远距离作用
7
四.细胞因子的作用特点
细胞因子通常以“非特异”方式发挥作用. 细胞因子与相应受体结合具有很高的亲和力,极 少量就能产生明显生物学反应.
2. 干扰素（IFN）：机体在病毒感染时合成释放的，能 干扰病毒DNA或RNA的复制.
3. 肿瘤坏死因子（TNF）：能使肿瘤发生出血和坏死.
4. 集落刺激因子（CSF）：能够刺激多能造血干细胞 和不同发育阶段的造血干细胞的增殖分化.
5. 生长因子（GF）：刺激细胞生长、增殖.
6. 趋化因子（chemokine）：对粒细胞、单核巨噬细胞 和淋巴细胞有趋化和激活作用.
•免疫调节作用
•大多数细胞因子具有上调免疫功能作用.eg: IL-1 •有些细胞因子具有免疫抑制作用. eg: TGF-β、 IL-10
15
细胞因子的主要生物学作用(2)
•刺激造血细胞增殖分化
eg: GM-CSF
•参与和调节炎症反应
eg: TNF-α
16
六.主要的细胞因子
1. 白细胞介素（白介素，IL）：由白细胞分泌并作用 于白细胞的细胞因子.目前统一命名的有三十多种.
细胞因子和受体
调控机制。
探讨细胞因子在免疫应答、炎症反应和肿瘤发生发展中的作用，
03
为疾病治疗提供新思路。
受体结构与功能关系的研究
01
02
03
利用结构生物学手段解 析受体分子的三维结构 ，揭示其与配体结合的
机制。
研究受体与其他蛋白质 的相互作用及其在信号 转导中的作用，深入了 解受体调控细胞功能的
分子机制。
探索受体的调节机制， 包括受体的磷酸化、泛 素化等修饰对受体活性
细胞因子促进肿瘤生长
一些细胞因子如IL-6、IL-8和TNF等可以促进肿瘤细胞的生长、增殖和存活，从而加速肿 瘤的发展。
细胞因子与免疫逃逸
肿瘤细胞产生的细胞因子可以抑制免疫细胞的活性，使肿瘤细胞得以逃避免疫系统的攻击 。
炎症与细胞因子
炎症反应与细胞因子
炎症反应是机体对损伤和感染等 刺激的防御反应，而细胞因子在 炎症反应中发挥关键作用。
受体与免疫疾病
一些细胞因子受体在免疫细胞中的表达或功 能异常，可以导致免疫细胞的过度活化或抑 制，从而引起免疫疾病的发生。因此，这些 受体也成为免疫疾病治疗的重要靶点。
03 常见细胞因子及其受体
白细胞介素及其受体
白细胞介素-1（IL-1）： IL-1受体（IL-1R）
白细胞介素-6（IL-6）： IL-6受体（IL-6R）
巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）： M-CSF受体（M-CSFR）
生长因子及其受体
表皮生长因子（EGF）：EGF受体（EGFR）
转化生长因子-β（TGF-β）：TGF-β受体（TGF-βR）
04 细胞因子与疾病
肿瘤与细胞因子
肿瘤细胞产生细胞因子
肿瘤细胞可以产生多种细胞因子，如白细胞介素（IL）、肿瘤坏死因子（TNF）和干扰素 （IFN）等，这些细胞因子在肿瘤的发生、发展和转移过程中发挥重要作用。
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。
5细胞因子概述
第二节 细胞因子的共同特征
1、多样性：作用于多种细胞，多种生物学 效应
2、局部性：自分泌或旁分泌为主，内分泌
作用方式：自分泌，旁分泌，内分泌
Autocrine (自分泌）
T cell
IL-2
IL-2R
Paracrine (旁分泌）
IL-12
T cell
IL-12R
Endocrine (内分泌）: IL-1, IL-6, TNFa
分布
广泛分布于几乎所有细胞表面,也可成 为可溶性的黏附分子分布于细胞外基 质中。
分类
据黏附分子结构特点可将其分为：
（一）免疫球蛋白超家族 （二）整合素家族 （三）选择素家族 （四）钙黏蛋白家族 （五）黏蛋白样家族
（一）免疫球蛋白超家族(IgSF)
概念:是一类肽链折叠方式与Ig相似,其氨基酸组成 与Ig高度同源的黏附分子 ，包括TCR、BCR ， MHCI和MHCII类抗原等。配体是IgSF分子或整 合素分子。
CD分子参与机体多种重要的生理和病 理过程。
CD的功能
1、参与免疫细胞分化发育：B细胞， CD19，CD40
2、参与免疫细胞识别活化
1）T、B活化第一信号：CD19/21/81， CD79a/CD79b;CD3
2)T、B活化第二信号：共刺激分子对 CD28-B7，CD40-CD40L
3、参与免疫细胞的效应
第二节 黏附分子
黏附分子（adhesion molecules, AM）
是一类介导细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间 相互接触、结合和作用的一类分子,多为跨膜糖 蛋白。以配体-受体结合的形式发挥作用，使细 胞间或细胞与基质间发生黏附，参与细胞的识别、 活化、信号转导及生长、分化、迁移等过程，是 免疫应答、炎症反应等发生的分子基础。
细胞因子细胞因子受体相互作用通路介绍_概述说明
细胞因子细胞因子受体相互作用通路介绍概述说明1. 引言1.1 概述细胞因子是一类具有调节和介导细胞间相互作用的蛋白质分子，它们在多种生理和病理过程中起着重要作用。
细胞因子受体是细胞表面上存在的特定蛋白质结构，能够与细胞因子结合并传递信号，参与调控细胞功能和免疫反应。
细胞因子与其受体之间的相互作用通路对于正常生物学过程的进行至关重要。
1.2 文章结构本文将首先介绍细胞因子及其定义、作用以及分类特点，并着重说明其与免疫调节之间的关系。
接下来将详细讨论细胞因子受体的基本概念和类型以及其结构和功能特点，包括受体信号转导途径等方面内容。
随后，我们将深入探讨细胞因子与细胞因子受体之间的相互作用机制，包括结合亲和力和特异性介导的相互作用方式，并分析这些相互作用后所带来的效应和功能调控。
最后，在总结中我们将强调细胞因子细胞因子受体相互作用通路的重要性，并展望未来在这一领域的研究方向。
1.3 目的本文旨在全面介绍细胞因子与细胞因子受体之间的相互作用通路，探讨其在生理和病理过程中的重要性。
通过对相关文献和研究成果的整理和分析，我们将尽可能详尽地介绍这一领域的最新进展和发现，以期促进对于细胞因子与细胞因子受体相互作用机制的深入理解，并为该领域未来研究提供启示和参考。
2. 细胞因子：2.1 定义和作用：细胞因子是一种分泌于细胞之间起到介导细胞信号传递的蛋白质或小分子。
它们在机体内起到调控和协调免疫反应、细胞增殖、发育和分化以及组织修复等多个生理过程中起着重要的作用。
细胞因子通过与其相应的受体结合，激活特定的信号传导途径，从而在细胞内产生一系列生物学效应。
2.2 分类和特点：根据其功能和结构特点，细胞因子可被划分为许多不同的类别。
常见的分类包括生长因子、趋化因子、淋巴因子和干扰素等。
不同类型的细胞因子具有不同的分泌来源、靶向细胞种类及其生物学效应。
2.3 细胞因子与免疫调节：在免疫系统中，细胞因子扮演着重要角色。
它们参与调节免疫应答、促进或抑制免疫反应，并调控T淋巴细胞、B淋巴细胞和巨噬细胞等免疫细胞的活性。
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活性的胞浆区域和一个具有细胞因子结合位点的外部区域。
而酪氨酸-丝氨酸激酶受体则包括一个胞浆内的激酶区域和一个外部的细胞因子结合区域。
细胞因子及其受体在生理和病理过程中发挥重要作用。
许多疾病如免疫性疾病、肿瘤、炎症等都与细胞因子的异常表达或受体功能紊乱相关。
免疫学 细胞因子及其受体
However, they are identical in terms of mechanism of induction, signal transduction and biological activities.
1984, TNF的cDNA得以克隆，后来相继克隆了该家族 的多个成员，构成了TNF超家族细胞因子。
TNF超家族特征
绝大多数成员为II型膜蛋白；
活性形式多为同源三聚体；
在特异性金属蛋白酶作用下，形成可溶形式。
TNF超家族包括TNF,, TRAIL, FASL等； 此外，尚有一批与TNF序列同源，但缺乏诱导凋亡活性的
1、白细胞介素(Interleukin, IL)
国际统一命名的、主要由白细胞产生并介导白细胞间相 互作用的细胞因子。
IL1-IL38。
2、干扰素(Interferon,IFN)
具有干扰病毒感染和复制功能的细胞因子。
I型干扰素：IFN-α, IFN-β, IFN-ω，IFN-ε, IFN-κ； 产生细胞：pDC、病毒感染细胞等； 主要作用：抗病毒。 IFN-α是最早发现的细胞因子。
主要功能：炎症反应； 免疫细胞的分化、发育、归巢。
协助介导白细胞从血管向炎症部位的迁移
趋化因子参与免疫细胞在周围免疫器官的定位
chemokine-like function (CLF) - chemokines
CLF chemokines are released during infection, inflammation, or cell stress by non-classical export or due to cell death; They do not usually share the typical chemokine fold and the N-terminal residues with the classical chemokines; They exhibit chemokine-like activities in particular promoting chemotaxis; They typically interact with a GPCR, preferentially functioning as non-cognate ligand of a classical chemokine receptor.
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。
细胞因子及其受体
IL-2Rβ
IL-2
*
SLE(系统红斑狼疮)
RA（类风湿关节炎）
何杰金病
Ⅰ型糖尿病
AIDS
活动性内脏利什曼病
尖锐湿疣
成年人T细胞白血病
3.与IL-2产生和表达异常有关的疾病
*
成年人T细胞白血病发生机制
IL-2
IL-2Rα
*
4.IL-2的生物学作用
IL-2的作用具有沿种系谱向上有约束性，向下无约束性的特点，如人的IL-2能促进小鼠T细胞的增殖，而小鼠的IL-2不能维持人T细胞的生长。IL-2体内的半衰期只有6.9分钟。 Th、Tc细胞都是IL-2的反应细胞： 胸腺细胞和T细胞经抗原、有丝分裂原或同种异体抗原刺激活化后，有在IL-2存在的条件下进入S期，维持细胞的增殖。
第8章 细胞因子及其受体 cytokines & their conceptors
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内容
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一、定义
第一节 CKs的概念和作用特点
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202X
APC
T
CD4+Th
Abs
CD8+Tc
LKs
B
CTL
TD-Ag
TI-Ag
CMI
AMI/HI
*
CK介导免疫细胞间的通讯
CKs
表面分子
(2)间接(indirect):
(1)直接(direct):
*
Cytokines, growth factors and hormone signal transduction pathways
二、细胞因子分类和命名
（一）根据产生分类
单核因子(monokine) 淋巴因子(lymphokine) 非淋巴细胞、非单核巨噬细胞产生的CK
20110916细胞因子和细胞因子受体
转染293T细胞，检测其分泌表达
5
细胞因子的来源
• 正常细胞：
–未活化时，产生很少；
–活化后，产量可提高成百上千倍；如活化的淋巴细 胞、活化的单核/巨噬细胞、NK细胞、成纤维细胞、 上皮细胞、内皮细胞等。
IL-1、IL-6、IL-12、IL-18 和 TNF—主要由巨噬细胞产生的细胞因 子
反向生物学策略 数据库DNA序列 －生物信息学－蛋白质表达－细胞表型－ 动物模型－人体内功能及与疾病关联。
筛选潜在的细胞因子的策略
• 未知蛋白的生物信息学分析： –无功能性文章报道或无免疫相关的功能性报道 –具有潜在的信号肽或被证实为分泌蛋白 –蛋白氨基酸数目少于300个 –主要在免疫系统和造血系统中表达
• 具有干扰病毒感染和复制功能的细胞因子。
• 1957年从病毒感染细胞培养中分离到一种生物 活性物质，因它可以干扰其它病毒的复制而被命 名为干扰素。
• IFN-α、IFN-β均定位9号染色体，单外显子； • 许多刺激剂可活化基因表达； • IFN-α、IFN-β分子结构有相似之处； • 成熟的IFN-α各亚型有166个氨基酸(IFN-α2 165个),高
G-CSF(粒细胞集落刺激因子)
• 1983年命名,1986年克隆成功. • 人G-CSF基因位于17号染色体, • 人类有两种不同的G-CSF DNA,分别编码含207和204个
氨基酸的前体蛋白,均有30个氨基酸的先导序列,除了 在35位插入了3个氨基酸外,其余序列相同. • 有5个半胱氨酸36=42,64=74,17游离. • 来源 • 多种细胞可产生 –内毒素、TNF-α、IL-1、IFN-γ活化单核/巨噬细
• 1984, TNFa的cDNA得以克隆，后来相继克隆 了该家族的多个成员，构成了TNF超家族细胞因子。
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。
检验技师化学检验知识点：细胞因子受体分为三类
检验技师化学检验知识点：细胞因子受体分为三类检验技师化学检验知识点：细胞因子受体分为三类导语：细胞因子通过结合细胞表面相应的细胞因子受体而发挥生物学作用。
细胞因子和其受体的结合是细胞因子介导的细胞信号转导的启动刺激。
已知的细胞因子受体绝大多数是跨膜蛋白，由胞膜外区、跨膜区和胞浆区组成。
细胞因子受体分为三类(一)造血生长因子受体家族(HPR)大部分细胞因子如IL-2、3、4、5、6、7、9等的受体均属于这一家族，其典型结构特点是含有Trp-Ser-X-Trp-Ser(W-S-X-W-S)的五联保守序列，与细胞因子结合功能密切相关。
(二)lg超家族IL-1受体、M-CSF受体等属于这一家族，IL-6受体同时含有lg超家族和HPR家族两个结构区。
这一超家族的特点是均在膜外区含有lg 样的分子构型，每个lg样功能区由100个左右的氨基酸组成，通过二硫键形成稳定的发夹样反平行的β片层折叠结构。
(三)干扰素受体超家族干扰素α和β共用同一个受体，与干扰素γ受体的结构有类似之外，均含有一段200个氨基酸的保守序列，其中4个半胱氨酸是共有的'。
概述细胞因子通过结合细胞表面相应的细胞因子受体而发挥生物学作用。
细胞因子与其受体结合后启动复杂的细胞内分子间的相互作用，最终引起细胞基因转录的变化，这一过程称为细胞的信号转导。
细胞因子和其受体的结合是细胞因子介导的细胞信号转导的启动刺激。
已知的细胞因子受体绝大多数是跨膜蛋白，由胞膜外区、跨膜区和胞浆区组成。
胞膜外区为识别结合细胞因子的部位，胞浆区启动受体激活后的信号转导。
细胞因子受体根据其结构和信号转导途径可分为I 型细胞因子受体、II 型细胞因子受体、肿瘤坏死因子受体和趋化性细胞因子受体等不同的家族或超家族。
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IFN-α、IFN-β均定位9号染色体，单外显子； 许多刺激剂可活化基因表达； IFN-α、IFN-β分子结构有相似之处； 成熟的IFN-α各亚型有166个氨基酸(IFN-α2 165个),高 度同源,4个保守的半胱氨酸。
• 成熟的IFN-β有166个氨基酸,3个半胱氨酸 • 成熟的IFN-γ由143个氨基酸组成，以同源双体形式存在， 对酸不稳定。
IFN-α和IFN-β 1、抗病毒活性：诱导抗病毒蛋白： 2-5A合成酶--催化寡核苷酸PPP--活化RNaseL--降解病毒RNA； 蛋白激酶PKR--肽起始因子eIF2磷酸化而灭活，抑制病毒蛋白的合成。 2、抗细胞增殖：与抗病毒蛋白合成的机制相似; 3、免疫调节：上调巨噬细胞IgGFc受体促进ADCC；活化NK，促进杀伤； • 诱导MHCI、II类分子表达，增强免疫应答水平。有抗病毒、抗肿瘤的活性，但 免疫调节的作用比IFN-α/β重要的多，有较严格的种属特异性。 • IFN-γ 1、上调MHCI类、II类分子的表达； 2、促进Th1细胞分化； 3、激活NK、巨噬细胞； 4、抑制Th2细胞、肥大细胞和嗜碱性粒细胞。
3、直接、间接作用于B细胞：促进增殖分化，Ig分泌 4、促进巨噬细胞通过ADCC机制杀伤肿瘤
IL-2主要生物学活性
• 白细胞介素2超家族: one important family of type I
cytokines is the common cytokine receptor γ-chain (γc) family, which consists of IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 and IL-21, and is so named because the receptors for these cytokines share γc (also known as IL-2Rγand CD132)
G-CSF(粒细胞集落刺激因子)
• 1983年命名,1986年克隆成功. • 人G-CSF基因位于17号染色体, • 人类有两种不同的G-CSF DNA,分别编码含207和204个 氨基酸的前体蛋白,均有30个氨基酸的先导序列,除了 在35位插入了3个氨基酸外,其余序列相同. • 有5个半胱氨酸36=42,64=74,17游离. • 来源 • 多种细胞可产生 –内毒素、TNF-α、IL-1、IFN-γ活化单核/巨噬细 胞可产生， –刺激成纤维、内皮细胞也可产生， –某些肿瘤细胞可产生
1.白细胞介素(Interleukin, IL)
1979年第二届国际淋巴因子专题讨论会上命名 的，将由白细胞产生的又在白细胞之间发挥作用 的细胞因子统一命名为白细胞介素，正式命名的 有IL-1--IL-35。
Interleukin 来自inter-leukin，意指白细胞 之间信使分子，中文译为白细胞介素。
细胞因子和细胞因子受体
Cytokine and Cytokine Receptor
王 露
北京大学人类疾病基因研究中心
细胞因子概念
• 细胞因子（Cytokine）是细胞应对各 类刺激而分泌的小分子蛋白，它们调控细 胞生长与分化、组织的发育与修复等多种 生命过程，在天然免疫和获得性免疫中起 着重要作用。
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） 近年来，细胞因子发展迅猛，现已发现200多种细 胞因子，成立专门的细胞因子学会，如国际细胞因 子学会（international cytokine society）；创 办研究细胞因子的专门杂志，如《Cytokine》等。 人类基因组研究显示，不仅有新成员存在于已有的 细胞因子家族中，还会找到全新的家族，尚有多种 细胞因子有待发现。
生物学活性
• 主要作用于中性粒细胞谱系造血细胞的增 殖、分化和活化 • 对人粒细胞、单核细胞、成纤维、平滑肌 细胞等有趋化作用。
G-CSF与临床
1、粒细胞减少症 2、肿瘤化疗引起血细胞减少症 3、贫血和骨髓发育异常综合症
3.干扰素 (Interferon,IFN)
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具有干扰病毒感染和复制功能的细胞因子。
怎样确定一种物质是细胞因子？
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从人类基因组发现新细胞因子 由于体内含量较高的细胞因子大部分已被克隆化，传统的 路线已经难以发现新免疫分子。目前的新细胞因子克隆化 策略主要利用反向生物学原理，从人类基因组发现新细胞 因子或其受体编码基因。 传统生物学策略 发现生物活性－鉴定细胞因子蛋白－克隆基因－细胞表型 －动物模型－人体内功能及与疾病关联 反向生物学策略 数据库DNA序列 －生物信息学－蛋白质表达－细胞表型－ 动物模型－人体内功能及与疾病关联。
1、白细胞介素(Interleukin, IL) 2、集落刺激因子(Colony-Stimulating Factor, CSF) 3、干扰素(Interferon, IFN) 4、肿瘤坏死因子(Tumor-Necrosis Factor, TNF) 5、趋化因子(Chemokine, CK) 6、生长因子(Growth Factor, GF) 7、转化生长因素α：抗病毒
病毒 抑制病 毒复制 IFN-诱导蛋白 诱导刺激 胞核 信号转导 胞核
病毒复制
IFN-a
10 –12 g干扰素能在培 养组织中保护一百万个 细胞免受一千万个病毒 颗粒的感染
• IFN与临床： • 自身免疫病：促炎/抑炎，一些实验表明IFN-γ通 过抑制Th-17的分化，从而调节炎症和自身免疫性 疾病。对炎症是一个双向调节作用。 • 肿瘤：直接或间接抑制肿瘤生长，但是对某些肿 瘤反而有促进作用。 • IFN-α治疗病毒感染性疾病：如丙肝
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TNF超家族特征
• 绝大多数成员为II型膜蛋白；在特异性金属蛋白酶作用下，形成可 溶形式 • 活性形式多为同源三聚体； • TNF超家族包括TNFa,, TRAIL, FASL等；此外，尚有一批与TNFa序 列同源，但缺乏诱导凋亡活性的TNF家族成员。 TNF主要有2种：TNF-α:巨噬细胞产生； TNF-β:又称为淋巴毒素α(lymphotoxin-α，LT-α），主要由活 化T细胞产生； TNF-α和TNF-β共用受体，功能相似。
Yrina Rochman et al. Nature Immunology.2009.9：480-490
2.集落刺激因子 (Colony-Stimulating Factor, CSF)
• 能够刺激多能造血干细胞和不同发育阶段的造血祖细胞增殖 分化，并在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。 • 根据刺激不同造血细胞系或不同分化阶段的细胞有不同的命名
白细胞介素的分类
• IL-1 家族：IL-1α/β · 1Ra · · 18 33 • IL-2 家族：IL-2 · · · · · (共用γ受体链) 4 7 9 15 21 • IL-6 家族IL-6 · · · · (共用gp130受体链) 11 27 30 31 • IL-10 家族IL-10 · · · · · · 19 20 22 24 26 28A/B · (结构相似) 29 • • IL-12 家族 IL-12 · · · 23 27 35(均为异源二聚体结构) IL-17家族：IL-17A、B、C、D、E和F[1]。
4.肿瘤坏死因子 (Tumor necrosis factor, TNF)
• 1975年发现的一种能使肿瘤发生出血坏死的 物质，该因子对多种肿瘤细胞系具有细胞毒作用， 而且在多种动物模型中可引起肿瘤坏死，将其命 名为肿瘤坏死因子（Tumor Necrosis Factor， TNF）。
1984, TNFa的cDNA得以克隆，后来相继克隆 了该家族的多个成员，构成了TNF超家族细胞因子。
Factor，BF)
• 1976年发现小鼠脾细胞培养上清中含有一种刺激胸腺细胞 生长的因子，故称为T细胞生长因子（T cell growth factor，
TCGF）
• 1979年统一命名为白细胞介素2（interleukin 2，IL-2）
• IL-2别名
– BF ( blastogenic factor ); Costimulator ; EDF ( eosinophil differentiation factor ); KHF ( killer cell helper factor ); LMF ( lymphocyte mitogenic factor ); LCM factor ( lymphocyte-conditioned medium factor ) LPF ( lymphocyte proliferation factor ); MAF-C I ( macrophage-activating factor for cytotoxicity I ); PFC-EA ( plaque forming cell enhancing factor ); SCIF ( secondary cytotoxic T-cell inducing factor ); TCGF ( T-cell growth factor ); TCPA ( T colony-promoting activity ); TDF ( thymocyte differentiation factor ); TMF ( thymocyte mitogenic factor ); TMF ( T-cell maturation factor ); TMF ( T-cell mitogenic factor ); TRF-3 ( T-cell replacing factor-3 ); TSF ( thymocyte stimulating factor ).
• 集落刺激因子 IL-3 · ·5 ·6 ·11 1