第四章 细胞因子

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课程名称：免疫学计划学时 2

授课章节：第四章细胞因子

教学目的和要求：

通过本章的学习要掌握细胞因子的概念、分类、共同特性及生物学功能，了解主要的细胞因子（白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子、生长因子和趋化性细胞因子等）的基本概念、分类、特性及其在免疫机制中的生物作用。

教学基本内容：

第一节细胞因子的种类和来源

第二节细胞因子的共同特性

第三节细胞因子的生物学活性

第四节细胞因子受体

第五节细胞因子的应用

教学重点和难点：

细胞因子的基本概念、分类、共同特性及其在免疫机制中的生物作用。

授课方式、方法和手段：

讲课，多媒体

作业与思考题：

1. 细胞因子的概念是什么？

2. 细胞因子的种类有哪些？

3. 细胞因子有哪些共同特性？主要的生物学活性有哪些？

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第四章细胞因子

概述

一、定义：

细胞因子（cytokine, CK）指由免疫细胞或非免疫细胞（血管内皮细胞、成纤维细胞等）合成与分泌的，具有多种生物功能的小分子蛋白质的统称。因能调节多种细胞的生理功能而得名。可介导细胞与细胞之间相互作用，介导炎症反应，参与免疫应答和组织修复等。

细胞因子包括淋巴细胞产生的淋巴因子和单核巨噬细胞产生的单核因子等。有多种其他名称：单核因子、淋巴因子、集落刺激因子等。

细胞因子多属小分子肽或糖蛋白，作为细胞间信号传递分子，在细胞免疫和体液免疫的传入和传出支中都起作用，既显示了调节淋巴细胞的功能，又能增强炎症细胞的作用，排除异物的活性。在传入支中活化淋巴细胞，调整淋巴细胞和其他细胞的生长和分化，籍以增强或抑制免疫应答；在传出支中能增强炎症细胞和非炎症细胞的代谢和功能。

二、细胞因子的研究历程

1.细胞生物学时期：发现并确认细胞因子的生物学功能，建立敏感特异的检测方法，寻找各种产生细胞因子的细胞及高效诱生法。细胞生物学的研究揭开了细胞因子研究的序幕。

2.蛋白质化学时期：集中于分离、纯化和鉴定培养上清中的某种细胞因子，阐明其理化学性状，在案急速测序，特异性受体分析，制备抗细胞因子的抗血清及单克隆抗体研究细胞因子的免疫学特性，为细胞因子基因水平研究工作奠定基础。

3.分子生物学时期：使用基因工程技术克隆各类细胞因子的基因，并在表达宿主中生产大量的重组产品。

第一节细胞因子的种类和来源

一、细胞因子的种类

细胞因子主要包括白介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子、生长因子和趋化性细胞因子等。

（一）白细胞介素（interleukin, IL）

在白细胞间或免疫活性细胞间起免疫调节作用的细胞因子称为白细胞介素。根据发现的先后顺序命名为IL-1、IL-2、IL-3等，至今已报道的有23种。其中IL-1又分为IL-1a和IL-2β和IL-1γа，合计共25种。

许多IL不仅介导白细胞相互作用，还参与其它细胞的相互作用，如：造血干细胞，血管内皮细胞，神经细胞，成骨和破骨细胞等的相互作用。

主要作用：

1、促进T和B细胞增殖和分化

2、增强NK细胞以及单核细胞的杀伤活性

3、刺激造血细胞参与炎症反应

4、诱导抗体的产生

5、促进血小板的生成

（二）干扰素（interferon，IFN）

1957年，由issacs等人用鸡胚绒毛尿囊膜研究流感病毒干扰现象时发现病毒感染的细胞

产生一种因子，可抵抗病毒的感染，干扰病毒的复制，因而命名为干扰素，它是最早发现的细胞因子。

分型：

根据来源和理化性质，干扰素可分为I型干扰素和II型干扰素，前者包括IFN-α，β，ω，τ，后者包括IFN-γ。

IFN-a来源于病毒感染的白细胞。IFN-β由病毒感染的成纤维细胞产生，IFN-ω来自胚胎滋养层。IFN-τ来自反刍动物滋养层，IFN-γ由抗原刺激T细胞产生。

主要生物学活性

1、Ⅰ型干扰素：IFN-α和IFN-β具有：

1）抗病毒和抗肿瘤

a)诱导宿主细胞产生抗病毒蛋白，干扰病毒复制；

b)增强NK细胞对病毒感染细胞和肿瘤细胞杀伤；

c)促进MHC-Ⅰ类分子表达，增强CTL对病毒感染细胞和肿瘤等靶细胞的杀伤。

2）免疫调节：与Ⅱ型干扰素类似。

IFN-ω和IFN-τ与胎儿保护有关

2、Ⅱ型干扰素

1）主要起免疫调节作用

a）活化巨噬细胞；

b）促进APC(s)表达MHC-Ⅱ类分子，提高抗原递呈能力；

c）促进MHC-Ⅰ类分子表达和增强CTL细胞的杀伤活性;

d) 增强NK细胞的杀伤活性；

e）促进B细胞分化、增殖；

f）抑制Th2细胞分化及细胞因子合成。

2）抗病毒和抗肿瘤作用(与Ⅰ型干扰素类似)。

（三）肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF）

Garwell等在1975年发现经卡介苗或细菌内毒素感染的小鼠血清中含有一种可引起动物的肿瘤组织出血坏死的物质，该物质对体外培养的多种肿瘤细胞株具有细胞毒性作用，但对正常细胞则无杀伤作用而得名。

根据来源和结构不同，可分为TNF-α、TNF-β

1.TNF-α

(1)组成及分子量:同源三聚体, 51 KD 。

(2)细胞来源:单核巨噬细胞（主要）；T细胞、NK细胞和肥大细胞。

(3)主要功能

1) 低浓度

a) 诱导炎症反应

①使血管内皮细胞表达ICAM-1，促白细胞聚集于炎症局部；

②刺激单核巨噬细胞等合成、分泌细胞因子(如IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α等)，导致炎性细胞浸润和增强吞噬细胞的杀伤。

b) 促进MHC-I类分子表达，增强CTL对靶细胞(如病毒感染细胞)的杀伤。

c) 杀伤肿瘤细胞:直接杀伤，引起组织出血坏死。

2) 高浓度--- 内分泌效应

a）引起发热；

b）协同IL-1、IL-6诱导肝细胞合成急性期蛋白；

c）抑制骨髓造血干细胞的分裂；