白细胞介素21及其免疫调节研究进展
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中图分类号 : S 8 5 2. 4 文献标识码 : A ( ) 文章编号 : 1 0 0 7 5 0 3 8 2 0 1 2 0 3 0 0 7 6 0 4 - - -
是2 1( i n t e r l e u k i n 2 1, I L 2 1) 0 0 0 白 细 胞 介 素 2 - - [ 1] 年P a r r i s h o v a k报道发现的一种细胞因子 , I L -N - 2 1 序列和结构与 I L 2、 I L 4、 I L 1 5 高度同源 。 I L 2 1 - - - - , 通过I 发 L 2 1 受体 ( i n t e r l e u k i n 2 1r e c e t o r I L 2 1 R) - - - p 挥生物学功能 。 I L 2 1 R 和I L 2、 4、 7、 9、 I L 1 5 R 同属 - - -
育和功能发挥起到重要的调节作用 。
猪、 牛、 鸡、 犬的 I 5 7% 。 其他动物中 , L 2 1 基因 克 隆 - [ ] 6 8 - 。最初的研究表明I 已见报道 L 2 1仅表达于激 - 活状态 下 的 C 使用佛波醇豆蔻酸乙酸 D 4+ T 细 胞 , , 离子霉素或抗 C 酯( PMA) D 3和 C D 2 8 抗体可以诱
1 0] 。 胞内信号转换是必须的 [
体外细胞 培 养 试 验 证 实 I L 2 1 在I L 1 5 或I L 1 8的 - - -
[5] 。I 协同 作 用 下 加 强 I F N NA 的 合 成 1 L 2 1 -γ mR - + + 主要由活化的 C D 4 T 细 胞 产 生, C D 4 T 细胞作为
激活 状 态 下 可 以 分 泌Hale Waihona Puke Baidu各 种 细 胞 因 子 辅助性 T 细胞 , 以引导形成适当的免疫应答 。 由此提示激活状态下
+ C D 4 T 细胞所产生的I L 2 1可能与其他的细胞因 - 子协同作用 , 进一步加强细胞免疫应答强度 。
3. 2 I L 2 1 对 B 细胞的调节 - 生存和分化起到重 I L 2 1对 于 B 细 胞 的 增 殖、 - 要的作用 。 发 现 之 初 就 证 实和其他共刺激因 I L 2 1 - 子可以协同 调 节 B 细 胞 的 增 殖 。I L 2 1在 C D 4 0协 - 抑制抗 同刺激下 促 进 人 初 始 B 细 胞 的 有 丝 分 裂 ,
[] 肠成纤维细胞都有 I 质化细胞 、 L 2 1 R 的表达 6 。 -
1 1] + + 。 / 用[ I L 2 1可 促 进 I L 1 5介导的鼠 C D 4 C D 8 - -
记忆型 T 细胞的增殖 , 随之上调 I L 2、 I L 1 5和 γ干 - - ) 扰素 ( 的受体 , 提示I I F N L 2 1 可调节记忆 T 细胞 -γ -
( ) : 动物医学进展 , 2 0 1 2, 3 3 3 7 6 7 9 - P r o r e s s i n V e t e r i n a r M e d i c i n e g y
白细胞介素 2 1 及其免疫调节研究进展
2 , 陈 敏1, 彭克美1* , 何 敏2
( 华中农业大学动科动医学院 , 湖北武汉 4 信阳农业高等专科学校动物科学系 , 河南信阳 4 1. 3 0 0 7 0; 2. 6 4 0 0 0)
1 2, 5] - 。 人和 小 鼠 的 I 基[ L 2 1氨基酸序列同源性达 -
然I 但I L 2 1 仅由淋巴细胞产 生 , L 2 1 R 分布于免疫 - - 提 示I 细胞和非免 疫 细 胞 , L 2 1具有广泛的生物学 -
4] 。 近几年的研 究 表 明 I 功能 [ L 2 1对免疫细胞的发 -
+ 导I L 2 1的 表 达。 在 C D 8+ T 细 胞 、 C D 1 9 B 细 胞、 - + 骨髓 D 单 核 细 胞 没 有 发 现I C s细 胞 、 C D 1 4 L 2 1的 - + 表达 。 体外和体内 试 验 研 究 显 示 在 C D 4 T 亚型细 [] 胞中 , I L 2 1 选择 性 表 达 于 TH 2分化细胞 5 。目前 -
陈 敏等 : 白细胞介素 2 1 及其免疫调节研究进展
7 7
术和 N o r t h e r n b l o t分析显示 I L 2 1 R 也表达于 B、 T - , ( 和 NK 源 细 胞 系 包 括 I M- 9( B 细 胞) J u r k a t T细 [ ] , 胞) 等 4 。 研 究 表 明 T 细 胞、 NK 9 2( NK 细 胞 ) B - 细胞 、 巨 噬 细 胞、 角 NK 细 胞 、 NKT 细 胞 , D C 细 胞、
[ 2] ) 。 并共同享有 γ 链 ( c Ⅰ 型细胞因子受体超家族 , γ + 最初认为 I 但近年来的 L 2 1 仅由 C D 4 T 细胞产生 , - [] 研究表明 T h 1 7、 T f h、 NKT 细胞也分泌I L 2 13 。 虽 -
活转染I L 2 1 R 的B a F 3 细胞系增殖能力为指标筛选 - [ ] 并克隆到 I 即I L 2 1 R 的配基 , L 2 11-2 。 - - 人I 与I L 2 1 基因位于染色体 4 2 6 2 7上, L 2、 - -q - q 距I I L 1 5 位于同一染色体上 , L 2 基因仅隔 1 8 0k b。 - - 人I L 2 1 c D NA 编码含 1 6 2 个氨基酸残基的前体肽 , - 成熟的人 I L 2 1 是一个包 含 1 3 1个氨基酸残基的多 - , 分子质量为 1 含有一个四螺旋的细胞因子 肽, 5k u 结构域 。 小 鼠 I 紧 邻I L 2 1 基 因 位 于 染 色 体 3, L 2, - - , 相隔 9 成熟的小鼠 I 5k b L 2 1 包含 1 2 2 个氨基酸残 -
( ) 白细胞介素 2 是新近发现的一种细胞因子 , 主要由激活的 C 1 I L 2 1 D 4+ T 细胞产生 。 I L 2 1通 摘 要 : - - 过其受体I 与I L 2 1 R 发挥多种生物作用 。 I L 2 1 R 属于I型细胞因子受体家族 , L 2、 I L 4、 I L 7、 I L 9 和I L 1 5 - - - - - - - ) 。 许多研究表明 I 受体共同享有 γ 链 ( 生存 、 c L 2 1 独自或与其他细胞因子协同影响多种免疫细胞的增殖 、 γ - 分化和功能 , 参与对免疫反应 稳 态 平 衡 的 调 节 。 为 了 更 全 面 了 解 I 论 文 对I L 2 1 研 究 进 展, L 2 1 与I R 2 1 R - - - 的发现 、 结构特征 、 表达分布 、 信号通路以及 I L 2 1 对免疫细胞的调节作用进行综述 。 - 白细胞介素 2 免疫调节 1; I型细胞因子受体 ; 关键词 :
结构特征和表达 1 I L 2 1 与I L 2 1 R 的发现 、 - - 分布
I L 2 1的发现是基于人们对Ⅰ型细胞因子受体 - 超家族的研究 。 由于 Ⅰ 型细胞因子受体超家族在胞 外膜结构域具有较高的氨基酸同源性和相似的分子 结构 , 这促使研究 者 基 于 同 源 性 在 已 知 的 c D NA 文 库中寻找新的 Ⅰ 型细胞因子受体家族成员及其相应 配基 , 2 0 0 0年 P a r r i s h o v a k从 E S T 文库中 筛 选 出 -N 一段具有 Ⅰ 型 细 胞 因 子 受 体 同 源 结 构 特 征 的 序 列 , 并克隆出全 长 c 将其编码的蛋白质正式命名 D NA, 通过 G I L 2 1 R, e n B a n k 检索 发 现 与 同 年 O z a k i等 独 - 立报道的一种新的 Ⅰ 型细胞因子受体 c D NA 序列一
胞构建 c 并转染至幼仓鼠肾细胞 , 通过激 D NA 文库 ,
2 0 1 1 1 1 0 2 收稿日期 : - - ) ; ) 国家自然科学基金项目 ( 博士学位授权点基金项目 ( 3 0 9 7 2 1 5 2 №. 2 0 0 8 0 5 0 4 0 0 2 3 基金项目 : , 陈 敏( 男, 安徽固镇人 , 讲师 , 博士生研究生 , 主要从事动物组织与胚胎学研究 。 * 通讯作者 1 9 8 0- ) 作者简介 :
[ ,6] 。I I M 或I L 4 诱 导 的 增 殖 11 L 2 1在 L P S或抗 - - g I M 抗 体 协 同 作 用 下 抑 制 小 鼠 B 细 胞 增 殖, I L 2 1 - g
能够对抗 L P S对 B 细 胞 增 殖 的 T 细 胞 依 赖 协 同 刺 激作用 , 这表 明 I L 2 1在固有免疫反应向适应性免 -
+ 致, 随后 P a r r i s h o v a k 等利用 活 化 的 人 C D 3 T细 -N
的研究证 实 , I L 2 1也表达于 T h 1 7、 T f h 和 NKT 细 - 胞, 进一步支 持 I L 2 1对于免疫反应的调节具有重 -
7] 。 要的作用 [
人I 包含9个外 L 2 1 R 基因位于 染 色 体 1 6 1 1, - p 显子 , 其c D NA 编 码 5 3 8 个 氨 基 酸 残 基。 小 鼠 I L - 编码 5 与人 2 1 Rc D NA 全长已克隆 , 2 9 氨基 酸 残 基 , [ 2, 5] 。应用 N I L 2 1 氨基酸 水 平 同 源 性 达 6 2% o r t h - - 包 e r n b l o t分 析 表 明 I L 2 1 R 主 要 分 布 于 淋 巴 组 织, - 括脾 、 胸腺 、 淋巴结和外周血液淋巴细胞 。 流式细胞
] 1 2 1 3 - 。 的功能 [ I L 2 1 显著增强小鼠 T 细胞对异 种 抗 -
原的反应 , 独自或 与 I L 2 或I L 1 5协同作用下增强 - -
[1, 1 4] 。T 细胞 T 细胞细胞毒作用和 γ 干扰素的产生 1
2 I L 2 1 信号通路 -
/ 就目前的研究 I L 2 1 与I L 2 1 R c结 合 后 主 要 - - γ 通过 J AK s S TAT s通 路 发 挥 生 物 学 功 能 。 依 赖 于 - / 细胞系的 不 同 , I L 2 1 R c可 以 激 活 不 同 的 下 游 靶 - γ 因子包括 J a k 1、 J a k 3、 S t a t 1、 S t a t 3、 S t a t 4a n d S t a t 5。 在人 的 T 细 胞 系 , I L 2 1诱导J a k 1、 J a k 3、 S t a t 1和 - 在 人 的 B 细 胞 系, S t a t 3 的激 活 ; I L 2 1诱导J a k 1、 - 而在人的 NKT 细胞系 , J a k 3和 S t a t 5 的激活 ; I L 2 1 - [ 4, 9] 、 。 诱导 S 和 的激活 t a t 1S t a t 3 S t a t 4 I L 2 1通 过I L 2 1 R和γ c组 成 的 复 合 物 发 挥 生 - - 物学功 能 , I L 2 1 R和γ c共 转 染 的 B a F 3细胞导致 - - 具有 更 强 的 增 殖 能 力 , 表明 γ c在 I L 2 1 R 的全部功 - 能 发 挥 是 必 须 的。 研 究 表 明 在 缺 乏 γ c 的 情 况 下, 但信号无法向细胞内转 I L 2 1 R 可以和 I L 2 1结 合, - - [0] 。 此外 , 导 。γ 使用 抗 c的重构可以恢复信号通路 1 c抗体 可 以 破 坏 I L 2 1 诱 导 的 反 应。 虽 然 在 缺 乏 γ - c的情况下 , I L 2 1 R 仍然可以结合J a k 1但不能导 γ - 表明 γ 致其 磷 酸 化 反 应 , c在 I L 2 1 R 复合物中的细 -
是2 1( i n t e r l e u k i n 2 1, I L 2 1) 0 0 0 白 细 胞 介 素 2 - - [ 1] 年P a r r i s h o v a k报道发现的一种细胞因子 , I L -N - 2 1 序列和结构与 I L 2、 I L 4、 I L 1 5 高度同源 。 I L 2 1 - - - - , 通过I 发 L 2 1 受体 ( i n t e r l e u k i n 2 1r e c e t o r I L 2 1 R) - - - p 挥生物学功能 。 I L 2 1 R 和I L 2、 4、 7、 9、 I L 1 5 R 同属 - - -
育和功能发挥起到重要的调节作用 。
猪、 牛、 鸡、 犬的 I 5 7% 。 其他动物中 , L 2 1 基因 克 隆 - [ ] 6 8 - 。最初的研究表明I 已见报道 L 2 1仅表达于激 - 活状态 下 的 C 使用佛波醇豆蔻酸乙酸 D 4+ T 细 胞 , , 离子霉素或抗 C 酯( PMA) D 3和 C D 2 8 抗体可以诱
1 0] 。 胞内信号转换是必须的 [
体外细胞 培 养 试 验 证 实 I L 2 1 在I L 1 5 或I L 1 8的 - - -
[5] 。I 协同 作 用 下 加 强 I F N NA 的 合 成 1 L 2 1 -γ mR - + + 主要由活化的 C D 4 T 细 胞 产 生, C D 4 T 细胞作为
激活 状 态 下 可 以 分 泌Hale Waihona Puke Baidu各 种 细 胞 因 子 辅助性 T 细胞 , 以引导形成适当的免疫应答 。 由此提示激活状态下
+ C D 4 T 细胞所产生的I L 2 1可能与其他的细胞因 - 子协同作用 , 进一步加强细胞免疫应答强度 。
3. 2 I L 2 1 对 B 细胞的调节 - 生存和分化起到重 I L 2 1对 于 B 细 胞 的 增 殖、 - 要的作用 。 发 现 之 初 就 证 实和其他共刺激因 I L 2 1 - 子可以协同 调 节 B 细 胞 的 增 殖 。I L 2 1在 C D 4 0协 - 抑制抗 同刺激下 促 进 人 初 始 B 细 胞 的 有 丝 分 裂 ,
[] 肠成纤维细胞都有 I 质化细胞 、 L 2 1 R 的表达 6 。 -
1 1] + + 。 / 用[ I L 2 1可 促 进 I L 1 5介导的鼠 C D 4 C D 8 - -
记忆型 T 细胞的增殖 , 随之上调 I L 2、 I L 1 5和 γ干 - - ) 扰素 ( 的受体 , 提示I I F N L 2 1 可调节记忆 T 细胞 -γ -
( ) : 动物医学进展 , 2 0 1 2, 3 3 3 7 6 7 9 - P r o r e s s i n V e t e r i n a r M e d i c i n e g y
白细胞介素 2 1 及其免疫调节研究进展
2 , 陈 敏1, 彭克美1* , 何 敏2
( 华中农业大学动科动医学院 , 湖北武汉 4 信阳农业高等专科学校动物科学系 , 河南信阳 4 1. 3 0 0 7 0; 2. 6 4 0 0 0)
1 2, 5] - 。 人和 小 鼠 的 I 基[ L 2 1氨基酸序列同源性达 -
然I 但I L 2 1 仅由淋巴细胞产 生 , L 2 1 R 分布于免疫 - - 提 示I 细胞和非免 疫 细 胞 , L 2 1具有广泛的生物学 -
4] 。 近几年的研 究 表 明 I 功能 [ L 2 1对免疫细胞的发 -
+ 导I L 2 1的 表 达。 在 C D 8+ T 细 胞 、 C D 1 9 B 细 胞、 - + 骨髓 D 单 核 细 胞 没 有 发 现I C s细 胞 、 C D 1 4 L 2 1的 - + 表达 。 体外和体内 试 验 研 究 显 示 在 C D 4 T 亚型细 [] 胞中 , I L 2 1 选择 性 表 达 于 TH 2分化细胞 5 。目前 -
陈 敏等 : 白细胞介素 2 1 及其免疫调节研究进展
7 7
术和 N o r t h e r n b l o t分析显示 I L 2 1 R 也表达于 B、 T - , ( 和 NK 源 细 胞 系 包 括 I M- 9( B 细 胞) J u r k a t T细 [ ] , 胞) 等 4 。 研 究 表 明 T 细 胞、 NK 9 2( NK 细 胞 ) B - 细胞 、 巨 噬 细 胞、 角 NK 细 胞 、 NKT 细 胞 , D C 细 胞、
[ 2] ) 。 并共同享有 γ 链 ( c Ⅰ 型细胞因子受体超家族 , γ + 最初认为 I 但近年来的 L 2 1 仅由 C D 4 T 细胞产生 , - [] 研究表明 T h 1 7、 T f h、 NKT 细胞也分泌I L 2 13 。 虽 -
活转染I L 2 1 R 的B a F 3 细胞系增殖能力为指标筛选 - [ ] 并克隆到 I 即I L 2 1 R 的配基 , L 2 11-2 。 - - 人I 与I L 2 1 基因位于染色体 4 2 6 2 7上, L 2、 - -q - q 距I I L 1 5 位于同一染色体上 , L 2 基因仅隔 1 8 0k b。 - - 人I L 2 1 c D NA 编码含 1 6 2 个氨基酸残基的前体肽 , - 成熟的人 I L 2 1 是一个包 含 1 3 1个氨基酸残基的多 - , 分子质量为 1 含有一个四螺旋的细胞因子 肽, 5k u 结构域 。 小 鼠 I 紧 邻I L 2 1 基 因 位 于 染 色 体 3, L 2, - - , 相隔 9 成熟的小鼠 I 5k b L 2 1 包含 1 2 2 个氨基酸残 -
( ) 白细胞介素 2 是新近发现的一种细胞因子 , 主要由激活的 C 1 I L 2 1 D 4+ T 细胞产生 。 I L 2 1通 摘 要 : - - 过其受体I 与I L 2 1 R 发挥多种生物作用 。 I L 2 1 R 属于I型细胞因子受体家族 , L 2、 I L 4、 I L 7、 I L 9 和I L 1 5 - - - - - - - ) 。 许多研究表明 I 受体共同享有 γ 链 ( 生存 、 c L 2 1 独自或与其他细胞因子协同影响多种免疫细胞的增殖 、 γ - 分化和功能 , 参与对免疫反应 稳 态 平 衡 的 调 节 。 为 了 更 全 面 了 解 I 论 文 对I L 2 1 研 究 进 展, L 2 1 与I R 2 1 R - - - 的发现 、 结构特征 、 表达分布 、 信号通路以及 I L 2 1 对免疫细胞的调节作用进行综述 。 - 白细胞介素 2 免疫调节 1; I型细胞因子受体 ; 关键词 :
结构特征和表达 1 I L 2 1 与I L 2 1 R 的发现 、 - - 分布
I L 2 1的发现是基于人们对Ⅰ型细胞因子受体 - 超家族的研究 。 由于 Ⅰ 型细胞因子受体超家族在胞 外膜结构域具有较高的氨基酸同源性和相似的分子 结构 , 这促使研究 者 基 于 同 源 性 在 已 知 的 c D NA 文 库中寻找新的 Ⅰ 型细胞因子受体家族成员及其相应 配基 , 2 0 0 0年 P a r r i s h o v a k从 E S T 文库中 筛 选 出 -N 一段具有 Ⅰ 型 细 胞 因 子 受 体 同 源 结 构 特 征 的 序 列 , 并克隆出全 长 c 将其编码的蛋白质正式命名 D NA, 通过 G I L 2 1 R, e n B a n k 检索 发 现 与 同 年 O z a k i等 独 - 立报道的一种新的 Ⅰ 型细胞因子受体 c D NA 序列一
胞构建 c 并转染至幼仓鼠肾细胞 , 通过激 D NA 文库 ,
2 0 1 1 1 1 0 2 收稿日期 : - - ) ; ) 国家自然科学基金项目 ( 博士学位授权点基金项目 ( 3 0 9 7 2 1 5 2 №. 2 0 0 8 0 5 0 4 0 0 2 3 基金项目 : , 陈 敏( 男, 安徽固镇人 , 讲师 , 博士生研究生 , 主要从事动物组织与胚胎学研究 。 * 通讯作者 1 9 8 0- ) 作者简介 :
[ ,6] 。I I M 或I L 4 诱 导 的 增 殖 11 L 2 1在 L P S或抗 - - g I M 抗 体 协 同 作 用 下 抑 制 小 鼠 B 细 胞 增 殖, I L 2 1 - g
能够对抗 L P S对 B 细 胞 增 殖 的 T 细 胞 依 赖 协 同 刺 激作用 , 这表 明 I L 2 1在固有免疫反应向适应性免 -
+ 致, 随后 P a r r i s h o v a k 等利用 活 化 的 人 C D 3 T细 -N
的研究证 实 , I L 2 1也表达于 T h 1 7、 T f h 和 NKT 细 - 胞, 进一步支 持 I L 2 1对于免疫反应的调节具有重 -
7] 。 要的作用 [
人I 包含9个外 L 2 1 R 基因位于 染 色 体 1 6 1 1, - p 显子 , 其c D NA 编 码 5 3 8 个 氨 基 酸 残 基。 小 鼠 I L - 编码 5 与人 2 1 Rc D NA 全长已克隆 , 2 9 氨基 酸 残 基 , [ 2, 5] 。应用 N I L 2 1 氨基酸 水 平 同 源 性 达 6 2% o r t h - - 包 e r n b l o t分 析 表 明 I L 2 1 R 主 要 分 布 于 淋 巴 组 织, - 括脾 、 胸腺 、 淋巴结和外周血液淋巴细胞 。 流式细胞
] 1 2 1 3 - 。 的功能 [ I L 2 1 显著增强小鼠 T 细胞对异 种 抗 -
原的反应 , 独自或 与 I L 2 或I L 1 5协同作用下增强 - -
[1, 1 4] 。T 细胞 T 细胞细胞毒作用和 γ 干扰素的产生 1
2 I L 2 1 信号通路 -
/ 就目前的研究 I L 2 1 与I L 2 1 R c结 合 后 主 要 - - γ 通过 J AK s S TAT s通 路 发 挥 生 物 学 功 能 。 依 赖 于 - / 细胞系的 不 同 , I L 2 1 R c可 以 激 活 不 同 的 下 游 靶 - γ 因子包括 J a k 1、 J a k 3、 S t a t 1、 S t a t 3、 S t a t 4a n d S t a t 5。 在人 的 T 细 胞 系 , I L 2 1诱导J a k 1、 J a k 3、 S t a t 1和 - 在 人 的 B 细 胞 系, S t a t 3 的激 活 ; I L 2 1诱导J a k 1、 - 而在人的 NKT 细胞系 , J a k 3和 S t a t 5 的激活 ; I L 2 1 - [ 4, 9] 、 。 诱导 S 和 的激活 t a t 1S t a t 3 S t a t 4 I L 2 1通 过I L 2 1 R和γ c组 成 的 复 合 物 发 挥 生 - - 物学功 能 , I L 2 1 R和γ c共 转 染 的 B a F 3细胞导致 - - 具有 更 强 的 增 殖 能 力 , 表明 γ c在 I L 2 1 R 的全部功 - 能 发 挥 是 必 须 的。 研 究 表 明 在 缺 乏 γ c 的 情 况 下, 但信号无法向细胞内转 I L 2 1 R 可以和 I L 2 1结 合, - - [0] 。 此外 , 导 。γ 使用 抗 c的重构可以恢复信号通路 1 c抗体 可 以 破 坏 I L 2 1 诱 导 的 反 应。 虽 然 在 缺 乏 γ - c的情况下 , I L 2 1 R 仍然可以结合J a k 1但不能导 γ - 表明 γ 致其 磷 酸 化 反 应 , c在 I L 2 1 R 复合物中的细 -