细胞因子的定义、生物学功能及分类

细胞因子的定义、生物学功能及分类

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细胞因子(cytokine)是指由免疫细胞和某些非免疫细胞经刺激而合成、分泌的一类具有生物学效应的小分子蛋白物质的总称。天然的细胞因子由机体内特定细胞常规分泌或在某种刺激条件下分泌到细胞外间质空间，以旁分泌(paracrlne)、自分泌(autocrlne)或内分泌(endocrine)等方式，参与调节细胞生长、凋亡、分化、抗病毒、免疫成熟等过程。若某种细胞因子的分泌细胞和靶细胞非同一细胞，且二者相邻，则该细胞因子对靶细胞表现出的生物学作用称为旁分泌效应；若某种细胞因子作用的靶细胞与该细胞因子的生产细胞是同一细胞，则该作用方式为自分泌效应：一部分细胞因子能够在分泌后作用于机体远端的靶细胞，这种行为称为内分泌效应。

多数细胞因子为分子量低于25kD的糖蛋白，某些小分子细胞因子的分子量可以低至8kD(如IL-8)。细胞因子通常以单体形式存在，部分细胞因子如IL-12、M-CSF或TGF-β等以二聚体形式发挥牛物学作用。

在细胞因子的靶细胞表面，通常存在可以与细胞因子具有高亲和性和特异性的受体蛋白分子，经与细胞因子结合后，激发细胞内信号系统，实现细胞因子对靶细胞的调节作用。某些细胞因子在不同种类细胞表面，有多种受体蛋白分子，通过与不同细胞表面受体的结合，实现对多种类型细胞的特异性调节作用。

细胞因子曾经被用于定义一类免疫调节剂，比如白介素(IL)或干扰素(mterferon)，但是，如何区分细胞因子和具有类似功能的一类分子——激素(荷尔蒙，hormone)一直是科学家研究的问题。经过长时间的研究发现，相较于激素，细胞因子具有更强的生物学活性。典型的蛋白类激素，循环浓度通常在nM(10-9M)级，而pM(10-12M)级别的细胞因子(如IL-6)即可对靶细胞产生显著的调节作用。此外，可以分泌细胞因子的众多细胞类型和数量，也是细胞因子区别于激素的一个显著特征。例如，包括内皮细胞、上皮细胞、巨噬细胞在内的多种真核细胞均可分泌IL-1、IL-6和TNF-α；而激素的分泌则具有明显的局限性(如胰岛素主要由胰腺分泌)。

细胞因子种类众多，经过几十年的研究，根据功能的相关性，将细胞因子分为以下几类：白细胞介素(IL)、肿瘤坏死因子(TNF)、干扰素(IFN)、集落刺激因子(CSF)、生长因子(GF)和趋化因子(CK)。在正常的生理条件下，体液(如外周血)和组织中的细胞因子在极低的水平维持着机体稳态。而在病理条件下，相关细胞

因子含量发生改变，以升高为主，也有少部分水平下降。与这些细胞因子相关的细胞内或细胞间信号通路的活化或关闭也随之发生。因此，灵敏、快速地测定机体内或条件培养基中细胞因子的生物学活性，对于疾病患者的临床诊断和预后，基础研究中细胞信号调节网络的变化具有极为重要的意义。