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一文带你了解11项细胞因子

2022-6-16| 发布者: 归去来兮| 查看: 100| 评论: 0|来自: 热景生物

摘要: 细胞因子(cytokine,CK)是免疫原、丝裂原或其他刺激剂诱导多种细胞产生的低分子量可溶性蛋白质,具有调节固有免疫和适应性免疫、细胞生长以及损伤组织修复等多种功能。细胞因子可被分为白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死 ...

细胞因子(cytokine,CK)是免疫原、丝裂原或其他刺激剂诱导多种细胞产生的低分子量可溶性蛋白质,具有调节固有免疫和适应性免疫、细胞生长以及损伤组织修复等多种功能。细胞因子可被分为白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子超家族、集落刺激因子、趋化因子、生长因子等。细胞因子在体内通过旁分泌、自分泌或内分泌等方式发挥作用,具有多效性、重叠性、拮抗性、协同性等多种生理特性,形成了十分复杂的细胞因子调节网络,参与人体多种重要的生理功能。不同的细胞因子有着不同的功能,也有相似的作用,下文为您一一介绍与免疫系统息息相关的11项细胞因子。


IL-1β,对感染和损伤的防御反应至关重要

IL-1β由多种类型细胞产生和分泌,多为先天免疫系统细胞,例如单核细胞和巨噬细胞。IL-1β的分泌受到“入侵物信号”的调节,例如革兰氏阴性菌的脂多糖(LPS)或者细胞裂解产生的ATP等,IL-1β通常出现在宿主防御的第一线。然而,IL-1β的大量释放会诱导组织细胞的凋亡,加剧慢性疾病和急性期间的损伤。

总之,在各类感染、慢性炎症的发生与急性加重期,可以观察到IL-1β的升高。


IL-2与IL-2R,影响机体免疫平衡

IL-2由活化的 T 淋巴细胞产生,IL-2R即IL-2的受体。IL-2 在大多数生理条件下通过与IL-2R结合发挥其生物学效应,后者主要存在于活化的常规T细胞和Treg细胞。

IL-2表现出双重作用:对于缺乏IL-2的小鼠,体内T细胞疯狂增殖并导致严重的自身免疫病,并在4-12周之间死亡。而体内低剂量的IL-2可以维持Treg细胞的数量,并抑制不需要的免疫反应;高剂量的IL-2则可以激活自然杀伤 (NK) 和效应T细胞,从而产生强大的免疫增强效应,被广泛用于肿瘤治疗。

而临床常用的IL-2R,一般指的是完整IL-2R其中一个可溶性亚基,即α链 (CD25)。可溶性 (s)IL-2R水平一般可以提示当前的免疫反应,用于监测免疫介导的疾病,特别是在噬血细胞性淋巴组织细胞增多症 (HLH) 和T细胞淋巴瘤等疾病中,会上升到很高水平。

简言之,IL-2可以在免疫失调的人群中出现明显变化,如器官移植的患者。可溶性IL-2R水平升高,会降低IL-2的浓度,造成免疫失调,往往在自身免疫性血液、淋巴细胞疾病中发挥重要作用。


IL-4,参与过敏的抗炎因子

IL-4往往与IL-13“同屏”出现,作为同一家族的2种细胞因子,两者保持了结构的相似性并共享信号受体链。IL-4主要参与促进 T辅助2 (TH2) 细胞和免疫球蛋白E (IgE) 的合成,而 IL-13在介导粘液过度分泌中起关键作用,这些成分与过敏性哮喘等疾病密切相关。

除了在自免疾病中广泛分布,IL-4和IL-13还参与诱导巨噬细胞分泌促纤维化细胞因子,从而激活成纤维细胞,并在小鼠实验中造成广泛的组织纤维化。因此,IL-4在器官的纤维化中具有一定的应用和研究价值。


IL-5,低调抗炎,与嗜酸性粒细胞密切相关

IL-5 是一种相互交叉的同源二聚体糖蛋白,是在造血细胞因子中保守的四个螺旋束基序的成员。其主要作用于嗜酸性粒细胞及其前体。此外,IL-4和IL-5在刺激免疫细胞进一步产生IL-13的过程中起重要作用,并推进嗜酸性粒细胞增多症的发生。这一症状会诱导包括哮喘、特应性疾病、蠕虫感染和药物超敏反应等一系列过敏性疾病。


IL-6,核心促炎因子

IL-6途径是参与健康免疫调节和许多疾病失调的关键途径,也是近些年来备受青睐的细胞因子。IL-6不仅产生于感染性病变,向全身发出警告信号,还会在组织受损时(如非感染性炎症,烧伤或创伤)促使受损或死亡细胞释放更多细胞因子,从而直接或间接促进炎症。在无菌手术中,血清IL-6水平的升高先于体温和血清急性期蛋白浓度的升高,是机体炎症水平的灵敏标志物。


IL-8,披着炎症因子外衣的趋化因子

IL-8,可以通过控制组织稳态、细胞募集和激活以及引导白细胞运动,在基础和炎症状态中发挥自己独有的生理作用。比如,其在LPS刺激的单核细胞中分泌,并诱导中性粒细胞迁移到IL-8浓度高的位置。此外,IL-8还能诱导肿瘤相关巨噬细胞TAM分泌额外的生长因子,进一步提高细胞增殖和侵袭。

综上,在中性粒细胞相关的呼吸疾病中,如急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、特发性肺纤维化(IPF)和慢性阻塞性肺疾病(COPD)中都可以观察到IL-8 的升高。在新冠疫情中,因IL-6和IL-8随病情发展而持续升高该细胞因子受到关注。


IL-10,强大的抗炎因子

IL-10最初被描述为细胞因子合成抑制因子(Cytokine Synthesis Inhibitory Factor,CSIF),能够抑制Th1细胞的激活和相关细胞因子(如IL-1β和 TNF-α)的产生。IL-10可以靶向各种白细胞,减弱过度的免疫反应。它影响单核细胞/巨噬细胞的三个重要功能:抗原呈递、免疫介质的释放和吞噬作用,这也代表它抑制了单核细胞/巨噬细胞的所有功能。

此外,与IL-4、IL-5类似,IL-10也参与了自身免疫病的发展。如炎症性肠病(IBD)中可以观察到IL-10 的存在;在慢性肝部炎症中,IL-10起到了保护作用。


IL-17A,宿主防御和炎症反应的关键细胞因子

IL-17A主要由淋巴细胞产生,但它主要在成纤维细胞和上皮细胞中发挥作用。IL-17A可诱导趋化因子CXCL1、CXCL2和CXCL8(IL-8)的产生,招募中性粒细胞等骨髓细胞至感染或损伤部位;还可诱导IL-6和G-CSF等细胞因子的产生,促进骨髓细胞驱动的固有免疫发生;此外,还可诱导β-defensins、S100A8和lipocalin 2等抗菌肽的生成,发挥宿主防御作用。

IL-17A在各类炎症、自免疾病中有广泛应用。如IL-17A过度产生是银屑病的重要致病因素;在IBD中肠道炎症部位IL-17A水平上调,发挥促炎致病作用。


TNF-α,最重要的炎症介质

TNF-α是一种对多种细胞类型具有多效作用的细胞因子,主要由活化的巨噬细胞产生。TNF-α是正常免疫反应的重要组成部分,并在免疫系统激活及调节过程中起着重要作用。低浓度的TNF-α可引发局部炎症反应,有利于免疫系统对病原体的清除;然而,高浓度的TNF-α则会引起系统性的炎症效应,包括发热、肝脏急性期反应等;TNF-α的异常表达可能会导致机体脓毒性休克,甚至危及生命。


IFN-γ,细胞介导免疫的中心效应物

IFN-γ是一种具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节功能的多效细胞因子,在协调先天性和适应性免疫反应方面发挥着重要作用。在炎症环境中,IFN-γ会触发免疫反应的激活并刺激病原体的消除;它还可以防止免疫系统过度激活和组织损伤。这种平衡是由体内复杂机制维持的,是Th1和Th2细胞因子平衡的关键细胞因子之一。在肿瘤微环境 (TME) 中,IFN-γ始终协调促肿瘤免疫和抗肿瘤免疫,比如IFN-γ与颗粒酶B、穿孔素等一起作为细胞毒性细胞因子在肿瘤细胞中启动细胞凋亡。

在自免与肿瘤进展过程中,高基线水平的IFN-γ具有保护作用,但过高浓度的IFN-γ也是细胞因子风暴的危险因素。


 

本文编辑:乐乐高

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