第一节　细胞因子的概述(细胞因子|巨噬细胞|粒细胞) - 免疫学 - 生物秀
第四章　细胞因子第一节　细胞因子的概述一、胞因子的概念机体的免疫细胞和非免疫细胞能合成和分泌小分子的多肽类因子，它们调节多种细胞生理功能，这些因子统称为细胞因子（cytokines）。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。目前已知白细胞介素（interl…… [关键词:细胞因子 巨噬细胞 粒细胞 细胞增殖 母细胞 分泌 细胞产生]">
标题: 第一节　细胞因子的概述(细胞因子|巨噬细胞|粒细胞)
摘要: [第一节　细胞因子的概述(细胞因子|巨噬细胞|粒细胞)]《医学免疫学》 > 第四章　细胞因子第一节　细胞因子的概述一、胞因子的概念
机体的免疫细胞和非免疫细胞能合成和分泌小分子的多肽类因子，它们调节多种细胞生理功能，这些因子统称为细胞因子（cytokines）。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。目前已知白细胞介素（interl…… [关键词:细胞因子 巨噬细胞 粒细胞 细胞增殖 母细胞 分泌 细胞产生]……
《医学免疫学》 > 第四章　细胞因子第一节　细胞因子的概述
一、胞因子的概念
机体的免疫细胞和非免疫细胞能合成和分泌小分子的多肽类因子，它们调节多种细胞生理功能，这些因子统称为细胞因子（cytokines）。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。目前已知白细胞介素（interleukin,IL），干扰素（interferon,IFN）、集落刺激因子（colony stimulating factor,CSF）、肿瘤坏死因子（tumornecrosis factor,TNF）、转化生长因子（transforming growth foctor,TGF-β）等均是免疫细胞产生的细胞因子，它们在免疫系统(immune system)中起着非常重要的调控作用，在异常情况下也会导致病理反应。研究细胞因子有助于阐明分子水平的免疫调节机制，有助于疾病的预防、诊断和治疗，特别是利用细胞因子治疗肿瘤、感染、造血功能障碍、自身免疫病等，已收到初步疗效，具有非常广阔的应用前景。
二、细胞因子的命名
（一）白细胞介素
在1979年第二届淋巴因子的国际会议上，将介导白细胞间相互作用的一些细胞因子命名为白细胞介素（IL），并以阿拉伯数字排列，如IL-1、IL-2、IL-3。随着分子免疫学的研究进展，不断有新的IL被命名，迄今已正式命名到IL-15，可以预期，还会有更多的IL被发现。目前的研究发现，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、纤维母细胞、神经细胞、成骨和破骨细胞等的相互作用（表4-1）。表4-1 白细胞介素的特性（IL）IL曾用名称产生细胞效应1淋巴细胞活化因子（LAF）单核巨噬细胞，树突状细胞，纤维母细胞内皮细胞T和B细胞的增殖和分化，刺激造血细胞，参予炎症反应2T细胞生长因子活化的T细胞T和B细胞的增殖分化，增强NK细胞，单核细胞杀伤活性3多集落刺激因子（multi-CSF）活化的T细胞多能造血干细胞增殖，促进肥大细胞，嗜酸，嗜碱性粒细胞增殖与分化4B细胞刺激因子（BSF-1）B细胞生长因子（BCGF-1）活化的T细胞B和T细胞增殖，刺激造血祖细胞增殖与分化，诱导lgE、lgG产生5B细胞生长因子-Ⅱ（BCGF-Ⅱ）活化的T细胞促进B细胞增殖与分化，促进嗜酸性粒细胞增殖与分化，诱导lgA产生6B细胞刺激因子-2（BSF-2）B细胞分化因子（BCDF）淋巴细胞单核细胞纤维母细胞促进B细胞分化、促进肝细胞产生急性期蛋白，抑制乳腺癌细胞、刺激骨髓瘤细胞、刺激造血细胞，参与炎症7淋巴细胞生素（LPO）骨髓及胸腺基质细胞促进前T、前B细胞增殖，促进成熟T细胞生长，促进血小板生成8中性粒细胞趋化因子（NCF）粒细胞活化因子（NAF）单核巨噬细胞血管内皮细胞中性粒细胞活化和趋化作用，T细胞趋化作用，促进血管生成，参与炎症9P40肥大细胞生长增强活性T细胞生长因子（TCGFⅢ）活化的T 细胞促进TH产生细胞因子,促进肥大细胞增殖,刺激造血细胞10细胞因子合成抑制因子(CSIF)活化的T细胞,B细胞单核巨噬细胞抑制TH产生细胞因子,促朝进胸腺细胞增殖,促进B细胞增殖11(一)骨髓基质细胞促进B细胞分化,刺激造血细胞,促进血小板生成12细胞毒性淋巴细胞成熟因子(CLMF)B细胞促进TC，NK，LAK细胞杀伤功能，透导细胞免疫13P600活化的T细胞抑制细胞因子分泌和表达，刺激B细胞增殖和CD23表达，透导lgE产生
（二）集落刺激因子
在进行造血细胞的体外研究中，发现一些细胞因子可刺激不同的造血干细胞在半固体培养基中形成细胞集落，这类因子被命名为集落刺激因子（CSF）。根据它们的作用范围，分别命名为粒细胞CSF（G-CSF），巨噬细胞CSF（M-CSF），粒细胞和巨噬细胞CSF（GM-CSF）和多集落刺激因子(multi-CSF,又称IL-3)。不同发育阶段的造血干细胞起促增殖分化的作用，是血细胞发生必不可少的刺激因子。广义上，凡是刺激造血的细胞因子都可统称为CSF，例如刺激红细胞生成素（erythropoictin,Epo）、刺激造血干细胞的干细胞因子（stem cellfactor,SCF）、可刺激胚胎干细胞的白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor,LIF）等均有集落刺激活性。此外，CSF也作用于多种成熟的细胞，促进其功能具有多相性的作用（表4-2）。表4-2 集落刺激因子的特性细胞因子产生细胞效应Multi-CSF活化的T细胞刺激造血干细胞增殖，促进肥大细胞，嗜酸、嗜碱粒细胞增殖分化GM-CSF活化的T细胞，巨噬细胞，纤维母细胞等刺激粒细胞，巨噬细胞集落形成刺激粒细胞功能G-CSF纤维母细胞，骨髓基质细胞，膀胱癌细胞株等刺激粒细胞集落，刺激粒细胞功能M-CSF巨噬细胞刺激巨噬细胞集落、刺激粒细胞功能，降低血胆固醇SCF纤维母细胞，骨髓和胸腺的基质细胞刺激髓系、红系、巨核系及淋巴系造血祖细胞Epo肾细胞刺激红系造血祖细胞LIF基质细胞、单核细胞促进某些白血病细胞株的分化促进胚胎干（ES）细胞的增殖，抑制ES细胞的分化
（三）干扰素
干扰素（IFN）是最先发现的细胞因子，早在1957年，lssacs等人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。根据其来源和结构，可将IEN分为IFN-α、IFN-β、IFN-γ，它们分别由白细胞、纤维母细胞和活化T细胞产生。IFN-α为多基因产物，有十余种不同亚型，但它们的活性基本相同。IFN除有抗病毒作用外，还有抗肿瘤、免疫调节、控制细胞增殖及引起发热等作用。
（四）肿瘤坏死因子
TNF是一类能直接造成肿瘤细胞死亡的细胞因子，根据其来源和结构分为两种，即TNF-α和TNF-β.前者由单核巨噬细胞产生；后者由活化的T细胞产生，又名淋巴毒素(lymphotoxin)。TNF除有杀肿瘤细胞作用外，还可引起发热和炎症反应，大剂量TNF-α可引起恶液质，呈进行性消瘦，因而TNF-α又称恶液质素（cac hectin）。
（五）淋巴因子
由活化的淋巴细胞产生的细胞因子都可称为淋巴因子（lymphokine）,如IL-2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13，TNF-β，IFN-γ等均为淋巴因子。
（六）单核因子
由单核已噬细胞产生的细胞因子统称单核因子（monokine）,如IL-1、6、8，TNF-α、IFN-α等。
三、细胞因子的作用特点
目前发现并正式命名的细胞因子有数十种，每种细胞均有其独特的、起主要作用的学活性。尽管种类繁多、产生细胞和作用细胞多样、生物学活性广泛、发挥作用的机制不同，但众多的细胞因子具有以下共同的特性：1．天然细胞因子是由细胞产生的 正常的静息或休止（resting）状态的细胞必须经过激活后才能合成和分泌细胞因子。通常是由抗原、丝裂原或其它刺激物激活免疫细胞和相关细胞，6～8小时后细胞培养上清中即可检测出细胞因子，于24～72小时期间细胞因子水平最高。但是有些细胞株不需外源刺激就可以自发地分泌某些细胞因子。2．细胞因子的产生和作用具有多向性(pleiotropism)即单一刺激如抗原、丝裂原、病毒感染等可使同一种细胞分泌多种细胞因子，而一种细胞因子由多种不同类型的细胞产生可作用于多种不同类型的靶细胞。3．细胞因子的合成和分泌过程是一种自我调控的过程通常情况下，细胞因子极少储存，即不以前体形式贮存在细胞内，而是经过适当刺激后迅速合成，一旦合面后便分泌至细胞外以发挥生物学作用，刺激消失后合成亦较快地停止并被迅速降解。4．为低分子量的分泌型蛋白质常被糖基化。分子量大小不等，大多数为15～30kD，小者仅8～10kD，一般不超过80kD。5．细胞因子需与靶细胞上的高亲和力受体特异结合后才发挥生物学效应。6．生物学效应极强 细胞因子在pM(10-12M)水平就能发挥显著的生物学效应。这与细胞因子与靶细胞表面特异性受体之间亲和力极高有关，其解离常数在10-12～10-10M之间。7．单一细胞因子可具有多种生物学活性，但多种细胞因子也常具有某些相同或相似的生物学活性。8．主要参与免疫反应和炎症反应影响反应的强度和持续时间的长短。涉及到感染免疫、肿瘤免疫(tumor immunity)、自身免疫、移植免疫等诸多方面。9．以非特异性方式发挥生物学作用且不受MHC限制。10．某种细胞因子对靶细胞作用的强弱取决于细胞因子的局部浓度，靶细胞本身的类型（即作用于自身产生细胞）和旁分泌方式（paracrine,即作用于邻近的靶细胞）短暂性地产生并在局部发挥作用。11.天然细胞因子大多是在近距离发挥局部作用　 大多是通过自分泌方式（autocrine,即作用于自身产生细胞）和旁分泌方式（paracrine,即作用于邻近的靶细胞）短暂性地产生并在局部发挥作用。12．细胞因子的作用并不是孤立存在的，它们之间通过合成分泌的相互调节，受体表达的相互调控、生物学效应的相互影响而组成细胞因子网络（addidveeffect）也可以取得协同效应（synergy），甚至取得两种细胞因子单用时所不具有的新的独特的效应。
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电话：021-重组细胞因子分类及应用概述
（技术资料来自novoprotein&&专业的细胞因子生产厂商）
一、细胞因子的概念
细胞因子(cytokine)是由机体多种细胞分泌的小分子蛋白质，通过结合细胞表面的相应受体发挥以调节免疫应答为主的生物学作用。细胞因子具有非常广泛的生物学活性，包括促进靶细胞的增殖和分化，增强抗感染和细胞杀伤效应，促进或抑制其它细胞因子和膜表面分子的表达，促进炎症过程，影响细胞代谢等。
二、细胞因子的命名
细胞因子按其来源可分为：由单个核吞噬细胞产生的细胞因子称为单核因子(monokine)；由淋巴细胞产生的细胞因子称为淋巴因子(lymphokine)等。按其作用可分为干扰素、集落刺激因子、肿瘤坏死因子、生长因子和趋化因子等。部分由不同细胞分泌的细胞因子，其基因及编码蛋白与结构清楚者，在免疫调节、造血和炎症中发挥重要作用，又称为白细胞介素(interleukin，IL)。也可以依据结构或者其受体结构分类，我们的趋化因子目前没有受体产品。
三、细胞因子的特征
1、低分子量；一般为＜60kD的多肽或糖蛋白。多以单体形式存在，少数为二聚体，三聚体。
2、天然细胞因子由抗原、丝裂原或其他刺激物活化的细胞所分泌，通过旁分泌(paracrine)、自分泌(autocrine)或内分泌(endocrine)方式在局部发挥短暂作用。
3、一种细胞因子可由多种细胞产生，同一种细胞可产生多种细胞因子。?
4、需通过与靶细胞表面相应受体结合后发挥其生物学效应。?
5、具有高效性、多效性、叠性、拮抗性、协同性和网络性。
&四、细胞因子的分类
1、白细胞介素(interleukin，IL-s)
最初是指由白细胞产生又在白细胞间发挥作用的细胞因子。
2、干扰素（interferon,IFN)
最早发现的细胞因子，有干扰病毒感染和复制的能力。分&、&和g三种类型。
3、肿瘤坏死因子超家族(tumor necrosis factor，TNF)
1975年发现的一种能使肿瘤发生出血坏死的物质。
4、集落刺激因子(colony-stimulating factor，CSF)
指能够刺激多能造血干细胞和不同造血祖细胞增殖分化，在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。包括G-CSF（粒细胞）、M-CSF（巨噬细胞）、GM-CSF（粒细胞、巨噬细胞）、Multi-CSF（多重）（IL-3）、红细胞生成素(EPO)、干细胞生长因子(SCF)、血小板生成素(TPO)等。
5、趋化因子(chemokine)
主要功能是招募血液中的单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等进入特定的淋巴器官和组织以及感染发生的部位。根据趋化因子近N端半胱氨酸(Cys)的位置、排列方式和数量，可分为CC、CXC、C、CX3C四个亚家族。
6生长因子(growth factor，GF)
生长因子(GF)是具有刺激细胞生长作用的细胞因子。
五、细胞因子的生物学活性
1.介导自然免疫、参与抗肿瘤和抗感染
2.调节T、B细胞活化、生长和分化，介导细胞免疫和体液免疫
3.刺激造血生成、刺激骨髓祖细胞生长和分化为各种成熟血细胞
4.在炎症、感染和内毒素血症中的作用
5.在超敏反应和自身免疫病中的作用
6.细胞因子通过激活其相应受体（CKR），导致细胞的增殖与分化或分泌某种蛋白质。
六、四种蛋白表达体系比较
繁殖快、成本低、产量高
遗传背景及基因表达调控机制清楚
易于大规模培养，成本低廉
蛋白常为包涵体，纯化困难
无糖基化（分泌蛋白，细胞膜上蛋白不可用），生物活性不定
无翻译后修饰，内毒素含量高
使用简单，表达量高，His-tag便于纯化，一定的翻译后加工可进行糖基化修饰，操作简单，适合大规模生产
可诱导表达，也可分泌表达，产物便于纯化
有时会出现蛋白切割问题
糖基化不能满足要求
产量高 ，翻译后加工与哺乳动物相似
对于部分有毒性或较难表达蛋白有优势
无内毒素污染
蛋白活性不如哺乳动物
适合表达激酶等定位于细胞内的真核蛋白
CHO HEK293
完善的翻译后加工，活性接近天然蛋白
周期长、技术要求高
表达产量低
七、生物学活性质控
不同的细胞因子用不同的方法进行相应的体外（in vitro）或体内（in vivo）活性检测。
重组细胞因子活性通常会以ED50（半数有效浓度）或units（活性单位）来标识。因此1mg细胞因子中所含的活性单位（units）可以理解为将1mg/ml细胞因子原液稀释成ED50的稀释倍数&&&& 注：ED50 (半数有效浓度): 可诱导50%最大反应的细胞因子浓度&
1) ED50=1.0ng/ml, 则1.0 ng/ml相当于1
2) 1mg PDGF-BB中含有多少个units呢?
Units=1mg/1.0 ng/ml=106
3)若测定的ED50为0.5ng/ml对应比活性为：
1mg/0.5ng/mg=2X106
八、纯度测定
纯度：由以下方法测定纯度大于95.0%
（a）高效液相色谱（SEC-HPLC）；
（b）还原和非还原银染SDS-PAGE。
SDS能断裂分子内和分子间氢键，破坏蛋白质的二级和三级结构
强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂
变性凝胶电泳：
蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中，与SDS分子按比例结合，形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物，这种复合物由于结合大量的SDS，使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块，从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异，由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的，因此在进行电泳时，蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。
非变性凝胶电泳：
非变性凝胶里面没加变性剂。非变性胶跑出来的蛋白能保持其活性一般用做功能试验，如EMSA。由于没有变性剂的原因非变性胶电泳时除了与蛋白分子量有关也会受都电荷的影响，因此对蛋白等电点的确定和缓冲液的酸碱性有注意，有时需要倒转电泳时的正负极。从跑的胶来看，变性胶会比较好看，带比较窄，非变性胶跑出来则比较粗糙。
1. 凝胶的配置中非变性凝胶不能加入SDS，而变性凝胶的有SDS。
2. 电泳载样缓冲液中非变性凝胶的不仅没有SDS，也没有巯基乙醇。
3. 在非变性凝胶中蛋白质的分离取决于它所带的电荷以及分子大小，不像SDS-PAGE电泳中蛋白质分离只与其分子量有关。
4. 非变性凝胶电泳中，酸性蛋白和碱性蛋白的分离是完全不同的，不像SDS-PAGE中所有蛋白都朝正极泳动。非变性凝胶电泳中碱性蛋白通常是在微酸性环境下进行，蛋白带正电荷，需要将阴极和阳极倒置才可以电泳。
5. 因为是非变性凝胶电泳，所有的电泳时候电流不能太大，以免电泳时产生的热量太多导致蛋白变性，而且步骤都要在0-4度的条件下进行，这样才可以保持蛋白质的活性，也可以降低蛋白质的水解作用。这点跟变性电泳也不一样。
九、分子量
还原SDS-PAGE测定
本法测得的分子量，除单链蛋白质外，均不是天然蛋白质的完整分子量，而是组成这些蛋白质的亚基或肽链的分子量。本法对一些电荷异常，或构象异常，或带有大辅基的蛋白质不适用，如组蛋白F1和某些糖蛋白等。对一些结构蛋白如胶原蛋白等也不适用。
准确度比较：点喷雾质谱法&还原的SDS-PAGE&非还原的SDS-PAGE&HPLC
此法测得的表观分子量由于翻译后修饰（磷酸化，糖基化），剪切，异构等原因，会比预期的分子量偏大。如：p53蛋白，其表观分子量是53kDa（这也是该蛋白名字的由来），但是根据氨基酸序列计算得到的分子量却是43kDa。
十、N末端氨基酸序列分析
重组蛋白经N末端氨基酸序列分析；必要时应用SDS-PAGE, RP-HPLC和质谱（MS）检测其真实性。
十一、内毒素对活性的影响
内毒素（Endotoxin），是革兰氏阴性菌细胞壁的产物。当细菌死亡自溶或粘附在其它细胞时，表现毒性，内毒素的主要化学成分是脂多糖中的类脂A成分。
内毒素与细胞膜上的受体结合引起免疫反应，对细胞有较强的毒性作用。我们的产品均采用多种方法有效去除内毒素,使用鲎试剂（Limulus Amebocyte,LAL）测定含量小于0.1ng/ug (1 EU/ug)。
十二、贮存及复溶
产品均为无菌冻干粉剂，调整PH和盐浓度经0.2um过滤后分装冻干。
请使用手动化霜冰箱，由于每次冻融都会造成蛋白的部分变性，所以要适量分装尽量避免反复冻融。
干粉状态在室温下存放3周，不影响活性；放于-18℃以下，可稳定保存至少一年。
复溶时依据说明书，大多数溶解在灭菌超纯水（18M&O.cm）中，浓度不低于100&g/ml，以待进一步稀释至工作浓度。蛋白质在高浓度下稳定，所以有些加入载体蛋白，但是可能会对实验造成影响。我们的产品均不含carrier protein或其他添加物（如BSA、HAS、蔗糖等），而是以低盐的形式做冻干处理，微量的细胞因子在冻干过程中会沉积于管内，形成很薄或不可见的蛋白层。所以使用前先离心20-30s，使附于管盖或管壁的蛋白集于管底，有些产品复溶需要加入醋酸，因为含PBS的冻干粉中性时容易吸附管壁，加入酸溶于液体中，表面活性剂也防止吸附。
复溶后的细胞因子，4℃可稳定储存 2周；长期保存请分装后存放于-20℃以下，可稳定保存至少三个月。最好在-80℃保存。分装时浓度要&100ng/ul，体积要&20ul。
十三、重组细胞因子的交叉活性
大多数人类细胞因子对小鼠细胞都有活性。
许多小鼠细胞因子对人类细胞也有活力表现，但是比相应人类细胞因子活力低。
一些人类的细胞因子如IL-7在小鼠细胞中表现出比小鼠细胞因子更高的比活力。
干扰素、GM-CSF、IL-3 和IL-4 有物种特异性，对于非人类细胞几乎没有活性。
成纤维细胞生长因子和神经营养因子是高度保守的，在其它的动物细胞中也能表现很好的活性。
十四、细胞因子的应用
免疫学实验
细胞培养实验
细胞调亡的研究
干细胞培养与扩增分化（ips）
细胞因子的功能性分析
体外生化分析
作为抗原，应用于生产高质量抗体
抗体分析中作为阳性对照
ELISA和其他分析方法中作为标准品使用
蛋白-蛋白相互作用
For research use ONLY.　　摘要：这篇综述对趋化因子的发现和发展过程进行了历史性回顾，趋化因子是细胞外可溶性蛋白或者细胞间起重要的调整和细胞先天适" />
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细胞因子研究的发展历程及现状
2013年13期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘要：这篇综述对趋化因子的发现和发展过程进行了历史性回顾，趋化因子是细胞外可溶性蛋白或者细胞间起重要的调整和细胞先天适应性炎症免疫细胞的生长、分化、死亡，调控血管生成、生长和修复过程一类细胞活化剂的糖蛋白。尽管细胞因子偶尔由控制原有酶（或蛋白）产生的，但是它们通常几乎是由每种能对有害刺激作出反应的有核细胞产生的。细胞因子通过细胞上表达的与它互补的细胞因子受体相互作用起作用。细胞因子通过其受体结构上的同源性可以分为好几个家族。这篇综述将为您呈现细胞因子从表观发展到分子阶段，从集中于配体分子特征描述细胞因子受体。分子生物学、单克隆抗体和微量测序的出现使得获取纯正的用于实验性和治疗性的重组趋化因子变成可能。病毒粒子的鉴定，趋化因子配体核受体的替代品的同系物，为旨在发展细胞因子协同物及拮抗物用于治疗应用的生物技术公司提供了动力。 中国论文网 /8/view-4257685.htm　　关键词：细胞因子；白介素；受体；免疫调节趋化性；造血作用 　　1 细胞因子定义、特点及分类 　　1.1 细胞因子的定义及特点。 　　细胞因子是指由机体多种细胞分泌的小分子蛋白质，通过结合细胞表面的相应受体发挥生物学作用的一类小分子可溶性蛋白。它具有以下特点： 　　1.1.1 低分子量蛋白或糖蛋白：以单体形式存在。IL-5、IL-10、IL-12、M-CSF、TGF-β等少数细胞因子以二聚体形式存在，TNF则呈三聚体形式。 　　1.1.2 必须与受体结合才发挥作用。 　　1.1.3 细胞活化过程中产生。 　　1.1.4 同一细胞因子可由不同细胞产生，多种细胞因子可由同一细胞产生。 　　1.1.5 细胞因子功能网络。 　　1.2 细胞因子的分类。 　　根据功能，可将细胞因子大致分为六大类：白细胞介素（IL）、干扰素（IFN）、肿瘤坏死因子超家族（TNF）、集落刺激因子（CSF）、趋化因子（chemokine）、生长因子（GF）。 　　2 细胞因子研究的发展历程及现状 　　要精确确定开始研究细胞因子的时间很难，因为在1970年之前只通过现象学方法检测其生物学活性方法就已经可行了。第一个可溶性因子调节宿主反应来自于Menkin [1]的“净化”因子——发烧引起的炎性渗出液，并称之为致热素。这些因子随后被证实污染了细菌的致热源（内毒素）。Bennett 和 Beeson [2]于1953年从急性炎性渗出物的内毒素中分离到了内源性致热物（EP）并且他们甚至从外周血白血球中提取了EP。紧随EP的鉴定之后的是由Levi-Montal-cini和Hamburger [3]于1953年发现类似的细胞间的信号，即神经生长因子（NGF）。Isaacs和Lindenmann [4]于1957年发现干扰素（IFNs）。 　　Gowans [5]于1959年鉴定了主要的正常免疫功能的淋巴细胞，Nowell [6]于1960年发展了运用组织培养的技术体外在试管内研究了恶性淋巴肿瘤对多克隆刺激物的反应，也就是植物血凝素，它开启了免疫学家们通过可溶性介质衍生淋巴细胞展开基础研究。Pearmain [7]等人于1963年发现只有来自结核菌素敏感的捐赠人的白血球能够通过对结合抗原做出反应发生淋巴细胞胚细胞样转变，Bain [8]等于1964年证实同种异体白细胞混合培养也会导致淋巴细胞胚细胞样转变，从而证明了体外试管培养的免疫学特异性。他们的演示充分地证明了这些临床的观察。这些从年依次获得发现开启了免疫学家对细胞因子的研究。Kasakura和 Lowenstein [9]于1965年首次检测到白细胞有丝分裂的存在，也就是抗原上清液中存在的母细胞形成因子，利用异体抗原培养白细胞。紧随其后的是David [10]于1966年和Bloom与Bennett [11]于1966年在上清液中发现了巨噬细胞迁移抑制因子（MIFs）。Ruddle 和Waksman [11]于1967年， Granger和Williams [12]于1968年发现了被称为淋巴毒素的细胞毒素因子。这三项发现被认为是可能会引发特异性免疫反应及令免疫学家非常感兴趣的非特异性淋巴组织增生因子及宿主防御效应器的体外细胞免疫。 　　免疫学家对LMF/BF作为淋巴细胞应答的调节者很感兴趣。Kasakura 和 Lowenstein [13]于1965年报道，受了双向同种异体混合白细胞刺激（MLR）的白细胞能够分泌BF。MLR上清液中比没有受刺激的白细胞中含有更多的有丝分裂原，然而细胞提取物中的完全没有活性。Gordon 和 MacLean [14]于1965年证实，在MLR中用嘌呤霉素抑制母细胞化反应或者5-氟二氧嘧啶也能阻止BF的产生，这表明BF是由淋巴母细胞合成的。Kasakura 和 Lowenstein [13]，通过证明自体的和同源供体的未受刺激的白细胞受到BF刺激合成DNA和RNA进入到细胞周期中，于1967年第一次证实，特异性异体抗原刺激培养的白细胞可以产生非特异性的促细胞有丝分裂因子。Dumonde等人于1969年报道，这些非抗体促进分泌的促有丝分裂原是抗原活化的白细胞的分泌产物，并且把淋巴源性调节因子称为“淋巴因子”。 　　Kasakura [13]于1970年发现了迄今为止仍不明确的“特殊的”促有丝分裂原。他声称，用低水平的由未受刺激的白细胞产生的BF去刺激别的同源细胞，然而由MLR诱导产生BF是不均一的，它能刺激比自体的细胞多的异体细胞。Kasakura于1971年通过证实，在由一个供体的经辐射致死的白细胞和另一个供体的未经辐射的白细胞组成的混合物组成的MLR中产生的BF对经过辐射处理的白细胞的刺激活性要比未经辐射处理的白细胞弱。Gery [14]等于1971年和1972年在一个独立而收敛的研究中报道称，活化的巨噬细胞能分泌一种促有丝分裂因子激活胸腺细胞，这种因子称为淋巴细胞的活化因子（LAF）。由于LAF和EP生化和生物活性的重叠，Rosenwasser [15]等于1979年首先提出这些活性可以归结于同种分子。后来报道说许多细胞因子是致热性的，也就是IFN，白介素（IL）-1，IL-6和TNF。
　　然而随着IL-3的命名，最初为了规范使用细胞因子免疫学术语是非常有限的，这个因子主要扮演一个多群落刺激因子，它对造血干细胞而言是一个生长因子（Ihle 1981） [16]。其他的许多种细胞因子包括TNF，LT-α（也包括TNF-β），干扰素家族和集落刺激因子（CSF）没有被重命名。 　　第一种细胞因子，TNF-β1，于1980年被Taniguchi和他的同事们克隆后，很快Nagata及其合作者克隆了IFN-α。迄今为止，已经由大概有16～20种IFN-α已经得到确认，这些IFN-α通过相同的细胞表面受体起作用，并且能提高抗病毒能力。随后，Gray和他的Genentech的团队（1982）克隆了IFN-γ。Taniguchi 和Ajinimoto 公司的同事克隆了IL-2。这种重组的IL-2使用激励着许多研究者坚信这种细胞因子对于T、B、NK细胞是一种主要的淋巴组织增生因子。IL-2通过诱导产生大量其他免疫刺激因子诸如IFN-γ，TNF，IL-1，来直接或间接提高免疫细胞活性。其他在LMF/BF准备过程中的淋巴细胞增生因子IL-4，IL-6，IL-7，IL-9，IL-10，IL-13，IL-15也已经被确认了。 　　Leonard及其团队于1984年克隆了IL-2的受体的三条链中的第一条IL-2Rα，开启了细胞受体时代。在1984年，两种细胞毒素因子被克隆和表达了，Pennica（1984）克隆和表达了LT（后被重命名为TNF-β）， Gray （1984） [17]克隆和表达了TNF（特定的TNF-α）。新技术的发展能够产生定向删除TNF或LT基因的老鼠品系，彻底地改变了我们的常识。缺乏LT的老鼠不能产生外周淋巴细胞，并且能引起脾组织生发中心功能的紊乱，从而导致免疫缺陷。这些研究首次显示出，LT不应该被定义为细胞毒素因子，因为它在外周免疫组织的发生和发展中起着重要的作用。与之形成对照的是，TNF缺乏的老鼠的外周免疫组织只是有限的紊乱和对疾病感染的有限抵抗力。这些研究显示TNF是一个关键免疫调节因子而不是抗癌因子。TNF的抗癌作用不是基于它的细胞毒性活性，而是很大程度上取决于TNF引起血管内皮组织产生凝血因子导致新生的血管阻塞而是肿瘤的坏死的能力。TNF和LT的区别也引出了他们必须利用除了TNF-R1和TNF-RII以外的受体。因此，LT的特异性受体被确定为LTβR，因为是由LTα和LTβ2形成的异源三聚体。FAS、TNF家族的另一名成员，已经被确认是蛋白性细胞毒性因子。Ward和他的团队的一篇关于抗原诱导淋巴细胞产生单核细胞的趋化物（1969）报告引起了人们对细胞因子的趋化作用的兴趣。至今，人们已经克隆了超过45种结构上有明显区别的对各种体细胞和许多非免疫细胞有趋化作用的细胞因子超家族。这些趋化性细胞因子现在被简称为趋化因子。趋化因子被证实具有调节白细胞对内皮组织吸附，促进血细胞渗出和白细胞渗出向炎症部位迁移，调节血管再生、造血功能和促进树突细胞和T、B细胞向淋巴组织中适当位置迁移的作用。Hirano等和Zilberstein等发起的克隆IL-6家族和其他趋化因子对T、B的作用已经超出了本文的讨论范围。Mosmann首先提出存在CD4+T细胞产生的不同的淋巴因子家族。他和他的团队报道，过量刺激产生不成熟的幼稚T细胞（Thp）只能产生少量的IL-2。这些Thp细胞发展成为Th0细胞，Th0细胞经活化后能产生少量的许多种淋巴因子，诸如IL-2，IFN-γ，IL-4。由于持续用适当的抗原和细胞因子刺激Th0细胞，这些细胞分化为CD4+辅助细胞T1细胞或Th2细胞，Th1细胞能产生IL-2，IFN-γ和LT，它们能促进细胞免疫，Th2细胞能产生IL-4，IL-5，IL-6，IL-10，它们能促进抗体的产生和体液免疫。这些由T细胞亚群产生的细胞因子能够相互调节，例如IFN-γ能够抑制Th2细胞的增殖和功能，然而Th2细胞的产物，IL-4和IL-10能够抑制Th1细胞和单核细胞产生细胞因子。尽管这些T细胞亚群可以被克隆并且在体外稳定存在，但是它们在表型上并不明显或者差别明显。这些T细胞亚群的的识别是通过他们分泌的淋巴因子来实现的。但是，这些区别最近变得不是很明显是因为最近的结果表明IL-10是由人的Th1，Th2，CD8+T细胞和B细胞及单核细胞产生的。此外，由B细胞和单核细胞分泌的IL-12对促进CMI其主要作用，因为IL-12能诱导IFN-γ的表达并且能使Th0细胞发育为Th1细胞。近来，按照类似的方式IL-6被认为是Th2细胞响应的一种诱导物。因此，这些能够产生不同表型来源的具有免疫调节功能的细胞因子的细胞应该被给予比这些细胞因子更少的关注。这些假设的关键因素在于诸如IL-12和IFN-γ的第一类的细胞因子类似于CMI，并且实际上妨碍了体液免疫。相反的，第二类诸如IL-4，IL-6和IL-10的细胞因子通过降低CMI产生的炎症因子的产生促进B细胞分泌合成抗体。 　　3 细胞因子的作用 　　3.1 在免疫细胞发育、定位及免疫应答中的作用。 　　3.1.1 淋巴细胞生成与归巢。 　　淋巴细胞在骨髓中生成，继之分别在骨髓和胸腺中发育成熟，然后移行到二级淋巴组织定居，细胞因子在骨髓血细胞生成中起关键作用，体外实验发现至少有25种趋化因子可以调节骨髓祖细胞增殖。细胞因子还参与次级淋巴器官的发育和组建。 　　3.1.2 抗原提呈与T、B细胞活化。 　　树突状细胞（den-dritic cell，DC）是目前发现的功能最强的抗原提呈细胞（Antigen presenting cell，APC）。趋化因子通过作用于具有不同趋化因子受体表达谱的DC，控制和调节DC完成其迁移过程。 　　3.1.3 T细胞极化。 　　T细胞极化成TH1或TH2是T细胞应答的重要特征，TH1特征地表达INF-γ，而TH2则特征地表达IL-4。细胞因子能通过诱导TH0细胞定向分化为TH1或TH2，CCL3（Macrophage in-flammatory protein-1α，MIP-1α）与活化的T细胞孵育可导致向TH1的极化，增加IFN-γ的表达水平，下调IL-4表达；而CCL2与活化的T细胞孵育后则导致向TH2的极化，增加IL-4的水平，下调IFN-γ水平。
　　3.2 调节造血。 　　3.2.1 趋化造血前体细胞，调节骨髓造血功能。 　　3.2.2 促进B前体细胞的发育。 　　3.2.3 促进Eos前体细胞发育成熟。 　　3.2.4 促进血管生成ELRCXC、CCL2促进血管生成；CXCL10、CCL21/SLC抑制血管生成。 　　3.3 病毒感染。 　　一方面细胞因子及其受体是宿主抵抗微生物侵入的重要防御分子，另一方面一些细胞因子受体可被病原微生物利用作为侵入宿主的途径。病毒可以通过表达与细胞因子同源或与细胞因子受体相似的蛋白质产物来破坏细胞因子网络的正常功能，目前已发现至少有30种病毒编码与细胞因子及其受体相似的蛋白分子。 　　3.4 肿瘤生长、转移、治疗。 　　细胞因子对肿瘤生物学的影响是很复杂的。一方面，有些细胞因子能影响肿瘤细胞的存活，刺激肿瘤细胞生长和血管形成，进而促进肿瘤的生长和转移。另一方面，有些细胞因子可通过趋化免疫活性细胞以及抑制血管形成来抵抗肿瘤的生长和转移。 　　肿瘤转移是一个严密的、非随机的、器官选择性的过程，其特异性转移取决于它所表达的细胞因子受体及靶器官所表达的细胞因子。用不同方法中和这些细胞因子受体，不仅能降低肿瘤细胞的转移能力，而且也能抵制转移瘤的生长。 　　针对细胞因子及其受体在肿瘤侵袭和转移中的作用，通过细胞因子来调节血管生成细胞因子和血管稳定细胞因子之间的平衡来达到抗肿瘤的目的。最新的抗肿瘤治疗策略是进一步开发中性粒细胞的功能，在临床应用粒细胞集落刺激因子（G-CSF）治疗中，可有意义地提高中性粒细胞抗胶质细胞瘤、卵巢癌和乳腺癌的抗肿瘤作用。 　　3.5 介导炎症反应。 　　炎症反应以以下环节为特征：炎症细胞对损伤部位的识别，特异白细胞亚群的招募，侵入的病原微生物的清除，对损伤细胞/组织的“清创术”和损伤修复。细胞因子通过促进炎症细胞在损伤和感染组织的浸润和活化参与炎症过程。 　　3.6 生殖免疫。 　　细胞因子在生殖过程中也发挥独特作用，与生殖系统内免疫微环境的维持密切相关。在母胎界面通过趋化滋养细胞和免疫细胞的迁移介导的母胎耐受；在男性生殖系统内，细胞因子参与精子发生过程，睾丸感染。 　　3.7 胚胎种植。 　　胚胎种植从受精卵定位、黏附于子宫内膜开始，经在蜕膜化基质中迁移，直至侵入母体血管。近年来随着对细胞因子及其受体的研究，发现在母胎界面各种细胞之间存在一个联系网络，而细胞因子及其受体对这个网络起重要调节作用，同时，其功能上的紊乱将导致妊娠早期的流产和胎盘形成异常。 　　参考文献 　　[1] Menkin V. Chemical basis of fever[J]. Science. ：337-338. 　　[2] Bennett IL Jr， Beeson PB. Studies on the pathogenesis of fever. II.Characterization of fever-producing substances from polymorphonuclearleukocytes and from the fluid of sterile exudates[J]. ExpMed. 3-508. 　　[3] Levi-Montalcini R， Hamburger V. A diffusible agent of mouse sarcoma producing hyperplasia of sympathetic ganglia and hyperneurotization of the chick embryo[J]. Exp Zool. ：233-388. 　　[4] Isaacs A， Lindenmann J. Virus interference. I. Interferons[J]. Proc R Soc Ser B Biol Sci. ：258-267. 　　[5] Gowans JL.The recirculation of lymphocytes from blood to lymph in the rat[J].J Physiol. ：54-69. 　　[6] Nowell PC. Phytohemagglutinin： an imitator of mitosis in cultures of normal human leukocytes[J]. Cancer Res. 2-467. 　　[7] Pearmain G， Lycette RR， Fitzgerald PH. Tuberculin induced mitosis in peripheral blood leukocytes[J]. Lancet. 7-638. 　　[8] Bain ML， Vas M， Lowenstein L. The development of large immature mononuclear cells in mixed leukocyte cultures[J].Blood. 8-116. 　　[9] Kasakura S， Lowenstein L. A factor stimulating DNA synthesis derived from the medium of leukocyte cultures[J]. Nature. ：794-795. 　　[10] David JR. Delayed hypersensitivity in vitro： its mediation by cellfree substances formed by lymphoid cell-antigen interaction[J].Proc Natl Acad Sci U S A. -77. 　　[11] Ruddle NH，Waksman BH. Cytotoxic effect of lymphocyte-antigen interaction in delayed hypersensitivity[J]. Science. ： . 　　[12] Granger GA，Williams TW. Lymphocyte cytotoxicity in vitro： activation and release of a cytotoxic factor[J]. Nature. ： 253-1254. 　　[13] Kasakura S， Lowenstein L. DNA and RNA synthesis and the formation of blastogenic factor in mixed leukocyte cultures[J]. Nature.：80-81. 　　[14] Gery I， Gershon RK， Waksman BH. Potentiation of cultured mouse thymocyte responses by factors released by peripheral leukocytes[J]. Immunol. ：. 　　[15] Gery I， Waksman BH. Potentiation of lymphocyte responses to mitogens. II. The cellular source of potentiating mediators[J].Exp Med. ：143-155.
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