由于基因工程技術(shù)的迅速發(fā)展，許多細(xì)胞因子的cDNA克隆獲得成功，并獲得了高活性基因表達(dá)產(chǎn)物，這給細(xì)胞因子的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的研究提供了必要的前提。目前已有IL-2、EPO、G-CSF、GM-CSF、IFN-γ和IFN-α等細(xì)胞因子投放市場(chǎng)，有更多的細(xì)胞因子正在進(jìn)行不同期的臨床驗(yàn)證。細(xì)胞因子在正式投入市場(chǎng)成為商品前，必須經(jīng)過臨床前篩選實(shí)驗(yàn)、臨床Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期試用等幾個(gè)階段的驗(yàn)證。
在1979年第二屆國(guó)際淋巴因子專題討論會(huì)上，將來自單核-巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞所分泌的某些非特異性發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)和在炎癥反應(yīng)中起作用的因子稱為白細(xì)胞介素（interleukin，IL)。目前已知許多IL是來自單核-巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞以外的其它細(xì)胞。已正式命名的白細(xì)胞介素有IL-1～I(xiàn)L-15。
IL-1是一種單核因子。1972年Gery等發(fā)現(xiàn)人白細(xì)胞培養(yǎng)的上清中含有一種可溶性物質(zhì)，這種物質(zhì)可促進(jìn)小鼠胸腺細(xì)胞對(duì)植物血凝素（PHA)的有絲分裂反應(yīng)。起初命名為淋巴細(xì)胞激活因子（lymphocyte-activatingfactor,LAF)或內(nèi)源性熱原質(zhì)（endogenous pyrogen)、破骨細(xì)胞激活因子（osteoclast activating factor)、黑素瘤細(xì)胞生長(zhǎng)抑制因子（melanomagrowth inhibitory factor)等，1979年國(guó)際統(tǒng)一命名為IL-1。
1.IL-1的產(chǎn)生 IL-1可由多種細(xì)胞合成和分泌。
（1)單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞（如腹腔粘連細(xì)胞peritoneal cell,PC)、樹突狀細(xì)胞等在攝取抗原抗體復(fù)合物后或在抗原提呈過程中可產(chǎn)生IL-1。在大多數(shù)刺激劑刺激外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC)條件下，IL-1βmRNA水平要高于IL-1αmRNa 20～25倍。
（2)小鼠巨噬細(xì)胞細(xì)胞系P388D1、J774、PU5-1.8、WEHI-3以及人前單核細(xì)胞株U937等在脂多糖（LPS)刺激后都能分泌大量的IL-1。
（3)表皮細(xì)胞、NK細(xì)胞、B細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、腦膠質(zhì)星狀細(xì)胞、腎小球系膜細(xì)胞（mesangial cell)、滑膜襯里細(xì)胞（synovial lining cell)、平滑肌細(xì)胞、上皮細(xì)胞、胎盤細(xì)胞、白血病細(xì)胞、PMN等在某些條件下亦可產(chǎn)生IL-1。
許多因素可以直接影響單核-巨噬細(xì)胞IL-1的分泌：①細(xì)胞因子如巨噬細(xì)胞激活因子（MAF)、集落刺激因子（CSF)、IFN-α、IFN-γ對(duì)IL-1產(chǎn)生具有增強(qiáng)作用。②LPS、PPD、BCG和李斯特菌，葡萄球菌、鏈球菌外毒素，活病毒等也是IL-1產(chǎn)生的刺激劑。在外周血中20pg/ml內(nèi)毒素刺激單核細(xì)胞即可產(chǎn)生IL-1，因此在一般培養(yǎng)條件下，由于微量?jī)?nèi)毒素的污染可刺激單核細(xì)胞分泌IL-1。10ng/mlLPS可使單核細(xì)胞合成IL-1增加100倍。③蛋白激酶C（PKC)的激活劑乙酸肉豆蔻fo波醇（phorbol myristateacetate,PMA)以及鈣離子載體（calcium ionophore)如A23187均具有強(qiáng)烈的刺激作用。④皮質(zhì)類固醇和前列腺素則對(duì)IL-1的產(chǎn)生有抑制作用。
2.IL-1的分子結(jié)構(gòu)和基因 完整的人IL-1α和IL-1β基因組分別為10.5kb和7.8kb。人和小鼠IL-1基因定位于2號(hào)染色體，均含7個(gè)外顯子。IL-1前體(ProIL-1)為31kDa，通過蛋白水解酶裂解形成成熟的IL-1分子。IL-1在不同種屬中有較高同源性。在氨基酸水平上，IL-1α和IL-1β在不同種屬同源性分別為60%～70%和75%～78%；但在同一種屬中IL-1α與IL-1β同源性只有25%。人IL-1α（PI5.0)和IL-1β（P17.0)分別由159和153個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約17.5kDa，同源性為28%。IL-1對(duì)糜蛋白酶敏感。不同細(xì)胞所產(chǎn)生IL-1的等電點(diǎn)可有所差異。
3.IL-1的受體 T細(xì)胞、成纖維細(xì)胞表面IL-1受體為80kDa，而B細(xì)胞則為68kDa。編碼這兩種IL-1受體是不同基因產(chǎn)物。P80IL-1R稱為IL-1RtI（CDw121a),P68IL-IR稱為IL-1RtⅡ（CDw121b)。
表4-1 IL-1 Rt Ⅰ和IL-1RtⅡ的比較
| IL-1 RtⅠ | IL-1RtⅡ | |
| 結(jié)構(gòu) | ||
| 同源性 | Ig超家族（3個(gè)C2區(qū)) | Ig超家族（3個(gè)C2區(qū)) |
| 分子量（kDa) | 80 | 68 |
| 氨基酸數(shù)目 | 549 | 384 |
| 胞膜外 | 319 | 329 |
| 穿膜 | 20 | 26 |
| 胞漿內(nèi) | 213 | 29 |
| 主要分布細(xì)胞 | 廣泛，T細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等 | EBV轉(zhuǎn)化B細(xì)胞、Raji、PMN、骨髓細(xì)胞等 |
| 與配體結(jié)合 | ||
| 結(jié)合能力 | IL-1α>IL-1β | IL-1β>IL-1α |
| 絲氨酸/蘇氨酸 | +（信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)) | （功能尚不清) |
| 殘基磷酸化 | ||
| 配體受體結(jié)合后變化 | 易內(nèi)化 | 易降解 |
（1)IL-1RtⅠ：IL-1RtⅠ cDNA克隆在人和鼠均已獲得成功。IL-1RtⅠ為穿膜蛋白，胞膜外區(qū)有3個(gè)結(jié)構(gòu)域?qū)倜庖咔虻鞍壮易�，穿膜區(qū)有20個(gè)氨基酸殘基，胞漿區(qū)含有絲氨酸和蘇氨酸殘基，當(dāng)IL-1與IL-1RtⅠ結(jié)合后絲氨酸和蘇氨酸很快被磷酸化。通過基因轉(zhuǎn)染Hela細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明，IL-1RtⅠN端2個(gè)結(jié)構(gòu)域與配體結(jié)合有關(guān)。針對(duì)N端17個(gè)氨基酸片段的McAb能阻斷IL-1RtⅠ與IL-1結(jié)合。IL-1與IL-RtⅠ結(jié)合后即發(fā)生內(nèi)化（internalization)。成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞主要表達(dá)IL-1RtⅠ。一般來說，IL-1RtⅠ可與IL-1α和IL-1β相結(jié)合，但I(xiàn)L-1α與Ⅰ型受體結(jié)合能力較高，而IL-1β與Ⅱ型受體結(jié)合較高。IL-1與不同種屬不同細(xì)胞結(jié)合后的生物學(xué)效應(yīng)有所差別，如人和鼠IL-1α結(jié)合到人內(nèi)皮細(xì)胞上的親和力相同，但產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)不完全相同�？笽L-1RtⅠMcAb在體內(nèi)和體外均可抑制IL-1在生物學(xué)效應(yīng)。
（2)IL-1RtⅡ：主要分布于EBV轉(zhuǎn)化的B細(xì)胞、Raji細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、胎盤、Th2克隆、活化T細(xì)胞、PMN和骨髓細(xì)胞等。胞膜外區(qū)有3個(gè)結(jié)構(gòu)域?qū)倜庖咔虻鞍壮易澹cIL-1RtⅠ之間有28%氨基酸同源性，穿膜區(qū)有更高的同源性，但胞漿區(qū)要比Ⅰ型受體短，可能在介導(dǎo)信號(hào)傳遞上有差別。IL-1與IL-1RtⅡ結(jié)合后易發(fā)生降解而不象IL-1RtⅠ那樣發(fā)生內(nèi)化。IL-1RtⅡ經(jīng)蛋白水解酶水解后可形成可溶性的IL-1結(jié)合蛋白（soluble IL-1 binding protein,sIL-1BP)，46kDa，與IL-1β有較高親和力，在自然情況下sIL-1BP是IL-1β的抑制劑�？扇苄訧L-1R（solubleIL-1 receptor,sIL-1R)可有效防止小鼠心臟移植排斥反應(yīng)，減輕Lewis大鼠的實(shí)驗(yàn)性關(guān)節(jié)炎和過敏性大腦炎。
在T細(xì)胞中，CD4陽性細(xì)胞亞群IL-1受體表達(dá)要高于CD8陽性T細(xì)胞亞群。以小鼠胸腺瘤細(xì)胞系EL-4為模型，發(fā)現(xiàn)IL-1α和IL-1β可結(jié)合到相同的高親和力受體�，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)聯(lián)合免疫缺陷病人的T細(xì)胞表達(dá)IL-1R缺陷，對(duì)抗原刺激不發(fā)生增殖反應(yīng)，也不產(chǎn)生IL-2，病人易患機(jī)會(huì)致病菌感染。
4.IL-1受體拮抗物 在某些白血病患者血清和尿中以及單核細(xì)胞培養(yǎng)上清中發(fā)現(xiàn)一種多肽性質(zhì)的IL-1特異性抑制因子，稱為IL-1受體拮抗物（interleukin 1 receptorantagonist,IL-1ra),又稱IL-1受體拮抗蛋白（IL-1 receptor antagonist protein, IRAP)。
（1)IL-1ra的產(chǎn)生：IL-1ra體外可由LPS刺激的單核細(xì)胞，PMA、PHA、CSF刺激的單核細(xì)胞系產(chǎn)生。
（2)IL-1ra分子的結(jié)構(gòu)和基因：IL-ra基因克隆1990年獲得成功，編碼人IL-1α、IL-1β和IL-1ra基因都定位于2號(hào)染色體。IL-1racDNA編碼的多肽為17kDa，糖基化后分子量為25kDa，但糖基對(duì)IL-1ra活性并非必需。未成熟的IL-1ra分子為177個(gè)氨基酸殘基的肽鏈，N端25個(gè)氨基酸多為疏水性氨基酸，構(gòu)成典型的信號(hào)肽順序。成熟分子由152個(gè)氨基酸殘基組成。在65、68、116及122位上有4個(gè)保守的半胱氨酸殘基，Cys65-116，Cys68-122間形成鏈內(nèi)二硫鍵。從cDNA推算的氨基酸序列IL-1ra與IL-1α和IL-1β分別有19%和26%的同源性，人和小鼠的IL-1ra有77%同源性。
（3)IL-1ra的生物學(xué)作用：IL-1ra能特異性地抑制T細(xì)胞表面IL-1R與IL-1結(jié)合，但不抑制TNF或IL-2與相應(yīng)受體的結(jié)合。IL-1ra不與IL-1直接結(jié)合，而是一種IL-1與IL-1R相互結(jié)合的競(jìng)爭(zhēng)性抑制物。rIL-1ra與Ⅰ型和Ⅱ型IL-1R都能結(jié)合，但與IL-1RtⅠ結(jié)合的親和力要高于與IL-1RtⅡ結(jié)合的親和力。rIL-1ra、rIL-1α、rIL-1β與IL-1RtⅠ結(jié)合的親和力比較相近，但rIL-1ra、rIL-1α與IL-1RtⅡ結(jié)合的親和力要低于rIL-1β與IL-1RtⅡ結(jié)合的親和力。IL-1ra能抑制IL-1刺激滑膜細(xì)胞PGE2的產(chǎn)生和軟骨細(xì)胞膠原酶合成，抑制胸腺細(xì)胞的增殖以及中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附。在體內(nèi)可抑制IL-1引起的發(fā)熱。IL-1ra可結(jié)合T細(xì)胞和成纖維細(xì)胞表面IL-1RtⅠ,也能抑制IL-1與PMN、B細(xì)胞、髓樣單核細(xì)胞白血病細(xì)胞IL-1RtⅡ的結(jié)合。IL-1ra可抑制PBMC、骨髓細(xì)胞衍生的髓樣淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞自發(fā)增殖和自發(fā)產(chǎn)生IL-1、IL-6和GM-CSF。在體內(nèi)，IL-1ra可阻止LPS引起的家兔死亡，減輕免疫復(fù)合物所誘導(dǎo)的炎癥，抑制小鼠骨髓移植后GVHR的發(fā)生，提高存活率，此外，還可防治動(dòng)物實(shí)驗(yàn)性潰瘍性結(jié)腸炎。
（4)IL-1ra與臨床：正常人血清IL-1ra水平在200pg/ml以下，感染、炎癥以及內(nèi)毒素血癥病人血清中IL-1ra水平可升高到8ng/ml。應(yīng)用IL-1ra治療敗血癥已進(jìn)入Ⅲ期臨床驗(yàn)證，死亡率明顯下降。此外IL-1ra治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎也已開始在臨床驗(yàn)證。IL-1ra在體內(nèi)的副作用很小，但應(yīng)用劑量較大，阻斷IL－1 50%生物學(xué)效應(yīng)時(shí)所用IL-1ra的用量是IL-1用量的10～500倍。
5.IL-1的生物學(xué)作用 IL-1具有廣泛的免疫調(diào)節(jié)作用，并有致熱和介導(dǎo)炎癥的作用，它的生物學(xué)功能是通過與相應(yīng)高親和力受體結(jié)合而介導(dǎo)的，IL-1生理?xiàng)l件下的濃度僅在10-12～10-14M之間。IL-1作用無明顯的種屬特異性，人IL-1可作用于小鼠源性的細(xì)胞。主要表達(dá)IL-1RtⅡ的細(xì)胞似乎比表達(dá)IL-1RtⅠ細(xì)胞相對(duì)有種屬特異性。
（1)促進(jìn)胸腺細(xì)胞、T細(xì)胞的活化、增殖和分化：T細(xì)胞經(jīng)抗原、有絲分裂原或抗TCR/CD3刺激后表達(dá)IL-1受體，在IL-1作用下T細(xì)胞被活化，由G0期進(jìn)入G1期�；罨蟮腡細(xì)胞分泌IL-2、IFN-γ、GM-CSF、IL-4等細(xì)胞因子，并表達(dá)IL-2受體進(jìn)而T發(fā)生增殖和分化。IL-1還可增加T細(xì)胞表面MHCⅡ類抗原的表達(dá)。IL-1能誘導(dǎo)殺傷性T淋巴細(xì)胞（CTL)的分化，在混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)（MLC)中，IL-1誘導(dǎo)CTL的產(chǎn)生可能是通過促進(jìn)T細(xì)胞分泌IL-2和IFN-γ。IL-6可協(xié)同IL-1活化T細(xì)胞和刺激IL-2的產(chǎn)生。
（2)促進(jìn)B細(xì)胞功能：協(xié)同IL-4等細(xì)胞因子刺激B細(xì)胞的增殖和分化，促進(jìn)免疫球蛋白的合成和分泌，這種作用可能是通過IL-1誘導(dǎo)PBMC產(chǎn)生IL-6而介導(dǎo)的。
（3)刺激骨髓多能干細(xì)胞的增殖：現(xiàn)已證實(shí)IL-1與Stanley(1986)報(bào)道的血細(xì)胞生成素-1（hemopoietin-1)是同一種分子。IL-1刺激造血細(xì)胞和成纖維細(xì)胞產(chǎn)生CSF，增加造血細(xì)胞CSF受體的數(shù)量，并協(xié)同IL-3、IL-6、G-CSF、M-CSF、GM-CSF、SCF等因子刺激造血功能，對(duì)粒單系祖細(xì)胞和巨核系祖細(xì)胞均有刺激作用。此外，IL-1可刺激干細(xì)胞產(chǎn)生SCF，IL-1本身可作用早期干細(xì)胞，激活干細(xì)胞從Go期進(jìn)入增殖周期。IL-1能預(yù)防化療造成的骨髓抑制已進(jìn)入臨床Ⅱ期驗(yàn)證。
（4)增強(qiáng)NK細(xì)胞的殺傷活性：通過提高NK細(xì)胞對(duì)IL-2等細(xì)胞因子的敏感性增強(qiáng)其殺傷活性，IL-1與IL-2或IFN有協(xié)同刺激NK細(xì)胞活性的作用。
（5)促進(jìn)多種免疫分子的基因表達(dá)：如IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、TNF-α、TNF-β、INF-β、G-CSF、GM-CSF、GM-CSF，IL-2Rα鏈（Tac)，補(bǔ)體C2、Bf，粘附分子以及c-fos、c-myc和c-jun等原癌基因的表達(dá)。C-fos和C-jun組成活化蛋白-1（AP-1)，活化IL-2基因的啟動(dòng)子，誘導(dǎo)B細(xì)胞κ鏈核因子（NF-κB)活化免疫球蛋白κ鏈基因，誘導(dǎo)NF-IL-6轉(zhuǎn)錄因子活化IL-6啟動(dòng)子。
（6)刺激單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-6和TNF，并通過單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-8介導(dǎo)對(duì)中性粒細(xì)胞的趨化作用。此外，IL-1誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞活化，刺激中性粒細(xì)胞釋放炎癥蛋白和炎癥介質(zhì)，直接參與炎癥發(fā)生過程。
IL-1與TNF生物學(xué)性質(zhì)，尤其在非免疫性作用方面較為相似（見表4-8)。抗TNF-α中和抗體可預(yù)防內(nèi)毒素引起的休克，同時(shí)降低了IL-1和IL-6水平，表明在某些條件下，IL-1水平受到TNF的調(diào)控。
6.IL-1與臨床
（1)發(fā)熱：IL-1是一種內(nèi)源性熱原質(zhì)（endogenous pyrogen), IL-1引起發(fā)熱作用與內(nèi)毒素不同，IL-1對(duì)熱敏感，反復(fù)注射不產(chǎn)生耐受。IL-1引起發(fā)熱的機(jī)理之一可能是IL-1促進(jìn)單核-巨噬細(xì)胞釋放PGE2，刺激下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞，引起發(fā)熱。阿斯匹林、消炎痛等抑制PGE2的合成，可作為解熱劑。PGE2對(duì)IL-1產(chǎn)生有負(fù)反饋?zhàn)饔�。老齡人或癌癥患者PBMC中單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-1能力低于正常人，可能與感染后不易出現(xiàn)明顯發(fā)熱等臨床癥狀有關(guān)。
（2)促進(jìn)肝細(xì)胞合成急性期蛋白（acute phase protein)：如C-反應(yīng)蛋白、血清淀粉樣A蛋白（serum amyloid a protein,SAA)和α酸性糖蛋白（α-acid glycoprotein，αAGP)以及某些補(bǔ)體的組分，有利于機(jī)體抵抗病原微生物等，是機(jī)體非特異性防御因素之一。低劑量IL-1可提高動(dòng)物對(duì)腦型和惡性瘧疾的抵抗力。
（3)對(duì)間質(zhì)細(xì)胞和其它細(xì)胞的作用：類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)囊內(nèi)巨噬細(xì)胞受到刺激和活化后可分泌IL-1，刺激滑膜細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞分泌大量PGE2、膠原酶和中性蛋白酶等，從而使關(guān)節(jié)中的膠原組織降解，骨質(zhì)吸收，局部血管通透性增加，直接參與關(guān)節(jié)的病理?yè)p傷。多種關(guān)節(jié)炎的關(guān)節(jié)液中可測(cè)出高水平IL-1。IL-1還可刺激腦組織神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生，形成瘢痕，與癲癇發(fā)作可能有關(guān)。此外，IL-1刺激腎小球系膜細(xì)胞增生，導(dǎo)致腎實(shí)質(zhì)纖維化和慢性腎功衷竭。
（4)抗腫瘤作用：由于IL-1能協(xié)同IL-2、IFN-γ誘導(dǎo)CTL和NK細(xì)胞的殺傷活性，促進(jìn)殺傷細(xì)胞IL-2受體的表達(dá)以及成纖維細(xì)胞分泌IL-6，因此具有抗腫瘤作用。臨床已試用IL-1治療腫瘤。
（5)抗放射作用（radioprotective)：小鼠注射IL-1100ng在950R照射條件下可提高白細(xì)胞水平，延長(zhǎng)存活時(shí)間，能預(yù)防放療造成的骨髓抑制。臨床上已試用IL-1治療骨髓移植。最近在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)IL-1能降低血糖水平，有可能成為治療糖尿病的新藥。
1976年Morgan等發(fā)現(xiàn)小鼠脾細(xì)胞培養(yǎng)上清中含有一種刺激胸腺細(xì)胞生長(zhǎng)的因子，由于這種因子能促進(jìn)和維持T細(xì)胞長(zhǎng)期培養(yǎng)，稱為T細(xì)胞生長(zhǎng)因子（tcell growth factor,TCGF)，1979年統(tǒng)一命名為白細(xì)胞介素2（interleukin 2,IL-2)。
1.IL-2的產(chǎn)生 IL-2主要由T細(xì)胞或T細(xì)胞系產(chǎn)生。
（1)CD4陽性或CD8陽性T細(xì)胞：有絲分裂原刺激CD4陽性或CD8陽性T細(xì)胞亞群均可產(chǎn)生IL-2；同種異體抗原主要刺激CD4陽性T細(xì)胞分泌IL-2。PBMC、脾臟、淋巴結(jié)和扁桃腺中的T細(xì)胞受到刺激后都能產(chǎn)生IL-2。在小鼠Th細(xì)胞中，只有Th1亞群可產(chǎn)生IL-2。
（2)T細(xì)胞腫瘤細(xì)胞系或白血病細(xì)胞系：人和動(dòng)物某些T細(xì)胞白血病細(xì)胞系或腫瘤細(xì)胞在有絲分裂原、鈣離子載體（如A23187)或PMA刺激下可產(chǎn)生高水平的IL-2。如長(zhǎng)臂猿T細(xì)胞系MLA144可自發(fā)產(chǎn)生IL-2，小鼠胸腺瘤細(xì)胞系EL-4和人Jurkat細(xì)胞靜止?fàn)顟B(tài)不合成和分泌IL-2，刺激后可分泌高水平的IL-2。
（3)T淋巴細(xì)胞雜交瘤：T淋巴細(xì)胞雜交瘤123，F(xiàn)S6-14.13，HT-24A等在ConA刺激下產(chǎn)生IL-2。
（4)應(yīng)用基因工程技術(shù)制備：1983年Taniguchi等從ConA刺激的Jurkat白血病T細(xì)胞中克隆成功IL-2cDNA，并在大腸桿菌中得到高水平的表達(dá)。目前應(yīng)用基因工程技術(shù)所制備和純化的IL-2已用于臨床治療某些腫瘤和其它疾病。
2.IL-2的分子結(jié)構(gòu)和基因 人IL-2含有133氨基酸殘基，分子量為15.5kDa。天然IL-2在N端含有糖基，但糖基對(duì)IL-2的生物學(xué)活性無明顯影響，等電點(diǎn)在6.6～8.2。IL-2分子含有3個(gè)半胱氨酸，分別位于第58、105和125位氨基酸，其中58位與105位半胱氨酸之間所形成的鏈內(nèi)二硫鍵對(duì)于保持IL-2生物學(xué)活性起重要作用。在IL-2基因產(chǎn)物的提純和復(fù)性過程中，如二硫鍵配錯(cuò)或分子間形成二硫鍵都會(huì)降低IL-2的活性。現(xiàn)已有應(yīng)用點(diǎn)突變，將第125號(hào)位半胱氨酸突變?yōu)榱涟彼峄蚪z氨基，使只能形成一種二硫鍵，保證了在IL-2復(fù)性過程的活性。還有報(bào)道用蛋白工程技術(shù)生產(chǎn)新型rIL-2，將IL-2分子第125位半胱氨酸改為丙氨酸，改構(gòu)后IL-2比活性比天然IL-2明顯增加。人IL-2基因定位于第4號(hào)染色體，長(zhǎng)約5kb，由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成。人和小鼠IL-2基因DNA序列有63%同源性。
3.IL-2的受體 IL-2R是由α、β和γ三條鏈組成。
（1)IL-2Rα鏈：Uchiyama(1981)首次制備了抗活化T細(xì)胞抗原Tac的McAb，與IL-2相互競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合到Tac陽性細(xì)胞。Tac的分子量為55kDa。1984年Leonard將Tac分子的cDNA克隆成功。Tac分子為糖蛋白，由272個(gè)氨基殘基組成，包括21個(gè)氨基酸殘基信號(hào)肽，成熟分子含251個(gè)氨基酸，含有多個(gè)半胱氨酸，2個(gè)N-糖基化位點(diǎn)，穿膜區(qū)和胞漿區(qū)分別含19和13個(gè)氨基酸殘基。人Tac的基因定位于第10號(hào)染色體，包括8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子，長(zhǎng)約25kb。Tac（p55)即為IL-2受體α鏈（或亞單位)，又稱CD25，是活化T淋巴細(xì)胞的標(biāo)志。在骨髓移植中如除去Tac陽性供體細(xì)胞可以降低移植物抗宿主反應(yīng)（GVHR)，現(xiàn)已進(jìn)入Ⅱ期臨床驗(yàn)證。也可用抗IL-2r McAb選擇性地封閉、消除活化的效應(yīng)細(xì)胞，從而治療同種異體移植物排斥反應(yīng)及某些自身免疫性疾病。
（2)IL-2Rβ鏈：分子量70kDa，故又稱p70，在人白細(xì)胞分化抗原中編號(hào)為CD122。人IL-2Rβ鏈基因定位于22號(hào)染色體。成熟IL-2Rβ鏈有525個(gè)氨基酸，5個(gè)N糖基化位點(diǎn)，包括胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)。胞膜外區(qū)由214個(gè)氨基酸組成，有8個(gè)Cys，其結(jié)構(gòu)上有1個(gè)紅細(xì)胞生成素（EPO)受體超家族特征性的結(jié)構(gòu)域，還有1個(gè)Ⅲ型纖維粘連蛋白結(jié)構(gòu)域�？缒^(qū)25個(gè)氨基酸。胞漿區(qū)有286個(gè)氨基酸，與EPO受體胞漿區(qū)有一定的同源性。IL-2Rβ鏈本身無酪氨酸激酶區(qū)，但胞漿區(qū)中有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域：一個(gè)是靠近膜端的絲氨酸富含區(qū)，在IL-2誘導(dǎo)的增殖信號(hào)傳遞中起重要作用；另一個(gè)是與酪氨酸激酶相聯(lián)的酸性區(qū)域。缺乏酸性區(qū)域的IL-2Rβ鏈突變體能傳導(dǎo)增殖信號(hào)，并誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄c-myc,不能介導(dǎo)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子Fos的作用；缺乏絲氨酸富含區(qū)的IL-2Rβ鏈突變體不能誘導(dǎo)細(xì)胞增殖及c-myc的轉(zhuǎn)錄。因此，酪氨酸激酶途徑似乎與c-fos 基因的誘導(dǎo)有關(guān)，而非激酶依賴的途徑與c-myc基因的誘導(dǎo)有關(guān)。IL-2Rβ鏈主要分布于T細(xì)胞、大顆粒淋巴細(xì)胞（LGL)、B細(xì)胞、pre-T細(xì)胞。
（3)IL-2Rγ：糖蛋白，含347個(gè)氨基酸，分子量64kDa。胞膜結(jié)構(gòu)特征屬于紅細(xì)胞生成素家族成員，胞漿區(qū)含86個(gè)氨基酸，從288～321位氨基酸序列似乎同源于src同源區(qū)2（SH2)，此區(qū)能與一些磷酸化蛋白中磷酸化酪氨酸殘基相連，參與信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。IL-2Rγ鏈表達(dá)于多種淋巴樣細(xì)胞表面，如Molt-β、Molt-4、Jurkat、MT-1、MT-2以及EB病毒感染的Raji細(xì)胞。
（4)IL-2R的組成與親和力的關(guān)系：?jiǎn)为?dú)IL-2Rγ鏈不能結(jié)合IL-2，但對(duì)于中親和力IL-2R（βγ鏈)、高親和力IL-2R（αβγ鏈)的組成、IL-2的內(nèi)化以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是必需的。X-性聯(lián)重癥聯(lián)合免疫缺陷癥病人的IL-2Rγ基因發(fā)生突變而喪失IL-2R功能。
表4-2 三種親和力IL-2R的組成
| 組成 | 親和力（Kd) | 細(xì)胞分布舉例 |
| α鏈（p55,CD25) | 低，10-8M | B淋巴細(xì)胞 |
| β鏈（p70,CD122)+γ鏈 | 中，10-9M | YT（NK細(xì)胞株)，MLA144 |
| α鏈+β鏈+γ鏈 | 高，10-11M | PHA刺激母細(xì)胞，HUT102B2 |
（5)可溶性IL-2R：可溶性IL-2R（solubleIL－2 receptor,sIL-2R)是膜結(jié)合形式IL-2Rα鏈的脫落物，分子量45kDa。在人類T細(xì)胞白血�、裥筒《荆℉TLV-I)感染的HUT102B2細(xì)胞培養(yǎng)上清中含有大量sIL-2R。PBMC經(jīng)絲裂原、CD3McAb和同種異體抗原刺激后可釋放sIL-2R。正常人血清和尿液中亦可檢出少量sIL-2R。sIL-2R可能與膜表面IL-2R（mIL-2R)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合IL-2，從而成為一種免疫抑制物質(zhì)。sIL-2R增高可見于某些惡性腫瘤、自身免疫病、病毒感染性疾病以及移植排斥等（見本章第三節(jié))。
4.IL-2的生物學(xué)作用 IL-2的作用具有沿種系譜向上有約束性，向下無約束性的特點(diǎn)，如人的IL-2能促進(jìn)小鼠T細(xì)胞的增殖，而小鼠的IL-2不能維持人T細(xì)胞的生長(zhǎng)。IL-2體內(nèi)的半衰期只有6.9分鐘。有報(bào)道用PEG對(duì)IL-2加以修飾，對(duì)生物學(xué)活性無影響，半衰期可延長(zhǎng)7倍左右。目前關(guān)于IL-2的生物學(xué)作用大都是體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。具有中和活性的抗IL-2抗體可抑制IL-2的生物學(xué)活性。
（1)Th、Tc和Ts細(xì)胞都是IL-2 的反應(yīng)細(xì)胞：IL-2對(duì)靜止T細(xì)胞作用較弱。胸腺細(xì)胞和T細(xì)胞經(jīng)抗原、有絲分裂原或同種異體抗原刺激活化后有在IL-2存在的條件下進(jìn)入S期，維持細(xì)胞的增殖。IL-2可刺激T細(xì)胞轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（TfR，CD71)、胰島素受體、MHCⅡ類抗原的表達(dá)，并產(chǎn)生多種淋巴因子如IFN-γ、IL-4、IL-5、IL-6、TNF-β及CSF等。
（2)誘導(dǎo)CTL、NK和LAK等多種殺傷細(xì)胞的分化和效應(yīng)功能，并誘導(dǎo)殺傷細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ、TNF-α等細(xì)胞因子。IL-2可增強(qiáng)CTL細(xì)胞穿孔素（perforin)基因的表達(dá)。
（3)直接作用于B細(xì)胞，促進(jìn)其增殖、分化和Ig分泌。已發(fā)現(xiàn)活化的B細(xì)胞也可具有IL-2R，IL-2對(duì)B細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用除通過刺激T細(xì)胞分泌B細(xì)胞增殖和分化因子外，還可能有直接的調(diào)節(jié)作用。
（4)活化巨噬細(xì)胞。
5.IL-2的臨床應(yīng)用 目前重組IL-2已用于臨床治療腫瘤以及感染性疾病等。
（1)抗腫瘤：IL-2在體外可誘導(dǎo)PBMC或腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TIL)成為淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞（LAK)。LAK/IL-2對(duì)腎細(xì)胞癌、黑素瘤、非何杰金氏淋巴瘤、結(jié)腸直腸癌有較明顯療效，對(duì)肝癌、卵巢癌、頭頸部鱗癌、膀胱癌、肺癌等有不同程度的療效。近年來已開始采用IL-2基因治療對(duì)黑素瘤、腎細(xì)胞癌以及神經(jīng)母細(xì)胞瘤等腫瘤等進(jìn)行臨床驗(yàn)證。
（2)治療感染性疾�。簞�(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，IL-2對(duì)某些因細(xì)胞免疫功能低下而受病毒感染，需增強(qiáng)細(xì)胞免疫功能的病人有一定療效。IL-2本身無直接抗病毒活性，它是通過增強(qiáng)CTL、NK活性以及誘導(dǎo)IFN-γ產(chǎn)生而介導(dǎo)抗病毒感染的。目前用IL-2治療活動(dòng)性肝炎已顯示出可喜的苗頭，對(duì)于單純皰疹病毒感染、AIDS�。ㄒ堰M(jìn)入Ⅱ期臨床驗(yàn)證)、結(jié)節(jié)性麻風(fēng)、結(jié)核桿菌感染等也有一定療效。如rIL-2明顯延長(zhǎng)結(jié)核桿菌H37RV株感染小鼠和豚鼠的半數(shù)死亡時(shí)間，降低死亡率，減少感染動(dòng)物脾、肺組織內(nèi)的結(jié)核桿菌數(shù)。
（3)免疫佐劑作用（adjuvanticity):應(yīng)用IL-2作為佐劑與免疫原性弱的亞單位疫苗聯(lián)合應(yīng)用，可提高機(jī)體保護(hù)性免疫應(yīng)答的水平。此外，最近發(fā)現(xiàn)IL-2具有降低血壓作用，IL-2治療高血壓已進(jìn)入Ⅰ期臨床驗(yàn)證。
（4)采用IL-2白喉毒素融合蛋白治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎進(jìn)入Ⅰ/Ⅱ期臨床驗(yàn)證，約有74%患者病情得到改善，IL-2融合毒素主要作用于CD4陽性淋巴細(xì)胞，有較好的選擇性。
rIL-2體內(nèi)大劑量使用毒性作用較大，可引起毛細(xì)血管滲漏綜合征（capillary leak syndrome，CLS)。此外，IL-2半衰期短，有時(shí)還可在體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生一定抗體。
美國(guó)Immunex應(yīng)用抗IL-2Rα鏈McAb預(yù)防骨髓移植后GVHR進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)。
見本節(jié)集落刺激因子。
1982年Howard發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞培養(yǎng)上清中有一種促進(jìn)B細(xì)胞增殖的因子，起初命名為B細(xì)胞生長(zhǎng)因子-1（b cell growth factor-1,BCGF-1)。有的實(shí)驗(yàn)室稱為B細(xì)胞刺激因子-1（b cell stimulatingfactor-1,BSF-1)、T細(xì)胞生長(zhǎng)因子-2（T cell growth factor-2,TCGF-2)。1986年基因克隆成功，國(guó)際統(tǒng)一命名為白細(xì)胞介素4（interleukin 4,IL-4)。
1.IL-4的產(chǎn)生 在人類IL-4主要由活化T細(xì)胞產(chǎn)生。在小鼠由Th2亞群產(chǎn)生。此外，肥大細(xì)胞、IL-2刺激小鼠T細(xì)胞系2.19、ConA刺激人Th克隆2F1、小鼠胸腺瘤EL-4細(xì)胞以及B細(xì)胞系CH12均能分泌IL-4。
2.IL-4的分子結(jié)構(gòu)和基因 小鼠IL-4基因長(zhǎng)約6kb，成熟IL-4分子由120氨基酸殘基組成，裸肽分子量為14kDa，有3個(gè)糖基化點(diǎn)，經(jīng)糖基化后IL-4分子量為30kDa。人IL-4基因定位于第5號(hào)染色體，由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成，約10kb，是現(xiàn)知淋巴因子基因中較大的一個(gè)。成熟人IL-4分子由129氨基酸殘基組成，15kDa，有2個(gè)糖基化點(diǎn)，含有6個(gè)半胱氨酸，參與分子內(nèi)二硫鍵的組成。人與鼠IL-4DNA水平上有70%同源性，IL-4前體蛋白從N端到91位氨基酸以及C端到128位氨基酸人小鼠之間在氨基酸水平上有70%同源性，前體蛋白91至128位氨基酸之間很少有同源性，這可能與IL-4種屬作用特異性有關(guān)，如人、鼠IL-4生物學(xué)作用上沒有交叉反應(yīng)。
3.IL-4的受體人 IL-4受體（IL-4R)由800氨基酸殘基組成，分子量為140kDa，胞膜外區(qū)207氨基酸，跨膜區(qū)24氨基酸，胞漿區(qū)569氨基酸，與小鼠IL-4R有53%同源性，屬于紅細(xì)胞生成素受體超家族成員，最近命名為CDw124。在小鼠，T細(xì)胞、B細(xì)胞、胸腺細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和肥大細(xì)胞表面都有IL-4R，每個(gè)細(xì)胞受體數(shù)目在100～2000左右，其親和力Kd在10-10～10-11M，1～5×10-12M濃度的IL-4可使B細(xì)胞增殖（3H-TdR摻入率)達(dá)到最大值的50%。LPS對(duì)B細(xì)胞IL-4R表達(dá)有正調(diào)節(jié)作用，受體數(shù)量可增加5～10倍。IL-4與相應(yīng)受體結(jié)合后細(xì)胞內(nèi)傳遞信號(hào)的途徑尚不清楚，IL-4R胞漿區(qū)富含蘇氨酸和絲氨酸，PTK和PKC可能參與受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞，IP3和Ca2+濃度升高。在小鼠發(fā)現(xiàn)有不同剪接形式mRNA所翻譯的分泌型（可溶性)IL-4R(sIL-4R)。sIL-4R與膜型IL-4R（mIL-4R)同配體IL-4結(jié)合時(shí)具有相同的親和力。sIL-4R可能是IL-4保護(hù)性載體，或調(diào)節(jié)IL-4的生物學(xué)活性。
4.IL-4的生物學(xué)活性 IL-4對(duì)于B細(xì)胞、T細(xì)胞、肥大細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和造細(xì)胞都有免疫調(diào)節(jié)作用。
（1)B細(xì)胞：促進(jìn)SAC或抗IgM預(yù)先刺激B細(xì)胞的增殖，這一生物學(xué)功能已被用來作為檢測(cè)IL-4的生物學(xué)活性。IL-4促進(jìn)B細(xì)胞MHCⅡ類抗原、FcεRⅡ/CD23和CD40的表達(dá)，并增強(qiáng)B細(xì)胞提呈抗原能力，使免疫系統(tǒng)對(duì)小量抗原刺激發(fā)生免疫應(yīng)答。增加FcεRⅡ/CD23（Ige Fc段低親和力受體)的表達(dá)，并釋放可溶性CD23（sCD23)/IgE結(jié)合因子（IgE-BF)，與mIgE陽性細(xì)胞結(jié)合并誘導(dǎo)其分化，可能與促進(jìn)B細(xì)胞IgE的產(chǎn)生有關(guān)。IL-4提高LPS刺激小鼠B細(xì)胞IgG1、IgE產(chǎn)生水平分別為8～10倍和10～100倍，但對(duì)IgG3分泌降低6～10倍，IgG2a、IgG2b和IgM有不同程度下降，對(duì)IgA產(chǎn)生無明顯影響。IL-4增強(qiáng)IgG1和IgE水平的機(jī)理可能是：①使選擇性刺激定向產(chǎn)生IgG1或IgE的B細(xì)胞的增殖和分化；②增加特異的重鏈穩(wěn)定區(qū)（CH)Ig類的轉(zhuǎn)換區(qū)Sμ-Sγ1結(jié)合，促進(jìn)IgG1合成和分泌。IFN-γ對(duì)IL-4上述生物學(xué)功能有明顯抑制作用。而IL-4則可抑制IFN-γmRNA的轉(zhuǎn)錄和抑制IFN-γ誘導(dǎo)B細(xì)胞產(chǎn)生IgG2a。寄生蟲感染時(shí)血清IgG1和IgE水平升高。此外，IL-4還可促進(jìn)休止期B細(xì)胞的早期活化，從Go期進(jìn)入G1期，細(xì)胞體積增大，并表達(dá)CD25。
（2)T細(xì)胞：IL-4是T細(xì)胞自身分泌的生長(zhǎng)因子，如HT-2細(xì)胞系是一種IL-2依賴細(xì)胞系，IL-4可單獨(dú)維持TH-2的增殖，抗IL-2和抗IL-4McAb（11B11)可分別抑制IL-2和IL-4刺激IL-2細(xì)胞的增殖作用，但相互之間無交叉抑制作用。純化后的T細(xì)胞（CD4陽性或CD8陽性亞群)對(duì)IL-4的增殖反應(yīng)還需要IL-1（或PMA)的協(xié)同作用；而IL-2單獨(dú)可維持活化T細(xì)胞的增殖。表明IL-4生長(zhǎng)信號(hào)的傳遞過程與IL-2有所不同。高劑量IL-4能誘導(dǎo)CD4-CD8+或CD4+CD8-或CD4-CD8-胸腺細(xì)胞的增殖。IL-4增強(qiáng)PHA刺激T細(xì)胞釋放GM-CSF和G-CSF。在小鼠實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，多數(shù)情況下IL-4對(duì)CTL和LAK細(xì)胞的分化有正調(diào)節(jié)作用；而對(duì)人的殺傷細(xì)胞則有時(shí)表現(xiàn)為負(fù)調(diào)節(jié)作用，如在人MLC中IL-4選擇性地促進(jìn)Th增殖，同時(shí)伴有CTL、NK和LAK功能的降低。此外IL-4還能抑制IL-2所誘導(dǎo)的NK白血病細(xì)胞LAK活性。最近發(fā)現(xiàn)，用IL-4與T細(xì)胞或B細(xì)胞溫育，可降低高親和力IL-2R位點(diǎn)數(shù)，但不影響低親和力IL-2R的數(shù)量。IL-4還可刺激CD3陰性NK細(xì)胞克隆和生長(zhǎng)。
（3)刺激肥大細(xì)胞增殖，并與IL-3有協(xié)同作用，尤其對(duì)于粘膜和結(jié)締組織型肥大細(xì)胞體外生長(zhǎng)是必需的。
（4)促進(jìn)巨噬細(xì)胞提呈抗原和殺傷腫瘤細(xì)胞的功能，可能與調(diào)節(jié)MHCⅡ類抗原和FcR表達(dá)有關(guān)。IL-4與GM-CSF、IL-3和LPS有協(xié)同作用。IL-4可誘導(dǎo)外周血單核細(xì)胞分泌G-CSF和M-CSF，增強(qiáng)中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬、殺傷活性和ADCC作用。IL-4是小鼠巨噬細(xì)胞趨化因子，并促進(jìn)IL-1ra產(chǎn)生，但抑制單核細(xì)胞IL-1、TNF和IL-6的產(chǎn)生。
（5)協(xié)同CSF刺激造血細(xì)胞的增殖，與G-CSF協(xié)同增強(qiáng)粒細(xì)胞集落形成，協(xié)同紅細(xì)胞生成素（EPO)增強(qiáng)BFU-E的形成。
IL-4作為腫瘤免疫調(diào)節(jié)劑已進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)。此外，還開始進(jìn)行治療免疫缺陷癥的臨床試驗(yàn)。由于體內(nèi)、體外均證實(shí)IL-4可以抑制IL-1、IL-6和TNF分泌，并促進(jìn)IL-1ra 產(chǎn)生，因此應(yīng)用IL-4可能為治療敗血癥休克提供一種新的方法。
1980年Takatsu等發(fā)現(xiàn)在T細(xì)胞條件培養(yǎng)液中，含有一種因子能替代T細(xì)胞在體外協(xié)同胸腺依賴抗原的抗體應(yīng)答，稱為T細(xì)胞替代因子（t cell replacing factor,TRF)。由于這種因子對(duì)B細(xì)胞和啫酸性粒細(xì)胞增殖、分化有重要調(diào)節(jié)作用，又名B細(xì)胞生長(zhǎng)因了了-Ⅱ（b cellgrowth factor-Ⅱ,BCGF-Ⅱ),IgA增強(qiáng)因子（IgA-enhancingfactor,IgA-EF)，嗜酸性粒細(xì)胞集落刺激因子（eosinophilcolony-stimulating factor,Eo-CSF)和嗜酸性粒細(xì)胞分化因子（eosinophildifferentiation factor,EDF)。1986年統(tǒng)一命名為白細(xì)胞介素-5（interleukin 5,IL-5)。
1.IL-5的產(chǎn)生 在人類IL-5主要由活化T細(xì)胞產(chǎn)生，在小鼠則由Th2亞群細(xì)胞產(chǎn)生。
2.IL-5的分子結(jié)構(gòu)和基因 1986年Kinashi獲得IL-5cDNA克隆。小鼠IL-5由133氨基酸殘基組成，含21氨基酸的信號(hào)肽，成熟IL-5分子含有112氨基酸殘基，裸肽分子量12～15kDa，有3個(gè)糖基化位點(diǎn)，糖基化后分子量為18kDa，糖基化對(duì)于IL-5活性表達(dá)以及與相應(yīng)受體的結(jié)合起重要作用。小鼠IL-5通常以二硫鍵連接的二聚體形式存在，分子量為45kDa。人的IL-5由134氨基酸殘基組成，含22氨基酸殘基信號(hào)肽，2個(gè)糖基化點(diǎn)，人和小鼠IL-5基因分別定位于第5號(hào)和第11號(hào)染色體，與IL-3、IL-4、GM-CSF等造血因子的基因密切連鎖。人和鼠IL-5在氨基酸水平上有70%的同源性，生物學(xué)作用有交叉反應(yīng)。
3.IL-5受體 小鼠IL-5由α和β兩條鏈組成。α鏈，p60，含415個(gè)氨基酸，糖蛋白，先導(dǎo)序列17個(gè)氨基酸，胞膜外區(qū)322氨基酸殘基，空膜區(qū)22個(gè)，胞漿區(qū)僅54個(gè)氨基酸殘基。α鏈單獨(dú)結(jié)合IL-5為低親和力，參與信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)；β鏈，p130，單獨(dú)不結(jié)合IL-5，與α鏈共同組成高親和力受體。小鼠IL-5Rβ與IL-3R的β鏈（AIC2B基因產(chǎn)物)相同，人IL-5Rβ鏈?zhǔn)桥cIL-3Rβ鏈、GM-CSFRβ是共同的。由于mRNA剪接的不同，已發(fā)現(xiàn)有二種可溶性小鼠IL-5Rα鏈，其中一種可抑制IL-5與膜結(jié)合IL-5R的結(jié)合。人和鼠IL-5Rα鏈有79%的同源性。
4.IL-5的生物學(xué)活性 與其它IL相比，IL-5生物學(xué)活性作用譜相對(duì)較窄。
（1)小鼠IL-5促進(jìn)抗原刺激的B細(xì)胞分化為抗體合成細(xì)胞，主要作用于進(jìn)入細(xì)胞增殖后期的B細(xì)胞，并增加活化B細(xì)胞IL-2R的表達(dá)，IL-5的這種刺激作用與人IL-6功能相似，人IL-5只作用于B細(xì)胞刺激后很窄的時(shí)相內(nèi)。
（2)促進(jìn)IgA合成，其機(jī)理可能是：①作為IgA特異性啟動(dòng)因子，使mIgM 陽性B細(xì)胞分化為mIgA陽性B細(xì)胞；②作用于IgA型B細(xì)胞，促進(jìn)其增殖和分化，成為分泌IgA的漿細(xì)胞。IL-4有協(xié)同IL-5促進(jìn)IgA合成的作用。IL-5對(duì)IgM的分泌也有促進(jìn)作用。
（3)協(xié)同ConA或IL-2誘導(dǎo)胸腺中殺傷性T細(xì)胞前體（CTPp)分化為CTL。
（4)趨化人嗜酸性粒細(xì)胞，延長(zhǎng)成熟嗜酸性粒細(xì)胞的存活時(shí)間，刺激人和小鼠嗜酸性粒細(xì)胞的功能，誘導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞的分化。
1980年發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞經(jīng)Poly I-C刺激后能產(chǎn)生一種抑制病毒復(fù)制的細(xì)胞因子，稱為β2干擾素（IFN-β2)。以后的研究結(jié)果未能證實(shí)這種因子的直接抗病毒作用，但具有其它多方面的生物學(xué)功能，根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和功能的不同，不被命名為雜交瘤/漿細(xì)胞瘤生長(zhǎng)因子（hybri-doma/plasmacytoma growthfactor,HPGF),B細(xì)胞分化因子（B cell differentiationfactor,BCDF),B細(xì)胞刺激因子-2（b cellstimulatory factor 2,BSF-2),26kDa,溶細(xì)胞性T細(xì)胞分化因子（cytolytic T cell differentiation factor,CDF)和肝細(xì)胞刺激因子（hepatocyte stimu-lating factor,HSF)等。1986年統(tǒng)一命名白細(xì)胞介素6（interleukin 6,IL-6)。
1.IL-6的產(chǎn)生 淋巴樣和某些非淋巴樣細(xì)胞均可產(chǎn)生IL-6。
（1)T細(xì)胞：T細(xì)胞產(chǎn)生IL-6依賴于巨噬細(xì)胞或PMA�？乖岢始�(xì)胞刺激相應(yīng)的T細(xì)胞克隆，以及HTLV-I感染的T細(xì)胞系等均可分泌IL-6。
（2)B細(xì)胞：如SAC刺激而活化的B細(xì)胞。
（3)單核細(xì)胞：LPS刺激單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-6，某些單核細(xì)胞系如P388D1也可分泌IL-6。
（4)成纖維細(xì)胞：可自發(fā)產(chǎn)生IL-6，其它因子或刺激物如IL-1、TNF、PDGF、IFN-β、PolyI-C、A23187、PMA等可促進(jìn)IL-6的產(chǎn)生。
（5)腎小球系膜細(xì)胞、角朊細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等在一定培養(yǎng)條件下均可產(chǎn)生IL-6。此外，腫瘤細(xì)胞或細(xì)胞系如MG63成骨肉瘤，T24膀胱癌、A549肺癌、7860腎癌、SK-MG-4神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、U373星狀細(xì)胞瘤、心臟粘液瘤細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞等也能分泌IL-6。最近發(fā)現(xiàn)垂體前葉中的濾泡—星狀細(xì)胞（folliculostellate)可產(chǎn)生IL-6，可能與敗血癥時(shí)LPS刺激導(dǎo)致GH、ACTH等激素水平升高有關(guān)。
IL-1、TNF、IFN-β、PDGF、LPS、Poly Ⅰ-C、A23187和PMA等對(duì)IL-6的產(chǎn)生具有正調(diào)節(jié)作用。
2.IL-6的分子結(jié)構(gòu)和基因 1985年Kishimoto等從人T細(xì)胞中首先獲得IL-6cDNA克隆成功，人IL-6基因與小鼠有65%同源性。人IL-6基因位于第7號(hào)染色體，長(zhǎng)約5kb,有5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子。
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圖4-1 IL-6基因的功能調(diào)節(jié)區(qū)
在IL-6基因功能調(diào)節(jié)區(qū)基因中存在著兒種轉(zhuǎn)錄控制元件（transcriptional control element)，如糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件（glucocorticoidresponsive elements,GRE)、AP-1結(jié)合位點(diǎn)、c-fos血清反應(yīng)元件同源物（c-fos serum responsiveelement homology,c-fos SRE homology)，cAMP反應(yīng)元件（cycli AMp responsive element,CRE)和NF-κB結(jié)合位點(diǎn)。IL-1、TNF等細(xì)胞因子可使IL-6啟動(dòng)子很快發(fā)生一過性的活化。IL-1反應(yīng)的元件在IL-6啟動(dòng)基中-180/-123；IL-6核因子（NF-IL-6)識(shí)別一段特殊的14bp,ACATTGCACAATCT。多反應(yīng)元件（multi-responseelement,MRE)位于c-fos SRE同源區(qū)內(nèi)，這個(gè)區(qū)域?qū)L-1、TNF、forskolin和PMA誘導(dǎo)IL-6產(chǎn)生有關(guān)；與IL-1、TNF刺激IL-6產(chǎn)生有關(guān)的NF-κB位于TATA盒的上游。
人IL-6分子由212個(gè)氨基酸殘基組成，包括28個(gè)氨基酸殘基的信號(hào)序列，成熟IL-6為184氨基酸殘基，分子量26kDa。IL-6分子由4個(gè)α螺旋和C端（175～181位氨基酸)受體結(jié)合點(diǎn)所組成，其中179位精氨酸殘基對(duì)于與受體的結(jié)合非常重要。分子中糖基對(duì)生物學(xué)活性功能并非必需，N端23個(gè)氨基酸殘基雖不直接與IL-6生物學(xué)活性有關(guān)，但對(duì)整個(gè)IL-6分子組成起穩(wěn)定作用。人IL-6氨基酸序列與小鼠IL-6有42%同源性，人的IL-6對(duì)小鼠某些細(xì)胞有刺激作用。IL-6與G-CSF和IFN-β有較高同源性，對(duì)骨髓造血細(xì)胞和髓樣白血病細(xì)胞的某些作用也有相似之處。
3.IL-6的受體 目前已知，IL-6R至少由稱之為IL-6結(jié)合受體蛋白（IL-6binding receptor protein)和稱為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白（signal-transducingprotein)的gp130所組成，習(xí)慣上前者稱之IL-6R。
（1)IL-6R（CD126)：人IL-6R由468個(gè)氨基酸組成，切除N端19個(gè)氨基酸殘基后的成熟分子有449氨基酸，胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)分別為339、28和82個(gè)氨基酸，分子量為80kDa，6個(gè)N糖基化位點(diǎn)。胞膜外由一個(gè)Ig樣區(qū)（C2，約100氨基酸)、2個(gè)Ⅲ型纖維結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)（各含100氨基酸)及1個(gè)細(xì)胞因子受體的同源區(qū)所組成，后者含4個(gè)保守的Cys和一個(gè)WSXWS結(jié)構(gòu)。單獨(dú)IL-6R與IL-6結(jié)合為低親和力。IL-6R分布于淋巴樣細(xì)胞和非淋巴樣細(xì)胞，如活化B細(xì)胞、EBV轉(zhuǎn)化B細(xì)胞、急性淋巴母細(xì)胞白血病細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞、靜止T細(xì)胞、肝細(xì)胞、單核細(xì)胞、急性髓樣白血病（AML)細(xì)胞、嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞等。
（2)gp130(CDw130)：分子量為130kDa的糖蛋白，共有14個(gè)潛在N-糖基化位點(diǎn)，胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)分別有597、22和277個(gè)氨基酸。胞膜外區(qū)有1個(gè)IgC2區(qū)，6個(gè)Ⅲ型纖維結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)，其中第二個(gè)和第三個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)之間有4個(gè)保守的Cys和WSXWS結(jié)構(gòu)的區(qū)域，形成1個(gè)細(xì)胞因子受體家族結(jié)構(gòu)特征的結(jié)構(gòu)域。gp130不能直接與配基IL-6結(jié)合，在生理情況下，IL-6與IL-6受體結(jié)合后使IL-6R的構(gòu)象發(fā)生變化并迅速與兩個(gè)gp130分子結(jié)合，形成高親和力的結(jié)合位點(diǎn)，并通過gp130亞單位傳遞信號(hào)。人和小鼠gp130在氨基酸水平上有77%的同源性。轉(zhuǎn)染gp130cDNA小鼠pro-B細(xì)胞在IL-6/sIL-6R復(fù)合物刺激下可傳遞增殖信號(hào)。小鼠體內(nèi)注射IL-6可增加gp130mRNA的表達(dá)。目前已證實(shí)，gp130除組成IL-6高親和力受體外，也是白血病抑制因子（LIF)、抑瘤素M（OSM)、睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（CNTF)和IL-1payment-defi.com/wszg/1等受體所共用的亞單位。
（3)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：gp130與IL-6/IL-6R復(fù)合物結(jié)合后，刺激gp130胞內(nèi)部分發(fā)生酪氨酸磷酸化，目前關(guān)于參與此過程的酪氨酸蛋白激酶的作用還不清楚�？岚彼峒っ副患せ詈罄^而引起絲氨酸/蘇氨酸激酶如絲裂原活化的蛋白激酶（mitogen activated proteinkinase,MAPK)的激活，使NF-IL-6中絲氨酸和蘇氨酸磷酸化而被激活，從而促進(jìn)相應(yīng)基因的活化。
（4)sIL-6R：存在于正常人尿、骨髓瘤細(xì)胞系U266培養(yǎng)上清，PHA活化人PBMC以及HTLV-I陽性細(xì)胞也能分泌sIL-6R，分子量為50kDa。用反轉(zhuǎn)錄PCR從正常人細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞中均分離出編碼sIL-6r mRNA,序列分析表明與膜結(jié)合受體相應(yīng)區(qū)域序列一致。sIL-6也可從膜結(jié)合的sIL-6R（mIL-6)脫落而來。sIL-6R與IL-12p40亞基具有高度同源性，而IL-6與IL-12的p35亞基序列高度同源。因此可以推測(cè)類似于IL-6/sIL-6R復(fù)合物的IL-12分子可能也通過類似于pg130分子作用于細(xì)胞。與其它可溶性細(xì)胞因子受體不同，sIL-6R結(jié)合IL-6后可與細(xì)胞膜表面gp130結(jié)合，增強(qiáng)IL-6的刺激活性。而可溶性gp130（sgp130)可抑制sIL-6R/IL-6復(fù)合物的活性。sIL-6R水平的升高與某些自身免疫性疾病有關(guān)。
4.IL-6的生物學(xué)活性
（1)刺激細(xì)胞生長(zhǎng)：IL-6可促進(jìn)多種細(xì)胞的增殖，如B淋巴細(xì)胞雜交瘤、漿細(xì)胞瘤、EBV轉(zhuǎn)化的B細(xì)胞、T細(xì)胞、PMA和IL-4刺激的胸腺細(xì)胞、造血干細(xì)胞、角朊細(xì)胞和腎小球系膜細(xì)胞。
（2)促進(jìn)細(xì)胞分化：如B細(xì)胞分化和Ig的分泌，CTL分化，協(xié)同IL-2增強(qiáng)CTL中穿孔素基因的表達(dá)，并增加T細(xì)胞IL-2產(chǎn)生和IL-2R表達(dá)，誘導(dǎo)異巨噬細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和NK細(xì)胞分化。協(xié)同IL-3促進(jìn)干細(xì)胞分化和巨核細(xì)胞的成熟。明顯促進(jìn)小鼠骨髓移植后免疫功能的重建。
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圖4-2 IL-6受體信號(hào)傳遞的模式圖
（3)加速肝細(xì)胞急性期蛋白（acute phase protein)的合成。
（4)抑制M1髓樣白血病細(xì)胞系的生長(zhǎng)，促進(jìn)其成熟和分化；抑制黑素瘤、乳腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)。
5.IL-6與臨床 IL-6與臨床上多種疾病的發(fā)生有一定的關(guān)系。
（1)IL-6與自身免疫性疾病
①心臟粘液廇：患者往往表現(xiàn)為高丙球蛋白血癥，有多種血身抗體以及急性期蛋白升高。培養(yǎng)的粘液瘤細(xì)胞含有IL-6和IL-6mRNA，患者血清中IL-6明顯升高，骨髓中可見有IL-6依賴的多克隆漿細(xì)胞增殖。手術(shù)后上述癥狀和體癥可見逐漸消退。
②Castleman氏�。夯颊弑憩F(xiàn)為高丙球蛋白血癥，急性期蛋白和血小板升高，增生的淋巴結(jié)生發(fā)中心中B淋巴樣細(xì)胞產(chǎn)生IL-6，其中某些患者可發(fā)展成為多發(fā)性骨髓瘤。
③類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎：表現(xiàn)為多克隆性漿細(xì)胞增多癥，自身抗體、C反應(yīng)蛋白（CRP)和血小板升高。急性期血清以及關(guān)節(jié)的滑液中能測(cè)到IL-6，滑液中IL-6與IgG以及血清中IL-6與C反應(yīng)蛋白之間有明顯的相關(guān)性�；颊叩腡細(xì)胞、B細(xì)胞、滑膜細(xì)胞以及軟骨細(xì)胞均可產(chǎn)生IL-6。
④艾滋病：與艾滋病患者多克隆B細(xì)胞活化有關(guān)，HIV感染誘導(dǎo)單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-6可能引起血清中IL-6水平的升高。此外，IL-6可能是Koposi氏肉瘤的主要生長(zhǎng)因子之一，反義IL-6基因在體內(nèi)可抑制Koposi氏肉瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。
（2)IL-6與腫瘤
①漿細(xì)胞瘤形成：慢性炎癥誘導(dǎo)IL-6生物合成增加與漿細(xì)胞瘤的發(fā)生有關(guān)。如用石臘或降植烷腹腔刺激小鼠，誘導(dǎo)炎癥，可誘導(dǎo)出較高比例的漿細(xì)胞瘤。在患者也可見到類似情況，如早先發(fā)生的類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎可能與漿細(xì)胞瘤形成有關(guān)。在體外，IL-6可促進(jìn)漿細(xì)胞瘤和骨髓瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，某些漿細(xì)胞瘤細(xì)胞生長(zhǎng)依賴于IL-6的存在。
②可能通過自分泌機(jī)理與非Hodgkin氏淋巴瘤、慢性淋巴細(xì)胞白血病和急性髓樣白血病的發(fā)病有關(guān)。血清中IL-6水平與多發(fā)性骨髓瘤如漿細(xì)胞白血病病情嚴(yán)重程度有關(guān)。多發(fā)性骨髓瘤患者不僅骨髓細(xì)胞表面IL-6R表達(dá)增加，而且血漿中sIL-6R水平明顯升高。
（3)IL-6與膜增生性腎小球腎炎（mesangial proliferativeglomerulonephritis,MPG):MPG患者尿中可測(cè)出IL-6，而且其水平與疾病的發(fā)展有關(guān)。體外培養(yǎng)的患者腎小球膜細(xì)胞可產(chǎn)生IL-6，提示MPG發(fā)生與IL-6的自分泌有關(guān)。
IL-6轉(zhuǎn)基因小鼠可出現(xiàn)某些與臨床上相似的變化，如血清中高濃度的IL-6和IgG1，漿細(xì)胞增多癥，MPG的發(fā)生以及骨髓中巨核細(xì)胞的成熟。
（4)燒傷和術(shù)后伴有血清IL-6水平增加。
（5)病毒性腦膜炎和脊髓膜炎小鼠的膠質(zhì)細(xì)胞可分泌大量IL-6，IL-6又可促進(jìn)腦膠質(zhì)細(xì)胞分泌其它神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和神經(jīng)生長(zhǎng)因子。
（6)IL-6作用于下丘腦-垂體-腎上腺軸，刺激ACTH和皮質(zhì)激素的釋放以及星狀細(xì)胞合成內(nèi)啡肽。
IL-1和TNF-α對(duì)IL-6引起的病理?yè)p傷可能有協(xié)同作用。
應(yīng)用IL-6治療放療、化療所致血小板減少癥、癌癥以及作為疫苗佐劑已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。
1982年Whitlock建立了骨髓長(zhǎng)期培養(yǎng)系統(tǒng)（LTBMC)，使得人們有可能對(duì)B細(xì)胞前體的增殖和分化進(jìn)行深入的研究。由于B細(xì)胞前體的生長(zhǎng)對(duì)于基質(zhì)細(xì)胞有嚴(yán)格的依賴性，推測(cè)骨髓基質(zhì)細(xì)胞可能分泌一種B細(xì)胞前體細(xì)胞的生長(zhǎng)刺激因子。1988年Namen等應(yīng)用LTBMC獲得一株SV40病毒轉(zhuǎn)染的骨髓基質(zhì)細(xì)胞株（bone marrow stromal cell line)IXN/A6，能分泌一種前B細(xì)胞刺激因子，起初命名為淋巴細(xì)胞生長(zhǎng)素（lymphopoietin-1，LP-1)，或小鼠前B細(xì)胞生長(zhǎng)因子（murine pre-B cell growth factor)，1988年統(tǒng)一命名為IL-7。
1.IL-7的產(chǎn)生 由骨髓基質(zhì)細(xì)胞和胸腺基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生，以IL-7 cDNA為探針，在小鼠胸腺、脾、腎、肝等細(xì)胞中均測(cè)得有IL-7mRNA存在，但大小不一。
2.IL-7的分子結(jié)構(gòu)和基因 天然IL-7分子量約為25kDa，在69和90位氨基酸殘基有N糖基化點(diǎn)，分子內(nèi)有6個(gè)半胱氨酸，可能參與鏈內(nèi)二硫鍵的形成，對(duì)IL-7的生物學(xué)活性起重要作用。1988年Namen等用IXN/A6細(xì)胞株建立cDNA文庫(kù)，篩選出IL-7的cDNA，經(jīng)克隆后COS-7細(xì)胞中表達(dá)出有活性IL-7。小鼠IL-7前體有154氨基酸殘基，25氨基酸殘基的信號(hào)肽，成熟的IL-7由129氨基酸殘基組成，推算裸肽分子量為14.9kDa，小于天然IL-7，但活性類似。1989年Goodwin以小鼠IL-7cDNA為探針，從人肝癌細(xì)胞系cDNA文中，獲得與小鼠IL-7 cDNA高度同源的人IL-7cDNA克隆，并在COS細(xì)胞中得到表達(dá)。人IL-7基因定位于第8號(hào)染色體。rHuIL-7分子有177個(gè)氨基酸，包括25個(gè)氨基酸先導(dǎo)序列，成熟IL-7分子有152個(gè)氨基酸，裸肽分子量17.4kDa，與小鼠IL-7有60%同源性。IL-7對(duì)pH改變（pH2.1～8)、SDS、熱等理化因素均有一定的抵抗。
3.IL-7受體 IL-7依賴的小鼠IXN/2b基質(zhì)細(xì)胞表面存在高親和力（Kd～1×10-10M)和低親和力（Kd～4×10-8M)兩種類型受體。每個(gè)細(xì)胞約有2000～2500個(gè)受體，其中15～20%為高親和力型。在Pre-B、胸腺細(xì)胞、部分T細(xì)胞株上和某些巨噬細(xì)胞腫瘤細(xì)胞株上有IL-7R，成熟B細(xì)胞上無IL-7R表達(dá)。不成熟B細(xì)胞前體所表達(dá)的IL-7R與酪氨酸激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑密切相關(guān)，酪氨酸磷酸化是IL-7R介導(dǎo)的跨膜信號(hào)產(chǎn)生和傳遞過程中必不可少的步驟�，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一種由于mRNA的不同剪接所產(chǎn)生的可溶性IL-7R，可有效地結(jié)合IL-7，可能是IL-7是一種抑制物。最近研究表明，IL-7R屬于紅細(xì)胞生成素受本超家族成員，并有1個(gè)Ⅲ型纖維粘連蛋白結(jié)構(gòu)域。
4.IL-7的生物學(xué)活性 人IL-7可作用于小鼠的前B細(xì)胞，小鼠IL-7對(duì)人前B細(xì)胞則無刺激作用。目前所知IL-7的主要生物學(xué)活性有以下幾方面。
（1)B細(xì)胞：刺激Pre～B細(xì)胞（B220+)的生長(zhǎng)，TGF-β對(duì)此有抑制作用，但不被抗IL-4、抗IL-6McAb以及抗IL-2R、IL-3R和IL-5R的McAbs所抑制。對(duì)骨髓中淋巴干細(xì)胞的分化可能也有刺激作用。純化IL-7在10-13M即可刺激IXN/2b細(xì)胞增殖。
（2)胸腺細(xì)胞：促進(jìn)胸腺中CD4-CD8-和CD4+CD8+細(xì)胞亞群的增殖。
（3)T細(xì)胞：促進(jìn)混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)（MLC)或PMA刺激T細(xì)胞的增殖，協(xié)同ConA刺激T細(xì)胞產(chǎn)生IL-2以及IL-2R和ICAM-1的表達(dá)。IL-7誘導(dǎo)T細(xì)胞增殖可通過IL-2依賴和不依賴兩種途徑。
（4)誘導(dǎo)人PBMC產(chǎn)生LAK活性，加入IL-2抗血清對(duì)LAK活性無顯著變化，表明IL-7這種誘導(dǎo)LAK活性作用不依賴IL-2，IL-7誘導(dǎo)LAK的前體細(xì)胞主要來血PBMC中的NK。IL-4對(duì)這種誘導(dǎo)作用有抑制效應(yīng)，抗IL-4抗血清可使IL-7誘導(dǎo)LAK活性提高4～10倍。
見本節(jié)趨化因子。
1988年Uyttenhove等報(bào)道了一種來自小鼠T細(xì)胞的細(xì)胞因子，能支持某些Th細(xì)胞克隆的生長(zhǎng)，分子量在30～40kDa，又稱T細(xì)胞生長(zhǎng)因子-Ⅲ（t cellgrowth factor Ⅲ,TCGF-Ⅲ)或P40。人IL-9最初是從HTLV-Ⅰ感染的T細(xì)胞系培養(yǎng)上清中發(fā)現(xiàn)的，能刺激人巨核細(xì)胞白血病細(xì)胞株Mo7e的增殖。1990年命名為IL-9。
1 .IL-9的產(chǎn)生 IL-9由活化T細(xì)胞（主要是CD4+T細(xì)胞)產(chǎn)生，PHA或抗CD3McAb、Ca2+載體可誘導(dǎo)T細(xì)胞分泌IL-9，PMA有協(xié)同作用。PMA和Ca2+載體刺激人PBMC可轉(zhuǎn)錄大量IL-9mRNA。此外，HTLV-I轉(zhuǎn)化的T細(xì)胞株C5MJ2細(xì)胞、肥大細(xì)胞也可產(chǎn)生IL-9。目前還沒有檢測(cè)到靜止T細(xì)胞或活化B細(xì)胞中有IL-9mRNA的表達(dá)。
2.IL-9的分子結(jié)構(gòu)和基因 人和小鼠IL-9基因結(jié)構(gòu)相似，在DNA水平上有67%同源性。人IL-9基因由5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子組成，基因長(zhǎng)約4kb，與IL-3、IL-4、IL-5、M-CSF、GM-CSF、c-fms、PDGFR基因位于第5號(hào)染色體中，在小鼠位于13號(hào)染色體。IL-9基因5′非翻譯區(qū)（UTR)含有TATA盒以及活化蛋白（activator protein,AP)1、2和3，NF-κB,specificity protein-1（SP-1)位點(diǎn)和糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件（GRE)等識(shí)別位點(diǎn)。小鼠IL-9分子的前體由144個(gè)氨基酸殘基組成，含18個(gè)氨基酸殘基的信號(hào)肽。人成熟IL-9由126個(gè)氨基酸殘基組成，分子量為14.2kDa。人和小鼠IL-9在氨基酸水平的56%同源性。均含有10個(gè)保守的半胱氨酸，在生理情況下可能形成復(fù)雜的二硫鍵。IL-9為堿性蛋白，有多個(gè)N糖基化點(diǎn)。
3.IL-9受體 IL-9R結(jié)構(gòu)上屬于紅細(xì)胞生成素受體超家族（ERS)，與配體結(jié)合為高親和力。小鼠IL-9R含468個(gè)氨基酸，人IL-9R為553個(gè)氨基酸，兩者有53%同源性。在小鼠已發(fā)現(xiàn)有缺乏空膜區(qū)和胞漿區(qū)的可溶性IL-9受體（sIL-9R)。
4.IL-9的生物學(xué)功能 與其他的細(xì)胞因子不同，小鼠IL-9可作用于人的細(xì)胞，而人的IL-9卻對(duì)小鼠細(xì)胞無刺激活性。
（1)維持T細(xì)胞生長(zhǎng)，為一種自分泌生長(zhǎng)因子，因此又稱為T細(xì)胞生長(zhǎng)因子-Ⅲ（TCGF-Ⅲ)。由于抗CD3McAb能誘導(dǎo)IL-9產(chǎn)生，故推測(cè)IL-9對(duì)T細(xì)胞抗原刺激后啟動(dòng)的免疫應(yīng)答有重要調(diào)節(jié)作用。
（2)IL-9對(duì)于IL-4誘導(dǎo)PBL中正常B細(xì)胞IgG、IgE和IgM的產(chǎn)生有促進(jìn)作用。
（3)小鼠IL-9協(xié)同IL-3或IL-4刺激骨髓來源肥大細(xì)胞的增殖，并誘導(dǎo)其產(chǎn)生IL-6。
（4)刺激巨核母細(xì)胞白血病細(xì)胞的生長(zhǎng)。此外，人和鼠IL-9均可與EPO協(xié)同，支持體外骨髓細(xì)胞紅細(xì)胞系的爆發(fā)形成單位（erythroid burst forming units,BFU-E)的產(chǎn)生。IL-9單獨(dú)能支持BFU-E的短期存活。
IL-9可能與Hodgkin氏病的發(fā)生有關(guān)。原代或傳代培養(yǎng)的Hodgkin氏瘤和Reed-Sternberg細(xì)胞表達(dá)IL-9和IL-9R。
1989年美國(guó)DNAX研究所Fiorentino等發(fā)現(xiàn)小鼠Th2細(xì)胞株D10.G4.1產(chǎn)生一種新的細(xì)胞因子，能抑制Th1細(xì)胞株細(xì)胞因子mRNA的轉(zhuǎn)錄，稱為細(xì)胞因子合成抑制因子（cytokine synthesis inhibitory factor,CSIF),同年命名為白細(xì)胞介素10（interlenkin 10,IL-10)。
1.IL-10的產(chǎn)生 抗原或絲裂原刺激小鼠Th2細(xì)胞株D10.G4.1以及CDC25、CDC35、D9、MB2-1等細(xì)胞可分泌IL-10。在小鼠，活化胸腺細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、角朊細(xì)胞、Ly1+（CD5+)和正常B細(xì)胞也可產(chǎn)生IL-10；在人類，某些CD4+T細(xì)胞克隆、來自AIDS病人B細(xì)胞系、EBV感染的淋巴母細(xì)胞、Burkitt氏淋巴瘤、活化單核細(xì)胞、外周血T細(xì)胞（包括CD8+細(xì)胞，CD4+CD45RA+naive T細(xì)胞、CD4+CD45RO+記憶T細(xì)胞)均可產(chǎn)生IL-10。
2.IL-10的分子結(jié)構(gòu)和基因 小鼠和人IL-10基因都定位于第1號(hào)染色體，其基因組包括5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子，并可能有NF-κB和AP-1的結(jié)合位置。人和小鼠IL-10在DNA和氨基酸水平上分別有81%和73%的同源性。DNA序列分析表明，IL-10與EB病毒基因組中開放讀框區(qū)I（BCRF-I)有70%左右的同源性。有人把BCRF-I的基因產(chǎn)物稱為病毒IL-10（vIL-10)，提示EBV可能攝取了哺乳動(dòng)物IL-10的基因，以求自身的生存。如EBV感染過程中通過產(chǎn)生vIL-10抑制宿主細(xì)胞IFN-γ產(chǎn)生，保持EBV在宿主細(xì)胞內(nèi)生存和繁殖。Moore等已克隆成功IL-10cDNA，并在COS7細(xì)胞中得到表達(dá)。人和小鼠IL-10均含178個(gè)氨基酸殘基，內(nèi)有18氨基酸信號(hào)肽系列，裸肽分子量18.7kDa,PI8.1。成熟IL-10分子為160氨基酸殘基，小鼠和人IL-10分子中分別含5個(gè)和4個(gè)半胱氨酸殘基，由于不同糖基化可使分子量有所差別，在35～40kDa之間，酸性條件下不穩(wěn)定，在溶液中呈非共價(jià)連接的同源雙體。人IL-10可作用于小鼠源性細(xì)胞，而小鼠IL-10對(duì)人的細(xì)胞則無作用。
3.IL-10的生物學(xué)功能
(1)抑制小鼠Th1細(xì)胞的增殖以及IL-2、IL-3、IFN-γ、TNF以及GM-CSF等細(xì)胞因子合成。其作用機(jī)理可能是IL-10作用于APC細(xì)胞，降低其MHCⅡ類抗原的表達(dá)，或誘導(dǎo)APC細(xì)胞產(chǎn)生另一種細(xì)胞因子，改變細(xì)胞內(nèi)信號(hào)的傳遞途徑，從而選擇性抑制某些細(xì)胞因子mRNA轉(zhuǎn)錄。IL-10可抑制人TH0、TH-1、TH-2樣T細(xì)胞克隆的增殖。
（2)促進(jìn)肥大細(xì)胞和胸腺細(xì)胞增殖，IL-10也是淋巴結(jié)、脾臟細(xì)胞生長(zhǎng)的復(fù)合因子（cofac-tor)。
（3)協(xié)同IL-2誘導(dǎo)ConA活化脾細(xì)胞中CTL前體細(xì)胞（CTLp)分化為成熟的CTL。
（4)提高B細(xì)胞的存活率，促進(jìn)B細(xì)胞的增殖、MHCⅡ類抗原表達(dá)以及Ig的分泌，并與Th2所產(chǎn)生的IL-4、IL-5有協(xié)同作用。
（5)抑制NK細(xì)胞因子的產(chǎn)生。
IL-10的拮抗劑可能具有抗EB病毒的作用；而IL-10通過促進(jìn)單核細(xì)胞表達(dá)IL-1ra而可能成為抗炎癥的治療手段，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，IL-10可有效地避免LPS誘導(dǎo)小鼠休克而造成的死亡。
IL-11最初由Paul等在靈長(zhǎng)類動(dòng)物骨髓基質(zhì)細(xì)胞株P(guān)u-34培養(yǎng)上清發(fā)現(xiàn)的。這種生長(zhǎng)因子可刺激IL-6依賴的小鼠漿細(xì)胞瘤細(xì)胞系T1165.85.2.1的生長(zhǎng)，即使在有中和活性抗IL-6McAb的存在，仍有這種刺激作用，以后證實(shí)這種因子與脂肪形成抑制因子（adipogenesisinhibitory factor,AGIF)是同一物質(zhì)。1990年命名為白細(xì)胞介素11（interleukin 11,IL-11)。
1.IL-11的產(chǎn)生 主要由間充質(zhì)來源的粘附細(xì)胞（mesenchymal-derived adherent cell)產(chǎn)生，如骨髓基質(zhì)細(xì)胞、基質(zhì)成纖維細(xì)胞、人胚肺成纖維payment-defi.com細(xì)胞和滋養(yǎng)層細(xì)胞。IL-1刺激Pu-34細(xì)胞后IL-11明顯升高。
2.IL-11的分子結(jié)構(gòu)和基因 楊育中等首先發(fā)現(xiàn)并克隆人IL-11基因，至今小鼠IL-11基因尚未克隆成功。人IL-11基因定位于19號(hào)染色體，含有5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子。在5′UTR含有與RNA多聚酶Ⅱ結(jié)合的TATA盒；3′UTR含有多個(gè)ATTTA重復(fù)序列，可能與降低mRNA的穩(wěn)定性有關(guān)；此外，還有一些序列可能與干擾素誘導(dǎo)元件（或因子)（interferon-inducible elements或interferon-induciblefactors)如SP-1（specificityprotein 1 或promotor-specific factor)和AP-1（activator protein 1)相結(jié)合。成熟的人IL-11分子含178個(gè)氨基酸殘基，分子量23kDa，不含半胱氨酸殘基，亦無潛在的糖基化位點(diǎn)。
3.IL-11受體 迄今為至特異性結(jié)合IL-11的人IL-11受體α鏈尚未基因克隆成功。PU34細(xì)胞每個(gè)細(xì)胞有138個(gè)IL-11結(jié)合位點(diǎn)，親和力Kd為1.2×10-10M。目前已經(jīng)證實(shí)，gp130是IL-11受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)亞單位，gp130是IL-11R以及IL-6R、LIFR、OSMR、CNTFR所共有的。IL-11可誘導(dǎo)靶細(xì)胞的酷氨酸磷酸化，gp130中和活性抗體可抑制IL-11誘導(dǎo)的酷氨酸磷酸化。有關(guān)gp130的基因的分子的結(jié)構(gòu)參見本節(jié)IL-6受體和本章第三節(jié)。1994年Hilton等從成年小鼠肝cDNA文庫(kù)中克隆成功小鼠IL-11Rα鏈cDNA，與IL-6Rα鏈有24%同源，屬于造血因子受體家族。
4.IL-11的生物學(xué)活性 IL-11的功能與IL-1、IL-6、G-CSF和SCF的功能相近。
（1)促進(jìn)B細(xì)胞抗體的生成，這一作用依賴于CD4T細(xì)胞的存在。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，IL-11可使小鼠脾臟抗原特異性PFC水平和血清中特異性抗體升高。
（2)促進(jìn)某些IL-6依賴細(xì)胞株如TF-1的生長(zhǎng)，IL-11與IL-6可誘導(dǎo)靶細(xì)胞產(chǎn)生相似的蛋白酪氨酸磷酸化以及原癌基因jun-B的表達(dá)。
（3)與IL-3、IL-4協(xié)同作用于骨髓造血干細(xì)胞，縮短干細(xì)胞Go期。
（4)與IL-3等協(xié)同促進(jìn)骨髓巨核細(xì)胞體外集落形成、生長(zhǎng)和成熟，并增加細(xì)胞體積，增加外周血血小板的數(shù)量。
（5)IL-11對(duì)小鼠骨髓和胎兒肝臟來源的不同分化階段紅系祖細(xì)胞具有刺激作用，在早期階段需要與IL-3或SCF協(xié)同，而在分化晚期，IL-11單獨(dú)可促進(jìn)CFU-E的成熟。
（6)誘導(dǎo)肝細(xì)胞急性期蛋白合成。
（7)抑制脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase,LPL)活性和脂肪細(xì)胞的分化，因此，又稱為脂肪形成抑制因子（AGIF)。
小鼠體內(nèi)應(yīng)用IL-11可誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生細(xì)胞的產(chǎn)生，血小板升高，增加骨髓來源CFU-GM、BFU-E、CFU-GEMM祖細(xì)胞細(xì)胞周期的速率。在骨髓抑制的小鼠中，IL-11可促進(jìn)外周血中血小板、紅細(xì)胞和粒細(xì)胞的數(shù)量。在骨髓移植小鼠中，IL-11可明顯促進(jìn)外周血中性粒細(xì)胞和血小板水平的恢復(fù)。
1982年Wagner等發(fā)現(xiàn)在絲裂原刺激小鼠淋巴細(xì)胞的條件培養(yǎng)液中存在一種不同于IL-2的細(xì)胞因子，這種細(xì)胞因子在體外能與IL-2協(xié)同促進(jìn)鼠CTL應(yīng)答。1986年在人混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)（MLC)或PHA活化的PBMC培養(yǎng)上清中也發(fā)現(xiàn)了與此類似的因子，稱為CTL成熟因子（cytotoxic lymphocyte maturationfactor,CLMF;或Tc maturation factor TcMF)。1991年Gubler等將CLMfcDNA克隆并表達(dá)成功，表明是一種新的細(xì)胞因子，遂將CLMF命名為白細(xì)胞介素12（interleukin 12,IL-12)。
1.IL-12的產(chǎn)生 主要由B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生。
（1)MLC或絲裂原活化的PBMC培養(yǎng)上清。
（2)PMA與鈣離子載體A23187聯(lián)合刺激EBV轉(zhuǎn)化的B淋巴樣母細(xì)胞RPMI8866可產(chǎn)生較高水平的IL-12。
2.IL-12的分子結(jié)構(gòu)和基因 IL-12是由二硫鍵聯(lián)接的異源雙體，兩個(gè)亞單位的分子量分別為35kDa和40kDa，等電點(diǎn)在pH4.5～5.5。從高產(chǎn)IL-12的人B淋巴樣母細(xì)胞亞克隆NC37.98基因文庫(kù)中克隆了IL-12cDNA，轉(zhuǎn)染COS細(xì)胞獲得高表達(dá)。人IL-12P35亞單位有197個(gè)氨基酸殘基，含7個(gè)半胱氨酸和3個(gè)N糖基化位點(diǎn)，P40亞單位306個(gè)氨基酸殘基，有10個(gè)半胱氨酸，4個(gè)N-糖基化位點(diǎn)。小鼠IL-12P35有193個(gè)氨基酸殘基，與人IL-12P35有66%同源性，P40有313個(gè)氨基酸殘基與人P40有70%同源性。在生理情況下，亞單位中的半胱氨酸殘基之間可能形成復(fù)雜的分子間二硫鍵結(jié)構(gòu)。兩個(gè)亞單位是由不同的基因所編碼，基因轉(zhuǎn)染試驗(yàn)結(jié)果表明，只有將編碼兩個(gè)亞單位cDNA同時(shí)轉(zhuǎn)染才能獲得有生物學(xué)活性的IL-12。P35與IL-6和G-CSF有同源性，P40與IL-6受體、睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（CNTF)受體、G-CSF受體有同源性，具有細(xì)胞因子受體家族的特征。提示IL-12分子可能是一種細(xì)胞因子/可溶性細(xì)胞因子受體復(fù)合物。在RPMI8866細(xì)胞系中純化到的自然殺傷細(xì)胞刺激因子（natural killer cell stimulating factor,NKSF)的結(jié)構(gòu)和功能與IL-12相同。
3.IL-12受體 IL-12R亞單位的基因最近克隆成功，推算有662個(gè)氨基酸，裸肽分子量70kDa，糖基化后約為100kDa。IL-12R亞單位為Ⅰ型穿膜蛋白，胞膜外區(qū)含516個(gè)氨基酸殘基，與gp130、G-CSFR、LIFR高度同源。單體IL-12R不結(jié)合IL-12，雙體或寡聚體IL-12R亞單位與IL-12（p40亞單位為與受體結(jié)合部位)結(jié)合為低親和力，Kd為2～6nM，PBMC表面有IL-12高親和力受體，Kd約100pM，目前與IL-12R亞單位組成高親和力的另一個(gè)亞單位尚未確定。IL-12P35亞單位、P40亞單位和IL-12R亞單位分別與IL-6、IL-6R和gp130有很高的同源性，而且相互結(jié)合的模式也十分相似，即IL-12P35同P40形成異源雙體后可同雙體或寡聚體的IL-12R亞單位結(jié)合，而IL-6同IL-6R受體結(jié)合后可同gp130二聚體結(jié)合。IL-12受體分布于PHA活化的CD4+、CD8+T細(xì)胞亞群以及IL-2活化的CD56+NK細(xì)胞，1000～9000IL-12結(jié)合點(diǎn)/細(xì)胞。
4.IL-12的生物學(xué)功能 人IL-12作用有種屬特異性，人IL-12對(duì)小鼠細(xì)胞作用甚微。
（1)與IL-2協(xié)同誘導(dǎo)CTL的分化，促進(jìn)同種異體CTL反應(yīng)。
（2)刺激PHA活化CD3+T細(xì)胞（包括CD4+和CD8+)增殖。IL-12誘導(dǎo)T細(xì)胞最大增殖水平低于IL-2的增殖刺激作用，但刺激50%最大增殖所需細(xì)胞因子濃度遠(yuǎn)低于IL-2。IL-12這種增殖作用所經(jīng)途徑與IL-2、IL-4和IL-7的刺激作用不同，因?yàn)獒槍?duì)IL-2、IL-2R、IL-4和IL-7的單克隆抗體不能阻斷IL-12的增殖作用；IL-12單克隆抗體對(duì)IL-2、IL-4和IL-7誘導(dǎo)增殖亦無阻斷作用。IL-12對(duì)靜止PBMC不具有增殖作用，這一性質(zhì)與IL-4相似。但I(xiàn)L-12與亞適劑量IL-2可協(xié)同誘導(dǎo)靜止PBMC增殖。其機(jī)理可能是：①IL-12促進(jìn)IL-2誘導(dǎo)T細(xì)胞IL-2r P55的表達(dá)，提高PBMC對(duì)IL-2的反應(yīng)性；②IL-2促進(jìn)PBMC某些亞群IL-12R表達(dá)；③在IL-2存在的條件下，IL-12可提高IFN-γmRNA轉(zhuǎn)錄水平，增加其穩(wěn)定性，促進(jìn)分泌IFN-γ，如小鼠IL-12可誘導(dǎo)Th1細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ。此外，IL-12通過誘導(dǎo)產(chǎn)生的IFN-γ激活巨噬細(xì)胞，誘導(dǎo)其TNF-α的分泌。IL-12可誘導(dǎo)Th1亞群的形成，此作用可能通過兩種途徑：①IL-12直接作用于Th1亞群；②IL-12刺激T細(xì)胞、NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ誘導(dǎo)Th1亞群形成。
（3)協(xié)同IL-2誘導(dǎo)CD56+NK細(xì)胞增殖以及LAK細(xì)胞產(chǎn)生，促進(jìn)ADCC功能，NKSF釋放，誘導(dǎo)CD56、CD2、CD11a、IL-2R、TNFR（CD120b)、LFA-1和ICAM-1等分子的表達(dá)。
（4)促進(jìn)B細(xì)胞Ig產(chǎn)生和Ig類型轉(zhuǎn)換，由IgM轉(zhuǎn)為IgG，抑制IL-4誘導(dǎo)B細(xì)胞IgE合成。這種抑制作用是T細(xì)胞依賴的，其作用機(jī)理與IFN-γ、TGF-β和IL-8抑制IgE產(chǎn)生的機(jī)理可能有所不同。
IL-12發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)所需的細(xì)胞因子濃度很低（≤pM)，與亞適劑量IL-2聯(lián)合應(yīng)用可降低IL-2用量，同時(shí)提高CTL、NK、LAK的殺傷活性，因此IL-12可能成為一種新的抗腫瘤生物制劑。
1993年Minty等報(bào)道了白細(xì)胞介素12（interleukin 13，IL-13)cDNA克隆獲得成功。IL-13主要由活化T細(xì)胞產(chǎn)生，抗CD28抗體可誘導(dǎo)IL-13mRNA表達(dá)；在小鼠IL-13由Th2亞群產(chǎn)生。
1.IL-13的分子結(jié)構(gòu)和基因 人IL-13基因定位于5號(hào)染色體，由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成。人和小鼠IL-13在基因水平上有66%同源性。人IL-13分子有132個(gè)氨基酸，切除18個(gè)氨基酸的信號(hào)肽后，成熟IL-13分子為114個(gè)氨基酸，非糖基化IL-13分子量為12.4kDa，糖基化后為17kDa，與小鼠IL-13有58%同源性。IL-13基因與IL-4基因連鎖，在氨基酸水平上有20%～25%同源性。
2.IL-13的生物學(xué)活性
（1)趨化單核細(xì)胞，延長(zhǎng)單核細(xì)胞在體外存活時(shí)間，抑制LPS誘導(dǎo)單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞IL-1、IL-6、IL-8和TNF-α等炎癥因子產(chǎn)生。
（2)協(xié)同抗IgM活化B細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)和上調(diào)B細(xì)胞MHCⅡ類抗原、CD23和CD72的表達(dá)，誘導(dǎo)B細(xì)胞產(chǎn)生IgM、IgG和IgE。
（3)誘導(dǎo)大顆粒淋巴細(xì)胞（LGL)產(chǎn)生IFN-γ，并可與IL-2協(xié)同刺激LGL產(chǎn)生IFN-γ，因而在誘導(dǎo)LAK活性以及Th1型細(xì)胞免疫中可能有重要作用。
白細(xì)胞介素14（interleukin 14，IL-14)又稱高分子量B細(xì)胞生長(zhǎng)因子（high molecular-weight B cell growthfactor,HMW-BCGF)。成熟IL-14有468個(gè)氨基酸，單體形式，主要由T細(xì)胞產(chǎn)生，可誘導(dǎo)活化B細(xì)胞的增殖，但對(duì)靜止B細(xì)胞無刺激作用，抑制有絲分裂原刺激的B細(xì)胞Ig的分泌。
Grabstein等首先在猴腎表皮細(xì)胞系CV-1/EBVA上清中發(fā)現(xiàn)一種能維持CTLL增殖的因子，隨后基因克隆獲得成功并命名為白細(xì)胞介素15（interleukin 15,IL-15)。以猴IL-15 cDNA為探針克隆人IL-15 cDNA獲得成功，人和猴IL-15基因編碼區(qū)序列有97%同源。人體多種組織和細(xì)胞表達(dá)IL-15mRNA，如心、肺、肝、腎，尤以胎盤和骨骼肌以及PBMC最為豐富，但活化的外周血T細(xì)胞卻檢測(cè)不到IL-15mRNA。IL-15前體分子由162氨基酸組成，先導(dǎo)序列較長(zhǎng)為48個(gè)氨基酸殘基，成熟分子114個(gè)氨基酸殘基，分子量14～15kDa。IL-15具有類似IL-2的結(jié)構(gòu)和功能，刺激CTLL細(xì)胞和PHA活化T細(xì)胞（CD4+CD8+亞群)的增殖，誘導(dǎo)CTL和LAK細(xì)胞的產(chǎn)生。IL-15的刺激作用需要有靶細(xì)胞的IL-2受體β和γ鏈的參與，但不需要IL-2受體的α鏈。
表4-3 白細(xì)胞介素（IL)種類和主要生物學(xué)活性
| IL | 主要產(chǎn)生細(xì)胞 | 氨基酸數(shù)目 | 分子量（kDa) | 主要生物學(xué)活性 |
| IL-1 | 單核細(xì)胞 | IL-1α159 | 17.5 | （1)促進(jìn)胸腺細(xì)胞、T細(xì)胞活化、增殖和分化 |
| 巨噬細(xì)胞 | IL-1β153 | 17.5 | （2)增強(qiáng)CTL和NK殺傷活性 | |
| （3)協(xié)同IL-4刺激B細(xì)胞增殖、分化和Ig產(chǎn)生 | ||||
| （4)協(xié)同CSF促進(jìn)造血功能 | ||||
| （5)刺激干細(xì)胞產(chǎn)生SCF | ||||
| IL-2 | 活化T細(xì)胞 | 133 | 15.5 | （1)促進(jìn)活化 T細(xì)胞增殖、分化和細(xì)胞因子產(chǎn)生 |
| （2)增強(qiáng)CTL、NK和LAK殺傷活性 | ||||
| （3)促進(jìn)B細(xì)胞增殖、分化和抗體分泌 | ||||
| （4)活化巨噬細(xì)胞 | ||||
| IL-3 | 活化T細(xì)胞 | 133 | 15 | （1)促進(jìn)多能干細(xì)胞、定向祖細(xì)胞、髓樣、紅樣、巨核、前單、單核、中性、嗜酸、肥大細(xì)胞增殖和分化 |
| （2)促進(jìn)T細(xì)胞增殖 | ||||
| （3)增強(qiáng)外周血PMN、Mo、Eo的數(shù)量，促進(jìn)Eo的ADCC | ||||
| IL-4 | 活化T細(xì)胞（Th2) | 129 | 20 | （1)促進(jìn)活化B細(xì)胞增殖、Ig產(chǎn)生和類別轉(zhuǎn)換為IgE和IgG1 |
| （2)T細(xì)胞生長(zhǎng)因子 | ||||
| （3)促進(jìn)肥大細(xì)胞增殖 | ||||
| （4)增強(qiáng)巨噬細(xì)胞功能 | ||||
| （5)協(xié)同CSF刺激造血細(xì)胞 | ||||
| IL-5 | 活化T細(xì)胞 | 115×2 | 45 | （1)誘導(dǎo)B細(xì)胞分化為抗體分泌細(xì)胞、IgA合成 |
| （Th2) | （2)協(xié)同IL-2促進(jìn)CTL分化 | |||
| （3)促進(jìn)人Eo激活、增殖和分化 | ||||
| IL-6 | 單核細(xì)胞 巨噬細(xì)胞 | 184 | 26 | （1)刺激T細(xì)胞、B細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞和干細(xì)胞增殖 |
| 成纖維細(xì)胞 | （2)促進(jìn)B細(xì)胞Ig產(chǎn)生 | |||
| （3)促進(jìn)CTL、NK干細(xì)胞和巨核細(xì)胞分化 | ||||
| IL-7 | 骨髓和胸腺 | 152 | 25 | （1)刺激B細(xì)胞前體、前B細(xì)胞的增殖 |
| 中基質(zhì)細(xì)胞 | （2)促進(jìn)前T細(xì)胞、胸腺細(xì)胞和T細(xì)胞增殖 | |||
| （3)誘導(dǎo)LAK活性 | ||||
| IL-8 | 單核細(xì)胞 | 69,72,77, | 8-10 | 趨化中性、嗜堿性粒細(xì)胞和T細(xì)胞 |
| 內(nèi)皮細(xì)胞 | 79 | |||
| IL-9 | 活化T細(xì)胞 | 14.2 | （1)T細(xì)胞生長(zhǎng)因子 | |
| 126 | （2)協(xié)同IL-3刺激肥大細(xì)胞 | |||
| IL-10 | 活化T細(xì)胞 | 2×160 | 35～40 | （1)抑制Th1細(xì)胞分泌細(xì)胞因子 |
| （Th2) | （2)促進(jìn)胸腺細(xì)胞和肥大細(xì)胞增殖 | |||
| （3)協(xié)同IL-2促進(jìn)CTL分化 | ||||
| IL-11 | 基質(zhì)纖維樣 | 178 | 23 | （1)促進(jìn)B細(xì)胞抗體分泌 |
| 細(xì)胞 | （2)促進(jìn)漿細(xì)胞瘤生長(zhǎng) | |||
| （3)協(xié)同IL-3等刺激骨髓干細(xì)胞和巨核細(xì)胞生長(zhǎng) | ||||
| IL-12 | B細(xì)胞 | 197/306 | 35/40 | （1)協(xié)同IL-2促進(jìn)CTL、NK、LAK分化 |
| （2)促進(jìn)PHA活化T細(xì)胞增殖 | ||||
| （3)促進(jìn)B細(xì)胞Ig產(chǎn)生和類型轉(zhuǎn)換 | ||||
| IL-13 | 活化T細(xì)胞 | 132 | 17 | （1)刺激B細(xì)胞增殖和CD23表達(dá) |
| （2)抑制單核-巨噬細(xì)胞炎癥性細(xì)胞因子產(chǎn)生 | ||||
| IL-14 | 活化T細(xì)胞 | 468 | - | （1)刺激活化B細(xì)胞增殖 |
| （2)抑制絲裂原誘導(dǎo)的B細(xì)胞Ig的分泌 |
骨髓造血干細(xì)胞體外半固體培養(yǎng)技術(shù)的建立和重組集落刺激因子（colony-stimulating factor,CSF)的問世給集落刺激因子的研究提供了前提。根據(jù)細(xì)胞因子刺激不同造血細(xì)胞系或不同分化階段的細(xì)胞在半固體培養(yǎng)基中形成不同細(xì)胞集落，分別命名為粒細(xì)胞CSF（G-CSF)、巨噬細(xì)胞CSF（M-CSF)、粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞CSF（GM-CSF)、多重集落刺激因子（multi-CSF,又稱IL-3)、干細(xì)胞因子（SCF)、紅細(xì)胞生成素（EPO)。有人將IL-5稱為嗜酸性粒細(xì)胞集落刺激因子（Eo-CSF)。此外，IL-1、IL-6和IL-11在骨髓多能干細(xì)胞早期的分化中也有重要的作用。
1981年Ihle等發(fā)現(xiàn)ConA刺激小鼠脾細(xì)胞的培養(yǎng)上清中含有一種因子，能提高裸鼠脾臟淋巴細(xì)胞成熟淋巴細(xì)胞標(biāo)志20-α-羥固醇脫氫酸（20-α-hydroxysterioddehydrogenase,20αSDH)的陽性率，命名為白細(xì)胞介素3（interleukin-3,IL-3)。由于IL-3可刺激多能干細(xì)胞和多種祖細(xì)胞的增殖與分化，又稱為多重集落刺激因子（multi-colony stimulating factor,multi-CSF)。
1.IL-3的產(chǎn)生 主要由活化T細(xì)胞或T細(xì)胞克隆產(chǎn)生。小鼠髓樣單核細(xì)系（myelomonocytic cell line) WEHI-3B細(xì)胞系可自發(fā)產(chǎn)生一定水平的IL-3。此外，胸腺上皮細(xì)胞、活化小鼠肥大細(xì)胞等也可表達(dá)IL-3。
2.IL-3的分子結(jié)構(gòu)和基因 1984年美國(guó)和澳大利亞分別從ConA刺激小鼠T細(xì)胞和WEHI-3B細(xì)胞中提取高活性部分mRNA，逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，進(jìn)行克隆化和DNA序列分析。編碼小鼠IL-3和GM-CSF的基因都定位于第11號(hào)染色體。IL-3的基因組由5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子組成。cDNA編碼166氨基酸殘基，N端26氨基酸殘基為信號(hào)肽，此外N端另有數(shù)個(gè)氨基酸殘基可能被血清蛋白酶所切除。成熟小鼠IL-3由131氨基酸殘基組成，含有糖基，分子量為25～28kDa。
1986年美籍華人楊育中從長(zhǎng)臂猿T白血病細(xì)胞株MLA144中提取IL-3mRNA，成功地獲得長(zhǎng)臂猿IL-3cDNA(gIL-3cDNA),后又用gIL-3cDNA作為探針篩選人IL-3基因組DNA，并克隆成功。人IL-3基因結(jié)構(gòu)與小鼠相似，由5個(gè)顯子和4個(gè)內(nèi)含子組成，人與鼠IL-3DNA約有45%同源性，氨基酸有29%同源性，但人鼠間IL-3生物學(xué)作用無交叉反應(yīng)。人和長(zhǎng)臂猿IL-3有高度同源性，成熟的IL-3分子都由133個(gè)氨基酸殘基組成，僅11個(gè)氨基酸殘基不同，在第16位和84位上2個(gè)半胱氨酸殘基在分子內(nèi)形成二硫鍵，此外還有2個(gè)N糖基化點(diǎn) 。在體外糖基不影響IL-3的生物學(xué)活性。hIL-3啟動(dòng)子上游調(diào)控區(qū)含有多個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)控子同源位點(diǎn)，其中AP-1（TGAGTCA)位于-301處，CREB（TTACGTCT)位于-147處，NFAT-1（GATGAATAAT)位于-156處，CK-1（GAAGGTTCCA)位于-126處，CK-2（TCAGATAA)位于-115處。hIL-3轉(zhuǎn)錄調(diào)控主要受上游兩個(gè)順式調(diào)控區(qū)的調(diào)控。第一個(gè)位于-121到-161之間，它對(duì)于hIL-3轉(zhuǎn)錄激活最為重要，其間除含有CREB、NFAT-1外，新發(fā)現(xiàn)了對(duì)hIL-3表達(dá)起決定作用的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白結(jié)合位點(diǎn)，該位點(diǎn)被命名為NF-IL-3-A（ATGAATAA)。第二個(gè)調(diào)控區(qū)位于-301處的AP-1位點(diǎn)，AP-1位點(diǎn)能強(qiáng)有力地增強(qiáng)hIL-3基因的轉(zhuǎn)錄。此外，最近還發(fā)現(xiàn)了hIL-3轉(zhuǎn)錄抑制調(diào)控區(qū)，位于-250和-271之間，稱為NIP位點(diǎn)。目前認(rèn)為位于其上游-301處AP-1對(duì)hIL-3的轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)作用是通過消除NIP對(duì)hIL-3基因轉(zhuǎn)錄的抑制來實(shí)現(xiàn)的。
人IL-3以及IL-4、IL-5、IL-13、GM-CSF、M-CSF、M-CSF受體（c-fms編碼產(chǎn)物)、PDGFR（血小板衍生的生長(zhǎng)因子受體)、β2-腎上腺素能受體（β2AR)、內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子（ECGF)和CD14的基因都定位于第5號(hào)染色體。這種在一定區(qū)域內(nèi)連鎖的現(xiàn)象可能與協(xié)同調(diào)節(jié)造血過程有關(guān)，并可能與骨髓發(fā)育異常綜合征（myelodysplastic syndrome,MDS)、原發(fā)性急性非淋巴細(xì)胞白血�。╝cutenonlymphocytic leukemia,ANLL)、頑固性巨幼紅細(xì)胞貧血等疾病的發(fā)病有關(guān)。
3.IL-3受體 分子量為140kDa，屬于紅細(xì)胞生成素受體超家族成員，而且具有2個(gè)該家族的結(jié)構(gòu)域，IL-3R胞漿區(qū)是酪氨酸激酶的底物。有關(guān)IL-3Rβ鏈參見本節(jié)GM-CSF受體和本章第三節(jié)。
4.IL-3的生物學(xué)活性 IL-3與其它集落刺激因子的生物學(xué)作用見表4-4。除具有多重集落刺激作用外，最近發(fā)現(xiàn)IL-3可刺激皮膚上皮細(xì)胞、CD4-CD8-TCRαβ細(xì)胞、肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞的增殖，阻止肥大細(xì)胞發(fā)生程序性細(xì)胞死亡。
1977年Burgess等從小鼠肺條件培養(yǎng)液中發(fā)現(xiàn)一種能刺激粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞形成集落的因子，命名為粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colonystimulating factor,GM-CSF)。1984年和1985年小鼠和人GM-CSF的cDNA分別克隆成功。
1.GM-CSF的產(chǎn)生 T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等均可產(chǎn)生GM-CSF。其中T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞一般在免疫應(yīng)答或炎癥介質(zhì)刺激過程中直接產(chǎn)生；而內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞可能通過IL-1和TNF的誘導(dǎo)而產(chǎn)生。
表4-4 CSF的生物學(xué)功能及臨床應(yīng)用
| CSF | 分子量（kDa) 鼠 人 | 主要產(chǎn)生細(xì) 胞 | 主要集落刺激作用 | 促進(jìn)吞噬細(xì)胞功能 | 臨床治療疾病 | 使用情況 | 基因定位 | 外顯子/內(nèi)含子 | 人與鼠同源性（%) | 人與鼠活性交叉 | 糖基化 |
| G-CSF（CSF-β) | 25 30 | Mo,En,Fb | 髓樣、中性粒細(xì)胞集落增殖、分化成熟 | PMN的吞噬和殺傷功能，ADCC | 增加化療作用，艾滋病，白血病，再生障礙性貧血、癌癥，骨髓移植 | FDA已批準(zhǔn) | 17q11～q13 | 5/4 | 73 | + | 0- |
| M-CSF （CSF-1) | 70 45（同源二聚體) | Mo、En、Fb | 前單核、單核 | M  吞噬和細(xì)胞毒功能，ADCC，促進(jìn)IL-1、TNF-α的產(chǎn)生 | Ⅰ期臨床試驗(yàn) | 5q23～q31 | 80 | + | N- | ||
| GM-CSF（CSF-α，CSF-2) | 23 22 | Tact、Fb、En、Mo | 多能干細(xì)胞、髓樣干細(xì)胞、單核、嗜酸、中性粒細(xì)胞增殖 | 增加M 、Mo、PMN、Eo的數(shù)量，提高吞噬功能 | 二次化療所致中性粒細(xì)胞減少癥，異體和自體骨髓移植，再生障礙性貧血，燙傷骨髓功能衰竭，血小板減小 | FDA已批準(zhǔn) | 5q23～q31 | 4/3 | 54 | - | N- |
| IL-3（multi-CSF) | 25 18 | Tact | 多能干細(xì)胞、多種定向祖細(xì)胞、前髓、髓樣、紅樣、巨核、前單、單核、中性、嗜酸、肥大細(xì)胞 | 體內(nèi)注射IL-3增加外周血中PMN、Mo、Eo的數(shù)量，促進(jìn)Eo ADCC | Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗(yàn) | 5q23～q31 | 5/4 | 29 | _ | N- | |
| EPO | 30 30-34 | 腎基質(zhì)細(xì)胞 | 紅細(xì)胞系 | 促進(jìn)BFU-E、CFU-E以及紅系的增殖和分化 | 貧血 | FDA已批準(zhǔn) | 7q11～q22 | 5/4 | 80 | + | N-/0- |
| SCF | 31×2（同源二聚體) | 肝細(xì)胞 | 干細(xì)胞、造血祖細(xì)胞、髓系、紅系、巨核細(xì)胞系 | 干細(xì)胞增殖和分化，與IL-3、G-CSF、GM-CSF和EPO有協(xié)同作用 | 癌癥 | Ⅰ期臨床試驗(yàn) | 80 |
Mo:單核細(xì)胞；M：巨噬細(xì)胞；Eo：嗜酸性粒細(xì)胞；En：內(nèi)皮細(xì)胞；Fb：成纖維細(xì)胞；Tact:活化T細(xì)胞
表4-5 產(chǎn)生GM-CSF的細(xì)胞和刺激物
| 細(xì)胞種類 | 刺激物 |
| 生理性GM-CSF主要來源 | |
| T淋巴細(xì)胞 | 抗原、外源凝集素、CD28McAb、IL-1、HTLV |
| B淋巴細(xì)胞 | LPS、TPA |
| 巨噬細(xì)胞 | LPS、FCS、吞噬作用、粘附作用 |
| 成纖維細(xì)胞 | TNF、IL-1、TPA |
| 內(nèi)皮細(xì)胞 | TNF、IL-1、TPA、修飾的LDL |
| 間皮細(xì)胞 | EGF+TNF |
| 成骨細(xì)胞 | PTH、LPS |
| 病理性GM-CSF主要來源 | |
| AML | TNF、粘附、IL-1 |
| 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎滑膜 | |
| 實(shí)體瘤 |
注：PTH：甲狀旁腺激素
2.GM-CSF的分子結(jié)構(gòu)和基因 人和鼠GM-CSF基因DNA序列有高度同源性，基因組約2.5kb長(zhǎng)，包括4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子。小鼠GM-CSF基因位于11號(hào)染色體。在人則位于第5號(hào)染色體長(zhǎng)臂，在IL-3基因下游9kb處，此外，人的IL-4、IL-5、M-CSF、M-CSF受體（C-fms)和早期生長(zhǎng)應(yīng)答基因-1（early growth response gene-1,EGR-1)也位于第5號(hào)染色體的長(zhǎng)臂（表4-6)。
表4-6 人第5號(hào)染色體上某些生長(zhǎng)因子、受體和CD抗原的基因
| 細(xì)胞因子 | IL-3、IL-4、IL-5、IL-13 |
| M-CSF、GM-CSF、ECGF | |
| 受 體 | M-CSFR（C-fms) |
| PDGFR、β2AR | |
| CD抗原 | CD14、CD49a、CD49b |
| 其 它 | EGR-1 |
人和小鼠GM-CSF基因以及其它某些淋巴因子基因上游區(qū)TATA盒上游330bp有較高的同源性，包括一個(gè)富含GC的區(qū)域和一個(gè)10個(gè)核苷酸同一的序列（decanucleotideconsensus sequence)，這一序列也見于人或小鼠IL-2和IL-3基因的promoter中。此外，CK-1（cytokine consensus-1)或稱保守的淋巴因子元件1（conserved lymphokine element 1,CLE-1)在小鼠或人G-CSF、GM-CSF、IL-2和IL-3的基因組中均可見到；而CK-2僅見于人或小鼠GM-CSF和IL-3的基因組中。
人和小鼠GM-CSF分別由144和141氨基酸殘基組成，均包含17氨基酸的先導(dǎo)序列。成熟的人和小鼠GM-CSF分子分別由127和124個(gè)氨基酸殘基組成，在氨基酸水平上有54%同源性，但生物學(xué)作用具有種屬特異性。GM-CSF含有高度保守結(jié)構(gòu)的2個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵，其中51個(gè)與93位之間形成的二硫鍵對(duì)該因子的生物學(xué)活性有重要作用。人GM-CSF分子中第21～31和78～94氨基酸殘基對(duì)刺激造血功能極為重要，而糖基無論在體內(nèi)或體外對(duì)GM-CSF的生物效應(yīng)似乎無影響。
用GM-CSF轉(zhuǎn)基因小鼠造血細(xì)胞為研究模型，發(fā)現(xiàn)這類小鼠有高水平的GM-CSF，同時(shí)伴有許多細(xì)胞組織的損傷。自分泌GM-CSF的造血細(xì)胞同時(shí)轉(zhuǎn)錄IL-1α、TNF和FGF（成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子)mRNA。
13.GM-CSF的生物學(xué)活性 GM-CSF有多種生物學(xué)活性（表4-4和4-7)。
表4-7 GM-CSF的生物學(xué)活性
| 體外實(shí)驗(yàn) | |
| 刺激細(xì)胞增殖 | 骨髓細(xì)胞，粒細(xì)胞，巨噬細(xì)胞祖細(xì)胞，紅樣，巨核細(xì)胞祖細(xì)胞，AML，白血病細(xì)胞系，BFU-E，內(nèi)皮細(xì)胞，單核-巨噬細(xì)胞，淋巴細(xì)胞，骨髓來源樹突狀細(xì)胞祖細(xì)胞，成骨肉瘤細(xì)胞，腺癌細(xì)胞 |
| 促進(jìn)功能 | |
| 中性粒細(xì)胞 | 存活和蛋白合成，移動(dòng)抑制，氧化代謝，脫顆粒，細(xì)胞因子分泌，再循環(huán)，IgA介導(dǎo)吞噬作用，ADCC吞噬和殺死病原體，表面受體調(diào)變，花生四烯酸釋放，白三烯和PAF合成 |
| 嗜酸性粒細(xì)胞 | 存活，細(xì)胞毒，白三烯合成 |
| 嗜堿性粒細(xì)胞 | 組胺釋放 |
| 巨噬細(xì)胞 | 細(xì)胞因子合成（如IL-1、TNF-α)，殺滅寄生蟲，表面受體、抗原表達(dá)，殺滅腫瘤，粘附，氧化代謝 |
| 朗罕氏細(xì)胞 | 成熟，存活力和功能 |
| 體內(nèi) | |
| 促進(jìn)造血，嗜酸細(xì)胞增多 | |
| 降低血清膽固醇 | |
| 髓樣細(xì)胞增殖綜合征 | |
| 失明和肌肉炎細(xì)胞浸潤(rùn)（轉(zhuǎn)基因動(dòng)物) |
有報(bào)導(dǎo)GM-CSF和IL-3的融合蛋白可明顯增強(qiáng)造血功能，如融合蛋白PIXY321與同時(shí)表達(dá)GM-CSFR和IL-3R細(xì)胞株結(jié)合，親和力增加5～10倍，促進(jìn)細(xì)胞增殖作用是GM-CSF加IL-3作用的10倍，刺激BFU-E、CFU-E、CFU-GM、CFU-GEMM造血細(xì)胞集落作用比單獨(dú)使用IL-3、GM-CSF或兩者聯(lián)合應(yīng)用要高10～20倍。
4.GM-CSF受體 人和小鼠 GM-CSFR均由α、β兩條鏈組成，單獨(dú)α鏈與配體的結(jié)合為低親合力，β鏈單獨(dú)不結(jié)合配體，但與α鏈共同組成高親和力受體，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起主要作用。GM-CSFR。α、β兩條鏈胞膜外結(jié)構(gòu)均屬于造血因子受體超家族（或稱紅細(xì)胞生成素受體超家族)成員。已證實(shí)GM-CSFRβ鏈為IL-3、IL-5受體所共用，但在人和小鼠β鏈的共同情況有所差異。
（1)小鼠GM-CSFR：α鏈又稱STH分子，由包括信號(hào)肽在內(nèi)的396個(gè)氨基酸組成，成熟分子約70kDa，與IL-3結(jié)合為低親和力，Kd值4×10-8M。小鼠GM-CSFr β鏈有AIC2A和AIC2B兩種分子，其中AIC2A為GM-CSFR所特有，AIC2B則為GM-CSFR、IL-3R、IL-5R所共有。β鏈與GM-CSFRα鏈組成高親和力受體，Kd為3×10-10M。AIC2A由包括信號(hào)肽在內(nèi)878個(gè)氨基酸組成，成熟分子120kDa，糖蛋白，胞漿部分413個(gè)氨基酸，不含激酶結(jié)構(gòu)，但可被酪氨酸激酶磷酸化，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中發(fā)揮重要作用。
（2)人GM-CSFR：α鏈為低親和力受體。人β鏈又稱KH97分子，與小鼠GM-CSFr β鏈AIC2B有56%同源性，人GM-CSFR β鏈cDNA編碼897個(gè)氨基酸，成熟分子120kDa，有16個(gè)氨基酸的先導(dǎo)序列，胞膜外區(qū)422個(gè)氨基酸，穿膜區(qū)26個(gè)氨基酸，胞漿區(qū)433個(gè)氨基酸，β鏈為IL-3、IL-5、GM-CSF受體所共用，其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與酪氨酸磷酸化有關(guān)，有關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理參見本章第三節(jié)。
（3)GM-CSFR的分布：GM-CSFR主要分布于髓系細(xì)胞，但分布的方式有所不同。在中性粒細(xì)胞表面僅有GM-CSFR的α和β鏈，而無IL-5R和IL-3R的α鏈，因而IL-3、IL-5對(duì)GM-CSF與中性粒細(xì)胞表面GM-CSFR結(jié)合不發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)，由于α鏈數(shù)目少于或等于β鏈的數(shù)目，所以中性粒細(xì)胞表面僅有高親和力GM-CSFR，而無低親和力受體。IL-3、GM-CSF兩種細(xì)胞因子均可作用于單核細(xì)胞，而且可以相互競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合。單核細(xì)胞可同時(shí)表達(dá)IL-3、GM-CSF的高親和力受體，也表達(dá)這兩種低親和力受體，提示在單核細(xì)胞表面這兩種細(xì)胞因子受體α鏈表達(dá)的數(shù)目多于β鏈。在嗜酸性粒細(xì)胞表面同時(shí)表達(dá)IL-3、IL-5和GM-CSF三種受體，而且IL-3、IL-5和GM-CSF三種配體均可相互競(jìng)爭(zhēng)抑制。嗜堿性粒細(xì)胞亦具有這三種受體，但結(jié)合相應(yīng)配體的能力依次是GM-CSF>IL-3>IL-5。
1.G-CSF的產(chǎn)生 內(nèi)毒素、TNF-α和IFN-γ可活化單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生粒細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte colony stimulating factor,G-CSF)。此外，成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、星狀細(xì)胞和骨髓基質(zhì)細(xì)胞等在LPS、IL-1或TNF-α刺激活化后也可分泌G-CSF。某些白血病細(xì)胞以及CHu-2人口腔癌細(xì)胞、5637人膀胱癌細(xì)胞、MIAPa Ca-2胰腺癌細(xì)胞可組成性地表達(dá)G-CSF。
2.G-CSF的分子結(jié)構(gòu)和基因 1986年G-CSF cDNA克隆成功，G-CSF基因全長(zhǎng)2.5kb，包括5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子，人G-CSF基因位于17號(hào)染色體，與小鼠G-CSF基因約有73%同源性，與IL-6無論在基因水平以及氨基酸水平上都有很高同源性，包括外顯子、內(nèi)含子組成，Cys數(shù)目，兩對(duì)二硫鍵位置以及分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)等。小鼠G-CSF分子共含有208個(gè)氨基酸，30個(gè)氨基酸先導(dǎo)序列，成熟蛋白為178個(gè)氨基酸。人類有兩種不同的G-CSf cDNA，分別編碼含207和204氨基酸的前體蛋白，均有30個(gè)氨基酸的先導(dǎo)序列，成熟蛋白分子分別為177和174個(gè)氨基酸，前者除了在成熟分子N端35位處插入了3個(gè)氨基酸外，其余的序列與174氨基酸分子相同。人G-CSF分子量為19.6kDa，PI6.1，O-糖基化，對(duì)酸堿（pH2～10)、熱以及變性劑等相對(duì)較穩(wěn)定。G-CSF有5個(gè)半胱氨酸，Cys 36與Cys42，Cys74與Cys64之間形成兩對(duì)二硫健，Cys17為不配對(duì)半胱氨酸，二硫鍵對(duì)于維持G-CSF生物學(xué)功能是必須的因素。人和小鼠G-CSF在氨基酸水平有73%同源性，并具有相互交叉的生物學(xué)活性。
3.G-CSF受體 1990年G-CSF受體cDNA克隆成功，基因組16.5kb長(zhǎng)，有17個(gè)外顯子。G-CSFR為高親和力受體，表達(dá)在造血祖細(xì)胞和中性粒細(xì)胞、胎盤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和髓樣白血病細(xì)胞株如HL-60細(xì)胞等，每個(gè)中性粒細(xì)胞有300～1000個(gè)G-CSFR，Kd為100pM。小鼠G-CSFR是高度糖基化的，含812個(gè)氨基酸。膜型G-CSFR包括胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)。胞膜外區(qū)含有3個(gè)區(qū)域：（1)N端1個(gè)Ig樣區(qū)；（2)1個(gè)紅細(xì)胞生成素受體超家族結(jié)構(gòu)域，這是識(shí)別G-CSF配體的部位；（3)三個(gè)串連的Ⅲ型纖維粘連素（fibronectin)結(jié)構(gòu)區(qū)。人G-CSF R含813氨基酸，與小鼠G-CSFR有62%同源性。此外，人G-CSFR還有一種759氨基酸的異型（isoform)，這種異型G-CSFR除C端序列不同外，其它部分與前者相同。G-CSFR還可以可溶性形式（sG-CSFR)存在于體液中。
4.G-CSF的生物學(xué)作用 G-CSF主要作用于中性粒細(xì)胞系（lineage)造血細(xì)胞的增殖、分化和活化。在體外G-CSF刺激骨髓造血祖細(xì)胞中中性粒細(xì)胞集落的形成，延長(zhǎng)成熟中性粒細(xì)胞的存活時(shí)間，活化中性粒細(xì)胞，促進(jìn)其ADCC，超氧陰離子的產(chǎn)生和堿性磷酸酶的合成。最近研究表明，單獨(dú)G-CSF或與SCF協(xié)同可促進(jìn)多能造血干細(xì)胞的增殖、干細(xì)胞母細(xì)胞集落形成以及體內(nèi)CFU-S的形成。G-CSF還具有對(duì)人粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞以及成肌纖維細(xì)胞的趨化作用。腫瘤患者注射G-CSF后可提高血循環(huán)中中性粒細(xì)胞的水平，這種作用可能與縮短某些骨髓細(xì)胞進(jìn)入S期的時(shí)間以及增加生成粒細(xì)胞的祖細(xì)胞數(shù)量有關(guān)。
巨噬細(xì)胞集落刺激因子（macrophagecolony stimulating factor,M-CSF)又稱CSF-1，最初發(fā)現(xiàn)其存在于血清、尿或其它體液中，能刺激骨髓造血祖細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落的形成。
1.M-CSF的產(chǎn)生 多種細(xì)胞均可產(chǎn)生M-CSF，包括：成纖維細(xì)胞、子宮內(nèi)膜中分泌型上皮細(xì)胞、骨髓基質(zhì)細(xì)胞、腦星狀細(xì)胞、成骨細(xì)胞；LPS等激活的巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等；此外，多種腫瘤細(xì)胞如原粒細(xì)胞性白血病、淋巴母細(xì)胞性白血病、肺腺癌細(xì)胞、乳腺癌和卵巢癌等。
2.M-CSF分子的結(jié)構(gòu)和基因 人和小鼠天然M-CSF為糖蛋白，由二硫鍵連接的同源雙體，分子量40～90kDa。人M-CSF前體長(zhǎng)度554～256個(gè)氨基酸不等，均有32個(gè)氨基酸的信號(hào)肽和23個(gè)氨基酸的穿膜部分。膜結(jié)合型M-CSF表達(dá)在單層培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞，可刺激表達(dá)M-CSF受體的巨噬細(xì)胞的粘附和增殖。成熟M-CSF分子靠近N端150氨基酸在與M-CSF受體結(jié)合中起關(guān)鍵作用，人和小鼠M-CSF分子這個(gè)區(qū)域結(jié)構(gòu)高度保守，其同源性達(dá)80%。
3.M-CSF受體 M-CSFR由c-fms原癌基因所編碼。人和小鼠M-CSF和M-CSF受體基因分別定位于第5和第11對(duì)染色體，與GM-CSF、IL-3、IL-4、IL-5、IL-13和酸性FGF基因密切連鎖。M-CSF受體為高親和力，表達(dá)于循環(huán)的單核細(xì)胞和組織巨噬細(xì)胞以及胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞。人M-CSFR為穿膜糖蛋白，胞膜外區(qū)512個(gè)氨基酸，組成5個(gè)免疫球蛋白樣區(qū)，穿膜區(qū)25個(gè)氨基酸，胞漿區(qū)435個(gè)氨基酸，并具有蛋白酪氨酸激酶區(qū)。通常M-CSFR是以同源二聚體形式存在。
4.M-CSF的生物學(xué)作用 M-CSF主要的生物學(xué)作用是促進(jìn)單核-吞噬細(xì)胞包括破骨細(xì)胞在內(nèi)的存活、增殖和活化。妊娠婦女尿中M-CSF水平明顯增加，可能與胎盤的形成有關(guān)。M-CSF是炎癥反應(yīng)中的介質(zhì)，并可提高巨噬細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞和微生物的能力。人M-CSF可作用于小鼠，而小鼠的M-CSF生物學(xué)作用則具有種屬的特異性。
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圖4-3 細(xì)胞因子與造血細(xì)胞分化
合理應(yīng)用重組人M-CSF有助于提高機(jī)體免疫應(yīng)答水平，現(xiàn)已用于治療某些腫瘤，提高化療后總白細(xì)胞和粒細(xì)胞水平，還可治療小兒慢性中性粒細(xì)胞減少癥。
M-CSF可能與某些癌癥、全身性紅斑狼瘡和骨質(zhì)疏松癥等疾病發(fā)生有關(guān)。白血病、淋巴細(xì)胞惡性增生、骨髓及外骨髓增殖性疾病、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、全身性紅斑狼瘡以及免疫性血小板減少性紫瘢病人血清或血漿中M-CSF的水平可升高。
干細(xì)胞因子（stem cellfactor,SCF)又稱肥大細(xì)胞生長(zhǎng)因子（mast cell growth factor,MGF)，最初是從Buffalo大鼠肝細(xì)胞系中cDNA克隆成功，在小鼠MGF基因位于第10號(hào)染色體SL基因，是C-kit的配體（C-kit ligand,KL)，因此也稱之造血生長(zhǎng)因子KL。
1.SCF的產(chǎn)生 主要由肝細(xì)胞產(chǎn)生。
2.SCF的分子結(jié)構(gòu) 人和小鼠SCF分別由248和220個(gè)氨基酸組成，約有80%同源性。SCF可以可溶性和膜結(jié)合兩種形式存在，可能與SCf mRNA剪接或蛋白酶切割位點(diǎn)不同有關(guān)。在體內(nèi)SCF以非共價(jià)相連同源二聚體形式存在，單體分子量約31kDa，單體中含有4個(gè)半胱氨酸殘基，形成分子內(nèi)二硫鍵。糖基對(duì)SCF生物學(xué)活性并非必需。
3.SCF受體 SCF受體即是C-kit，成熟SCF受體分子由953個(gè)氨基酸組成，其中胞膜外區(qū)497個(gè)氨基酸，屬免疫球蛋白超家族成員，組成5個(gè)Ig樣的結(jié)構(gòu)域，與M-CSFR、PDGFR有較高的同源性；穿膜區(qū)由23個(gè)疏水性氨酸組成；胞漿區(qū)433個(gè)氨基酸，含有酪氨酸激酶和自身磷酸化的結(jié)構(gòu)域。SCFR表達(dá)于多種干細(xì)胞、集落形成細(xì)胞和肥大細(xì)胞等。
4.SCF的生物學(xué)作用
（1)促進(jìn)IL-3依賴的早期造血前體細(xì)胞的增殖和分化，可以IL-3、G-CSF、GM-CSF和EPO等細(xì)胞因子協(xié)同促進(jìn)髓樣、淋巴樣和紅細(xì)胞樣細(xì)胞的產(chǎn)生。
（2)促進(jìn)肥大細(xì)胞增殖。
（3)促進(jìn)黑素母細(xì)胞（melanoblasts)的增殖。
SCF在骨髓移植、造血功能障礙以及干細(xì)胞基因治療中有潛在的應(yīng)用價(jià)值。目前SCF已進(jìn)入臨床Ⅰ期試驗(yàn)，主要治療乳腺癌和淋巴瘤病人。
紅細(xì)胞生成素（erythropoietin,EPO)是一種刺激紅細(xì)胞產(chǎn)生的糖蛋白。
1.EPO的產(chǎn)生
（1)腎臟是EPO產(chǎn)生的主要來源，產(chǎn)生EPO細(xì)胞為腎小管基底膜外側(cè)的腎小管周圍間質(zhì)細(xì)胞（peritubular interstitial cell)，由于這些細(xì)胞釋放第Ⅷ因子，因此這種EPO產(chǎn)生細(xì)胞可能是一種腎小管周圍毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞。組織氧利用率下降所引起組織缺氧是誘導(dǎo)EPO產(chǎn)生的主要刺激因素。
（2)肝臟中枯否氏細(xì)胞
（3)骨髓中巨噬細(xì)胞
2.EPO的分子結(jié)構(gòu)和基因 人和小鼠EPO基因分別定位于第7和第5號(hào)染色體。人EPO基因組為單拷貝，5.4kb長(zhǎng)，有5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子。EPO基因上游有TATA盒，5′UTR處有AP-1、SP-1、NF-IL-6、GRE和NF-κB的結(jié)合序列。EPo cDNA編碼193個(gè)氨基酸，包括27個(gè)氨基酸先導(dǎo)序列，成熟EPO分子由166個(gè)氨基酸組成，分子量為18kDa，在CHO細(xì)胞中表達(dá)rEPO為30kDa ，糖占39%，在人尿中的EPO為34kDa糖蛋白。
3.EPO受體 1989年從MEL細(xì)胞745表達(dá)文庫(kù)中EPORcDNA克隆成功。人EPOR基因位于19號(hào)染色體，裸肽分子量為55kDa，糖基化后為66kDa，由508個(gè)氨基酸殘基組成，包括24氨基酸殘基的先導(dǎo)序列，成熟EPOR為484個(gè)氨基酸殘基，其中，胞膜外區(qū)226，穿膜區(qū)22，胞漿區(qū)236個(gè)氨基酸殘基，胞膜外結(jié)構(gòu)屬紅細(xì)胞生成素/細(xì)胞因子受體超家族。還可能存在著66kDa與其它膜分子的復(fù)合物。EPOR有高親和力和低親和力兩種，至今對(duì)EPOR組成的確切結(jié)構(gòu)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)還不清楚。目前至少已發(fā)現(xiàn)3種在自然狀態(tài)下由于膜受體裂解脫落的可溶性EPO受體（sEPOR)。
4.EPO的生物學(xué)作用 EPO特異地作用于紅細(xì)胞樣前體，對(duì)其它細(xì)胞系幾乎沒有作用。EPO刺激骨髓中紅細(xì)胞樣前體細(xì)胞產(chǎn)生紅細(xì)胞樣集落形成單位（colony-formingunit-erthroid,CFU-E)和紅細(xì)胞樣爆發(fā)形成單位（burst-formingunit-erythroid,BFU-E)。CFU-E為迅速分裂的紅細(xì)胞樣前體細(xì)胞，對(duì)低濃度EPO即有反應(yīng)；BFU-E則為更不成熟的紅細(xì)胞樣前體細(xì)胞，對(duì)EPO反應(yīng)后，其分裂速度較慢。
EPO水平過高見于：（1)原發(fā)性紅細(xì)胞增多癥；（2)繼發(fā)性紅細(xì)胞增多癥，如高原居住者，慢性阻塞性肺疾患，紫紺性心臟病，高親和力血紅蛋白病，吸煙，局限性腎臟缺氧，惡性或良性腎臟腫瘤，肝細(xì)胞瘤，肝癌，腎上腺腫瘤等。EPO水平過低主要見于腎功衰竭或晚期腎病引起的貧血，慢性感染、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、AIDS、腫瘤引起的貧血，其他原因引起的貧血等�；忌鲜黾膊C(jī)體可能產(chǎn)生IL-1、TNF-α，這些細(xì)胞因子是EPO活性的抑制劑。再生障礙性貧血、缺鐵性貧血、地中海性貧血、巨幼細(xì)胞性貧血等病人EPO水平反而升高，表明上述貧血癥原因并非由EPO缺乏所引起。
EPO主要用于腎功衰竭引起的貧血，還可用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多分性骨髓瘤、非Hodg-kin氏淋巴瘤、AIDS、化療等原因引起的貧血。1989年美國(guó)FDA批準(zhǔn)Amgen公司首先將rEPO投放市場(chǎng)。
如前所述，多種CSF已廣泛應(yīng)用于臨床治療多種疾病，體內(nèi)應(yīng)用CSF可提高循環(huán)血液中的血細(xì)胞，糾正貧血，減少感染等并發(fā)癥，可明顯改善癥狀，降低病死率。其主要適應(yīng)癥是下列原因引起的血液細(xì)胞減少（參見表4-15和表4-16)。
（1)腫瘤化療引起的血液細(xì)胞減少；
（2)腫瘤放療引起的血液細(xì)胞減少；
（3)骨髓移植后重建造血功能；
（4)再生障礙性貧血以及慢性腎衰、腫瘤及血引起的貧血；
（5)艾滋病、骨髓發(fā)育異常綜合征（MDS)患者血細(xì)胞減少；
（6)燒傷等。
1975年Carswell等發(fā)現(xiàn)接種BCG的小鼠注射LPS后，血清中含有一種能殺傷某些腫瘤細(xì)胞或使體內(nèi)腫瘤組織發(fā)生血壞死的因子，稱為腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor,TNF)。1985年Shalaby把巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的TNF命名為TNF-α，把T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的淋巴毒素（lymphotoxin,LT)命名為TNF-β。TNF-α又稱惡質(zhì)素。
1.TNF的產(chǎn)生
（1)TNF-α是一種單核因子，主要由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，LPS是較強(qiáng)的刺激劑。IFN-γ、M-CSF、GM-CSF對(duì)單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α有刺激作用，而PGE則有抑制作用。前單核細(xì)胞系U937、前髓細(xì)胞系HL-60在PMA刺激下可產(chǎn)生較高水平的TNF-α。T淋巴細(xì)胞、T細(xì)胞雜交瘤、T淋巴樣細(xì)胞系以NK細(xì)胞等在PMA刺激下也可分泌TNF-α。SAC、PMA、抗IgM可刺激正常B細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α。此外，中性粒細(xì)胞、LAK、星狀細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞亦可產(chǎn)生TNF-α。
（2)TNF-β是一種淋巴因子，抗原和絲裂原均可刺激T淋巴細(xì)胞分泌TNF-β。PMA刺激RPMI1788B淋巴母細(xì)胞可分泌高水平TNF-β。
2.TNF的分子結(jié)構(gòu)和基因
（1)人的TNF-α基因長(zhǎng)約2.76kb，小鼠為2.78kb，結(jié)構(gòu)非常相似，均由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成，與MHC基因群密切連鎖，分別定位于第6對(duì)和第17對(duì)染色體上。1984年從HL-60、U937等細(xì)胞中克隆成功rHuTNF-α cDNA，并在大腸桿菌中獲得高表達(dá)。 人TNF-α前體由233個(gè)氨基酸殘基組成，含76個(gè)氨基酸殘基的信號(hào)肽，切除信號(hào)肽后成熟型TNF-α為157氨基酸殘基，非糖基化，第69位和101位兩個(gè)半胱氨酸形成分子內(nèi)二硫鍵。rHu TNF-α分子量為17kDa。小鼠TNF-α前體為235氨基酸殘基，信號(hào)肽79氨基酸殘基，成熟的小鼠TNF-α（rMuTNF-α)分子量為17kDa，由156個(gè)氨基酸殘基組成，第69位和100位兩個(gè)半胱氨酸形成分子內(nèi)二硫鍵，有一個(gè)糖基化點(diǎn)，但糖基化不影響其生物學(xué)功能。rHu TNF-α與rMu TNF-α有79%氨基酸組成同源性，TNF-α的生物學(xué)作用似無明顯的種屬特異性。最近有人報(bào)道通過基因工程技術(shù)表達(dá)了N端少2個(gè)氨基酸（Val、Arg)的155氨基酸人TNF-α，具有更好的生物學(xué)活性和抗腫瘤效應(yīng)。此外，還有用基因工程方法，將TNF-α分子氨基端7個(gè)氨基酸殘基缺失，再將8Pro、9Ser和10Asp改為8Arg、9Lys和10Arg，或者再同時(shí)將157Leu改為157Phe，改構(gòu)后的TNF-α比天比天然TNF體外殺傷L929細(xì)胞的活性增加1000倍左右，在體內(nèi)腫瘤出血壞死效應(yīng)也明顯增加。TNF-α和β發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的天然形式是同源的三聚體。
（2)人 和小鼠TNF-β基因分別定位于第6和第17號(hào)染色體。HuTNF-β分子由205個(gè)氨基酸殘基組成，含34氨基酸殘基的信號(hào)肽，成熟型Hu TNF-β分子為171個(gè)氨基酸殘基，分子量25kDa。rHuTNF-β分子由202氨基酸殘基組成，包括33個(gè)氨基酸殘基的信號(hào)肽，成熟分子169個(gè)氨基酸殘基，與Hu TNF-β有79%的同源性。Hu TNF-β與Hu TNF-αDNA同源序列達(dá)56%，氨基酸水平上同源性為36%。
3.TNF的受體
（1)TNF-R的分型：TNF-R可分為兩型：Ⅰ型TNF-R，55kDa，CD120a，439氨基酸殘基，此型受體可能在溶細(xì)胞活性上起主要作用；Ⅱ型TNF-R，75kDa CD120b，426氨基酸殘基，此型受體可能與信號(hào)傳遞和T細(xì)胞增殖有關(guān)。兩型TNF-R均包括胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)三個(gè)部分，胞膜外區(qū)有28%的同源，但在有包漿區(qū)無同源性，可能與介導(dǎo)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有關(guān)。TNF-R屬于神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體（NGFR)超家族。TNF-α和TNF-β的受體可能是同一的。TNF-R存在于多種正常及腫瘤細(xì)胞表面，一般每個(gè)細(xì)胞受體數(shù)目有103～104，如ME-180腫瘤細(xì)胞系TNF-αR約2000/個(gè)細(xì)胞，Kd為2*10-10M。不同細(xì)胞表面TNF-αR的數(shù)目和親和力似乎與細(xì)胞對(duì)TNF-α的敏感性并不平行。TNF-α與相應(yīng)受體結(jié)合后信號(hào)傳遞的機(jī)理尚不清楚，可能與活化蛋白激酶C（PKC)，催化受體蛋白磷酸化有關(guān)。
（2)可溶性TNFR：TNF結(jié)合蛋白（TNF-BP)是TNFR的可溶性形式，有sTNf RⅠ（TNF-BPI)和sTNFRⅡ（TNF-BPⅡ)兩種。一般認(rèn)為sTNFR具有局限TNF活性，或穩(wěn)定TNF的作用，在細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)中有重要的調(diào)節(jié)作用。Seckiner 1988年發(fā)現(xiàn)發(fā)熱患者尿中有TNF抑制物，分子量為33kDa。Olsson 1989年在慢性腎功不全患者血和尿中也發(fā)現(xiàn)有TNF-BP。TNF-BP可與TNF特異結(jié)合，抑制TNF活性，如抑制其細(xì)胞毒活性和誘導(dǎo)IL-1產(chǎn)生，可促進(jìn)皮下接種Meth A肉毒的生長(zhǎng)，可見于正常妊娠尿中。炎癥、內(nèi)毒素血癥、腦膜炎雙球菌感染、SLE、HIV感染、腎功不全時(shí)以及腫瘤時(shí)可升高�？扇苄訲NFR可有效地減輕佐劑性關(guān)節(jié)炎的病理改變以及敗血癥休克。
4.TNF的生物學(xué)活性 TNF-α與TNF-β的生物學(xué)作用極為相似，這可能與分子結(jié)構(gòu)的相似性和受體的同一性有關(guān)。但有某些生物學(xué)作用方面也有不同之處。
（1)殺傷或抑制腫瘤細(xì)胞：TNF在體內(nèi)、體外均能殺死某些腫瘤細(xì)胞（cytolytic action)，或抑制增殖作用（cytostatic action)。腫瘤細(xì)胞株對(duì)TNF-α敏感性有很大的差異，TNF-α對(duì)極少數(shù)腫瘤細(xì)胞甚至有刺激作用。用放線菌素D、絲裂霉素C、放線菌酮等處理腫瘤細(xì)胞（如小鼠成纖維細(xì)胞株L929)可明顯增強(qiáng)TNF-α殺傷腫瘤細(xì)胞活性。體內(nèi)腫瘤對(duì)TNF-α的反應(yīng)也有很大的差異，與其體外細(xì)胞株對(duì)TNF-α的敏感性并不平行。同一細(xì)胞系可能有敏感株和抵抗株如L929-S和L929-R。此外，靶細(xì)胞內(nèi)源性TNF的表達(dá)可能會(huì)使細(xì)胞抵抗外源性TNF的細(xì)胞毒作用，因此，通過誘導(dǎo)或抑制內(nèi)源性TNF的表達(dá)可改變細(xì)胞對(duì)外源性TNF的敏感性。巨噬細(xì)胞膜結(jié)合型TNF可能參與對(duì)靶細(xì)胞的殺傷作用。
TNF殺傷腫瘤的機(jī)理還不十分清楚，與補(bǔ)體或穿孔素（perforin)殺傷細(xì)胞相比，TNF殺傷細(xì)胞沒有穿孔現(xiàn)象，而且殺傷過程相對(duì)比較緩慢。TNF殺傷腫瘤組織細(xì)胞可能與以下機(jī)理有關(guān)。
①直接殺傷或抑制作用：TNF與相應(yīng)受體結(jié)合后向細(xì)胞內(nèi)移，被靶細(xì)胞溶酶體攝取導(dǎo)致溶酶體穩(wěn)定性降低，各種酶外泄，引起細(xì)胞溶解。也有認(rèn)為TNFN激活磷脂酶A2，釋放超氧化物而引起DNA斷裂，磷脂酶A2抑制劑可降低TNF的抗病效應(yīng)。TNF可或改變靶細(xì)胞糖代謝，使細(xì)胞內(nèi)pH降低，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
②通過TNF對(duì)機(jī)體免疫功能的調(diào)節(jié)作用，促進(jìn)T細(xì)胞及其它殺傷細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷。
③TNF作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，損傷內(nèi)皮細(xì)胞或?qū)е卵芄δ芪蓙y，使血管損傷和血栓形成，造成腫瘤組織的局部血流阻斷而發(fā)生出血、缺氧壞死。
（2)提高中性粒細(xì)胞的吞噬能力，增加過氧化物陰離子產(chǎn)生，增強(qiáng)ADCC功能，刺激細(xì)胞脫顆粒和分泌髓過氧化物酶。TNF預(yù)先與內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)可使其增加MHCⅠ類抗原、ICAM-1的表達(dá)，IL-1、GM-CSF和IL-8的分泌，并促進(jìn)中性粒細(xì)胞粘附到內(nèi)皮細(xì)胞上，從而刺激機(jī)體局部炎癥反應(yīng)，TNF-α的這種誘導(dǎo)作用要比TNF-β為強(qiáng)。TNF刺激單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌IL-1，并調(diào)節(jié)NHCⅡ類抗原的表達(dá)。
（3)抗感染：如抑制瘧原蟲生長(zhǎng)，抑制病毒復(fù)制（如腺病毒Ⅱ型、皰疹病毒Ⅱ型)，抑制病毒蛋白合成、病毒顆粒的產(chǎn)生和感染性，并可殺傷病毒感染細(xì)胞。TNF抗病毒機(jī)理不十分清楚。
（4)TNF是一種內(nèi)源性熱原質(zhì)，引起發(fā)熱，并誘導(dǎo)肝細(xì)胞急性期蛋白的合成。TNF引起發(fā)熱可能是通過直接刺激下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞和刺激巨噬細(xì)胞釋放IL-1而引起，還可通過IL-1、TNF-α刺激其它細(xì)胞產(chǎn)生IL-6。
（5)促進(jìn)髓樣白血病細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化，如促進(jìn)髓樣白血病細(xì)胞ML-1、單核細(xì)胞白血病細(xì)胞U937、早幼粒白血病細(xì)胞HL60的分化，機(jī)理不清楚。TGF-β可抑制TNF-α多種生物學(xué)活性，但不抑制TNF-α對(duì)髓樣白血病細(xì)胞分化的誘導(dǎo)作用，甚至還有協(xié)同效應(yīng)。
（6)促進(jìn)細(xì)胞增殖和分化：TNF促進(jìn)T細(xì)胞NHCⅠ類抗原表達(dá)，增強(qiáng)IL-2依賴的胸腺細(xì)胞、T細(xì)胞增殖能力，促進(jìn)IL-2、CSF和IFN-γ等淋巴因子產(chǎn)生，增強(qiáng)有絲分裂原或外來抗原刺激B細(xì)胞的增殖和Ig分泌。TNF-α對(duì)某些腫瘤細(xì)胞具有生長(zhǎng)因子樣作用，并協(xié)同EGF、PDGF和胰島素的促增殖作用，促進(jìn)EGF受體表達(dá)。TNF也可促進(jìn)c-myc和c-fos等與細(xì)胞增殖密切相關(guān)原癌基因的表達(dá)，引起細(xì)胞周期由Go期向G1期轉(zhuǎn)變。最近報(bào)道INF-β（LT)是EB病毒轉(zhuǎn)化淋巴母細(xì)胞的自分泌生長(zhǎng)因子，抗LT抗體、sTNf R以及TNF-α能抑制EB病毒轉(zhuǎn)化淋巴細(xì)胞的增殖。
IL-1、IFN-γ和GM-CSF對(duì)TNF的生物學(xué)作用有明顯的增強(qiáng)作用，可能與增加細(xì)胞TNF受體的表達(dá)有關(guān)。已報(bào)道一種抗TNF-α單克隆抗體，可模擬TNF-α的某些生物學(xué)作用，這種現(xiàn)象在其它因子中還尚未見到。
5.TNF與臨床
應(yīng)用TNF在治療腫瘤等方面開始臨床Ⅱ期試驗(yàn)，也可與IL-2聯(lián)人事治療腫瘤，目前認(rèn)為全身用藥的療效不及局部用藥，后者如病灶內(nèi)注射，局部濃度高且副作用也較輕。近年來已采用TNF基因治療開始對(duì)黑素瘤等腫瘤進(jìn)行臨床驗(yàn)證。值得重視的TNF又與臨床某些疾病的發(fā)生有關(guān)。
TNF與IL-1和IL-6的生物學(xué)性質(zhì)有許多相似之處（表4-8)。
表4-8 IL-1、IL-6和TNF的生物學(xué)性質(zhì)比較
| 生物學(xué)性質(zhì) | IL-1 | TNF | IL-6 |
| 內(nèi)源性熱原質(zhì)引起發(fā)熱 | + | + | + |
| 肝急性期蛋白 | + | + | + |
| T細(xì)胞活化 | + | + | + |
| B細(xì)胞活化 | + | + | + |
| B細(xì)胞免疫球蛋白合成 | + | - | + |
| 成纖維細(xì)胞增殖 | + | + | - |
| 干細(xì)胞活化 | + | - | + |
| 非特異性抗感染 | + | + | + |
| 抗放射 | + | + | - |
| 滑膜細(xì)胞活化 | + | + | - |
| 內(nèi)皮細(xì)胞活化 | + | + | - |
| 休克綜合征 | + | + | - |
| 誘導(dǎo)IL-1、TNF、IL-6和IL-8 | + | + | - |
（1)感染性休克：目前認(rèn)為革蘭氏陰性桿菌或腦膜炎球菌引起的彌漫性血管內(nèi)凝血、中毒性休克是由于細(xì)菌內(nèi)毒素刺激機(jī)體產(chǎn)生過量TNF-α，引起發(fā)熱，心臟、腎上腺嚴(yán)重?fù)p害，呼吸循環(huán)衰竭，甚至引起死亡，其TNF水平與病死率正相關(guān)。其發(fā)病機(jī)理可能是TNF刺激內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致炎癥、組織損傷和凝血。TNF也是急性肝壞死的重要因素。病毒性暴發(fā)型肝衰竭外周血細(xì)胞誘生TNF，IL-1活性升高，且與病情程度相關(guān)。目前有關(guān)TNF介導(dǎo)內(nèi)毒素性休克的機(jī)理還不很清楚。有認(rèn)為TNF能促進(jìn)前凝血酶原活性物質(zhì)生成，抑制內(nèi)皮細(xì)胞凝血酶調(diào)節(jié)毒素休克。TNF抗體（抗血清或單克隆抗體)在小鼠、家兔和狒狒體內(nèi)均有效地阻止致死性內(nèi)毒素體克的發(fā)生。應(yīng)用抗TNf McAb治療膿毒癥和化膿性休克已進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)，抗TNF嵌合抗體治療細(xì)菌性感染也已開始Ⅰ期臨床試驗(yàn)。
（2)惡液質(zhì)：TNF-α又稱惡液素（cachectin)，可誘發(fā)機(jī)體發(fā)生惡液質(zhì)。
（3)TNF與病毒復(fù)制的關(guān)系：TNF還具有類似IFN抗病毒作用，阻止病毒早期蛋白質(zhì)的合成，從而抑制病毒的復(fù)制，并與TNF-α和TNF-γ協(xié)同抗病毒作用。另一方面，TNF誘導(dǎo)HIV-Ⅰ基因在T細(xì)胞中表達(dá)。TNF和HIV感染的CD4+細(xì)胞中活化或誘導(dǎo)NF-κB，NF-κB結(jié)合于HIV的長(zhǎng)末端重復(fù)序列（LTR)的增強(qiáng)子部位，活化HIV基因，可能與艾滋病發(fā)病有關(guān)。艾滋病患者單核細(xì)胞TNF-α產(chǎn)生增加，血清中TNF-α水平升高。
1957年Isaacs和Lindenmann首先發(fā)現(xiàn)了病毒干擾現(xiàn)象，即病毒感染的細(xì)胞能產(chǎn)生一種因子，作用于其他細(xì)胞干擾病毒的復(fù)制，因而命名為干擾素。目前已知干擾素并不能直接殺傷病毒，而是誘導(dǎo)宿主細(xì)胞產(chǎn)生數(shù)種酶，干擾病毒的基因轉(zhuǎn)錄或病毒蛋白組分的翻譯。根據(jù)產(chǎn)生干擾素細(xì)胞來源不同、理化性質(zhì)和生物學(xué)活性的差異，可分為α-干擾素（interferon α,IFN-α)、β-干擾素（interferon β,IFN-β)和γ-干擾素（interferon γ,IFN-γ)。
IFN-α和IFN-β有許多相似之處，如：（1)兩種IFN基因來自同一個(gè)祖先基因（common ancester gene)；（2)由相同的細(xì)胞在相同的刺激物誘導(dǎo)下產(chǎn)生；（3)結(jié)合相同的受體，并發(fā)揮相似的生物學(xué)效應(yīng)。
1.IFN-α/β的產(chǎn)生 IFN-α/β以往稱為Ⅰ型IFN，主要由白細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等在細(xì)菌、DNA或RNA病毒、多聚肌苷酸多聚胞苷酸（Poly I-C)、多核苷酸等刺激物誘導(dǎo)下產(chǎn)生。IFN-α/β在pH2或pH11以及熱（56℃)條件下仍穩(wěn)定，而IFN-γ則很易喪失活性。
2.IFN-α/β的分子結(jié)構(gòu)和基因 IFN-α和IFN-β基因均位于人9號(hào)染色體和小鼠4號(hào)染色體，并連鎖在一起。IFN-α基因至少有20個(gè)，成串排列在一個(gè)區(qū)域，無內(nèi)含子，同一種屬IFN-α不同基因產(chǎn)物其氨基酸同原性≥80%。人和小鼠IFN-β基因只有一個(gè)，無內(nèi)含子，與IFN-α基因連鎖在一起。IFN-β與IFN-α氨基酸組成有26～30%同源性。IFN-α由2個(gè)亞族（subfamily)組成，分別稱為IFN-α1和IFN-α2，其中IFN-α1至少由20個(gè)有功能的基因組成，彼此間有90%左右的同源性；IFN-α2亞族有5～6個(gè)基因成員，目前只發(fā)現(xiàn)1個(gè)有功能的基因，其余是假基因。
IFN-α分子不同亞型由166/165個(gè)的氨基酸組成，無糖基，分子量約19kDa左右，不同種屬之間同源性70%左右。IFN-α分子含有4個(gè)Cys1-99,Cys29-139之間形成兩個(gè)分子內(nèi)二硫鍵。IFN-α的生物學(xué)作用有一定的種屬特異性。
人IFN-β分子含166個(gè)氨基酸，有糖基，分子量為23kDa，含有3個(gè)半胱氨酸，分別在17、31和141位氨基酸。31與141位半胱氨酸之間形成的分子內(nèi)二硫鍵對(duì)于IFN-β生物學(xué)活性非常很重，141Cys被Tyr替代后則完全喪失抗病毒作用，而Cys17被Ser替代后不僅不影響生物學(xué)活性，反而是使IFN-β分子穩(wěn)定性更好。糖基對(duì)生物學(xué)活性無影響。小鼠IFN-β分子只有一個(gè)Cys17，分子內(nèi)無二硫鍵。IFN-β的生物學(xué)作用有較強(qiáng)的種屬特異性。
3.IFN-α/β體受 一般認(rèn)為，IFN-α和IFN-β結(jié)合相同的受體，IFT-α/βR基因定位于21號(hào)染色體，受體的親和力Kd在10-9～10-10M之間，受體胞膜外結(jié)構(gòu)屬細(xì)胞因子受體中干擾素受體家族。IFN-α/β受體分布相當(dāng)廣泛，包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、多形核白細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞、血小板、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等。
4.IFN-α/β的生物學(xué)作用
（1)抗病毒作用：IFN-α/β具有廣譜的抗病毒作用，其作用機(jī)理是：①通過抑制某些病毒的吸附（如VSV)、脫衣殼和最初的病毒核酸轉(zhuǎn)錄（如SV-40、HSV-1、流感病毒和VSV)、病毒蛋白合成（如SVS、SV-40)以及成熟病毒的釋放（如逆轉(zhuǎn)錄病毒、HSV-1)等不同環(huán)節(jié)；②通過NK、巨噬細(xì)胞和CTL殺傷病毒感染靶細(xì)胞。
（2)抑制某些細(xì)胞的生長(zhǎng)(cytostatic)，如抑制成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和造血細(xì)胞的增殖，其機(jī)理可能通過使細(xì)胞停留在Go/G1期，降低DNA合成，下調(diào)c-myc、c-fos等細(xì)胞原癌基因轉(zhuǎn)錄水平，下調(diào)某些生長(zhǎng)因子受體表達(dá)，如EGf R、胰島素-I R和M-CSFR等。
（3)免疫調(diào)節(jié)作用：促進(jìn)大多數(shù)細(xì)胞MHCⅠ類抗原的表達(dá)，活化NK細(xì)胞和CTL。
（4)抑制和殺傷腫瘤細(xì)胞：IFN-α/β殺傷腫瘤細(xì)胞主要是通過促進(jìn)機(jī)體免疫功能，提高巨噬細(xì)胞、NK和CTL的殺傷水平。
不同的INF-α亞型的誘生、抗病毒和免疫調(diào)節(jié)活性可有所不同，例如①同一病毒在不同細(xì)胞中誘生IFN-α亞型種類有很大差別，如仙臺(tái)病毒在人白細(xì)胞中以誘生IFN-α1為主，其次為IFN-α2，少量IFN-α14；而在類淋巴母細(xì)胞中卻以誘生IFN-α2為主，IFN-α1為次，無IFN-α14；在單核細(xì)胞中則主要誘導(dǎo)IFN-α8。②INF-α的不同亞型對(duì)于不同靶細(xì)胞表現(xiàn)出不同的抗病毒活性，如Hu IFN-α1在MDBK細(xì)胞上的抗病毒活性比Wish細(xì)胞高20～30倍，而HuIFN-α2a在這兩種細(xì)胞中抗病毒活性無明顯差別。③不同IFN-α亞型對(duì)不同病毒的抗病毒作用有很大差異，如HuIFN-α1抑制腎綜合征出血熱病毒的繁殖能力比IFN-α2a高15倍。④不同IFN-α亞型對(duì)MHC抗原表達(dá)、NK活性以及細(xì)胞因子產(chǎn)生的調(diào)節(jié)作用也有較大的差異，如Hu IFN-α1可促進(jìn)單核細(xì)胞MHCⅡ類抗原的表達(dá)，而Hu IFN-α2則無這種誘導(dǎo)作用。
1965年Wheelock等首先在PHA刺激的白細(xì)胞培養(yǎng)上清中發(fā)現(xiàn)具有IFN樣抗病毒物質(zhì)，但在pH2條件下即失去抗病毒的活性。1973年Youngert和Salvin發(fā)現(xiàn)來自淋巴細(xì)胞培養(yǎng)上清中存在一種IFN，但抗原性不同于以往發(fā)現(xiàn)的IFN，遂命名為Ⅱ型IFN，1980年統(tǒng)一命名為IFN-γ。1981年Goeddle等將IFN-γ基因克隆成功。
1.IFN-γ的產(chǎn)生 主要由活化T細(xì)胞產(chǎn)生，在小鼠，由Th1亞群產(chǎn)生。當(dāng)抗原、PHA或ConA刺激后T細(xì)胞分泌IFN-γ，通常與IL-2的產(chǎn)生相一致。目前認(rèn)為巨噬細(xì)胞活化因子（MAF)的主要活性存在于IFN-γ中。此外，活化NK細(xì)胞也可產(chǎn)生IFN-γ。
2.IFN的分子結(jié)構(gòu)和基因 人和小鼠IFN-γ基因分別定位于12號(hào)和10號(hào)染色體，在DNA水平上IFN-γ基因與IFN-α/β基因無同源性。人和小鼠IFN-γ在DNA水平上有65%左右同源性，在氨基酸水平的同源性只有40%左右。小鼠成熟IFN-γ分子由133個(gè)氨基酸殘基組成。人IFN-γ成熟分子由143個(gè)氨基酸組成，糖蛋白，以同源雙體形式存在，分子量為40kDa，其生物學(xué)作用有嚴(yán)格的種屬特異性。
3.IFN-γ受體 人IFN-γR基因定位于第6號(hào)染色體，小鼠在第10號(hào)染色體。IFN-γ受體分布廣泛，受體陽性細(xì)胞每個(gè)細(xì)胞約表達(dá)100～1000個(gè)受體，親和力kD10-9～5*10-11M。裸肽分子量50kDa，糖基化后90kDa，其N末端與IFNα/β受體有一定的同源性，具有種屬特異性。目前認(rèn)為人IFN-γR可能存在著第二條鏈。
IFN-γR為穿膜糖蛋白，胞膜外區(qū)、穿膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)分別有228、21和223個(gè)氨基酸殘基，從胞膜外區(qū)結(jié)構(gòu)特征來看，屬于細(xì)胞因子受體干擾素受體家族，最近命名為CDw119。
IFN-γ配體誘導(dǎo)IFN-γR二聚體化在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中可能起重要作用，并與受人本的磷酸化有關(guān)。IFN-γ與受體結(jié)合后可活化多種IFN-γ調(diào)節(jié)的基因。目前已知，IFN-γ刺激后至少有20種蛋白被表達(dá)，其中12種是IFN刺激后所特有的。這種表達(dá)是由于活化特異的DNA結(jié)合蛋白使其從胞漿移位到胞核，如干擾素刺激的基因因子2（interferon-stimulated gene fac-tor 2,ISGF2)和γ-干擾素激活因子（gamma-interferon activation factor,GAF或STAT91)結(jié)合到IFN基因啟動(dòng)子中兩個(gè)稱之為γ干擾素活化點(diǎn)（gamma-interferon activation site,GAS)和干擾素刺激的反應(yīng)元件（interferon-stimulated response element,ISRE)的位置上。IFN-γ可促進(jìn)HLA-B、HLA-DR、IP-10、P1激酶和2-5A合成酶的全成，其中P1激酶可抑制病毒蛋白的翻譯，而2-5A合成酶則可裂解病毒RNA。
4.IFN-γ的生物學(xué)活性 IFN-γ生物學(xué)作用有較嚴(yán)格的種屬特異性，人IFN-γ只作用于人或靈長(zhǎng)類動(dòng)物的細(xì)胞。
（1)誘導(dǎo)單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、皮膚成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、星狀細(xì)胞等MHCⅡ類抗原的表達(dá)，使其參與抗原提呈和特異性免疫的識(shí)別過程。此外，IFN-γ可上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞ICAM-1（CD54)表達(dá)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞FcγR表達(dá)，協(xié)同誘導(dǎo)TNF并促進(jìn)巨噬細(xì)胞殺傷病原微生物。
（2)促進(jìn)LPS體外刺激小鼠B細(xì)胞分泌和IgG2a，降低IgG1、IgG2b、IgG3和IgE的產(chǎn)生；抑制由IL-4誘導(dǎo)小鼠B細(xì)胞增殖，IgG1和IgE產(chǎn)生以及FcεRⅡ表達(dá)；促進(jìn)SAC誘導(dǎo)的人B細(xì)胞的增殖。
（3)協(xié)同IL-2誘導(dǎo)LAK活性，促進(jìn)T細(xì)胞IL-2R表達(dá)。
（4)誘導(dǎo)急性期蛋白合成，誘導(dǎo)髓樣細(xì)胞分化。
IFN是第一個(gè)應(yīng)用于臨床的基因工程產(chǎn)品，目前IFN-α、IFN-β、IFN-γ都有基因工程產(chǎn)物，40多個(gè)國(guó)家使用干擾素制劑，治療30多種疾病，但主要用于臨床腫瘤、病毒性感染等治療（表4-9)。
（1)治療病毒性感染：IFN對(duì)慢性活動(dòng)性乙型肝炎、慢性活動(dòng)性丙型肝炎、單純皰疹病毒性角膜炎、帶狀皰疹、慢性宮頸炎、新生兒巨細(xì)胞病毒性腦炎以及鼻病毒和冠狀毒引起的普通感冒有一定療效。
（2)抗腫瘤：IFN對(duì)多種腫瘤近期有良好療效，如毛細(xì)胞白血�。╤airy cell leukemia)、慢性髓樣白血病、淋巴瘤、Kaposi氏肉瘤、黑素瘤、皮膚瘤、腎肉瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤和骨髓瘤等。IFN抗腫瘤的機(jī)理是：①抑制腫瘤細(xì)胞增殖；②誘導(dǎo)NK、CTL等殺傷細(xì)胞，并協(xié)同IL-2增強(qiáng)LAK活性；③誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表達(dá)NHCⅠ類抗原，增加對(duì)殺傷細(xì)胞的敏感性。
表4-9 干擾素治療腫瘤、病毒性感染及其他疾病的療效（1992)
| 疾 病 | 病 原 | 療 效 |
| 腫瘤 | ||
| 毛細(xì)胞白血病 | 60%～90%緩解 | |
| 慢性白血病 | 50%部分緩解 | |
| 淋巴瘤 | 37%部分或完全緩解 | |
| Kaposi氏肉瘤 | 26%部分緩解 | |
| 急性白血病 | 24%部分緩解 | |
| 多發(fā)性骨髓瘤 | 20%部分或完全緩解 | |
| 神經(jīng)膠質(zhì)瘤 | 17%部分或完全緩解 | |
| 腎細(xì)胞癌 | 16%部分或完全緩解，較差 | |
| 惡性黑素細(xì)胞癌 | 10%以上部分或完全緩解，局部應(yīng)用療效較好 | |
| 卵巢癌 | 10%以上部分緩解（IFN-α腹腔注射) | |
| 乳腺癌 | 10%以上部分緩解，較差 | |
| 惡性胰腺腫瘤 | 部分改善 | |
| 星期直腸癌 | 部分改善 | |
| 食道癌 | 部分改善 | |
| 非小細(xì)胞性肺癌 | 部分改善 | |
| 小細(xì)胞性肺癌 | 部分改善 | |
| 病毒性感染 | ||
| 慢性活動(dòng)性乙型肝炎 | VBV | 約40%患者HBe陰轉(zhuǎn)，與激素聯(lián)用可以提高療效 |
| 丙型肝炎 | HCV | 約25%～50%患者ALT下降或 正常 |
| 艾滋病 | HIV | 抑制艾滋病患者HIV的復(fù)制，延長(zhǎng)HIV帶毒無癥狀者發(fā)病的潛伏期，縮小Koposi氏肉瘤，增加血清β2m水平，與AZT聯(lián)合應(yīng)用可以改善癥狀 |
| 唇和生殖器官?gòu)?fù)發(fā)性皰疹 | HSV-1，HSV-2 | 縮短病和程，減輕疼痛 |
| 帶狀皰疹 | VZV | 縮短病程，阻止擴(kuò)散，減輕疼痛 |
| 腫瘤患者水痘 | VZV | 降低致命性的內(nèi)臟合并癥 |
| 病毒性角膜炎 | HSV-1，腺病毒 | 縮短病程，減少?gòu)?fù)發(fā)，痊愈率>90% |
| 紅眼病 | 腸道病毒70 | 縮短病程 |
| 慢性宮頸炎（包括宮頸濕疣) | HPV，HSV，HCMV | 局部應(yīng)用60%顯效，95%有效 |
續(xù)表1
| 疾 病 | 病 原 | 療 效 |
| 肛門－生殖器扁平濕疣 | HPV | 治愈率40～50% |
| 青年喉乳頭狀瘤 | HVP-11 | 腫瘤消失或縮小，但易復(fù)發(fā) |
| 尋常疣 | HVP | 改善 |
| 巨細(xì)胞病毒 | HCMV | 尿毒癥消失，降低發(fā)病率 |
| 普通感冒 | HRV | 縮短病程，痱毒減少 |
| 外陰前庭炎 | 50%與HPV有關(guān) | 改善臨床癥狀 |
| 呼吸道合胞病毒感染 | RSV | 志愿者試驗(yàn)表明，攻擊前后均給藥，可以明顯減輕癥狀，但僅在病毒攻擊后給藥則無效 |
| 尖銳濕疣 | HPV | 療效較好 |
| 其它疾病 | ||
| Behect氏病（征)（生殖器潰瘍、口瘡及眼色素層炎) | 不明 | γ干擾素治療后，口、生殖器潰瘍、結(jié)節(jié)性紅斑、血栓性靜脈炎、復(fù)發(fā)性關(guān)節(jié)炎等均可減輕癥狀或完合消除，但眼色素層炎、視神經(jīng)乳頭炎無改善，停藥后易復(fù)發(fā) |
| 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 | 不明 | γ干擾素治療后疼痛明顯減輕，40～50%緩解 |
| 慢性肉芽腫 | HFN-γ治療有一定療效 | |
| 多發(fā)性硬化癥 | 不明 | 延長(zhǎng)緩解期 |
| 精神分裂癥 | 不明 | 部分改善 |
注：HBV hepatitisB virus,乙型肝炎病毒
HCV hepatitis C virus丙型肝炎病毒
HIV human immunodeficiency virus,人類免疫缺陷病毒
HSV herpes simplex virus,單純皰疹病毒
VZV varicella-zoster virus,水痘-帶狀皰疹病毒
HPV human papilloma virus,人乳頭狀瘤病毒
HCMV human cytomegalouirus,人巨細(xì)胞病毒
HRV human rhinovirus,人鼻病毒
RSV respiratory syncytial virus,呼吸道合胞體病毒
IFN治療一般無嚴(yán)重毒副反應(yīng)，少數(shù)病例可有發(fā)熱、疲勞不適、食欲不佳、白細(xì)胞減少以及血壓波動(dòng)等，停藥后很快消失，IFN-a1b的副作用要明顯低于IFN-a2a和a2b。重組IFN-a在治療過程中有時(shí)可產(chǎn)生抗體，如發(fā)現(xiàn)抗體產(chǎn)生，應(yīng)改用其他亞型的IFN-a。據(jù)報(bào)道，使用INF-a2a約有20.9%患者產(chǎn)生抗體，而使用IFN-a2b僅有6.9%使用者產(chǎn)生
轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β)是屬于一組新近發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的TGF-β超家族。這一家族除TGF-β外，還有活化素（activins)、抑制素（inhibins)、繆勒氏管抑制質(zhì)（Mullerian inhibitor substance,MIS)和骨形成蛋白（bonemorpho-genetic proteins,BMPs)。TGF-β的命名是根據(jù)這種細(xì)胞因子能使正常的成纖維細(xì)胞的表型發(fā)生轉(zhuǎn)化，即在表皮生長(zhǎng)因子（EGF)同時(shí)存在的條件下，改變成纖維細(xì)胞巾壁生長(zhǎng)特性而獲得在瓊脂中生長(zhǎng)的能力，并失去生長(zhǎng)中密度信賴的抑制作用。TGF-β與早先報(bào)道的從非洲綠猴腎上皮細(xì)胞BSC-1所分泌的生長(zhǎng)抑制因子是同一物。
1.TGF-β的產(chǎn)生
（1)機(jī)體多種細(xì)胞均可分泌非活性狀態(tài)的TGF-β。在體外，非活性狀態(tài)的TGF-β又稱為latency associated peptide（LAP)，通過酸外一時(shí)可被活化。在體內(nèi)，酸性環(huán)境可存在于骨折附近和正在愈合的傷口。蛋白本科的裂解作用可使TGF-β復(fù)合體變?yōu)榛罨疶GF-β。一般在細(xì)胞分化活躍的組織常含有較高水平的TGF-β，如成骨細(xì)胞、腎臟、骨髓和胎肝的造血細(xì)胞。TGF-β1在人血小板和哺乳動(dòng)物骨中含量最高；TGF-β2在豬血小板和哺乳動(dòng)物骨中含量最高；TGF-β3以間充質(zhì)起源的細(xì)胞產(chǎn)生為主。
（2)活化后T細(xì)胞或B細(xì)胞產(chǎn)生TGF-β水平比靜止細(xì)胞明顯為高。
（3)幾科所有腫瘤細(xì)胞內(nèi)可檢測(cè)到TGF-βmRNA。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞瘤在體內(nèi)可分泌較高水平的TGF-β。
2.TGF-β的分子結(jié)構(gòu)和基因 1985年TGF-β的基因克隆成功，并在大腸桿菌內(nèi)得到表達(dá)。在哺乳動(dòng)物至少發(fā)現(xiàn)有TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-β1β2四個(gè)亞型。在鳥類和兩棲類動(dòng)物還分別存在著TGF-β4和TGF-β5，對(duì)后兩者的生物學(xué)作用所知甚少。
TGF-β是由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同或相近的、分子量的12.5kDa亞單位借二硫鍵連接的雙體。人TGF-βcDNA序列研究表明，單體的TGF-β112氨基酸殘基是由含400氨基酸殘基的前體份子（per-pro-TGF-β)從羧基端裂解而來。pre-pro-TGF-βN端含有一個(gè)信號(hào)肽，在分泌前被裂解掉，成為非活性狀態(tài)的多肽鏈前體（pro-TGF-β)，通過改變離子強(qiáng)度、酸化或蛋白酶水解切除掉，成為非活性狀態(tài)的多肽鏈前體（pro-TGF-β)，通過改變離子強(qiáng)度、酸化或蛋白酶水解切除N端部分氨基酸殘基，所剩余的羧基端部分形成有活性的TGF-β。TGF-β1與TGF-β2有71%氨基酸同源性，TGF-β1與TGF-β3有77%同源性，TGF-β2與TGF-β3有80%同源性。TGF-β與TGF-β超家族其化成員有30～40%同源性。
人TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3的基因分別定位于染色體19q3、1q41和14q24，均含有7個(gè)外顯子，核苷酸序列有高度同源性，所編碼的前體分子C端者有9個(gè)保守的Cys，提示TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3基因可能來自一個(gè)共同的祖先基因。人和小鼠TGF-β1的同源性高達(dá)99%，表明在不同種屬中TGF-β都具有重要的生物學(xué)功能。對(duì)其人TGF-β1基因調(diào)控區(qū)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)該基因5`端序列包含5個(gè)明顯的調(diào)控區(qū)：一個(gè)類增強(qiáng)子（enhancer-like)活性區(qū)，二個(gè)負(fù)調(diào)控區(qū)和二個(gè)啟動(dòng)子區(qū)。
3.TGF-β受體 許多細(xì)胞表面都有TGF-β受體。大鼠成纖維細(xì)胞系NRK-49F和BALB/c 3T3細(xì)胞表面TGF-β受體親和力Kd值為5.6～14*10-11M，每個(gè)細(xì)胞TGF-β結(jié)合點(diǎn)約1.6～1.9*104。在淋巴細(xì)胞表面，TGF-βRKd值1～5.1*10-12M。T細(xì)胞、B細(xì)胞每個(gè)細(xì)胞TGF-βR數(shù)約250，活化后受體數(shù)量可增加5～6倍，但Kd值無明顯變化。造血細(xì)胞表面TGF-βR對(duì)TGF-β1親和力要比TGF-β2明顯為高，這可能解釋了造血細(xì)胞對(duì)TGF-β1反應(yīng)要比TGF-β2更為敏感。TGF-β1、β2和β3結(jié)合細(xì)胞表面相同的受體。
最近發(fā)現(xiàn)TGF-βR存在著Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型三種形式，分子量分別為53kDa、70～85kDa和250～350kDa，。Ⅰ、Ⅱ型TGF-βR均為糖蛋白，它們和TGF-β1的親和力要比和TGF-β2的親和力大10～80倍；Ⅲ型受體是一種蛋白聚糖（proteoglycan)，它與TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3的親和力近似，是為TGF-β主要的受體，可能在TGF-β發(fā)揮生物學(xué)功能中起著主要作用。TGF-βRⅢ又名Endoglin，CD105，TGF-β1和TGF-β3為其主要配體。
Ⅱ型TGF-βR胞漿區(qū)具有絲氨酸/蘇氨酸激酶區(qū)。這種結(jié)構(gòu)也見于活化受體Ⅱ（ActRⅡ)和ActRⅡB。Ⅲ型TGF-β受體本身缺乏蛋白激酶活性，對(duì)于其如何參與信號(hào)的傳遞還不清楚。當(dāng)TGF-β誘導(dǎo)增殖時(shí)G蛋白可能參與誘導(dǎo)過程，此外，TGF-β促進(jìn)Ca2+內(nèi)流和胞內(nèi)IP3水平的升高，激活PKC。
4.TGF-β的生物學(xué)作用 起初對(duì)TGF-β的生物學(xué)功能研究主要在炎癥、組織修復(fù)和胚胎發(fā)育等方面，近年來發(fā)現(xiàn)TGF-β對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和免疫功能都有重要的調(diào)節(jié)作用。TGF-β1、β2和β3功能相似，一般來說，TGF-β對(duì)間充質(zhì)起源的細(xì)胞超刺激作用，而對(duì)上皮或神經(jīng)外胚層來源的細(xì)胞起抑制作用。
（1)抑制免疫活性細(xì)胞的增殖：①抑制IL-3、GM-CSF、M-CSF所誘導(dǎo)小鼠造血前體細(xì)胞和LTBMC的集落形成，并降低巨核細(xì)胞對(duì)IL-3T和CSF的反應(yīng)性。②抑制ConA誘導(dǎo)或ConA與IL-2、IL-6聯(lián)合誘導(dǎo)的胸腺細(xì)胞增殖。③抑制絲裂原、同種異體抗原刺激的T細(xì)胞增殖或IL-2依賴的T細(xì)胞生長(zhǎng)。④抑制SAC刺激后IL-2依賴的B細(xì)胞增殖。
（2)對(duì)細(xì)胞表型的調(diào)節(jié)：①抑制IL-2誘導(dǎo)的T細(xì)胞IL-2R、TfR和TLiSA1活化抗原的表達(dá)，對(duì)CD3表達(dá)未見有影響。②抑制IFN-γ誘導(dǎo)黑素瘤細(xì)胞MHCⅡ類抗原表達(dá)。
（3)抑制淋巴細(xì)胞的分化：①抑制IL-2和BCDF依賴的B細(xì)胞分泌IgM，促進(jìn)B細(xì)胞分泌Ig類型轉(zhuǎn)換為IgA和IgE。②抑制混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)（MLC)中CTL、NK和LAK功能，這種抑制作用可被TNF-α（小鼠MIC)或IL-2（人MLC)所逆轉(zhuǎn)。③抑制PBMC中NK活性以及NK細(xì)胞對(duì)TNF-α的的以應(yīng)性。④抑制ConA和IL-2、IL-6協(xié)同誘導(dǎo)小鼠胸腺M(fèi)HC非限制殺傷性細(xì)胞的活性。
（4)抑制細(xì)胞因子產(chǎn)生：如抑制PBMC中IFN-γ和TNF-α的產(chǎn)生。
（5)其它調(diào)節(jié)作用：①促進(jìn)成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞和雪旺氏細(xì)胞的生長(zhǎng)。TGF-β1、TGF-β2促進(jìn)人成纖維細(xì)胞IL-6的產(chǎn)生，其機(jī)理可能是通過對(duì)IL-6基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)。②抑制上皮細(xì)胞、破骨細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)和脂肪、心肌、骨骼肌的形成。TGF-β可拮抗EGF的某些生物學(xué)功能。③促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)（ECM)如膠原蛋白、纖粘連蛋白的表達(dá)和抑制ECM的降解，對(duì)細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生、增殖和分化過程起著重要作用，有利于胚胎發(fā)育和細(xì)胞修復(fù)。動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，局部注射TGF-β可以促進(jìn)傷口愈合和典型肉芽組織形成。④單核細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的趨化劑，但不引起膠顆粒和氧化物的產(chǎn)生。⑤抑制淋巴細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附。⑥促進(jìn)嗜堿性粒細(xì)胞釋放組織胺。
（6)TGF-β1與原癌基因表達(dá)：TGF-β1能誘導(dǎo)c-sis的表達(dá)，但抑制c-myc的表達(dá)，這種誘導(dǎo)或抑制作用與作用細(xì)胞種類及TGF-β的不同功能有關(guān)。如TGF-β誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞中c-sis基因表達(dá)，與促進(jìn)其在軟瓊脂中生長(zhǎng)有關(guān)；而對(duì)上皮角朊細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制則與抑制c-myc基因表達(dá)有關(guān)。TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3在大多數(shù)生物學(xué)作用方面非常相似，但在有些作用方面可有很大差異，如TGF-β2對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和造血祖細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制作用僅為TGF-β1和TGF-β3的1%。
TGF-β在治療傷口愈合，促進(jìn)軟骨和骨修復(fù)以及通過免疫抑制治療自身免疫性疾病和移植排斥等方面有潛在的應(yīng)用前景。
[α2-巨球蛋白的細(xì)胞因子載體效應(yīng)]α2-巨球蛋白（α2M)是由4個(gè)相同多肽亞單位靠鏈同二硫鍵和非共價(jià)鍵結(jié)合形成具有交叉結(jié)構(gòu)的四聚體。每個(gè)亞單位內(nèi)由半胱氨酸的巰基與鄰近的谷氨酰胺殘基的羧基形成硫酸鍵。這種硫酯鍵易受蛋白水解酶裂解從而使α2M構(gòu)型變化增加其電泳遷移率，稱為快型α2M（Fα2M)硫酯鍵裂解可與含有巰基的細(xì)胞因子結(jié)合成復(fù)合物，出現(xiàn)細(xì)胞因子載體效應(yīng)。
（1)IL-1β：IL-1β與α2M結(jié)合的最佳條件為pH9.0～9.3，這種結(jié)合是可逆的，與α2M結(jié)合的IL-1β呈“隱蔽”狀態(tài)，如果IL-1β從復(fù)合物中釋放出來，仍恢復(fù)自然的IL-1β活性。
（2)IL-6：α2M與IL-6結(jié)合可保護(hù)IL-6，不易被胰蛋白酶、糜蛋白酶以及組織蛋白酶G的作用，從而處長(zhǎng)血漿中IL-6的半衰期。呈結(jié)合狀態(tài)的IL-6并不改變基生物學(xué)活性。
（3)THF-β：α2M可降低血漿中THF-β的生物學(xué)活性，其機(jī)理除抑制THF-β與其相應(yīng)受體結(jié)合外，α2M與THF-β復(fù)合物可能被具有α2M受體的吞噬細(xì)胞所清除。
(4)其它：α2M還可作為巨噬細(xì)胞活化因子（MAF)、血小板衍生的生長(zhǎng)因子（PDGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（bFGF)的載體，對(duì)它們的生物學(xué)活性產(chǎn)生不同的影響。
胎牛血清中含有較高水平的α2M，因此體外培養(yǎng)測(cè)定條件培養(yǎng)液中某引起細(xì)胞因子時(shí)應(yīng)加注意。
表4-10 α2M對(duì)所結(jié)合細(xì)胞因子活性的影響
| 所結(jié)合的細(xì)胞因子 | 細(xì)胞因子活性變化 | 影 響 機(jī) 理 |
| IL-1β | 部分降低 | 使IL-1β活性部位呈隱蔽狀態(tài) |
| IL-6 | 不 變 | 抑制多種酶裂解IL-6，從而延長(zhǎng)IL-6在血漿中的半衰期 |
| TGF-β | 降 低 | 抑制TGF-β與相應(yīng)受體結(jié)合，加速TGF-β的清除 |
| MAF | 不 變 | 保護(hù)作用 |
| PDGF | 降 低 | 加快PDGF的清除 |
| bFGF | 失 活 | 促進(jìn)b-FGF的酶解，加速?gòu)难h(huán)中排出 |
由組織細(xì)胞和微生物產(chǎn)生的趨化劑（chemoattractants)對(duì)白細(xì)胞的趨化作用（chemotaxis)是炎癥發(fā)生過程中重要的起始步驟，也是機(jī)體防御和清除入侵病原體等異物先天性免疫功能的一個(gè)重要方面。1986年以前，“經(jīng)典”的（classical)白細(xì)胞趨化物質(zhì)主要有補(bǔ)體片段C5a、白三烯B4（leukotrinin B4,LTB4)、血小板激活因子（platelet-activating factor,PAF)和fMLP（N-formylmethionyl-leucyl-phenyl-alanine,N-甲酰甲硫氨酰-亮氨酰-苯丙氨酸)，這些趨化物質(zhì)的受體同屬于G蛋白偶聯(lián)受體（Gprotein-coupled receptor)。
1.趨化因子的命名 1986年以來，陸續(xù)發(fā)一現(xiàn)了一類主要由免疫細(xì)胞產(chǎn)生的、具有趨化白細(xì)胞作用的細(xì)胞因子（chemoattractant cytokines或chemotacticcytokines)。在1992年第3屆國(guó)際趨化因子研討會(huì)上，絕大多數(shù)學(xué)者建議把chemoattractant(chemotactic)cytokine簡(jiǎn)稱為chemokines,本書暫譯名為趨化因子。趨化因子又稱可誘導(dǎo)的小分子蛋白（small-inducible protein,SIP)、間分泌（intercrine)、細(xì)胞因子PE-4超家族（PF-4superfamily of common an-cestralcytokines)或PF-4樣細(xì)胞因子（PF-4 likecytokine)等。
2.趨化因子亞族及其成員 通過基因克隆和cDNA、氨基酸序列分析，人的趨化因子超家族目前至少發(fā)現(xiàn)有19個(gè)成員，它們具有以下共同的特點(diǎn)。（1)來自同一個(gè)祖先基因（com-mon ancestral gene)。（2)成熟分子為分子量8～10kDa的小分子多肽。（3)可誘導(dǎo)性（inducible)。（4)不同成員在氨基酸水平上有21%～90%的同源性，其中不同亞族成員間同源性，其中不同亞族成員間同源性為21%～31%，同一亞族不同成員間同源性為25%～90%。所有趨化因子均含有4個(gè)Cys的保守基序（motif)，組成特征性的兩個(gè)二硫鍵。第一個(gè)Cys前的N端肽段較短，約4～12氨基酸，第4個(gè)Cys后C端肽段較長(zhǎng)，為18～24氨基酸。（5)其相應(yīng)的受體屬于G蛋白偶聯(lián)受體，這類受體有7個(gè)跨膜區(qū)（seven predicated transmembranedomains,STR)，在胞漿內(nèi)與三個(gè)亞單位所組成的G-蛋白（heterotrimeric G protein)相偶聯(lián)。
根據(jù)多肽鍵一級(jí)結(jié)構(gòu)中第1、2兩上Cys排列的方式，可將趨化因子超家族分為兩個(gè)亞族（subfamily)：（1)C-X-C亞族（或α亞族)，除NAP-4以外，這個(gè)亞族其余成員分子中N端兩個(gè)Cys之間被另一個(gè)氨基酸殘基所分隔；（2)C-C亞族（或β亞族)，第1、2兩個(gè)Cys是相連的。兩個(gè)亞族所包括的成員見表4-11。
表4-11 兩個(gè)趨化因子亞族所包括的成員
| C-X-C亞族（α亞族) |
| IL-8/NAP-1（interleukin-8/neutrophil-activating protein 1, 白細(xì)胞介素8/中性粒細(xì)胞激活蛋白1) |
| NAP2/CTAPⅢ/βTG（neutrophile-activating protein 2/connective tissue-activating peptide Ⅲ/β-thromboglobulin，中性粒細(xì)胞激活蛋白2/結(jié)締組織激活肽Ⅲ/β-凝血球蛋白) |
| NAP-4（neutrophil-activating protein 4,中性粒細(xì)胞激活蛋白4) |
| GROα/NGSA（growth related gene α/melanoma growth-stimulating activity,生長(zhǎng)相關(guān)基因α/黑素瘤生長(zhǎng)刺激活性) |
| GROβ（growth related gene β,生長(zhǎng)相關(guān)基因β) |
| GROγ（growth related gene α/melanoma growth-stimulating activity,生長(zhǎng)相關(guān)基因α/黑素瘤生長(zhǎng)刺激活性) |
| PF-4（platelet factor-4,血小板因子-4) |
| ENA-78（a 78-residue epithelial cell-derived neutrophil-activator,78氨基酸上皮細(xì)胞來源的中性粒細(xì)胞活化劑) |
| γIP-10（interferonγ-inducible protein-10,γ干擾素誘生蛋白-10) |
| Mig（monokine inducible by γ-interferon,γ干擾素誘生的單核因子) |
| GCP-2（granulocyte chemoattractant protein-1/monocyte chemotactic and activating factor,單核細(xì)胞趨化蛋白-1/單核細(xì)胞趨化和激活因子) |
續(xù)表1
| NCP-2/HC14（monocyte chemoatractant protein-2,單核細(xì)胞趨化蛋白-2) |
| MCP-3/NC28（monocyte chemoattractant protein-3,單核細(xì)胞趨化蛋白-3) |
| MIP-1α/LD78（macrophage inflammatory protein-1α,巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-1α) |
| MIP-1β/Act-2（macrophage inflammatory protein-1β,巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-1β) |
| RANTES（reduced upon activation,normal Texpressed and secreted,正常T細(xì)胞表達(dá)和分泌，活化時(shí)表達(dá)下降的因子) |
| 1309(活化人T細(xì)胞-種基因產(chǎn)物，cDNA克隆并表達(dá)成功) |
注：（1)NAP-2/CTAPⅢ/βTG是由血小板堿性蛋白（platelet basicprotein,PBP)N端加工后形成。
（2)LD78和Act-2分別是人的MIP-1α和NIP-1β，與小鼠源性MIP-1α和NIP-1β有很高同源性。
（3)GROα、GROβ和GROγ指基因產(chǎn)物。
3.趨化因子作用特點(diǎn) 趨化因子C-X-C和C-C亞族的生物學(xué)活性有明顯的差別。C-X-C亞族中，除γIP-10、Nig和PF-4外，其余成員均具有趨化和激活中性粒細(xì)胞的活性。編碼這個(gè)亞族成員的基因定位于第4號(hào)染色體長(zhǎng)臂，氨基酸水平上的同源性在25%～90%。γIP-10主要趨化單核細(xì)胞和T細(xì)胞。C-C亞族主要趨化和激活單核細(xì)胞和某些T細(xì)胞亞群，基因定位于第17號(hào)染色體長(zhǎng)臂，而且各成員的基因密切連鎖，氨基酸水平上同源性在25%～70%。兩個(gè)亞族之間同源性為21%～31%。
趨化因子除趨化和激活中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞或某些T細(xì)胞亞群外，有些成員還可趨化嗜酸性粒細(xì)胞，或趨化嗜堿性粒細(xì)胞并刺激其釋放組織胺。某些趨化因子還具有刺激造血細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、角化細(xì)胞或黑素瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。趨化因子除了以游離形式發(fā)揮作用外，還可結(jié)合到細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)或內(nèi)皮細(xì)胞表面，從而趨化白細(xì)胞到相應(yīng)的組成或血管內(nèi)皮處，聚集并激活中性粒細(xì)胞或單核細(xì)胞。下面僅就C-X-C亞族中的IL-8和GRO以及C-C亞族中MCP-1/MCAF、MIP-1α、MIP-1β和RANTES作一介紹。
1986年Kownatzki等首先證實(shí)了單核細(xì)胞可產(chǎn)生一種中性粒細(xì)胞趨化因子。嗣后，不同實(shí)驗(yàn)室根據(jù)這種因子不同的生物學(xué)活性有不同的命名，如中性粒細(xì)胞激活蛋白-1（neu-trophil-activating protein-1,NAP-1)，單核細(xì)胞來源的中性粒細(xì)胞趨化因子（monocyte-derived neutrophil chemotactic factor,MDNCF)，單核細(xì)胞來源的中性粒細(xì)胞激活肽（monocyte-derived neutrophil-activating peptide,MDNAP),中性粒細(xì)胞激活因子（neu-trophil-ac-tivating factor,NAF),中收粒細(xì)胞激活肽（neutrophil-activating peptide,NAP)，T淋巴細(xì)胞趨化因子（t lymphocyte chemotactic factor,TCF)和內(nèi)皮細(xì)胞來源的中性粒細(xì)胞激活肽（endothelial-derived neutrophil-activating peptide,EDNAP)。1988年基因克隆成功，屬于C-X-C亞族（α亞族)成員，目前文獻(xiàn)中多采用名稱是IL-8（interleukin-8)/NAP-1。
1.IL-8的產(chǎn)生
（1)IL-1、TNF、LPS和PMA均能誘導(dǎo)單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和表皮細(xì)胞等合成分泌IL-8。
（2)PHA等絲裂原活的T細(xì)胞也可產(chǎn)生IL-8。
（3)人類多種腫瘤細(xì)胞均可高表達(dá) IL-8。其中甲狀腺癌、鱗狀細(xì)胞癌、黑素瘤等可組成性產(chǎn)生IL-8，而星狀細(xì)胞瘤、肝癌、腎細(xì)胞癌等則需要IL-1β或TNF-α等刺激下才合成和分泌IL-8。
2.IL-8的分子結(jié)構(gòu) IL-8分子量8.3kDa，不成熟的IL-8為99個(gè)氨基酸，單核細(xì)胞產(chǎn)生的成熟IL-8分子主要形式為72個(gè)氨基酸，而內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的成熟IL-8分子主要為77個(gè)氨基酸。在α亞族中，α與GROα、GROβ、GROγ、ENA-78和NAP-2相對(duì)有較高源性。IL-8分子含4個(gè)Cys，無N糖基化位上噗，IP8.0～8.5，耐熱、耐堿，但對(duì)巰基化合物敏感。1988年Matsushima首次獲得IL-8cDNA克隆，并在大腸桿菌和中國(guó)倉(cāng)鼠卵母細(xì)胞中表達(dá)成功。人IL-8基因定位于第4號(hào)染色體，基因組有7個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子。5`端上游有典型的“CAT”和“TATA”盒以及AP-1結(jié)合序列和糖皮質(zhì)反應(yīng)元件（GRE)等結(jié)構(gòu)。IL-8基因與CXC亞族中PF-4、GROα、γIP-10基因相連鎖成熟的IL-8分子的N端，是由蛋白酶水解的不同所致。在體外，凝血酶或血纖維蛋白溶酶可將77氨基酸形式裂解為72氨基酸形式的IL-8，后者較前者的生物學(xué)活性要高2～10倍。
3.IL-8受體 IL-8受體有兩型：IL-8R A型（或IL-8RⅠ)和IL-8r B型（或IL-8RⅡ)，兩型受體在氨基酸水平上有77%同源性，最近命名為CDw128。IL-8rA特異性結(jié)合IL-8，為高親和力，受體主要分布于中性粒細(xì)胞（每個(gè)細(xì)胞20000受體，Dd為8*10-10M)、單核細(xì)胞、T細(xì)胞和黑素瘤細(xì)胞。IL-8B除IL-8結(jié)合外，還可結(jié)合GROβ、GROγ和NAP-2，與IL-8、GROα、GROβ和GROγ結(jié)合為高親和力。與IL-8r B結(jié)合的這5種配體分子近N端均具有一個(gè)Glu-Leu-Arg(ELR)序列，可能是與IL-8r B結(jié)合的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)。此型受體主要分布于中性粒細(xì)胞和髓樣細(xì)胞前體細(xì)胞系，如HL60細(xì)胞系。IL-8R屬于G蛋白偶聯(lián)受體，與fMLP受體和C5a受體有29%～34%同源性。IL-8與相應(yīng)受體結(jié)合后可使細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度短暫升高，百日咳桿菌毒素（IAP)可抑制IL-8的這種刺激作用，表明IAP敏感的G蛋白與IL-8受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。此外，細(xì)胞膜磷酸肌醇脂代謝和PKC也與IL-8R的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。最近證實(shí)人紅細(xì)胞膜表面Duffy抗原（gpD)可結(jié)合包括IL-8在內(nèi)的多種趨化因子，這種受體還分布在腎臟和大腦，可能具有清除循環(huán)中IL-8等趨化因子的功能，在炎癥發(fā)生過程中具有重要的調(diào)節(jié)作用。
4.IL-8的生物學(xué)活性
（1)趨化和激活中性粒細(xì)胞：IL-8的這種效應(yīng)無明顯種屬特性。動(dòng)物腹腔或靜脈注射IL-8可引起外周血中性粒細(xì)胞數(shù)量的增加。IL-8可使中性粒細(xì)胞外形改變，促進(jìn)其脫顆粒，激活中性粒細(xì)胞并使其產(chǎn)生呼吸爆發(fā)（respiratoryburst)、釋放超氧化物（O2-、H2O2)和溶酶體酶。局部注射IL-8可趨化中性粒細(xì)胞，并刺激中性粒細(xì)胞產(chǎn)生白三烯B4（LTB4)而使皮下血漿滲出，IL-8還能誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞上調(diào)Macl抗原（CD11b/CD18)的表達(dá)，促進(jìn)中性粒細(xì)胞粘附到內(nèi)皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞下的基質(zhì)蛋白。
（2)趨化嗜堿性粒細(xì)胞，并刺激其釋放組織胺，可能與速發(fā)型超敏反應(yīng)的發(fā)生有關(guān)。此外，還可刺激GM-CSF或IL-5預(yù)先處理的嗜酸性粒細(xì)胞的脫顆粒作用。
（3)趨化T淋巴細(xì)胞：可趨化部分靜止的CD4+或CD8+T細(xì)胞，這種趨化作用需要單核細(xì)胞的同時(shí)存在。局部注射IL-8可使局部和引流區(qū)淋巴結(jié)T細(xì)胞明顯增多。IL-8還可明顯趨化IL-2活化和NK細(xì)胞。
（4)IL-8是角化細(xì)胞的復(fù)合促有絲分裂原（co-mitogen)，也是黑素瘤細(xì)胞的自分泌生長(zhǎng)因子。
5.IL-8與臨床 目前關(guān)于IL-8與疾病的關(guān)系的研究?jī)H僅開始。已發(fā)現(xiàn)牛皮癬皮屑中和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)滑液中含有IL-8，IL-8可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞產(chǎn)生軟骨降解酶，引起關(guān)節(jié)組織損傷，皮質(zhì)激素能抑制非特異性炎癥可能與抑制IL-8的產(chǎn)生有關(guān)。此外，某些與中性粒細(xì)胞積聚有關(guān)的炎癥和呼吸系統(tǒng)疾病局部或血清中IL-8水平往往升高，如胃炎、炎癥性結(jié)腸炎、肺纖維化或成人呼吸窘迫綜合征、支氣管肺泡灌洗液、慢性支氣管炎、支氣管擴(kuò)張、敗血癥休克、急性腦膜炎球菌感染、酒精性肝炎等。IL-8水平升高往往與局部浸潤(rùn)的單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞數(shù)量相平行。
IL-8與 IL-1、TNF-α、G-CSF、GM-CSF或IFN等聯(lián)合應(yīng)用有可能治療中性粒細(xì)胞減少癥以及HIV所致的免疫缺陷癥等。腫瘤局部注射IL-8可趨化中性粒細(xì)胞、T細(xì)胞和NK細(xì)胞，在治療腫瘤中可能有應(yīng)用前景。
GRO（growth related gene,生長(zhǎng)相關(guān)基因)可分為GROα、GROβ和GROγ三種，此處指基因產(chǎn)物，屬于C-X-C亞族。GROα又稱為黑素瘤生長(zhǎng)刺激活性（melanoma growth-stimulating activity,MGSA),常以GROα/MGSA表示。GROα與GROβ和GROγ分別有90%和86%的同源性。GROα、GROβ和GROγ與ENA-78和NAP-2也有較高的同源性。此外，在DNA和氨基酸水平上人GRO與細(xì)胞因子誘導(dǎo)的大鼠中性粒細(xì)胞趨化劑（CINC)、小鼠巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-2（murinemacrophage inflammatory protein 2,MIP-2)也有較高的同源性。
GPOα前體長(zhǎng)107氨基酸，切除N端34氨基酸先導(dǎo)序列后形成73氨基酸的成熟分子。單核細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、黑素瘤細(xì)胞、上皮細(xì)胞和臍帶靜脈內(nèi)皮細(xì)胞等經(jīng)血清、PDGF或IL-1、TNF等炎癥介質(zhì)刺激下均可表達(dá)GPOα，在某些腫瘤細(xì)胞GPOα的表達(dá)是組成性的（con-stitutive)。GPOα趨化人中性粒細(xì)胞的能力約為IL-8的10倍，但在激活中性粒細(xì)胞并刺激其脫顆粒的作用則弱于IL-8。體內(nèi)試驗(yàn)表明，GPOα與急性炎癥的發(fā)生密切相關(guān)，使炎癥局部有大量中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)。GPOα對(duì)單核細(xì)胞則無趨化作用。GPOα對(duì)人Hs294T黑素瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)有一定的刺激活性，對(duì)滑膜來源的成纖維細(xì)胞Ⅰ型和Ⅲ型膠原蛋白的表達(dá)有下調(diào)作用。GPOα與IL-8RB有高親和力的結(jié)合，還可與人紅細(xì)胞膜Duffy抗原（gpD)結(jié)合。
單核細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein 1,MCP-1)又稱單核細(xì)胞趨化和激活因子（monoctye chemotactic and activating factor,MCAF)，屬于C-C亞族（β亞族)成員。MCP-1/MCAF起初是從人髓樣單核細(xì)胞系THP-1、神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系以及LPS或PHA刺激的人PBMC培養(yǎng)上清中發(fā)現(xiàn)。目前已知，單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、B細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等在PHA、LPS、Poly I-C、IL-1、IFN-γ、PDGF、EGF或某些病毒刺激下均可被誘導(dǎo)分泌MCP-1。某些腫瘤細(xì)胞系則可組成性產(chǎn)MCP-1。
人MCP-1/MCAF基因定位于第17對(duì)染色體。人MCP-1前體長(zhǎng)99個(gè)氨基酸，切除23個(gè)氨基酸先導(dǎo)序列后形成76氨基酸的成熟分子，為堿性蛋白。非糖基化的MCP-1分子量8.7kDa，經(jīng)不同糖基化后MCP-1分子量有13kDa兩種。MCP-1分子中11與36Cys和12與52Cys之間所形成兩個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵以及Try28和Arg30，對(duì)于MCP-1的生物學(xué)活性是必需的。在氨基酸水平上，MCP-1與另外兩種單核細(xì)胞趨化蛋白MCP-2（HC14)和MCP-3（NC28)分別有62%和72%同源性，與C-X-C亞族中IL-8有24%同源性。
體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)均證實(shí)了MCP-1對(duì)單核細(xì)胞具有趨化活性，激活單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，使其胞漿內(nèi)Ca2+濃度升高，超氧陰離子的產(chǎn)生和釋放，并釋放溶菌酶，上調(diào)單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞粘附分子如integrin家族β2組和α4分子的表達(dá)和細(xì)胞因子IL-1、IL-6的產(chǎn)生，活化的巨噬細(xì)胞可抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。MCP是嗜堿性粒細(xì)胞的趨化劑和激活劑，尤其是刺激嗜堿性粒細(xì)胞脫顆粒和組胺釋放的作用較為強(qiáng)烈。MCP-1與MCP-1R發(fā)生特異性的結(jié)合，此受體主要分布于單核細(xì)胞、髓樣前體細(xì)胞系和嗜堿性粒細(xì)胞，屬于IL-8R家族。分布于人紅細(xì)胞表面的Duffy抗原也可結(jié)合MCP-1。
風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎病人的滑液和血清中MCP-1水平明顯升高，滑液組織巨噬細(xì)胞組成性地產(chǎn)生MCP-1，提示MCP-1與風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的病理?yè)p傷有關(guān)。高膽固醇血癥時(shí)，動(dòng)脈內(nèi)側(cè)平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生高水平MCP-1，單核細(xì)胞粘附于血管壁并浸潤(rùn)動(dòng)脈壁。腎臟炎癥時(shí)，IL-1誘導(dǎo)腎小球細(xì)胞產(chǎn)生MCP-1。高血脂癥時(shí)，LDL與腎小球細(xì)胞結(jié)合，刺激其產(chǎn)生MCP-1，趨化單核細(xì)胞在局部浸潤(rùn)。
巨噬細(xì)胞炎癥蛋白1（macrophage inflammatory protein 1,MIP-1)最初從LPS刺激小鼠巨噬細(xì)胞上清中發(fā)現(xiàn)。根據(jù)MIP-1分子結(jié)構(gòu)的差異，可分為小鼠MIP-1α和MIP-1β，人的MIP-1α又稱LD78，人的MIP-1β又稱Act-2。在同一種屬中，MIP-1α和MIP-1β間約有70%同源性。不同種屬M(fèi)IP-1之間也有較高的同源性，如人和小鼠MIP-1β有間約有70%同源性。不同和中屬M(fèi)IP-1之間也有較高的同源性，如人和小鼠MIP-1β有77%同源性，并且人和小鼠MIP-1α和MIP-1β均有種屬交叉反應(yīng)性。成熟的人和小鼠MIP-1β分子均為69個(gè)氨基酸，MIP屬于C-C亞族（β亞族)的成員。
表4-12 MIP-1α和MIP-1β生和的學(xué)活性比較
| 生物學(xué)活性 | MIP-1α | MIP-1β（a) |
| 趨化單核細(xì)胞 | + | + |
| 趨化嗜酸性粒細(xì)胞并刺激其脫顆粒 | + | |
| 趨化嗜堿性粒細(xì)胞 | + | - |
| 刺激肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞釋放組織胺 | + | |
| 趨化T細(xì)胞 | CD4+、CTL | “naive”T |
| 趨化B細(xì)胞 | + | |
| 急性炎癥性肉芽腫介質(zhì) | + | |
| 保進(jìn)CD8+T細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附（b) | ± | + |
注：（a)MIP-1β對(duì)某些生物學(xué)功能的調(diào)節(jié)作用尚未見有報(bào)道。
（b)T細(xì)胞需MIP-1預(yù)處理；內(nèi)皮細(xì)胞需經(jīng)MIP-1等因子的刺激，使之表達(dá)VCAM-1分子。
活化后的T細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞和肥大細(xì)胞均表達(dá)MIP-1α和MIP-1β。MIP-1α和MIP-1β均可趨化單核細(xì)胞，但對(duì)其它細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用則有所差別（表4-14)。
MIP-1α與MIP-1α/RANTES受體結(jié)合，MIP-1α/RANTES受體正如命名所示，除與MIP-1α配體結(jié)合外，還可與RANTES結(jié)合，此型受體主要分布于單核細(xì)胞、T細(xì)胞、髓樣細(xì)胞前體細(xì)胞系、B細(xì)胞以及嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞等。
RANTES是reduced upon activation,nornal T cell expressed andsecreted的略寫詞，國(guó)內(nèi)尚未見翻譯的專業(yè)術(shù)語，從產(chǎn)生條件角度一為試譯，似為此種趨化因子在正常T細(xì)胞表達(dá)和分泌，活化時(shí)其產(chǎn)生水平則降低。RANTES最初認(rèn)為是只是T細(xì)胞產(chǎn)生的，以后發(fā)現(xiàn)，RANTES與凝血酶刺激人血小板所釋放的嗜酸性粒細(xì)胞趨化物質(zhì)是同一種分子。除T細(xì)胞（CD4+和CD8+)和血小板外，腎小和官上皮細(xì)胞、腎小球膜細(xì)胞、腎臟、肝臟等也可表達(dá)RANTES。人RANTES的前體是高度堿性的蛋白，91個(gè)氨基酸，切除23個(gè)氨基酸先導(dǎo)序列后成熟分子含68氨基酸，與MIP-1α和MIP-1β有較高同源性。作小鼠RANTES在氨基酸水平上同源性有90%以上。RANTES屬于C-C亞族（β亞族)成員。
RANTES對(duì)多種白細(xì)胞具有趨化或/和刺激作用：（1)趨化單核細(xì)胞；（2)趨化未刺激的CD4+CD45RO+記憶T細(xì)胞以及活化后的CD4+和CD8+T細(xì)胞；（3)趨化嗜酸性粒細(xì)胞并刺激其脫顆粒和呼吸爆發(fā)；（4)是嗜堿性粒細(xì)胞較強(qiáng)的趨化劑，但刺激其組織胺等介質(zhì)釋放的作用較弱；（5)RANTES預(yù)外理T細(xì)胞可增加其與IL-1α刺激內(nèi)皮細(xì)胞的粘附能力。
百日咳桿菌外毒素可抑制RANTES的生和的學(xué)活性，提示其受體跨膜信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)與IL-8R相似。RANTES與MIP-1α/RANTES受體相結(jié)合，些型受體主要分布于單核細(xì)胞、T細(xì)胞、髓樣細(xì)胞前體細(xì)胞系、B細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞等，如人單核細(xì)胞性白血病細(xì)胞系THP-1上與MIP-1α/RANTES結(jié)合位點(diǎn)每個(gè)細(xì)胞約700個(gè)，Kd值700pM。
60年代末人們就發(fā)現(xiàn)一種能誘導(dǎo)M1白血病細(xì)胞系分化為正常細(xì)胞的因子，后稱之為白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor,LIF)。小鼠和LIF cDNA分別于1987年和1988年克隆成功。
1.LIF的產(chǎn)生 已在活化的T細(xì)胞、單核細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、肝成纖維細(xì)胞、骨髓基質(zhì)細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞、胸腺上皮細(xì)胞等多種細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)有LIF的表達(dá)。
2.LIF的分子結(jié)構(gòu)和基因 人和小鼠LIF基因分別定位于第22號(hào)和第11號(hào)染色體，基因長(zhǎng)度分別人6.0kb和6.3kb，均含有3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子，基因編碼區(qū)域具有高度的保守序列，其同源性在78～94%。ILF為180個(gè)氨基酸，核心蛋白分子量為20kDa，有7個(gè)糖基化位點(diǎn)，6個(gè)Cys，分子內(nèi)部二硫鍵對(duì)于維持LIF分子的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)活性可能起重要作用。由于糖基化程度的不同，LIF分子量和電荷有所差別，分子量38～64kDa，IP8.6～9.2。LIF體外生物學(xué)功能似乎與糖基化程度無關(guān)，但糖基化是否影響LIF在體內(nèi)穩(wěn)定性和功能尚待確定。人和小鼠LIF在氨基酸水平上有78%同源性，人LIF對(duì)鼠源性細(xì)胞有相似的活性，而小鼠LIF對(duì)人的細(xì)胞則作用很弱。在氨基酸水平上，LIF與抑瘤素-M（oncostatin M，OSM)和睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（CNTF)有一事實(shí)上的同源性，而且在蛋白質(zhì)分子二級(jí)結(jié)構(gòu)上也有相似之處。
3.LIF的受體 ILF受體α鏈為低親和力受體，其結(jié)構(gòu)屬于紅細(xì)胞生成素受體家族成員，含有2個(gè)該家族特征性結(jié)構(gòu)域。gp130是LIF受體的另一個(gè)亞單位，與LIF受體α鏈共同組成高親和力受體。LIF受體分布較廣泛，如脂肪細(xì)胞、成骨細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、胚胎癌細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞、M1白血病細(xì)胞以及活化的巨噬細(xì)胞等。
4.LIF的生物學(xué)活性
（1)調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化和表型：LIF抑制小鼠胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cell,ES)的分化。對(duì)于造血系統(tǒng)中的腫瘤細(xì)胞，LIF常顯示出抑制效應(yīng)，同時(shí)誘導(dǎo)這些腫瘤細(xì)胞的分化，例如LIF可抑制小鼠白血病M1細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)其轉(zhuǎn)變?yōu)榫奘杉?xì)胞表型，如表達(dá)Fc受體，并獲得吞噬能力等。對(duì)單核細(xì)胞的分化也超誘導(dǎo)作用。LIF與GM-CSF、G-CSF或IL-6協(xié)同抑制HL-60和U937細(xì)胞的生長(zhǎng)，并誘導(dǎo)其分化。LIF增強(qiáng)IL-3對(duì)巨核細(xì)胞前體的造血干細(xì)胞的致有絲分裂作用，提高體內(nèi)巨核細(xì)胞和血小板的數(shù)量。LIF還可促進(jìn)成肌細(xì)胞的增殖。在一定條件下，LIF可促進(jìn)新生大鼠背根神經(jīng)節(jié)中的神經(jīng)元表型從腎上腺素能型轉(zhuǎn)變?yōu)槟憠A能型，因此LIF又稱為膽鹼能神經(jīng)元分化因子（cholinergic neuronaldifferentia-tion factor,CNF)。此外，LIF還可促進(jìn)移植神經(jīng)嵴分化的胚胎性神經(jīng)元的存活。
（2)抑制脂蛋白脂酶活性，降低3T3-L1脂肪細(xì)胞對(duì)游離脂肪酸的攝取。
（3)促進(jìn)骨的重吸收，這種作用可能是通過LIF刺激成骨細(xì)胞合成前列腺素所介導(dǎo)的。
（4)誘導(dǎo)肝臟急性期蛋白的產(chǎn)生。
1.OSM的產(chǎn)生 1986年Zarling等首次從PMA活化U937細(xì)胞培養(yǎng)上清中分離純化到一種因子，這種因子有明顯抑制A375人黑素瘤細(xì)胞生長(zhǎng)而命名為抑瘤素-M（oncostatin M,OSM)。以后從PHA活化的T細(xì)胞、單核細(xì)胞或HTLV-Ⅱ感染的人T細(xì)胞培養(yǎng)上清中也發(fā)現(xiàn)OSM。
2.OSM的分子結(jié)構(gòu)和基因 人OSM基因定位于22號(hào)染色體，基因組由3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子組成，與LIF基因結(jié)構(gòu)相似。OSM前體有252個(gè)氨基酸，切除25個(gè)氨基酸的先導(dǎo)序列后稱之原OSM，含227個(gè)氨基酸，在類胰蛋酶作用位點(diǎn)（RSRR)切除原OSm C端31個(gè)氨基酸后，形成196個(gè)氨基酸成熟分子，含有N-和O-糖基化位點(diǎn)，為28kDa糖蛋白。OSM分子中有5個(gè)Cys,Cys31-Cys152和Cys74-Cys192形成兩個(gè)分子內(nèi)二硫鍵，其中Cys74-Cys192二硫鍵對(duì)于維持OSM生物學(xué)活性非常重要。OSM對(duì)熱和酸穩(wěn)定。OSM與LIF、G-CSF、IL-6及CNTF分子之間有一定的同源性和相似的二級(jí)結(jié)構(gòu)。
3.OSM的受體 gp130是OSM受體的一個(gè)亞單位，是識(shí)別OSM的低親和力受體，在組成OSM高親和力受體中，除gp130亞單位外，還有LIFR的參與。此外，另一個(gè)特異性的組成高親和力受體的亞單位（OSMR)還有待證實(shí)。OSM受體廣泛分布于多種腫瘤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞。
4.OSM的生物學(xué)活性
（1)調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化：這方面的活性與LIF相似。OSM可抑制多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，如低劑量OSM即可抑制大多數(shù)肺癌及乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。誘導(dǎo)某些腫瘤細(xì)胞的分化，如誘導(dǎo)小鼠髓樣白血病細(xì)胞系M1分化為巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞，協(xié)同GM-CSF促進(jìn)人U937細(xì)胞的分化。抑制骨髓干細(xì)胞的分化。促進(jìn)Kaposi氏肉瘤的生長(zhǎng)并分泌IL-6。誘導(dǎo)多種成纖維細(xì)胞和人紅白血病細(xì)胞株TF-1的增殖。
（2)誘導(dǎo)肝癌HepG2細(xì)胞等產(chǎn)生急性期蛋白，增加LDL受體，增加肝臟對(duì)膽固醇的攝取。
細(xì)胞因子種類繁多，作用復(fù)雜，新的細(xì)胞因子不斷涌現(xiàn)。除前述的細(xì)胞因子外，還有核糖核酸酶超家族中血管生成素，表皮生長(zhǎng)因子家族中表皮生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-α、肝素結(jié)合EGF樣生長(zhǎng)因子，成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子家族的堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因了和酸性成纖維細(xì)胞胞生長(zhǎng)因子，胰島素樣生長(zhǎng)因子家族中胰鈧素樣生長(zhǎng)因子，血小板衍生的生長(zhǎng)因子家族中血小板衍生的生長(zhǎng)因子和血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子，以及肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、神經(jīng)生長(zhǎng)因子和多效素等，現(xiàn)歸納為“部分細(xì)胞因子-覽表”供參考。
表4-13 部分細(xì)胞因子-覽表
| 細(xì)胞因子 | 細(xì)胞因子 | 分子組成 | 來 源 | 受 體 | 功 能 |
| 家族歸類 | |||||
| 血管生成素（angiogenin,ANG) | 核糖核酸酶超家族 | 單鏈13aa(14.2kDa) | HT-29人腺癌細(xì)胞、WI-38成纖維細(xì)胞、外周血淋巴細(xì)胞、正�？寺∩掀ぜ�(xì)胞、A549人肺癌細(xì)胞 | 肌動(dòng)蛋白 | （1)與TGF-β、aFGF、bFGF有協(xié)同作用 （2)結(jié)合ECM，支持內(nèi)皮或成纖維細(xì)胞的粘附和移動(dòng)，有新生血管作用 （3)引起細(xì)胞表面肌動(dòng)蛋白的聚合和釋放 |
| 表皮生長(zhǎng)因子（epidermal growth factor,EGF) (又名尿抑胃素，urogastrone) | 表皮生長(zhǎng)因子家族 | 1.膜結(jié)合形式發(fā)揮近分泌作用（juxta-crine)2.可溶性形式53aa（6kDa) | 1.存在于眾多體液和汗腺 2.在血小板中有EGF樣活性 | EGFR170kDa有PTK結(jié)構(gòu) | （1)促進(jìn)間質(zhì)及上皮細(xì)胞增殖和分化�。�2)促進(jìn)成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞增殖 （3)在體內(nèi)介導(dǎo)上皮生長(zhǎng)，促進(jìn)血管形成，抑制胃酸分泌（4)加速傷口愈合 |
| 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-α（transforming growth factor,-α，TGF-α) | 表皮生長(zhǎng)因子家族 | 1.膜結(jié)合形式 2.可溶性形式50aa(6kDa) | 垂體、腦、皮膚角化細(xì)胞、巨噬細(xì)胞 | EGFR | （1)正常和異常細(xì)胞的分化 （2)促進(jìn)成纖維細(xì)胞和上皮的生長(zhǎng)（3)體內(nèi)的血管生成因子和角化細(xì)胞游走刺激物 |
| 肝素結(jié)合EGF樣生長(zhǎng)因子 （heparin-binding EGF-like growth factor,HB-EGF) | 表皮生長(zhǎng)因子家族 | 1.膜結(jié)合形式 2.可溶性形式 86aa | 肺、骨骼肌、腦、心臟、創(chuàng)傷部位 | EGFR | 促進(jìn)成纖維細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的增殖 |
續(xù)表1
| 細(xì)胞因子 | 細(xì)胞因子 | 分子組成 | 來 源 | 受 體 | 功 能 |
| 家族歸類 | |||||
| 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（fibroblast growth factor,FGF) | 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子于家族 | 堿性FGF 155，157，163aa （18～kDa)酸性FGF 155aa （16～18kDa) | 堿性FGF；神經(jīng)組織、垂體、腎上腺皮質(zhì)、黃體和胎盤酸性FGF：腦、視網(wǎng)膜、骨基璺和骨肉瘤 | FGFR1 FGFR2 FGFR3 FGFR4 | （1)刺激所有中胚層來源的細(xì)胞，以及許多神經(jīng)外胚層、外胚層和內(nèi)胚層來源的細(xì)胞的增殖（2)體內(nèi)對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞有趨化和促有絲分裂作用，促進(jìn)血管形成（3)堿性FGF介導(dǎo)神經(jīng)元的分化、存活和再生，刺激神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的移行 （4)參與由細(xì)胞過度增殖和血管過度形成所引起的多種病理?yè)p害 |
| 肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子�。╤epatocyte growth factor,HGF) | (與其它細(xì)胞因子無相似性) | 又鏈α44aa β234aa 674aa (82kDa) | 枯否氏細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、胚胎肺成纖維細(xì)胞、Ito或肝脂肪貯存細(xì)胞、血管平滑肌 | c-mot原癌基因產(chǎn)物 | （1)促進(jìn)各種上皮及中胚層和外胚層來源的細(xì)胞的增殖 （2)對(duì)上皮和內(nèi)皮細(xì)胞有促游走作用 （3)參與最初的形態(tài)發(fā)生（4)抑制人燕麥細(xì)胞癌、HcpG2肝細(xì)胞癌、B6/F1黑素細(xì)胞和KB鱗狀細(xì)胞癌的生長(zhǎng) |
| 胰島素樣生長(zhǎng)因子（insulin-like growth factor,IGF) | 胰島素樣生長(zhǎng)因子家族 | IGF-Ⅰ單單鏈，70aa IGF-Ⅱ單鏈，67aa | 肝臟等多種組織 | IGF-ⅠR IGF-ⅡR | （1)參與神經(jīng)組織的生長(zhǎng)和維持 （2)IGF-Ⅱ是胎兒生長(zhǎng)發(fā)育和成人胸腺組織中主要的IGF |
| 神經(jīng)生長(zhǎng)因子�。╪ever growth factor,NGF) | (與其它細(xì)胞因子無相似性) | 同源雙體單鏈，120aa（26kDa) | （鼠)下頜下管上皮、神經(jīng)元、雪旺氏細(xì)胞成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、甲狀腺濾泡旁細(xì)胞 | p140TRK（TRK原癌基因產(chǎn)物)；p75LNGFR | （1)維持感覺、交感神經(jīng)元的存活（2)趨化中性粒細(xì)胞和提高其存活和吞噬水平，誘導(dǎo)單核細(xì)胞分化 |
| 血小板衍生的生長(zhǎng)因子（platclet-derived factor,PDGF) | 血小板衍生的生長(zhǎng)因子家族 | 同源或異源雙體A：125或110aaB：160或109aa | 動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞、激活的單核/巨噬細(xì)胞、新生鼠動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞、刺激的成纖維細(xì)胞、細(xì)胞滋養(yǎng)層及多種腫 | PDGF-Rα PDGF-Rβ | （1)促進(jìn)皮膚成纖維細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、上皮及內(nèi)皮細(xì)胞的增殖（2)趨化成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和單個(gè)核細(xì)胞 |
續(xù)表2
| 細(xì)胞因子 | 細(xì)胞因子 | 分子組成 | 來 源 | 受 體 | 功 能 |
| 家族歸類 | |||||
| 瘤細(xì)胞 | （3)抑制NK細(xì)胞的活性 （4)刺激中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞釋放顆粒及中性粒細(xì)胞的吞噬作用�。�5)刺激膠原蛋白的合成 �。�6)調(diào)節(jié)血栓海綿蛋白的表達(dá)和分泌（7)刺激膠原酶的活性和分泌 �。�8)調(diào)節(jié)神經(jīng)再生 、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增殖和分化 | ||||
| 血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子 （vascular endothelial growth factor,VEGF) | 血小板衍生的生長(zhǎng)因子家族 | 同源雙體 121aa 165aa 188aa 206aa (34～42kDa) | 大多數(shù)腫瘤細(xì)胞、傷口中角化細(xì)胞和巨噬細(xì)胞 | Flt KDR | (1)體內(nèi)重要的和因管生成因子之一，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂和對(duì)蛋白質(zhì)及其它分子通透性的升高，刺激單核細(xì)胞移行穿過內(nèi)皮細(xì)胞層�。�2)在實(shí)體瘤和傷口愈合中發(fā)揮促有絲分裂和提高通透性 |
| 多效素（pleiotrophin,PTN) | (與其它細(xì)胞因子無相似性) | 136aa (18kDa) | 成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞、雪旺氏細(xì)胞、神經(jīng)元、垂體后葉細(xì)胞、睪丸間質(zhì)細(xì)胞、基質(zhì)層角化細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞 | PTNR | （1)刺激軸突的生出和神經(jīng)元的分化 （2)與腫瘤的發(fā)生有關(guān) |
目前，細(xì)胞因子已廣泛應(yīng)用于臨床多種疾病的治療，其中以干擾素、各種集落刺激因子最為常用。部分細(xì)胞因子已獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)投放市場(chǎng)，有的細(xì)胞因子已進(jìn)行不同階段的臨床試驗(yàn)或正在申請(qǐng)獲準(zhǔn)準(zhǔn)投放市場(chǎng)。有關(guān)細(xì)胞因子臨床應(yīng)用的情況參見表4-14和表4-15。
表4-14 美國(guó)FDA批準(zhǔn)投放市場(chǎng)的重組細(xì)胞因子
細(xì)胞因子 商品名 公 司 名 適 應(yīng) 癥 FDA批準(zhǔn)日期 IFN-α2a Roferon-A Hoffmann-La Roche 毛細(xì)胞性白血病 1986.6 艾滋病相關(guān)的Kaposi氏肉瘤 1988.11 INF-α2b IntronA Schering-Plough 毛細(xì)胞性白血病 1986.6 生殖器疣 1988.6 艾滋病相關(guān)的Kaposi氏肉瘤 1988.11 非甲非乙肝炎（丙型肝炎) 1991.2 IFNαn3 Alferon A Interferon Sciences 生殖器疣 1989.10 IFN-γ1b Actimmune Genentech 慢性肉芽腫 1989.10 α-EPO Eopgen Amgen 慢性腎功衰竭合并貧血， 1989.6 AZT 治療HIV感染的貧血 PROCRIT Ortho Biotech 同上 1990.12 G-CSF Neupogen Amgen 化療后中性粒細(xì)胞減少癥 1991.2 filgrastim GM-CSF Prokine Hoechst-Roussel 自身骨髓移植 1991.3 Sargramostim Leukine Immunex 自身骨髓移植 1991.3 Sargramostim
表4-15 美國(guó)尚未投入市場(chǎng)的重組細(xì)胞因子開發(fā)狀況（1991 年)
細(xì)胞因子 商品名 公司名 適應(yīng)癥 開發(fā)現(xiàn)狀 IL-1α Immunex 預(yù)防化療和放療所致的骨髓 Ⅰ/Ⅱ期臨床 抑制，腫瘤 IL-1β Immunex 預(yù)防化療和放療所致的骨髓 Ⅰ/Ⅱ期臨床 Syntex 抑制，腫瘤 Immunex 傷口愈合 Ⅱ期臨床 IL-2 Amgen 腫瘤 Ⅲ期臨床 Hoffmann-La Roche 與IFN-α聯(lián)合用于腫瘤治療 期臨床 Proleukine Cetus 腎細(xì)胞癌 已申請(qǐng) aldesleukin 腫瘤 Ⅰ/Ⅲ期臨床 Cetus 與AZT聯(lián)合治療Kaposi氏肉瘤 Ⅰ期臨床 PEG-IL-2 與AZT聯(lián)合治療AIDS Ⅰ期臨床 IL-3 Hoechst-Roussel 骨髓功能衰竭、血小板減少 Ⅰ/Ⅱ期臨床 自身骨髓移植、化療佐劑
續(xù)表1
細(xì)胞因子 商品名 公司名 適應(yīng)癥 開發(fā)現(xiàn)狀 Immunex 外周干細(xì)胞移植 Ⅰ期臨床 IL-4 Schering-Plough 免疫缺陷病、腫瘤、疫苗佐劑 Ⅰ/Ⅱ期臨床 Sterling Drug 腫瘤 Ⅱ期臨床 G-CSF Neupogen Amgen 艾滋病、白血病、再生障礙性貧血 已申請(qǐng) filgrastim 貧血 M-CSF Macrolin Cetus 腫瘤、真菌病 Ⅰ期臨床 Genetics Institute 腫瘤、白血病、骨髓移植 Ⅰ期臨床 GM-CSF Leukine Immunex 同種骨髓移植，化療佐劑 Ⅲ期臨床 Sargramostim 艾滋病 Ⅱ期臨床 Prokine Hoechst-Roussel 再次化療所致中性粒細(xì)胞減少 Ⅲ期臨床 sargramostin Amgen 化療佐劑 Ⅰ/Ⅱ期臨床 Leucomax Sazdoz 血細(xì)胞減少 已申請(qǐng) Schering-Plough 血細(xì)胞減少 已申請(qǐng) Genetics Institute 血細(xì)胞減少 正申請(qǐng) αEPO PROCRIT Ortho Biotech 腫瘤或腫瘤化療所致貧血 Ⅲ期臨床 防止手術(shù)失血所致貧血 Genetics Institute 自體輸血佐劑 βEPO Marcogen 腎病繼發(fā)貧血 已申請(qǐng) Sterile Chugai-Upjohn 自體輸血，取代輸血 Ⅱ/Ⅲ期臨床 SCF Amgen 乳腺癌和淋巴瘤 Ⅰ期臨床 IFN-α2a Roferon A Hoffmann-La Roche 與5-氟尿嘧啶聯(lián)合治療直腸癌，乙型肝炎、非甲非乙肝炎、慢性髓性白血病、胃癌，與AZT聯(lián)合治療HIV陽性、ARC和艾滋病 Ⅱ期臨床 IL-α2b Intron A Schering-Ploough 淺表膀胱癌、基底細(xì)胞癌、慢性乙肝炎、丁型肝炎、丙型肝炎 已申請(qǐng) ` 丙型肝炎 急性乙型肝炎、慢性髓樣 Ⅲ期臨床 白血病 與AZT聯(lián)合治療HIV感染 Ⅰ期臨床 IFN-αn3 Alferon LDO Interferon Sciences ARC、愛滋病 Ⅰ/Ⅱ期臨床 IFN-β R-Prone Serono Sciences 腫瘤 Ⅰ期臨床 Belaseron Berlex Lab. 多發(fā)性硬化癥 Ⅲ期臨床 腫瘤 Ⅰ/Ⅱ期臨床 IFN-γIL Actimmune Genentech 小細(xì)胞肺癌、特應(yīng)性皮炎 Ⅲ期臨床 腎細(xì)胞癌、外傷感染 Ⅱ期臨床 哮喘和過敏 Ⅰ期臨床 Immuneron Biogen 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 Ⅰ/Ⅲ期臨床 生殖器疣 Ⅱ期臨床 TNF Amgen 腫瘤、傳染病 Ⅱ期臨床 Biogen 腫瘤 Ⅱ期臨床 Knoll pharma. 腫瘤 Ⅱ期臨床 ceuticals Genentech 腫瘤 Ⅱ期臨床 IL-1ra Antril Synergen AML、CML、炎性腸炎、 Ⅰ/Ⅲ期臨床 anakinra 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、膿毒癥、 化膿性休克 FGF Chiron Ophthalmics 角膜與晶體手術(shù) Ⅲ期臨床 Ethicon 傷口愈合、皮膚潰瘍 Ⅱ期臨床 Chiron 傷口愈合、皮膚潰瘍 Ⅱ期臨床 California 慢性軟組織潰瘍 Ⅱ期臨床 Biotechnolgy bFGF Synergen 靜脈郁積、糖尿病的腿足潰瘍 胰島素樣生長(zhǎng)因 Genentech 營(yíng)養(yǎng)支持 Ⅱ期臨床 子-1(IGF-1) Ⅱ型糖尿病 Ⅰ期臨床 Chiron Ⅱ型糖尿病 Ⅱ期臨床 PDGF Amgen CIBA-GEIGY Ⅱ型糖尿病 Ⅱ期臨床 Amgen 慢性皮膚潰瘍 Ⅰ/Ⅱ期臨床 Chiron 皮膚潰瘍 Ⅱ期臨床 Ethicon 皮膚潰瘍 Ⅱ期臨床 Zymo Genetics 糖尿病潰瘍 Ⅰ期臨床
