细胞因子的生物学活性

2016-01-10  kdy2000


细胞因子在调节固有免疫应答、适应性免疫应答、刺激造血、诱导细胞凋亡、直接杀伤靶细胞和促进损伤组织的修复等方面发挥着重要作用。

一、调节固有免疫应答

参与机体固有免疫应答的细胞主要有DC、单核-巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、NKT细胞、gdT细胞、B-1细胞以及嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞等。 细胞因子对这些细胞发挥多种重要的调节作用。

1、DC

广泛分布在人体各处的未成熟DC(iDC),在摄取抗原后逐渐成熟,并经血液和淋巴循环,迁移并归巢到淋巴结、脾、派氏集合淋巴结中的T细胞区,将抗原提呈给初始T细胞,启动适应性免疫应答。在摄取抗原的过程中,IL-1b和TNF-a等可诱导iDC 成熟分化。在抗原提呈过程中,IFN-g上调DC MHCⅠ类和Ⅱ类分子表达。趋化因子调节DC 的迁移和归巢。

2、单核-巨噬细胞

趋化因子如单核细胞趋化蛋白(MCP)可趋化单核细胞到达某些炎症部发挥作用。IL-2、IFN-g、M-CSF、GM-CSF等都是巨噬细胞的活化因子。IFN-g通过上调MHCⅠ类和Ⅱ类分子的表达,促进单核-巨噬细胞的抗原提呈作用。IL-10和IL-13可抑制巨噬细胞的功能,发挥负调节作用。

3、中性粒细胞

在急性炎症发生时,中性粒细胞移到急性炎症部位发挥杀伤和清除病原生物的作用。在此过程中,炎症局部产生的IL-1b、IL-8和TNF-a等细胞因子可通过上调血管内皮细胞的黏附分子,促进中性粒细胞经血管壁渗出到炎症部位。G-CSF可激活中性粒细胞。

4、NK细胞

在NK细胞分化过程中,IL-15是关键的早期促分化因子。IL-2、IL-12、IL-15和IL-18可明显促进NK细胞对肿瘤细胞和病毒感染细胞的杀伤作用。

5、NKT细胞

IL-2和IL-12可活化NKT细胞,并增强其细胞毒作用。

6、gdT细胞

巨噬细胞或肠道上皮细胞产生的IL-1、IL-7、IL-12和IL-15等对gdT细胞有很强的激活作用。

二、调节适应性免疫应答

细胞因子调控B细胞和ab T细胞的发育、分化和效应功能的发挥

1、B细胞

IL-4、IL-5、IL-6、IL-13和肿瘤坏死因子超家族的B细胞活化因子(BAFF)等可促进B细胞的活化、增殖和分化为抗体产生细胞。多种细胞因子调控B细胞分泌Ig的类别转换,如IL-4可诱导IgG1和IgE的产生,TGF-b和IL-5可诱导IgA的产生。

2、T细胞

IL-2、IL-7、IL-18等活化T细胞并促进其增殖。IL-12和IFN-g诱导Th0向Th1亚群分化,而IL-4促进Th0向Th2亚群分化(图6-2)。在小鼠TGF-b与IL-6联合作用,促进Th0向Th17亚群分化(在人类则IL-1b和IL-6联合促进Th17的分化),IL-23促进Th17细胞的扩增。TGF-b促进调节性T细胞(Treg)的分化。IL-2、IL-6和IFN-g明显促进CTL的分化并增强其杀伤功能。

三、刺激造血

造血(hematopoiesis)主要在中枢免疫器官骨髓和胸腺中进行。骨髓和胸腺微环境中产生的细胞因子尤其是集落刺激因子对调控造血细胞的增殖和分化起着关键作用。

1、主要作用于造血干细胞和祖细胞的细胞因子

IL-3和干细胞因子(SCF)等主要作用于多能造血干细胞以及多种定向的祖细胞。

2、主要作用于髓样祖细胞和髓系细胞的细胞因子

GM-CSF可作用于髓样细胞前体以及多种髓样谱系细胞;G-CSF主要促进中性粒细胞生成,促进中性粒细胞吞噬功能和ADCC活性;M-CSF促进单核-巨噬细胞的分化和活化。

3、主要作用于淋巴样干细胞的细胞因子

IL-7是T细胞和B细胞发育过程中的早期促分化因子。

4、作用于单个谱系的细胞因子

红细胞生成素(EPO)促进红细胞生成;血小板生成素(TPO)和IL-11促进巨核细胞分化和血小板生成;IL-15促进NK细胞的分化。

四、促进凋亡,直接杀伤靶细胞

在肿瘤坏死因子超家族(TNFSF)中,有几种细胞因子可直接杀伤靶细胞或诱导细胞凋亡。如TNF-a和LT-a可直接杀伤肿瘤细胞或病毒感染细胞。活化T细胞表达的Fas配体(FasL)可通过膜型或可溶型形式结合靶细胞上的Fas,诱导其凋亡。

五、促进创伤的修复

多种细胞因子在组织损伤的修复中扮演重要角色。如转化生长因子b(TGF-b)可通过刺激成纤维细胞和成骨细胞促进损伤组织的修复。血管内皮细胞生长因子(VEGF)可促进血管和淋巴管的生成。成纤维细胞生长因子(FGF)促进多种细胞的增殖,有利于慢性软组织溃疡的愈合。表皮生长因子(EGF)促进上皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞的增殖,促进皮肤溃疡和创口的愈合。




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