細(xì)胞學(xué)堂 | 細(xì)胞因子知多少

更新時(shí)間：2024-03-21 | 點(diǎn)擊率：756

細(xì)胞因子是一種具有廣泛生物學(xué)活性的小分子蛋白質(zhì)，具有調(diào)節(jié)固有免疫和適應(yīng)性免疫的功能，且與血細(xì)胞的生成、細(xì)胞的生長以及損傷組織的修復(fù)等相關(guān)。本期細(xì)胞學(xué)堂將給大家詳細(xì)介紹細(xì)胞因子的分類及功能，幫助您快速上手開展實(shí)驗(yàn)。

細(xì)胞因子是什么

細(xì)胞因子（Cytokines）是由各種細(xì)胞（免疫及非免疫細(xì)胞）分泌產(chǎn)生的在細(xì)胞間發(fā)揮作用的一類可溶性多肽/蛋白，可通過與自身受體相互作用調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化及凋亡，誘導(dǎo)免疫應(yīng)答^[1] ，通過旁分泌、自分泌及內(nèi)分泌機(jī)制發(fā)揮信號(hào)傳遞的作用^[2]。

細(xì)胞因子最初從人血清及動(dòng)物組織中提取，隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，研究人員開始利用基因工程改造的大腸桿菌提取，發(fā)展到現(xiàn)在，常見的細(xì)胞因子表達(dá)體系還有哺乳動(dòng)物細(xì)胞（CHO、293等）、酵母菌(P.Pichia，Yeast等）、昆蟲細(xì)胞（SF9、SF21等）。

科研上應(yīng)用的細(xì)胞因子一般是重組細(xì)胞因子，一種有生物活性的重組蛋白，不是由細(xì)胞直接受刺激產(chǎn)生的。

細(xì)胞因子的分類及功能

細(xì)胞因子可分為6類：白細(xì)胞介素（interleukin，IL）、集落刺激因子（Colony-Stimulating Factors，CSFs）、干擾素（interferon，IFN）、生長因子（growth factor）、趨化因子（Chemokines）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）^[2]。

01 白細(xì)胞介素

白細(xì)胞介素的命名起始于1979年在瑞士因特拉肯舉行的第二屆國際淋巴因子會(huì)議。會(huì)議將由白細(xì)胞產(chǎn)生、分泌以及介導(dǎo)白細(xì)胞相互作用的細(xì)胞因子統(tǒng)一命名為白細(xì)胞介素，并以阿拉伯?dāng)?shù)字進(jìn)行區(qū)分。截至2023年，已發(fā)現(xiàn)并命名的白細(xì)胞介素有38種。

縮寫	來源	功能
IL-1	激活的巨噬細(xì)胞	誘導(dǎo)IL-2釋放
IL-2	CD4+ve淋巴細(xì)胞(NK)，鼠LBRM-5A4和人Jurkat、FHCRC細(xì)胞系	支持激活T細(xì)胞的生長；刺激LAK細(xì)胞
IL-3	激活的T細(xì)胞，WEHI-3b髓性單核細(xì)胞系	促進(jìn)粒細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的產(chǎn)生和分化
IL-6	激活的T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞，成纖維細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞	急性時(shí)相反應(yīng)；B細(xì)胞分化；角質(zhì)細(xì)胞分化；PC12細(xì)胞分化
IL-8	LPS單核細(xì)胞，PHA淋巴細(xì)胞，內(nèi)皮細(xì)胞；IL-1和TNF激活的成纖維細(xì)胞和角質(zhì)細(xì)胞	中性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞和T細(xì)胞的趨化因子
IL-12	單核/巨噬細(xì)胞、抗原遞呈細(xì)胞和B細(xì)胞	活化的T細(xì)胞和NK細(xì)胞的生長因子；誘導(dǎo)IFN-γ產(chǎn)生

02 集落刺激因子

集落刺激因子是指能夠刺激多能造血干細(xì)胞和不同發(fā)育分化階段的造血祖細(xì)胞增殖、分化的細(xì)胞因子。

縮寫	來源	功能
G-CSF（粒細(xì)胞集落刺激因子）	—	原始粒細(xì)胞的增殖和分化
CM-CSF（粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子）	—	原始粒細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的增殖和分化
M-CSF（巨噬細(xì)胞集落刺激因子）	B細(xì)胞和T細(xì)胞，單核細(xì)胞，肥大細(xì)胞，成纖維細(xì)胞	巨噬細(xì)胞的祖細(xì)胞增殖與分化

03 干擾素

干擾素是一類糖蛋白，主要用于抗病毒、抑制細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)免疫及抗腫瘤。

縮寫	來源	功能
IFN-γ	激活的淋巴細(xì)胞	抗病毒；激活巨噬細(xì)胞
IFN-α1	巨噬細(xì)胞	抗病毒；誘導(dǎo)分化；抗癌
IFN-α2	巨噬細(xì)胞	抗病毒；誘導(dǎo)分化；抗癌
IFN-β1	成纖維細(xì)胞	抗病毒；誘導(dǎo)分化；抗癌
IFN-β2	激活的T細(xì)胞	角質(zhì)細(xì)胞分化；PC12細(xì)胞分化

04 生長因子

生長因子是一類能夠影響多種細(xì)胞的生長、分化、凋亡過程及調(diào)節(jié)免疫的多肽類物質(zhì)。

常見的生長因子及功能如下：

血小板衍生生長因子（PDGF）：促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和間皮細(xì)胞的分裂和增殖。

成纖維細(xì)胞生長因子（FGF）：促進(jìn)成纖維細(xì)胞、間皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等的增殖和分化。

肝細(xì)胞生長因子（HGF）：促進(jìn)肝細(xì)胞的分裂和增殖，參與肝細(xì)胞的修復(fù)和再生。

表皮生長因子（EGF）：促進(jìn)表皮細(xì)胞的增殖和分化，加速皮膚創(chuàng)傷的愈合。

血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）：促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，增加血管通透性，參與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展等。

神經(jīng)生長因子（NGF）：促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的增殖、分化和存活，參與神經(jīng)再生和修復(fù)。

胰島素樣生長因子（IGF）：促進(jìn)細(xì)胞增殖、分化和細(xì)胞的分泌作用，促進(jìn)脂肪組織的糖代謝和糖轉(zhuǎn)運(yùn)，促進(jìn)脂肪和糖原的合成。

05 趨化因子

趨化因子是一類結(jié)構(gòu)相似的小分子分泌蛋白，通過激活相應(yīng)的G蛋白偶聯(lián)受體啟動(dòng)胞內(nèi)信號(hào)通路，參與細(xì)胞遷移、增殖、炎癥等生理和病理過程^[3]。

趨化因子是一類特殊的細(xì)胞因子，由50多個(gè)成員組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)分為CC、CXC、CX3C和XC四類；趨化因子受體相應(yīng)分為CCR、CXCR、CX3CR和XCR4種，大約有20個(gè)成員。

趨化因子的一個(gè)重要功能是通過形成一定的濃度梯度來調(diào)節(jié)炎癥和免疫性疾病中的白細(xì)胞浸潤^[4]。趨化因子參與多種生理（如血管生成、神經(jīng)元發(fā)育）和病理（如神經(jīng)退行性疾病、神經(jīng)精神類疾?。┻^程。

06 腫瘤壞死因子

腫瘤壞死因子是 1975 年英格蘭科學(xué)家Carswell等在被細(xì)菌內(nèi)毒素感染或接種過卡介苗的小鼠血清中發(fā)現(xiàn)的一種物質(zhì)，這種物質(zhì)在體外也可以對多種腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用，能使腫瘤發(fā)生出血性壞死的同時(shí)，對正常細(xì)胞不產(chǎn)生傷害，故將之命名為腫瘤壞死因子^[5]。最常見的是TNF-α和TNF-β。

縮寫	來源	功能
TNF-α	單核細(xì)胞	分解代謝；惡病質(zhì)；休克
TNF-β	淋巴細(xì)胞	腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒作用；造血干細(xì)胞抑制劑

參考文獻(xiàn)

[1]

曹雪濤.醫(yī)學(xué)免疫學(xué)[M].第6版.北京：人民出版社，2015：49.

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侯宗文，黃鈺等.工程化細(xì)胞因子的研究進(jìn)展[J].中國生物制品學(xué)雜志，2023，36(11)：1383-1390.

[3]

姜保春，高永靜.趨化因子及其受體：神經(jīng)-病理性疼痛的潛在治療靶點(diǎn)[J].中國疼痛醫(yī)學(xué)雜志，2020，26(11)：805-813.

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高世勇，李丹.腫瘤壞死因子與癌癥相關(guān)研究進(jìn)展[J].中國藥理學(xué)通報(bào)，2020，36(9)：1209-1213.

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Freshney,R.I.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)——基本技術(shù)和特殊應(yīng)用指南[M].(張靜波，徐拴等譯).北京：科學(xué)出版社，2019.

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