细胞因子.ppt

细胞因子 cytokines 第一节细胞因子概述一 概念细胞因子 cytokine CK 是由细胞 免疫细胞 非免疫细胞 经刺激而合成 分泌的具有广泛生物活性的小分子蛋白质的统称 免疫细胞 单核 吞噬细胞 T细胞 B细胞和NK细胞非免疫细胞 血管内皮细胞 表皮细胞 成纤维细胞 上皮细胞也可以产生细胞因子目前已发现200余种人类CK 二 细胞因子的共同特性1多数为低分子量的多肽或糖蛋白 1 分子量8 80KD 200aa 2 组成单体大多数 如IL interleukin 2 IFN 二聚体同二聚体 IFN interferon IL 10异二聚体 IL 12 35KD 40KD 三聚体TNF tumornecrosisfactor 3 多数为单拷贝的基因 IFN 除外 2多细胞来源性一种CK可由不同类型的细胞产生如IL 1可由单核 吞噬细胞 内皮细胞 B细胞 成纤维细胞 表皮细胞合成和分泌一种细胞可产生多种CK活化的T细胞可产生IL2 6 IL9 10 14 IFN 3短暂的自限性分泌 Ck一般无前体状态的储存当CK产生细胞受到刺激后 启动CK基因转录 该过程通常十分短暂 且Ck的mRNA极易降解 故CK合成具有自限性 作用方面特性 4高效性10 12mol L5主要以自分泌 autocrine 旁分泌 paracrine 形式发挥效应某些细胞因子 IL 1 IL 6 TNF 也可以内分泌 endocrine 形式作用于远端靶细胞 介导全身性反应 某些ck还可以通过细胞内分泌 intracrine 直接与细胞内受体结合 6多效性和重叠性 一种ck可以作用不同类型的靶细胞 产生多种生物效应IFN 除具有抗病毒作用外 还可以抑制成纤维细胞 上皮细胞 内皮细胞的增殖 另外还可以活化NK细胞 几种不同的ck可作用于同一类靶细胞 产生相同或者相似的生物学效应 IL 4 IL 5 IL 6等均可促进B细胞增殖和分化 Swiss小鼠胚胎成纤维细胞 7拮抗性和协同性 不同的CK对同一靶细胞功能的影响可相互拮抗 例如IFN 可活化巨噬细胞 而IL 4则抑制巨噬细胞功能 协同性 一种CK可强化另一CK的功能 例如 低浓度IFN 或TNF单独应用均不能激活巨噬细胞 但联合使用则有显著激活作用 8网络效应 CK的产生 生物学作用 受体表达 相互调节等均具有网络性 9CK与激素 神经肽和神经递质共同组成细胞间信号分子系统 三 细胞因子的种类 六大类 按功能分类 转化生长因子 家族 转化生长因子 1 转化生长因子 2 转化生长因子 3骨形成蛋白 生长分化因子激活素与抑制素其它 Nodal蛋白 按照产生CK的细胞种类进行分类 淋巴因子 lymphokine 主要由淋巴细胞产生 如IL 2 IL 3 IL 4单核因子 monokine 主要由单核 巨噬细胞产生 如TNF G CSF和M CSF其它主要由血管内皮细胞 上皮细胞 成纤维细胞等产生 如EPO SCF等 stemcellfactor SCF 干细胞因子 即 肥大细胞生长因子mastcellgrowthfactor MGF促进IL 3依赖的早期造血前体细胞的增殖和分化促进肥大细胞增殖促进黑素母细胞的增殖 第二节干扰素 IFN 干扰素 interferon IFN 干扰素 是由多种细胞 如单核细胞 淋巴细胞 产生的具有广泛的抗病毒 抗肿瘤和免疫调节作用的可溶性糖蛋白 其活性发挥受细胞基因组的调节和控制 一 分型 根据其来源 结构及生物学性质 1 I型 抗病毒干扰素 IFN IFN 1 分类IFN 白细胞 主要为单核吞噬细胞 产生分子量19KD多基因产物IFN 成纤维细胞及白细胞以外的细胞产生分子量20KD单基因产物 2 主要诱生剂 病毒 polyI C 人工合成双链RNA 3 受体IFN IFN 的受体为同一种分子 该基因位于21号染色体 几乎能够在所有有核细胞表面 4 稳定性对酸稳定 在pH2 0时不被破坏 2 II型 免疫干扰素 IFN 1 主要细胞来源T细胞分子量18kD单基因产物 2 主要诱生剂抗原或有丝分裂原 3 受体基因位于6号染色体 表达在多数有核细胞表面 4 稳定性对酸不稳定 在pH值2 0时极易破坏 同一型IFN按照氨基酸序列和组成差异可分为不同的亚型23种 如IFN 1 IFN 2 IFN 31种 IFN 1种 IFN 同一亚型又因氨基酸的差异而分为多个亚亚型如 IFN 1有 IFN 1a IFN 1bIFN 2有 IFN 2a IFN 2b IFN 2c 干扰素的型别 二干扰素的生物学特性 广谱性种属特异性差异性相对稳定性相对安全性 IFN的相对稳定性 IFN IFN 对pH和温度比较稳定pH 2的溶液中或60 放置1h均不失活IFN 对pH和温度的稳定性较差pH 5时不稳定60 放置1h失活 IFN的毒副作用 流感样综合征造血系统改变消化系统反应皮肤反应内分泌系统的影响肾脏损害 三 主要生物学活性1 型干扰素 1 抗病毒和抗肿瘤1 诱导宿主细胞产生抗病毒蛋白 干扰病毒复制 2 增强NK细胞对病毒感染细胞和肿瘤细胞的杀伤 3 促进细胞表面MHC majorhistocopatibilitycomplex 类分子表达 有助于向CTL cytotoxicTlymphocyte 细胞提呈抗原 从而实现对病毒感染细胞和肿瘤等靶细胞的杀伤 2 免疫调节 与 型干扰素类似 静止的CTL被靶细胞表面抗原肽 MHCI类分子复合物所活化后 就活化为抗原特异性CTL效应细胞 发挥特异性杀伤靶细胞的功能 主要机制有 分泌穿孔素 穿入靶细胞膜 改变细胞渗透压 导致细胞溶解分泌多种颗粒酶 介导靶细胞凋亡分泌淋巴毒素 直接杀伤靶细胞 抗原提呈 是指抗原提呈细胞 antigen presentingcell APC 摄取抗原并将其处理成免疫原性多肽 以抗原肽 MHC分子复合物的形式表达于APC表面 供T细胞识别 从而产生免疫应答的过程 抗原提呈 2 型干扰素 1 主要起免疫调节作用1 活化巨噬细胞 2 促进表达MHC 类分子 提高抗原递呈能力 3 促进MHC 类分子表达和增强CTL细胞的杀伤活性 4 增强NK细胞的杀伤活性 5 促进B细胞分化 增殖 2 抗病毒和抗肿瘤作用 与 型干扰素类似 干扰素 摘自MicrobiologyandImmunologyon line 四干扰素的作用分子机制 IFN与IFN受体结合IFN信号传导途径 以激活细胞核内IFN相关基因效应蛋白的产生 JAK Janusproteintyrosinekinase STAT signaltransducerandactivatoroftranscription 信号通路为IFN诱导基因表达的主要信号通路 IFN的信号转导途径 干扰素诱导JAK STAT复合体核内转移及调节基因转录机制 STAT 信号转导子和转录激活子 IFN与受体结合后引起受体分子的二聚化与受体偶联的JAK激酶通过交互的Tyr磷酸化作用而活化活化的JAK激酶催化受体Tyr残基磷酸化 并形成STAT分子的 停泊位点 STAT在JAK激酶的作用下实现其C端Tyr残基的磷酸化 并形成同 异聚合体 并离开受体STAT与另外一种DNA结合蛋白形成复合体 进入细胞核 与IFN激活基因的增强子区段相结合 去除抗病毒蛋白基因的转录抑制 相关蛋白得以转录和翻译 从而使靶细胞处于抗病毒状态 PKR PathwaysforIFNmediatedantiviralaction 干扰素效应分子 五干扰素 抗病毒 生物活性的研究方法 原理 用干扰素样品处理易感细胞 使细胞建立抗病毒状态 然后用适当的定量病毒攻击细胞 通过病毒复制的量或病毒引起的细胞病变程度可判断样品中干扰素的生物活性 常用细胞株WISH 人羊膜细胞 MDBK 牛肾细胞 L929 小鼠肺纤维瘤 Hep2 c 人喉癌细胞 要求 易培养 对病毒敏感性高 易于诱导抗病毒状态 对人体无害 常用病毒滤泡口炎病毒 vesicularstomatitisvirus VSV 鼠脑心肌炎病毒 encephalomyocarditis EMCV 要求 尽可能对人体无害 对靶细胞感染性强 能引起明显的细胞病变 常用体系WISH VSV体系 What sthemeaningofthecellline Howtosubculturethecellline 微孔板法测定IFN抑制细胞病变的活性 六干扰素的诱生 病毒诱生剂dsRNA诱生剂代谢物诱生剂其它 无菌接取血液置肝素管中 低速离心弃血浆 并补入细胞培养液 加入少量IFN 37 温浴 以启动诱导 加入病毒 温浴37 离心弃上清液 加入细胞培养液37 培养18 24h IFN 的诱生 离心 取上清液 上清液中加入6mol LHCl 调pH到2 0 4 酸化处理 用6mol LNaOH调pH到7 2 7 4 离心去沉淀 得粗制干扰素 七干扰素类药物 按制作方法不同 可分为利用基因工程生产的重组干扰素和自然干扰素两大类 自然干扰素类人体淋巴母细胞多亚型天然干扰素 IFN N1 葛兰素威康公司 英国 生产 商品名为惠福仁 典型临床药物 IFN 1b针剂溶液剂 滴眼液 IFN 2a针剂栓剂IFN 2b针剂IFN 针剂 IFN 1b 人体白细胞重组干扰素IFN 1b 世界上第一个采用中国人干扰素基因克隆和表达的IFN 1b型干扰素 商品名为赛若金 深圳科兴生物制品有限公司生产 有300万U 支和500万U 支两种剂量 特点及理化性质 基因位于9号染色体分子量19KD166个氨基酸残基组成白色薄壳状疏松体等电点4 0 6 5最大吸收峰波长278 3nm由含有高效表达人IFN 1b基因的大肠杆菌 经发酵 分离 纯化后制得 稳定性及保存 耐酸 pH 2下稳定 热稳定性较好对各种蛋白酶敏感2 8 避光保存和运输 核苷酸序列 氨基酸序列 189 23个信号肽 IFN 2a 基因位于9号染色体165个氨基酸分子量19 2 1 92KD等电点5 5 6 8最大吸收峰波长278nm 3nm白色薄壳状疏松体由含有高效表达的人IFN 1b基因的大肠杆菌 酿酒酵母 经发发酵 分离 纯化后制得 如何获得各种蛋白的核酸和蛋白序列 IFN 2a165个氨基酸 临床上常用的IFN 2a 罗氏公司 瑞士 生产的罗扰素 有300万U 支和450万U 支两种剂量 粉剂和水剂两种剂型 沈阳三生公司生产的因特芬 每支300万U辽宁卫星生物研究所生产的迪恩安 每支300万U和500万U两种剂型 均为粉剂 但备有专用溶解液 IFN 2b 基因位于9号染色体165个氨基酸分子量19 2 1 92KD等电点4 0 6 7最大吸收峰波长278nm 3nm白色薄壳状疏松体 加入标示量注射用水后应迅速复溶为澄明液体由含有高效表达人IFN 2b基因的大肠杆菌 腐生型假单孢菌 经发酵 分离 纯化后制得 重组人IFN 2b165个aa IFN 2a23位为Lys IFN 2b23位为精氨酸IFN 2b77位天冬氨酸为糖基化位点 先灵葆雅 美国 公司生产的干扰素 商品名佩乐能 300万U 支和500万U 支 均为粉剂天津华立达公司生产的安福隆 300万U 支 粉剂安徽安科公司生产的安达芬 100万U 支 300万U 支 500万U 支粉剂 临床上常用的IFN 2b IFN 的临床应用 适用于治疗丙型肝炎 慢性乙型肝炎 带状疱疹 尖锐湿疣 糜烂性口腔炎等病毒性疾病 毛细胞白血病 非何杰金氏淋巴瘤 慢性髓性白血病 肾细胞癌等肿瘤疾病 特点毒副反应较小 IFN 1b IFN 类药物 基因位于12号染色体单体143个氨基酸单体分子量16 8 1 68KD等电点8 1 9 1最大吸收峰波长280nm 3nm活性形式为同源二聚体或四聚体酸稳定性和热稳定性较差白色薄壳状疏松体由含有高效表达人IFN 基因的大肠杆菌 经发酵 分离 纯化后制得 IFN 类药物临床应用 IF