博士生课程5优秀-细胞因子课件

1、博士生课程5优秀-细胞因子8-30KD8-30KDCK-CKRsCK-CKRs Cytockines are low-molecular-weight regulatory proteins or glycoproteins secreted by white blood cells and various cells (vascular endothelial cell, epidermic cell and fibroblast ) in body in response to a number of stimuli. CytokineMjmacrophagemacrophageIL-8第

2、一页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Just as hormones serve as of the endocrine system, so sever as messengers of the immune system. Unlike endocrine hormones , though, which exert their effects over large distances, cytokines general act locallylocally.第二页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子IL-2Proliferation, survivalExample:Che

3、mokinesLeukocyte recruitmentAcute phase proteins, IL-6TNFIL-33第三页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Properties of cytokines细胞因子调节(tioji)IgG类别转换 多效性多效性 拮抗拮抗(ji kn)性性 重叠重叠(chngdi)性性协同性协同性第四页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Biological effects of the cytokinesAnti-infection and antitumorApoptosisStimulating the proliferation and d

4、ifferentiation of hemopoietic stem cellsPromote the growth and differentiation of various cellsParticipation and regulation of the inflammatory responsesCytokine abnormalities in the pathogenesis in certain diseases 第五页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Cytokines during hematopoiesis第六页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子interleu

5、kin, IL （白细胞介素）（白细胞介素）colony stimulating factor,CSF（集落刺激因子（集落刺激因子(ynz)）interferon,IFN（干扰素）（干扰素）tumor necrosis factor,TNF （肿瘤坏死因子）（肿瘤坏死因子）Chemokine, CK （趋化因子）（趋化因子）growth factor,GF （生长因子）（生长因子）Cytokines第七页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Cytokines of the innate and adaptive immune system第八页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第九页

6、，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Cytokines of innate immune system TNF, IL-1 and IL-6: pleiotropic mediators of inflammation (activators of endothelium, immune cells, liver and brain)Chemokines: regulators of immune cell adhesion at infection sitesIL-12: inducer of IFN-, increase of cytotoxic activityType I IFN:

7、 inducers of antiviral state第十页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子 InterleukinInterleukins are secreted by some leukocytes and , IL-1IL-35 have been identified.第十一页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第十二页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子 Interleukin-1, IL-1第十三页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子The release of TNF-a a by macrophages induces local protective

8、effects, but TNF-a a can have damaging effects when released systemically (septic shock).Tumor necrosis factor,TNFThe cytokines that of , including TNFa a, TNF (Lymphotoxin, LT） , FASL, CD70L, CD30L, CD40L, OX40L, TRAIL (TNF related apoptosis-inducing ligand) 第十四页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子 Chemokinechemok

9、ines, a group of low-molecular-weight cytokines including interleukin 8, that and other aspects of leukocyte behavior. 第十五页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子CX3CRCXCRCX3CCXCCK及及CKR分类分类CCCCCRXCR1999年国际年国际(guj)命名委员会根据命名委员会根据CK的结构特征命名的结构特征命名依据依据N端前两个半胱氨酸端前两个半胱氨酸(Cys)的相对位置不同分为的相对位置不同分为:第十六页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第十七页，共八

10、十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第十八页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子IL-12 produced by macrophages and dendritic cells is a key cytokine to fight intracellular microbes (bacteria and viruses)IL-12 induces IFN-, an activator of macrophages (killing of phagocytosed microbes) and Th1 cell differentiationIL-12 also increases cytot

11、oxic activity of CD8 and NK cellsIL-12第十九页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子The cytokines that resist viral infection, and , including IFNa a, IFN , IFN, IFN, IFN ( type I ); IFN ( type II ) type I InterferonAntiviral effects of Type I Interferons (IFN-a a/ )第二十页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第二十一页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Integr

12、ative signaling of cytokines during innate immune responses第二十二页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Cytokines of adaptive immune systemIL-2: prototypic lymphocyte growth factorIL-4: inducer of Th2 cells, B cell differentitation factorIFN-: inducer of Th1 cells第二十三页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子 细胞来源：细胞来源：主要由主要由T T细胞产生。细胞产生。

13、作用方式：作用方式：以自分泌和旁分泌方式发挥效应。以自分泌和旁分泌方式发挥效应。 主要生物学功能：主要生物学功能： （1 1）活化）活化T T细胞，促进细胞因子产生；细胞，促进细胞因子产生； （2 2）刺激）刺激NKNK细胞增殖，增强细胞增殖，增强NKNK杀伤活性及产生杀伤活性及产生 细胞因子；诱导细胞因子；诱导LAKLAK细胞产生细胞产生 （3 3）促进）促进B B细胞增殖和分泌抗体细胞增殖和分泌抗体(kngt)(kngt)； （4 4）激活巨噬细胞。）激活巨噬细胞。第二十四页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第二十五页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子IL-4 induces

14、Isotype switching against extracellular pathogens, such as helminths and athropodesIL-4第二十六页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Pleiotropic activities of IFN-IFN- is secreted by activated T cells after IL-12 stimulation during antimicrobial responses (intracellular bacteria and viruses)Th1 cells help B cell sotype

15、switch to IgG for complement binding and Fc-binding on phagocytes strong macrophage activator 第二十七页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Anti-inflammatory cytokinesIL-10IL-10: counteracts IFN- by blocking IL-12 production by macrophages, and expression of costimulators and MHC IIIL-10-deficient mice develop inflammat

16、ory bowel disease Tr1TGF-TGF- is secreted by regulatory T cells (Th3) to decrease immune responsesThe TGF receptor is a dimer of ALK and TGF-RII which signal through Smad transcription factorsAbsence of TGF or TGF-RII induces autoimmunity in mice第二十八页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Additional key cytokines IL-5

17、: activator of eosinophils, also inducing production of additional eosinophils from bone marrow progenitorsIL-13: similar to IL-4, but in addition stimulates mucus production and tissue fibrosis in allergic diseases GM-CSF: promotes maturation of bone marrow cells to monocytes and dendritic cellsG-C

18、SF: generated at site of infection but acting as endocrine hormone to mobilize neutrophils during inflammation (clinical use)第二十九页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Colony stimulating factor, CSFThe cytokines that hemopoietic cells to form cell , Participate hemopoietic function are called CSF, for example GM-CSF,

19、G-CSF,M-CSF, Epo,Tpo第三十页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子是一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子。是一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子。根据其功能和作用根据其功能和作用(zuyng)的靶细胞不同，分别命名为：的靶细胞不同，分别命名为： 表皮生长因子（表皮生长因子（epidermal growth factor, EGF)血管内皮生长因子（血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF)成纤维细胞生长因子（成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor, FGF)神经生长因子神经

20、生长因子(nerve growth factor, NGF) 血小板衍生的生长因子（血小板衍生的生长因子（platelet derived growth factor, PDGF) 肝细胞生长因子（肝细胞生长因子（hepatic growth factor, HGF)Growth factor第三十一页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子VEGF Receptor Signaling Growth factors applied to angiogenesisVEGF promotes Tumor Angiogenesis第三十二页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子TH1 and T

21、H2 subsets secrete different cytokinesTH1- cell-mediated functions; inflammationTH2- humoral immunity第三十三页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子TH1 and TH2 subsets regulate each other 第三十四页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子CD4+ T cells isolation and differentiationSpleens were mechanically dissociated, followed by depletion of ery

22、throcytes. Naive CD4+ T cells were isolated by negative selection. CD4+ T cells were cultured in medium supplemented with anti-mouse CD3 and anti-mouse CD28. rmIL-2 plus anti-mouse IL-4 and anti-mouse IFN-antibodies (Th0 conditions) or anti-mouse IL-4 plus rmIL-2 and rmIL-12 (Th1 conditions) or rmIL

23、-2, rmIL-4 plus anti-mouse IFN- antibody (Th2 conditions) were added. After 4 days, T cells were washed and reseeded on anti-mouse CD3-coated plates in the absence or in the presence of anti-mouse CD28 for 24 hours, and cytokine secretion was determined by ELISA.The red line represents GATA3 stainin

24、g, the black line corresponds to isotype control. 第三十五页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第三十六页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第三十七页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子主要包括免疫(miny)球蛋白受体超家族(1gRSF)、I型细胞因子受体家族、型细胞因子受体家族(干扰素受体家族)、型细胞因子受体家族(肿瘤坏死因子受体家族，TNFRF)和七次跨膜受体家族(又称G蛋白偶联受体家族)第三十八页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Cytokine receptors belong to families of re

25、ceptor proteins, each with a distinctive structure第三十九页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第四十页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第四十一页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第四十二页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第四十三页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第四十四页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第四十五页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第四十六页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子The various members of the interleukin-1 (IL-1) fam

26、ily and their receptors 第四十七页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第四十八页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子 趋化因子受体趋化因子受体（ GPCRs，G-protein coupled receptors ） 属于属于(shy)7次跨膜受体超家族，胞内环状结构与次跨膜受体超家族，胞内环状结构与Gi/Go蛋白偶联蛋白偶联胞外胞外细胞膜细胞膜 细胞质细胞质COOHNH2G 蛋白蛋白第四十九页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Signaling of cytokine receptors Type I/II cytokine receptors: Jak

27、-STAT pathway TNF receptors: TRAF (TNF-RII, CD40) or by death domains (TNF-RI, Fas) TIR-domain: Toll-like receptor signaling through IRAK Receptor-associated kinases: TGF- receptors, c-kit G-protein-coupled signaling第五十页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Class I and Class II cytokine receptors signal by a rapid pa

28、thway using receptor-associated kinases to activate specific transcription factors.Jak-STAT signaling pathways, common to many cytokine receptors4 Jak proteins known: Jak1-3 and Tyk26 STATs known: STAT1-4, 5a, 5b and 6Receptor dimerization central for signalingCombination of Jak/STATs confers specif

29、icity第五十一页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子JAK/STATs Used by Key CytokinesIL-5-Eosinophil第五十二页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子IL-1TNFa aGM-CSFM-CSFFGFPDGFVEGFIL-12IL-15IL-6LIFOSMChemokinesTGF IL-10IL-11IL-13sTNF-RIL-1raPRO-INFLAMMATORYANTI-INFLAMMATORYCytokine imbalance during inflammation第五十三页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子第五十四页，共八十九

30、页。博士生课程5优秀-细胞因子 CXCR4（T细胞细胞(xbo)）与）与CCR5（巨噬细胞（巨噬细胞(xbo)） 是是HIV感染靶细胞感染靶细胞(xbo)的共受体。的共受体。第五十五页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子细胞因子抑制剂细胞因子抑制剂 用于治疗用于治疗(zhlio)(zhlio)炎症，自身炎症，自身免疫病，移植排斥，休克免疫病，移植排斥，休克细胞因子的临床细胞因子的临床(ln chun)应用应用第五十六页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子进入进入(jnr)临床实验的细胞因子抑制剂临床实验的细胞因子抑制剂名称名称(mngchng)公司公司(n s)适应症适应症临床阶段临床

31、阶段可溶性可溶性IL-1受体受体(干粉吸入剂干粉吸入剂)Immunex哮喘哮喘I/II期期可溶性可溶性IL-1受体受体（注射剂）（注射剂） 急性髓样白血病急性髓样白血病I期期IL-1受体拮抗剂受体拮抗剂Amegen败血性休克败血性休克(试验中止试验中止),类风湿关节炎类风湿关节炎完成完成III期期可溶性可溶性IL-4受体受体Immunex哮喘哮喘I/II期期抗抗IL-4人源化抗体人源化抗体SmithKline哮喘哮喘I/II期期抗抗IL-5人源化抗体人源化抗体SmithKline哮喘哮喘II期期可溶性可溶性TNF受体受体II-Fc融合蛋白融合蛋白Immunex类风湿关节炎，类风湿关节炎，慢性心

32、衰慢性心衰上市，上市，I期期可溶性可溶性TNF受体受体I-Fc融合蛋白融合蛋白Hoffmann-La Roch休克休克,类风湿关节炎类风湿关节炎,多发性硬化症多发性硬化症II/III期期抗抗TNFa a单抗单抗（infliximab）CentocorCrohns Disease上市上市人源化抗人源化抗HER2 (EGFR2)单抗单抗Genentech乳腺癌转移乳腺癌转移上市上市 DAB389-IL-2(IL-2免疫毒素免疫毒素)SeragenT细胞淋巴瘤细胞淋巴瘤, I型糖尿病型糖尿病,严重类风湿关节炎严重类风湿关节炎,牛皮牛皮癣癣,HIV感染感染上市上市 I/II期期第五十七页，共八十九页。

33、博士生课程5优秀-细胞因子DAB389-EGFSeragen肿瘤肿瘤I/II期期人源化抗人源化抗VEGF单抗单抗Genentech Inc.晚期肺癌，肠癌晚期肺癌，肠癌III期期抗抗VEGFR2（KDR）嵌合抗）嵌合抗体体Albert LoBuglio转移性肠癌转移性肠癌I期期人源化抗人源化抗IL-8抗抗体（体（ABX-IL8）AbgenixSevere psoriasisI/II期临期临床床IL13-PE38QQR（IL-13免疫毒素）免疫毒素）NeoPharm, Inc肾癌肾癌I期临床期临床TNFa a反义寡核反义寡核苷酸苷酸Isis类风湿关节炎，类风湿关节炎，牛皮癣牛皮癣I期临床期临床抗

34、抗eotaxin抗体抗体（CAT-213）Cambridge Antibody变态反应变态反应I期临床期临床第五十八页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子IL-1ra gene therapy on DBA/1 mice of collagen-induced arthritis cDNA librariesTTTTTTTTAAIL-1ra geneIL-1ra: IL-1 receptor antagonist第五十九页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子eukaryotic expression vectorspcI-neopcI-IL-1ra第六十页，共八十九页。博士生课程5优秀

35、-细胞因子pcDI-IL-1rasynoviocyteCOS-7in vitroIL-1ra protein第六十一页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子pcDI-IL-1rain vivo (gene therapy)muscle injection.DBA/1 micetype II collageninducedDBA/1 mice with arthritis gene gun第六十二页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子细胞因子的临床细胞因子的临床(ln chun)应用应用第六十三页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子 已批准上市的细胞因子基因工程已批准上市的细胞因子基因

36、工程(jyn gngchng)药物药物名称名称适应症适应症IFN白血病、白血病、Kaposi肉瘤、肝炎、癌症、肉瘤、肝炎、癌症、AIDSIFN慢性肉芽肿、生殖器疣、过敏性皮炎、感染性疾病、类风湿关节炎慢性肉芽肿、生殖器疣、过敏性皮炎、感染性疾病、类风湿关节炎G-CSF自身骨髓移植、化疗导致的粒细胞减少症、自身骨髓移植、化疗导致的粒细胞减少症、 AIDS、白血病、再生障碍性贫血、白血病、再生障碍性贫血GM-CSF自身骨髓移植、化疗导致的血细胞减少症、自身骨髓移植、化疗导致的血细胞减少症、 AIDS、再生障碍性贫血、再生障碍性贫血、Epo慢性肾衰导致的贫血、癌症或癌症化疗导致的贫血、失血后贫血慢性

37、肾衰导致的贫血、癌症或癌症化疗导致的贫血、失血后贫血IL-2癌症、免疫缺陷、疫苗佐剂癌症、免疫缺陷、疫苗佐剂IFN多发性硬化症多发性硬化症IL-11放化疗所致血小板减少症放化疗所致血小板减少症干细胞因子干细胞因子(SCF)与与G-CSF联合应用于外周血干细胞移植联合应用于外周血干细胞移植EGF外用药治疗烧伤、溃疡外用药治疗烧伤、溃疡bFGF外用药治疗烧伤、外周神经炎外用药治疗烧伤、外周神经炎第六十四页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子正进行临床试验的细胞因子基因工程正进行临床试验的细胞因子基因工程(jyn gngchng)药物药物细胞因子名称细胞因子名称(mngchng)适应症适应症公司

38、公司(n s)IL-10炎症炎症,银屑病银屑病,Crohns 病病,类风湿关节炎类风湿关节炎Immunex，Schering-PloughIL-12肿瘤，肿瘤，HIV感染，感染，I型变态反应型变态反应 GITpo血小板减少症血小板减少症GI，沈阳三生，沈阳三生TNFa a变异体变异体肿瘤肿瘤国内多家企业国内多家企业Flt3/flk3 Ligand(FL)肿瘤肿瘤ImmunexMyeloid Progenitor Inhibitory Factor-1 (MPIF-1)肿瘤大剂量化疗肿瘤大剂量化疗 HGSTGF- 慢性皮肤溃疡，多发性硬化症慢性皮肤溃疡，多发性硬化症GenzymeKeratino

39、cyte Growth Factor-2 (KGF-2)促进烧伤、慢性溃疡的伤口愈合；抗癌药物引起的粘促进烧伤、慢性溃疡的伤口愈合；抗癌药物引起的粘膜损伤；炎症性肠道疾病膜损伤；炎症性肠道疾病HGSMIP-1a a 变异体变异体肿瘤化疗的骨髓保护作用肿瘤化疗的骨髓保护作用British BiotechOPG（osteoprotegerin）骨质疏松骨质疏松AmgenMulitkine（白细胞产生的细胞（白细胞产生的细胞因子混合制剂）因子混合制剂）转移性肿瘤转移性肿瘤CEL-SCIB细胞刺激因子（细胞刺激因子（BlyS）免疫缺陷免疫缺陷HGS第六十五页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子二、

40、细胞因子的研究二、细胞因子的研究(ynji)热点热点1、新细胞因子的基因克隆、新细胞因子的基因克隆2、细胞因子受体的基因克隆、细胞因子受体的基因克隆3、细胞因子信号转导机制、细胞因子信号转导机制4、新一代细胞因子：高活性，多功能，低毒副作用，长半衰期，高稳、新一代细胞因子：高活性，多功能，低毒副作用，长半衰期，高稳定性定性5、细胞因子作为生物应答调节剂（、细胞因子作为生物应答调节剂（BRM）的临床应用）的临床应用6、细胞因子表达调控、细胞因子表达调控7、细胞因子基因治疗、细胞因子基因治疗第六十六页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子1、新细胞因子的基因、新细胞因子的基因(jyn)克隆化克隆

41、化从人类从人类(rnli)基因组发现新细胞因子基因组发现新细胞因子后基因组时代后基因组时代(shdi)的的“捞鱼捞鱼”第六十七页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子2、可溶性细胞因子受体作为、可溶性细胞因子受体作为(zuwi)拮抗剂拮抗剂effectsNC-S-S-S-S-S-S-N-S-S-S-S-第六十八页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子NC5 3 DNAProtein（1）、细胞因子受体的克隆）、细胞因子受体的克隆(k ln)NC-S-S-S-S-S-S-第六十九页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子5 3 DNAPCR可溶性细胞因子受体可溶性细胞因子受体expressN

42、-S-S-S-S-第七十页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Receptor blocker (as a receptor antagonist) N-S-S-S-S-N-S-S-S-S-N-S-S-S-S-NC-S-S-S-S-S-S-N-S-S-S-S-第七十一页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子（2）、细胞因子受体的突变）、细胞因子受体的突变(tbin)CN5353TAASite-directed mutagenesisSoluble cytokine receptorCN第七十二页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子细胞因子的检测细胞因子的检测(jin c)1 生物学活

43、性检测生物学活性检测(jin c)2 免疫学检测免疫学检测3 分子生物学检测分子生物学检测第七十三页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子1 生物学活性检测生物学活性检测(jin c)（1）趋化因子的检测）趋化因子的检测(jin c)第七十四页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子显微镜下观察显微镜下观察(gunch), 计数计数 : 细胞数细胞数/视野视野第七十五页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子This scanning electron micrograph shows two human monocytes migrating through the pores of a

44、filter in response to a chemokine diffusing up from beneath第七十六页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子（2）细胞）细胞(xbo)增殖或增殖抑制实验增殖或增殖抑制实验第七十七页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子可溶性细胞因子检测可溶性细胞因子检测 （ELISA ） 分泌细胞因子的细胞检测分泌细胞因子的细胞检测(ELISPOT)胞内蛋白胞内蛋白(dnbi)或受体的研究或受体的研究 （免疫组化）（免疫组化）免疫印迹法免疫印迹法 (Western blotting) 细胞因子或受体细胞因子或受体（抗原（抗原(kngyun)）+（人）特异性（人）特异性单克隆抗体单克隆抗体(kngt)（一抗）（一抗）+酶标的兔（羊）抗人酶标的兔（羊）抗人抗体抗体（二抗）（二抗）2 免疫学检测法免疫学检测法检测细胞因子蛋白质的抗原特性检测细胞因子蛋白质的抗原特性第七十八页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子ELISA第七十九页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子Colorimetric ELISA Substrates 第八十页，共八十九页。博士生课程5优秀-细胞因子ELISPOT第八十一页，共八十九页。博士生课程5优