什么是細(xì)胞因子？
細(xì)胞因子(Cytokine)是一類能在細(xì)胞間傳遞信息，具有免疫調(diào)節(jié)和效應(yīng)功能的低分子量蛋白質(zhì)或小分子多肽。細(xì)胞因子在體內(nèi)含量極少，但幾乎影響所有生物過程，包括胚胎發(fā)育、疾病發(fā)病機(jī)制、對(duì)感染的非特異性反應(yīng)、對(duì)抗原的特異性反應(yīng)等，他們?cè)诟腥尽⒛[瘤、造血功能障礙、自身免疫性疾病等診斷和治療領(lǐng)域具有十分重要的作用。
細(xì)胞因子大多是可溶性多肽，通常為糖蛋白。它們高效且數(shù)量較少，一般在pmol/L級(jí)別。細(xì)胞因子必須與細(xì)胞因子受體結(jié)合才能發(fā)揮作用。這些分子可誘導(dǎo)產(chǎn)生，合成后具有自限制性，并且半衰期短，效應(yīng)范圍小。絕大多數(shù)細(xì)胞因子近距離發(fā)揮作用。
自分泌(Autocrine)：自分泌是指細(xì)胞釋放的信號(hào)分子影響同一類型的細(xì)胞。簡(jiǎn)而言之，細(xì)胞釋放的物質(zhì)會(huì)影響到自身。這種信號(hào)傳導(dǎo)通常發(fā)生在局部，影響到釋放信號(hào)的細(xì)胞附近的細(xì)胞。
旁分泌(Paracrine)：旁分泌是指細(xì)胞釋放的信號(hào)分子影響到鄰近的細(xì)胞。與自分泌不同，這種信號(hào)傳導(dǎo)作用于相鄰但不同類型的細(xì)胞。
內(nèi)分泌(Endocrine)：內(nèi)分泌系統(tǒng)是一種生理系統(tǒng)，通過激素的分泌直接將信號(hào)傳達(dá)到身體各處，以調(diào)節(jié)生理過程。內(nèi)分泌系統(tǒng)的激素通過血液輸送到目標(biāo)器官，影響遠(yuǎn)處的細(xì)胞和組織。
多效性：一種細(xì)胞因子作用于不同的靶細(xì)胞產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)。
重疊性：不同的細(xì)胞因子作用于同一靶細(xì)胞，產(chǎn)生相同或相似的生物學(xué)效應(yīng)。
協(xié)同性：一種細(xì)胞因子可以增強(qiáng)另一種細(xì)胞因子的功能。
拮抗性：一種細(xì)胞因子抑制其他因子發(fā)揮作用。
網(wǎng)絡(luò)型：免疫細(xì)胞通過不同細(xì)胞因子相互刺激、彼此約束形成網(wǎng)絡(luò)。
早期發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞因子都來源于白細(xì)胞，并參與白細(xì)胞間的信息溝通，故將它們統(tǒng)稱為白細(xì)胞介素，后來發(fā)現(xiàn)除白細(xì)胞外其它細(xì)胞也可以產(chǎn)生白細(xì)胞介素，臨床上常用于增強(qiáng)免疫力及抗感染抗腫瘤治療。下面是主要的白細(xì)胞介素的產(chǎn)生細(xì)胞、靶細(xì)胞和主要作用。
上表中，與T細(xì)胞增殖、分化、活化相關(guān)的白細(xì)胞介素有IL-2、IL-12，促進(jìn)Th0向Th1分化；與B細(xì)胞活化、抗體類別轉(zhuǎn)換相關(guān)的白細(xì)胞介素有IL-4，促進(jìn)Th0向Th2分化；與NK細(xì)胞增殖、活化相關(guān)的白細(xì)胞介素有IL-2、IL-12、IL-15。
是具有抗病毒、抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)特性的多效性細(xì)胞因子，是免疫反應(yīng)的中心協(xié)調(diào)劑。IFN主要有I型、II型和III型。I型IFN家族由14種IFN-α、IFN-β、IFN-κ、IFN-ω和IFN-?組成，而II型IFN只有IFN-γ[1]，III型IFN家族由四種細(xì)胞因子組成：IFN-λ1（IL-29）、IFN-λ2和IFN-λ3（分別為IL-28A和IL-28B）以及IFN-λ4[2]。下面是干擾素的類型以及主要功能。
是一類細(xì)胞因子家族，包括多個(gè)成員，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的腫瘤壞死因子超家族包括19個(gè)配體和29個(gè)不同的受體。TNF超家族的配體成員主要有NF-κB配體的TNF-α、TNF-β、淋巴毒素-β、CD40L、FasL、CD30L、4-1BBL、CD27L和OX40L，TNF相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(TRAIL)，LIGHT受體激活劑(RANKL)，TNF相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)因子(TWEAK)，增殖誘導(dǎo)配體(APRIL)，B細(xì)胞激活因子(BAFF)，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)抑制劑(VEGI)，胞質(zhì)素A(EDA-A1，EDA-A2)和GITRL。TNF受體(TNFR)主要是跨膜蛋白，參與一些生理過程，如宿主防御、炎癥、細(xì)胞凋亡、自身免疫、以及免疫、外胚層和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和器官發(fā)生等。腫瘤壞死因子TNF超家族成員與29個(gè)受體特異性識(shí)別，構(gòu)成配體-受體作用系統(tǒng)，具體情況如圖1所示[3]。
圖1：腫瘤壞死因子配體（左）和TNF 受體（右）在兩個(gè)獨(dú)立但相互作用的細(xì)胞上表現(xiàn)為跨膜蛋白。垂直虛線代表這些細(xì)胞的質(zhì)膜。
對(duì)不同靶細(xì)胞具有趨化效應(yīng)的細(xì)胞因子，趨化因子是8-12kDa的分泌蛋白，通過與Gαi蛋白偶聯(lián)的七跨膜受體(Gαi-protein-coupled Seven-transmembrane-spanning Receptors, GPCR)結(jié)合來調(diào)節(jié)定向細(xì)胞遷移（趨化性），粘附，細(xì)胞定位和細(xì)胞間相互作用，即所謂的經(jīng)典趨化因子受體。趨化因子還與非典型趨化因子受體(Atypical Chemokine Receptors, ACKRs)結(jié)合，這些受體也是七個(gè)跨膜受體，但不是G蛋白偶聯(lián)，也不會(huì)誘導(dǎo)趨化性。趨化因子系統(tǒng)由近50個(gè)趨化因子配體、20個(gè)信號(hào)GPCR和4個(gè)ACKR組成，在發(fā)育、穩(wěn)態(tài)、炎癥、感染和病理過程（包括腫瘤發(fā)生）中起著重要作用[4]。下圖是趨化因子及其受體的結(jié)合情況[5]。
圖二：趨化因子及其受體結(jié)合情況：其中趨化因子受體使用CCR（綠色）、CXCR（紅色）、XCR（橙色）或CX3CR（藍(lán)色）表示。趨化因子用淺藍(lán)色方框表示。
能夠刺激多能造血干細(xì)胞分化、增殖，并形成某一譜系細(xì)胞集落的細(xì)胞因子，是血細(xì)胞發(fā)生的重要刺激因子，根據(jù)集落刺激因子的作用范圍，可以分為粒細(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)、多能集落刺激因子(multi-CSF；又稱IL-3)、紅細(xì)胞生成素(EPO)和血小板生成素(TPO)等[6]。
是一類通過與特異的、高親和的細(xì)胞膜受體結(jié)合，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)與其他細(xì)胞功能等多效應(yīng)的多肽類物質(zhì)。存在于血小板和各種成體與胚胎組織及大多數(shù)培養(yǎng)細(xì)胞中，對(duì)不同種類細(xì)胞具有一定的專一性。其分類和作用可以總結(jié)成下列表格：
WORK SUMMARY REPORT
產(chǎn)品貨號(hào) | 英文名稱 | 中文名稱 |
SEKH-0059 | Human M-CSF | 人巨噬細(xì)胞集落 刺激因子 |
SEKM-0042 | Mouse M-CSF | 小鼠巨噬細(xì)胞集落 刺激因子 |
SEKH-0057 | Human GM-CSF | 人粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞 集落刺激因子 |
SEKM-0041 | Mouse GM-CSF | 小鼠粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞 集落刺激因子 |
SEKR-0011 | Rat GM-CSF | 大鼠粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞 集落刺激因子 |
SEKH-0058 | Human G-CSF | 人粒細(xì)胞 集落刺激因子 |
SEKM-0040 | Mouse G-CSF | 小鼠粒細(xì)胞 集落刺激因子 |
SEKH-0010 | Human IL-3 | 人白細(xì)胞介素3 |
SEKM-0201 | Mouse IL-3 | 小鼠白細(xì)胞介素3 |
SEKH-0056 | Human SCF | 人干 細(xì)胞因子 |
SEKM-0131 | Mouse SCF | 小鼠干 細(xì)胞因子 |
SEKR-0029 | Rat SCF | 大鼠干 細(xì)胞因子 |
SEKH-0161 | Human Erythropoietin (EPO) | 人紅細(xì)胞 生成素 |
SEKM-0157 | Mouse Erythropoietin (EPO) | 小鼠紅細(xì)胞 生成素 |
SEKH-0060 | Human Thrombopoietin (Tpo) | 人血小板 生成素 |
SEKH-0227 | Human LIF | 人白血病 抑制因子 |
SEKR-0153 | Rat CD118/LIFR | 大鼠白血病抑制 因子受體 |
SEKH-0166 | Human EPOR | 人紅細(xì)胞生 成素受體 |
SEKH-0451 | Human G-CSF R | 人粒細(xì)胞集落 刺激因子受體 |
參考文獻(xiàn)
[1] Capobianchi, M. R.; Uleri, E.; Caglioti, C.; et al. Type I IFN family members: similarity, differences and interaction. Cytokine Growth Factor Rev 2015, 26 (2), 103-111. DOI: 10.1016/j.cytogfr.2014.10.011.
[2] Broggi, A.; Granucci, F.; Zanoni, I. Type III interferons: Balancing tissue tolerance and resistance to pathogen invasion. J Exp Med 2020, 217 (1). DOI: 10.1084/jem.20190295.
[3] Dostert, C.; Grusdat, M.; Letellier, E.; et al. The TNF Family of Ligands and Receptors: Communication Modules in the Immune System and Beyond. Physiol Rev 2019, 99 (1), 115-160. DOI: 10.1152/physrev.00045.2017.
[4] M?rkl, F.; Huynh, D.; Endres, S.; et al. Utilizing chemokines in cancer immunotherapy. Trends Cancer 2022, 8 (8), 670-682. DOI: 10.1016/j.trecan.2022.04.001.
[5] Ozga, A. J.; Chow, M. T.; Luster, A. D. Chemokines and the immune response to cancer. Immunity 2021, 54 (5), 859-874. DOI: 10.1016/j.immuni.2021.01.012.
[6] Wicks, I. P.; Roberts, A. W. Targeting GM-CSF in inflammatory diseases. Nat Rev Rheumatol 2016, 12 (1), 37-48. DOI: 10.1038/nrrheum.2015.161.
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