CH6-细胞因子课件

细胞因子细胞因子(Cytokines)第二篇 免疫分子编辑版ppt12024/5/42学习目标：学习目标：1、掌握细胞因子的概念、分类及其生物学活性。、掌握细胞因子的概念、分类及其生物学活性。2、了解细胞因子受体，熟悉细胞因子及临床应用。、了解细胞因子受体，熟悉细胞因子及临床应用。关键词：关键词：细胞因子（细胞因子（cytokine）；白细胞介素（）；白细胞介素（interleukin,IL）；）；干扰素（干扰素（interferon,IFN）；集落刺激因子（）；集落刺激因子（colony-stimulating factor，CSF）；趋化性细胞因子（）；趋化性细胞因子（chemokine）；）；生长因子（生长因子（growth factor,GF）：肿瘤坏死因子（）：肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor,TNF）：自分泌（）：自分泌（autocrine）；旁分泌）；旁分泌（paracrine）；内分泌（）；内分泌（endocrine）编辑版ppt15234内容内容概述概述细胞因子的分类细胞因子的分类细胞因子受体细胞因子受体细胞因子的生物活性细胞因子的生物活性细胞因子与临床细胞因子与临床编辑版ppt32024/5/44第一节第一节 细胞因子的概述细胞因子的概述 细胞因子细胞因子(Cytokine,CK)是由活化的细胞分泌的具有是由活化的细胞分泌的具有生物活性的小分子蛋白物质的统称。细胞因子通过结生物活性的小分子蛋白物质的统称。细胞因子通过结合细胞表面的相应受体发挥生物学作用。合细胞表面的相应受体发挥生物学作用。免免免免 疫疫疫疫细细细细 胞胞胞胞非非非非 免免免免 疫疫疫疫 细细细细 胞胞胞胞肿肿肿肿 瘤瘤瘤瘤细细细细 胞胞胞胞细细细细 胞胞胞胞因因因因 子子子子编辑版ppt2024/5/45来源来源：单核吞噬细胞：单核吞噬细胞单核因子，如：单核因子，如：IL-2.4.5IL-2.4.5、IFNIFN等。等。淋巴细胞淋巴细胞淋巴因子，如：淋巴因子，如：TNF-aTNF-a、IL-1.6.8 IL-1.6.8 分布分布：组织间质和体液（多数），细胞的表面（少数如：组织间质和体液（多数），细胞的表面（少数如TNFTNF）作用作用：细胞因子介导多种免疫细胞间的相互作用。在免疫细胞分：细胞因子介导多种免疫细胞间的相互作用。在免疫细胞分化发育、免疫调节、炎症反应、造血功能中均发挥重要作用，并化发育、免疫调节、炎症反应、造血功能中均发挥重要作用，并参与人体多种生理和病理过程的发生和发展。参与人体多种生理和病理过程的发生和发展。编辑版ppt2024/5/46一、细胞因子命名细胞因子有多种命名方式细胞因子有多种命名方式有的按来源有的按来源:如单核因子、淋巴因子如单核因子、淋巴因子有的按功能：集落刺激因子、趋化因子有的按功能：集落刺激因子、趋化因子二、细胞因子的共同特点二、细胞因子的共同特点1.多为小分子（多为小分子（830kD）多肽或糖蛋白；）多肽或糖蛋白；2.高效性：在较低浓度下即有生物学活性，高效性：在较低浓度下即有生物学活性，1010-12-12mol/Lmol/L；编辑版ppt2024/5/473.通过结合细胞表面高亲和力受体发挥生物学效应；通过结合细胞表面高亲和力受体发挥生物学效应；4.以自分泌以自分泌(autocrine action)、旁分泌、旁分泌(paracrine action)或内分泌或内分泌(endocrine action)形式发挥作用；形式发挥作用；IL-2T细胞细胞自分泌自分泌细胞因子的靶细胞细胞因子的靶细胞也是其产生细胞也是其产生细胞IL-12T细胞细胞DC旁分泌旁分泌细胞因子的靶细胞与其产生细细胞因子的靶细胞与其产生细胞非同一细胞，而是邻近细胞胞非同一细胞，而是邻近细胞TNF-Mo/M远处靶细胞远处靶细胞内分泌内分泌高浓度细胞因子作用于高浓度细胞因子作用于远处的靶细胞远处的靶细胞编辑版ppt2024/5/485.5.具有多效性、重叠性、拮抗性或协同性；具有多效性、重叠性、拮抗性或协同性；l 多效性多效性 一种一种CKCK可对多种靶细胞发挥作用可对多种靶细胞发挥作用 产生多种不同的生物学效应产生多种不同的生物学效应编辑版ppt2024/5/49l 重叠性重叠性 不同细胞因子可作用于同一靶细不同细胞因子可作用于同一靶细 胞产生相同或相似的生物学效应胞产生相同或相似的生物学效应l 拮抗性拮抗性 一种一种CKCK抑制其他抑制其他CKCK的功能的功能l 协同性协同性 一种一种CKCK增强其他增强其他CKCK的功能的功能编辑版ppt2024/5/4106.6.细胞因子的网络特性细胞因子的网络特性u 细胞因子细胞因子相互诱生：相互诱生：IL-1IL-1诱生诱生IL-2IL-2，IL-2IL-2诱生诱生TNFTNF等等u 细胞因子调节细胞因子细胞因子调节细胞因子受体的表达：受体的表达：IL-1IL-1可促进可促进IL-2IL-2受体的表达受体的表达u 细胞因子之间生物活性的相互影响：细胞因子之间生物活性的相互影响：拮抗拮抗性和性和协同协同性性CKs相互渗透，调节细胞的活化与分化，表现增强或抑制，具有免疫调节作用。相互渗透，调节细胞的活化与分化，表现增强或抑制，具有免疫调节作用。IL-1 协同刺激协同刺激协同刺激协同刺激APCAPCAPCAPC和和和和T T T T细胞活化，细胞活化，细胞活化，细胞活化，促进促进促进促进B B B B细胞增殖和分泌抗体细胞增殖和分泌抗体细胞增殖和分泌抗体细胞增殖和分泌抗体 诱导肝脏急性期，蛋白合成；诱导肝脏急性期，蛋白合成；诱导肝脏急性期，蛋白合成；诱导肝脏急性期，蛋白合成；引起发热和恶病质引起发热和恶病质引起发热和恶病质引起发热和恶病质 局局局局 部部部部低浓度低浓度低浓度低浓度 大量大量大量大量分泌分泌分泌分泌 编辑版ppt2024/5/411编辑版ppt2024/5/412第二节第二节 细胞因子的种类与功能细胞因子的种类与功能白细胞介素白细胞介素interleukins，IL干扰素干扰素interferon，IFN肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子tumor necrosis factor，TNF集落刺激因子集落刺激因子colony-stimulating factor，CSF趋化因子趋化因子chemokines生长因子生长因子growth factor，GF-六大类（按功能分类）六大类（按功能分类）六大类（按功能分类）六大类（按功能分类）编辑版ppt2024/5/413一、白细胞介素（interleukin,IL）一组有多种细胞产生的可介导白细胞或免疫细胞间相互作用，发挥免疫调节功能的细胞因子。IL-1IL-38编辑版ppt2024/5/414名 称产生细胞效 应淋巴细胞活化因子(LAF）IL-1单核巨噬细胞，树突状细胞纤维母细胞内皮细胞T和B细胞增殖和分化,刺激造血细胞,参予炎症反应T细胞生长因子 IL-2活化的T细胞T和B增殖分化，增强NK细胞，单核细胞杀伤活性多集落刺激因子(multi-CSF）IL-3活化的T细胞多能造血干细胞增殖，促肥大细胞，嗜酸，嗜碱性粒细胞增殖与分化编辑版ppt2024/5/415二、干扰素（二、干扰素（interferon,IFN）病毒感染细胞或活化T细胞产生的具有抗病毒复制,调节免疫应答的糖蛋白。型干扰素型干扰素 IFN-、IFN-型干扰素型干扰素 IFN-型干扰素型干扰素 IFN-1.型型IFN1）来源：主要由白细胞、成纤维细胞和病毒感染细胞编辑版ppt2024/5/4162）生物学作用）生物学作用抗病毒作用抑制细胞分裂：下调原癌基因、生长因子，成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞及造血细胞停滞于G0/G1期。抗肿瘤作用免疫调节作用：诱导MHC分子表达等编辑版ppt2024/5/4172.型型IFN1）来源：Th0、Th1，几乎所有CD8+T细胞，另外，NK细胞也产生。2）功能 主要是免疫调节和抗肿瘤作用激活M 细胞的潜在细胞因子促进MHC-分子的表达NK细胞的强有力的激活因子编辑版ppt2024/5/418编辑版ppt2024/5/419三、肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactor，TNF）此因子由于其在体内外均可直接杀伤肿瘤细胞而得名。TNF-主要由单核单核/巨噬细胞巨噬细胞及其他多种细胞产生，具有极为广泛的生物学活性，例如：参与免疫应答、抗肿瘤、介导炎症反应、参与内毒素休克、引起恶液质等。TNF-又称为淋巴毒素。主要由活化的活化的T淋巴细胞淋巴细胞等产生，其生物学活性与TNF-类似。TNF生物学功能：调节适应性免疫、杀伤靶细胞、诱导细胞凋亡。生物学功能：调节适应性免疫、杀伤靶细胞、诱导细胞凋亡。编辑版ppt2024/5/4APTIL,aproliferation-inducingligand;BAFF,B-cellactivatingfactorbelongingtoTNFfamily.编辑版ppt202024/5/421四、集落刺激因子（四、集落刺激因子（colony stimulating factor，CSF）CSF是一组在体内外均可选择性刺激造血祖细胞增殖、分化并形成某一谱系细胞集落的细胞因子。是由活化活化T T细胞、单核吞噬细胞、血管内皮细胞、单核吞噬细胞、血管内皮细胞细胞和成纤维细胞产生成纤维细胞产生。目前发现的集落刺激因子有包括巨噬细胞CSF（macrophage-CSF，M-CSF）粒细胞CSF（granulocyte-CSF，G-CSF）巨噬细胞/粒细胞CSF（GM-CSF）干细胞因子（stemcellfactor,SCF）红细胞生成素（erythropoietin,EPO）血小板生成素（thrombopopoietin,TPO）编辑版ppt2024/5/422编辑版ppt2024/5/423编辑版ppt2024/5/424五、趋化因子（五、趋化因子（chemokine）：趋化因子的英文命名来源于（chemoattractantcytokine），故又称趋化性细胞因子，乃一类对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子家族。主要由白细胞白细胞与造血微环境中的基质细胞基质细胞分泌，可结合在内皮细胞的表面，具有对中性粒细胞中性粒细胞、单核细胞单核细胞、淋巴细胞淋巴细胞、嗜酸性细胞嗜酸性细胞和嗜碱性细胞嗜碱性细胞的趋化和激活活性。该家族成员依据其分子N端半胱氨酸的数目及其间隔，可分为CC、CXC、C、CX3C四个亚家族。CCCC亚家族：亚家族：MCP-1，对单核细胞、T细胞、DC等有趋化激活作用。CXCCXC亚家族：亚家族：IL-8，趋化激活中性粒细胞，刺激血管生成。C C亚家族：亚家族：Lymphotactin，对T细胞、NK细胞、DC等有趋化作用。CX3CCX3C亚家族：亚家族：Fanctalkine，对单核细胞、T细胞有趋化作用。编辑版ppt2024/5/425编辑版ppt2024/5/426六、生长因子（六、生长因子（growth factor，GF）1.GF是一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子，根据其功能和作用的靶细胞不同，分别命名为转化生长因子（transforminggrowthfactor-，TGF-）神经生长因子（nervegrowthfactor，NGF）成纤维细胞生长因子（fibroblastgrowthfactor，FGF）血小板源生长因子（platelet-derivedgrowthfactor，PDGF）等2.生长因子在免疫应答、肿瘤发生、损伤修复等方面有重要作用。编辑版ppt2024/5/427第第三三节节 细胞因子受体细胞因子受体细胞因子受体细胞因子受体（跨膜糖蛋白）（跨膜糖蛋白）膜外区（细胞因子结合区）膜外区（细胞因子结合区）跨膜区（富含疏水性氨基酸区）跨膜区（富含疏水性氨基酸区）胞质区（信号转导区）胞质区（信号转导区）细胞因子通过结合细胞上细胞因子通过结合细胞上相应受体相应受体而发而发挥生物学作用。挥生物学作用。编辑版ppt2024/5/428（一）细胞因子受体分类（一）细胞因子受体分类 根据膜外区结构特征分根据膜外区结构特征分5类类 1.1.免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族(Ig superfamily,IgSF)(Ig superfamily,IgSF)(1)结构特点：膜外区具有免疫球蛋白样功能区。(2)成员包括：IL-1、IL-6、M-CSF、SCF的受体。编辑版ppt2024/5/4292.2.型细胞因子受体家族型细胞因子受体家族(造血因子受体家族造血因子受体家族)（1 1）结构特点：膜外区近氨基端有二个不连续保守半胱氨酸）结构特点：膜外区近氨基端有二个不连续保守半胱氨酸残基（残基（C C），其羧基端存在），其羧基端存在Trp-Ser-X-Trp-Trp-Ser-X-Trp-SerSer（WSXWSWSXWS，X X代表任一氨基酸）残基序列。代表任一氨基酸）残基序列。（2 2）成员包括）成员包括 IL-2IL-2、IL-3IL-3、IL-4IL-4、IL-5IL-5、IL-6 IL-6、L-7L-7、IL-9IL-9、IL-11IL-11、IL-12IL-12、IL-13IL-13、IL-15IL-15、GM-CSFGM-CSF、G-CSFG-CSF、OSMOSM（人抑瘤素（人抑瘤素 M M）、）、LIFLIF（白血病抑制因子）、（白血病抑制因子）、CNTFCNTF（睫状神经营养因（睫状神经营养因 子）、子）、Growth hormoneGrowth hormone（生长激素）、（生长激素）、ProlactinProlactin（催乳（催乳 激素）的受体等。激素）的受体等。编辑版ppt2024/5/430X-性连锁重症联合免疫缺陷病编辑版ppt2024/5/4313.3.型细胞因子受体家族型细胞因子受体家族(干扰素受体家族干扰素受体家族)（1 1）结构特点：膜外区近氨基端含有四个不连续保）结构特点：膜外区近氨基端含有四个不连续保守半胱氨酸残基。守半胱氨酸残基。（2 2）成员包括：）成员包括：IFN-、IFN-、IFN-、IL-10。4.4.肿瘤坏死因子受体家族肿瘤坏死因子受体家族 （1 1）结构特点：膜外区富含半胱氨酸基序。）结构特点：膜外区富含半胱氨酸基序。（2 2）成员包括：）成员包括：TNF-、TNF-、NGFNGF（神经生（神经生长因子）、长因子）、FasFas蛋白及蛋白及CD40CD40分子。分子。编辑版ppt2024/5/4325.5.趋化因子家族受体趋化因子家族受体(G(G蛋白偶联受体家族蛋白偶联受体家族)（1 1）结构特点：含有）结构特点：含有7 7个疏水性跨膜区个疏水性跨膜区 (-螺旋结构螺旋结构)，胞质区与，胞质区与G G蛋蛋白白(结合结合GTPGTP的蛋白的蛋白)结合，将信号转导入细胞内部。结合，将信号转导入细胞内部。（2 2）成员包括：）成员包括：CXCR-CXCR-结合结合CXCCXC型趋化因子（如型趋化因子（如IL-8IL-8）CCR-CCR-结合结合CCCC型趋化因子（如型趋化因子（如MCP-1MCP-1）。）。编辑版ppt2024/5/433（二）可溶型（二）可溶型CKR和和CKR拮抗剂拮抗剂1.可溶型可溶型CKR（1）存在：血清、尿液等体液。）存在：血清、尿液等体液。（2）可能作用：）可能作用：与膜受体竞争结合细胞因子，抑制细胞因子的作用。与细胞因子结合,转运至机体相关部位，增加局部细胞因子的浓度，发挥其生物学作用。2.CKR拮抗剂（天然存在）拮抗剂（天然存在）作用：抑制细胞因子与相应受体的结合从而干扰机体的免疫功能。如：IL-1受体拮抗剂（IL-1R）结合IL-1R而抑制IL-1的活性；痘病毒产生的TNF和IL-1结合蛋白抑制和消除TNF和IL-1的致炎症作用。编辑版ppt2024/5/434第四节第四节 细胞因子的生物学活性细胞因子的生物学活性一、调节固有免疫应答一、调节固有免疫应答 参与固有免疫应答的细胞有：参与固有免疫应答的细胞有：DC,DC,单核单核-巨噬细胞，中性巨噬细胞，中性粒细胞，粒细胞，NK细胞，细胞，NKT细胞，细胞，T T细胞，细胞，B-1B-1细胞，嗜碱性细胞，嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞等，细胞因子对这些细胞发挥重要的粒细胞和嗜酸性粒细胞等，细胞因子对这些细胞发挥重要的调节作用。调节作用。抗病毒、抗细菌感染的作用抗病毒、抗细菌感染的作用抗病毒、抗细菌感染的作用抗病毒、抗细菌感染的作用编辑版ppt2024/5/435二、调节适应性免疫应答二、调节适应性免疫应答 细胞因子调控细胞因子调控B细胞和细胞和T细胞的发育、分化和效应功能细胞的发育、分化和效应功能的发挥的发挥。1、促进细胞免疫促进细胞免疫 IL-2、15促促T细胞增殖细胞增殖 IL-12促促T向向Th1的分化的分化 IFN-活化活化M-M、CTL等等 IL-2刺激刺激CTL增殖与分化等增殖与分化等编辑版ppt2024/5/436编辑版ppt2024/5/437编辑版ppt2024/5/4382、促进体液免疫促进体液免疫 IL-4、6、13刺激刺激B增殖增殖 IL-4促向促向Th2的分化的分化 调节调节Ig类别转换类别转换：IL-4与与IgE TGF-与与IgA3、免疫抑制作用免疫抑制作用 TGF-抑制抑制CTL、M IL-10抑制抑制M编辑版ppt2024/5/439编辑版ppt2024/5/4403 3刺激造血刺激造血1.1.主要作用于造血干细胞和祖细胞的细胞因子：主要作用于造血干细胞和祖细胞的细胞因子：IL-3,SCF。2.2.主要作用于髓样祖细胞和髓系细胞的细胞因子：主要作用于髓样祖细胞和髓系细胞的细胞因子：GM-CSF,G-CSF,M-CSF。3.3.主要作用于淋巴样干细胞的细胞因子：主要作用于淋巴样干细胞的细胞因子：IL-7。4.4.作用于单个谱系的细胞因子：作用于单个谱系的细胞因子：EPO,TPO,IL-11,IL-15。4 4促进凋亡，直接杀伤靶细胞促进凋亡，直接杀伤靶细胞IL-2可诱导活化可诱导活化T淋巴细胞凋亡淋巴细胞凋亡；TNF可诱导肿瘤细胞凋亡可诱导肿瘤细胞凋亡5 5促进创伤的修复促进创伤的修复编辑版ppt2024/5/441第五节 细胞因子与临床编辑版ppt2024/5/442一、细胞因子与疾病诊断一、细胞因子与疾病诊断二、细胞因子与疾病的治疗二、细胞因子与疾病的治疗三、细胞因子与疾病的预防三、细胞因子与疾病的预防四、细胞因子的监测方法四、细胞因子的监测方法编辑版ppt2024/5/443表表1 细胞因子在疾病诊断中的作用细胞因子在疾病诊断中的作用诊断诊断指标指标T T细胞活化及功能缺陷细胞活化及功能缺陷IL-2IL-2、IL-4IL-4、IL-5IL-5、IFN-IFN-等等类风湿关节炎、感染性休克类风湿关节炎、感染性休克TNF-TNF-（血清（血清）类风湿关节炎类风湿关节炎IL-1、IL-6及及TNF-（关节囊滑液）（关节囊滑液）白血病、多发性硬化、白血病、多发性硬化、AIDS、移植排斥反应等移植排斥反应等sIL-2R（血清）（血清）慢性血清病、免疫复合物肾病慢性血清病、免疫复合物肾病IL-1（血清）（血清）编辑版ppt2024/5/444表2-1 细胞因子在疾病治疗中的作用分类分类疾病疾病细胞因子治疗手段细胞因子治疗手段 补充疗法补充疗法 阻断疗法阻断疗法炎症反应炎症反应疱疹性角膜炎疱疹性角膜炎乙型肝炎等乙型肝炎等IFN-IFN-类风湿性关节炎类风湿性关节炎IL-10IL-10恶性肿瘤恶性肿瘤肾细胞癌肾细胞癌黑色素瘤黑色素瘤IL-2IL-2 多种多种肿瘤肿瘤IL-1IL-18 8、IL-10IL-10、IL-12IL-12、G-CSFG-CSF、IFN-IFN-、IFN-IFN-、TNF-TNF-等等(转基因转基因)自身免疫性疾病自身免疫性疾病多发性硬化症多发性硬化症IFN-SLE抗抗IL-6 McAb类风湿性关节炎类风湿性关节炎IFN-、IL-1抑抑制剂和抗制剂和抗TNF-McAb编辑版ppt2024/5/445分类分类疾病疾病细胞因子治疗手段细胞因子治疗手段 补充疗法补充疗法 阻断疗法阻断疗法移植排斥移植排斥骨髓移植骨髓移植IL-2IL-2、IL-3IL-3、IL-6IL-6、GM-CSFGM-CSF等等移植排斥移植排斥IL-10IL-10抗抗IL-2IL-2受体受体链链McAbMcAb造血系统疾病造血系统疾病造血功能异常造血功能异常CSFsCSFs肾性贫血肾性贫血EPOEPO白细胞减少白细胞减少M-CSFM-CSF表2-2 细胞因子在疾病治疗中的作用编辑版ppt2024/5/4461下列哪项不是细胞因子的特性A由活化状态的细胞分泌B.为一组分子量较小的糖蛋白C.有强的生物学活性D.作用于靶细胞时受MHC限制E.需与靶细胞表面相应受体结合发挥作用2.细胞因子的作用不包括A.调节细胞免疫B.促进T、B细胞增殖C.特异杀伤肿瘤细胞D.抗病毒作用E.促血管生成3.刺激造血干细胞增殖的细胞因子A.IFNB.TNFC.CSFD.IL-2E.IL-84.下列哪种作用特点是细胞因子所不具有的A.高效性B.特异性C.多效性D.重叠性E.网络性5具有趋化作用的细胞因子AIL-2B.TNFC.M-CSFD.IL-8E.IL-4习题：习题：编辑版ppt2024/5/4476.哪些细胞因子受体属于型细胞因子受体家族？AIFN-BIFN-CIFN-DGM-CSFEIL-107.可刺激B细胞增殖的细胞因子是AIL-2BIL-4CIL-6DIL-13EIL-158.以下免疫分子属于细胞因子的是A白细胞介素B选择素C肿瘤坏死因子D干扰素E整合素编辑版ppt2024/5/448思考题1.1.名词解释：名词解释：细胞因子（cytokine）；白细胞介素（interleukin,IL）；干扰素（interferon,IFN）；集落刺激因子（colony-stimulating factor，CSF）；趋化性细胞因子（chemokine）；生长因子（growth factor,GF）：肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor,TNF）：自分泌（autocrine）；旁分泌（paracrine）；内分泌（endocrine）2.掌握细胞因子的分类及生物学活性有哪些？3.了解已经商品化的细胞因子有哪些及其临床应用？4.掌握细胞因子有哪些共同特点？编辑版pptTHANKS20170407编辑版ppt49