细胞因子主要有哪几类,简述其功能
① 白细胞介素(interleukin,IL)——促进胸腺细胞、T细胞活化、增殖和分化;增强Tc和NK细胞的杀伤活性;引起发热,参与炎症反应; 造血功能;促进免疫应答;
② 干扰素(interferon,IFN)——是一种广谱抗病毒剂,并不直接杀伤或抑制病毒,而主要是通过细胞表面受体作用使细胞产生抗穿毒蛋白,从而抑制乙肝病毒的复制;同时还可增强自然杀伤细胞(NK细胞)、巨噬细胞和T淋巴细胞的活力,从而起到免疫调节作用,并增强抗病毒能力;
③ 肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)——杀伤或抑制肿瘤细胞(直接杀伤或抑制作用、通过TNF对机体免疫功能的调节作用,促进T细胞及其它杀伤细胞对肿瘤细胞的杀伤、TNF作用于血管内皮细胞,损伤内皮细胞或导致血管功能紊乱,使血管损伤和血栓形成,造成肿瘤组织的区域性血流阻断而发生出血、缺氧坏死);提高中性粒细胞的吞噬能力,增加过氧化物阴离子产生,增强ADCC功能, 细胞脱颗粒和分泌髓过氧化物酶;抗感染;TNF是一种内源性热原质,引起发热,并诱导肝细胞急性期蛋白的合成;促进髓样白血病细胞向巨噬细胞分化,如促进髓样白血病细胞ML-1、单核细胞白血病细胞U937、早幼粒白血病细胞HL60的分化,机理不清楚;促进细胞增殖和分化;
④ 集落 因子(colonystimulating factor,CSF)——集落 因子是指能够 多能造血干细胞和不同发育分化,阶段造血干细胞增殖分化在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。主要包括:干细胞生成因子(SCF)多能集落 因子(IL-3)、巨噬细胞集落 因子(M-CSF)、粒细胞集落 因子(G-CSF)、粒细胞-巨噬细胞集落 因子(GM-CSF)和促红细胞生成素(EPO)。上述集落 因子除具有 不同发育分化阶段造血干细胞增生分化的功能外,其中有些还能促进或增强巨噬细胞和中性粒细胞的吞噬杀伤功能;
⑤ 趋化性细胞因子(chemokine)——趋化性细胞因子是一类重要的免疫调节因子,为介绍有关趋化性细胞因子/趋化性细胞因子受体在抗肿瘤免疫反应和自身免疫性疾病中所起的重要作用,以及特异性趋化性细胞因子受体阻断剂的应用研究新进展趋化性细胞因子与趋化性细胞因子受体的相互作用是IL-12诱导的抗肿瘤T细胞向肿瘤区域性浸润的必备因素之一, 当运用CCR5的特异性阻断剂TAK-779时,几乎完全阻断了IL-12的抗肿瘤作用;
⑥ 转化生长因子(transforming growth factor,TGF)——转化生长因子-β(TGF-β)是一类多功能的多肽类生长因子,对细胞的增殖与分化、细胞外基质的产生、血管的生成、细胞凋亡及机体免疫系统均起着重要的调节作用。TGF-β与多种人类疾病相关;
⑦ 生长因子(growth factor,GF)——生长因子对人体的作用:1、对骨骼系统的作用:促进生成大量的成骨细胞、抑制破骨细胞。治疗骨质酥松、股骨头坏死、关节炎、风溼病和因钙缺乏导致的疾病。
2、对消化系统的作用:加强胃肠功能,促进消化酶的分解,增进食欲,治疗慢性胃炎。
3、对血液系统的作用:加强骨髓造血功能,促进干细胞生成,进而生成大量红细胞和白细胞。加强左心室厚度,增强心肌弹性力,高效治疗心脏病。有效清除血液中低密度蛋白,防止在血管壁沉积,治疗血栓。
4、对呼吸系统的作用:加强肺部细胞功能,修正气血屏障,消除肺部毒素,治疗肺气肿、肺供养不足和呼吸系统疾病。
5、对内分泌系统的作用:促进人体荷尔蒙
细胞因子有哪些主要的生物学功能
细胞因子是由免疫细胞和某些非免疫细胞(如血管内皮细胞,表皮细胞和成纤维细胞等)经 而合成分泌的一类小分子量可溶性蛋白或蛋白多肽。
细胞因子的种类:
白细胞介素(ILS)干扰素(IFN)肿瘤坏死因子(TNF)集落 因子(CSF)趋化因子(chemokines)生长因子(GF)
细胞因子的主要生物学作用:
① 抗感染和抗肿瘤作用。②免疫调节作用。③参与细胞凋亡。④ 造血细胞增殖,分化。⑤促进各种细胞的生长和分化⑥参与和调节炎症反应。⑦细胞因子异常可导致疾病的发生。⑧参与神经-内分泌-免疫网路。
细胞因子的特点
众多的细胞因子有以下共同的作用特点。(1)绝大多数细胞因子为分子量小于25kDa的糖蛋白,分子量低者如IL-8仅8kDa。多数细胞因子以单体形式存在,少数细胞因子如IL-5、IL-12、M-CSF和TGF-β等以双体形式发挥生物学作用。大多数编码细胞因子的基因为单拷贝基因(IFN-α除外),并由4-5个外显子和3-4个内含子组成。(2)主要与调节机体的免疫应答、造血功能和炎症反应有关。(3)通常以旁分泌(paracrine)或自分泌(autocrine)形式作用于附近细胞或细胞因子产生细胞本身。在生理状态下,绝大多数细胞因子只有产生的区域性起作用。(4)高效能作用,一般在pM(10-12M)水平即有明显的生物学作用。(5)存在于细胞表面的相应高亲和性受体数量不多,在10-10000/每个细胞。细胞因子受体的研究进展相当迅速,根据细胞因子受体基因DNA序列以及受体胞膜外区氨基酸序列、同源性和结构,可分为四个型别:免疫球蛋白超家族、造血因子受体超家族、神经生长因子受体超家族和趋化因子受体。(6)多种细胞产生,一种IL可由许多种不同的细胞在不同条件下产生,如IL-1除单核细胞、巨噬细胞或巨噬细胞系产生外,B细胞、NK细胞、成纤维细胞、内皮细胞、表皮细胞等在某些条件下均可合成和分泌IL-1。(7)多重的调节作用(multipleregulatoryaction),细胞因子不同的调节作用与其本身浓度、作用靶细胞的型别以及同时存在的其它细胞因子种类有关。有时动物种属不一,相同的细胞因子的生物学作用可有较大的差异,如人IL-5主要作用于嗜酸性粒细胞,而鼠IL-5还可作用于B细胞。(8)重叠的免疫调节作用(overlappingregulatoryaction),如IL-2、IL-4、IL-9和IL-12都能维持和促进T淋巴细胞的增殖。(9)以网路形式发挥作用,细胞因子的网路作用主要是通过以下三种方式:(1)一种细胞因子诱导或抑制另一种细胞因子的产生,如IL-1和TGF-β分别促进或抑制T细胞IL-2的产生;(2)调节同一种细胞因子受体的表达,如高剂量IL-2可诱导NK细胞表达高亲和力IL-2受体;(3)诱导或抑制其它细胞因子受体的表达,如TGF-β可降低T细胞IL-2受体的数量,而IL-6和IFN-γ可促进T细胞IL-2受体的表达。(10)与激素、神经肽、神经递质共同组成了细胞间讯号分子系统。(11)自限性分泌。
细胞因子的作用特点和分泌特点
血管内皮生长因子(简称:VEGF),是血管内皮细胞特异性的肝素结合生长因子,可在体内诱导血管新生。 它由某些肿瘤细胞分泌,通过与血管内皮上的相应受体结合促进内皮细胞增殖,同时可增加血管通透性使内皮细胞迁移,诱导肿瘤血管生成,维持肿瘤的继续生长,是目前发现的最强烈的血管生成因子,与诸多生理及病理过程有关。 人VEGF基因定位于染色体6p213,为单一基因,全长14 kb,由8个外显子、7个内显子组成。编码产物为34~45 kD的同源二聚体糖蛋白。VEGF经过转录水平的剪下,可产生5种异构体,根据氨基酸的长短依次命名为VEGF145,VEGF165, VEGF121, VEGF189和VEGF206。其中VEGF121是一种弱酸性多肽,不与肝素结合;VEGF165是碱性蛋白,与肝素的亲和力低,二者是以可溶性、自由扩散的形式被分泌的,易于到达靶细胞;而VEGF145,VEGF165和VEGF206则与肝素具有很高的亲和力,分泌后结合于细胞表面或细胞基质中,属于细胞相关性异构体。目前已证实VEGF是内皮细胞选择性有丝分裂原,除能增加内皮细胞胞浆内Ca2+的浓度及使微血管(主要是毛细血管后静脉及小静脉)对大分子物质的通透性增高外,尚能从多种途径使内皮细胞形态呈细长状并 其复制, 葡萄糖转运入内皮细胞,促使内皮细胞、鼠单核细胞和胎牛成骨细胞移位,能改变内皮细胞基因启用的模式,上调纤维蛋白溶解酶原启用剂(包括尿激酶型及组织型)及其抑制剂PAII的表达,诱导其他内皮细胞蛋白酶,间质胶原酶和组织因子的表达。VEGF介导了许多生理性和病理性的血管生成,在组织血管增生时,其表达也增强。胚胎发育的组织处于分化状态下的细胞其表达高于成年和已分化完全的细胞。生理状态下,VEGF可高水平地表达于胎盘,许多胚胎组织和一些有生理性血管增生的成人正常组织(如增生期子宫内膜)。此外,在动物和成人的正常肾小球细胞、心肌细胞、前列腺上皮、 及肾上腺皮质和肺的某些上皮细胞也有低水平表达。病理状态下,在愈合中的面板伤口、银屑病、迟发性过敏反应、类风溼性关节炎的滑膜层细胞中均有VEGF的过度表达。 目前发现的VEGF受体有5种:VEGFR1(Flt1),VEGFR2(KDR/Klk1),VEGFR3(Flt4),NP1和NP2。Flt1,KDR,Flt4均是受体酪氨酸蛋白激酶(receptor tyrcsine kinase,PTK),前两者主要在血管内皮细胞上表达,后者主要存在于淋巴管内皮细胞。NP1和NP2为非酪氨酸蛋白激酶跨膜受体,含有长的胞外段和短的胞内段,不仅在内皮细胞表达,在某些肿瘤细胞内也有表达。VEGF的主要生物学功能是通过VEGFR2实现的。VEGFR2和VEGF结合后发生二聚体化且胞内的酪氨酸残基自身被磷酸化。VEGFR2已有6个自身被磷酸化位点被证实,Tyr1054,Tyr951,Tyr996,Tyr1059,Tyr1175,Tyr1214。这些位点的大部分功能未明,但已证实Tyr951与src同源区2蛋白(src homology 2,SH2)结合有关,Tyr1175是磷酸酶C-y(PLC-y)结合点。
(一)发病原因
本病病因不清。最新的研究提示人类疱疹病毒8型(humanherpesvirustype8,HHV-8)感染与POEMS综合征相关性多中心Castleman病(multicentricCastlemansdisease,MCD)有关。Belec等对18例POEMS综合征病人(9例伴MCD)的HHV-8感染情况进行了调查。7/13例(54%)检测到HHV-8DNA序列,9/18例(50%)检测到循环抗-HHV-8抗体。在伴MCD的POEMS病人中,6/7例(85%)检测到DNA序列,7/9例(78%)检测到抗体。MCD是一种意义不明确的非肿瘤性淋巴增殖性疾病,以原发性多淋巴器官血管滤泡性淋巴结增殖为特点,可能与各种免疫缺陷状态有关,包括类风湿关节炎、霍奇金病和B细胞非霍奇金淋巴瘤、人类免疫缺陷病毒(humanimmunodeficiencyvirus,HIV)感染和POEMS综合征。HHV-8感染最早发现于获得性免疫缺陷综合征(acquiredimmunodeficiencysyndrome,AIDS),和非AIDS相关性Kaposi肉瘤(Kaposissarcoma),此后也见于原发性渗出性淋巴瘤(primaryeffusionlym-phoma)、MCD淋巴结和外周血单个核细胞及多发性骨髓瘤骨髓树突状细胞。与人类白细胞介素-6(IL-6)类似的物质存在于HHV-8基因组中,而IL-6作为生长因子可能在Kaposi肉瘤、原发性渗出性淋巴瘤、多发性骨髓瘤、MCD和POEMS综合征的致病过程中起作用。
(二)发病机制
发病机制不清,前炎性细胞因子(proinflammatorycytokines)和血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)的过度生成在本病的发病中可能起重要作用。前炎性细胞因子的过度生成及其拮抗反应的减弱与本病有关。这些前炎性细胞因子主要包括IL-1、TNF-α和IL-6。它们在功能上相互联系。IL-1和TNF-a具有相互刺激作用,它们都可以刺激IL-6的生成。IL-6很少具有直接毒性,它作为重要的辅因子参与致病。IL-1是单核巨噬细胞产生的早期炎性介质,作用于几乎所有的组织,包括免疫、神经和内分泌系统,在血循环中大量释放时对各系统产生广泛的影响。IL-1a主要存在于细胞中,而IL-1β主要分泌到细胞外液中。Gherardi等发现,14/15例POEMS综合征病人血清IL-1β水平增加,10例TNF-α增加,10例IL-6水平增加。血清IL-1β、TNF-α和IL-6水平高于没有神经病变的多发性骨髓瘤病人,而IL-2和干扰素γ(IFN-γ)水平正常。转移生长因子β1(TGF-β1)水平较低。这些细胞因子生成的原发部位和激活原因尚未确定,淋巴结可能是IL-1β过度生成部位,但更可能的是反映了单核/巨噬细胞系统的系统性激活。同样,IL-2和TNF-α水平正常提示巨噬细胞的激活而不是T细胞的激活。不过,细胞因子生成的激活与浆细胞克隆或其分泌产物有关,因为伴孤立性浆细胞瘤的POEMS综合征病人手术或局部放疗后可以完全缓解。因此有人怀疑单克隆γ球蛋白病或其λ轻链触发单核/巨噬细胞系统产生,前炎性细胞因子。也可能是像多发性骨髓瘤病人体外骨髓细胞产生IL-6、IL-1和TNF-α一样,肿瘤细胞本身也可以产生细胞因子。TGF-β1是抑制性细胞因子之一。体外动物实验表明,TGF-β1生成的抑制与严重的系统性炎性反应有关。已证实,TGF-β1具有拮抗前炎性细胞因子的作用,并作为单核/巨噬细胞的灭活因子,通过减少过氧化氢和一氧化氮的产生以及IL-6和TNF-α的产生起作用。IL-1β、TNF-a和IL-6的过度生成和TGF-β1水平的降低反映了细胞因子生成和其拮抗作用的失衡,即TGF-β1不足以缓冲细胞因子的有害作用。
因为TNF-α、IL-1β和IL-6具有重叠的生物学活性和协同作用,所以很难将一种症状归因于单一细胞因子的作用。不过,研究提示,TNF-α水平长期升高与炎性脱髓壳神经病变、肝脾肿大、内分泌失调(包括低睾酮血症、促性腺激素反应性释放、肾上腺皮质功能减退、甲状腺功能低下和高泌乳素血症)、皮肤改变(如多毛、杵状指)及其他临床表现(如水肿、伴有体重减轻的脂肪酶抑制、高三酰甘油血症和腹泻)相关。IL-1β水平升高可以作用于中枢神经系统,引起厌食和棕色脂肪组织交感神经的激活,导致恶病质;可以激活阿片促黑激素皮质素原(pro-opiomelanocortin)基因,导致皮肤色素沉着。IL-1β的过度生成还可以解释多发性内分泌异常(包括糖耐量减低、行为和精神障碍及动脉粥样硬化加速)。IL-6水平升高与浆细胞增殖和γ球蛋白病、血小板增多、Castlerman病、血管瘤和微血管病性肾小球病变相关。IL-1β和TNF-α是强烈的破骨细胞活化因子(osteoclastactivatingfactors),而TGF-β可以刺激骨生成,但后者与所观察到的骨硬化并不吻合。不过,奇怪的是低浓度IL-1在体外可以刺激骨生成,且IL-1可以上调TGF-β表面受体,因此骨硬化可能是由于局部细胞因子诱导的骨的复杂代谢失调所致。
最近认识到血管内皮生长因子的过度生成与本病的发病有关。血管内皮生长因子是强力的、多功能的细胞因子,可以诱导血管生成和微血管通透性增强,所以也称为血管通透因子(vascularpermeabilityfactor,VPF)。它通过两种血管内皮生长因子受体直接和选择性作用于血管内皮细胞。本病血管内皮生长因子的来源尚不清楚。血管内皮生长因子既可以由肿瘤细胞分泌,也可以由慢性炎性损害中的浆细胞和巨噬细胞分泌。骨损害可能是血管内皮生长因子水平升高的来源,因为局部切除和放疗后血管内皮生长因子水平下降。血管内皮生长因子也可能由肿大的淋巴结分泌,因为在一组由日本报道的病例中19/30例淋巴结标本存在Castleman病的损害。血管内皮生长因子水平升高也可能由循环和骨中浆细胞增殖所致。
血管内皮生长因子的生理作用可能解释本病的脏器肿大、水肿、皮肤损害和多发性神经病变等。肿大的脏器通常是肝、脾和淋巴结。常见血管滤泡性淋巴结增殖,其特点是有明显的血管增殖、淋巴窦组织细胞增生和大片成熟浆细胞。血管内皮生长因子是真皮微血管内皮细胞促有丝分裂因子,可以解释皮肤增厚。1例皮肤增厚病人的病理显示小动脉和毛细血管壁增厚但又没有明显的坏死性血管炎,提示存在低度闭塞性微血管疾患或血管病变。血管内皮生长因子可能引起多发性神经病变,但可能不是直接的,因为神经系统组织并不表达血管内皮生长因子信使RNA和血管内皮生长因子受体。血管内皮生长因子可能通过增加微血管通透性影响血-神经屏障,导致水肿后神经内压增高。血-神经屏障通透性增加后,对神经有毒性的血清成分如补体和凝血酶可能引起神经损害。血管内皮生长因子还可以引起骨密度增加,可以解释骨硬化改变。骨生成依赖于血管生成。成骨细胞和骨组织表达血管内皮生长因子,后者是成骨细胞分化的重要调节剂。血管内皮生长因子也可以促进系膜增殖和肾小球毛细血管增厚。血管内皮生长因子在内分泌表现中的作用还不清楚。
IL-1β和IL-6可以刺激血管内皮生长因子生成。血管内皮生长因子和细胞因子的联合作用被认为在本病各种临床表现的产生中起到了特殊的作用。
关于血管内皮生长因子的叙述,下列哪项是不正确的?
A最初是从肿瘤组织中分离提纯的
B对肿瘤血管的形成有促进作用
C能促进创伤愈合时血管的增生
D血管内皮细胞上有其受体
E对成纤维细胞的促进作用是直接的
正确答案:E
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