白细胞介素(科学普及白细胞介素)

白细胞介素是由多种细胞产生并作用于多种细胞的一类细胞因子。由于最初是由白细胞产生又在白细胞间发挥作用,所以由此得名,现仍一直沿用。
白细胞介素具有重要调节作用,它和血细胞生长因子同属细胞因子。两者相互协调,相互作用,共同完成造血和免疫调节功能。白细胞介素在传递信息,激活与调节免疫细胞,介导T、B细胞活化、增殖与分化及在炎症反应中起重要作用。
白细胞介素interleukin缩写为IL,功能关系免疫反应的表达和调节,这种调节有来源于淋巴细胞或巨噬细胞等的许多因子参与。来源于淋巴细胞的有淋巴细胞活素,来源于巨噬细胞的总称为monokine,其中的各个因子的生物活性各有不同(例如巨噬细胞活化,促进T细胞繁殖等)。
1979年这方面的研究团体提出了在淋巴细胞活素及巨噬细胞因子(monoki-ne)中,已作为一种分子提纯并弄清了性质的称为白细胞间杀菌素。最初测定的为 IL1和IL2。IL1属于monokine,以前曾以淋巴细胞活化因子(lymphocyte activating factor)命名。细胞促进蛋白质(mitogenic protein)以及B细胞活化因子(B cell-activating factor)等七种名称称之。而IL2属于淋巴细胞活素,以前曾以胸腺细胞刺激因子(thymocyte stimulating factor)、T细胞生长因子(T cell growth factor)等六种名称称之。
在对免疫应答的研究过程中,在丝裂原刺激的细胞培养上清中发现了许多具有生物活性的分子,研究者各以自己测得的活性进行命名,十几年报道了近百种因子。后来借助分子生物学技术进行比较研究发现,以往许多以生物活性命名的因子实际上是具有多效性的同一物质。为了避免命名的混乱,1979年第二届国际淋巴因子专题会议将免疫应答过程中白细胞间相互作用的细胞因子统一命名为白细胞介素(interleukin,IL),在名称后加阿拉伯数字编号以示区别,例如IL-1、IL-2……,新确定的因子依次命名。只有取得克隆化的基因、明确产物的性质和活性才能得到国际会议的认可。
白细胞介素是非常重要的细胞因子家族,截至2013年12月,得到承认的成员至少达38个; 它们在免疫细胞的成熟、活化、增殖和免疫调节等一系列过程中均发挥重要作用,此外它们还参与机体的多种生理及病理反应。
一般性质
1.IL-2的产生细胞
IL-2主要由T细胞(特别是CD4+T细胞)有受抗原或丝裂原刺激后合成;B细胞、NK细胞及单核-巨噬细胞亦能产生IL-2。
2.IL-2分子
IL-2分子量为15KD,是含有113个氨基酸残基的糖蛋白,在人类由第4号染色体上的一个基因编码。IL-2具有一定的种属特异性,人类细胞只对灵长类来源的IL-2起反应,而几乎所有种属动物的细胞均对人的IL-2敏感。
3.IL-2受体(IL-2R)
IL-2的靶细胞包括T细胞、NK细胞、B细胞及单核-巨噬细胞等。这些细胞表面均可表达IL-2R。IL-2R包含3条多肽链:1条为α链,分子量55KD;1条为β链,分子量75KD;另1条为γ链,分子量64KD。α链的胞内区较短,不能向细胞内传递信号,而β链和γ链的胞内区较长,具有传递信号的能力。3种肽链单独与IL-2结合亲和力较低,只有同时表达才能产生高度亲和力。
生物学活性
1.刺激T细胞生长
各种刺激物活化的T细胞一般不能在体外培养中长期存活,加入IL-2则能其长期持续增殖,因此IL-2曾被命名为T细胞生长因子(T cell growth factor,TCGF)。静止的T细胞表面不表达IL-2R,对IL-2没有反应;受丝裂原或其它刺激活化后T细胞才能表达IL-2R,成为IL-2的靶细胞;而IL-2又可诱导靶细胞增加IL-2R的表达。
在活体内,IL-2对CD4+T细胞的作用是通过自分泌途径实现的,因为活化的CD4+T细胞能够产生大量的IL-2;而CD8+T细胞则通过旁分泌途径来维持细胞的生长。
IL-2R在T细胞上的表达是一过性的,一般在活化后2~3天达到高峰,6~10天左右消失。随着IL-2R的消失,T细胞即失去对IL-2的反应能力。因此若要维持正常T细胞在体外长期生长,必须不断地用丝裂原或其它刺激物去刺激T细胞,以维持IL-2R的表达。
2.诱导细胞毒作用
①接受了预刺激信号的CD8+T细胞可以受IL-2的作用活化为CTL,发挥细胞毒作用;在一定条件下,CD4+T细胞也可受IL-2的诱导而具有杀伤作用。
②NK细胞是唯一正常情况下表达IL-2R的淋巴样细胞,因此始终对IL-2保持反应性。然而静止的NK细胞上只表达IL-2R的β链和γ链,对IL-2的亲和力低,只能对高浓度的IL-2发生反应。一旦NK细胞活化,就表达IL-2R的α链,成为高亲和力的受体;大剂量的IL-2诱导的LAK活性主要NK细胞。
③使T细胞作NK细胞产生IFNγ、TNFβ和TGFβ等因子,促进非特异性细胞毒素;还可诱导产生某些B细胞生长因子以及造血生长因子等,从而发挥相应的生物学作用。
3.对B细胞的作用
IL-2对B细胞的生长及分化均有一定的促进作用。活化的或恶变的B细胞表面表达高亲和力IL-2R,但是密度较低;较高密度的IL-2可诱导B细胞生长繁殖,促进抗体分泌,并诱使B细胞由分泌IGM向着分泌IGG2转换。
4.对巨噬细胞的作用
单核-巨噬细胞表面在正常时有少量IL-2Rβ链的表达,但是受到IL-2、IFNγ或其它活化因子作用后,可表达高亲和力IL-2R。单核-巨噬细胞受到IL-2的持续作用后,其抗原递呈能力、杀菌力、细胞毒性均明显增强,分泌某些细胞因子的能力也得到加强。


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