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細胞因子是一種具有廣泛生物學(xué)活性的小分子蛋白質(zhì)，具有調(diào)節(jié)固有免疫和適應(yīng)性免疫的功能，且與血細胞的生成、細胞的生長以及損傷組織的修復(fù)等相關(guān)。本期細胞學(xué)堂將給大家詳細介紹細胞因子的分類及功能，幫助您快速上手開展實驗。
細胞因子是什么
細胞因子（Cytokines）是由各種細胞（免疫及非免疫細胞）分泌產(chǎn)生的在細胞間發(fā)揮作用的一類可溶性多肽/蛋白，可通過與自身受體相互作用調(diào)節(jié)細胞增殖、分化及凋亡，誘導(dǎo)免疫應(yīng)答[1] ，通過旁分泌、自分泌及內(nèi)分泌機制發(fā)揮信號傳遞的作用[2]。
細胞因子最初從人血清及動物組織中提取，隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，研究人員開始利用基因工程改造的大腸桿菌提取，發(fā)展到現(xiàn)在，常見的細胞因子表達體系還有哺乳動物細胞（CHO、293等）、酵母菌(P.Pichia，Yeast等）、昆蟲細胞（SF9、SF21等）。
科研上應(yīng)用的細胞因子一般是重組細胞因子，一種有生物活性的重組蛋白，不是由細胞直接受刺激產(chǎn)生的。
細胞因子的分類及功能
細胞因子可分為6類：白細胞介素（interleukin，IL）、集落刺激因子（Colony-Stimulating Factors，CSFs）、干擾素（interferon，IFN）、生長因子（growth factor）、趨化因子（Chemokines）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）[2]。
白細胞介素的命名起始于1979年在瑞士因特拉肯舉行的第二屆國際淋巴因子會議。會議將由白細胞產(chǎn)生、分泌以及介導(dǎo)白細胞相互作用的細胞因子統(tǒng)一命名為白細胞介素，并以阿拉伯數(shù)字進行區(qū)分。截至2023年，已發(fā)現(xiàn)并命名的白細胞介素有38種。
縮寫 | 來源 | 功能 |
IL-1 | 激活的巨噬細胞 | 誘導(dǎo)IL-2釋放 |
IL-2 | CD4+ve淋巴細胞(NK)，鼠LBRM-5A4和人Jurkat、FHCRC細胞系 | 支持激活T細胞的生長；刺激LAK細胞 |
IL-3 | 激活的T細胞，WEHI-3b髓性單核細胞系 | 促進粒細胞/巨噬細胞的產(chǎn)生和分化 |
IL-6 | 激活的T細胞、巨噬細胞和單核細胞，成纖維細胞，腫瘤細胞 | 急性時相反應(yīng)；B細胞分化；角質(zhì)細胞分化；PC12細胞分化 |
IL-8 | LPS單核細胞，PHA淋巴細胞，內(nèi)皮細胞；IL-1和TNF激活的成纖維細胞和角質(zhì)細胞 | 中性粒細胞、嗜堿性粒細胞和T細胞的趨化因子 |
IL-12 | 單核/巨噬細胞、抗原遞呈細胞和B細胞 | 活化的T細胞和NK細胞的生長因子；誘導(dǎo)IFN-γ產(chǎn)生 |
集落刺激因子是指能夠刺激多能造血干細胞和不同發(fā)育分化階段的造血祖細胞增殖、分化的細胞因子。
縮寫 | 來源 | 功能 |
G-CSF（粒細胞集落刺激因子） | — | 原始粒細胞的增殖和分化 |
CM-CSF（粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子） | — | 原始粒細胞/巨噬細胞的增殖和分化 |
M-CSF（巨噬細胞集落刺激因子） | B細胞和T細胞，單核細胞，肥大細胞，成纖維細胞 | 巨噬細胞的祖細胞增殖與分化 |
干擾素是一類糖蛋白，主要用于抗病毒、抑制細胞增殖、調(diào)節(jié)免疫及抗腫瘤。
縮寫 | 來源 | 功能 |
IFN-γ | 激活的淋巴細胞 | 抗病毒；激活巨噬細胞 |
IFN-α1 | 巨噬細胞 | 抗病毒；誘導(dǎo)分化；抗癌 |
IFN-α2 | 巨噬細胞 | 抗病毒；誘導(dǎo)分化；抗癌 |
IFN-β1 | 成纖維細胞 | 抗病毒；誘導(dǎo)分化；抗癌 |
IFN-β2 | 激活的T細胞 | 角質(zhì)細胞分化；PC12細胞分化 |
生長因子是一類能夠影響多種細胞的生長、分化、凋亡過程及調(diào)節(jié)免疫的多肽類物質(zhì)。
常見的生長因子及功能如下：
1
血小板衍生生長因子（PDGF）：促進血管平滑肌細胞、成纖維細胞和間皮細胞的分裂和增殖。
2
成纖維細胞生長因子（FGF）：促進成纖維細胞、間皮細胞、血管內(nèi)皮細胞等的增殖和分化。
3
肝細胞生長因子（HGF）：促進肝細胞的分裂和增殖，參與肝細胞的修復(fù)和再生。
4
表皮生長因子（EGF）：促進表皮細胞的增殖和分化，加速皮膚創(chuàng)傷的愈合。
5
血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）：促進血管內(nèi)皮細胞的增殖和遷移，增加血管通透性，參與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展等。
6
神經(jīng)生長因子（NGF）：促進神經(jīng)細胞的增殖、分化和存活，參與神經(jīng)再生和修復(fù)。
7
胰島素樣生長因子（IGF）：促進細胞增殖、分化和細胞的分泌作用，促進脂肪組織的糖代謝和糖轉(zhuǎn)運，促進脂肪和糖原的合成。
趨化因子是一類結(jié)構(gòu)相似的小分子分泌蛋白，通過激活相應(yīng)的G蛋白偶聯(lián)受體啟動胞內(nèi)信號通路，參與細胞遷移、增殖、炎癥等生理和病理過程[3]。
趨化因子是一類特殊的細胞因子，由50多個成員組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)分為CC、CXC、CX3C和XC四類；趨化因子受體相應(yīng)分為CCR、CXCR、CX3CR和XCR4種，大約有20個成員。
趨化因子的一個重要功能是通過形成一定的濃度梯度來調(diào)節(jié)炎癥和免疫性疾病中的白細胞浸潤[4]。趨化因子參與多種生理（如血管生成、神經(jīng)元發(fā)育）和病理（如神經(jīng)退行性疾病、神經(jīng)精神類疾病）過程。
腫瘤壞死因子是 1975 年英格蘭科學(xué)家Carswell等在被細菌內(nèi)毒素感染或接種過卡介苗的小鼠血清中發(fā)現(xiàn)的一種物質(zhì)，這種物質(zhì)在體外也可以對多種腫瘤細胞產(chǎn)生毒性作用，能使腫瘤發(fā)生出血性壞死的同時，對正常細胞不產(chǎn)生傷害，故將之命名為腫瘤壞死因子[5]。最常見的是TNF-α和TNF-β。
縮寫 | 來源 | 功能 |
TNF-α | 單核細胞 | 分解代謝；惡病質(zhì)；休克 |
TNF-β | 淋巴細胞 | 腫瘤細胞的細胞毒作用；造血干細胞抑制劑 |
參考文獻
[1]
曹雪濤.醫(yī)學(xué)免疫學(xué)[M].第6版.北京：人民出版社，2015：49.
[2]
侯宗文，黃鈺等.工程化細胞因子的研究進展[J].中國生物制品學(xué)雜志，2023，36(11)：1383-1390.
[3]
姜保春，高永靜.趨化因子及其受體：神經(jīng)-病理性疼痛的潛在治療靶點[J].中國疼痛醫(yī)學(xué)雜志，2020，26(11)：805-813.
[4]
Lau S,Feitzinger A, Venkiteswaran G, et al . Anegative-feedback loop maintains optimal chemokine concentrations for directional cell migration[J]. Nature Cell Biol, 2020, 22(3):266-273.
[5]
高世勇，李丹.腫瘤壞死因子與癌癥相關(guān)研究進展[J].中國藥理學(xué)通報，2020，36(9)：1209-1213.
[6]
Freshney,R.I.動物細胞培養(yǎng)——基本技術(shù)和特殊應(yīng)用指南[M].(張靜波，徐拴等譯).北京：科學(xué)出版社，2019.
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