南开大学生物化学细胞因子受体家族.pptx

细胞因子细胞因子趋趋 化化 因因 子子 及及 其其 受受 体体 家家 族族 研研 究究 进进 展展细胞因子细胞因子(Cytokine,CK)l细胞因子是由细胞分泌的具有生物活性细胞因子是由细胞分泌的具有生物活性的小分子蛋白物质的统称。的小分子蛋白物质的统称。l细胞因子介导多种免疫细胞间的相互作细胞因子介导多种免疫细胞间的相互作用用l有多种其他名称：单核因子、淋巴因子、有多种其他名称：单核因子、淋巴因子、集落刺激因子等集落刺激因子等 在免疫系统中，各种免疫细胞均能合成和分泌小分子在免疫系统中，各种免疫细胞均能合成和分泌小分子的多肽类因子的多肽类因子,它们调节机体的免疫调节功能它们调节机体的免疫调节功能,参与免疫细参与免疫细胞的增殖、分化等功能胞的增殖、分化等功能,这些因子统称为这些因子统称为细胞因子。细胞因子。细胞因子除存在于免疫系统外，在机体的各个系统也细胞因子除存在于免疫系统外，在机体的各个系统也广泛存在广泛存在,发挥极为重要的生理调节作用。与免疫有关的细发挥极为重要的生理调节作用。与免疫有关的细胞因子主要包括淋巴细胞产生的淋巴因子、单核巨噬细胞胞因子主要包括淋巴细胞产生的淋巴因子、单核巨噬细胞产生的单核因子、白细胞介素产生的单核因子、白细胞介素(interleukin,IL)(interleukin,IL)、干扰素、干扰素(interferon,IFN)(interferon,IFN)、集落刺激因子、集落刺激因子(colony stimulating(colony stimulating factor,CSF)factor,CSF)、肿瘤坏死因子、肿瘤坏死因子(tumor necrosis(tumor necrosis factor,TNF)factor,TNF)、趋化因子趋化因子(chemokine)chemokine)、转化生长因子、转化生长因子（transforming growth factor transforming growth factor ,TGF,TGF）等等,它们在免疫它们在免疫系统中起着非常重要的调控作用系统中起着非常重要的调控作用,在异常情况下也会导致免在异常情况下也会导致免疫病理反应。疫病理反应。细胞因子的共同特性细胞因子的共同特性是低分子量（是低分子量（1530kD）的蛋白或糖蛋白；）的蛋白或糖蛋白；天然的细胞因子由抗原、丝裂原或其他刺激物天然的细胞因子由抗原、丝裂原或其他刺激物活化的细胞分泌，且多以单体形式存在，以非活化的细胞分泌，且多以单体形式存在，以非特异性方式发挥作用，以较高的亲和力与其受特异性方式发挥作用，以较高的亲和力与其受体结合；体结合；细胞因子的分泌是一个短时自限过程，可以旁细胞因子的分泌是一个短时自限过程，可以旁分泌、自分泌或内分泌的方式发挥作用分泌、自分泌或内分泌的方式发挥作用一种细胞可产生多种细胞因子一种细胞可产生多种细胞因子，不同类型的细，不同类型的细胞也可产生一种或几种相同的细胞因子；胞也可产生一种或几种相同的细胞因子；一种细胞因子可对多种靶细胞发挥作用，产生一种细胞因子可对多种靶细胞发挥作用，产生多种不同的生物学效应，称多种不同的生物学效应，称多效性多效性；几种不同的细胞因子也可同一种靶细胞发生作几种不同的细胞因子也可同一种靶细胞发生作用，产生相同或相似的生物学效应，称用，产生相同或相似的生物学效应，称重叠性重叠性；一种细胞因子可以抑制另一种细胞因子的某些一种细胞因子可以抑制另一种细胞因子的某些生物学作用，表现为生物学作用，表现为拮抗效应拮抗效应；也可以增强另；也可以增强另一细胞因子的某些生物学作用表现为一细胞因子的某些生物学作用表现为协同效应协同效应。细胞因子的功能分类细胞因子的功能分类白细胞介素白细胞介素(interleukin,IL)(interleukin,IL)干扰素干扰素(Interferon,IFN)(Interferon,IFN)集落刺激因子集落刺激因子(colony stimulating(colony stimulating factor,factor,CSF)CSF)肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子(Tumor necrosis(Tumor necrosis factor,TNF)factor,TNF)生长因子生长因子(Growth factor,GF)(Growth factor,GF)趋化因子趋化因子(chemokine CK)(chemokine CK)（一）白细胞介素一）白细胞介素(Interleukin,IL)(Interleukin,IL)1 1 产生细胞：产生细胞：淋巴细胞、单核吞噬细胞等淋巴细胞、单核吞噬细胞等 2 2 作用作用 介导白细胞间相互作用、调节细胞的生介导白细胞间相互作用、调节细胞的生长分化、参与免疫应答和介导炎症反应。长分化、参与免疫应答和介导炎症反应。3 3 种类：种类：IL-1-IL-30IL-1-IL-30IL-1 发热发热,促进促进T、B细胞增殖分化细胞增殖分化 IL-2 T细胞生长因子，细胞生长因子，增强增强NK细胞和细胞和LAK细胞的杀伤活性细胞的杀伤活性IL-3 刺激骨髓多能干细胞的增殖分化刺激骨髓多能干细胞的增殖分化IL-4：促进：促进B细胞增殖分化，诱导细胞增殖分化，诱导B细胞发生细胞发生Ig类类 别转换，产生别转换，产生IgE或或IgG类抗体类抗体 抑制抑制Th1细胞细胞IL-5:促进促进B细胞增殖分化，诱导细胞增殖分化，诱导B细胞发生细胞发生Ig类类 别转换，产生别转换，产生IgA类抗体类抗体 刺激刺激T细胞增殖分化细胞增殖分化IL-6：促进：促进T、B细胞增殖分化细胞增殖分化IL-7：诱导胸腺细胞分化、前诱导胸腺细胞分化、前T和前和前B增殖增殖IL-10：抑制性细胞因子，抑制：抑制性细胞因子，抑制TH1细胞合成分细胞合成分 泌细胞因子泌细胞因子IL-13:抑制单核巨噬细胞合成分泌炎性细胞抑制单核巨噬细胞合成分泌炎性细胞 因子（因子（IL-1、6、8和和TNF-）（二）干扰素（二）干扰素（Interferon,IFN）抵抗病毒的感染抵抗病毒的感染,干扰病毒复制的细胞因子，包括干扰病毒复制的细胞因子，包括 IFNIFN、I I型干扰素型干扰素 IFNIFN 和和 来源：白细胞、成纤维细胞、病毒感染的组织来源：白细胞、成纤维细胞、病毒感染的组织 细胞等细胞等 功能：抗病毒感染、抗肿瘤生长功能：抗病毒感染、抗肿瘤生长 免疫调节免疫调节(较弱）较弱）应用：病毒感染性疾病等，肝炎、应用：病毒感染性疾病等，肝炎、SARS SARS II型干扰素型干扰素干扰素干扰素（IFN)来源：活化的来源：活化的T细胞和细胞和NK细胞产生细胞产生功能：免疫调节功能：免疫调节 提高单核巨噬细胞、树突状细胞的抗原提呈能力提高单核巨噬细胞、树突状细胞的抗原提呈能力 增强增强Tc细胞和细胞和NK细胞的杀伤活性细胞的杀伤活性 抑制抑制TH2细胞形成，下调体液免疫应答细胞形成，下调体液免疫应答 趋化作用趋化作用 抗病毒和抗肿瘤作用（次要）抗病毒和抗肿瘤作用（次要）（三）肿瘤坏死因子三）肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)：可以直接诱导肿瘤细胞凋亡的细胞因子。可以直接诱导肿瘤细胞凋亡的细胞因子。分类：分类：TNF ：活化的单核巨噬细胞产生：活化的单核巨噬细胞产生 亦称恶液质素亦称恶液质素TNF：活化的：活化的T细胞产生，亦称淋巴毒素。细胞产生，亦称淋巴毒素。两种两种TNF的分子量为的分子量为51kD，结构为同源三聚体，具结构为同源三聚体，具有相同的结合受体和生物学活性有相同的结合受体和生物学活性TNFTNF的生物学活性的生物学活性 1 1 杀瘤、抑瘤作用杀瘤、抑瘤作用（1 1）直接杀伤或抑制肿瘤细胞）直接杀伤或抑制肿瘤细胞（2 2）激活）激活NKNK细胞和巨噬细胞，间接发挥作用细胞和巨噬细胞，间接发挥作用（3 3）损伤血管内皮细胞，促进血栓的形成，阻断肿瘤组织的血）损伤血管内皮细胞，促进血栓的形成，阻断肿瘤组织的血流供应，导致肿瘤出血坏死流供应，导致肿瘤出血坏死 2 2 免疫调节作用免疫调节作用 （1 1）刺激靶细胞合成分泌细胞因子，如）刺激靶细胞合成分泌细胞因子，如IL-1IL-1、IL-6IL-6、IL-8IL-8等等 （2 2）增强）增强T T、B B细胞对抗原和有丝分裂原的增殖反应细胞对抗原和有丝分裂原的增殖反应 （3 3）增强）增强TcTc细胞对靶细胞的杀伤活性细胞对靶细胞的杀伤活性3 促进炎症反应促进炎症反应（1）诱导血管内皮细胞表达细胞间粘附分子）诱导血管内皮细胞表达细胞间粘附分子1（ICAM-1)（2）分泌）分泌IL-1、IL-8等炎症分子和趋化因子等炎症分子和趋化因子（3）增强中性粒细胞和单核吞噬细胞的吞噬功能）增强中性粒细胞和单核吞噬细胞的吞噬功能4 抗病毒作用抗病毒作用（1）类似于）类似于IFN的作用的作用（2）直接杀伤病毒感染细胞）直接杀伤病毒感染细胞 5 致热作用致热作用 内热性热源质内热性热源质 (1)直接作用于下丘脑体温调节中枢直接作用于下丘脑体温调节中枢（2）刺激巨噬细胞释放）刺激巨噬细胞释放IL-16 引发恶液质引发恶液质 由由TNF 引起，能够促进蛋白脂肪消耗、引起，能够促进蛋白脂肪消耗、分解，引起代谢紊乱分解，引起代谢紊乱 表现为厌食、恶心、消瘦、衰弱和贫血表现为厌食、恶心、消瘦、衰弱和贫血分类分类粒细胞集落刺激因子（粒细胞集落刺激因子（granulocyte-CSF,G-CSF)巨噬细胞集落刺激因子（巨噬细胞集落刺激因子（macrophage-CSF，MCSF)粒细胞巨噬细胞集落刺激因子粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte-maceophage-CSF,GM-CSF)红细胞生成素（红细胞生成素（erythropoietin,EPO)干细胞生成因子（干细胞生成因子（stem cell factor,SCF)多能集落刺激因子（多能集落刺激因子（multi-CSF)（四）集落刺激因子（四）集落刺激因子(Colony stimulating factor,CSF):集落刺激因子的作用集落刺激因子的作用(五）生长因子五）生长因子(Growth factor)具有促进不同类型细胞生长效应的细胞因子具有促进不同类型细胞生长效应的细胞因子分类：分类：转化生长因子转化生长因子（transforming growth factor-,TGF)表皮生长因子（表皮生长因子（epidermal growth factor,EGF)血管内皮生长因子（血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF)成纤维细胞生长因子（成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor,FGF)神经生长因子神经生长因子(nerve growth factor,NGF)血小板衍生的生长因子（血小板衍生的生长因子（platelet derived growth factor,PDGF)肝细胞生长因子（肝细胞生长因子（hepatic growth factor,HGF)生物学活性：生物学活性：（1 1）对造血干细胞、上皮细胞、血管内皮细胞、）对造血干细胞、上皮细胞、血管内皮细胞、T T细胞和细胞和B B细胞具有生长抑制作用，但对肿瘤细胞细胞具有生长抑制作用，但对肿瘤细胞的生长无抑制作用的生长无抑制作用（2 2）抑制）抑制IL-2IL-2诱导的诱导的T T、B B细胞活化。细胞活化。（3 3）抑制巨噬细胞、）抑制巨噬细胞、NKNK细胞、细胞、LAKLAK细胞和细胞和TcTc细胞细胞的杀伤活性的杀伤活性转化生长因子转化生长因子 （TGF）为同源二聚体，为同源二聚体，MW25kD产生细胞：正常细胞和肿瘤细胞产生细胞：正常细胞和肿瘤细胞4 4）促进间质细胞增殖，对成纤维细胞、成骨细胞）促进间质细胞增殖，对成纤维细胞、成骨细胞和平滑肌细胞等促分裂作用和平滑肌细胞等促分裂作用（5 5）对单核细胞和成纤维细胞具有趋化作用，促）对单核细胞和成纤维细胞具有趋化作用，促进伤口愈合。进伤口愈合。（6 6）促进细胞外基质如）促进细胞外基质如 胶原蛋白和纤粘连蛋白胶原蛋白和纤粘连蛋白的生成，在细胞形态维持和增殖、分化过程中起的生成，在细胞形态维持和增殖、分化过程中起重要作用，有利于胚胎发育和细胞修复重要作用，有利于胚胎发育和细胞修复 (六）六）趋化因子(Chemokine):(Chemokine):一组具有趋化作用的细胞因子一组具有趋化作用的细胞因子,能吸引免疫细能吸引免疫细胞到免疫应答局部胞到免疫应答局部,参与免疫调节和免疫病理参与免疫调节和免疫病理反应。反应。趋化因子趋化因子是在多种刺激物如生长因子、干扰素、细是在多种刺激物如生长因子、干扰素、细菌产物、病毒感染等因素的刺激下，成纤维细胞、菌产物、病毒感染等因素的刺激下，成纤维细胞、巨噬细胞、内皮细胞等分泌的一类小分子物质，它巨噬细胞、内皮细胞等分泌的一类小分子物质，它们大多具有促细胞分裂和趋化活性，可诱导多种免们大多具有促细胞分裂和趋化活性，可诱导多种免疫细胞到炎症部位，因此，趋化因子在机体的防御疫细胞到炎症部位，因此，趋化因子在机体的防御和炎症反应等方面起着重要的调节作用。新近研究和炎症反应等方面起着重要的调节作用。新近研究表明，趋化因子在多种肿瘤的生长、转移过程中发表明，趋化因子在多种肿瘤的生长、转移过程中发挥重要作用。挥重要作用。目前，发现近目前，发现近50种趋化因子，成为最种趋化因子，成为最大的细胞因子亚家族。大的细胞因子亚家族。肿瘤细胞趋化因子表达谱差异的生物学意义肿瘤细胞趋化因子表达谱差异的生物学意义 越来越多的研究证实多数肿瘤可分泌多种异常高水平的越来越多的研究证实多数肿瘤可分泌多种异常高水平的趋化因子。趋化因子。根据趋化因子表达谱的差异，决定了肿瘤浸润白根据趋化因子表达谱的差异，决定了肿瘤浸润白细胞的种类与浸润程度。细胞的种类与浸润程度。某些肿瘤可利用与宿主的特异性趋某些肿瘤可利用与宿主的特异性趋化因子受体结合机制得以筛选进而获得生长优势。化因子受体结合机制得以筛选进而获得生长优势。并与一些并与一些表型如：表型如：激素激素/生长因子不依赖性靶器官特异性（肝，肺，生长因子不依赖性靶器官特异性（肝，肺，骨，淋巴）转移机制有关，骨，淋巴）转移机制有关，如通过排泌如通过排泌IL-8IL-8和和GCP-2GCP-2等趋化等趋化因子可募集嗜中性白细胞并上调蛋白酶活性，从而降解细胞因子可募集嗜中性白细胞并上调蛋白酶活性，从而降解细胞外基质，促进肿瘤细胞的侵袭转移等。外基质，促进肿瘤细胞的侵袭转移等。肿瘤细胞自身可合成多种生物活性物质，如异位肿瘤细胞自身可合成多种生物活性物质，如异位激素、生长因子及多种趋化因子，并不受宿主调控，激素、生长因子及多种趋化因子，并不受宿主调控，其细胞因子信号传导通路异常的机制尚不清楚其细胞因子信号传导通路异常的机制尚不清楚!虽然证虽然证实肿瘤细胞所分泌的趋化因子在氨基酸组成和蛋白结实肿瘤细胞所分泌的趋化因子在氨基酸组成和蛋白结构上与正常细胞的产物完全相同，但可以确定是与正构上与正常细胞的产物完全相同，但可以确定是与正常机体组织反应所诱导的机制不同。肿瘤细胞趋化因常机体组织反应所诱导的机制不同。肿瘤细胞趋化因子分泌的时相调控机制与相关信号通路有待进一步阐子分泌的时相调控机制与相关信号通路有待进一步阐明，肿瘤源性趋化因子转录后水平的蛋白质修饰、糖明，肿瘤源性趋化因子转录后水平的蛋白质修饰、糖基化差异有可能是导致异常生物学活性与作用途径的基化差异有可能是导致异常生物学活性与作用途径的机制。机制。趋化因子趋化因子概念：概念：趋化因子趋化因子（chemokines,chemokines,chemochemoattractant attractant cytocytokineskines ，CKCK）是一组能使细胞发生趋化运动的小是一组能使细胞发生趋化运动的小分子细胞因子。分子细胞因子。趋化运动是指细胞向高浓度刺激物方趋化运动是指细胞向高浓度刺激物方向的定向运动。向的定向运动。它们多为小于它们多为小于100100个氨基酸的小分子个氨基酸的小分子多肽多肽.C5aC5a和细菌代谢和细菌代谢产物产物细胞因子细胞因子（IL-8)19991999年，国际命名委员会根据年，国际命名委员会根据CKCK的结构特征命名。的结构特征命名。绝大多数绝大多数CKCK有有4 4个保守的半胱氨酸（个保守的半胱氨酸（CysCys），），根据前两个根据前两个CysCys的的相对位置不同可主要分为相对位置不同可主要分为4 4个趋化因子亚家族个趋化因子亚家族:CXC:CXC（）、CCCC（）、C C（）和和CXCX3 3C C（）趋化因子。趋化因子。分别用分别用CXCLnCXCLn、CCLnCCLn、XCLn XCLn和和CX3CLnCX3CLn代表代表CXCCXC、CCCC、C C 和和CX3CCX3C家族的不同成员家族的不同成员 ，L L为为LigandLigand，迄今发现的迄今发现的CKCK有有CXCL1-16CXCL1-16，CCL1-28CCL1-28，XCL1 XCL1-2 2和和CX3CL1CX3CL1。CKCK受体的命名规则与此相似，用受体的命名规则与此相似，用R R即即ReceptorReceptor代替代替L L。目前发现的目前发现的CKCK受体有受体有CCR1-11CCR1-11，CXCR1-6CXCR1-6，XCR1XCR1和和CX3CR1CX3CR1。CC趋化因子的名称、染色体定位及受体趋化因子的名称、染色体定位及受体趋化因子的结构、定位及组成趋化因子的结构、定位及组成1 1、来自同一个祖先基因、来自同一个祖先基因,CKsCKs分子量小，在分子量小，在8-128-12KDKD之间之间；2 2、蛋白质一级结构上具有同源性，不同成员在氨基酸水平上有、蛋白质一级结构上具有同源性，不同成员在氨基酸水平上有21219090的同源性，的同源性，CXCCXC与与CC CC 成员之间：成员之间：20%-30%20%-30%；同一亚族不；同一亚族不同成员间同源性为同成员间同源性为25259090；趋化因子的共同结构特点趋化因子的共同结构特点4 4、CKsCKs有有2 2个个 螺旋，螺旋，3 3个个 折叠；折叠；3、多数、多数CKs含有含有4个保守的个保守的Cys的保守基序的保守基序(motif)，组成特征性的，组成特征性的两个二硫键两个二硫键；第一个；第一个Cys前的前的N端肽段较短，约端肽段较短，约412氨基酸，第氨基酸，第4个个Cys后后C端肽段较长，为端肽段较长，为1824氨基酸；氨基酸；CXCL12/SDF-1的空间构型图（的空间构型图（NMR）5 5、不同、不同CKsCKs具有相似的空间结构；具有相似的空间结构；6、其相应的受体属于其相应的受体属于G G蛋白偶联受体，蛋白偶联受体，这类受体有这类受体有7 7个跨膜区个跨膜区(seven predicated transmembrane domains,STR)(seven predicated transmembrane domains,STR)，在胞浆内，在胞浆内与三个亚单位所组成的与三个亚单位所组成的G-G-蛋白蛋白(heterotrimeric G protein)(heterotrimeric G protein)相相偶联。偶联。二、趋化因子受体二、趋化因子受体趋化因子受体属于趋化因子受体属于7 7次跨膜的次跨膜的G G蛋白偶联受体超家族蛋白偶联受体超家族（GPCRsGPCRs，G-protein coupled receptorsG-protein coupled receptors）1 1、7 7次跨膜，次跨膜，C C端位于胞内，有端位于胞内，有Ser/ThrSer/Thr位点，参与信号转导位点，参与信号转导(一一)趋化因子受体的特点趋化因子受体的特点2 2、不同、不同CKRCKR之间具有同源性；之间具有同源性；3 3、胞内区与、胞内区与G G蛋白偶联，蛋白偶联，G G蛋白由蛋白由组成；组成；4 4、亚单位具有亚单位具有GTPGTP结合位点和结合位点和GTPGTP酶活性；酶活性；5 5、CKRCKR未与未与CKCK结合时，结合时，呈聚合状态，呈聚合状态，与与GDPGDP结合；结合；与与CKCK结合后，结合后，与与GTPGTP结合，结合，游离，活化下游效应物游离，活化下游效应物.6 6、与、与CKRCKR偶联的偶联的G G蛋白有多种，蛋白有多种，与趋化运动有关的与趋化运动有关的 G G蛋白蛋白 亚单位多为亚单位多为PTXPTX敏感的敏感的G G I I。（二）、趋化因子受体的分类（二）、趋化因子受体的分类1 1、根据结合、根据结合配体配体的不同，分为的不同，分为CXCRCXCR，CCR CCR，XCR,XCR,CXCX3 3CRCR。2 2、根据、根据特异性特异性不同，分为特异性受体、共享性受体、不同，分为特异性受体、共享性受体、杂合性受体（杂合性受体（DARCDARC，DuffyDuffy血型抗原，红细胞趋化因血型抗原，红细胞趋化因子受体）、孤儿受体、病毒受体等。子受体）、孤儿受体、病毒受体等。趋化因子的基本功能趋化因子的基本功能趋化因子与受体结合后，数秒钟内即可观察到细胞形态的改变。趋化因子与受体结合后，数秒钟内即可观察到细胞形态的改变。细胞骨架结构发生改变，细胞骨架结构发生改变，伸出许多伪足，便于细胞游走伸出许多伪足，便于细胞游走；趋化因子的作用导致整合素表达上调，细胞活化，白细胞在进趋化因子的作用导致整合素表达上调，细胞活化，白细胞在进入组织前粘附到血管内皮细胞。胞内钙离子水平升高，超氧化物入组织前粘附到血管内皮细胞。胞内钙离子水平升高，超氧化物和生物活性脂的产生，胞浆颗粒的释放和生物活性脂的产生，胞浆颗粒的释放，如嗜中性粒细胞、单核，如嗜中性粒细胞、单核细胞释放蛋白酶细胞释放蛋白酶；嗜碱性粒细胞释放组织胺；嗜酸性粒细胞释放嗜碱性粒细胞释放组织胺；嗜酸性粒细胞释放细胞毒性蛋白等细胞毒性蛋白等。中性粒细胞在机体中性粒细胞在机体发挥着重要的防御功能发挥着重要的防御功能，包括，包括IL-8/CXCL8IL-8/CXCL8、ENA-78/CXCL5ENA-78/CXCL5在内的多数在内的多数CXCCXC家族趋化因子不但能趋化中性粒细家族趋化因子不但能趋化中性粒细胞，而且能活化中性粒细胞。胞，而且能活化中性粒细胞。单核吞噬细胞在多细胞生物体内单核吞噬细胞在多细胞生物体内发挥防御功能发挥防御功能，CCCC家族趋化因家族趋化因子所有成员和子所有成员和CX3CCX3C趋化因子均能趋化单核吞噬细胞，其广泛的作趋化因子均能趋化单核吞噬细胞，其广泛的作用是保证机体在防御病毒细菌等病原生物感染及清除组织损伤产用是保证机体在防御病毒细菌等病原生物感染及清除组织损伤产物时，有足够的单核吞噬细胞集中到反应部位，维持机体的稳定。物时，有足够的单核吞噬细胞集中到反应部位，维持机体的稳定。1.对粒细胞和单核吞噬细胞的作用对粒细胞和单核吞噬细胞的作用（一）趋化作用（一）趋化作用（二）上调整合素的表达（二）上调整合素的表达,活化白细胞活化白细胞（三）促进细胞脱颗粒和生物活性物质释放（三）促进细胞脱颗粒和生物活性物质释放 CCL2/MCP-1 CCL2/MCP-1：嗜碱性粒细胞释放组织胺；：嗜碱性粒细胞释放组织胺；CXCL8/IL-8 CXCL8/IL-8：嗜中性粒细胞产生活性物质，：嗜中性粒细胞产生活性物质，呼吸爆发呼吸爆发,增强细胞粘附和杀伤病原体的能力等增强细胞粘附和杀伤病原体的能力等（四）调节血管生成（四）调节血管生成 ELRCXC ELRCXC、CCL2CCL2促进血管生成；促进血管生成；CXCL10 CXCL10、CCL21/SLCCCL21/SLC抑制血管生成。抑制血管生成。（五）生长因子活性，促进细胞增殖（五）生长因子活性，促进细胞增殖趋化因子在免疫细胞趋化因子在免疫细胞发育、定位及免疫应答中的作用发育、定位及免疫应答中的作用（一）（一）CKs促进免疫细胞发育、成熟：促进免疫细胞发育、成熟：1 1、CXCL12/SDF-1CXCL12/SDF-1和和CXCR4CXCR4促进促进B B细胞分化发育成熟细胞分化发育成熟 胚胎期，胚胎期，B B淋巴细胞在肝脏中发育，出生后迁移到骨髓。淋巴细胞在肝脏中发育，出生后迁移到骨髓。CXCCXC趋化因子趋化因子SDF-1/CXCL12SDF-1/CXCL12在胎肝和骨髓中高表达，其受体在胎肝和骨髓中高表达，其受体CXCR4CXCR4在造血祖细胞及在造血祖细胞及B B淋巴淋巴细胞前体细胞中高表达。细胞前体细胞中高表达。CXCR4CXCR4或或SDF-1SDF-1基因敲除小鼠的基因敲除小鼠的B B淋巴细胞发育严重淋巴细胞发育严重受损，骨髓的髓系造血功能几乎完全缺陷，并有心脏发育异常。给受损，骨髓的髓系造血功能几乎完全缺陷，并有心脏发育异常。给CXCR4CXCR4基基因敲除小鼠输入正常功能和数量的因敲除小鼠输入正常功能和数量的B B淋巴细胞前体细胞，不能弥补由淋巴细胞前体细胞，不能弥补由CXCR4CXCR4基因缺陷所造成的异常，因此，基因缺陷所造成的异常，因此，SDF-1/CXCL12SDF-1/CXCL12和和CXCR4CXCR4在在B B淋巴细胞发育中淋巴细胞发育中作用是不可替代的。作用是不可替代的。B B淋巴细胞在骨髓内发育成熟后，未接受外来抗原的刺激，为天然淋巴细胞在骨髓内发育成熟后，未接受外来抗原的刺激，为天然B B淋巴淋巴细胞细胞(na(nave B sells)ve B sells)。天然。天然B B淋巴细胞高表达淋巴细胞高表达CXCR4CXCR4和和CCR7CCR7，在，在SDF-1/SDF-1/CXCL12CXCL12、SLC/CCL21SLC/CCL21、ELC/CCL19ELC/CCL19及其他分子作用下，穿过高内皮微静脉，及其他分子作用下，穿过高内皮微静脉，定位于淋巴结的滤泡状定位于淋巴结的滤泡状B B淋巴细胞区。淋巴细胞区。CXCL12/SDF-1CXCL12/SDF-1和和CXCR4CXCR4促进促进B B细胞分化发育成熟细胞分化发育成熟HPCHPC表达表达CXCR4CXCR4，骨髓基质细胞产生骨髓基质细胞产生CXCL12/SDF-1CXCL12/SDF-1；CXCL12/SDF-1CXCL12/SDF-1趋化趋化HPCHPC与基质细胞相互作用，与基质细胞相互作用，促进促进HPCHPC向向B B细胞发细胞发育，表达育，表达sIgsIg；成熟成熟B B细胞对细胞对CXCL12/SDF-1CXCL12/SDF-1反应性反应性 ，离开骨髓，进入血循环，离开骨髓，进入血循环2 2、CCL25/TECKCCL25/TECK和和CCR9CCR9、CXCL12/SDF-1 CXCL12/SDF-1和和CXCR4 CCL22/MDC CXCR4 CCL22/MDC、和和CCR4CCR4等促进等促进T T细胞发育成熟细胞发育成熟 可能因为可能因为TECK/CCL25TECK/CCL25在早期胸腺的发育中起更为重要的作在早期胸腺的发育中起更为重要的作用。在从用。在从CD4+CD8+CD4+CD8+双阳性双阳性T T淋巴细胞向淋巴细胞向CD4+/CD8+CD4+/CD8+单阳性单阳性T T淋巴淋巴细胞的分化过程中，细胞的分化过程中，MDC/CCL22MDC/CCL22、SLC/CCL21SLC/CCL21、ELC/CCL19ELC/CCL19发发挥重要作用。这些趋化因子能趋化单阳性挥重要作用。这些趋化因子能趋化单阳性T T淋巴细胞，而对双淋巴细胞，而对双阳阳T T淋巴细胞不发生反应。淋巴细胞不发生反应。淋巴细胞在胸腺内经过阳性选择和阴性选择后，发育成熟。淋巴细胞在胸腺内经过阳性选择和阴性选择后，发育成熟。天然天然T T淋巴细胞高表达淋巴细胞高表达CXCR4CXCR4和和CCR7CCR7，在，在SDF-1/CXCL12 SLC/SDF-1/CXCL12 SLC/CCL21CCL21、ELC/CCL19ELC/CCL19和其他分子的作用下，穿过高内皮静脉，和其他分子的作用下，穿过高内皮静脉，定位于淋巴结的定位于淋巴结的T T淋巴细胞区，与树突状细胞相互作用，产生淋巴细胞区，与树突状细胞相互作用，产生免疫应答，天然免疫应答，天然T T淋巴细胞活化。淋巴细胞活化。CCL25/TECKCCL25/TECK和和CCR9CCR9、CXCL12/SDF-1 CXCL12/SDF-1和和CXCR4CXCR4、CCL22/MDCCCL22/MDC和和CCR4CCR4等促进等促进T T细胞发育成熟细胞发育成熟3 3、CCL3CCL3，4/MIP-14/MIP-1、和和CCR1CCR1，CCR2CCR2，CCR5CCR5等促进非成熟等促进非成熟DC DC 向炎症部位聚集，摄取抗原，发生功能成熟。向炎症部位聚集，摄取抗原，发生功能成熟。树突状细胞分泌的树突状细胞分泌的IL-12IL-12通过通过CD40CD40促使活化促使活化T T淋巴细胞向淋巴细胞向Th1Th1细胞极化，天然细胞极化，天然T T淋巴细胞分泌的淋巴细胞分泌的IL-4IL-4在树突细胞分泌的在树突细胞分泌的IL-6IL-6的的作用下促使活化作用下促使活化T T淋巴细胞向淋巴细胞向Th2Th2细胞极化。有些组织产生高水细胞极化。有些组织产生高水平的平的TGF-TGF-，抑制活化，抑制活化T T淋巴细胞向淋巴细胞向Th2Th2细胞极化，使活化的细胞极化，使活化的T T淋淋巴细胞维持在半天然状态（巴细胞维持在半天然状态（a semi-naa semi-nave state,Tsnve state,Tsn）。）。极化的极化的T T淋巴细胞表达不同的趋化因子受体，淋巴细胞表达不同的趋化因子受体，Th1Th1细胞高表细胞高表达达CXCR3CXCR3、CCR1CCR1、CCR2CCR2和和CCR5CCR5；Th2Th2细胞高表达细胞高表达CCR3CCR3、CCR4CCR4和和CCR2CCR2，他们分别在不同的免疫应答过程中发挥作用。，他们分别在不同的免疫应答过程中发挥作用。(二）二）CCL21/SLCCCL21/SLC，CCL19/ELCCCL19/ELC和和CCR7CCR7、CXCL13/BCA-1/BLCCXCL13/BCA-1/BLC和和CXCR5 CXCR5 协助协助T T、B B、DCDC细胞在周围免疫器官中正确定位并相互作用细胞在周围免疫器官中正确定位并相互作用 在机体抵御外来异物入侵的过程中，需要天然免疫应答和适在机体抵御外来异物入侵的过程中，需要天然免疫应答和适应性免疫应答共同合作。趋化因子对于免疫细胞向感染部位的聚应性免疫应答共同合作。趋化因子对于免疫细胞向感染部位的聚集是必不可少的。天然免疫刺激巨噬细胞和树突状细胞，导致多集是必不可少的。天然免疫刺激巨噬细胞和树突状细胞，导致多种趋化因子的产生，调控树突状细胞表面趋化因子受体的表达。种趋化因子的产生，调控树突状细胞表面趋化因子受体的表达。这些趋化因子和趋化因子受体表达水平的改变，彼此相互协这些趋化因子和趋化因子受体表达水平的改变，彼此相互协调，使得负载抗原的树突状细胞从局部组织进入淋巴组织，活化调，使得负载抗原的树突状细胞从局部组织进入淋巴组织，活化天然天然T T淋巴细胞和淋巴细胞和B B淋巴细胞，启动适应性免疫应答。淋巴细胞，启动适应性免疫应答。TLRs(TLRs(Toll-like receptors)活化后，活化后，后续产生的趋化因子引导活化的后续产生的趋化因子引导活化的T T淋巴细淋巴细胞回到外来抗原进入、启动天然免疫应答的组织中。胞回到外来抗原进入、启动天然免疫应答的组织中。（三）促进效应（三）促进效应T T细胞回到炎症和感染部位细胞回到炎症和感染部位 在再次免疫应答中，抗原特异性应答产生的趋化因子使天然在再次免疫应答中，抗原特异性应答产生的趋化因子使天然免疫细胞进入炎症部位，通过天然免疫效应细胞进一步促进适应免疫细胞进入炎症部位，通过天然免疫效应细胞进一步促进适应性免疫应答。性免疫应答。1 1、TFHTFH：CXCR5CXCR5，进入滤泡区，辅助进入滤泡区，辅助B B细胞产生抗体细胞产生抗体 的类别转换；的类别转换；2 2、Th1:CCR5,CXCR3Th1:CCR5,CXCR3，进入病毒感染等炎症部位；进入病毒感染等炎症部位；3 3、Th2:CCR3,4,8,CXCR4Th2:CCR3,4,8,CXCR4，进入过敏反应部位。进入过敏反应部位。趋化因子的常用研究方法趋化因子的常用研究方法（一）趋化实验（一）趋化实验 ：1 1、体内实验、体内实验：皮下、腹腔、静脉注射，观察细胞皮下、腹腔、静脉注射，观察细胞 浸润情况；繁琐。浸润情况；繁琐。2 2、体外实验：、体外实验：最常用的方法是最常用的方法是BoydenBoyden小室法，也称微孔滤膜小室法，也称微孔滤膜 法。法。4848孔趋化小室，上层放靶细胞，下层放待检测因子，两孔趋化小室，上层放靶细胞，下层放待检测因子，两 层之间有聚炭膜隔开；简单易行。层之间有聚炭膜隔开；简单易行。细胞类型细胞类型 膜孔径膜孔径 趋化时间趋化时间 Neu:3um Neu:3um 3030minmin；Lymphocytes:Lymphocytes:5 5umum 120 120minmin；Mo:8um 90min Mo:8um 90min 反应结束后，洗掉非特异结合细胞，固定、染色，记数。反应结束后，洗掉非特异结合细胞，固定、染色，记数。记数方法：记数方法：高倍镜下每孔随机选高倍镜下每孔随机选5 5个视野，取平均值。个视野，取平均值。趋化活性表示方法：趋化活性表示方法：通常以趋化指数（通常以趋化指数（chemotatic index,CIchemotatic index,CI）表示表示。CI CI指实验组细胞数与对照组细胞数（三个复孔指实验组细胞数与对照组细胞数（三个复孔 的平均值）的比值，的平均值）的比值，CICI大于大于2 2有意义。有意义。Boyden小室示意图小室示意图Aurora-AAurora-A高表达增加了肿瘤细胞的体外迁移能力高表达增加了肿瘤细胞的体外迁移能力（二）钙流实验（二）钙流实验 多数多数CKCK与受体结合后与受体结合后,胞内胞内Ca2+Ca2+；Indo-1 Indo-1 AMAM或或Fura-2 Fura-2 AMAM等等是是Ca2+Ca2+螯螯合合剂剂EGTAEGTA的的衍衍生生物物，可特异高亲和可特异高亲和Ca2+Ca2+；将靶细胞与荧光探针孵育；将靶细胞与荧光探针孵育；检测荧光强度变化，反映检测荧光强度变化，反映CKCK活性。活性。（三）功能实验（三）功能实验CXCCXC CKs:CKs:弹性蛋白酶、葡萄糖醛酸酶释放检测、呼吸弹性蛋白酶、葡萄糖醛酸酶释放检测、呼吸 爆发实验；爆发实验；MIP-1MIP-1，：用骨髓造血干细胞集落形成实验；用骨髓造血干细胞集落形成实验；CC CKs:CC CKs:组织胺释放。组织胺释放。