细胞因子聚焦:白细胞介素家族中的抗炎“卫士”
白细胞介素(Interleukins,ILs)作为细胞因子家族的核心成员,在机体免疫稳态调控中发挥着不可替代的作用。依据结构同源性差异,白细胞介素可分为IL-1家族、IL-2家族、IL-6家族、IL-10家族及IL-17家族等多个亚家族;若按对炎症反应的调控效应分类,则可分为促炎细胞因子与抗炎细胞因子两大类,二者协同作用,维持机体炎症平衡。
本期将继续带大家深入探索白细胞介素中的抗炎亚群,解读这些“抗炎卫士”的结构特征与生物学功能。
IL-4:白细胞介素4
IL-4属于糖基化Ⅰ型细胞因子,其空间结构紧密,由3对二硫键连接4条α螺旋构成。该因子主要来源于活化的T细胞、自然杀伤细胞(NK细胞)、肥大细胞及嗜酸性粒细胞。
IL-4的生物学功能具有多效性,核心作用的如下:
(1)刺激已活化的B细胞与T细胞增殖,为免疫应答的持续推进提供保障;
(2)诱导活化的B细胞分化为浆细胞,促进免疫球蛋白的合成与分泌;
(3)作为体液免疫与适应性免疫应答的关键调控因子,维持免疫稳态;
(4)诱导B细胞发生类别转换,产生免疫球蛋白E(IgE),同时上调主要组织相容性复合体Ⅱ类分子(MHC Ⅱ类)的表达,参与过敏反应及免疫识别过程。
IL-5:白细胞介素5
IL-5最初被鉴定为嗜酸性粒细胞与B细胞生长因子,隶属于造血家族中的Th2型细胞因子。该因子由115个氨基酸残基组成,其活性形式为同源二聚体糖蛋白。IL-5主要由Th2细胞及肥大细胞分泌,核心功能是刺激嗜酸性粒细胞的增殖、分化与活化——不仅能显著增加嗜酸性粒细胞的数量,还能增强其吞噬、杀伤等生物学功能。此外,人IL-5还可促进嗜碱性粒细胞释放组胺、白三烯等炎症介质,进一步调控嗜碱性粒细胞的活性,参与炎症平衡调节。
IL-7:白细胞介素7
IL-7又称B细胞前体生长因子或淋巴生成素-1,是由骨髓基质细胞分泌的糖蛋白,分子量约为25 kDa。其主要靶细胞为淋巴细胞,对人或小鼠骨髓来源的前B细胞、胸腺细胞及外周成熟T细胞均具有显著的促生长活性。
IL-7的核心生物学功能包括:
(1)促进B细胞前体、前B细胞的增殖,维持B细胞谱系的正常发育;
(2)刺激前T细胞、胸腺细胞及外周T细胞增殖,保障T细胞的成熟与存活;
(3)诱导细胞毒性T淋巴细胞(CTL)及淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK细胞)的活性,增强机体对异常细胞的清除能力。
IL-10:白细胞介素10
IL-10又称细胞因子合成抑制因子(CSIF),是一种多效性抗炎细胞因子,分子量介于35~40 kDa之间。其空间结构由6个α-螺旋及连接环组成,其中4个α-螺旋压缩形成典型的左旋四螺旋束构型。IL-10主要由单核细胞、T细胞、B细胞、少量NK细胞、巨噬细胞及树突状细胞(DC细胞)分泌产生。
IL-10的生物学功能涵盖免疫抑制与免疫调节两大方面,具体如下:
(1)抑制Th1细胞分泌促炎细胞因子,阻断细胞免疫介导的炎症反应;
(2)抑制单核细胞、血管内皮细胞等分泌促炎介质,减轻局部炎症损伤;
(3)抑制单核细胞表面MHC Ⅱ类分子及协同刺激分子的表达,减少一氧化氮(NO)的产生,降低抗原呈递能力,避免免疫过度激活;
(4)刺激B细胞增殖及免疫球蛋白分泌,促进体液免疫应答的正常进行。
IL-22:白细胞介素22
IL-22又称IL-10关联T细胞诱生因子,隶属于IL-10超家族成员。该因子可由多种淋巴细胞分泌,涵盖固有免疫细胞(如固有淋巴样细胞)与适应性免疫细胞(如活化T细胞)。
IL-22的生物学功能主要体现在:
(1)激活Jak/STAT及MAPK信号通路,上调急性期反应蛋白的表达,参与机体应激反应及炎症调控;
(2)可活化多种细胞系中的STAT1、STAT3信号分子,如肾癌细胞系(TP-10)、结肠癌细胞系(SW480),参与细胞增殖、分化的调控。
IL-24:白细胞介素24
IL-24又称黑色素瘤分化相关基因7(mda-7),最初从癌细胞中被发现,在多种细胞类型中均有表达。该因子通过结合异源二聚体受体发挥作用,其受体包括IL-20R1/IL-20R2复合物及IL-22R1/IL-20R2复合物[1]。IL-24不仅是细胞分化、生长及凋亡的重要调节剂,还是一种潜在的抗癌分子,其核心功能是抑制多种肿瘤细胞的增殖,并诱导肿瘤细胞凋亡,同时兼具一定的抗炎活性。
IL-34:白细胞介素34
IL-34是一种同源二聚体蛋白,由241个氨基酸残基组成,相对分子质量约为39000。该因子可由神经元、角质形成细胞、成骨细胞等多种细胞分泌,其mRNA在心脏、肝脏、脾脏、肺脏、大脑、胸腺等多种组织器官中均有广泛表达。作为典型的抗炎细胞因子,IL-34可调控宿主体内免疫调节细胞的功能,其表达失调常见于类风湿关节炎、银屑病、动脉粥样硬化等自身免疫性疾病及炎症性疾病中。
IL-34的生物学功能主要包括:
(1)促进单核-巨噬细胞系统的增殖与分化,维持巨噬细胞的稳态;
(2)促进人外周血单核细胞的存活,同时诱导骨髓培养中巨噬细胞集落形成单位的生成,保障巨噬细胞的正常发育。
IL-35:白细胞介素35
IL-35是一种异二聚体细胞因子,由EB病毒诱导基因3(EBI3)与IL-12的p35亚基通过二硫键连接形成。该因子主要由调节性T细胞(Treg细胞)在干扰素-γ(IFN-γ)或 Toll样受体(TLR)刺激下分泌,此外,B细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、DC细胞及单核细胞也可少量分泌。IL-35具有强大的免疫抑制功能,可诱导调节性T细胞(Tregs)及调节性B细胞(Bregs)的生成,抑制辅助性T细胞17(Th17)的分化及单核细胞源性DC细胞的成熟,同时减少炎性部位DC细胞与巨噬细胞的浸润,从而减轻炎症反应。
IL-37:白细胞介素37
IL-37的编码基因定位于2号染色体,分子量介于17~24 kDa之间,其空间结构由12条β管状结构组成,存在IL-37a、IL-37b、IL-37c、IL-37d、IL-37e 5种剪切变异体。该因子可由人外周血单核细胞、巨噬细胞、上皮细胞及活化的B细胞分泌产生。作为新型抗炎细胞因子,IL-37可显著抑制促炎细胞因子的表达,对固有免疫与适应性免疫应答均起到负向调控作用,从而维持机体免疫稳态。
IL-38:白细胞介素38
IL-38又称IL-1F10(IL-1家族成员10)、IL-1HY2,是IL-1家族的新型成员,具有白细胞介素1受体拮抗剂(IL-1Ra)的部分特征,可结合IL-1受体Ⅰ型。其编码基因定位于人类及小鼠2号染色体的IL-1家族基因簇中,位于IL-36Ra与IL-1Ra的编码基因之间。IL-38在皮肤、扁桃体、胸腺、脾脏、胎儿肝脏及唾液腺中均有表达,在炎症性疾病的发病机制中发挥重要作用,尤其在自身免疫性疾病中具有保护效应。其作用机制与IL-36Ra类似,可通过结合IL-36受体并阻断其信号传导,进而抑制Th17细胞介导的炎症反应。
