細胞因子在調節(jié)固有免疫應答、適應性免疫應答、刺激造血、誘導細胞凋亡、直接殺傷靶細胞和促進損傷組織的修復等方面發(fā)揮著重要作用。
一、調節(jié)固有免疫應答
參與機體固有免疫應答的細胞主要有DC、單核-巨噬細胞、中性粒細胞、NK細胞、NKT細胞、gdT細胞、B-1細胞以及嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞等。 細胞因子對這些細胞發(fā)揮多種重要的調節(jié)作用。
1、DC
廣泛分布在人體各處的未成熟DC(iDC),在攝取抗原后逐漸成熟,并經(jīng)血液和淋巴循環(huán),遷移并歸巢到淋巴結、脾、派氏集合淋巴結中的T細胞區(qū),將抗原提呈給初始T細胞,啟動適應性免疫應答。在攝取抗原的過程中,IL-1b和TNF-a等可誘導iDC 成熟分化。在抗原提呈過程中,IFN-g上調DC MHCⅠ類和Ⅱ類分子表達。趨化因子調節(jié)DC 的遷移和歸巢。
2、單核-巨噬細胞
趨化因子如單核細胞趨化蛋白(MCP)可趨化單核細胞到達某些炎癥部發(fā)揮作用。IL-2、IFN-g、M-CSF、GM-CSF等都是巨噬細胞的活化因子。IFN-g通過上調MHCⅠ類和Ⅱ類分子的表達,促進單核-巨噬細胞的抗原提呈作用。IL-10和IL-13可抑制巨噬細胞的功能,發(fā)揮負調節(jié)作用。
3、中性粒細胞
在急性炎癥發(fā)生時,中性粒細胞遷移到急性炎癥部位發(fā)揮殺傷和清除病原生物的作用。在此過程中,炎癥局部產(chǎn)生的IL-1b、IL-8和TNF-a等細胞因子可通過上調血管內(nèi)皮細胞的黏附分子,促進中性粒細胞經(jīng)血管壁滲出到炎癥部位。G-CSF可激活中性粒細胞。
4、NK細胞
在NK細胞分化過程中,IL-15是關鍵的早期促分化因子。IL-2、IL-12、IL-15和IL-18可明顯促進NK細胞對腫瘤細胞和病毒感染細胞的殺傷作用。
5、NKT細胞
IL-2和IL-12可活化NKT細胞,并增強其細胞毒作用。
6、gdT細胞
巨噬細胞或腸道上皮細胞產(chǎn)生的IL-1、IL-7、IL-12和IL-15等對gdT細胞有很強的激活作用。
二、調節(jié)適應性免疫應答
細胞因子調控B細胞和ab T細胞的發(fā)育、分化和效應功能的發(fā)揮。
1、B細胞
IL-4、IL-5、IL-6、IL-13和腫瘤壞死因子超家族的B細胞活化因子(BAFF)等可促進B細胞的活化、增殖和分化為抗體產(chǎn)生細胞。多種細胞因子調控B細胞分泌Ig的類別轉換,如IL-4可誘導IgG1和IgE的產(chǎn)生,TGF-b和IL-5可誘導IgA的產(chǎn)生。
2、T細胞
IL-2、IL-7、IL-18等活化T細胞并促進其增殖。IL-12和IFN-g誘導Th0向Th1亞群分化,而IL-4促進Th0向Th2亞群分化(圖6-2)。在小鼠TGF-b與IL-6聯(lián)合作用,促進Th0向Th17亞群分化(在人類則IL-1b和IL-6聯(lián)合促進Th17的分化),IL-23促進Th17細胞的擴增。TGF-b促進調節(jié)性T細胞(Treg)的分化。IL-2、IL-6和IFN-g明顯促進CTL的分化并增強其殺傷功能。
三、刺激造血
造血(hematopoiesis)主要在中樞免疫器官骨髓和胸腺中進行。骨髓和胸腺微環(huán)境中產(chǎn)生的細胞因子尤其是集落刺激因子對調控造血細胞的增殖和分化起著關鍵作用。
1、主要作用于造血干細胞和祖細胞的細胞因子
IL-3和干細胞因子(SCF)等主要作用于多能造血干細胞以及多種定向的祖細胞。
2、主要作用于髓樣祖細胞和髓系細胞的細胞因子
GM-CSF可作用于髓樣細胞前體以及多種髓樣譜系細胞;G-CSF主要促進中性粒細胞生成,促進中性粒細胞吞噬功能和ADCC活性;M-CSF促進單核-巨噬細胞的分化和活化。
3、主要作用于淋巴樣干細胞的細胞因子
IL-7是T細胞和B細胞發(fā)育過程中的早期促分化因子。
4、作用于單個譜系的細胞因子
紅細胞生成素(EPO)促進紅細胞生成;血小板生成素(TPO)和IL-11促進巨核細胞分化和血小板生成;IL-15促進NK細胞的分化。
四、促進凋亡,直接殺傷靶細胞
在腫瘤壞死因子超家族(TNFSF)中,有幾種細胞因子可直接殺傷靶細胞或誘導細胞凋亡。如TNF-a和LT-a可直接殺傷腫瘤細胞或病毒感染細胞?;罨疶細胞表達的Fas配體(FasL)可通過膜型或可溶型形式結合靶細胞上的Fas,誘導其凋亡。
五、促進創(chuàng)傷的修復
多種細胞因子在組織損傷的修復中扮演重要角色。如轉化生長因子b(TGF-b)可通過刺激成纖維細胞和成骨細胞促進損傷組織的修復。血管內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)可促進血管和淋巴管的生成。成纖維細胞生長因子(FGF)促進多種細胞的增殖,有利于慢性軟組織潰瘍的愈合。表皮生長因子(EGF)促進上皮細胞、成纖維細胞和內(nèi)皮細胞的增殖,促進皮膚潰瘍和創(chuàng)口的愈合。
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