北醫(yī)免疫課程細(xì)胞因子和細(xì)胞因子受體

1、細(xì)胞因子和細(xì)胞因子受體Cytokine and Cytokine Receptor,王 露北京大學(xué)人類疾病基因研究中心,概述,概念：研究歷史：來(lái)源：正常細(xì)胞、癌細(xì)胞、基因工程,,1957年發(fā)現(xiàn)第一個(gè)細(xì)胞因子---干擾素，細(xì)胞因子以其獨(dú)特的生物學(xué)活性和潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值，一直受到生命領(lǐng)域的高度關(guān)注并成為研究熱點(diǎn)。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)200余種細(xì)胞因子,第一階段：1957-1970，發(fā)現(xiàn)活性，結(jié)構(gòu)不清第二階段：1970-19

2、85，借助分子生物學(xué)技術(shù)第三階段：1985-2000，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞因子系統(tǒng)，生物藥開(kāi)始研發(fā)；第四階段：2003----，發(fā)現(xiàn)更多，更深入，以細(xì)胞因子及受體為藥物靶點(diǎn)取得產(chǎn)業(yè)化重大成果。,細(xì)胞因子研究歷史,淋巴因子,IFN,IL-2,IL命名IFN克隆成功,LI-1,IL3/4/16命名,細(xì)胞因子,19571968197219741975197619791981/2198519861988,TNF

3、,sIL-2R,IL-8,IFNa2a/b上市,199219941995199619972000200220032004200520072012,趨化因子,IL-15/TPO,細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制蛋白CISIL--17,CXCR4/CCR5-HIV,IL-18,IL-19,IL-20/21/22,IL-23/24/25/26/27,IL-28/29/,IL-30/31,IL-32-IL38,

4、細(xì)胞因子最新事件,本世紀(jì)初，呼吸窘迫綜合征（SARS)、禽流感、甲流等突發(fā)傳染病給人類健康造成嚴(yán)重危害，上述疾病的相關(guān)病毒使部分感染者病重及死亡的關(guān)鍵機(jī)理涉及被稱為細(xì)胞因子風(fēng)暴的免疫過(guò)程，即：感染引起體液中多種細(xì)胞因子大量產(chǎn)生，引起急性呼吸窘迫綜合征甚至多器官衰竭。,,按照結(jié)構(gòu)特征和命名分類,1、白細(xì)胞介素(Interleukin, IL)2、集落刺激因子(Colony-Stimulating Factor, CSF)3、干擾素(I

5、nterferon, IFN)4、腫瘤壞死因子(Tumor-Necrosis Factor, TNF)5、趨化因子(Chemokine, CK)6、生長(zhǎng)因子(Growth Factor, GF),,按照功能分類,促炎CK: IL1，TNFα,IL6，IL12，IL17，IL18，IL 23，IL27，IL32，IL33，MIF抗炎CK: IL4，IL10，IL13，TGFβ,IL21，IL25，IL35，IL37，

6、IL1Rα固有免疫CK：TNFα ，IFNα/β,IL1，IL6，IL10，IL12，IL15，IL18，IL23，IL27適應(yīng)免疫CK：IFNγ，IL2，IL4，IL5，IL10，IL12，IL13，IL17，TGFβ抗病毒： IFNα/β, IFNγ 促T生長(zhǎng)： IL2，IL4，IL7，IL9，IL12，IL15，IL21促B生長(zhǎng)： IL2，IL4，IL5，IL6，IL7，IL10，IL13，IL14，IL

7、21 造血因子： IL3，IL7，IL9，IL11，GM-CSF,M-CSF,G-CSF,SCF生長(zhǎng)因子： VEGF,FGF,TGFα/β,EGF,PDGF,SSF,,1.白細(xì)胞介素(Interleukin, IL),1979年第二屆國(guó)際淋巴因子專題討論會(huì)上命名的，將由白細(xì)胞產(chǎn)生的又在白細(xì)胞之間發(fā)揮作用的細(xì)胞因子統(tǒng)一命名為白細(xì)胞介素，正式命名的有IL-1--IL-38。 Interleukin 來(lái)自inter-leu

8、kin，意指白細(xì)胞之間信使分子，中文譯為白細(xì)胞介素。,,白細(xì)胞介素的分類,IL-1 家族：IL-1α/β、IL-1Rα、 18 、33IL-2 家族：IL-2、4 、7 、9 、15 、21 (共用γ受體鏈)IL-6 家族IL-6 、11 、27 、30、31 (共用gp130受體鏈)IL-10 家族IL-10 、19 、20 、2

9、2 、24 、26 、28A/B、29 (結(jié)構(gòu)相似)IL-12 家族 IL-12 、23 、 27 、35、37(均為異源二聚體結(jié)構(gòu))IL-17家族：IL-17A、B、C、D、E和F集落刺激因子 IL-3  、 1 、 5 、 6 、 11IL-8（趨化因子）其它IL： IL- 13、14、16 、 32、34,,,

10、IL-21976發(fā)現(xiàn),1979年命名, 1983年從ConA刺激的Jurkat白血病T細(xì)胞中克隆成功1979年統(tǒng)一命名為白細(xì)胞介素2（interleukin 2，IL-2）, IL-2含有133aa，分子量為15.5kDaN端有糖基化修飾三個(gè)半胱氨酸：58、105、125位IL-2主要產(chǎn)生細(xì)胞： 主要由活化CD4+ Th1分泌,CD8+T和NK也能產(chǎn)生T細(xì)胞腫瘤細(xì)胞系:如人Jurkat和小鼠EL-4T淋巴細(xì)胞雜交瘤等

11、IL-2受體：CD25(α)；CDl22(β)；CDl32(γc),IL-2別名BF ( blastogenic factor ); EDF ( eosinophil differentiation factor ); KHF ( killer cell helper factor ); LMF ( lymphocyte mitogenic factor ); LCM factor ( lymphocyte-condit

12、ioned medium factor ) LPF ( lymphocyte proliferation factor ); MAF-C I ( macrophage-activating factor for cytotoxicity I ); PFC-EA ( plaque forming cell enhancing factor ); SCIF ( secondary cytotoxic T-cell inducing

13、 factor ); TCGF ( T-cell growth factor ); TCPA ( T colony-promoting activity ); TDF ( thymocyte differentiation factor ); TMF ( thymocyte mitogenic factor ); TMF ( T-cell maturation factor ); TMF ( T-cell mitog

14、enic factor ); TRF-3 ( T-cell replacing factor-3 ); TSF ( thymocyte stimulating factor ). Costimulator ;,IL-2主要生物學(xué)活性,,IL-2對(duì)T細(xì)胞的作用,,2.集落刺激因子(Colony-Stimulating Factor, CSF),能夠刺激多能造血干細(xì)胞和不同發(fā)育階段的造血祖細(xì)胞增殖分化，并在半固體培養(yǎng)基中形成

15、相應(yīng)細(xì)胞集落的細(xì)胞因子。 根據(jù)刺激不同造血細(xì)胞系或不同分化階段的細(xì)胞有不同的命名。,,G-CSF(粒細(xì)胞集落刺激因子),1983年命名,1986年克隆成功.人G-CSF基因位于17號(hào)染色體,人類有兩種不同的G-CSF DNA,分別編碼含207和204個(gè)蛋白，有5個(gè)半胱氨酸36=42,64=74,17游離。來(lái)源多種細(xì)胞可產(chǎn)生內(nèi)毒素、TNF-α、IL-1、IFN-γ活化單核/巨噬細(xì)胞可產(chǎn)生，刺激成纖維、內(nèi)皮細(xì)胞也可產(chǎn)

16、生，某些腫瘤細(xì)胞可產(chǎn)生,,生物學(xué)活性：主要作用于中性粒細(xì)胞譜系造血細(xì)胞的增殖、分化和活化。對(duì)人粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等有趨化作用。臨床應(yīng)用： 粒細(xì)胞減少癥 腫瘤化療引起血細(xì)胞減少癥 貧血和骨髓發(fā)育異常綜合癥,3.干擾素 (Interferon,IFN),具有干擾病毒感染和復(fù)制功能的細(xì)胞因子。 1957年從病毒感染細(xì)胞培養(yǎng)中分離到一種生物活性物質(zhì)，因它可以干擾其它病毒的復(fù)制而被命名為干擾素。

17、,,干擾素的命名,根據(jù)來(lái)源及對(duì)酸的耐受程度，將干擾素分成I 和 II型；I型(IFN-α，IFN-β)耐酸，pH2活性穩(wěn)定，其中白細(xì)胞產(chǎn)生的稱白細(xì)胞干擾素，成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的稱成纖維干擾素；II型(IFN-γ)不耐酸，是抗原或有絲分裂原刺激PBMC產(chǎn)生又叫免疫干擾素；后又將其稱為IFN-α，IFN-β，IFN-γ；IFN-α是異質(zhì)性的，包括14個(gè)亞型，編碼基因成串排列在9p23，產(chǎn)物高度同源。,,干擾素的產(chǎn)生和作用,,I型

18、干擾素抑制IL-1的產(chǎn)生,,10 –12 g干擾素能在培養(yǎng)組織中保護(hù)一百萬(wàn)個(gè)細(xì)胞免受一千萬(wàn)個(gè)病毒顆粒的感染,4.腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor, TNF),1975年發(fā)現(xiàn)的一種能使腫瘤發(fā)生出血壞死的物質(zhì)，該因子對(duì)多種腫瘤細(xì)胞系具有細(xì)胞毒作用，而且在多種動(dòng)物模型中可引起腫瘤壞死，將其命名為腫瘤壞死因子（Tumor Necrosis Factor， TNF）。 1984TNFα的cDNA克隆成功，后來(lái)相繼

19、克隆了該家族的多個(gè)成員，構(gòu)成了TNF超家族細(xì)胞因子。,,,TNF超家族特征,絕大多數(shù)成員為II型膜蛋白；在特異性金屬蛋白酶作用下，形成可溶形式活性形式多為同源三聚體；TNF超家族包括TNFα，β, TRAIL, FASL等；此外，尚有一批與TNFα序列同源，但缺乏誘導(dǎo)凋亡活性的TNF家族成員。TNF-α:巨噬細(xì)胞產(chǎn)生；TNF-β:又稱為淋巴毒素α(lymphotoxin-α，LT-α），主要由活化T細(xì)胞產(chǎn)生；TNF-α和T

20、NF-β共用受體，功能相似。,,TNF-α炎性因子：引起發(fā)熱、誘導(dǎo)急性期蛋白合成、介導(dǎo)內(nèi)毒素性休克、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,,,,,,,粘附,5. 趨化因子(Chemokine，CK),趨化運(yùn)動(dòng)是指細(xì)胞向高濃度刺激物方向的定向運(yùn)動(dòng)。,,1999年國(guó)際命名委員會(huì)根據(jù)CK的結(jié)構(gòu)特征命名依據(jù)N端前兩個(gè)半胱氨酸(Cys)的相對(duì)位置不同分為:,趨化因子的分類,,CK及CKR生物學(xué)功能：,,,抗凋亡,促進(jìn)凋亡,CK及CKR與T細(xì)胞：,6.生長(zhǎng)因子(Grow

21、th factor),具有促進(jìn)不同類型細(xì)胞生長(zhǎng)效應(yīng)的細(xì)胞因子，如TGF-β、FGF、EGF、VEGF、NGF、PDGF等。,,VEGF-Aisoforms—VEGF121, VEGF165, VEGF189, VEGF206，VEGF145 ，VEGF183VEGF-B； VEGF-C； VEGF-D。 VEGFR1、VEGFR2 、VEGFR3,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF),,細(xì)胞因子受體,細(xì)胞因子發(fā)揮生物學(xué)功能是通過(guò)與靶細(xì)胞

22、膜表面的受體結(jié)合并將信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)部。因此，了解細(xì)胞因子受體的結(jié)構(gòu)和功能對(duì)于深入研究細(xì)胞因子的生物學(xué)功能是必不可少的。 從細(xì)胞因子結(jié)合受體開(kāi)始，到某些基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)，要經(jīng)歷復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)分子間的相互作用，這樣的作用過(guò)程稱為細(xì)胞因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；,,1.造血細(xì)胞因子受體超家族（I類）,結(jié)構(gòu)特征：是細(xì)胞因子受體中最大的一個(gè)家族，多數(shù)成員屬于多亞單位受體，其中一種或兩種亞單位多肽負(fù)責(zé)結(jié)合細(xì)胞因子膜外區(qū)序列結(jié)構(gòu)相似于EpoR,即膜外N端含

23、4個(gè)高度保守Cys,近膜側(cè)含1個(gè)Trp-Ser-Xaa-Trp-Ser(WSXWS)的基序,,D200,2.IFN受體家族(II類細(xì)胞因子受體家族),結(jié)構(gòu)特征：兩條肽鏈組成，胞外區(qū)Fn3樣結(jié)構(gòu)域由200個(gè)氨基酸殘基組成，也稱D200，并含有4個(gè)不連續(xù)的半胱氨酸，包括IFN和IL-10受體,,3. TNFR超家族,主要包括：TNF、 Fas、 CD40、神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體等結(jié)構(gòu)特征： 這類受體富含半胱氨酸，在與細(xì)胞因子結(jié)合后三聚

24、體化。胞外區(qū)有3-5個(gè)由40個(gè)氨基酸殘基組成的重復(fù)亞單位；每個(gè)重復(fù)亞單位含有4-6個(gè)保守的半胱氨酸；形成“配體結(jié)合區(qū)域。 TNFR I（P55，CD120a）：胞內(nèi)同源序列即“死亡結(jié)構(gòu)域”TNFR II（P75，CD120b）不含死亡結(jié)構(gòu)域,,4. 趨化因子受體（ GPCRs，G-protein coupled receptors ） 屬于7次跨膜受體超家族，胞內(nèi)環(huán)狀結(jié)構(gòu)與Gi/Go蛋白偶聯(lián),,CKR分類1、根據(jù)結(jié)合配體

25、的不同，分為CXCR， CCR， XCR, CX3CR；2、根據(jù)特異性不同，分為特異性受體、共享性受體、雜合性受體（DARC：Duffy血型抗原，紅細(xì)胞趨化因子受體）、孤兒受體、病毒受體等。,,,,CXCR4和CCR5是HIV感染的共受體,,CXCR4與CCR5是HIV感染靶細(xì)胞的共受體,HIV世界第一治愈人　蒂莫西雷-布朗，一名居住在德國(guó)柏林的美國(guó)翻譯。1995年：血液中攜帶HIV病毒。2006年：白血病?！?化療/干細(xì)胞

26、移植?！　≈髦吾t(yī)生迪爾同時(shí)思考著艾滋病治愈的可能。 HIV/CD4/CCR5　 　　 迪爾的設(shè)想,為了實(shí)現(xiàn)這樣的天方夜譚，迪爾醫(yī)生在全世界找到了232名志愿者，他們的骨髓可以與布朗匹配。隨后，對(duì)他們進(jìn)行基因檢測(cè)，試圖尋找特定的突變。迪爾醫(yī)生的實(shí)驗(yàn)室將支付這筆40美金/人的檢測(cè)費(fèi)用?！　ふ夜撬柙吹倪^(guò)程中，上

27、天對(duì)布朗表現(xiàn)出更多的是仁慈。第61位捐獻(xiàn)者帶來(lái)了福音。找到合適的骨髓源后，他在醫(yī)院中接受了兩次骨髓干細(xì)胞移植手術(shù)?！　∵@一次，布朗的命運(yùn)豁然轉(zhuǎn)折，使他成為了千萬(wàn)分之一的幸運(yùn)兒。　　移植的干細(xì)胞在布朗體內(nèi)發(fā)揮了應(yīng)有的作用，源源不斷地產(chǎn)生新細(xì)胞，重建起具有CCR5受體缺失的免疫系統(tǒng)。這意味著，HIV病毒在他體內(nèi)漸漸走投無(wú)路?！　?010年，布朗體內(nèi)的HIV病毒已被徹底清除，他成為了艾滋病根治的第一人?！　∵@是人類戰(zhàn)勝艾滋病的首個(gè)案例

28、，打破了“艾滋病不可治愈”的神話。盡管這項(xiàng)成功難以復(fù)制，它仍為艾滋病研究帶來(lái)了希望和信心?！　〔祭室惨虼顺蔀榱酸t(yī)學(xué)界的明星人物。,,,（二）細(xì)胞因子受體的幾個(gè)特點(diǎn)1.細(xì)胞因子受體共用鏈 兩個(gè)或更多細(xì)胞因子受體亞單位組成異聚或多聚體形式，包括特異性配體結(jié)合鏈和一個(gè)參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)鏈。,,IL-2受體,,IL-2受體家族,gp130參與造血因子受體家族高親和力受體形成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，不直接參與配體結(jié)合,細(xì)胞因子受體共用鏈的意義,節(jié)約；

29、細(xì)胞因子功能替代；共用鏈缺失或功能缺陷，將引起嚴(yán)重后果，如IL-2R亞家族的 g 鏈缺陷，將引起SCID。,,gC突變導(dǎo)致T細(xì)胞發(fā)育障礙,2.可溶性細(xì)胞因子受體(sCKR),產(chǎn)生方式：大部分為膜受體脫落，如SIL-1R、SIL -2R、sTNFR、sIFNrR、sGM-CSFR、sIL-5R、sIL-6R等小部分為分泌型，如sIL-4R、sG-CSFR、sIL-5R、sIL-6R生物學(xué)活性：膜受體正常代謝途徑

30、膜受體相應(yīng)配體“競(jìng)爭(zhēng)抑制劑”,,sCKR與臨床：,檢測(cè)：sIL-2R：惡性腫瘤、自身免疫性疾病、病毒感染與其他傳染性疾病、移植排斥反應(yīng)等sIL-6R：炎癥與自身免疫性疾病、感染性疾病、腫瘤和白血病等sTNFR： 炎癥與自身免疫性疾病、感染性疾病、腫瘤和白血病、骨髓移植等治療： 大多數(shù)sCKR與細(xì)胞因子結(jié)合后阻斷細(xì)胞因子與膜受體結(jié)合，從而抑制細(xì)胞因子的生物學(xué)活性。應(yīng)用sCKR為減輕或防止細(xì)胞因子造成的病理?yè)p害提供了新的治療途

31、經(jīng)。,,細(xì)胞因子結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn),結(jié)構(gòu)：同源性低，小分子蛋白，多為單鏈，少為雙鏈、三聚體（TNF）、多含糖基量微而活性強(qiáng)（pmol/L）,,細(xì)胞因子作用特點(diǎn),旁分泌或自分泌，瞬時(shí)、距離范圍小通過(guò)與相應(yīng)受體結(jié)合發(fā)揮作用細(xì)胞因子誘導(dǎo)的受體亞單位聚合可以活化蛋白酪氨酸激酶(JAK),導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子STAT酪氨酸磷酸化而激活靶基因轉(zhuǎn)錄多效性、重疊性、拮抗性、協(xié)同性、網(wǎng)絡(luò)性：生理調(diào)節(jié)、病理反應(yīng),,59,細(xì)胞因子間可相互誘生： IL-1能

32、誘生IFN、IL-1、IL-2、IL-4等， IL-2能誘生TNF、IL-2、LT等。細(xì)胞因子可調(diào)節(jié)細(xì)胞因子受體的表達(dá)： IL-1、IL-5、IL-6等可促進(jìn)IL-2受體的表達(dá)； IL-1能降低TNF受體的密度。 B細(xì)胞和T細(xì)胞活化過(guò)程中，常需要兩種以上細(xì)胞 因子的協(xié)同作用或彼此調(diào)節(jié)。,多效性,重疊性（豐裕性）,協(xié)同性,拮抗性,細(xì)胞因子的作用具有網(wǎng)絡(luò)性,,細(xì)胞因子的免疫學(xué)功能,調(diào)控免疫細(xì)胞

33、的發(fā)育、分化和功能 中樞免疫器官：IL7，SCF,CXCL12 ,IL3，MCSF,MCSF 外周免疫器官：IL4，IL5，IL6，IL13---B細(xì)胞 IL2，IL7，IL18-----------T細(xì)胞,Treg,Th0,Th17,Th2,Th1,TGFβIL10,TGFβ,IL-10,IFNγ，IL2IL12,IL13,IL4,IL6/IL1TGFβ,IFNγ,IL2

34、,IL4,IL36,IL22,IL17,IL36,IL22,,,,,,,,,細(xì)胞免疫,體液免疫,固有免疫,免疫負(fù)調(diào)控,調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫應(yīng)答,抗感染免疫 抗菌免疫 抗病毒免疫抗腫瘤作用誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,細(xì)胞因子與疾病,細(xì)胞因子風(fēng)暴（cytokine storm)/高細(xì)胞因子血癥,,免疫應(yīng)答,分泌大量細(xì)胞因子,免疫細(xì)胞,刺激,,,調(diào)控,,,異常、失控,迅速大量產(chǎn)生細(xì)胞因子（TNF,IL1,6，12，8，18等,,異常免疫應(yīng)答，全身炎癥

35、反應(yīng)綜合征多器官功能障礙綜合征，ARDS,感染,,細(xì)胞因子與炎癥： 炎癥是生命個(gè)體其組織與細(xì)胞對(duì)損傷性因素所產(chǎn)生的防御反應(yīng)。引起炎癥的因素多種多樣，局部的炎癥發(fā)應(yīng)有利于機(jī)體清除致病因子，嚴(yán)重的炎癥可危及生命。炎癥反應(yīng)是典型的多細(xì)胞多因子共同參與的過(guò)程。促進(jìn)和抑制炎癥的發(fā)生發(fā)展是免疫系統(tǒng)的固有功能，代表機(jī)體清除異己，對(duì)抗損傷及進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程。免疫系統(tǒng)參與炎癥的發(fā)生與平息過(guò)程主要是通過(guò)細(xì)胞因子介導(dǎo)的。 抗炎與

36、促炎因子,細(xì)胞因子致熱與炎癥病理?yè)p傷TNF最為突出,作用多效應(yīng)，參與天然免疫和適應(yīng)免疫。IL17：促進(jìn)多種細(xì)胞因子的釋放和招募中性粒細(xì)胞，與多種細(xì)胞因子協(xié)同放大炎癥反應(yīng)，具有雙向調(diào)節(jié)作用。IL-1:是促炎反應(yīng)細(xì)胞因子，主要參與抗感染免疫。IL-6：是炎癥網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組分，具有抗炎抑炎雙重作用。IL23:誘導(dǎo)TH17細(xì)胞分化，和促進(jìn)IL17的分泌。也具有雙向調(diào)節(jié)作用。IL-2：維持Treg功能，抑制TH17分化,H5N1病毒感染

37、,固有免疫與禽流感,,腫瘤的發(fā)生與逃逸 骨髓瘤細(xì)胞表面高表達(dá)IL6R并分泌大量IL6心臟粘液瘤、漿細(xì)胞瘤、子宮頸癌及膀胱癌均異常分泌IL6 IL1可刺激急慢性髓樣白血病細(xì)胞、漿細(xì)胞和卵巢癌細(xì)胞生長(zhǎng) 多種腫瘤細(xì)胞分泌的TGFB、IL-10可抑制機(jī)體的免疫功能，有助于腫瘤逃逸免疫系統(tǒng)的監(jiān)控。,免疫系統(tǒng)相關(guān)疾病：超敏反應(yīng)：自身免疫病免疫缺陷病器官移植排斥反應(yīng),細(xì)胞因子與疾病的治療,細(xì)胞因子

38、直接治療細(xì)胞因子拮抗治療,已上市的細(xì)胞因子重組藥物,,已上市細(xì)胞因子抑制劑,細(xì)胞因子及受體藥物研發(fā)及應(yīng)用,IL: IL-2:IL-11；IL-12；IL-1Ra干擾素：IFN-a；IFN-r集落刺激因子：GM-CSF;G-CSF;M-CSF；EPO細(xì)胞因子及受體為靶點(diǎn)：FDA批準(zhǔn)的單抗有42種，針對(duì)細(xì)胞因子與受體的有8種,如針對(duì)VEGF、EGFR、TNF、IL12/23、IL-6、IL-17a等,,細(xì)胞因子的臨床應(yīng)用舉例

39、,1、重組細(xì)胞因子： IFN-α治療肝炎、G-CSF治療白細(xì)胞減少、多種細(xì)胞因子用于腫瘤病人的細(xì)胞治療。2、細(xì)胞因子抑制劑：（1）IL-1受體拮抗劑（IL-1ra）治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（2）抗TNF-α抗體治療RA。 TNFa受體和Fc融合蛋白： 依那西普：84.06億美元（2012） 抗TNFa單抗： 英利昔61.39億； 阿達(dá)木92.65億； 戈利木6.07億

40、； 塞妥珠6.06億。3.免疫毒素：DAB389-IL-2免疫毒素治療T細(xì)胞淋巴瘤,,美國(guó)FDA2001年11月批準(zhǔn)上市的IL-1ra（Kineret），治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎,,治療：炎癥和自身免疫??；T細(xì)胞淋巴瘤、白血?。灰浦才懦獾?,,白喉毒素片段（389aa） IL-2,治療T細(xì)胞淋巴瘤的細(xì)胞因子免疫毒素DAB389-IL2結(jié)構(gòu)示意圖,Bubble-boy (IL-2R的γ鏈

41、缺陷引起SCID),XSCID 基因治療原理,表達(dá)細(xì)胞因子VEGF的腺病毒或裸DNA直接體內(nèi)注射治療梗塞性血管病,細(xì)胞因子檢測(cè)常用方法,生物活性檢測(cè)法(biossay)--檢測(cè)細(xì)胞因子的生物學(xué)活性免疫學(xué)檢測(cè)法(immnuossay)--檢測(cè)細(xì)胞因子蛋白質(zhì)的抗原特性分子生物學(xué)檢測(cè)法-檢測(cè)細(xì)胞因子的mRNA表達(dá)芯片檢測(cè)：基因、mRNA、蛋白水平,,生物活性檢測(cè)法,增殖實(shí)驗(yàn)：應(yīng)用某一細(xì)胞因子能特異刺激或抑制某些指示細(xì)胞的增殖,通

42、過(guò)[3H]TdR攝入,MTT,反應(yīng)待測(cè)細(xì)胞因子的活性水平;集落形成實(shí)驗(yàn)：半固體培養(yǎng)系統(tǒng),造血因子集落刺激因子誘導(dǎo)干細(xì)胞形成某一或某些種類的集落.直接殺傷靶細(xì)胞：[3H]TdR、51Cr釋放法抗病毒活性：干擾素抑制病毒致病變的程度,計(jì)算樣品中IFN的活性單位凋亡實(shí)驗(yàn)：各種試劑盒、流式細(xì)胞儀趨化實(shí)驗(yàn)：瓊脂糖中的趨化實(shí)驗(yàn)、微孔小室趨化實(shí)驗(yàn)遷移、侵襲實(shí)驗(yàn)：劃痕試驗(yàn)、transwell,,免疫學(xué)檢測(cè)法,放射免疫測(cè)定（RIA）

43、：特異Ab包被+待測(cè)樣品和同位素標(biāo)記的細(xì)胞因子-竟?fàn)幰种茖?shí)驗(yàn)酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)（ELISA）雙抗體加心法Western Blot檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子：細(xì)胞斑點(diǎn)、酶聯(lián)斑點(diǎn),,分子生物學(xué)檢測(cè),Southern BlotNorthern Blot原位雜交RT-PCR,,體內(nèi)功能研究,基因敲除、轉(zhuǎn)基因利用特異性抗體觀察細(xì)胞因子在體內(nèi)的生物學(xué)作用,,發(fā)展趨勢(shì)和展望,,利用系統(tǒng)生物學(xué)破解復(fù)雜細(xì)胞因子調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)作用機(jī)制；新型細(xì)胞因子

44、還會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)：天然細(xì)胞因子發(fā)現(xiàn)（反向生物學(xué)）；已知因子改良；重組細(xì)胞因子的創(chuàng)制。細(xì)胞因子相關(guān)藥物開(kāi)發(fā)細(xì)胞因子與疾病的因果關(guān)系,一個(gè)新的細(xì)胞因子CTRP4的發(fā)現(xiàn)與研究,,立題背景,人類基因組計(jì)劃大量功能未知的新基因被陸續(xù)克隆并得到鑒定；功能基因組學(xué)；以新基因功能探索作為疾病研究和治療切入點(diǎn)；反向生物學(xué)策略；新基因高通量平臺(tái)篩選；新細(xì)胞因子的篩選和鑒定；,,篩選潛在的細(xì)胞因子的策略,未知蛋白的生物信息學(xué)分析,94,,獲

45、得的基因，ORF克隆連接在真核表達(dá)載體,基因篩選平臺(tái),,,功能研究、應(yīng)用探討,,CTRP4簡(jiǎn)介,C1q/TNF related protein4 (homo sapiens) NM_031909.2 Located on11P11 1436bp 2 exons /329 amino acids Predicted molecular weight 35.26KD PI:8.38,

46、,CTRP4簡(jiǎn)介,,,CTRP4簡(jiǎn)介,,,,真核表達(dá)質(zhì)粒構(gòu)建及表達(dá)效果驗(yàn)證,,,雙熒光素酶報(bào)告基因篩選,,,我們得到了一個(gè)具有典型信號(hào)肽結(jié)構(gòu)，可以活化NF-kappaB炎癥信號(hào)通路的新基因。 下一步的工作？,驗(yàn)證分泌功能研究（體內(nèi)體外）闡明機(jī)制,CTRP4 與 NF-kappaB信號(hào)通路的調(diào)節(jié),,CTRP4 與 NF-kappaB信號(hào)通路的調(diào)節(jié),TNF-alp

47、ha level,EMSA,HepG2 cells,,,CTRP4對(duì)下游靶基因影響的篩查,,HepG2 cells,,CTRP4 與IL6/STAT3信號(hào)通路的調(diào)節(jié),IL6 Expression：,STAT3 Phosphorylation:,HepG2,,,,,,IL6可被CTRP4劑量依賴性的上調(diào),IL6 Level：,HepG2,,HepG2 Cell lysate,HepG2 Cultural supernatant,,,,N-

48、terminal sequencing,CTRP4的分泌驗(yàn)證,,,CTRP4的原核表達(dá)質(zhì)粒構(gòu)建及原核蛋白純化制備,,,,rhCTRP4對(duì)于NF-kappaB信號(hào)通路的調(diào)節(jié)活性,HepG2,,,,,rhCTRP4對(duì)于IL6/STAT3通路的調(diào)節(jié)作用,HepG2,,rhCTRP4 發(fā)揮功能的動(dòng)力學(xué)特征,劑量依賴性,時(shí)間依賴性,IL6,,,劑量依賴性,時(shí)間依賴性,TNF-alpha,rhCTRP4對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖能力的影響,HepG2,,,補(bǔ)體

49、C1q分子的結(jié)構(gòu),Trends Immunol. 2004, 25(10): 551-561,17,CTRP4和補(bǔ)體C1q分子之間C1Q球狀結(jié)構(gòu)域的比較,C1Q球狀結(jié)構(gòu)域中完全匹配氨基酸位點(diǎn)主要集中在疏水性氨基酸：丙氨酸（A）、苯丙氨酸（F）、纈氨酸（V）、亮氨酸（L）、甘氨酸（G）等,18,,C1Q球狀結(jié)構(gòu)域的配體譜,,ICs、IgG 、IgM and β- amyloid peptide…,,CRP、SAP and PTX3Fi