免疫学细胞因子课件.ppt
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- 免疫学 细胞因子 课件
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1、免疫学细胞因子免疫学细胞因子2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室2掌握掌握细胞因子的概念、分类及共同特点;细胞因子的概念、分类及共同特点;各类细胞因子的生物学活性。各类细胞因子的生物学活性。了解了解细胞因子及其受体的分子结构;细胞因子及其受体的分子结构;细胞因子与临床的关系。细胞因子与临床的关系。学学 习习 要要 求求2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室3 免疫细胞之间的相互作用方式免疫细胞之间的相互作用方式 ab-ab-TCR抗原肽抗原肽HLAHLA分子分子T T细胞细胞抗原递呈细胞(抗原递呈细胞(APC)AGGTCANNNTGACCT基因转录表达基因
2、转录表达CD4细胞因子细胞因子粘附分子粘附分子2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室4 细胞因子(细胞因子(Cytokine,CK)是由免疫原、丝裂原或其他因子刺激细胞所产生的低分子量可溶性蛋白质,为生物信息分子,具有调节固有免疫应答和适应性免疫应答,促进造血以及刺激细胞活化、增殖分化等功能。必须与相应受体结合发挥作用。必须与相应受体结合发挥作用。细胞因子的产生细胞抗原等刺激产生生物学效应靶细胞概论2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室5 多为小分子(830kD)多肽。在较低浓度下即具有生物学活性。(高效性)通过结合细胞表面高亲和力受体发挥生物学效应。以自分
3、泌、旁分泌或内分泌形式发挥作用 具有多效性、重叠性、协同性和拮抗性在体内在体内pMpM水平即可显示明显的生物学效应。例水平即可显示明显的生物学效应。例如:如:1pg1pg的干扰素能保护的干扰素能保护100100万个细胞抵御万个细胞抵御10001000万病毒颗粒的感染万病毒颗粒的感染第一节细胞因子的共同特点2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室6 细胞因子可以细胞因子可以旁分泌旁分泌、自分泌自分泌或或内分泌内分泌的方式发挥作用。的方式发挥作用。细胞因子的作用方式细胞因子的作用方式内分泌内分泌 endocrine血液循环血液循环远距离作用远距离作用(IL-1、TNF)自分泌自分泌
4、 autocrine作用于分泌细作用于分泌细胞自身胞自身(IL-2)T作用于比邻细胞作用于比邻细胞(IL-12)旁分泌旁分泌 paracrineDCT(1 1)多效性)多效性:一种CK可作用多种靶细胞,产生多种生物学效应(2 2)重叠性)重叠性:几种CKs作用于同一靶细胞可介导相似的功能(3 3)拮抗性)拮抗性:一种CK可抑制其他CK的功能(4 4)协同性)协同性:一种CK可增强 另一种CK的功能IL-6IL-4IL-13B增殖增殖肥大肥大细胞细胞IL-4BIL-3IL-11IL-4(-)(+)IFN-ThTh1Th2IL-4(+)(-)IFN-2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免
5、疫教研室8第二节 细胞因子的分类 白细胞介素 interleukin,IL 干扰素interferon,IFN 肿瘤坏死因子Tumor necrosis factor,TNF 集落刺激因子 colony stimulating factor,CSF 趋化性细胞因子 chemokine 生长因子growth factor,GF 根据结构和功能,细胞因子分为六大类根据结构和功能,细胞因子分为六大类2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室9(一)白细胞介素(interleukin,IL)最初是指由白细胞产生又在白细胞间发挥作用的细胞因子。许多IL也可由其它细胞产生,不仅介导白细胞相互
6、作用,还参与其它细胞的相互作用。目前发现的白细胞介素已达37种。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室10几种主要的白细胞介素 IL-1:发热,激活T细胞、巨噬细胞。IL-2:由活化Th细胞产生,促进T细胞分化发育。IL-3:由活化的T细胞产生,协同刺激造血。IL-4:由活化的T细胞和肥大细胞产生,促进B细胞生长;抑制Th1细胞生长,促进体液免疫应答,促进IgE的合成。IL-10:由活化的T细胞和巨噬细胞产生,抑制巨噬细胞的活性。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室11(二)干扰素(interferon IFN)最早发现的CK,具有干扰病毒感染和复制的能力
7、。根据其来源和结构,可将其分为两型:型:型:IFN-IFN-、IFN-IFN-b b、IFN-IFN-、IFN-IFN-、IFN-IFN-型:型:IFN-IFN-日本病毒学家在研究天花疫苗时发现:兔皮肤及睾丸接种灭活疫苗后,再次接触病毒感染,出现病毒生长抑制现象,并于1954年发表自己的研究成果。1957年,英国病毒生物学家Alick Isaacs和瑞士研究人员Jean Lindenmann在利用鸡胚绒毛尿囊膜研究流感干扰现象时了解到,病毒感染的细胞能产生一种因子,后者作用于其他细胞干扰病毒的复制,故将其命名为干扰素。Alick Isaacs2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教
8、研室132022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室14干扰素的类型及主要功能IFNa aIFN b bIFN CD118CD118CD119淋巴细胞,单核巨噬细胞淋巴细胞,单核巨噬细胞成纤维细胞成纤维细胞活化活化T细胞,细胞,NK细胞细胞抗病毒抗病毒,促进,促进MHC I和和II类子表达类子表达抗病毒抗病毒,抗细胞增殖,抗细胞增殖,同上同上激活巨噬细胞,抗病毒,激活巨噬细胞,抗病毒,诱导诱导Th1细胞的分化,抑细胞的分化,抑制制Th2细胞,细胞,名称名称受体受体主要产生细胞主要产生细胞主要功能主要功能乙肝、人毛细胞白血病乙肝、人毛细胞白血病多发性硬化多发性硬化副作用:流感样副作用
9、副作用:流感样副作用慢性肉芽肿慢性肉芽肿2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室15 一种能使肿瘤发生出血、坏死的细胞因子。分类:TNFa a: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 TNFb b: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,可以调节免疫、杀有相同的结合受体和生物学活性,可以调节免疫、杀伤靶细胞和诱导细胞凋亡。伤靶细胞和诱导细胞凋亡。(三)肿瘤坏死因子超家族 (tumor necrosis fac
10、tor,TNF)2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室16大剂量大剂量TNFa a注射造成恶液质的小鼠模型注射造成恶液质的小鼠模型(四)集落刺激因子 -(colony stimulating factor,CSF)指能刺激多能造血干细胞和不同发育分化阶段的造血祖细胞进行增殖分化,并在半固体培养基中形成相应集落的细胞因子。按其作用范围分为:粒细胞CSF(G-CSF),巨噬细胞CSF(M-CSF),粒细胞和巨噬细胞CSF(GM-CSF)和多集落刺激因子(multi-CSF,IL-3)等。广义上,凡是刺激造血细胞的细胞因子都可以统称为CSF,如EPO,SCF、TPO、IL-11。2
11、022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室18(五)趋化性细胞因子(chemokine)概念:能使细胞发生趋化运动的小分子细胞因子。趋化运动是指细胞向高浓度刺激物方向的定向运动。功能:招募血液中的单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等进入感染发生的部位。特点:结构上有较大的同源性 氨基端多含有1个或2个半胱氨酸 CC亚家族:单核细胞趋化蛋白(MCP-1);CXC 亚家族:IL-8可趋化粒细胞到炎症部位;C亚家族:淋巴细胞趋化蛋白,趋化T、NK、DC等;CX3C 亚家族:Fractalkine可趋化单核细胞、T细胞。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室19(六)生长因子
12、(growth factor,GF)对细胞生长起调节作用的细胞因子。转化生长因子b(transforming growth factor-b,TGFb)表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)神经生长因子(nerve growth factor,NGF)血小板生长因子(platelet derived growth factor,PDGF)肝细胞生长因子(hepatic growth factor,HGF)。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室20转化生长因子b(TG
13、F-b)命名:能使正常成纤维细胞的表型发生转化,即贴壁命名:能使正常成纤维细胞的表型发生转化,即贴壁-琼琼脂中生长。脂中生长。对造血干细胞、上皮细胞、巨噬细胞、对造血干细胞、上皮细胞、巨噬细胞、NK细胞、细胞、T细胞和细胞和B细胞等具有抑制作用,但对肿瘤细胞无抑制作用。细胞等具有抑制作用,但对肿瘤细胞无抑制作用。TGF-超家族是一组调节细胞生长和分化的蛋白质家族,超家族是一组调节细胞生长和分化的蛋白质家族,为同源二聚体。为同源二聚体。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。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室21Adaptive regulatoryT-
14、cell 通过通过TGF-发挥发挥抑制抑制h细胞活性,从细胞活性,从而抑制免疫反应的功能。而抑制免疫反应的功能。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室22第三节 细胞因子的生物学功能调节固有免疫应答调节固有免疫应答调节适应性免疫应答调节适应性免疫应答刺激造血刺激造血促进凋亡,直接杀伤靶细胞促进凋亡,直接杀伤靶细胞促进创伤的修复促进创伤的修复2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室23(1)有利:抗菌、抗病毒、免疫调节、刺激造血。)有利:抗菌、抗病毒、免疫调节、刺激造血。(2)有害:炎症、休克、发热、自身免疫病、肿瘤)有害:炎症、休克、发热、自身免疫病、肿瘤 细
15、胞因子具有双重作用:l如:如:IL-2IL-2、TNFTNF等都有严重的全身性毒性。包括低血压、等都有严重的全身性毒性。包括低血压、心包渗漏、呼吸功能不全,脓毒败血症等。心包渗漏、呼吸功能不全,脓毒败血症等。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室24(一)调节固有免疫(一)调节固有免疫 DC:IL-1、TNF-、IFN-;中性粒细胞:中性粒细胞:IL-1、IL-8、TNF-、G-CSF;单核单核-巨噬细胞:巨噬细胞:MCP、IL-2;NK细胞:细胞:IL-2、15、18;NKT细胞:细胞:IL-2、12;T细胞:细胞:IL-1、7、12、15。2022-8-1潍坊医学院免疫教
16、研室潍坊医学院免疫教研室25What will happen?2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室26 IFN-可上调可上调DC细胞细胞MHC分子的表达,促抗原提呈。分子的表达,促抗原提呈。炎症局部产生的炎症局部产生的IL-1、IL-8、TNF-可上调血管可上调血管内皮细胞粘附分子,促进内皮细胞粘附分子,促进中性粒细胞经血管壁渗出中性粒细胞经血管壁渗出到炎症部位。到炎症部位。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室27(二)调节适应免疫应答(二)调节适应免疫应答细胞因子对细胞因子对B细胞的调节细胞的调节2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室
17、28(三)刺激造血(三)刺激造血 造血干细胞和祖细胞:造血干细胞和祖细胞:IL-3和和SCF;髓样祖细胞和髓系细胞:髓样祖细胞和髓系细胞:GM-CSF、G-CSF、M-CSF;淋巴样干细胞:淋巴样干细胞:IL-7刺激刺激T、B淋巴细胞;淋巴细胞;单个谱系:单个谱系:EPO、TPO、IL-11、IL-15。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室29(四)促进凋亡,直接杀伤靶细胞(四)促进凋亡,直接杀伤靶细胞 TNF-和和LT-可直接杀伤肿瘤细胞或病毒感染细胞。可直接杀伤肿瘤细胞或病毒感染细胞。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室30(五)促进创伤的修复(五)
18、促进创伤的修复 TGF-:刺激成纤维细胞和成骨细胞促进损伤组织修复。:刺激成纤维细胞和成骨细胞促进损伤组织修复。血管内皮细胞生长因子(血管内皮细胞生长因子(VEGF):促进血管形成。):促进血管形成。成纤维细胞生长因子(成纤维细胞生长因子(FGF):促进慢性软组织溃疡愈合。):促进慢性软组织溃疡愈合。表皮生长因子(表皮生长因子(EGF):促进皮肤溃疡和创口愈合。):促进皮肤溃疡和创口愈合。2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室31第四节 细胞因子的受体 从细胞因子结合其受体开始,到某些基因转录的启动,要经历复杂的细胞内分子间的相互作用,这样的作用过程称为细胞因子的信号转导 细
19、胞因子受体都是跨膜蛋白,由胞膜外区、跨膜区和胞浆区组成细胞因子细胞因子T T细胞细胞APC2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室32 免疫球蛋白超家族受体:免疫球蛋白超家族受体:IL-1RIL-1R,IL-18RIL-18R I I型细胞因子受体家族型细胞因子受体家族:其胞膜外区由细胞因子受体结构:其胞膜外区由细胞因子受体结构域和域和型纤连蛋白型纤连蛋白Fn3结构域组成结构域组成。IIII型细胞因子受体家族型细胞因子受体家族:其胞膜外区由:其胞膜外区由Fn3Fn3结构域组成,结构域组成,又称干扰素受体家族。又称干扰素受体家族。肿瘤坏死因子受体超家族肿瘤坏死因子受体超家族:有富
20、含半胱氨酸的基序。:有富含半胱氨酸的基序。趋化性细胞因子受体家族趋化性细胞因子受体家族:是:是G G蛋白偶联受体,由蛋白偶联受体,由7 7个疏水个疏水性的跨膜区组成。性的跨膜区组成。一、细胞因子受体的分类一、细胞因子受体的分类CXCR4CXCR4和和CCR5CCR5是是HIVHIV感染感染T T细胞和巨噬细胞的细胞和巨噬细胞的共受体(共受体(Co receptors)Co receptors)2022-8-1潍坊医学院免疫教研室潍坊医学院免疫教研室34 共用信号链 I型细胞因子受体家族的多数成员属多亚单位受体,多种I型细胞因子受体有共用的相同的信号传递亚单位。自细胞膜脱落形成可溶性细胞因子受体
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