白細(xì)胞介素(IL)

　　在1979年第二屆國(guó)際淋巴因子專題討論會(huì)上，將來(lái)自單核-巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞所分泌的某些非特異性發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)和在炎癥反應(yīng)中起作用的因子稱為白細(xì)胞介素（interleukin，IL)。目前已知許多IL是來(lái)自單核-巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞以外的其它細(xì)胞。已正式命名的白細(xì)胞介素有IL-1～I(xiàn)L-15。

　　（一)IL-1

　　IL-1是一種單核因子。1972年Gery等發(fā)現(xiàn)人白細(xì)胞培養(yǎng)的上清中含有一種可溶性物質(zhì)，這種物質(zhì)可促進(jìn)小鼠胸腺細(xì)胞對(duì)植物血凝素（PHA)的有絲分裂反應(yīng)。起初命名為淋巴細(xì)胞激活因子（lymphocyte-activating factor,LAF)或內(nèi)源性熱原質(zhì)（endogenous pyrogen)、破骨細(xì)胞激活因子（osteoclast activating factor)、黑素瘤細(xì)胞生長(zhǎng)抑制因子（melanoma growth inhibitory factor)等，1979年國(guó)際統(tǒng)一命名為IL-1。

　　1.IL-1的產(chǎn)生　IL-1可由多種細(xì)胞合成和分泌。

　�。�1)單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞（如腹腔粘連細(xì)胞peritoneal cell,PC)、樹(shù)突狀細(xì)胞等在攝取抗原抗體復(fù)合物后或在抗原提呈過(guò)程中可產(chǎn)生IL-1。在大多數(shù)刺激劑刺激外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC)條件下，IL-1βmRNA水平要高于IL-1αmRNa 20～25倍。

　�。�2)小鼠巨噬細(xì)胞細(xì)胞系P388D1、J774、PU5-1.8、WEHI-3以及人前單核細(xì)胞株U937等在脂多糖（LPS)刺激后都能分泌大量的IL-1。

　�。�3)表皮細(xì)胞、NK細(xì)胞、B細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、腦膠質(zhì)星狀細(xì)胞、腎小球系膜細(xì)胞（mesangial cell)、滑膜襯里細(xì)胞（synovial lining cell)、平滑肌細(xì)胞、上皮細(xì)胞、胎盤細(xì)胞、白血病細(xì)胞、PMN等在某些條件下亦可產(chǎn)生IL-1。

　　許多因素可以直接影響單核-巨噬細(xì)胞IL-1的分泌：①細(xì)胞因子如巨噬細(xì)胞激活因子（MAF)、集落刺激因子（CSF)、IFN-α、IFN-γ對(duì)IL-1產(chǎn)生具有增強(qiáng)作用。②LPS、PPD、BCG和李斯特菌，葡萄球菌、鏈球菌外毒素，活病毒等也是IL-1產(chǎn)生的刺激劑。在外周血中20pg/ml內(nèi)毒素刺激單核細(xì)胞即可產(chǎn)生IL-1，因此在一般培養(yǎng)條件下，由于微量?jī)?nèi)毒素的污染可刺激單核細(xì)胞分泌IL-1。10ng/mlLPS可使單核細(xì)胞合成IL-1增加100倍。③蛋白激酶C（PKC)的激活劑乙酸肉豆蔻佛波醇（phorbol myristate acetate,PMA)以及鈣離子載體（calcium ionophore)如A23187均具有強(qiáng)烈的刺激作用。④皮質(zhì)類固醇和前列腺素則對(duì)IL-1的產(chǎn)生有抑制作用。

　　2.IL-1的分子結(jié)構(gòu)和基因　完整的人IL-1α和IL-1β基因組分別為10.5kb和7.8kb。人和小鼠IL-1基因定位于2號(hào)染色體，均含7個(gè)外顯子。IL-1前體(ProIL-1)為31kDa，通過(guò)蛋白水解酶裂解形成成熟的IL-1分子。IL-1在不同種屬中有較高同源性。在氨基酸水平上，IL-1α和IL-1β在不同種屬同源性分別為60%～70%和75%～78%；但在同一種屬中IL-1α與IL-1β同源性只有25%。人IL-1α（PI5.0)和IL-1β（P17.0)分別由159和153個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約17.5kDa，同源性為28%。IL-1對(duì)糜蛋白酶敏感。不同細(xì)胞所產(chǎn)生IL-1的等電點(diǎn)可有所差異。

　　3.IL-1的受體　T細(xì)胞、成纖維細(xì)胞表面IL-1受體為80kDa，而B(niǎo)細(xì)胞則為68kDa。編碼這兩種IL-1受體是不同基因產(chǎn)物。P80IL-1R稱為IL-1RtI（CDw121a),P68IL-IR稱為IL-1RtⅡ（CDw121b)。

表4-1　IL-1 Rt Ⅰ和IL-1RtⅡ的比較

　　（1)IL-1RtⅠ：IL-1RtⅠ cDNA克隆在人和鼠均已獲得成功。IL-1RtⅠ為穿膜蛋白，胞膜外區(qū)有3個(gè)結(jié)構(gòu)域?qū)倜庖咔虻鞍壮�家族，穿膜區(qū)有20個(gè)氨基酸殘基，胞漿區(qū)含有絲氨酸和蘇氨酸殘基，當(dāng)IL-1與IL-1RtⅠ結(jié)合后絲氨酸和蘇氨酸很快被磷酸化。通過(guò)基因轉(zhuǎn)染Hela細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明，IL-1RtⅠN端2個(gè)結(jié)構(gòu)域與配體結(jié)合有關(guān)。針對(duì)N端17個(gè)氨基酸片段的McAb能阻斷IL-1RtⅠ與IL-1結(jié)合。IL-1與IL-RtⅠ結(jié)合后即發(fā)生內(nèi)化（internalization)。成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞主要表達(dá)IL-1RtⅠ。一般來(lái)說(shuō)，IL-1RtⅠ可與IL-1α和IL-1β相結(jié)合，但I(xiàn)L-1α與Ⅰ型受體結(jié)合能力較高，而IL-1β與Ⅱ型受體結(jié)合較高。IL-1與不同種屬不同細(xì)胞結(jié)合后的生物學(xué)效應(yīng)有所差別，如人和鼠IL-1α結(jié)合到人內(nèi)皮細(xì)胞上的親和力相同，但產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)不完全相同�？笽L-1RtⅠMcAb在體內(nèi)和體外均可抑制IL-1在生物學(xué)效應(yīng)。

　�。�2)IL-1RtⅡ：主要分布于EBV轉(zhuǎn)化的B細(xì)胞、Raji細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、胎盤、Th2克隆、活化T細(xì)胞、PMN和骨髓細(xì)胞等。胞膜外區(qū)有3個(gè)結(jié)構(gòu)域?qū)倜庖咔虻鞍壮�家族，與IL-1RtⅠ之間有28%氨基酸同源性，穿膜區(qū)有更高的同源性，但胞漿區(qū)要比Ⅰ型受體短，可能在介導(dǎo)信號(hào)傳遞上有差別。IL-1與IL-1RtⅡ結(jié)合后易發(fā)生降解而不象IL-1RtⅠ那樣發(fā)生內(nèi)化。IL-1RtⅡ經(jīng)蛋白水解酶水解后可形成可溶性的IL-1結(jié)合蛋白（soluble IL-1 binding protein,sIL-1BP)，46kDa，與IL-1β有較高親和力，在自然情況下sIL-1BP是IL-1β的抑制劑�？扇苄訧L-1R（soluble IL-1 receptor,sIL-1R)可有效防止小鼠心臟移植排斥反應(yīng)，減輕Lewis大鼠的實(shí)驗(yàn)性關(guān)節(jié)炎和過(guò)敏性大腦炎。

　　在T細(xì)胞中，CD4陽(yáng)性細(xì)胞亞群IL-1受體表達(dá)要高于CD8陽(yáng)性T細(xì)胞亞群。以小鼠胸腺瘤細(xì)胞系EL-4為模型，發(fā)現(xiàn)IL-1α和IL-1β可結(jié)合到相同的高親和力受體�，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)聯(lián)合免疫缺陷病人的T細(xì)胞表達(dá)IL-1R缺陷，對(duì)抗原刺激不發(fā)生增殖反應(yīng)，也不產(chǎn)生IL-2，病人易患機(jī)會(huì)致病菌感染。

　　4.IL-1受體拮抗物　在某些白血病患者血清和尿中以及單核細(xì)胞培養(yǎng)上清中發(fā)現(xiàn)一種多肽性質(zhì)的IL-1特異性抑制因子，稱為IL-1受體拮抗物（interleukin 1 receptor antagonist,IL-1ra),又稱IL-1受體拮抗蛋白（IL-1 receptor antagonist protein, IRAP)。

　�。�1)IL-1ra的產(chǎn)生：IL-1ra體外可由LPS刺激的單核細(xì)胞，PMA、PHA、CSF刺激的單核細(xì)胞系產(chǎn)生。

　　（2)IL-1ra分子的結(jié)構(gòu)和基因：IL-ra基因克隆1990年獲得成功，編碼人IL-1α、IL-1β和IL-1ra基因都定位于2號(hào)染色體。IL-1ra cDNA編碼的多肽為17kDa，糖基化后分子量為25kDa，但糖基對(duì)IL-1ra活性并非必需。未成熟的IL-1ra分子為177個(gè)氨基酸殘基的肽鏈，N端25個(gè)氨基酸多為疏水性氨基酸，構(gòu)成典型的信號(hào)肽順序。成熟分子由152個(gè)氨基酸殘基組成。在65、68、116及122位上有4個(gè)保守的半胱氨酸殘基，Cys65-116，Cys68-122間形成鏈內(nèi)二硫鍵。從cDNA推算的氨基酸序列IL-1ra與IL-1α和IL-1β分別有19%和26%的同源性，人和小鼠的IL-1ra有77%同源性。

　�。�3)IL-1ra的生物學(xué)作用：IL-1ra能特異性地抑制T細(xì)胞表面IL-1R與IL-1結(jié)合，但不抑制TNF或IL-2與相應(yīng)受體的結(jié)合。IL-1ra不與IL-1直接結(jié)合，而是一種IL-1與IL-1R相互結(jié)合的競(jìng)爭(zhēng)性抑制物。rIL-1ra與Ⅰ型和Ⅱ型IL-1R都能結(jié)合，但與IL-1RtⅠ結(jié)合的親和力要高于與IL-1RtⅡ結(jié)合的親和力。rIL-1ra、rIL-1α、rIL-1β與IL-1RtⅠ結(jié)合的親和力比較相近，但rIL-1ra、rIL-1α與IL-1RtⅡ結(jié)合的親和力要低于rIL-1β與IL-1RtⅡ結(jié)合的親和力。IL-1ra能抑制IL-1刺激滑膜細(xì)胞PGE2的產(chǎn)生和軟骨細(xì)胞膠原酶合成，抑制胸腺細(xì)胞的增殖以及中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附。在體內(nèi)可抑制IL-1引起的發(fā)熱。IL-1ra可結(jié)合T細(xì)胞和成纖維細(xì)胞表面IL-1RtⅠ,也能抑制IL-1與PMN、B細(xì)胞、髓樣單核細(xì)胞白血病細(xì)胞IL-1RtⅡ的結(jié)合。IL-1ra可抑制PBMC、骨髓細(xì)胞衍生的髓樣淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞自發(fā)增殖和自發(fā)產(chǎn)生IL-1、IL-6和GM-CSF。在體內(nèi)，IL-1ra可阻止LPS引起的家兔死亡，減輕免疫復(fù)合物所誘導(dǎo)的炎癥，抑制小鼠骨髓移植后GVHR的發(fā)生，提高存活率，此外，還可防治動(dòng)物實(shí)驗(yàn)性潰瘍性結(jié)腸炎。

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