概述

細胞因子通過結合細胞表面相應的細胞因子受體而發(fā)揮生物學作用。細胞因子與其受體結合后啟動復雜的細胞內分子間的相互作用,最終引起細胞基因轉錄的變化,這一過程稱為細胞的信號轉導。

胞膜外區(qū)為識別結合細胞因子的部位,胞漿區(qū)啟動受體激活后的信號轉導。細胞因子受體根據(jù)其結構和信號轉導途徑可分為I?型細胞因子受體、II?型細胞因子受體、腫瘤壞死因子受體和趨化性細胞因子受體等不同的家族或超家族。

舉例

I型細胞因子受體(class?I?cytokine?receptor)家族包括IL-2,IL-3,IL-4,IL-5,IL-7、IL-9、IL-13、IL-15、GM-CSF?和促紅細胞生成素等細胞因子的受體。II?型細胞因子受體家族(class?II?cytokine?receptor)包括IFNα,IFNβ,IFNγ和IL-10?的受體。腫瘤壞死因子受體超家族(TNF?receptor?super?family,?TNFSF)包括TNF受體、神經(jīng)生長因子受體、CD40?分子和Fas?分子等。趨化性細胞因子受體家族(chemokine?receptor?family)是G-蛋白偶聯(lián)受體,為7?次跨膜的蛋白,和相應的配體結合后經(jīng)偶聯(lián)GTP?結合蛋白而發(fā)揮生物學效應。

CCR5?是HIV?在巨噬細胞和T?淋巴細胞上的輔助受體,HIV?借助它進入細胞造成原發(fā)性感染。在體外實驗中,CCR5?的小分子拮抗劑可抑制HIV?感染巨噬細胞。CCR5?是多態(tài)性基因。攜帶一種CCR5?等位基因的純合子個體,由于缺失了32個堿基使編碼區(qū)發(fā)生了移碼突變僅表達無功能的CCR5,這種個體可在一定程度上抵抗HIV?的感染。

I?型細胞因子受體家族受體的多數(shù)成員屬多亞單位受體,其中一種亞單位是細胞因子結合亞單位,另一種是信號轉導單亞位。多種I?型細胞因子受體有共用的相同的信號傳遞亞單位。如人IL-3、IL-5?和GM-CSF?受體均由α和β亞單位組成,其中α亞單位是細胞因子特異性結合亞單位,結構各異,β亞單位是這三種細胞因子共用的信號轉導亞單位。因此,IL-3、IL-5?和GM-CSF?在功能上有很大的重疊性,如均可作用于造血干細胞。?IL-2、IL-4、IL-7、IL-9?和IL-15?受體都有相同的信號轉導亞單位(γ鏈)。

位于X-染色體上的γ鏈基因缺陷是X-性連鎖重癥聯(lián)合免疫缺陷?。⊿CID)的一種病因,這類患者由IL-2、IL-4、IL-7、IL-9?和IL-15?受體介導的細胞信號轉導發(fā)生嚴重的障礙,細胞免疫和體液免疫都出現(xiàn)嚴重的缺陷。許多細胞因子如IL-1、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、G-CSF、GM-CSF、IFN-γ和TNF?的受體有游離的形式即可溶型細胞因子受體(soluble?cytokinereceptor)。可溶型的細胞因子受體可做為相應細胞因子的運載體,也可與相應的膜型受體競爭配體而起到抑制作用。此外,檢測某些可溶型細胞因子的水平有助于某些疾病的診斷及病程的發(fā)展和轉歸的監(jiān)測。

Ⅱ型細胞因子受體是由同源的二分子形成的二聚體。一些細胞因子的受體存在天然拮抗劑,如IL-1?受體拮抗劑(IL-1Ra)是一種由單核巨噬細胞產(chǎn)生170kDa?的多肽,它可以結合IL-1?受體,從而抑制IL-1α和IL-1β的生物學活性。有些病毒產(chǎn)生細胞因子結合蛋白也是細胞因子的拮抗劑,如痘病毒產(chǎn)生的TNF?和?IL-1?結合蛋白可抑制或消除TNF?和?IL-1?的致炎癥作用。