臨床生物化學/細胞調節因子
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細胞調節因子是一組小分子或中等分子量的可溶性蛋白質（多肽）與糖蛋白，具有強大的和多方面的生物效應。它們均作用于特異的靶細胞表面受體，通過細胞內信號傳導和第二信使介導，調節細胞的增殖、分化、生長、出血、骨發生、免疫過程、創傷的愈合、炎癥反應等。較大分子量的調節因子前身物質經蛋白酶切水解為較小的活性分子（成熟分子），糖蛋白分子中的含糖結構對其藥理動力學有顯著影響。已知不少疾病過程與細胞因子生成的失平衡有密切聯系，它們異常過度的分泌可誘發和延長病理過程，有些疾病可惡化，或受到一些起始因子（如病毒與細胞的感染等）的作用后，造成細胞分泌異常而發病。細胞因子的生成異常亦與一些免疫介導的疾病有關，如過敏、哮喘、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、自身免疫性全細胞缺乏癥、牛皮癬等。細胞因子廣泛地介入惡性腫瘤的增殖分化、轉移，如多發性骨髓瘤，急性白血病，慢性淋巴細胞白血病，霍奇金病。細胞因子更廣泛地從多層次以多種形式介導一系列炎癥發病進程，如胰腺炎、毛細管滲出性綜合征、骨質疏松癥、創傷愈合、腎衰等。因此，近年來，細胞因子的分泌表達及其作用引起多方面專家的關注和研究，細胞因子的檢測也迅速發展起來。
本節從生物化學與分子生物學基礎對其發展中的幾個基本問題作一簡介。
細胞因子的發現近半個世紀，由于其生物學作用的多效性，細胞來源的多樣性，曾經賦予過不少名稱。自80年代基因工作和蛋白質的優化技術發展，細胞因子基因被克隆至今，雖然多種細胞因子的蛋白質一級結構被闡明，其相應的mRNA及DNA序列分析及其染色體定位被確認，但由于一種細胞因子可由多種細胞產生，不同細胞來源的細胞因子又有相似的生物學作用（多效性），加上生物學作用的環境依賴性，因此命名至今不夠滿意，更不甚統一，分類上的意義也是相對的，有的側重考慮其細胞來源，有的著重于參照其生物學作用，見表2-12。
表2-12 細胞因子的分類
| 1．促紅細胞生成素（EPO） | 5．腫瘤壞死因子（TNF） |
| 2．集落刺激因子（CSF） | 腫瘤壞死因子α（TNF-α） |
| 粒細胞巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF） | 腫瘤壞死因子β（TNF-β） |
| 粒細胞集落刺激因子（G-CSF） | 6．干擾素（IFN） |
| 巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF或CSF-1） | 干擾素α-1（IFNα-1） |
| 干細胞因子（CSF） | 干擾素α-2（IFNα-2） |
| 白介素-3或多集落刺激因子（IL-3或multi-F） | 干擾素β（IFNβ） |
| 白血病抑制因子（LIF） | 干擾素γ（IFNγ） |
| 胰島素樣生長因子（IGF） | 7．轉化生成因子（TGF） |
| 3．血小板生成素（TPO） | 轉化生長因子β-1（TGFβ-1） |
| 4．白介素（IL） | 轉化生成因子β-2（TGFβ-2） |
| 白介素-1α（IL-1α） | 轉化生長因子β-3（TGFβ-3） |
| 白介素-1β（IL-1β） | 8．巨噬細胞炎性蛋白（MIP） |
| 白介素-2（IL-2） | 巨噬細胞炎性蛋白1α（MIP-1α） |
| 白介素-3（IL-3或multi-CSF） | 巨噬細胞炎性蛋白1β（MIP-1β） |
| 白介素-4到白介素-13（IL-4，IL-5，IL-6，IL-7，IL-8，IL-9，IL-10，IL-12，IL-13） | 巨噬細胞炎性蛋白2（MIP-2） |
| 9．其他 | |
| 單核細胞化學吸附蛋白-1（MCP-1） | |
| 血小板因子4（PF4） | |
| β-凝集球蛋白 | |
| 黑色瘤生長刺激活性（GROimgSA） |
有些研究者按其主要特征，歸納為以下幾類：
1．天然免疫的效應分子（如α/β干擾素，TNF，IL-1，IL-6等）。
2．炎癥反應的激活因子（IL-1，IL-5，IFN-1等）。
3．淋巴細胞活化生成與分化的調節因子（IL-2，IL-4，TGFβ等）。
4．未成熟免疫細胞生長分化的刺激因子（IL-3，IL-7，GM-CSF，M-CSF，G-CSF）。
也有一些研究者依據其生物學特征從臨床病理出發分為以下6大類：
1．炎癥因子（介導炎癥發生發展）又稱為炎癥反應因子（inflamatoryfactor）(如IL-1，IL-6，IL-8，TNF等)。
2．殺傷因子（cytotoxicfactor）（如TNF-γ，TNF-β）。
3．干擾素（有抗病毒作用的IFN-γ，β，α）。
4．白介素類，促細胞活化、增殖、分化、調節其功能。
5．成血因子（hematopoieticfactor）(SCF，IL-3，GM-CSF，G-CSF，M-CSF等)
6．轉化生長因子（transforminggrowthfactor，TGF）。
最近由于分子生物學研究的進展，將已發現的細胞因子以分子結構為基礎，結合其基因組合受體類型，將它們歸納為以下6個不同的家族，列表2-13下可供參考。
表2-13 細胞因子的結構型家族
| 家族（family） | 細胞因子（cytokines） | 受體類型（receptortype） |
| Haematopoietins(4α-helicalbundles) | IL-2,IL-3,IL-4,IL-5,IL-6,IL-7,IL-8,IL-9,IL-14,G-CSF,GM-CSF,CNTF,OSM,LIF,Epo | CytokinereceptorclassI |
| IL-10,IFNαIFNβIFNγ | CytokinereceptorclassII | |
| EGF(β-sheet) | EGF,TGFα | Tyrosinekinase |
| FGFα，FGFβ | Splittyrosinekinase | |
| IL-1α,IL-1β,IL-1Rα | IL-1receptor | |
| TNF(jellyrollmotif) | TNFα,TNFβ,LTβ | |
| Cysteineknot | NGF | |
| TGFβ1,TGFβ2,TGFβ3 | Serine/threoninekinase | |
| PDGF,VEGF | Tyrosinekinase | |
| Chemokines | ||
| (triple-strandedantiparallelβ-sheetinGredkkeymotif) | IL-8,MIP-1α,MIP-1β,MIP-2,PF-4,PBP,I-309/TCA-3,MCP-1,MCP-2,MCP-3,γIP-10 | Rhodopsinsuperfamily |
各個細胞因子的生物化學及其分子生物學正在積累大量的資料，學者可從以下幾方面了解和收集有關材料加以深入系統的研究。
1．使用過的其它名稱，多數細胞因子在發現它們存在的早期，曾基于其生物效應的某一側面或其發現的歷史、細胞來源以及生物檢測方法的使用而使用過多種名稱，這些名稱不一定是反映該因子最本質的方面，并易混淆，宜予注意。
2．分子大小、分子特征、分子量。
3．氨基酸序列和三維空間結構（包括來自X線及NMR獲得的數據）
4．交叉反應性（crossreactivity），比較不同種屬（如人和鼠）細胞因子氨基酸序列的一致性及其差異。
5．已知可以分泌該細胞因子的細胞類型及細胞因子的表達調控。
6．主要物理化學性質，包括前體的分子量和去除信號肽后成熟分子的分子量及其酶切點。
7．基因結構及其染色體定位，包括有關外顯子和內含子的基因結構及相應的氨基酸序列。
8．受體的描述、類型，包括蛋白質的主區域細胞膜結合的模式和糖基化的程度，受體細胞分布，受體的物理化學性質，氨基酸序列，染色體定位等。
9．受體后信號傳遞體制和類型-細胞內信號傳遞途徑的了解情況。
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