多重细胞因子检测在炎症&自身免疫系统疾病研究中的应用
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细胞因子


是在细胞信号传导中重要的小蛋白(〜5-20kDa)的广泛而松散的类别。细胞因子是肽,不能穿过细胞的脂质双层进入细胞质。细胞因子被证明是作为免疫调节剂参与自分泌,旁分泌和内分泌信号传导的。它们与激素的明确区别仍然是正在进行的研究的一部分。


细胞因子种类包括趋化因子,干扰素,白介素,淋巴因子和肿瘤坏死因子,但通常不包括激素或生长因子。

细胞因子由多种细胞产生,包括免疫细胞,例如巨噬细胞,B淋巴细胞,T淋巴细胞和肥大细胞,以及内皮细胞,成纤维细胞和各种基质细胞;给定的细胞因子可能由一种以上的细胞产生。

它们通过细胞表面受体起作用,在免疫系统中尤其重要;细胞因子调节体液和基于细胞的免疫反应之间的平衡,并且它们调节特定细胞群体的成熟,生长和反应能力。一些细胞因子以复杂的方式增强或抑制其他细胞因子的作用。它们不同于激素,激素也是重要的细胞信号分子。激素以更高的浓度循环,并且倾向于由特定种类的细胞产生。细胞因子在健康和疾病中很重要,特别是在宿主对感染,炎症,创伤,败血症的免疫反应中,癌症和生殖。

  
一、细胞因子与受体

  

1、白介素与白介素受体

  
2、趋化因子与受体

  

二、细胞因子的特性

  

  
三、与细胞因子相关的体内表型

  

  
四、举例细胞因子在免疫中的作用概述

1、IL-2的免疫刺激和免疫抑制作用概述


尽管IL-2具有促进增殖,抑制细胞凋亡和诱导细胞因子的能力,但IL-2的主要,非冗余体内功能是限制淋巴样扩张并促进外周耐受。IL-2对于T辅助(TH)2细胞的分化也很重要。CD4+ CD25+调节性T细胞的重要性日益得到认可。这些细胞在II2-/-小鼠中不存在,但在这些细胞的发育和/或功能中的确切作用尚不清楚。

  

2、原型促炎性细胞因子TNF的免疫抑制作用概述


肿瘤坏死因子(TNF)对造血和非造血细胞的促炎作用已得到公认;但是,也很明显,TNF可以通过抑制T细胞受体信号传导,促进淋巴T细胞凋亡,抑制树突状细胞(DC)共同刺激并诱导其他可以抑制细胞介导的免疫的细胞因子来减弱免疫反应。

  
3、DC诱导T细胞分化并产生促炎症因子


DC对天然T细胞和其他因素(天然免疫应答物质,维生素,环境中的细胞因子)的抗原呈递会诱导T细胞产生IL,并分化为TH1,TH2,TH9,TH17,TH22或滤泡TH(TFH)细胞。这些T细胞亚群可根据其各自的细胞因子概况,对趋化因子的反应以及与其他细胞的相互作用,促进不同类型的炎症反应。

   

4、细胞因子和辅助T细胞分化


在标准模型中,辅助T细胞分别被IL-12和IL-4极化为两个子集TH1和TH2之一。TH1细胞可促进细胞介导的免疫力和宿主对细胞内生物体的防御能力,但也可导致类风湿性关节炎,克罗恩氏病和多发性硬化症等自身免疫疾病的发病机理。TH2细胞因子,尤其是IL-4,拮抗TH1分化并减弱细胞介导的免疫力,但促进过敏和抗蠕虫反应。尽管此模型非常有用并且可以解释很多,但细胞因子在自身免疫性疾病中的作用比该简单模型所表明的更为复杂。

   
五、细胞因子与疾病

  

细胞因子作为疾病治疗的靶标

  
1、自身免疫中的细胞因子-好人和坏人会改变立场


a.描绘了传统的细胞因子观点,其中包括白细胞介素(IL)-2,肿瘤坏死因子(TNF)和干扰素-γ(IFN-γ)在内的促进炎症和免疫反应的细胞因子穿着红色衬衫。善良的人IL-10(转化生长因子-β(TGF-β)和IL-4抑制细胞介导的免疫反应,并穿着蓝色衬衫。通常,这些细胞因子之间存在平衡(左),但是在自身免疫性疾病(右)中,坏家伙压倒了好家伙。

b.更为现实的观点是,这些细胞因子并非特别忠于其团队。它们会改变立场,这意味着它们没有简单的促炎或消炎作用;既穿红色又穿蓝色衬衫的细胞因子(例如IL-2和IFN-α/β)表明了这一点。该图旨在强调许多细胞因子具有复杂的作用。同一细胞因子在某些情况下可以促进免疫和炎症反应,而在其他情况下则可以抑制反应。

  

2、炎症性肠病(IBD)中细胞因子功能


尽管克罗恩氏病和溃疡性结肠炎都是IBD的形式,并且表现出重叠的遗传特征,但这些疾病的特征是T细胞反应差异很大。克罗恩病是由T辅助细胞Th1/Th17反应驱动的,其中IL-12和IL-23细胞因子起关键作用。相反,溃疡性结肠炎是由Th2样反应驱动的,其中产生IL-13(和IL-5)的NKT细胞是主要反应。另外,在两种形式的IBD中,具有这些基本细胞因子“上游”和“下游”功能的细胞因子也起重要的炎症作用。

  

3、牛皮癣的发病机制中TNFα,IL-6,IL-23和IL-17的炎性循环


TNF-α和其他炎性细胞因子的持续产生激活DC以产生IL-23,而IL-6与TGF-β一起诱导幼稚CD4 + T细胞分化为产生IL-17的T细胞。IL-23直接激活巨噬细胞(Mϕ)以产生炎性细胞因子,IL-17激活上皮细胞(例如角质形成细胞)和内皮细胞,以产生各种炎症细胞因子,趋化因子和AMP。IL-17诱导的炎性细胞因子促进产生IL-17的γδT或Th 17细胞的扩增,而趋化因子将更多的中性粒细胞或产生IL-17的T细胞募集到皮肤炎症部位,促进机制并进一步放大局部炎症反应,以刺激牛皮癣中的细胞因子风暴。

  

4、与妇产科生殖过程和疾病相关的一些细胞因子

  
5、滑膜炎症中的趋化因子

  

 细胞因子检测方法


Reference:

[1]Interleukins, from 1 to 37, and interferon-g: Receptors,functions, and roles in diseases.

[2]Cytokines and autoimmunity.

[3]Proinflammatory Cytokines in the Pathogenesis of Inflammatory Bowel Diseases.

[4]Cytokines in health and disease.

[5]Cytokines and their Role in Health and Disease: A Brief Overview.

[6]Interleukin-1 function and role in rheumatic disease.

[7]Successes and failures of chemokine-pathway targeting in rheumatoid arthritis.

[8]Cytokine release syndrome.

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基因水平:PCR Array、RT-PCR、PCR、单细胞测序
蛋白水平:MSD、Luminex、CBA、Elispot、Antibody Array、ELISA、Sengenics
细胞水平:细胞染色、细胞分选、细胞培养、细胞功能
组织水平:空间多组学、多重荧光免疫组化、免疫组化、免疫荧光
数据分析:流式数据分析、组化数据分析、多因子数据分析
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