白细胞介素是由多种细胞产生并作用于多种细胞的一类
细胞因子。由于最初是由
白细胞产生又在白细胞间发挥作用,所以由此得名,现仍一直沿用。最初是指由白细胞产生又在白细胞间起调节作用的细胞因子。是指一类
分子结构和生物学功能已基本明确,具有重要调节作用而统一命名的细胞因子,它和
血细胞生长因子同属细胞因子。两者相互协调,相互作用,共同完成造血和免疫调节功能。白细胞介素在传递信息,激活与调节
免疫细胞,介导T、
B细胞活化、增殖与分化及在
炎症反应中起重要作用。
白细胞介素interleukin 缩写为IL,
功能关系免疫反应的表达和调节,这种调节有来源于
淋巴细胞或巨噬细胞等的许多因子参与。来源于淋巴细胞的有
淋巴细胞活素,来源于巨噬细胞的总称为monokine,其中的各个因子的
生物活性各有不同(例如
巨噬细胞活化,促进T细胞繁殖等),因子自身的
物理化学性质多不清楚。
1979年这方面的研究团体提出了在淋巴
细胞活素及
巨噬细胞因子(monoki-ne)中,已作为一种分子提纯并弄清了性质的称为
白细胞间[杀菌]素。最初测定的为 IL1和IL2。IL1属于monokine,以前曾以淋巴细胞活化因子(lymphocyte activating factor)命名。细胞促进
蛋白质(mitogenic protein)以及B细胞活化因子(B cell-activating factor)等七种名称称之。而IL2属于淋巴细胞活素,以前曾以
胸腺细胞刺激因子(thymocyte stimulating factor)、
T细胞生长因子(T cell growth factor)等六种名称称之。
在对
免疫应答的研究过程中,在
丝裂原刺激的
细胞培养上清中发现了许多具有生物活性的分子,研究者各以自己测得的活性进行命名,十几年报道了近百种因子。后来借助
分子生物学技术进行
比较研究发现,以往许多以生物活性命名的因子实际上是具有
多效性的同一物质。为了避免命名的混乱,1979年第二届国际
淋巴因子专题会议将免疫应答过程中白细胞间相互作用的细胞因子统一命名为白细胞介素(interleukin,IL),在名称后加
阿拉伯数字编号以示区别,例如IL-1、IL-2……,新确定的因子依次命名。只有取行
克隆化的基因、明确产物的性质和活性才能得到国际会议的认可。
白细胞介素是非常重要的细胞因子家族,得到承认的成员已达29个;它们在免疫细胞的成熟、活化、增殖和免疫调节等一系列过程中均发挥重要作用,此外它们还参与机体的多种生理及
病理反应。
(1)局部低浓度--免疫调节:协同刺激APC和T细胞活化,促进B
细胞增殖和分泌
抗体。
(2)大量产生--内分泌效应:诱导肝脏急性期蛋白合成;引起发热和
恶病质。
1.IL-1的产生:细胞IL-1主要由
巨噬细胞产生;此外几乎所有的
有核细胞,如B细胞、
NK细胞、体外培养的T
细胞、
角质细胞、
树突状细胞、
星形细胞、
成纤维细胞、
中性粒细胞、
内皮细胞以及
平滑肌细胞均可产生IL-1。正常情况下只有皮肤、
汗液和尿液中含有一定量的IL-1,绝大多数细胞在受到外来抗原或
丝裂原刺激后才能合成和分泌IL-1。
2.IL-1分子:IL-1有两种不同的分子形式,一种称IL-1α,由159个
氨基酸组成;另一种称为IL-1β,含153个
氨基酸;两者由不同的基因分别编码。虽其氨基酸顺序仅有26%的
同源性,然而IL-1α和IL-1β以同样的亲和力结合于相同的细胞表面受体,发挥相同的生物学作用。
3.IL-1受体(IL-1R):IL-1R几乎存在于所有有核细胞表面,每个细胞的IL-1R数目不等,少则几十个(如T细胞),多则数千个(如成纤维细胞)。IL-1R主要有两种类型:一种为IL-1R1,其分子伸入
胞浆内的
肽链部分较长,起着传递活化信号的作用;另一种为IL-1R2,胞内部分的肽段较短,不能有效地传递信号,而是将胞外部分的肽链释放到
细胞外液中,以游离形式与IL-1结合,发挥
反馈抑制作用。GM-
CSF、G-CSF及IL-1自身均可提高细胞IL-1R的表达水平,而
TGF及
皮质类固醇能降低IL-1R的表达。
1.
局部作用局部低浓度的IL-1主要发挥
免疫调节作用。①与抗原
协同作用,可使
CD4+T细胞活化,
IL-2R表达;②促进B
细胞生长和分化,可使
脾细胞的
溶血空斑数(
PFC)增加100倍,这说明IL-1也促进
抗体的形成;③促进单核-
巨噬细胞等
APC的
抗原递呈能力;④与IL-2或
干扰素协同可以增强
NK细胞活性;⑤吸引
中性粒细胞,引起
炎症介质释放;⑥可刺激多种不同的
间质细胞释放蛋白分解酶并产生一些效应;例如
类风湿关节炎的
滑膜病变(胶原破坏、骨质
重吸收等)就是由于
关节囊内Mφ受刺激后活化并分泌IL-1,使局部组织间质细胞分泌大量的
前列腺素和
胶原酶,分解坏滑膜所致;⑦IL-1对
软骨细胞、
成纤维细胞和骨代谢也均有一定影响。
2.全身性作用
动物实验证明,IL-1的大量分泌或注射可以通过
血循环引起
全身反应。①作用于
下丘脑可引起
发热,具有较强的致热作用。这种作用与细菌内素明显不同:IL-1致热曲线为单向、
潜伏期200 min左右,而
内毒素致热曲线为双向,潜伏期至少为1H;IL-1对热敏感、易破坏,而内毒素耐热;给
家兔反复注射内毒素可出现耐受,但对IL-1不会耐受。②刺激下丘脑释放促
肾上腺皮质素释放激素,使垂体释放促
肾上腺素,促进肾上腺素释放
糖皮质激素,对IL-1有
反馈调节作用。③作用于
肝细胞使其摄取
氨基酸的能力增强,进而合成和分泌大量
急性期蛋白,如α2
球蛋白、
纤维蛋白原、
C-反应蛋白等。④使骨髓
细胞库的中性粒细胞释放到血液,并使之活化;增强其杀伤
病原微生物的能力和游走能力。⑤与
CSF协同可促进骨髓造血祖细胞增殖能力,使之形成巨大的
集落;还可诱导
骨髓基质细胞产生多种CSF并表达相应受体,从而促使
造血细胞定向分化。
IL-1虽未广泛用于人体研究,但其对
免疫系统的特殊作用使它在临床应用方面具有诱人的前景。另外,由于IL-1也参与机体的多种
病理过程,所以研究IL-1抑制物可能也具有实际意义。现已克隆出IL-1受体
拮抗剂(IL-1 receptor antagonist,IL-1RA),该物质可在体内外封闭IL-1的活性,是一种较理想的IL-1
封闭因子。