细胞因子的功能,结构与特性

细胞因子是一组在细胞间通信过程中充当信使的分子。在细胞发现血液中有异物时,它们被释放出来刺激免疫反应。

细胞因子风暴

细胞因子发出信号,使数量异常高的抗体抵御感染是一种危及生命的免疫反应。急性胰腺炎等疾病通常是细胞因子风暴的特点

细胞因子是指一大组细胞信号因子,它们本质上是由蛋白质,肽和糖蛋白构成,分为短链或长链结构。它们主要被免疫系统细胞释放以启动细胞相互作用,并产生免疫反应。例如,在白血细胞与病原体接触时,就会马上释放细胞因子,转而联系和激活其它白血细胞,攻击外来入侵者。

因此,提醒免疫反应并招募更多白血细胞抵御感染是由这些化学信使(细胞因子)实现的。实际上,细胞因子对调节免疫系统功能非常重要。细胞因子以同样方式应对损伤或创伤反应。这种情况下,细胞因子发信号增加受损处的白血细胞生产,以加快康复速度。

在活组织受损发生后,细胞因子还是炎性反应调停者。细胞因子造成的发炎是一种抵御机制,有助于将损伤限制在一定范围内。

细胞因子是如何启动细胞间信号的?

在细胞因子从细胞释放时,它们粘附在位于目标细胞外层细胞膜的受体上。这绑定一个送给受体细胞的化学信号触点,诱使它行使给定的活动。例如,当细胞接触细菌时,它向其它即将感染的细胞发送信号,因此让免疫系统有效抵御感染。

细胞因子的影响是产生它们的细胞的很多倍。这也就是所谓的自分泌作用。在附近细胞受到细胞因子释放影响时,叫做旁分泌作用。然而,在细胞因子分泌影响更远的细胞时,则叫做内分泌作用。

细胞因子的类型

取决于具体功能,细胞因子被归类为以下几种类型:

  • 趋化因子:主要参与刺激白血细胞,对察觉到的细菌,真菌和病毒做出反应。它们的主要工作是给感染部位的白血细胞发信号。趋化因子提醒免疫系统注意感染点,然后有针对性的通过抗炎细胞杀死病原体。
  • 集落刺激因子(CSF):帮助人体增加白细胞数量。它们给白血细胞发增殖信号,以抵御身体感染。集落刺激因子分为粒细胞集落刺激因子和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子两种类型。前者给骨髓发信号生产更多中性粒细胞,后者刺激骨髓增加白细胞数量。
  • 干扰素类:干扰素的工作是激活天然杀伤细胞,主要用于清除病毒感染。杀伤细胞还专门摧毁肿瘤细胞,因此被视为免疫系统抵御癌症的主要机制。
  • 白细胞介素:在产生炎性反应方面扮演一个重要角色。它们发出淋巴细胞增殖信号,这有助于抑制感染。目前已识别出36种帮助调节免疫反应的白细胞介素。
  • 转化生长因子(TGFs):它们是一大组主要涉及生产健康细胞的蛋白质。α转化生长因子是由巨噬脑细胞分泌,帮助产生位于身体内腔的上皮组织。β转化生长因子除了细胞生长以外,还涉及细胞分化,这是一个细胞类型转变的过程。
  • 肿瘤坏死因子(TNF):是一组由巨噬细胞分泌的炎性细胞因子。这些细胞给蛋白质发信号,在全身炎症中扮演重要角色。它们还针对感染诱导发烧反应,并涉及抵御癌病变和病毒增殖。

取决于细胞因子产生时涉及的细胞类型,它们被归类为单核因子和淋巴因子两大类。前者只由单核细胞分泌,后者则由淋巴细胞释放。无论单核细胞还是淋巴细胞,这两种细胞因子都帮助调节免疫力。

还可以将细胞因子分为促炎和抗炎两大类。前者是对组织损伤诱导发炎,而抗炎细胞因子的功能正好相反,是降低炎性反应。类风湿关节炎等慢性炎症对健康有害,因此为了减轻这种炎性反应,身体会释放抗炎细胞因子。