細(xì)胞因子及其在健康和疾病中的作用

  人類疾病的病因十分復(fù)雜，我們的免疫系統(tǒng)也是如此。在預(yù)防疾病方面，人體依賴于一種稱為細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路的過程，該過程涉及細(xì)胞內(nèi)分子簇之間的一系列化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)控制著細(xì)胞的功能，例如細(xì)胞分裂或細(xì)胞死亡。

  當(dāng)某種物質(zhì)（例如激素或生長(zhǎng)因子）附著在細(xì)胞表面或細(xì)胞內(nèi)的特定蛋白質(zhì)受體上時(shí)，細(xì)胞就會(huì)從其環(huán)境中獲取信號(hào)。通路中的第一個(gè)分子接收信號(hào)，激活后續(xù)分子。這個(gè)過程沿著整個(gè)信號(hào)通路重復(fù)進(jìn)行，直到最后一個(gè)分子被激活，細(xì)胞功能得以實(shí)現(xiàn)。

  細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)在介導(dǎo)免疫反應(yīng)中至關(guān)重要。細(xì)胞通路的缺陷和異常往往是癌癥、呼吸系統(tǒng)疾病和自身免疫性疾病等許多疾病的根本原因。

  研究證實(shí)，細(xì)胞因子在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)中發(fā)揮重要作用。這些由細(xì)胞釋放的小蛋白質(zhì)會(huì)影響其他細(xì)胞的行為。細(xì)胞因子作為細(xì)胞之間的信使，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)其他血液和免疫系統(tǒng)細(xì)胞的發(fā)育和功能。

  在本文中，我們通過解釋細(xì)胞因子的作用原理、類型、功能及其在健康和疾病中的重要性，揭開細(xì)胞因子作用的神秘面紗。

  什么是細(xì)胞因子

  從醫(yī)學(xué)角度來說，細(xì)胞因子是多功能多肽激素或小蛋白質(zhì)，無結(jié)構(gòu)且分子量較小，由多種細(xì)胞釋放。這些蛋白質(zhì)影響和調(diào)節(jié)一系列生物過程，如免疫和炎癥。細(xì)胞因子蛋白是可溶性的，對(duì)我們的免疫系統(tǒng)至關(guān)重要。細(xì)胞因子組合對(duì)巨噬細(xì)胞的功能至關(guān)重要，巨噬細(xì)胞充當(dāng)先天免疫系統(tǒng)的守衛(wèi)者，并帶來從先天免疫到適應(yīng)性免疫的轉(zhuǎn)變。

  換句話說，它們充當(dāng)信使，介導(dǎo)免疫細(xì)胞和非免疫細(xì)胞之間的復(fù)雜協(xié)同作用，例如：

•   造血細(xì)胞
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•   淋巴樣細(xì)胞
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•   各種促炎和抗炎細(xì)胞，刺激炎癥和免疫反應(yīng)的生長(zhǎng)

  細(xì)胞因子活性在1940年至1960年間被認(rèn)識(shí)并確定。迄今為止，已確認(rèn)約200種細(xì)胞因子。

  根據(jù)其特性、分泌情況和對(duì)免疫反應(yīng)的影響，細(xì)胞因子大致可分為以下幾類：

•   促炎細(xì)胞因子：這些細(xì)胞因子與炎癥反應(yīng)（炎癥過程的放大和持續(xù)）有關(guān)。
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•   生長(zhǎng)因子：這些細(xì)胞因子促進(jìn)細(xì)胞存活并帶來氣道的結(jié)構(gòu)變化。
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•   抗炎：抗炎細(xì)胞因子控制促炎細(xì)胞因子反應(yīng)。

  有哪些不同類型的細(xì)胞因子？

  由于細(xì)胞因子具有多種不同的生物學(xué)功能，因此存在許多不同類型的細(xì)胞因子。細(xì)胞因子是一個(gè)廣義的術(shù)語，根據(jù)其功能，屬于該家族的一些更具體的蛋白質(zhì)包括：

•   趨化因子（CC、CXC、CX3C和XC），
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•   干擾素（IFN）
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•   白細(xì)胞介素(IL)
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•   淋巴因子
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•   腫瘤壞死因子(TNF)
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•   生長(zhǎng)因子

  趨化因子在白細(xì)胞遷移中起著至關(guān)重要的作用，并與炎癥細(xì)胞的趨化作用有關(guān)。

  干擾素幫助人體抵抗癌癥和病毒性疾病。

  淋巴因子由淋巴細(xì)胞產(chǎn)生。這些細(xì)胞因子吸引巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞。這些細(xì)胞因子由T細(xì)胞（由骨髓中的干細(xì)胞生長(zhǎng)而成）分泌，并控制免疫反應(yīng)。

  白介素是一組細(xì)胞因子，在白細(xì)胞之間充當(dāng)化學(xué)信號(hào)，由單個(gè)白細(xì)胞產(chǎn)生。它們可以作用于其他白細(xì)胞，介導(dǎo)細(xì)胞之間的相互作用。特定的白介素可以對(duì)細(xì)胞間通訊產(chǎn)生重大影響。

  當(dāng)巨噬細(xì)胞（特定白細(xì)胞）檢測(cè)到感染時(shí)，就會(huì)釋放腫瘤壞死因子或TNF細(xì)胞因子，向免疫系統(tǒng)的其他細(xì)胞發(fā)出信號(hào)，觸發(fā)炎癥反應(yīng)。

  在討論細(xì)胞因子作為生長(zhǎng)因子時(shí)，有必要注意生長(zhǎng)因子對(duì)細(xì)胞分裂有積極作用，而細(xì)胞因子是一個(gè)中性術(shù)語，用于表示分子是否對(duì)生殖有影響。雖然一些細(xì)胞因子可以作為生長(zhǎng)因子發(fā)揮作用，但另一些細(xì)胞因子可以阻礙細(xì)胞生長(zhǎng)。一些細(xì)胞因子通過充當(dāng)“死亡”信號(hào)觸發(fā)靶細(xì)胞中的程序性細(xì)胞死亡。例如，細(xì)胞因子通過釋放可導(dǎo)致異常細(xì)胞死亡和正常細(xì)胞存活更長(zhǎng)時(shí)間的信號(hào)來促進(jìn)抗癌活性并幫助預(yù)防疾病。

  細(xì)胞因子的作用是什么？

  細(xì)胞因子蛋白 通過反應(yīng)性靶細(xì)胞膜上的受體發(fā)揮作用，在免疫系統(tǒng)中至關(guān)重要。

•   調(diào)節(jié)體液和細(xì)胞免疫反應(yīng)之間的平衡
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•   誘發(fā)炎癥反應(yīng)
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•   調(diào)節(jié)造血
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•   分化并誘導(dǎo)傷口愈合，以及
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•   調(diào)節(jié)某些細(xì)胞群的成熟、生長(zhǎng)和反應(yīng)能力

  此外，細(xì)胞因子經(jīng)常觸發(fā)新細(xì)胞因子的產(chǎn)生，從而引起一系列事件，其中后者細(xì)胞因子影響先前釋放它們的細(xì)胞因子的活性。

  最后，由于它們?cè)谘汉图?xì)胞外液中的半衰期很短，因此它們的功能范圍很短。

  細(xì)胞因子是如何產(chǎn)生的？

  細(xì)胞因子主要由多種細(xì)胞產(chǎn)生，包括免疫細(xì)胞，例如：

•   巨噬細(xì)胞
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•   B淋巴細(xì)胞
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•   T淋巴細(xì)胞和
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•   肥大細(xì)胞

  這些蛋白質(zhì)也可以由內(nèi)皮細(xì)胞、多形核白細(xì)胞(PMN)、上皮細(xì)胞、結(jié)締組織和脂肪細(xì)胞產(chǎn)生。

  細(xì)胞因子對(duì)健康和疾病的重要性是什么？

  它們對(duì)于健康和疾病至關(guān)重要，特別是在宿主對(duì)感染的反應(yīng)、免疫細(xì)胞分化和反應(yīng)、創(chuàng)傷、炎癥、膿毒癥、繁殖、病毒發(fā)病機(jī)制、神經(jīng)生物學(xué)、血管生成、腫瘤發(fā)生等方面。除了先天性和適應(yīng)性免疫外，細(xì)胞因子現(xiàn)在在癌癥和動(dòng)脈粥樣硬化領(lǐng)域也具有重要意義。

  因此，細(xì)胞因子可以用于治療，并作為預(yù)后和診斷劑，同時(shí)還是健康和疾病的有效生物標(biāo)志物。治療中的細(xì)胞因子（如IL-1和IL-2）可能作為天然免疫刺激劑來對(duì)抗艾滋病的免疫缺陷。這一假設(shè)得到了實(shí)驗(yàn)和臨床研究的支持，這些研究表明，免疫刺激細(xì)胞因子有可能幫助消除癌癥和艾滋病的免疫抑制。

  用于治療癌癥的特定細(xì)胞因子可以在實(shí)驗(yàn)室中生產(chǎn)。一些細(xì)胞因子可以有效減少或控制化療的副作用。白介素和干擾素是最常用的。