趨化因子

　　由組織細(xì)胞和微生物產(chǎn)生的趨化劑（chemoattractants)對(duì)白細(xì)胞的趨化作用（chemotaxis)是炎癥發(fā)生過(guò)程中重要的起始步驟，也是機(jī)體防御和清除入侵病原體等異物先天性免疫功能的一個(gè)重要方面。1986年以前，“經(jīng)典”的（classical)白細(xì)胞趨化物質(zhì)主要有補(bǔ)體片段C5a、白三烯B4（leukotrinin B4,LTB4)、血小板激活因子（platelet-activating factor,PAF)和fMLP（N-formylmethionyl-leucyl-phenyl-alanine,N-甲酰甲硫氨酰-亮氨酰-苯丙氨酸)，這些趨化物質(zhì)的受體同屬于G蛋白偶聯(lián)受體（Gprotein-coupled receptor)。

　�。ㄒ�)趨化因子的種類

　　1.趨化因子的命名　1986年以來(lái)，陸續(xù)發(fā)一現(xiàn)了一類主要由免疫細(xì)胞產(chǎn)生的、具有趨化白細(xì)胞作用的細(xì)胞因子（chemoattractant cytokines或chemotactic cytokines)。在1992年第3屆國(guó)際趨化因子研討會(huì)上，絕大多數(shù)學(xué)者建議把chemoattractant(chemotactic)cytokine簡(jiǎn)稱為chemokines,本書暫譯名為趨化因子。趨化因子又稱可誘導(dǎo)的小分子蛋白（small-inducible protein,SIP)、間分泌（intercrine)、細(xì)胞因子PE-4超家族（PF-4superfamily of common an-cestral cytokines)或PF-4樣細(xì)胞因子（PF-4 like cytokine)等。

　　2.趨化因子亞族及其成員 通過(guò)基因克隆和cDNA、氨基酸序列分析，人的趨化因子超家族目前至少發(fā)現(xiàn)有19個(gè)成員，它們具有以下共同的特點(diǎn)。（1)來(lái)自同一個(gè)祖先基因（com-mon ancestral gene)。（2)成熟分子為分子量8～10kDa的小分子多肽。（3)可誘導(dǎo)性（inducible)。（4)不同成員在氨基酸水平上有21%～90%的同源性，其中不同亞族成員間同源性，其中不同亞族成員間同源性為21%～31%，同一亞族不同成員間同源性為25%～90%。所有趨化因子均含有4個(gè)Cys的保守基序（motif)，組成特征性的兩個(gè)二硫鍵。第一個(gè)Cys前的N端肽段較短，約4～12氨基酸，第4個(gè)Cys后C端肽段較長(zhǎng)，為18～24氨基酸。（5)其相應(yīng)的受體屬于G蛋白偶聯(lián)受體，這類受體有7個(gè)跨膜區(qū)（seven predicated transmembrane domains,STR)，在胞漿內(nèi)與三個(gè)亞單位所組成的G-蛋白（heterotrimeric G protein)相偶聯(lián)。

　　根據(jù)多肽鍵一級(jí)結(jié)構(gòu)中第1、2兩上Cys排列的方式，可將趨化因子超家族分為兩個(gè)亞族（subfamily)：（1)C-X-C亞族（或α亞族)，除NAP-4以外，這個(gè)亞族其余成員分子中N端兩個(gè)Cys之間被另一個(gè)氨基酸殘基所分隔；（2)C-C亞族（或β亞族)，第1、2兩個(gè)Cys是相連的。兩個(gè)亞族所包括的成員見表4-11。

表4-11　兩個(gè)趨化因子亞族所包括的成員

　　注：（1)NAP-2/CTAPⅢ/βTG是由血小板堿性蛋白（platelet basic protein,PBP)N端加工后形成。

　�。�2)LD78和Act-2分別是人的MIP-1α和NIP-1β，與小鼠源性MIP-1α和NIP-1β有很高同源性。

　�。�3)GROα、GROβ和GROγ指基因產(chǎn)物。

　　3.趨化因子作用特點(diǎn)　趨化因子C-X-C和C-C亞族的生物學(xué)活性有明顯的差別。C-X-C亞族中，除γIP-10、Nig和PF-4外，其余成員均具有趨化和激活中性粒細(xì)胞的活性。編碼這個(gè)亞族成員的基因定位于第4號(hào)染色體長(zhǎng)臂，氨基酸水平上的同源性在25%～90%。γIP-10主要趨化單核細(xì)胞和T細(xì)胞。C-C亞族主要趨化和激活單核細(xì)胞和某些T細(xì)胞亞群，基因定位于第17號(hào)染色體長(zhǎng)臂，而且各成員的基因密切連鎖，氨基酸水平上同源性在25%～70%。兩個(gè)亞族之間同源性為21%～31%。

　　趨化因子除趨化和激活中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞或某些T細(xì)胞亞群外，有些成員還可趨化嗜酸性粒細(xì)胞，或趨化嗜堿性粒細(xì)胞并刺激其釋放組織胺。某些趨化因子還具有刺激造血細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、角化細(xì)胞或黑素瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。趨化因子除了以游離形式發(fā)揮作用外，還可結(jié)合到細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)或內(nèi)皮細(xì)胞表面，從而趨化白細(xì)胞到相應(yīng)的組成或血管內(nèi)皮處，聚集并激活中性粒細(xì)胞或單核細(xì)胞。下面僅就C-X-C亞族中的IL-8和GRO以及C-C亞族中MCP-1/MCAF、MIP-1α、MIP-1β和RANTES作一介紹。

　�。ǘ�)IL-8

　　1986年Kownatzki等首先證實(shí)了單核細(xì)胞可產(chǎn)生一種中性粒細(xì)胞趨化因子。嗣后，不同實(shí)驗(yàn)室根據(jù)這種因子不同的生物學(xué)活性有不同的命名，如中性粒細(xì)胞激活蛋白-1（neu-trophil-activating protein-1,NAP-1)，單核細(xì)胞來(lái)源的中性粒細(xì)胞趨化因子（monocyte-derived neutrophil chemotactic factor,MDNCF)，單核細(xì)胞來(lái)源的中性粒細(xì)胞激活肽（monocyte-derived neutrophil-activating peptide,MDNAP),中性粒細(xì)胞激活因子（neu-trophil-ac-tivating factor,NAF),中收粒細(xì)胞激活肽（neutrophil-activating peptide,NAP)，T淋巴細(xì)胞趨化因子（t lymphocyte chemotactic factor,TCF)和內(nèi)皮細(xì)胞來(lái)源的中性粒細(xì)胞激活肽（endothelial-derived neutrophil-activating peptide,EDNAP)。1988年基因克隆成功，屬于C-X-C亞族（α亞族)成員，目前文獻(xiàn)中多采用名稱是IL-8（interleukin-8)/NAP-1。醫(yī)學(xué)全.在線zxtf.net.cn

　　1.IL-8的產(chǎn)生

　�。�1)IL-1、TNF、LPS和PMA均能誘導(dǎo)單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和表皮細(xì)胞等合成分泌IL-8。

　�。�2)PHA等絲裂原活的T細(xì)胞也可產(chǎn)生IL-8。

　�。�3)人類多種腫瘤細(xì)胞均可高表達(dá) IL-8。其中甲狀腺癌、鱗狀細(xì)胞癌、黑素瘤等可組成性產(chǎn)生IL-8，而星狀細(xì)胞瘤、肝癌、腎細(xì)胞癌等則需要IL-1β或TNF-α等刺激下才合成和分泌IL-8。

　　2.IL-8的分子結(jié)構(gòu)　IL-8分子量8.3kDa，不成熟的IL-8為99個(gè)氨基酸，單核細(xì)胞產(chǎn)生的成熟IL-8分子主要形式為72個(gè)氨基酸，而內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的成熟IL-8分子主要為77個(gè)氨基酸。在α亞族中，α與GROα、GROβ、GROγ、ENA-78和NAP-2相對(duì)有較高源性。IL-8分子含4個(gè)Cys，無(wú)N糖基化位上噗，IP8.0～8.5，耐熱、耐堿，但對(duì)巰基化合物敏感。1988年Matsushima首次獲得IL-8cDNA克隆，并在大腸桿菌和中國(guó)倉(cāng)鼠卵母細(xì)胞中表達(dá)成功。人IL-8基因定位于第4號(hào)染色體，基因組有7個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子。5`端上游有典型的“CAT”和“TATA”盒以及AP-1結(jié)合序列和糖皮質(zhì)反應(yīng)元件（GRE)等結(jié)構(gòu)。IL-8基因與CXC亞族中PF-4、GROα、γIP-10基因相連鎖成熟的IL-8分子的N端，是由蛋白酶水解的不同所致。在體外，凝血酶或血纖維蛋白溶酶可將77氨基酸形式裂解為72氨基酸形式的IL-8，后者較前者的生物學(xué)活性要高2～10倍。

　　3.IL-8受體　IL-8受體有兩型：IL-8R A型（或IL-8RⅠ)和IL-8r B型（或IL-8RⅡ)，兩型受體在氨基酸水平上有77%同源性，最近命名為CDw128。IL-8r A特異性結(jié)合IL-8，為高親和力，受體主要分布于中性粒細(xì)胞（每個(gè)細(xì)胞20000受體，Dd為8*10^-10M)、單核細(xì)胞、T細(xì)胞和黑素瘤細(xì)胞。IL-8B除IL-8結(jié)合外，還可結(jié)合GROβ、GROγ和NAP-2，與IL-8、GROα、GROβ和GROγ結(jié)合為高親和力。與IL-8r B結(jié)合的這5種配體分子近N端均具有一個(gè)Glu-Leu-Arg(ELR)序列，可能是與IL-8r B結(jié)合的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)。此型受體主要分布于中性粒細(xì)胞和髓樣細(xì)胞前體細(xì)胞系，如HL60細(xì)胞系。IL-8R屬于G蛋白偶聯(lián)受體，與fMLP受體和C5a受體有29%～34%同源性。IL-8與相應(yīng)受體結(jié)合后可使細(xì)胞內(nèi)Ca²⁺濃度短暫升高，百日咳桿菌毒素（IAP)可抑制IL-8的這種刺激作用，表明IAP敏感的G蛋白與IL-8受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。此外，細(xì)胞膜磷酸肌醇脂代謝和PKC也與IL-8R的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。最近證實(shí)人紅細(xì)胞膜表面Duffy抗原（gpD)可結(jié)合包括IL-8在內(nèi)的多種趨化因子，這種受體還分布在腎臟和大腦，可能具有清除循環(huán)中IL-8等趨化因子的功能，在炎癥發(fā)生過(guò)程中具有重要的調(diào)節(jié)作用。

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