趨化因子

　　由組織細胞和微生物產生的趨化劑（chemoattractants)對白細胞的趨化作用（chemotaxis)是炎癥發(fā)生過程中重要的起始步驟，也是機體防御和清除入侵病原體等異物先天性免疫功能的一個重要方面。1986年以前，“經典”的（classical)白細胞趨化物質主要有補體片段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，陸續(xù)發(fā)一現(xiàn)了一類主要由免疫細胞產生的、具有趨化白細胞作用的細胞因子（chemoattractant cytokines或chemotactic cytokines)。在1992年第3屆國際趨化因子研討會上，絕大多數(shù)學者建議把chemoattractant(chemotactic)cytokine簡稱為chemokines,本書暫譯名為趨化因子。趨化因子又稱可誘導的小分子蛋白（small-inducible protein,SIP)、間分泌（intercrine)、細胞因子PE-4超家族（PF-4superfamily of common an-cestral cytokines)或PF-4樣細胞因子（PF-4 like cytokine)等。

　　2.趨化因子亞族及其成員 通過基因克隆和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個成員，它們具有以下共同的特點。（1)來自同一個祖先基因（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Cys的保守基序（motif)，組成特征性的兩個二硫鍵。第一個Cys前的N端肽段較短，約4～12氨基酸，第4個Cys后C端肽段較長，為18～24氨基酸。（5)其相應的受體屬于G蛋白偶聯(lián)受體，這類受體有7個跨膜區(qū)（seven predicated transmembrane domains,STR)，在胞漿內與三個亞單位所組成的G-蛋白（heterotrimeric G protein)相偶聯(lián)。

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

表4-11　兩個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指基因產物。

　　3.趨化因子作用特點　趨化因子C-X-C和C-C亞族的生物學活性有明顯的差別。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胞的活性。編碼這個亞族成員的基因定位于第4號染色體長臂，氨基酸水平上的同源性在25%～90%。γIP-10主要趨化單核細胞和T細胞。C-C亞族主要趨化和激活單核細胞和某些T細胞亞群，基因定位于第17號染色體長臂，而且各成員的基因密切連鎖，氨基酸水平上同源性在25%～70%。兩個亞族之間同源性為21%～31%。

　　趨化因子除趨化和激活中性粒細胞、單核細胞或某些T細胞亞群外，有些成員還可趨化嗜酸性粒細胞，或趨化嗜堿性粒細胞并刺激其釋放組織胺。某些趨化因子還具有刺激造血細胞、成纖維細胞、角化細胞或黑素瘤細胞的生長。趨化因子除了以游離形式發(fā)揮作用外，還可結合到細胞外基質(ECM)或內皮細胞表面，從而趨化白細胞到相應的組成或血管內皮處，聚集并激活中性粒細胞或單核細胞。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等首先證實了單核細胞可產生一種中性粒細胞趨化因子。嗣后，不同實驗室根據(jù)這種因子不同的生物學活性有不同的命名，如中性粒細胞激活蛋白-1（neu-trophil-activating protein-1,NAP-1)，單核細胞來源的中性粒細胞趨化因子（monocyte-derived neutrophil chemotactic factor,MDNCF)，單核細胞來源的中性粒細胞激活肽（monocyte-derived neutrophil-activating peptide,MDNAP),中性粒細胞激活因子（neu-trophil-ac-tivating factor,NAF),中收粒細胞激活肽（neutrophil-activating peptide,NAP)，T淋巴細胞趨化因子（t lymphocyte chemotactic factor,TCF)和內皮細胞來源的中性粒細胞激活肽（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，目前文獻中多采用名稱是IL-8（interleukin-8)/NAP-1。醫(yī)學全.在線m.gydjdsj.org.cn

　　1.IL-8的產生

　　（1)IL-1、TNF、LPS和PMA均能誘導單核細胞、巨噬細胞、內皮細胞、成纖維細胞和表皮細胞等合成分泌IL-8。

　�。�2)PHA等絲裂原活的T細胞也可產生IL-8。

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

　　2.IL-8的分子結構　IL-8分子量8.3kDa，不成熟的IL-8為99個氨基酸，單核細胞產生的成熟IL-8分子主要形式為72個氨基酸，而內皮細胞產生的成熟IL-8分子主要為77個氨基酸。在α亞族中，α與GROα、GROβ、GROγ、ENA-78和NAP-2相對有較高源性。IL-8分子含4個Cys，無N糖基化位上噗，IP8.0～8.5，耐熱、耐堿，但對巰基化合物敏感。1988年Matsushima首次獲得IL-8cDNA克隆，并在大腸桿菌和中國倉鼠卵母細胞中表達成功。人IL-8基因定位于第4號染色體，基因組有7個外顯子和3個內含子。5`端上游有典型的“CAT”和“TATA”盒以及AP-1結合序列和糖皮質反應元件（GRE)等結構。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特異性結合IL-8，為高親和力，受體主要分布于中性粒細胞（每個細胞20000受體，Dd為8*10^-10M)、單核細胞、T細胞和黑素瘤細胞。IL-8B除IL-8結合外，還可結合GROβ、GROγ和NAP-2，與IL-8、GROα、GROβ和GROγ結合為高親和力。與IL-8r B結合的這5種配體分子近N端均具有一個Glu-Leu-Arg(ELR)序列，可能是與IL-8r B結合的一個重要結構。此型受體主要分布于中性粒細胞和髓樣細胞前體細胞系，如HL60細胞系。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與相應受體結合后可使細胞內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受體的信號轉導有關。此外，細胞膜磷酸肌醇脂代謝和PKC也與IL-8R的信號轉導有關。最近證實人紅細胞膜表面Duffy抗原（gpD)可結合包括IL-8在內的多種趨化因子，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)生過程中具有重要的調節(jié)作用。

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