骨髓造血干細(xì)胞體外半固體培養(yǎng)技術(shù)的建立和重組集落刺激因子（colony-stimulating factor,CSF)的問世給集落刺激因子的研究提供了前提。根據(jù)細(xì)胞因子刺激不同造血細(xì)胞系或不同分化階段的細(xì)胞在半固體培養(yǎng)基中形成不同細(xì)胞集落，分別命名為粒細(xì)胞CSF（G-CSF)、巨噬細(xì)胞CSF（M-CSF)、粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞CSF（GM-CSF)、多重集落刺激因子（multi-CSF,又稱IL-3)、干細(xì)胞因子（SCF)、紅細(xì)胞生成素（EPO)。有人將IL-5稱為嗜酸性粒細(xì)胞集落刺激因子（Eo-CSF)。此外，IL-1、IL-6和IL-11在骨髓多能干細(xì)胞早期的分化中也有重要的作用。
�。ㄒ�)IL-3
1981年Ihle等發(fā)現(xiàn)ConA刺激小鼠脾細(xì)胞的培養(yǎng)上清中含有一種因子，能提高裸鼠脾臟淋巴細(xì)胞成熟淋巴細(xì)胞標(biāo)志20-α-羥固醇脫氫酸（20-α-hydroxysteriod dehydrogenase,20αSDH)的陽性率，命名為白細(xì)胞介素3（interleukin-3,IL-3)。由于IL-3可刺激多能干細(xì)胞和多種祖細(xì)胞的增殖與分化，又稱為多重集落刺激因子（multi-colony stimulating factor,multi-CSF)。
1.IL-3的產(chǎn)生 主要由活化T細(xì)胞或T細(xì)胞克隆產(chǎn)生。小鼠髓樣單核細(xì)系（myelomonocytic cell line) WEHI-3B細(xì)胞系可自發(fā)產(chǎn)生一定水平的IL-3。此外，胸腺上皮細(xì)胞、活化小鼠肥大細(xì)胞等也可表達(dá)IL-3。
2.IL-3的分子結(jié)構(gòu)和基因 1984年美國和澳大利亞分別從ConA刺激小鼠T細(xì)胞和WEHI-3B細(xì)胞中提取高活性部分mRNA，逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，進(jìn)行克隆化和DNA序列分析。編碼小鼠IL-3和GM-CSF的基因都定位于第11號(hào)染色體。IL-3的基因組由5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子組成。cDNA編碼166氨基酸殘基，N端26氨基酸殘基為信號(hào)肽，此外N端另有數(shù)個(gè)氨基酸殘基可能被血清蛋白酶所切除。成熟小鼠IL-3由131氨基酸殘基組成，含有糖基，分子量為25～28kDa。
1986年美籍華人楊育中從長臂猿T白血病細(xì)胞株MLA144中提取IL-3mRNA，成功地獲得長臂猿IL-3cDNA(gIL-3cDNA),后又用gIL-3cDNA作為探針篩選人IL-3基因組DNA，并克隆成功。人IL-3基因結(jié)構(gòu)與小鼠相似，由5個(gè)顯子和4個(gè)內(nèi)含子組成，人與鼠IL-3DNA約有45%同源性，氨基酸有29%同源性，但人鼠間IL-3生物學(xué)作用無交叉反應(yīng)。人和長臂猿IL-3有高度同源性，成熟的IL-3分子都由133個(gè)氨基酸殘基組成，僅11個(gè)氨基酸殘基不同，在第16位和84位上2個(gè)半胱氨酸殘基在分子內(nèi)形成二硫鍵，此外還有2個(gè)N糖基化點(diǎn) 。在體外糖基不影響IL-3的生物學(xué)活性。hIL-3啟動(dòng)子上游調(diào)控區(qū)含有多個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)控子同源位點(diǎn)，其中AP-1（TGAGTCA)位于-301處，CREB（TTACGTCT)位于-147處，NFAT-1（GATGAATAAT)位于-156處，CK-1（GAAGGTTCCA)位于-126處，CK-2（TCAGATAA)位于-115處。hIL-3轉(zhuǎn)錄調(diào)控主要受上游兩個(gè)順式調(diào)控區(qū)的調(diào)控。第一個(gè)位于-121到-161之間，它對(duì)于hIL-3轉(zhuǎn)錄激活最為重要，其間除含有CREB、NFAT-1外，新發(fā)現(xiàn)了對(duì)hIL-3表達(dá)起決定作用的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白結(jié)合位點(diǎn)，該位點(diǎn)被命名為NF-IL-3-A（ATGAATAA)。第二個(gè)調(diào)控區(qū)位于-301處的AP-1位點(diǎn)，AP-1位點(diǎn)能強(qiáng)有力地增強(qiáng)hIL-3基因的轉(zhuǎn)錄。此外，最近還發(fā)現(xiàn)了hIL-3轉(zhuǎn)錄抑制調(diào)控區(qū)，位于-250和-271之間，稱為NIP位點(diǎn)。目前認(rèn)為位于其上游-301處AP-1對(duì)hIL-3的轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)作用是通過消除NIP對(duì)hIL-3基因轉(zhuǎn)錄的抑制來實(shí)現(xiàn)的。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com
人IL-3以及IL-4、IL-5、IL-13、GM-CSF、M-CSF、M-CSF受體（c-fms編碼產(chǎn)物)、PDGFR（血小板衍生的生長因子受體)、β2-腎上腺素能受體（β2AR)、內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（ECGF)和CD14的基因都定位于第5號(hào)染色體。這種在一定區(qū)域內(nèi)連鎖的現(xiàn)象可能與協(xié)同調(diào)節(jié)造血過程有關(guān)，并可能與骨髓發(fā)育異常綜合征（myelodysplastic syndrome,MDS)、原發(fā)性急性非淋巴細(xì)胞白血病（acute nonlymphocytic leukemia,ANLL)、頑固性巨幼紅細(xì)胞貧血等疾病的發(fā)病有關(guān)。
3.IL-3受體 分子量為140kDa，屬于紅細(xì)胞生成素受體超家族成員，而且具有2個(gè)該家族的結(jié)構(gòu)域，IL-3R胞漿區(qū)是酪氨酸激酶的底物。有關(guān)IL-3Rβ鏈參見本節(jié)GM-CSF受體和本章第三節(jié)。
4.IL-3的生物學(xué)活性 IL-3與其它集落刺激因子的生物學(xué)作用見表4-4。除具有多重集落刺激作用外，最近發(fā)現(xiàn)IL-3可刺激皮膚上皮細(xì)胞、CD4-CD8-TCRαβ細(xì)胞、肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞的增殖，阻止肥大細(xì)胞發(fā)生程序性細(xì)胞死亡。
