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干扰素:来源、去处、机制与疾病

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I型

人类I型干扰素是干扰素蛋白的一大亚组,有助于调节免疫系统的活性。干扰素与干扰素受体结合。所有I型IFN都与特定的细胞表面受体复合物结合,该复合物称为IFN-α受体(IFNAR),该复合物由IFNAR1和IFNAR2链组成。

在所有哺乳动物中都发现了I型干扰素,并且在鸟类,爬行动物,两栖动物和鱼类中也发现了同源(相似)分子。

其中IFN-α蛋白主要由浆细胞样树突状细胞(pDC)产生。它们主要参与针对病毒感染的先天免疫。IFN-α还可以合成制成毛细胞白血病的药物。

IFN-β蛋白是由成纤维细胞已经描述了两种类型的IFN-β:IFN-β1(大量产生的。它们具有抗病毒活性,主要与先天免疫反应有关)和IFN-β3(命名为IFN-β2的基因实际是IL-6)。IFN-β1因可降低重复率而被利用多发性硬化症的治疗方法。

来源和功能:IFN-α和IFN-β由许多细胞类型分泌,包括淋巴细胞(NK细胞,B细胞和T细胞),巨噬细胞,成纤维细胞,膀胱细胞,成骨细胞等。它们刺激巨噬细胞和NK细胞引发抗病毒反应,涉及IRF3/IRF7抗病毒途径,并且还具有抗肿瘤活性。浆细胞样树突状细胞已被确定为响应抗原最有效的I型干扰素产生者,因此被称为天然干扰素产生细胞。

1、I型干扰素和应答细胞的诱导剂
大多数识别细菌产物的TLR与I型IFNs的诱导有关。这些TLR包括TLR3,TLR4,TLR7和TLR9。通过TLR3和TLR4发出的信号以依赖于含TIR域的衔接蛋白诱导IFNβ(TRIF)的方式在多种细胞类型中诱导I型IFN产生。相比之下,TLR7,TLR8和TLR9通过依赖于髓样分化初级反应蛋白88(MYD88)的途径诱导树突状细胞(DC)(主要是浆细胞样DC(pDC))中的I型IFN产生。


2、疾病中的I型干扰素

尽管I型干扰素在每种疾病中的作用各不相同,但它们与多种人类疾病有关。I型干扰素通常对炎症综合征(如炎症性肠病(IBD)和多发性硬化症)产生有益影响。相比之下,某些自身免疫性疾病(例如牛皮癣和系统性红斑狼疮(SLE))可通过I型IFN抑制得到改善。该图总结了在不同人类状况下I型IFN的正(绿色)和负(红色)作用。

01 I型干扰素的上下相关效应

在系统性红斑狼疮(SLE)(左侧)的背景下,I型干扰素可能通过以下机制致病:(1)增强体液反应和补体结合致病性抗体的产生(诱导T滤泡辅助物的产生)细胞(Tfh),刺激生发中心的形成,增强B细胞的存活率,并分化为浆母细胞和产生抗体的浆细胞。(2)激活未成熟的树突状细胞(DC),消除外周对自身抗原的耐受性;(3)促进T型辅助1型(Th1)分化。(4)促进自然杀伤(NK)细胞介导的和CD8介导的细胞毒性;(5)诱导趋化因子的产生,这些趋化因子在免疫复合物的沉积位点募集炎症细胞。(6)启动髓样细胞以增强对炎症刺激的反应。

在多发性硬化症(MS),类风湿性关节炎(RA)和发炎性肠病(IBD)(右侧)的情况下,I型干扰素具有潜在的抗发炎性和组织保护性,其作用是:(1)抑制乙型肝炎的产生Th17细胞;(2)增加抗气调剂,减少气调剂;(3)抑制血管生成;(4)减少组织对充气细胞的侵袭;(5)改变蛋白酶与蛋白酶抑制剂的平衡,转而采用抑制剂;(6)抑制破骨细胞生成。

02 病毒感染期间的I型干扰素


03 干扰素在非病毒感染中的作用机制


04 
I型干扰素在细菌感染过程中的正面和负面影响


05 
I型干扰素控制先天性和适应性免疫以及细胞内抗菌程序


06 在自身免疫性疾病和慢性感染中持续暴露的I型干扰素会诱导免疫抑制途径


II型

干扰素γ(IFNγ)是一种二聚体可溶性细胞因子,是II型干扰素的唯一成员。这种干扰素的存在,在其历史的早期被称为免疫干扰素,被EF Wheelock描述为被植物血凝素刺激的人白细胞的产物,而被其他人描述为抗原刺激的淋巴细胞的产物。在人类中,IFNγ蛋白由IFNG基因编码。

生物活动:IFNγ由T辅助细胞(特别是T h 1细胞),细胞毒性T细胞(T C细胞),巨噬细胞,粘膜上皮细胞和NK细胞分泌。IFNγ是唯一的II型干扰素,在血清学上不同于I型干扰素。它对酸不稳定,而I型变体对酸稳定。

1、健康组织和癌症中的IFN-γ信号

低水平的IFN-γ被认为在正常组织中组成性表达。IFN-γ受体(IFNGR)在刺激STAT1时可能具有强音活性,从而导致低水平的干扰素刺激基因(ISG)表达。该体内平衡程序平衡了免疫激活和免疫抑制。在癌症中,高水平的IFN-γ会刺激参与免疫激活的ISG,从而抑制肿瘤的生长。当发生慢性IFN-γ刺激时,IFN-γ标记转移至T细胞抑制受体的显性表达,并提供有利于肿瘤生长的肿瘤环境。

2、白癜风中的IFN-γ

黑色素细胞反应性CD8 + T细胞在遇到黑色素细胞抗原后产生IFN-γ,这会诱导局部角质形成细胞产生CXCL9和CXCL10,从而导致通过CXCR3趋化因子受体的补充。

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Reference:

[1]Immunomodulatory functions of type I interferons.

[2]Overview of the biology of type I interferons.

[3]Type I interferons in infectious disease.

[4]Regulation of type I interferon responses.

[5]IFN-γ in tissue-immune homeostasis and antitumor immunity.

[6]Vitiligo: Mechanisms of Pathogenesis and Treatment.

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