细胞因子是一个蛋白质家族，包括白细胞介素、淋巴因子、趋化因子、单核因子和干扰素。它们是免疫系统的重要成分，根据特定的细胞因子抑制化合物和受体来调节免疫反应[1]。根据它们的生物活性，可将其分为促炎症因子和抗炎症因子[2]。其中促炎细胞因子是有利于炎症免疫调节的细胞因子总称，炎症反应的实际结果取决于促炎和抗炎细胞因子之间的平衡情况。促炎细胞因子主要由活化的巨噬细胞产生，并可上调炎症反应。促炎症因子包括IL-1、IL-2、IL-3、IL-5、IL-6、IL-8、IL-9、IL-12、IL-15、IL-16、IL-17、IL-18、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23、IL-33、IL-34[1,3]。
2、分类及介绍
3、功能或作用机制
1
IL-2
IL-2的信号转导涉及三个不同的受体链：IL-2受体α（IL-2Rα/CD25/Tac）、IL-2受体β（IL-2Rβ/CD122）和共同γ链，也称为IL-2受体γ（IL-2Rγ/γc/CD132）。这些分子形成不同的IL-2受体（IL-2R）复合物，即由IL-2Rβ和γ组成的二聚体复合物c以及包含所有三种受体的三聚体复合物[4]。
图1 白细胞介素-2（IL-2）受体（IL-2R）复合物。γc（深蓝色）、IL-2Rβ（浅蓝色）、膜结合可溶性sIL-2Rα（红色）以及二聚体γc/IL-2Rβ和三聚体γc/IL-2Rβ/IL-2Rα复合物的示意图。二聚体和三聚体复合物能够诱导细胞内信号，而单体受体链则不能。每个分子和复合物对IL-2的亲和力如上所示。
2
IL-3
IL-3受体由两部分组成：一条是用于结合IL-3的α链，以及一条负责在细胞内传递信号的β链。β亚基是IL-3、IL-5和GM-CSF受体的α链所共有的，并将它们组合成一个受体家族。IL-3受体属于2型膜受体，其特征是缺乏内在酪氨酸激酶活性。受体的每个部分由三个典型结构域组成：细胞外结构域、跨膜结构域和细胞质（细胞内结构域）（图2）。由于IL-3与α链结合，在α链和β链之间形成二硫键，并形成高亲和力的异二聚体受体复合物。β链的细胞质结构域与JAK家族的非受体酪氨酸激酶相关，JAK家族通过自磷酸化激活，以响应配体介导的受体二聚化。JAK受体复合物磷酸化酪氨酸残基处的STAT（信号转导和转录激活因子）转录因子，最终调节[5]。
图2 IL-3受体和信号转导通路的结构：JAK–Janus相关激酶，STAT–信号转导和转录激活因子，PI3K–磷脂酰肌醇3-激酶，SHP1–SH2含造血细胞磷酸酶-1，SHP2–SH2含造血细胞磷酸酶-2，Src激酶–细胞肉瘤激酶。
3
IL-9
IL-9激活由IL-9受体α链（IL-9Rα）和γ链组成的异二聚体受体，并促进Janus kinase 1（JAK1）和JAK3的交叉磷酸化。这导致信号转导和转录激活因子1（STAT1）、STAT3和STAT5的激活以及IL-9诱导基因转录的上调[6]。
图3 IL-9受体信号转导复合物
4
IL-17
IL-17含有五种不同的受体编号组成，包括IL-17受体A（IL-17RA）、B、C、D和E（图4）。IL-17RA于1995年被发现为IL-17A的细胞因子受体，属于与现有细胞因子受体不同的家族。后来，IL-17RB、RC、RD和RE被发现，它们都与它们的配体结合并具有序列同源性[7]。
图4 IL-17家族的细胞因子配体和受体
5
IL-22
IL-22R是亚基IL-10R2的异二聚体，亚基IL-10R2由大多数细胞表达，而选择性分布更强的亚基IL-22R1（图5）。IL-22R与IL-22的连接诱导酪氨酸激酶JAK1和Tyk2的激活，进而激活STAT3。还报道了STAT1和STAT5激活以及通过MAPK通路发出的下游信号转导。IL-22R由全身广泛组织的上皮细胞和实质细胞表达。它在皮肤、肠道和肺部等屏障表面高度表达，但不限于。IL-22起作用的其他组织包括肝脏、胸腺、胰腺、肾脏和滑膜[8]。
图5 IL-22系统
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参考文献
[1] Tanjilur R, Ayan D, Hasan M A, et al. Cytokines and their role as immunotherapeutics and vaccine Adjuvants: The emerging concepts. [J]. Cytokine, 2023, 169 156268.
[2] 吕秋兰,黄安,刘双梅,等. 促炎因子和抗炎因子在神经B理痛中的作用 [J]. 神经解剖学杂志, 2015, 31 (04): 533-538.
[3] M. O K, Kinga S, Natalia W, et al. Proinflammatory Cytokines (IL-1, -6, -8, -15, -17, -18, -23, TNF-α) Single Nucleotide Polymorphisms in Rheumatoid Arthritis—A Literature Review [J]. International Journal of Molecular Sciences, 2022, 23 (4): 2106.
[4] Juliane L, M L P, Christoph G. The soluble IL-2 receptor α/CD25 as a modulator of IL-2 function. [J]. Immunology, 2023,377-387.
[5] B. Y B, G. V S. The role of interleukin-3 and its receptor in acute leukemia pathogenesis [J]. Gematologiya I Transfuziologiya, 2020, 65 (3): 335-350.
[6] J R N, C E N. Cellular sources and immune functions of interleukin-9. [J]. Nature reviews. Immunology, 2010, 10 (10): 683-7.
[7] Zheng C, Shuangying Q, Liu Y, et al. Mechanistic Insights into the Roles of the IL-17/IL-17R Families in Pancreatic Cancer. [J]. International journal of molecular sciences, 2023, 24 (17).
[8] Hannes L, Tomas O. Interleukin-22 Influences the Th1/Th17 Axis. [J]. Frontiers in Immunology, 2021, 12 618110.