什么是干擾素(IFN)?
干擾素 (IFN) 是哺乳動(dòng)物中的一類細(xì)胞因子,*初被確定為抑制病毒感染的因子。 除了這種抗病毒特性外,迄今為止,它還被證明具有抗增殖、免疫調(diào)節(jié)和許多其他活性。
分類
干擾素根據(jù)其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和受體復(fù)合物識(shí)別分為 I、II 和 III 型。
I型干擾素
哺乳動(dòng)物I型干擾素進(jìn)一步由九種以上的不同類別組成,包括IFN-α、IFN-β、IFN-δ、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω、IFN-υ、IFN-τ和IFN-ζ。 在人類中,已發(fā)現(xiàn) IFN-α、IFN-β、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω 和 IFN-υ,而尚未發(fā)現(xiàn) IFN-δ、IFN-τ 和 IFN-ζ。 這些 I 型干擾素與 I 型受體(IFNAR1 和 IFNAR2)結(jié)合,后者由兩條受體鏈組成。 I型干擾素通常由巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和其他體細(xì)胞對(duì)許多病毒和某些病原體產(chǎn)生反應(yīng)。
IFN-α由一組蛋白質(zhì)組成,其氨基酸序列在人類中超過85%是同源的。 人 IFN-α 在少數(shù) IFN-α 物種中被 N-糖基化和 O-糖基化。 另一方面,在小鼠中,幾乎所有的IFN-α物種都是N-糖基化的。
IFN-β 由多種細(xì)胞響應(yīng)病毒攻擊而產(chǎn)生,而天然人 IFN-β 具有單個(gè) N-糖基化位點(diǎn)。 迄今為止,尚未大規(guī)模研究其他I型干擾素,如IFN-α和IFN-β。
II型干擾素
人II型干擾素僅由IFN-γ基因組成。 IFN-γ 與由 IFNGR1 (IFN-γR1) 和 IFNGR2 (IFN-γR2) 鏈組成的 II 型受體結(jié)合。 IFN-γ 在免疫系統(tǒng)細(xì)胞中產(chǎn)生,例如 T 細(xì)胞和 NK 細(xì)胞。 IFN-γ在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中被糖基化,并作為同源二聚體發(fā)揮作用。 IFN-γ 的抗病毒活性較弱,而 IFN-α 和 IFN-β 在質(zhì)量基礎(chǔ)上顯示出更強(qiáng)的抗病毒活性。
信號(hào)通路
在許多情況下,I 型干擾素表達(dá)是由 toll 樣受體 (TLR) 誘導(dǎo)的。 先天免疫系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)化出通過TLR受體識(shí)別“非自我”的能力。 例如,TLR3 響應(yīng)雙鏈 RNA,TLR4 響應(yīng)脂多糖,TLR9 響應(yīng)甲基化 CpG DNA 基序。 TLR激活細(xì)胞產(chǎn)生的干擾素以自分泌或旁分泌方式起作用。 當(dāng)干擾素作用于受體時(shí),它會(huì)迅速在細(xì)胞中發(fā)出信號(hào)并產(chǎn)生抗病毒狀態(tài)。 I型干擾素激活JAK1-STAT通路作為信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。 該途徑誘導(dǎo)各種基因的上調(diào),這些基因可防止病毒感染的細(xì)胞,包括 (2'-5') 寡腺苷酸合酶、Mx 蛋白和蛋白激酶 R (PKR)。
目前尚不清楚為什么有這么多不同的I型干擾素,包括多種IFN-α亞型。 各種研究表明,它們具有一套獨(dú)特的生物活性以及重疊的功能。 I型干擾素也被證明具有免疫調(diào)節(jié)作用。 相比之下,II型干擾素的IFN-γ在先天免疫反應(yīng)中的作用較小,其主要作用是激活適應(yīng)性免疫。
III型干擾素
III型干擾素為IFN-λ1(IL-29)、IFN-λ2(IL-28A)和IFN-λ3(IL-28B),已被鑒定為新型II類細(xì)胞因子受體配體。 它與 IL-10 家族(11-13% 氨基酸序列同源性)和 I 型 IFN 家族(15-19% 氨基酸序列同源性)有遠(yuǎn)親關(guān)系。 這三種細(xì)胞因子表現(xiàn)出與 I 型干擾素重疊的生物活性,包括抗病毒活性和 MHC I 類抗原表達(dá)的上調(diào)。 這三種蛋白質(zhì)通過相同的異二聚體受體復(fù)合物(IL-10受體β(IL-10Rβ)和IL-28受體α(IL-28Rα/IFN-λ R1)傳遞信號(hào)。 與受體復(fù)合物結(jié)合的配體誘導(dǎo) JAK 激活和 STAT1/STAT2 的酪氨酸磷酸化。 磷酸化的 STAT1 和 STAT2 與 IIFN 調(diào)節(jié)因子 9 (IRF-9) 結(jié)合形成 IFN 刺激的調(diào)節(jié)因子 3 (ISGF-3) 轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物并遷移到細(xì)胞核。 在基因敲低研究中(Ank 等人,2006 年。 干擾素細(xì)胞因子研究 26:373; Ank 等人,2008 年。 J.免疫學(xué)。 180:2474),建議III型干擾素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制可以保守,以對(duì)抗靶向I型干擾素信號(hào)通路的病原體。