定义与基本性质
IFN - γ(干扰素 - γ)是一种重要的细胞因子,属于 Ⅱ 型干扰素。它是一种二聚体糖蛋白,由两个相同的单体通过非共价键连接而成,单体分子量约为 17kD。IFN - γ 主要由活化的 T 淋巴细胞(包括辅助性 T 细胞 1(Th1)亚群和细胞毒性 T 淋巴细胞(CTL))和自然杀伤(NK)细胞产生。
合成与分泌的调节机制
细胞来源与诱导因素
Th1 细胞是 IFN - γ 的主要来源之一。在抗原呈递细胞(如树突状细胞)将抗原呈递给初始 T 细胞后,在白细胞介素 - 12(IL - 12)等细胞因子的诱导下,初始 T 细胞向 Th1 细胞分化,Th1 细胞被激活后会大量分泌 IFN - γ。CTL 细胞在识别并结合靶细胞表面的抗原 - MHCⅠ 类分子复合物后,也会分泌 IFN - γ。NK 细胞可以在病毒感染或肿瘤细胞存在的情况下,通过识别异常细胞表面的分子模式而被激活,进而分泌 IFN - γ。
细胞内信号通路
在 T 细胞和 NK 细胞中,IFN - γ 的合成和分泌受到多种细胞内信号通路的调节。例如,IL - 12 可以激活信号转导和转录激活子 4(STAT4)信号通路,促使 T 细胞向 Th1 细胞分化并诱导 IFN - γ 的产生。在 NK 细胞中,细胞表面的激活受体(如 NKp46、NKp30 等)与相应配体结合后,通过激活下游的信号通路(如磷脂酰肌醇 - 3 - 激酶(PI3K)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路),最终激活转录因子,启动 IFN - γ 基因的转录。
生物学功能
抗病毒作用
IFN - γ 是一种关键的抗病毒细胞因子。它可以诱导宿主细胞产生多种抗病毒蛋白,如蛋白激酶 R(PKR)、2',5' - 寡腺苷酸合成酶(OAS)和核糖核酸酶 L(RNase L)等。这些抗病毒蛋白可以通过不同的机制抑制病毒的复制。例如,PKR 可以磷酸化真核翻译起始因子 2α(eIF - 2α),从而抑制病毒蛋白的翻译;OAS 可以催化合成 2',5' - 寡腺苷酸,激活 RNase L,降解病毒 RNA。此外,IFN - γ 还可以增强 NK 细胞和 CTL 细胞对病毒感染细胞的杀伤能力,从而清除病毒感染。
免疫调节功能
对 T 细胞的作用:IFN - γ 在 T 细胞的分化和功能调节中发挥重要作用。它可以促进 Th1 细胞的进一步分化和增殖,同时抑制辅助性 T 细胞 2(Th2)细胞的功能,使免疫反应向细胞免疫方向偏移。例如,IFN - γ 可以抑制 Th2 细胞分泌白细胞介素 - 4(IL - 4)等细胞因子,从而调节 T 细胞亚群的平衡。对于 CTL 细胞,IFN - γ 可以增强其细胞毒性活性,提高对靶细胞(如肿瘤细胞、病毒感染细胞)的杀伤效率。
对 B 细胞的作用:IFN - γ 对 B 细胞的功能也有调节作用。它可以抑制 B 细胞的增殖和抗体类别转换,特别是抑制 IgE 的产生。这种作用有助于防止过度的体液免疫反应,维持免疫平衡。
对巨噬细胞的作用:IFN - γ 是巨噬细胞的重要激活因子。它可以增强巨噬细胞的吞噬功能、抗原呈递能力和杀菌能力。例如,激活后的巨噬细胞可以通过产生更多的活性氧(ROS)和一氧化氮(NO)来杀伤病原体。同时,IFN - γ 还可以上调巨噬细胞表面的主要组织相容性复合体(MHC)Ⅱ 类分子和共刺激分子(如 CD80 和 CD86)的表达,提高其抗原呈递效率,从而增强 T 细胞的激活。
抗肿瘤作用
IFN - γ 在肿瘤免疫监视和抗肿瘤免疫反应中发挥关键作用。它可以直接抑制肿瘤细胞的增殖,诱导肿瘤细胞凋亡。例如,IFN - γ 可以激活肿瘤细胞内的凋亡信号通路,如通过上调凋亡相关基因(如 Fas、Bax 等)的表达,使肿瘤细胞发生程序性死亡。同时,IFN - γ 可以调节肿瘤微环境,增强免疫细胞(如 NK 细胞、CTL 细胞)对肿瘤细胞的杀伤能力,并且抑制肿瘤血管生成,从而抑制肿瘤的生长和转移。
在疾病中的作用
感染性疾病方面
在病毒感染(如流感病毒、乙肝病毒、丙肝病毒等感染)中,IFN - γ 是机体抗病毒免疫反应的重要组成部分。及时和适量的 IFN - γ 产生可以有效地控制病毒复制,清除病毒感染。然而,在一些慢性病毒感染(如慢性乙肝、慢性丙肝)中,病毒可能会通过多种机制逃避 IFN - γ 的抗病毒作用,导致病毒持续感染。
在细菌感染(如结核杆菌感染)中,IFN - γ 也发挥重要作用。它可以激活巨噬细胞,增强巨噬细胞对结核杆菌的杀伤能力。但是,结核杆菌也具有一些逃避机制,如抑制巨噬细胞的激活和 IFN - γ 的功能,从而在巨噬细胞内长期存活,导致结核病的慢性化。
自身免疫性疾病方面
在类风湿关节炎(RA)、系统性红斑狼疮(SLE)等自身免疫性疾病中,IFN - γ 的水平和功能可能出现异常。在 RA 的关节滑膜炎症中,IFN - γ 可以促进炎症细胞的浸润和滑膜细胞的活化,加重关节损伤。在 SLE 中,IFN - γ 可能参与自身免疫反应的调节,与疾病的活动度有关。
肿瘤相关疾病方面
在肿瘤治疗中,IFN - γ 可以作为一种免疫治疗药物。例如,重组人 IFN - γ 已被用于一些肿瘤(如黑色素瘤、肾细胞癌等)的治疗,通过增强机体的抗肿瘤免疫反应来抑制肿瘤生长。然而,肿瘤细胞也会发展出一些抵抗机制,如下调 IFN - γ 受体的表达,降低对 IFN - γ 的敏感性,从而影响治疗效果。