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趋化因子在系统性红斑狼疮发病中的作用

医学检验信息网 检验医学 2007-2-26 16:16:52
摘 要: 趋化因子(chemokine)是一类一级结构相似,主要对白细胞具有化学趋化作用等多种生物学效应的小分子蛋白,在机体的防御和炎症反应等方面起着重要的调节作用。由于其广泛的细胞来源和生物学效应,趋化因子及其受体可能在多种疾病的发生和发展中起着重要的作用。在包括系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)在内的自身免疫性疾病、HIV感染、心血管疾病、过敏性疾病、神经系统炎性疾病、肿瘤等方面的作用越来越引起关注。本文着重对趋化因子在SLE发生发展中的作用作一综述。 SLE是多系统、炎性、自身免疫性疾病,临床表现复杂多样,多发于女性,男与女的比例近似1∶10。本病以B淋巴细胞高度活化、形成多种自身抗体(抗核抗体)、免疫复合物沉积于重要器官为特征,与异常的细胞和体液免疫反应有关。包括复杂的T淋巴细胞、B淋巴细胞和其他抗原提呈细胞间的相互作用。组织损伤和功能失调主要通过免疫复合物的沉积和多种活性介质的直接作用而产生。涉及多种炎性介质和细胞间复杂的相互作用。其中趋化因子对特异白细胞的趋化和功能活化是启动与自身免疫反应有关的病变的关键步骤之一。1 趋化因子的结构和功能

1.1有关趋化因子 自身免疫病的发生和慢性过程的维持依赖很多不同的机制,对外来抗原的正常免疫反应及宿主的自身免疫反应的病变基础是对白细胞的诱导募集和功能活化。这种诱导特定的白细胞的迁移和活化,参与炎症反应的一类细胞因子即趋化因子。同其他细胞因子的区别是趋化因子是细胞因子家庭中唯一的能与G蛋白偶联受体超家族结合的成员。

目前,随着分子生物学技术的发展和大规模人基因组测序和EST(express sequence tag,EST)数据库的建立,已发现50余种人趋化因子,它们结构和功能及基因定位都已确定。趋化因子都具有重要的结构特征。氨基酸的同源性为20%~70%。是一类非常丰富的系统。所有趋化因子具有相似的一级结构,一般在N末端都含有4个保守的半胱氨酸残基,此区域是受体活动的重要区域。N末端修饰的趋化因子影响趋化因子受体的活性。据N末端半胱氨酸残基的相对位置,分为四个家庭。其中两个与SLE有关的趋化因子家族包括CXC类趋化因子和CC类趋化因子。(1)CXC类趋化因子(α趋化因子),N末端Cys中的第一个与第二个之间含有任意一个氨基酸。此类趋化因子主要对中性粒细胞具有强大的趋化和功能活化作用,也作用于淋巴细胞。(2)CC类趋化因子(β趋化因子),N末端二个Cys之间无任何氨基酸。CC趋化因子主要作用于单核巨噬细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞及NK细胞,诱导它们的迁移和功能活化。目前的研究表明,CC类趋化因子与多种炎性疾病,如慢性炎症、自身免疫性疾病、HIV感染等相关联。另外的趋化因子家族还包括只有二个Cys残基的C类趋化因子和CX3C类趋化因子、病毒基因编码的趋化因子等,见表1。

1.2趋化因子受体 趋化因子介导白细胞的迁移是通过与靶细胞上各自的受体的有规律的相互作用完成的。不同的白细胞对趋化因子的反应不同取决于这些细胞表面趋化因子受体的表达。目前已明确有20多种趋化因子受体。它们属七次跨膜转运G蛋白偶联受体超家族,主要表达于骨髓来源的各白细胞亚群,同时也表达于上皮细胞、血管内皮细胞、神经细胞等类型的细胞上。主要包括CXC趋化因子受体和CC趋化因子受本。一种趋化因子受体可以与几种趋化因子结合,一种趋化因子也可以和不同的趋化因子受体结合。这表明趋化因子除趋化白细胞外,还具有很多其他生物学活性。例如细胞表面特定的受体的表达影响着这些细胞对人类免疫缺陷病毒HIV1感染的易感性和迁移方式。有些受体如CCR2、CCR3、CXCR4、CCR5,尤其CCR5是HIV1感染人体不可缺少的主要协同受体。而CC趋化因子RANTES、MIP-1α和MIP-1β可以阻断CD4+细胞介导的HIV-1的感染。进一步的深入研究,趋化因子受体有可能成为某些白细胞亚群的表面村志物和某些疾病治疗的靶点。趋化因子及其受体见表2。

2 趋化因子在疾病中的表达

各种自身免疫性炎性疾病通常是最初的对特定自身抗原的强免疫反应。组织损伤的病变基础是趋化因子介导的白细胞的诱出和功能活化。几乎任何改变细胞稳定的因素的刺激,如前炎性细胞因子IL-1和TNF-α、IFN-γ、细菌产物脂多糖、病毒感染等都能诱导趋化因子的分泌,然后趋化因子募集特定的白细胞达到炎症区域,执行各自的功能,这种作用在防御 微生物感染和创伤修复等是非常有用的。然而,趋化因子的高水平的持续的不适当的表达,也会使募集的白细胞大量增加形成破坏性的损伤。另外,白细胞介导的损伤又使趋化因子高水平表达或使其他类型的趋化因子表达增加,产生更广泛的组织损伤,这样使白细胞对机体的保护作用被破坏而引起疾病。大量研究表明SLE患者肾组织中MCP-1、IP-10、IL-8、MIP-1α、RANTES等表达增加。

3 趋化因子在SLE中的作用

SLE是一种全身性的自身免疫病,通常是多器官受累。其中狼疮性肾炎是SLE病人较常见的最严重的并发症和死亡的主要原因之一。

3.1 浸润于狼疮性肾炎病人肾组织中的细胞 很多自身免疫病都以淋巴细胞和单核巨噬细胞浸润为主,随着趋化因子对特异白细胞的募集和在组织中更进一步的聚集和活化形成破坏性的损伤。虽然受损组织中浸润的细胞成分主要依赖于疾病的活动情况,但主要与这些细胞所表达的趋化因子受体和组织内产生的趋化因子的种类有关。

表1 主要的趋化因子及其作用靶细胞

分类 趋化因子 靶细胞
C Lymphotactin T淋巴细胞
CC MCP-1 单个核细胞、Tm淋巴细胞、嗜碱性粒细胞、NK细胞、造血祖细胞、树突状细胞?
MCP-2 单个核细胞、Tm淋巴细胞和纯真T淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、NK细胞
MCP-3 单个核细胞、Tm淋巴细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、NK细胞、树突状细胞
MCP-4 单个核细胞、T淋巴细胞、嗜酸性粒细胞
MCP-5(仅见小鼠) 单个核细胞、T淋巴细胞、嗜酸性粒细胞
MIP-1α 单个核细胞、T淋巴细胞、NK细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、造血血祖细胞、树突状细胞
MCP-1β 单个核细胞、T淋巴细胞、树突状细胞、NK细胞、造血祖细胞
MCP-1γ(仅见小鼠) 休止及活化T淋巴细胞
RANTES 单个核细胞、T淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、NK细胞、树突状细胞
Eotaxin 嗜酸性粒细胞
TARC T淋巴细胞
PARC 休止T淋巴细胞
CXC IL-8 嗜中性粒细胞、T淋巴细胞、嗜碱性粒细胞
GRO-α(MGSA) 树突状细胞?
CRO-β(MIP-2α) 嗜中性粒细胞、(树突状细胞?)
CRO-γ(MIP-2β) 嗜中性粒细胞、(树突状细胞?)
PF-4 成纤维细胞、内皮细胞
NAP-2 嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞
MIG 活化的T淋巴细胞、浸润性T淋巴细胞
IP-10 活化的T淋巴细胞、浸润性T淋巴细胞、内皮细胞?NK细胞?
SDF-1 休止T淋巴细胞
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