白细胞介素 10(IL-10),也称为细胞因子合成抑制因子 (CSIF),是一种多效性细胞因子,可以在多种类型细胞中发挥免疫抑制或免疫刺激的作用。
一、结构
人、大鼠和小鼠 IL-10 cDNA 序列均含 178 个氨基酸残基,内有 18 氨基酸信号肽序列,成熟 IL-10 分子为 160 氨基酸残基,小鼠和人 IL-10 分子中分别含 5 个和 4 个半胱氨酸残基,分子量为 35~40kDa。小鼠和人 IL-10 基因都定位于第 1 号染色体,其基因组包括5个外显子和4个内含子。人和小鼠 IL-10 在 DNA 和氨基酸水平上分别有 81% 和 73% 的同源性。人 IL-10 可作用于鼠源性细胞,而小鼠 IL-10 对人的细胞则无交叉反应。
二、功能
在炎症反应方面, IL-10 能通过下调单核细胞表面主要组织相容性抗原Ⅱ ( classⅡmajor histocompatibilitycomplex, MHCⅡ) 的表达,降低其抗原呈递作用,下调 T 淋巴细胞活性, 抑制炎性细胞的激活、迁移和粘附;同时,IL-10 也能抑制炎症因子的合成与释放,Rene 等发现,内源性与外源性 IL-10 均能在转录水平强烈抑制白介素 1( interleukin-1, IL-1) 、IL-6、IL-8、肿瘤坏死因子-α( tumor necrosis factor-α, TNF-α) 、粒-巨噬细胞集落刺激因子 ( granulocyte-macrophage colonystimulatingfactor, GM-CSF) 和粒细胞集落刺激因子 ( granulocyte colony-stimulating factor, G-CSF) 的合成,从而起到抗炎的作用。
三、一般性质
在人类,某些 CD4+和 CD8+T 淋巴细胞、活化单核细胞、外周血 T 细胞、B 淋巴细胞、巨噬细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞、树突状细胞、星形胶质细胞、支气管上皮细胞、表皮细胞和某些肿瘤细胞均可产生 IL-10;在某些因素刺激下,一些正常生理状态下不表达 IL-10 的细胞也可以生成 IL-10。例如,动脉粥样硬化斑块中的血管平滑肌细胞在进行 IL-10 免疫组化染色时,其胞浆呈阳性反应。IL-10 启动子含有数个转录因子反应元件,在受到相应的刺激后,可以启始 IL-10 基因的转录。巨噬细胞在受到几种内源和外源因子如内毒素、TNF-α、儿茶酚胺类等药物作用后,生成大量 IL-10。此外,一些促炎因子可以反馈性地诱导 IL-10 的生成。
IL-10 的细胞受体 (IL-10 receptor,IL-10R) 属于 2 型细胞因子家族,它们是跨膜糖蛋白,膜外区有 21 个氨基酸,包含了 2 个串联的Ⅲ型纤连蛋白 (fibronec-tin) 结构域。活化的 IL-10R 是一个信号转导复合体,包含了 2 种不同的受体链:IL-10R1 和 IL-10R2。IL-10R1 氨基酸链比较长,是主要的信号转导成分;IL-10R2 又称 2 型细胞因子受体家族成员 4(cytokine-receptorfamily type-2 member 4,CRF2-4),为膜内部分较少的跨膜短肽链。IL-10R 复合体的形成分两步:首先,IL-10 与高亲和力的受体长链 IL-10R1 结合;其次,IL-10R2 以低亲和力结合。复合体包含了 2 个 IL-10 二聚体和 4 个可溶的 IL-10R1。复合体 IL-10/ IL-10R1/IL-10R2 具有生物活性,可激活 JAK 激酶,引起 STAT 因子的磷酸化,从而影响 mRNA 的转录,发挥 IL-10 的调节作用。
四、生物学活性
IL-10 的单核细胞可有效调节单核/巨噬细胞功能。作为细胞介导免疫反应的负调节物,IL-10 能抑制前列腺素 E2 和产炎性细胞因子包括 TNF-α、IL-1、IL-6 和 IL-8 的产生。IL-10 可抑制人 THO、Th-1、Th-2 样 T 细胞克隆的增殖。
促进肥大细胞和胸腺细胞增殖,IL-10 也是淋巴结、脾脏细胞生长的复合因子。
IL-10 抑制炎症反应和细胞免疫反应,加强与适应性免疫和清除功能相关的耐受性,抑制由单核细胞和巨噬细胞产生的促炎因子。
提高 B 细胞的存活率,促进 B 细胞的增殖、MHCⅡ类抗原表达以及免疫球蛋白的分泌,并与 Th2 所产生的 IL-4、IL-5 有协同作用。
抑制 NK 细胞因子的产生。
抑制反应性氮氧化物的产生。
五、临床意义
IL-10 具有双向免疫调节作用,IL-10 可以通过抗原提呈细胞(APC)发挥免疫抑制,通过 T 细胞发挥负调节作用,在肿瘤环境中对免疫应答具有负向调节作用;另外,IL-10 对 T、B 淋巴细胞具有刺激作用,并且在肿瘤环境中 IL-10 也能发挥刺激作用;IL-10 的双向调节作用自从被发现起就一直被关注,它不仅影响免疫系统,而且可以通过调节生长因子、细胞因子影响许多病理生理过程,包括血管生成、肿瘤形成和感染,还能通过诱导调节性 T 细胞在外周耐受中建立作用;对克罗恩病、类风湿性关节炎银屑病、HCV 感染、HIV 感染等,IL-10 都发挥着重要作用。
IL-10 的拮抗剂可能具有抗 EB 病毒的作用,而 IL-10 通过促进单核细胞表达 IL-1ra 有可能成为抗炎症的治疗手段,动物实验表明,IL-10 可有效地避免 LPS 诱导小鼠休克而造成的死亡;
自身免疫疾病与 IL-10 关系研究的比较深入的是系统性红斑狼疮 (SLE),近来研究表明,与健康人相比,SLE 患者血清中 IL-10 水平升高明显,并且 IL-10 水平与疾病严重程度呈正相关。
研究发现,银屑病患者皮肤中 IL-10mRNA 表达明显低于特异性皮炎和皮肤淋巴瘤的患者,虽然银屑病患者皮肤 IL-10mRNA 表达水平与健康皮肤没有差别,但却有过量的前致炎因子表达,这表明银屑病中 IL-10 相对缺乏,免疫组织化学结果也证实银屑病患者皮肤存在 IL-10 低表达。
IL-10 与类风湿性关节炎(RA)的关系很早就受到了研究者们的关注。虽然 RA 的发病机制目前仍不清楚,但 T 细胞,尤其是辅助性 T 细胞,在 RA 发病中的作用越来越受到重视。RA 炎症局部的 Th 细胞因子变化能够影响疾病的进程。考虑到 IL-10 对维持 Th1/Th2 平衡的作用,使许多对 RA 的研究关注于 IL-10 与 RA 的相关性。研究显示,给予 IL-10 可抑制滑膜组织中致炎细胞因子的产生。IL-10 能有效地阻止巨噬细胞和滑膜细胞中的前致炎因子 TNF-α、IL-1 和 IL-8 的生成。IL-10 治疗关节滑膜炎模型的结果表明,IL-10 能抑制滑膜炎症并有可能成为抗类风湿的药物。
一些研究发现 IL-10 能抑制肿瘤的生长和转移。Huang 等向裸鼠种植转染了 IL-10 基因的 A375P 黑色素瘤细胞,发现转染了 IL-10 基因的肿瘤细胞转移受到抑制。并且,当将此细胞与其它鼠和人肿瘤细胞混合种植到裸鼠身上后,后者的生长亦受到抑制。IL-10 这种抑制肿瘤生长和转移的作用可以通过 IL-10 拮抗剂被消除。有研究发现在 IL-10 分泌部位肿瘤血管生成减少,提示 IL-10 可能与肿瘤血管形成有关。进一步实验表明 IL-10 通过下调血管内皮生长因子的表达抑制了肿瘤血管形成。
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