一、简介
IL-15 是一种可溶性细胞因子, 作为多种免疫细胞的趋化因子参与并调节机体炎症反应及免疫反应。生物学作用与 IL-2 相似,由多种细胞产生。
二、结构
IL-15 与 IL-2 基因结构十分相似,同属于螺旋型细胞因子家族。
三、功能
刺激 T 细胞增殖,调节 B 细胞、NK 细胞和 CTL 的功能。在促炎症、抗肿瘤、抗感染中起重要的作用。
四、一般性质
IL-15 主要由单核细胞和巨噬细胞产生,人长期骨髓基质细胞培养上清中也含有 IL-15。此外,人体多种组织表达 IL-15 mRNA, 如心、肺、肾、尤其是胎盘和肌肉。细胞来源和靶细胞分布较 IL-2 广,故可能在不表达 IL-2 的部位发挥类似 IL-2 的效应。
人 IL-15 由 162 个氨基酸组成的前体蛋白,其中 48 个氨基酸组成前导序列,114 个氨基酸的成熟 IL-15 亚基,分子内含有两个二硫键和两个 N-连接糖基化位点。人 IL-15 选择性剪接异构体具有相同的成熟序列,但有截短的信号序列。截短的前肽是细胞内的功能分子,无法分泌到胞外。另外,膜结合型 IL-15 发挥重要的生理作用。人 IL-15 与猿、小鼠的氨基酸同源性分别是 97% 和 73%。
IL-15 的高亲和受体在 T 细胞、 B 细胞、 NK 细胞和非淋巴样细胞等许多细胞表达。 IL-15 受体由α链、β链和 γ链组成,其中β链和 γ链与 IL-2 共用。与人 IL-15 具有高亲和性的α链存在多种剪接异构体,与小鼠 IL-15 Rα有 54% 的同源性。α链与 IL-15 高特异性结合,βγ二聚体发挥信号传导作用。IL-15 和 IL-2 只有很低的序列同源性和不同的受体结构,但 IL-15–IL-15R 和 IL-2–IL-2R 复合物非常相似。IL-15 诱导活化 JAK 激酶、转录激活因子 STAT3、STAT5、STAT6。IL-15 能增加凋亡抑制因子 BCL2L1/BCL-x(L) 的表达,从而抑制凋亡。
五、生物学活性
刺激 T 细胞增殖: IL-15 可刺激 CTLL、PHA 活化的 T 细胞、肿瘤浸润淋巴细胞的增殖,并与 IL-2 有协同作用。IL-15 对 T 细胞有趋化作用,其趋化作用强于 IL-8 和 MIP-α。X 连锁 SCID 小鼠发病的部分原因是 IL-15 介导的功能有缺陷。
调节 B 细胞增殖和分化: IL-15 可刺激活化 B 细胞的增殖,与 CD40 配体协同,刺激活化 B 细胞分泌 IgM、IgG1 和 IgA, 但不产生 IgG4 和 IgE。
调节 NK 细胞: IL-15 诱导 CD34+造血祖细胞分化为 CD56+ NK 细胞,NK 细胞对 IL-15 刺激有一定的增殖反应,并明显提高杀伤活性,维持存活。IL-15 可促进穿孔素和粒酶的表达。IL-15 可协同 IL-12 促进 NK 细胞的杀伤活性和细胞因子的分泌。在小鼠体内 IL-15 亦具有促进 NK 杀伤活性的作用。它还可诱导 CTL 和 LAK 的产生和杀伤活性。
IL-15 的趋化作用:IL-15 对人外周血单核细胞具有明显的趋化作用。体外实验证明,IL-15 在 0.6ng/ml 的浓度时,能导致人外周血单核细胞出现去极化现象,其作用明显强于 IL-8 和巨噬细胞炎性反应蛋白-1α,而且 IL-15 对 CD4+或 CD8+T 细胞亚群的极化作用无明显差异,但对 B 细胞和中性粒细胞无极化作用。IL-15 的趋化作用预示它可能参与炎症反应的调节。
六、临床意义
IL-15 和 IL-2 对于调控体内淋巴细胞功能和稳态起重要作用。在体外具有类似的刺激淋巴细胞增殖作用,然而在体内的作用却明显不同。不同生理功能是由于各自不同受体亚基介导的不同信号转导通路、不同受体亚基表达模式。反式呈递方式介导的信号转导是 IL-15 功能不同于 IL-2 的一个重要机制。尽管它们的异三聚体受体中有两个共用亚基,这两种细胞因子在适应性免疫应答中具有明显不同的作用。IL-2 独特的作用是清除自身反应性 T 细胞防止自身免疫性疾病发生,相反, IL-15 可长久维持记忆性 T 细胞针对病原体的免疫应答。
在慢性的炎症性疾病(类风湿关节炎)中,IL-15 通过趋化作用征集和活化 T 淋巴细胞的能力已得到证实,这表明 IL-15 在病理状况下能发挥生物学作用。目前在类风湿关节炎中,直接针对 T 细胞的治疗方法证明能够改善疾病状况。在类风湿关节炎中,IL-15 可能是未来治疗性介入的一个有用的对象。
IL-15 在抗蠕虫及原虫感染等方面可发挥免疫增强作用。
IL-15 可能在肿瘤免疫中发挥重要作用。体内、外实验都已证实,IL-15 能够诱导 CTL 细胞和 LAK 细胞活性而体现抗肿瘤活性。有研究证明 IL-15 能够在相对稳定的黑色素瘤患者体内诱导淋巴细胞中的 LAK 细胞活性,从新的肿瘤组织中杀伤自体固有的黑素肿瘤细胞。
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