N家干货 | 聊聊IL-6及其活性细胞株

1.IL-6简介

在人体复杂的免疫系统中，白细胞介素（Interleukin, IL）家族扮演着举足轻重的角色。其中，IL-6作为该家族的重要成员，不仅参与免疫调节、造血和炎症过程，还与多种疾病的发生和发展密切相关。IL-6属于白细胞介素的一种，是一种多功能细胞因子，参与多种细胞的生长、分化和功能调节，在免疫和炎症反应中具有重要作用，是机体重要的免疫-神经-内分泌调节因子。IL-6是小分子多肽，由四个α螺旋组成。分子量为19-28KD，具有184个氨基酸残基，通常情况下以单体形式存在，等电点为5.0，有糖基化位点，有两个二硫键。编码IL-6的基因位于染色体7p15-21，包括4个内含子与5个外显子。

图1. IL-6结构示意图

生物学特性：IL-6可由多种细胞合成，包括活化的T细胞和B细胞、单核-巨噬细胞、内皮细胞、上皮细胞以及成纤维细胞等。人类IL-6基因位于第7号染色体上，其表达受到多种因素的调控，如感染、炎症、应激等。

生理功能：IL-6在免疫应答、急性期反应、造血调节中发挥重要作用。它能够促进B细胞增殖和分化，增强巨噬细胞的吞噬功能，刺激肝细胞合成急性期蛋白等。此外，IL-6还能够与IL-1等其他细胞因子协同作用，诱导激素的释放，如促肾上腺皮质激素（ACTH）和促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）。

图2. IL-6在细胞中的功能

2.IL-6介导的细胞传导途径

广泛熟知的IL-6的信号传导途径有三种，分别是经典信号途径，转移信号途径和聚类信号途径。

1. 经典信号途径（Classic Signaling）：IL-6与其受体IL-6R结合，形成复合物，再与膜蛋白gp130结合，启动细胞内的信号传导。IL-6R既以跨膜形式存在，也以可溶性形式存在。IL-6与这两种形式结合，然后与gp130相互作用，触发下游信号转导和基因表达。

2. 转移信号途径（Trans-Signaling）：IL-6R以可溶形式（sIL-6R）存在。sIL-6R与IL-6结合的亲和力与IL-6R相似，其结合复合物与gp130结合，进而启动细胞内的信号传导。

3. 聚类信号途径(Trans-Presentation)：IL-6在DC细胞内和IL-6R结合，然后被运送至细胞膜上，该复合物与膜细胞的gp130结合，进而激活该信号途径。

经典的IL-6信号通路在保护性的固有免疫作用过程中以及组织修复过程中发挥重要作用，然而IL-6聚类信号途径会促进慢性炎症以及组织损伤的发生，IL-6聚类信号途径在产生致病性的T细胞反应上发挥重要作用。

图3. IL-6信号通路

3.IL-6与疾病相关

IL-6家族作为免疫系统中的重要组成部分，在免疫调节、炎症和疾病发展中扮演着复杂而关键的角色。通过深入研究IL-6家族的生物学特性和生理功能，我们可以更好地理解其在疾病中的作用机制，为相关疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法。

自身免疫性疾病：

类风湿性关节炎（RA）：IL-6、IL-6R、sIL-6R、gp130和sgp130之间的相互作用激活细胞内的JAK/STAT和MAPK等信号通路，引发炎症反应，促进关节组织的损伤，属于促炎反应。sIL-6R水平在患者中升高，进一步增强了IL-6的反式信号传导，加重炎症。

克罗恩病：IL-6的异常表达促使肠道炎症的发生和发展，通过与相应受体结合激活信号通路，招募免疫细胞至炎症部位，促进炎症介质的释放。

系统性红斑狼疮：IL-6在免疫调节失衡和炎症反应中发挥作用，促进自身抗体的产生，激活免疫细胞，加重炎症损伤。

慢性炎症性疾病包括卡斯尔曼病、贝赫切特病、系统性幼年特发性关节炎等。

4.研究现状

目前已经上市的药物针对类风湿关节炎等自身免疫性疾病、细胞因子释放综合征（CRS）、巨细胞动脉炎、Castleman 病等四种类型疾病，药物以托珠单抗（Tocilizumab）和司妥昔单抗（Siltuximab）为主，其中托珠单抗重组人源化抗人IL-6R单克隆抗体，能特异性结合可溶性及膜结合的IL-6R，阻断IL-6与受体的结合，从而抑制IL-6的信号传导。司妥昔单抗是人源化抗IL-6单克隆抗体，能够选择性地结合IL-6，阻断IL-6与其受体的相互作用。

表1. 已上市药物及针对疾病（来源知乎）

5.NovoBio相关活性检测细胞株

✦案例展示

传统检测IL-6/IL-6R靶点蛋白生物学活性，通过细胞增殖实验，该方法重复性差，不够稳定，导致准确性差，引起结果偏差。通过构建报告基因细胞株，构建高表达报告基因SIE-Luc的稳转细胞系来作为效应细胞，IL-6和效应细胞表面的的IL-6R结合，从而激活下游信号通路，而加入IL-6/IL-6R靶点蛋白，阻断IL-6的激活作用，引起报告基因Luciferase表达下调， Luciferase的信号值高低和蛋白活性成反比。

图4. IL-6靶点原理图

✦功能活性：IL-6刺激实验

（1）验证效应细胞293-SIE-Luc的信号通路

加入IL-6刺激，发现该细胞株能被IL-6激活胞内信号，且与IL-6的浓度呈现剂量依赖效应。

图5. IL-6诱导效应细胞活化结果图

（2）细胞株Acterma阻断实验

验证效应细胞293-SIE-Luc的信号通路，加入不同批次Acterma以及IL-6后，该细胞株胞内信号传导下调，且与Acterma的浓度呈现剂量依赖效应。

图6. Acterma阻断效应细胞活化结果图

（3）优势特点

✅方法稳定，变动小；

✅实验窗口大，响应值高；

✅利用转基因构建的细胞可稳定传代；

✅该细胞株可以作为所有IL-6/IL-6R靶点蛋白活性检测的效应细胞；

✅适合放行、长期稳定检测，弥补增殖细胞实验变动大和不稳定性的影响，方便方法验证。

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