細胞因子通過結(jié)合細胞表面相應(yīng)的細胞因子受體而發(fā)揮生物學(xué)作用。細胞因子和其受體的結(jié)合是細胞因子介導(dǎo)的細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的啟動刺激。已知的細胞因子受體絕大多數(shù)是跨膜蛋白，由胞膜外區(qū)、跨膜區(qū)和胞漿區(qū)組成。細胞因子與其受體結(jié)合后啟動復(fù)雜的細胞內(nèi)分子間的相互作用，zui終引起細胞基因轉(zhuǎn)錄的變化，這一過程稱為細胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。
細胞因子和其受體的結(jié)合是細胞因子介導(dǎo)的細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的啟動刺激。已知的細胞因子受體絕大多數(shù)是跨膜蛋白，由胞膜外區(qū)、跨膜區(qū)和胞漿區(qū)組成。胞膜外區(qū)為識別結(jié)合細胞因子的部位，胞漿區(qū)啟動受體激活后的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。細胞因子受體根據(jù)其結(jié)構(gòu)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可分為I 型細胞因子受體、II 型細胞因子受體、腫瘤壞死因子受體和趨化性細胞因子受體等不同的家族或超家族。
細胞因子受體舉例說明：
I型細胞因子受體（class I cytokine receptor）家族包括IL-2，IL-3，IL-4，IL-5，IL-7、IL-9、IL-13、IL-15、GM-CSF 和促紅細胞生成素等細胞因子的受體。II 型細胞因子受體家族(class II cytokine receptor)包括IFNα，IFNβ，IFNγ和IL-10 的受體。腫瘤壞死因子受體超家族（TNF receptor super family， TNFSF）包括TNF受體、神經(jīng)生長因子受體、CD40 分子和Fas 分子等。趨化性細胞因子受體家族（chemokine receptor family）是G-蛋白偶聯(lián)受體，為7 次跨膜的蛋白，和相應(yīng)的配體結(jié)合后經(jīng)偶聯(lián)GTP 結(jié)合蛋白而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。
CCR5 是HIV 在巨噬細胞和T 淋巴細胞上的輔助受體，HIV 借助它進入細胞造成原發(fā)性感染。在體外實驗中，CCR5 的小分子拮抗劑可抑制HIV 感染巨噬細胞。CCR5 是多態(tài)性基因。攜帶一種CCR5 等位基因的純合子個體，由于缺失了32個堿基使編碼區(qū)發(fā)生了移碼突變僅表達無功能的CCR5，這種個體可在一定程度上抵抗HIV 的感染。
I 型細胞因子受體家族受體的多數(shù)成員屬多亞單位受體，其中一種亞單位是細胞因子結(jié)合亞單位，另一種是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)單亞位。多種I 型細胞因子受體有共用的相同的信號傳遞亞單位。如人IL-3、IL-5 和GM-CSF 受體均由α和β亞單位組成，其中α亞單位是細胞因子特異性結(jié)合亞單位，結(jié)構(gòu)各異，β亞單位是這三種細胞因子共用的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)亞單位。因此，IL-3、IL-5 和GM-CSF 在功能上有很大的重疊性，如均可作用于造血干細胞。 IL-2、IL-4、IL-7、IL-9 和IL-15 受體都有相同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)亞單位(γ鏈)。
位于X-染色體上的γ鏈基因缺陷是X-性連鎖重癥聯(lián)合免疫缺陷病(SCID)的一種病因，這類患者由IL-2、IL-4、IL-7、IL-9 和IL-15 受體介導(dǎo)的細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)生嚴重的障礙,細胞免疫和體液免疫都出現(xiàn)嚴重的缺陷。許多細胞因子如IL-1、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、G-CSF、GM-CSF、IFN-γ和TNF 的受體有游離的形式即可溶型細胞因子受體(soluble cytokinereceptor)。可溶型的細胞因子受體可做為相應(yīng)細胞因子的運載體,也可與相應(yīng)的膜型受體競爭配體而起到抑制作用。此外，檢測某些可溶型細胞因子的水平有助于某些疾病的診斷及病程的發(fā)展和轉(zhuǎn)歸的監(jiān)測。
Ⅱ型細胞因子受體是由同源的二分子形成的二聚體。一些細胞因子的受體存在天然拮抗劑，如IL-1 受體拮抗劑(IL-1Ra)是一種由單核巨噬細胞產(chǎn)生170kDa 的多肽，它可以結(jié)合IL-1 受體，從而抑制IL-1α和IL-1β的生物學(xué)活性。有些病毒產(chǎn)生細胞因子結(jié)合蛋白也是細胞因子的拮抗劑，如痘病毒產(chǎn)生的TNF 和 IL-1 結(jié)合蛋白可抑制或消除TNF 和 IL-1 的致炎癥作用。
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