什么是干扰素(IFN)?
干扰素 (IFN) 是哺乳动物中的一类细胞因子,*初被确定为抑制病毒感染的因子。 除了这种抗病毒特性外,迄今为止,它还被证明具有抗增殖、免疫调节和许多其他活性。
分类
干扰素根据其蛋白质结构和受体复合物识别分为 I、II 和 III 型。
I型干扰素
哺乳动物I型干扰素进一步由九种以上的不同类别组成,包括IFN-α、IFN-β、IFN-δ、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω、IFN-υ、IFN-τ和IFN-ζ。 在人类中,已发现 IFN-α、IFN-β、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω 和 IFN-υ,而尚未发现 IFN-δ、IFN-τ 和 IFN-ζ。 这些 I 型干扰素与 I 型受体(IFNAR1 和 IFNAR2)结合,后者由两条受体链组成。 I型干扰素通常由巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞和其他体细胞对许多病毒和某些病原体产生反应。
IFN-α由一组蛋白质组成,其氨基酸序列在人类中超过85%是同源的。 人 IFN-α 在少数 IFN-α 物种中被 N-糖基化和 O-糖基化。 另一方面,在小鼠中,几乎所有的IFN-α物种都是N-糖基化的。
IFN-β 由多种细胞响应病毒攻击而产生,而天然人 IFN-β 具有单个 N-糖基化位点。 迄今为止,尚未大规模研究其他I型干扰素,如IFN-α和IFN-β。
II型干扰素
人II型干扰素仅由IFN-γ基因组成。 IFN-γ 与由 IFNGR1 (IFN-γR1) 和 IFNGR2 (IFN-γR2) 链组成的 II 型受体结合。 IFN-γ 在免疫系统细胞中产生,例如 T 细胞和 NK 细胞。 IFN-γ在哺乳动物细胞中被糖基化,并作为同源二聚体发挥作用。 IFN-γ 的抗病毒活性较弱,而 IFN-α 和 IFN-β 在质量基础上显示出更强的抗病毒活性。
信号通路
在许多情况下,I 型干扰素表达是由 toll 样受体 (TLR) 诱导的。 先天免疫系统已经进化出通过TLR受体识别“非自我”的能力。 例如,TLR3 响应双链 RNA,TLR4 响应脂多糖,TLR9 响应甲基化 CpG DNA 基序。 TLR激活细胞产生的干扰素以自分泌或旁分泌方式起作用。 当干扰素作用于受体时,它会迅速在细胞中发出信号并产生抗病毒状态。 I型干扰素激活JAK1-STAT通路作为信号级联反应。 该途径诱导各种基因的上调,这些基因可防止病毒感染的细胞,包括 (2'-5') 寡腺苷酸合酶、Mx 蛋白和蛋白激酶 R (PKR)。
目前尚不清楚为什么有这么多不同的I型干扰素,包括多种IFN-α亚型。 各种研究表明,它们具有一套独特的生物活性以及重叠的功能。 I型干扰素也被证明具有免疫调节作用。 相比之下,II型干扰素的IFN-γ在先天免疫反应中的作用较小,其主要作用是激活适应性免疫。
III型干扰素
III型干扰素为IFN-λ1(IL-29)、IFN-λ2(IL-28A)和IFN-λ3(IL-28B),已被鉴定为新型II类细胞因子受体配体。 它与 IL-10 家族(11-13% 氨基酸序列同源性)和 I 型 IFN 家族(15-19% 氨基酸序列同源性)有远亲关系。 这三种细胞因子表现出与 I 型干扰素重叠的生物活性,包括抗病毒活性和 MHC I 类抗原表达的上调。 这三种蛋白质通过相同的异二聚体受体复合物(IL-10受体β(IL-10Rβ)和IL-28受体α(IL-28Rα/IFN-λ R1)传递信号。 与受体复合物结合的配体诱导 JAK 激活和 STAT1/STAT2 的酪氨酸磷酸化。 磷酸化的 STAT1 和 STAT2 与 IIFN 调节因子 9 (IRF-9) 结合形成 IFN 刺激的调节因子 3 (ISGF-3) 转录因子复合物并迁移到细胞核。 在基因敲低研究中(Ank 等人,2006 年。 干扰素细胞因子研究 26:373; Ank 等人,2008 年。 J.免疫学。 180:2474),建议III型干扰素的信号转导机制可以保守,以对抗靶向I型干扰素信号通路的病原体。