干货开讲 | 一文带你了解干扰素

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什么是干扰素?

干扰素(IFN)蛋白是宿主细胞分泌的一类可调节免疫应答的细胞因子。因为这种蛋白质能够干扰病毒的复制,所以被命名为“干扰素”。

当病原体“来袭”时,宿主细胞释放干扰素,周围未感染的细胞感知后激活适当的细胞防御机制,消除病原体。


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干扰素该如何分类?

IFN根据其结合的不同受体分为三种类型(I型、II型和III型)(图1);每种IFN诱导一种特定的免疫反应。

图1:干扰素类型及其受体

I、II、III型具体情况如下:


I型IFN能与特定细胞表面受体IFN-α/β(IFNAR1,IFNAR2)结合,是未感染细胞的预警系统。在人体中,I型IFN是最大的IFN家族,包括IFN-α、IFN-β、IFN-ε、IFN-κ和IFN-ω;它们由多种类型的细胞分泌,包括浆细胞样树突状细胞和成纤维细胞。I型IFN的一个主要功能是使真核转化起始因子2a(eIF-2a)失活,从而抑制病毒蛋白的合成(图1)。此外,I型IFN可活化RNase L,它能切割细胞质中的任何ssRNA,进一步抑制病毒复制。IFN-α已被用于治疗毛细胞白血病,而IFN-β则被用于减缓多发性硬化症的进展。


II型IFN(人体的IFN-γ)与IFN-γ受体复合物(IFNGR1,IFNGR2)结合,参与免疫和炎症反应;它们由活化的T细胞和自然杀伤(NK)细胞分泌。当1型辅助性T细胞(Th1细胞)释放II型IFN时,白细胞被浸润到感染部位,最终炎症反应增大。由于它们在免疫反应中的作用,不受控制的II型IFN能引起自身免疫性疾病。


III型IFN包括IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3和IFN-λ4,并与I型IFN相似,都参与抑制病毒感染。IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3最初分别命名为IL-29、IL-28a、IL-28b;IFN-λ4是最新发现的III型IFN。III型IFN与受体IFRL1和IL-10R2结合,这两种受体不同于I型受体。虽然不像I型和II型那样为人所知,但我们查明III型IFN与JAK-STAT通路有关,并且是在宿主识别到病原体相关分子模式(PAMP)时合成的,类似于I型IFN。

图2:I型IFN诱导的细胞内通路

I型IFN与其各自的受体结合(见图1),并诱导PKR和OAS蛋白的转录。一旦脱离细胞核,PKR和OAS蛋白就会提高细胞内的抗病毒状态。活化后,PKR会使eIF-2α失活,从而抑制病毒蛋白翻译。细胞中存在的OAS有助于活化RNase L,RNase L的功能是切割细胞质中任何病毒ssRNA。


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干扰素诱导

鉴于IFN的抗病毒功能,病毒RNA可能是IFN表达的诱导剂。然而,果蝇中Toll-Dorsal通路的发现引发了对人体Toll样受体(TLR)同源物的研究。TLR是一类模式识别受体(PRR),其可以识别病原体相关分子模式(PAMP)。


这些跨膜受体存在于细胞表面和核内体中。一旦与PAMP结合,TLR就会启动信号级联,促进IFN基因活化,以及随后表达和分泌。RIG-I样受体(RLR)是另一类PRR,是病毒RNA检测的胞质传感器。RLR的活化会导致IFN调节因子-3(IRF-3)、IRF-7和NF-κB的上调,它们是诱导I型IFN和炎性细胞因子的转录因子。

图3: Toll样受体(TLR)/RIG-1样受体(RLR)介导的

干扰素(IFN)诱导信号通路

TLR2和TLR4位于细胞的质膜上,而TLR3、TLR 7/8和TLR9位于细胞内核内体中。RLR在细胞质中自由循环。一旦结合,每种受体都会导致IFN和炎症基因的上调。


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干扰素的研究工具

干扰素(IFN)蛋白是宿主细胞分泌的一类可调节免疫应答的细胞因子。因为这种蛋白质能够干扰病毒的复制,所以被命名为“干扰素”。

当病原体“来袭”时,宿主细胞释放干扰素,周围未感染的细胞感知后激活适当的细胞防御机制,消除病原体。

图4:经刺激后的人外周血细胞内IFN-γ染色

在两个图中,刺激HPBC,并用鼠IgG1 K同型对照PE(左)或IFN γ PE对PerCP-eFluor 710进行染色。


创建时间:2022-12-23 10:23