白介素17家族细胞因子和我们的健康

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白介素17家族细胞因子和我们的健康

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炎症反应是我们的机体抵御异源有害物质伤害时产生的一种保护反应。当我们的机体遭遇病原微生物,过敏原,化学物质刺激或组织损伤时,这种保护反应就会发生。人们往往会觉得炎症部位红肿,发热和疼痛,其实这些症状对于机体来说是有益的。我们的这些不适反应主要来源于炎症局部大量炎症因子的释放以及淋巴细胞的浸润,当异源物质被清除后,这些反应就会慢慢消失。这些保护性炎症反应的特点是剧烈,快速和局部,这对于维持人体的稳态是十分必须的。但是有些时候,炎症可以引起自身免疫系统功能的紊乱,一些不能识别自身的淋巴细胞就会攻击自身组织进而导致细胞和组织损伤最终引起自身免疫病的发生。而在另一些情况下,持续的炎症反应又会增加许多代谢性疾病,如肿瘤,肥胖,糖尿病以及心血管疾病等的发病风险。与一般认为的保护性炎症反应相比,这类炎症反应的并不剧烈,有时机体甚至无法察觉,但这种低强度的炎症反应会持续存在甚至慢慢扩散至全身,最终促进很多系统性疾病的发生发展。不管是急性的炎症反应还是慢性的炎症反应,这些生理病理反应都与我们的健康息息相关,因此,研究这些炎症反应的运作机理对于我们认识自身免疫系统和预防治疗疾病都十分必要。

人类研究炎症反应的历史十分悠久。最初人们发现白细胞可以产生一些调控自身功能的细胞因子。这些细胞因子对于炎症反应的发生发展都有着调控作用,根据其产生的来源,将其命名为白细胞介素,简称白介素。白介素的发现,使得人们对于炎症反应的认识更加深入,原来,机体可以通过分泌不同的白介素来调动相应的免疫细胞大军发挥不同的功能,比如我们熟知的感染引发的红肿发热反应就是有很多不同白介素介导的。随后,人们发现不只是白细胞,很多细胞都可以分泌白介素,而白介素的功能也不仅仅是局限在对于白细胞的功能调控,很多细胞都可以对白介素做出反应。虽然现在仍然在沿用白介素这一统称,但白介素其实是一组由多种类型细胞所分泌的、结构和功能各异的可溶性蛋白,这些分泌出来的蛋白主要用于不同细胞间的信息交换。

白介素种类很多且功能各异,但最近研究发现的一类新型白介素却对炎症反应的发生发展起着不可忽视的作用,这一类白介素被人们命名为白介素-17,白介素-17的发现为以前一些有争议的炎症现象提供了合理的解释,同时也使得人们对于炎症信号网络的认识更加细致深入。科学家从小鼠的T细胞淋巴瘤细胞中首先发现了白介素-17A,通过生物信息学手段,很快发现在基因组中还含有其他五个和白介素-17A同源的基因,由此,人们将这六个同源的细胞因子归入一个新的白介素家族:白介素-17家族。该家族的细胞因子被分别命名为白介素-17A到白介素-17F。同时,人们还找到了它们的受体家族:白介素-17受体A到白介素-17受体E。这些白介素-17细胞因子可以结合到相对应的受体成员上从而介导不同的炎症反应。

比如该家族中最具代表性的成员白介素-17A,在机体受感染或损伤处,迁移过来的淋巴细胞会分泌白介素-17A。白介素-17A一方面会诱导炎症因子以及趋化因子的表达,从而招募更多的免疫细胞到达炎症部位加剧机体的炎症反应,另一方面,白介素-17A还会诱导一些组织修复相关因子的表达从而加速机体的恢复。虽然白介素-17A在宿主抗感染和组织修复过程中起到扩大免疫防御反应保护自身机体的作用,但是,在很多自身免疫病病人和肿瘤病人当中,白介素-17A又是高表达的,由于它可以诱导很多炎症因子的表达,过高的白介素-17A水平对于疾病的病理发展起到恶化作用。很多动物实验也证明,白介素-17A缺失或者抗体中和白介素-17A,可以有效的抑制多种自身免疫病病理程度。针对白介素-17A的治疗性抗体目前正处于研发之中。除了白介素-17A以外,该家族的另一个成白介素-17E又具有异于白介素-17A的功能。在机体遭受过敏原刺激时,白介素-17E会被炎症部位的多种细胞分泌出来扩大机体的体液免疫反应。很多临床病人样本和动物模型试验证明,白介素-17E对人体抵抗寄生虫感染非常重要,与此同时,它对于机体的过敏反应却起到促进作用,这样白介素-17E就加剧了哮喘等呼吸道疾病的发病程度。最近,科学家又发现,在人体遭遇肠道或皮肤炎症时,肠道上皮细胞和皮肤角质层细胞会分泌白介素-17C,白介素-17C又会作用于它的分泌细胞使之快速的对外来刺激做出早期反应。这样,这种由白介素-17C介导的早期炎症反应加之随后白介素-17A介导的淋巴细胞侵润,共同构成了宿主的粘膜免疫防线,为机体清除病原微生物维持自身稳态提供了重要屏障。同样,白介素-17C的持续存在也会导致多种自身免疫病的发生。

白介素-17家族的细胞因子就如同一把双刃剑,在急性炎症反应中,它们可以快速的分泌出来保护机体不受外源有害物质的危害,而当人体产生由于多种遗传和环境因素所导致的慢性炎症时,它们又会加速多种慢性疾病的病程。所以,白介素-17家族细胞因子和人类的健康息息相关,科学家所要做的就是研究清楚它们对于不同炎症反应的调控机制,这会为防治许多炎症相关重大疾病提供宝贵的参考依据和治疗策略。

作者:中科院上海生命科学研究院/上海交通大学医学院健康科学研究所 宋昕阳



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