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（1）人体骨髓中的造血干细胞具有分裂能力，能够通过增殖分化产生各种血细胞．当同一种病原体再次侵入机体后，B细胞和记忆细胞会迅速增殖分化成浆细胞，进而产生抗体．该过程中，由于存在细胞分裂，有DNA的复制，故核酸的量将会增加，细胞分裂和...

众多的细胞因子有以下共同的作用特点。
（1）绝大多数细胞因子为分子量小于25kDa的糖蛋白，分子量低者如IL-8仅8kDa。多数细胞因子以单体形式存在，少数细胞因子如IL-5、IL-12、M-CSF和TGF-β等以双体形式发挥生物学作用。大多数编码细胞因子的基因为单拷贝基因（IFN-α除外），并由4-5个外显子和3-4个内含子组成。
（2）主要与调节机体的免疫应答、造血功能和炎症反应有关。
（3）通常以旁分泌（paracrine)或自分泌（autocrine)形式作用于附近细胞或细胞因子产生细胞本身。在生理状态下，绝大多数细胞因子只有产生的局部起作用。
（4）高效能作用，一般在pM(10-12M）水平即有明显的生物学作用。
（5）存在于细胞表面的相应高亲和性受体数量不多，在10-10000/每个细胞。细胞因子受体的研究进展相当迅速，根据细胞因子受体基因DNA序列以及受体胞膜外区氨基酸序列、同源性和结构，可分为四个类型：免疫球蛋白超家族、造血因子受体超家族、神经生长因子受体超家族和趋化因子受体。
（6）多种细胞产生，一种IL可由许多种不同的细胞在不同条件下产生，如IL-1除单核细胞、巨噬细胞或巨噬细胞系产生外，B细胞、NK细胞、成纤维细胞、内皮细胞、表皮细胞等在某些条件下均可合成和分泌IL-1。
（7）多重的调节作用（multipleregulatoryaction),细胞因子不同的调节作用与其本身浓度、作用靶细胞的类型以及同时存在的其它细胞因子种类有关。有时动物种属不一，相同的细胞因子的生物学作用可有较大的差异，如人IL-5主要作用于嗜酸性粒细胞，而鼠IL-5还可作用于B细胞。
（8）重叠的免疫调节作用（overlappingregulatoryaction),如IL-2、IL-4、IL-9和IL-12都能维持和促进T淋巴细胞的增殖。
（9）以网络形式发挥作用，细胞因子的网络作用主要是通过以下三种方式：（1）一种细胞因子诱导或抑制另一种细胞因子的产生，如IL-1和TGF-β分别促进或抑制T细胞IL-2的产生；（2）调节同一种细胞因子受体的表达，如高剂量IL-2可诱导NK细胞表达高亲和力IL-2受体；（3）诱导或抑制其它细胞因子受体的表达，如TGF-β可降低T细胞IL-2受体的数量，而IL-6和IFN-γ可促进T细胞IL-2受体的表达。
（10）与激素、神经肽、神经递质共同组成了细胞间信号分子系统。
（11）自限性分泌。向左转|向右转

建议大家对传统细胞因子进行讨论，
并指出确定细胞因子的基本指标，
对于一些特殊物质打开思路，
进行反传统定义。
请大家积极发言。

对有用资源做一简单整理
细胞因子PPT之HTML版本
主要的细胞因子
细胞因子
细胞因子
书
网络资源

在血液病临床上常用的细胞因子有：干扰素、白细胞介素、促红细胞生成素、集落刺激因子等。干扰素（IFN ）具有抗病毒、抑制细胞增殖及免疫调节功能。出IFNa 应用于慢性粒细胞白血病的治疗能有效地控制症状，取得血液学和细胞遗传学的缓解，对其他骨髓增殖性疾病如真性红细胞增多症、原发性血小板增多症、原发性骨髓纤维化也有较好的疗效。a 干扰素作为毛细胞白血病的首选药物，对切脾及其他治疗无效者均有疗效，且毒副作用小。应用于其他慢性淋巴增殖性疾病，如慢性淋巴细胞白血病、多发性骨髓瘤、淋巴瘤，可使部分患者取得疗效。同时，干扰素还可应用于血小板减少性紫瘫、再生障碍性贫血、MDS 等疾病。 白细胞介素是由淋巴细胞或单核细胞分泌的一系列具有免疫活性的糖蛋白。其中IL 一2 是临床上应用较为广泛的一种。它能促进T 细胞增殖与分化，增强NK 细胞的活性，提高单核一巨噬细胞的细胞毒作用。经IL 一2 激活的杀伤细胞（LAK ）具有广泛的抗肿瘤活性。由MHC 递呈肿瘤特异抗原和IL 一2 共同作用下激活的肿瘤浸润淋巴细胞具有特异肿瘤杀伤活性。IL 一2 应用于白血病及其他恶性血液病化疗及骨髓移植后，可有效地杀灭体内残存的肿瘤细胞，延长缓解期及生存期。LAK 细胞还可用于自身移植的体外净化。 集落刺激因子包括粒系集落刺激因子（G 一CSF ）、粒单巨噬系集落刺激因子（GM - CSF ）及单核巨噬系刺激因子（M 一CSF ）。是由T 细胞、内皮细胞及成纤维细胞等在抗原炎症等刺激下产生的。主要生物活性是促进粒单系造血细胞增殖分化，并增强粒单系细胞的功能，提高防御能力。 G 一CSF 或GM 一CsF 应用于白血病化疗后，可明显缩短中性粒细胞缺乏的时间，减少感染的机会及抗生素的用量，并无明显刺激白血病细胞的再生长。应用于自体或异基因骨髓移植后，可加速造血重建，减少感染及住院时间。与丙种球蛋白等应用于重型再障，可促进造血细胞生长，降低感染。治疗MDS 可促进中性粒细胞的上升。 促红细胞生成素（EPO ) ，由肾小管周围微血管内皮细胞产生，肾脏氧合作用调节的一种糖蛋白，具有调节红细胞增殖分化成熟的功能，主要作用于红系祖细胞（CF ' U 一E ）。应用于肾性贫血、再生障碍性贫血、MDS 及多发性骨髓瘤均有一定的疗效。也有报道对淋巴细胞增殖性疾病也有良效。

摘要： 所谓细胞因子是指由免疫细胞(单核细胞、T细胞、B细胞、NK细胞等)和某些非免疫细胞(如血管内皮细胞、表皮细胞、纤维母细胞)等经刺激而合成、分泌的一类具有多种生物学活性多肽或蛋白质。
所谓细胞因子是指由免疫细胞(单核细胞、T细胞、B细胞、NK细胞等)和某些非免疫细胞(如血管内皮细胞、表皮细胞、纤维母细胞)等经刺激而合成、分泌的一类具有多种生物学活性多肽或蛋白质。这些细胞因子分为几个大的家族，临床上常用的可以用于肿瘤治疗领域的有白细胞介素类(IL)、干扰素(IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)、造血因子和各种细胞生长因子等。从治疗目的讲，这些细胞因子可以用于血液肿瘤如白血病、淋巴瘤的治疗以及一些实体肿瘤的治疗，如恶性黑色素瘤、肾癌等。从辅助治疗角度来讲，这些细胞因子可以用于治疗由于化疗、放疗而造成的一些不良反应、并发症的治疗。例如，患者在接受化疗时往往会造成造血抑制，通过应用一些造血刺激因子可以加速患者的造血功能恢复，尽快脱离危险并进入下一周期的治疗

结肠炎是一种影响肠道的严重疾病。对结肠炎病人而言，免疫系统抵抗人体自身的肠道细菌，从而导致炎症产生。为了抵抗这种炎症，科学家们已着重关注一种被称作IL-10的化学信号分子。IL-10是一种抗炎性细胞因子。尽管已知IL-10在控制炎症和阻止肠炎中发挥着至关重要的作用，但是仍不清楚的是，它是如何做到这一点的。

在一项新的研究中，来自美国耶鲁大学医学院和哈佛医学院的研究人员以缺乏这种IL-10信号的小鼠和病人为实验对象，研究了这种炎性反应。他们发现IL-10的作用机制是阻断巨噬细胞（作为这种炎性反应的一部分）的代谢。具体而言，他们发现IL-10抑制脂多糖诱导的葡萄糖摄取和糖酵解，促进氧化磷酸化。再者，他们还证实IL-10通过诱导一种被称作DDIT4的mTOR抑制剂产生来抑制mTOR活性。相关研究结果发表在2017年5月5日的Science期刊上，论文标题为“Anti-inflammatoryeffectofIL-10mediatedbymetabolicreprogrammingofmacrophages”。论文通信作者为耶鲁大学医学院免疫学系研究员RuslanMedzhitov。

这些研究人员也注意到IL-10通过促进线粒体自噬（mitophagy）来清除受损的线粒体。这种细胞损伤的堆积会促进炎症产生。线粒体是细胞内的能量工厂。受损线粒体的特征是较低的膜电势和高水平的活性氧。在结肠炎模式小鼠和炎症性肠病患者体内，当IL-10信号缺乏时，巨噬细胞内堆积着受损的线粒体，这会导致NLRP3炎性体异常激活和IL-1β产生。

这些发现加深了对炎症中的一种关键过程的理解，而且可能导致人们开发出靶向结肠炎中的这个通路的疗法。它也可能在阻止或治疗因细胞损伤导致的经常是在衰老时发生的退行性疾病中发挥着重要作用。

原始出处：

W.K.EddieIp,NamikoHoshi,DrorS.Shouvaletal.Anti-inflammatoryeffectofIL-10mediatedbymetabolicreprogrammingofmacrophages.Science,05May2017,356(6337):513-519,doi:10.1126/science.aal3535

AAgnieszkaM.Kabat,EdwardJ.Pearce.Inflammationbywayofmacrophagemetabolism.Science,05May2017,356(6337):488-489,doi:10.1126/science.aan2691

新细胞因子及细胞凋亡基因的发现与功能研究
[关键词]细胞因子;凋亡;CKLF1;PDCD5;TFAR19
[摘　要]在人类基因组完成工作框架图以后,人类功能基因组学成为最重要的任务之一。我们目前正在重点研究编码细胞因子和凋亡相关分子的人类功能基因。本综述介绍其中的2个首先由我们实验室克隆的分子,即趋化素样因子1(CKLF1)和程序化细胞死亡分子5(PDCD5,过去命名为TFAR19)。CKLF1是属于一个新的基因超家族的成员,具有体内外对不同白细胞的趋化活性、刺激骨骼肌增殖活性和刺激骨髓细胞增殖活性。在临床应用上,重组CKLF1蛋白质有可能用于肌萎缩的治疗,CKLF1抑制剂有可能用于变态反应和自身免疫病的治疗。PDCD5是凋亡的正调节分子,能够结合胱天蛋白酶23,并在体外延长其半衰期。较多证据表明,PDCD5在肿瘤组织的表达低于正常组织。PDCD5有可能成为肿瘤、自身免疫病的标志或作为一种治疗靶点。
Discoveryandfunctionalclarificationofnovelhumangenesencodingcytokinesandapoptosisrelatedmolecules
KEYWORDS　Cytokine;Apoptosis;CKLF1;PDCD5;TFAR19
SUMMARY　Afterthehumangenomeproject(HGP)wascompleted,oneofthemostimportanttasksistoexplorehumanfunctionalgenomics.Wearenowjustfocusingonthediscoveryandfunctionalclarificationofnovelhumangenesencodingcytokinesandapoptosis2relatedmolecules.Thisreviewwillgiveabriefintroductiontotwoofthemolecules,namelychemokinelikefactor1(CKLF1)andprogrammedcelldeaths5(PDCD5,formerlynamedTFAR19),bothofwhichwerefirstlyclonedfromourlaboratory.TheCKLF1,whichbelongstoanovelgenefamily,haschemotaxiseffectondifferentleukocytesbothinvitroandinvivo.Itcanalsostimulateproliferationofskeletalmusclecellsandbonemarrowcells.TherecombinantCKLF1mayhaveapplicationvalueinthetreatmentofmuscleatrophy,andCKLF1inhibitorscouldbeusedagainstallergyautoimmunediseases.ThePDCD5isapositiveregulatorfortheapoptosis.Itcanbindcaspase23andprolongitshalflifeinvitro.MultipleevidencesindicatethattheexpressionofPDCD5islowerintumortissuesthanthatinnormaltissues.ThePDCD5couldbeusedasamarkortargetforsomeapoptosisrelateddiseases,suchastumorand
autoimmunediseases.
　　人类基因组计划是人类有史以来最伟大的认识自身的世纪工程,2001年2月发表了接近完成的人类基因组图谱,标志着人类进入后基因组时代。目
前,摆在我们面前的关键问题是如何开展功能基因组和疾病基因组的研究,如何将人类基因序列转变为人类认识自身的知识,如何对这些基因加以利用,从中寻找出可供开发的宝藏,使之能够造福于人类的健康。这些工作将花费远比基因序列分析更多的时间、更大的投入和更繁重的工作量,也更加具有挑
战性。北京大学人类疾病基因研究中心的一个重要研究方向是开展人类功能基因组学研究,利用生物信息学、分子生物学、细胞生物学及免疫学技术,从人类基因数据库中发掘具有重要生理、病理意义的新基因,为阐明疾病的发病机制、发现基因组药物靶标或基因工程药物候选物提供基础。目前,本中心已经克隆鉴定了至少12个新的未知功能人类基因,全部开展了表达和功能筛选,发现了其中部分具有重要功能意义的基因。此外,本中心与国家人类基因组北方研究中心等单位合作,计划开展400个以上未知功能的人类分泌蛋白和转录因子编码基因的克隆化、表达、活性筛选及功能鉴定的工作,希望能够从中发现一些新的重要功能意义的人类基因。本综述重点介绍我们首次发现的新细胞因子及细胞凋亡相关的人类功能基因。
1　新的细胞因子CKLF家族的克隆、表达和功能研究[1]
1.1　细胞因子概述
细胞因子(cytokine)是由各种免疫细胞和其他系统细胞合成和分泌的小分子多肽类因子,它们调节机体的免疫功能,参与免疫细胞的增殖、分化和行使功能。细胞因子除存在于免疫系统外,在机体的各个系统也广泛存在,发挥极为重要的生理调节作用,某些情况下可产生病理作用。细胞因子主要包括白细胞介素(interleukin,IL)、干扰素(interferon,IFN)、集落刺激因子(colonystimulatingfactor,CSF)、肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor,TNF)、趋化因子(chemokine)、转化生长因子β(transforminggrowthfactorβ,TGFβ)等,它们在免疫系统中起着非常重要的调控作用,在异常情况下也会导致免疫病理反应。
目前已有十余种细胞因子基因工程药物被批准上市,治疗肿瘤、造血功能障碍、感染性疾病等,近百种正在进行临床试验。因而细胞因子的研究具有重要理论和应用价值。细胞因子中的趋化因子是一组具有趋化作用的细胞因子,能吸引免疫细胞到免疫应答局部,参与免疫调节和免疫病理反应。它们多为小于100个氨基酸的小分子多肽,根据结构可主要分为4个趋化因子亚家族:Cys2X2Cys(CXC)、Cys2Cys(CC)、Cys(C)、Cys2X3、Cys(CX3C)亚家族。趋化因子受体属于7次跨膜的G蛋白偶联受体超家族,分为CXC受体、CC
受体、C受体和CX3C受体。趋化因子及其受体在炎症、肿瘤、自身免疫病、变态反应、AIDS等过程中发挥重要作用,已有多种趋化因子相关产品进入临床研究,有望为肿瘤和某些炎性疾病的治疗提供新的思路和方法。目前,国际上克隆到的人类趋化因子约有50种,趋化因子受体已近20种。趋化因子
研究已渗透到生命科学的各个领域,发现新的趋化因子并对其进行深入研究将具有重要的理论意义和应用价值。
1.2　CKLF家族的发现和结构特点
目前,新细胞因子克隆的策略往往是利用已知细胞因子序列在基因数据库检索,发现具有同源性的新基因,进而开展表达和功能研究。由于人类基因数据库已经公开,因而这种策略往往容易出现多家实验室竞争的现象。为此,我室韩文玲博士[2]另辟新径,采用了一个新的技术路线:根据人髓性白血病细胞系U937细胞在PHA的刺激下能够产生多种细胞因子,而IL210是一种广谱的细胞因子合成抑制剂的原理,进而推测被IL210所抑制的分子很可能还有其它未被发现的新细胞因子。根据这一设想,利用抑制性减数杂交技术(SSH),以PHA刺激的U937细胞为tester,以PHA刺激同时IL210抑制的U937细胞为driver进行减数杂交,研究IL210抑制的U937细胞表达基因,进行EST比较和拼接,得到的
差异表达基因中就可能有新的细胞因子候选基因。通过SSH技术,我们首次成功克隆了一个新的人类细胞因子,经与国际人类基因命名委员会商议,
将其命名为趋化素样因子1(chemokinelikefactor21,CKLF1),并发现其存在至少3种不同的变异体,分别命名为CKLF2,3,4[3]。CKLF1全长CDNA包括530
个碱基,有一个编码99个氨基酸的完整开放读码框架。Northernblot分析发现,CKLF1约为0.6kb,其在PHA刺激的U937细胞中的表达可被IL210部分
抑制。CKLF2,3,4分别编码152、67和120个氨基酸,它们与CKLF1有相同的氨基端和羧基端。人类基因组数据库检索发现,CKLF基因位于16号染色体,由4个外显子和3个内含子组成,内含子和外显子交界处序列符合真核细胞剪接规律。CKLF1,2,3,4有共同的外显子1和4,选择性拥有外显子2和3,这进一步证明它们为同一基因的不同剪接形式。CKLFs的表达谱较广,其中CKLF1,2的表达水平较高,CKLF3的表达水平最低。CKLF1蛋白相对分子质量为10.9×103,是高度疏水的碱性蛋白质,有两个连续半胱氨酸的特征性结构,但它与其它CC家族趋化因子之间没有明显同源性;手工排列发现,CKLF1与同样位于16号染
色体上的CC家族趋化因子TARC和STCP21在CC附近有数个关键的氨基酸相同。CKLF1蛋白没有N糖基化位点。SignalP分析发现其没有典型的信号
肽切割位点。CKLFs亚细胞定位和Westernblot分析发现,CKLF1,3为分泌性蛋白,而CKLF2,4则主要以膜结合形式存在。此外,根据人CKLFs的蛋白质和核酸序列,我们利用生物信息学技术成功克隆了大鼠的CKLF1,2,它们分别编码98和151个氨基酸,在GenBank中的登录号为AF253064和AF253065;小鼠的CKLF2,
4,编码152和120个氨基酸,在GenBank中的登录号为AY047360和AY046597。大鼠和小鼠CKLF2与人CKLF2在蛋白质水平上的同源性分别为62%和59%,这表明CKLFs在进化过程中比较活跃,可能起比较精细的调节作用。大鼠CKLF1,2和小鼠CKLF2,4与人CKLFs的剪切形式完全相同,但它们的特征性结构是CX3C,而不是CC;另外,人CKLFs的表达谱较广,而大鼠和小鼠的CKLFs则在睾丸组织中特异性高表达(待发表资料)。
1.3　CKLF的生理和病理功能
为了研究CKLFs的生物学活性,我们构建了真核表达载体pcDI2CKLF1和pcDI2CKLF2,转染COS27细胞,用微孔穿膜法对转染细胞上清液进行趋化活性分析,发现CKLF1对人中性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞有明显的趋化活性[3]。同时,将pcDI2、CKLF1裸质粒注射到BALB/c小鼠肌肉中,研究其体内活性。注射质粒10d后,取注射部位肌肉组织,切片,染色。与空载体对照组相比,pcDI2CKLF1
组小鼠肌肉切片中有明显的细胞浸润增多现象。特殊染色和形态学观察发现CKLF1在体内能够趋化嗜中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞,与体外趋化结
果一致。CKLF1除了引起注射局部细胞浸润增多外,还引起骨骼肌细胞核居中排列等肌肉组织再生现象,促进骨骼肌原代肌卫星细胞和造血干/祖细胞
的增殖,促进人骨髓细胞集落形成[4]。此外,pcDI2、CKLF1注射小鼠肺部炎性病变明显,支气管变形,管腔内有脱落的上皮和渗出物,肺组织充血水肿,炎细
胞浸润,与哮喘发病后期的病理改变非常相似[5]。pcDI2CKLF1注射组雄性小鼠睾丸组织改变明显,表现为生精细胞减少。CKLF1转基因小鼠的肺部病变
也非常明显,表现为肺组织内炎细胞聚集,肺泡隔增厚、充血、水肿,与注射CKLF1真核表达质粒小鼠的肺部改变十分相似;而睾丸内生精细胞减少,雄性小
鼠不育,其它器官的改变不明显,与CKLF1在成年小鼠体内高表达后引起的改变相似(潘秀芳等,待发表资料)。目前,尚没有一种因子能引起如此明显的
病理改变,这提示CKLF1在呼吸系统炎症性疾病的发病过程中起重要作用,将来有可能以CKLF为靶标,设计抗呼吸系统炎症性疾病的新药。
CKLF2是CKLF1的全基因产物,其趋化作用很弱,但骨骼肌刺激活性较强。稳定表达CKLF2的小鼠肌母细胞系C2C12增殖明显加速,倍增时间缩短;CKLF2除了具有促C2C12细胞增殖活性外,还能促进C2C12细胞分化,在高血清培养条件下,CKLF2/C2C12细胞融合加速,肌管增多;同时,肌细胞分化的特异性分子肌球蛋白重链(myosinheavychain,MHC)和生肌素(myogenin)的表达水平明显增加。CKLF2既能促进骨骼肌细胞增殖,又能促进其分化,与胰岛素样生长因子21(Insulin2likegrowthfactor1,IGF21)的作用类似[6]。人、大鼠CKLF1和CKLF2的真核细胞转染细胞上清液能够促进大鼠原代肌卫星细胞的增殖[7]。对小鼠和大鼠CKLF的功能研究发现,大鼠CKLF1与人CKLF1相似,对嗜中性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞有明显的趋化活性,并且能与人CCR4结合;而CKLF2的趋化活性不明显(待发表资料)。小鼠CKLF2与人CKLF2相似,同样能促进C2C12细胞的增殖和分化。小鼠原代肌卫星细胞诱导分化后,mCKLF2的表达水平明显增高,其变化与肌细胞分化特异性分子肌球蛋白轻链(myosinlightchain,
MLC)和肌酸激酶(myosincreatinekinase,MCK)的变化一致。这进一步证明CKLF2在骨骼肌的分化发育过程中起重要的作用。综上所述,我们成功克隆了一个新的有重要功能的CKLF家族,CKLF1在体内外具有广谱的趋化活性,在体内具有促进骨骼肌再生和肺部炎症性病变的效应;CKLF2能够促进细胞增殖、分化,抑制细胞凋亡,提示CKLF在机体的生理和病理调节中具有重要意义。CKLF家族在临床的应用价值可能包括:重组CKLF蛋白或基因对骨骼肌萎缩性疾病的治疗效应,CKLF抑制剂(如中和抗体或可溶性受体)在变态反应和自身免疫性疾病的治疗作用等。
2　新的人类凋亡相关基因PDCD5(TFAR19)的克隆、表达和功能研究
2.1　凋亡概述
凋亡(或程序性细胞死亡)是一个生理性的细胞自我毁灭的过程,在胚胎发育、生物体内环境的稳定及多细胞生物防御外在及内在伤害方面均起着非常
重要的作用。凋亡过程的紊乱,可能与许多疾病的发生有直接或间接的关系,如肿瘤、自身免疫性疾病、神经退行性变如Alzheimer病及局部损伤等。凋
亡细胞表现出一些共同的特征,如形态学的改变(包括胞膜小泡的形成,细胞的皱缩,凋亡小体的形成),生物化学特性的改变(如胞膜内环磷脂酰丝氨酸的
外翻,DNA的片段化,细胞骨架的解离,细胞内功能蛋白的降解等)。目前人们了解得较多的两条凋亡通路包括死亡受体诱导途径和线粒体诱导途径,胱
天蛋白酶(caspases)分子贯穿了这两条通路的始终。凋亡分子的研究具有重要的理论研究意义和实用价值,针对凋亡分子设计的药物已经在临床用于肿瘤等疾病的治疗。
2.2　PDCD5(TFAR19)的发现和结构特点
TF21细胞是一种依赖细胞因子生长的人红白血病细胞系,必须在细胞因子(如IL23或GM2CSF)存在的条件下才能生长,一旦撤除细胞因子,TF21细胞进入凋亡阶段。为发现凋亡高表达的基因,本实验室刘红涛博士[8]利用cDNA2RDA(cDNArepre2sentationaldifferencesanalysis)技术,以正常培养的TF21细胞为Driver,以撤除GM2CSF8h诱导凋亡的TF21细胞为Tester,克隆了2个凋亡高表达的新基因,命名为TFAR15(TF21cellapoptosisrelatedgene15)[9]和TFAR19[10]。后经国际人类基因命名委员会建议,分别命名为PDCD10(ProgrammedCellDeath
10)和PDCD5。其中PDCD5定位于染色体19q122q13.1,由6个外显子和5个内含子组成,全长基因约有6Kb,cDNA全长为559个碱基,包括polyA和AATAA加尾信号,由6个外显子构成,第25～399位碱基读码框架编码125个氨基酸的蛋白质,计算机分析及WesternBlot均证实其相对分子质量为14×104,等电点为5.65。PDCD5的mRNA在50种人类组织中均有表达,其中胚胎组织表达明显低于成年
组织。PDCD5在种属进化过程中是高度保守的基因,并且随着种属从低等到高等的进化,同源性不断增加。如酵母的YMR074C基因与PDCD5在核苷酸水平上的同源性只有32%,果蝇、小鼠的Pdcd5与人的在核苷酸水平上有57%和81%的同源[11,12],而小鼠的Pdcd5与人的在蛋白质水平上的同源性高达
96%。PDCD5基因的进化保守性提示它是具有重要生物学功能的基因。
2.3　PDCD5(TFAR19)的功能特点
PDCD5经过真核表达载体导入或大肠杆菌表达重组蛋白导入多种细胞后,单独不能对细胞产生明显的影响,但加入诱导凋亡的因素如撤除细胞因子、撤除血清、化疗药物处理、抗FAS抗体处理、射线照射等,均可明显促进其凋亡。这些结果表明PDCD5是凋亡促进剂,而不是凋亡诱导剂[10,13～16]。进一步研究表明,PDCD5的反义寡核苷酸可以部分抑制VP16诱导的Jurkat细胞的凋亡,并能部分抑制胱天蛋白酶23的活性,ELISA试验证实PDCD5可以结合活化胱天蛋白酶23,并且纯化的PDCD5重蛋白可以明显延长活化的胱天蛋白酶23的体外半衰期,提示PDCD5可能作为胱天蛋白酶23的正调控分子参与细胞凋亡(待发表资料)。为进一步研究PDCD5的功能,我们制备了抗PDCD5的单克隆抗体[17],将抗PDCD5单克隆抗体利用电脉冲导入细胞,可以明显抑制细胞的凋亡[18]。反义封闭和抗体封闭实验均表明内源性的PDCD5在细胞凋亡过程
中发挥重要的正调控效应。在研究PDCD5在细胞内的表达和分布时,我们利用FITC标记抗PDCD5抗体,在荧光显微镜观察PDCD5荧光强度,结果意外发现,PDCD5蛋白在凋亡过程中不仅表达增加,而且在凋亡的早期出现明显的核转位现象,其出现的时间早于AnnexinV检测的PS外翻现象,因而有可能作为一种新的早期凋亡的标志[19,20]。上述结果充分提示PDCD5是一个重要的凋亡正调控分子。但是PDCD5通过何种方式调节了胱天蛋白酶23的活性,细胞内还有哪些分子和PDCD5结合共同调控细胞的凋亡,尚需要进一步的研究。
2.4　PDCD5(TFAR19)的临床意义
目前,国内外已有多家实验室利用不同技术发现PDCD5在疾病情况下,特别是在肿瘤的表达明显下降。例如,国家人类基因组南方研究中心的XU等[21]利用DNA芯片技术研究肝癌的差异表达基因,发现一些细胞凋亡相关基因如PDCD5,PDCD8,Bak,TRAF6和TRAIL等在肝癌中表达明显下降。Hedenfalk等[22]利用DNA芯片技术分析遗传性乳腺癌组织的基因表达谱,发现BRCA12突变肿
瘤中PDCD5表达增加,而BRCA22突变肿瘤中PDCD5表达减少。Yale大学医学院Halaban利用DNA芯片技术发现,与正常黑色素细胞比较,PDCD5mR2NA在多种黑色素瘤细胞的表达降低数倍(个人通讯)。北京大学人民医院阮国瑞等[23]利用15种不同荧光标记的单克隆抗体,将骨髓细胞分成不同的群体,通过流式细胞术检测未治CML慢性期病人、CML加速/急变期病人及正常人骨髓不同群细胞内PDCD5(TFAR19)的表达。结果发现,未治CML慢性期及加速/急变期病人骨髓总的有核细胞、粒细胞内PDCD5平均荧光强度明显低于正常人组骨髓总的有核细胞;加速/急变期病人骨髓总的有核细胞内PDCD5平均荧光强度明显低于未治CML慢性期及正常人骨髓的。这些结果说明PDCD5的异常表达
可能在CML疾病进展中起一定作用。为进一步了解PDCD5与临床疾病的关联,本中心已经与40余个实验室开展了合作研究,希望了解PDCD5与肿瘤、心血管疾病、自身免疫病、神经系统疾病等的关联,目前已有5个项目获得预实验的阳性结果,正式立项开展研究,其中包括慢性髓性白血病、银屑病、心力衰竭、老年性痴呆、系统性红斑狼疮等(参见本中心网址:http://gene.bjmu.edu.cn/research.htm#1)。
综上所述,PDCD5是由本室克隆的新的凋亡促进因子,其异常表达与肿瘤、自身免疫病等疾病相关,可能参与这些疾病的异常凋亡过程。PDCD5有可能成为上述疾病的辅助诊断标志或治疗靶点。
参考文献
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21XuX,HuangJ,XuZ,etal.Insightintohepatocellularcarcinogenesisattranscriptomelevelbycomparinggeneexpressionprofilesofhepatocellularcarcinomawiththoseofcorrespondingnoncancerousliver[J].ProcNatlAcadSciUSA,2001,98:15089-15094.
22HedenfalkI,DugganD,ChenY,etal.Gene2expressionprofilesinhereditarybreastcancer[J].NEnglJMed,2001,344:539-548.
23阮国瑞,陈珊珊,常　艳,等.一个新的凋亡促进分子———TFAR19在成人慢性髓性白血病骨髓细胞的异常表达[J].北京大学学报(医学版),2002,33(6):排印中

细胞因子的种类太多了：常见的有
白细胞介素、
干扰素、
肿瘤坏死因子、
生长因子、每一类里面又可以分为具体的因子。如某种细胞生长因子。

本文发表于2011年1月27日《Nature》，来自于MountSinaiSchoolofMedicine（纽约）的CristinaAlberini实验室。

CristinaAlberini教授的个人主页：http://www.mountsinai.org/profiles/cristina-alberini




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