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IFN-γ（干擾素γ）細胞因子類型和作用

什么是干擾素？

干擾素 (IFN) 受體蛋白是宿主細胞分泌的一類細胞因子，可調節(jié)免疫應答。作為被發(fā)現的第一類細胞因子，它被命名為“干擾素”，因為這種蛋白質能夠干擾病毒的復制。當存在病原體時，通常由宿主細胞釋放干擾素，周圍未感染的細胞感知后激活適當的細胞防御機制，以便消除病原體。IFN細胞因子根據其結合的不同干擾素受體分為三種類型（I型、II型和III型）（表1）；每種IFN細胞因子誘導一種特定的免疫反應。此外，IFN細胞因子介導信號會促進主要組織相容性I類和II類分子（MHC I，MHC II）的上調，并活化許多下游信號級聯(lián)，從而生成抗病毒防御機制。此后，IFN ELISA被用于治療病毒性感染，如丙型肝炎和乙型肝炎病毒；然而，一些病毒已經進化到能夠抵抗IFN。

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本頁內容：

干擾素受體類型

干擾素誘導過程

干擾素拮抗作用

干擾素研究工具

IFN干擾素受體類型

I、II、III型

I型IFN能與特定細胞表面受體IFN-α/β （IFNAR1，IFNAR2）結合，是未感染細胞的預警系統(tǒng)。在人體中，I型IFN是最大的IFN家族，包括IFN-α、IFN-β、 IFN-ε、IFN-κ和IFN-ω；它們由多種類型的細胞分泌，包括漿細胞樣樹突狀細胞和成纖維細胞。I型IFN的一個主要功能是使真核轉化起始因子2a（eIF-2a）失活，從而抑制病毒蛋白的合成（圖1）。此外，I型IFN可活化RNase L，它能切割細胞質中的任何ssRNA，進一步抑制病毒復制。IFN-α已被用于治療毛細胞白血病，而IFN-β則被用于減緩多發(fā)性硬化癥的進展。

II型IFN（人體的IFN-γ）與IFN-γ受體復合物（IFNGR1，IFNGR2）結合，參與免疫和炎癥反應；它們由活化的T細胞和自然殺傷（NK）細胞分泌。當1型輔助性T細胞（Th1細胞）釋放II型IFN時，白細胞被浸潤到感染部位，最終炎癥反應增大。由于它們在免疫反應中的作用，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，并與I型IFN相似，都參與抑制病毒感染。IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3最初分別命名為IL-29、IL-28a、IL-28b；IFN-λ4是最新發(fā)現的III型IFN[4]。III型IFN與受體IFRL1和IL-10R2結合，這兩種受體不同于I型受體。雖然不像I型和II型那樣為人所知，但我們查明III型IFN與JAK-STAT通路有關，并且是在宿主識別到病原體相關分子模式（PAMP）時合成的，類似于I型IFN。

圖 1.1型IFN誘導的細胞內通路。I型IFN與其各自的受體結合，并誘導PKR和OAS蛋白的轉錄。一旦脫離細胞核，PKR和OAS蛋白就會提高細胞內的抗病毒狀態(tài)。活化后，PKR會使eIF-2α失活，從而抑制病毒蛋白翻譯。細胞中存在的OAS有助于活化RNase L，RNase L的功能是切割細胞質中任何病毒ssRNA。

IFN干擾素細胞因子誘導

鑒于IFN細胞因子的抗病毒功能，病毒RNA可能是IFN表達的誘導劑。然而，果蠅中Toll-Dorsal通路的發(fā)現引發(fā)了對人體Toll樣受體（TLR）同源物的研究。TLR是一類模式識別受體（PRR）,其可以識別病原體相關分子模式（PAMP）。這些跨膜受體存在于細胞表面和核內體中。一旦與PAMP結合，TLR就會啟動信號級聯(lián)，促進IFN基因活化，以及隨后表達和分泌。RIG-I樣受體（RLR）是另一類PRR，是病毒RNA檢測的胞質傳感器[6]。RLR的活化會導致IFN調節(jié)因子-3 （IRF-3）、IRF-7和NF-κB的上調，它們是誘導I型IFN和炎性細胞因子的轉錄因子。

圖 2.Toll樣受體（TLR）/RIG-1樣受體（RLR）介導的干擾素(IFN)誘導信號通路。TLR2和TLR4位于細胞的質膜上，而TLR3、TLR 7/8和TLR9位于細胞內核內體中。RLR在細胞質中自由循環(huán)。一旦結合，每種受體都會導致IFN和炎癥基因的上調。

IFN干擾素拮抗作用

病毒已經發(fā)展出許多逃逸或規(guī)避檢測的策略。流感等一些RNA病毒只是在細胞核內復制，以避開細胞質DNA/RNA傳感器。其他病毒則通過阻止細胞傳感器識別病毒產物或抑制下游IFN反應等。例如，卡波西肉瘤相關皰疹病毒上的ORF52蛋白直接抑制cGAS的酶活性，從而抑制STING復合物，該復合物是一種已知的IFNβ生成的啟動子。RNA病毒表達能結合并抑制RLR的病毒蛋白，從而逃逸胞質檢測，許多病毒也進化出了干擾干擾素誘導的宿主轉錄和翻譯的策略。西尼羅河病毒已被證明可將膽固醇重新分布到病毒復制膜上，導致IFN抑制JAK-STAT活化。盡管有許多機制和通路旨在終止或限制病毒的增殖，但這些只是病毒如何進化以圖存活于宿主細胞中的幾個例子。 這些只是病毒如何進化到在宿主細胞中生存的幾個例子，盡管有許多機制和途徑旨在終止或限制它們的增殖。

研究干擾素細胞因子的工具

IFN-γ表達的染色

IFN-γ是感染期間炎癥和免疫系統(tǒng)參與的關鍵標志。流式細胞術是檢測IFN-γ的常用方法之一。在存在蛋白運輸抑制劑布雷菲德菌素A的情況下，體外刺激脾細胞或PBMC，需要找到IFN-γ的可檢測水平。首先對細胞進行細胞外標志物染色，然后用IC固定和滲透緩沖裝置。此后，準備對細胞進行細胞內標志物染色，包括IFN-γ。為了輕松檢測IFN-γ，我們建議使用更亮的熒光染料，包括PE。OMIP和流式細胞術相關方法和論文有助于panel設計。

圖 3.經刺激后的人外周血細胞內IFN-γ染色。在兩個圖中，刺激HPBC，并用鼠IgG1 K同型對照PE（12-4714-81）（左）或IFN γ PE（12-7319-42）對PerCP-eFluor 710（46-0087-42）進行染色。

為了抵御病毒感染，人類細胞開發(fā)出了一個由天然免疫應答和適應性免疫應答組成的強大綜合防御網絡系統(tǒng)。為了防止病毒復制、病毒傳播或細胞持續(xù)性病毒感染，許多保護措施實際上都涉及誘導程序性細胞死亡或細胞凋亡。一旦病毒侵入細胞，就會觸發(fā)宿主防御介導的應答，其中涉及誘導一個稱為 IFN（干擾素）的多效細胞因子家族。

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