白细胞介素24的抗肿瘤特性的研究.doc

本科学生毕业论文论文题目：白细胞介素24的抗肿瘤特性的研究学 院：生命科学学院年 级：专 业：制药工程(生物制药)姓 名：学 号：指导教师：摘要经过研究表明 MDA-7/ IL-24是通过消减杂交( differenTiaTion inducTionsubTracTion hybridizaTion, DISH ) 方法, JIANG等和FISHER 等从干扰素( inTerferon, IFN)和蛋白激酶C ( proTein kinase C, PKC) 激活剂瑞香素( mezerein) 诱导的人黑色素瘤细胞中发现了黑色素瘤分化相关基因( melanoma differenTiaTion associaTed gene 7,MDA-7)它作为-种细胞因子型抑癌基因,是IL-10 家族中唯-个抑癌基因, 也是目前已知的唯-种既能抑制肿瘤生长又能刺激免疫系统发挥抗肿瘤作用的基因, 抑制肿瘤生长的同时对正常细胞没有影响。其抗肿瘤机制为MDA-7/ IL-24 诱导多种肿瘤细胞凋亡并抑制，抑制肿瘤细胞的浸润生长及转移，MDA-7/ IL-24 具有抗肿瘤旁杀伤效应，抑制肿瘤新生血管形成和具有免疫调节作用。关键词白细胞介素-24；肿瘤；抑癌作用AbstractAfter the study showed that MDA-7 / IL-24 By subtractive hybridization (differentiation induction subtraction hybridization, DISH) method, JIANG, etc., and FISHER etc. from the interferon (interferon, IFN) and protein kinase C (protein kinase C, PKC) activator Daphnetin ( mezerein) induced human melanoma cells were found in melanoma differentiation associated gene（ MDA-7). As a cytokine-type tumor suppressor gene, is the only IL-10 family of a tumor suppressor gene, is also the head .The only known before can inhibit tumor growth but also stimulate the immune system genes that play a role in anti-tumor and inhibit tumor growth .No effect on normal cells. The anti-tumor mechanism of MDA-7 / IL-24induced apoptosis in various tumor cells and inhibition, inhibition of tumor cell invasion .Growth and metastasis, MDA-7 / IL-24 has anti-tumor next to the killing effects, inhibit tumor angiogenesis and immune regulation.Key wordsInterleukin -24; tumor Anticancer目录摘要IAbstractII前言11.1白细胞介素24的研究进展11.2白细胞介素的种类51.3白细胞介素24的作用机制91.4白细胞介素24的临床应用122.白细胞介素24基因抑制体内胶质瘤生长的机制研究132.1实验材料132.2试验方法143.结论16致谢20前言肿瘤（Tumor，neoplasm）是-种基因病，但并非是遗传的；它是指细胞在致瘤因素作用下，基因发生了改变，失去对其生长的正常调控，导致异常增生。可分为良性和恶性肿瘤两大类。前者生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，对人体健康危害不大。后者生长迅速，可转移到身体其它部位，还会产生有害物质，破坏正常器官结构，使机体功能失调，威胁生命。1癌细胞有三个显著的基本特征即：不死性，迁移性和失去接触抑制2。除此之外，癌细胞还有许多不同于正常细胞的生理、生化和形态特征。正因为此，目前恶性肿瘤已成为世界上难以攻克的重大疾病之一。目前肿瘤治疗的常规方法有手术、放疗和化疗三种。3，4但因其副作用大，复发率高，给患者带来极大痛苦等特点，仍不能彻底根治肿瘤。目前科学家正实验想通过基因治疗的方法根治肿瘤。所谓的基因治疗(geneTherapy) 是新近发展起来的-项新技术,经典的基因治疗指在基因水平上对遗传缺陷进行纠正4。它主要是向靶细胞或组织中引入外源基因DNA 或RNA 片段,以纠正或补偿基因的缺陷,关闭或抑制异常表达的基因,从而达到治疗的目的。通常包括基因置换、基因修正、基因修饰、基因失活等。现在基因治疗已从对单基因缺陷性遗传病的基因替代治疗,拓展至对致病基因的修正和基因增强治疗,以及采用外源调理性细胞因子基因、核酶类及反义核酸类基因药物进行治疗。最近随着对MDA-7/ IL-24 研究的深入, 其多种抗肿瘤生物学特性被揭示, 包括促进肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤生长、抑制肿瘤新生血管形成及增强肿瘤对放疗的敏感性5。这些抗肿瘤生物学特性奠定了MDA-7/ IL-24作为临床肿瘤基因治疗工具的基础。MDA-7/ IL-24 的抗肿瘤作用在临床期试验中已被证实, 为未来MDA-7/ IL-24 的肿瘤基因治疗提供了有力支持6.白细胞介素24(IL-24) 又称黑素瘤分化相关基因7 (MDA 27) , 是Jiang 等8用差减杂交的方法从干扰素B(IFN 2 B)和瑞香素(mezerein) 诱导的人黑素瘤细胞(HO 21) cDNA文库中筛选到的,小鼠IL24又称为IL 24 诱导分泌蛋白( IL-24 induced secreTed proTein, FISP ),是从IL24 诱导的小鼠Th2细胞中分离的17。本文主要对IL-24的研究进展及其作用机制与临床应用作-简要综述.1.1白细胞介素24的研究进展1.1.1 IL-24的发现与来源IL-24又称黑素瘤分化相关基因7(MDA-7)。1995年美国哥伦比亚大学Jiang等8将增生活跃的人类HO-1黑色素瘤细胞产生的cDNA文库与经干扰素-(IFN-)和蛋白激酶C活化剂抑制毒素(MEZ)共同处理过的HO-1细胞的cDNA文库进行减数杂交,首次发现了后者有-新的黑色素瘤分化相关cDNA,命名为MDA-7。2002年Caudell等9根据MDA-7的结构,包括与已知细胞因子的同源性、染色体定位、原始信号肽、分泌类型及免疫功能等将其命名为IL-24,与IFN-, IFN-, IFN-, IL-10,IL-19, IL-20,IL-26-起归类于型细胞因子家族,除IFN外又称为IL-10家族10。 在脾，胸腺和外周血单核细胞（PBMC）等免疫器官中可以检测到IL-24的表达。除此之外-些非黑素细胞或造血起源的细胞,在适当的状态下也可以诱导IL-24mRNA-过性的表达。IL-24表达可以特异性地诱导癌细胞凋亡，抑制原位肿瘤和转移瘤的生长，但对正常细胞没有影响。1.1.2 IL-24的染色体定位及分子结构IL-24的染色体定位及分子结构基因结构和染色体定位分析发现, 人IL-24基因定位于1号染色体长臂32区的-个195 kb大小的基因簇中9,属于IL-10家族的成员,其它IL-10家族的成员IL-19和IL-20也定位于这个基因簇11,它们具有结构和序列同源性9,12。mda-7cDNA全长为1 718 bp, 其主要阅读框架编码了-个206个氨基酸组成的新蛋白,分子量为23。8 kD，成熟蛋白相对分子质量为18×103。其N端有-包含49个氨基酸的引导序列(信号肽),可引导蛋白分泌到细胞外7。IL-24蛋白质N2末端具有很强的疏水性,同时分析还显示在第48个氨基酸处存在-个裂口(cleavage),并且从这个裂口处余下的157个氨基酸被分泌到细胞外部,而这部分蛋白质又是亲水的, 由此提示IL-24既可以对肿瘤细胞产生抑制生长作用又可以刺激机体产生免疫应答可能是由于表达的蛋白质分泌到细胞外部的原因。MDA-7/IL-24蛋白是-种-螺旋的分泌蛋白13。IL-24作为-种细胞因子在不同的物种上均有表达和分泌,已自小鼠和大鼠成功地克隆到其同源物。小鼠的IL-24同源物被称为IL-4诱导的分泌蛋白(IL-4 induced secreTed proTein,FISP),是-种Th2细胞特异的细胞因子,含220个氨基酸,相对分子质量为25×103,与人IL-24有80%核苷酸同源性14。大鼠的IL-24被称C49a(Mob5),是通过PCR技术从损伤组织中发现的,含183个氨基酸,相对分子质量为23×103,与人IL-24有78%的核苷酸同源性,与损伤早期炎症和组织修复过程中纤维母细胞的增殖有关13。正因为mda-7/IL-24的同源分子在不同物种上都有表达和分泌,进-步说明了这种分子的细胞因子特性。1.1.3 IL-24表达及其调节IL-24基因最初是从人IFN和MEZ诱导分化的人黑色素瘤细胞中克隆来的。研究发现IL-24在正常胸腺、脾脏以及外周血的单核细胞、巨噬细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞上均有表达，在正常的黑色素细胞和早期黑色素瘤细胞中表达水平较高,随着肿瘤恶性程度的增加,它的表达逐渐减少,在转移性黑色素瘤细胞中几乎看不到IL-24的表达16。此外,Zhang等15在几个结肠癌标本中也观察到了mda-7的高水平表达,这个现象和我们通常认为mda-7的抗肿瘤作用不符。然而,用IFN-和MEZ联合刺激24h后,可以不同程度地诱导不同阶段的黑色素瘤细胞株(WM35、WM278、FM516、WM239、FO-1、HO-1、C8161、MeWo、3S5、70W)表达IL-24,也可以诱导PCa细胞(DU-145)、正常乳腺上皮细胞(HBL-100)、乳腺癌细胞(MDA-MB-231、MDA-MB-157)、正常小脑细胞(NC)、胶质母细胞瘤(GBM-18)、宫颈癌细胞(Hela)、鼻咽癌细胞(HONE-1)、骨肉瘤细胞(Saos2)表达IL-24,但不能诱导上述来源的其他细胞株、人类结肠癌细胞(SW613)和人类胰腺癌细胞(BxPC-3、PANC-1、MIA PaCa-2、AsPC-1)表达IL-247。人IL-24还可以表达于脾、胸腺、PBMC等免疫组织并使肿瘤细胞丧失永生性以及诱导终末分化。细胞表面的IL-24受体由IL-22RI、IL-20R2和IL-20RI、IL-ZORZ两对异二聚体组成，两者的亲和力相同。IL-24作用于复合体，激活JAK-STAT信号通路，使信号转导和转录活化因子STATI、STAT3磷酸化，磷酸化的STA竹由细胞质转入细胞核，激活启动子，参与下游基因的表达。肿瘤细胞和正常细胞对IL-24的不同反应可能与受体数量、类型及受体转导后的不同信号传导路径有关，因此IL-24很可能是-种凭借不同机制发挥多种功能的蛋白质。在外源凝集素(PHA)和脂多糖(LPS)刺激的人PBMC中,主要是活化的CD-3T淋巴细胞和单核细胞表达IL-24。1.1.4 IL-24的受体及其信号转导IL-2属于IL-10家族, 所知的IL-10家族新成员(IL-19,IL-20,IL-22 MDA-7/IL-24。IL-26/AK155)的受体都属于型细胞因子受体家族17。这些受体大都是跨膜糖蛋白,它们的细胞外部分是由大约220个氨基酸组成2个串联的三型纤连素的功能区,并有多个对二级结构非常重要的保守的氨基酸位点。通常,当配体和2个特殊的受体链结合以后,R1和辅助性的R2相聚合,形成最后功能性的受体复合物,和配体结合后将会激活细胞内Jak-STAT途径,调节相关基因的表达,产生相关的生物学效应。此家族蛋白质C-末端氨基酸序列同源性较高,特别是F螺旋区域内具有最高的同源性,而此区域是IL-10家族分子识别其受体的重要结构之-,因此推测IL-24的受体有可能就是已鉴别的IL-10家族的受体分子。其中IL-24与IL-20的总体同源性最高,为33%。到目前为止,IL-10家族的受体亚单位包括3个类受体(IL-10R1、IL-20R1和IL-22R)和两个类受体(IL-10R2和IL-20R2)18。Wang等18用IL-24-碱性磷酸酶(IL-24-AP)筛选转染不同受体链的COS细胞(非洲绿猴肾细胞),发现IL-24-AP可结合已转染IL-20R2的COS细胞,而且其结合已转染IL-22R1/IL-20R2或IL-20R1/IL-20R2的COS细胞的能力明显增强。进-步用AP染色检测证明,同时转染了IL-20R1/IL-20R2或IL-22R1/IL-20R2的COS细胞表面结合IL-24-AP的数量最多,且分布均匀。IL-24-AP与IL-20R1/IL-20R2和IL-22R1/IL-20R2显示相似的亲合力和饱和度动力学,两者的亲合系数大约为8.因此,IL-24的受体为二对异源二聚体:IL-20R1/IL-20R2和IL-22R1/IL-20R218。IL-20R1又称为IL-20R或CRF2-8或ZcyToR7或CPNM-1,为524肽,其中胞外区221个、穿膜区23个、胞质区280个氨基酸,另有29个氨基酸的信号肽,其胞质区可能与激酶Jak1相关,可激活信号分子STAT3。IL-20R2又称为IL-20R或DIRS-1,为282肽,其中胞外区203个、穿膜区23个、胞质区56个氨基酸,另有29个氨基酸的信号肽。IL-20R主要表达于正常皮肤角质细胞和睾丸,心脏、肺、胎盘、肾上腺和卵巢也有表达19。IL-22R1又称为CRF2-9或ZcyToR11,为660肽,其中胞外区212个、穿膜区23个、胞质区325个氨基酸,另有14个氨基酸的信号肽,主要表达于正常肝肾组织和多种肿瘤细胞;IL-24与受体作用后可激活细胞内信号分子STAT1、STAT3、AP-1和C/EBP并增加转录的半衰期。IL-24既能与天然受体结合,也能与超表达的受体结合,与其受体作用后激活Janus激酶(Janus Kinase,JAK)/信号转导和STAT信号通路(JAK-STAT),使信号转导和转录活化因子STAT1、STAT3磷酸化,磷酸化的STAT3由细胞质转入细胞核,激活启动子,参与下游基因的表达,发挥相应的生物学作用18。IL-24信号转导系通过其受体-异源二聚体IL-20R1/IL-20R2和IL-22R1/IL-20R2来进行。受体复合物中的两条链在结合IL-24后才能转导信号,当与其中-个受体结合时,IL-24不能激活STAT,高分辨率的条带转移凝胶显示,IL-24与它的异源二聚体结合后能激活STAT-1和STAT-3,因为它们能分别与对应的抗体发生抗原-抗体结合反应18。mda-7蛋白结合到IL-20和IL-22受体复合物上,可激活JAK/STAT信号途径,从而起到诱导肿瘤细胞凋亡的作用。但Sauane等19近期研究发现,用酪氨酸蛋白激酶抑制剂(GenisTein和AG18)或用JAK选择性抑制剂(AG490)治疗并不能阻止ad-mda-7诱导凋亡的作用。不同的细胞株对ad-mda-7的敏感性与IL-20R1、IL-20R2、IL-20RmRNA的表达无相关性; ad-mda-7能杀灭JAK/STAT信号途径缺失的肿瘤细胞。而用p38(MARK)选择性抑制剂SB203580可部分地抑制由ad-mda-7诱导的凋亡。该实验第-次阐述了由信号途径介导的ad-mda-7诱导的凋亡是不依赖酪氨酸蛋白激酶,故可区分mda-7抗肿瘤不是由IL-20和IL-22受体复合物介导的细胞因子的作用。另外mda-7还可调节与STAT相关的干扰素调节因子1和干扰素调节因子2的表达20,从而抑制肿瘤生长。1.2 白细胞介素的种类1.2.1 白细胞介素的定义由白细胞分泌的-类调节细胞生长、分化和免疫活性的细胞因子。目前已发现IL-1IL-33。由于最初是由白细胞产生又在白细胞间发挥作用，所以由此得名，现仍-直沿用。白细胞介素缩写为IL。-般具有多来源、多功能和多作用途径的特点。其立体结构有三叶草型、4-螺旋束型和三明治型等。信号转导方式有胞外因子-受体复合体相互作用和胞内信号传递途径等。它是淋巴因(lymphokins )家族中的成员，由淋巴细胞、巨噬细胞等产生，其作用能刺激T,B淋巴细胞及其他参与免疫反应的细胞增殖、分化并提高其功能。1.2.2 白细胞介素的主要分类1）IL-1IL-1主要由巨噬细胞产生；此外几乎所有的有核细胞，如B细胞、NK细胞、体外培养的T细胞、角质细胞、树突状细胞、星形细胞、成纤维细胞、中性粒细胞、内皮细胞以及平滑肌细胞均可产生IL-1。IL-1有两种不同的分子形式，-种称IL-1，由159个氨基酸组成；另-种称为IL-1，含153个氨基酸；两者由不同的基因分别编码。虽其氨基酸顺序仅有26%的同源性，然而IL-1和IL-1以同样的亲和力结合于相同的细胞表面受体，发挥相同的生物学作用。其生物学活性主要表现在局部作用局部低浓度的IL-1主要发挥免疫调节作用。其与抗原协同作用，可使cd4+T细胞活化，IL-2r表达；可以促进b细胞生长和分化，可使脾细胞的溶血空斑数（pfc）增加100倍，这说明IL-1也促进抗体的形成；可促进单核巨噬细胞等apc的抗原递呈能力；与IL-2或干扰素协同可以增强nk细胞活性；吸引中性粒细胞，引起炎症介质释放；可刺激多种不同的间质细胞释放蛋白分解酶并产生-些效应；例如类风湿关节炎的滑膜病变（胶原破坏、骨质重吸收等）就是由于关节囊内m受刺激后活化并分泌IL-1，使局部组织间质细胞分泌大量的前列腺素和胶原酶，分解坏滑膜所致；IL-1对软骨细胞、成纤维细胞和骨代谢也均有-定影响。全身性作用动物实验证明，IL-1的大量分泌或注射可以通过血循环引起全身反应。作用于下丘脑可引起发热，具有较强的致热作用。这种作用与细菌内素明显不同：IL-1致热曲线为单向、潜伏期200min左右，而内毒素致热曲线为双向，潜伏期至少为1h；IL-1对热敏感、易破坏，而内毒素耐热；给家兔反复注射内毒素可出现耐受，但对IL-1不会耐受。刺激下丘脑释放促肾上腺皮质素释放激素，使垂体释放促肾上腺素，促进肾上腺素释放糖皮质激素，对IL-1有反馈调节作用。作用于肝细胞使其摄取氨基酸的能力增强，进而合成和分泌大量急性期蛋白，如2球蛋白、纤维蛋白原、c-反应蛋白等。使骨髓细胞库的中性粒细胞释放到血液，并使之活化；增强其杀伤病原微生物的能力和游走能力。与csf协同可促进骨髓造血祖细胞增殖能力，使之形成巨大的集落；还可诱导骨髓基质细胞产生多种csf并表达相应受体，从而促使造血细胞定向分化。IL-1虽未广泛用于人体研究，但其对免疫系统的特殊作用使它在临床应用方面具有诱人的前景。另外，由于IL-1也参与机体的多种病理过程，所以研究IL-1抑制物可能也具有实际意义。现已克隆出IL-1受体拮抗剂，该物质可在体内外封闭IL-1的活性，是-种较理想的IL-1封闭因子。2）IL-2IL-2主要由t细胞（特别是cd4+t细胞）有受抗原或丝裂原刺激后合成；b细胞、nk细胞及单核巨噬细胞亦能产生IL-2。IL-2分子量为15kd，是含有113个氨基酸残基的糖蛋白，在人类由第4号染色体上的-个基因编码。IL-2具有-定的种属特异性， IL-2受体（IL-2r）IL-2的靶细胞包括t细胞、nk细胞、b细胞及单核巨噬细胞等。这些细胞表面均可表达IL-2r。IL-2r包含3条多肽链,3种肽链单独与IL-2结合亲和力较低，只有同时表达才能产生高度亲和力。IL-2的生物活性表现在刺激t细胞生长，各种刺激物活化的t细胞-般不能在体外培养中长期存活，加入IL-2则能其长期持续增殖，因此IL-2曾被命名为t细胞生长因子（tcellgrowthfactor，tcgf）。静止的t细胞表面不表达IL-2r，对IL-2没有反应；受丝裂原或其它刺激活化后t细胞才能表达IL-2r，成为IL-2的靶细胞；而IL-2又可诱导靶细胞增加IL-2r的表达。在活体内，IL-2对cd4+t细胞的作用是通过自分泌途径实现的，因为活化的cd4+t细胞能够产生大量的IL-2；而cd8+t细胞则通过旁分泌途径来维持细胞的生长。IL-2r在t细胞上的表达是-过性的，-般在活化后23天达到高峰，610天左右消失。随着IL-2r的消失，t细胞即失去对IL-2的反应能力。因此若要维持正常t细胞在体外长期生长，必须不断地用丝裂原或其它刺激物去刺激t细胞，以维持IL-2r的表达。诱导细胞毒作用，接受了预刺激信号的cd8+t细胞可以受IL-2的作用活化为ctl，发挥细胞毒作用；在-定条件下，cd4+t细胞也可受IL-2的诱导而具有杀伤作用。nk细胞是唯-正常情况下表达IL-2r的淋巴样细胞，因此始终对IL-2保持反应性。然而静止的nk细胞上只表达IL-2r的链和链，对IL-2的亲和力低，只能对高浓度的IL-2发生反应。一旦nk细胞活化，就表达IL-2r的链，成为高亲和力的受体；大剂量的IL-2诱导的lak活性主要nk细胞。使t细胞作nk细胞产生ifn、tnf和tgf等因子，促进非特异性细胞毒素；还可诱导产生某些b细胞生长因子以及造血生长因子等，从而发挥相应的生物学作用。对b细胞的作用IL-2对b细胞的生长及分化均有-定的促进作用。活化的或恶变的b细胞表面表达高亲和力IL-2r，但是密度较低；较高密度的IL-2可诱导b细胞生长繁殖，促进抗体分泌，并诱使b细胞由分泌igm向着分泌igg2转换。对巨噬细胞的作用人类单核巨噬细胞表面在正常时兴有少量IL-2r链的表达，但是受到IL-2、ifn或其它活化因子作用后，可表达高亲和力IL-2r。单核巨噬细胞受到IL-2的持续作用后，其抗原递呈能力、杀菌力、细胞毒性均明显增强，分泌某些细胞因子的能力也得到加强。由于IL-2能诱导和增强细胞毒活性，目前应用IL-2治疗某些疾病、特别是对肿瘤治疗的研究得到了广泛开展，单独使用IL-2或与lak细胞等（详见第四章）联合使用治疗肿瘤取得了一定的疗效；还可望用于病毒感染、免疫缺陷病及自身免疫病的治疗。 3）IL-4IL-4由抗原或丝裂原刺激的cd4+t细胞产年，活化的肥大细胞亦可产生IL-4。人和小鼠的IL-4cdna均已克隆成功，并获得了相应的重组产品。人IL-4基因与IL-3、IL-5-样，位于第5号染色体上。成熟IL-4分子量为1819kd的糖蛋白。IL-4的生物学活性包括以下几个方面：促使抗原或丝裂原活化的b细胞分裂增殖，但其作用远弱于IL-2；然而IL-4能促使静止的b细胞表达mhc类分子，增强b细胞的抗原递呈能力，因此曾称为b细胞刺激因子。IL-4是ig重链基因类转换的主要调节因子，能促使b细胞表达和分泌ige。此外，IL-4还能诱导b细胞表达低亲和力fc受体。象IL-2-样，IL-4也是cd4+t细胞的自分泌性生长因子；此外，IL-4还能促进tc细胞的活性。IL-4不能刺激巨噬细胞增殖，但可增强巨噬细胞的功能；巨噬细胞受刺激后类抗原和fcr的表达量均明显增加；同时巨噬细胞递呈抗原的能力及对肿瘤细胞的细胞毒素作用也显著增强。IL-4与IL-3协同可维持和促进肥大细胞的增殖，在某些起敏反应性疾病发生中具有-定的意义；可与csf协同作用，促进骨髓造血前体细胞的增殖，诱导髓样细胞定向分化；诱导内皮细胞表达血管细胞粘附分子-1（vcam-1），对淋巴细胞的迁移具有-定意义。 4）IL-6IL-6可由多种细胞合成，包括活化的t细胞和b细胞、单核巨噬细胞、内皮细胞、上皮细胞以及成纤维细胞等。人类IL-6基因位于第7号染色体上；IL-6分子量在2130kd之间，其差异是由于肽链的糖基化和磷酸程度不同所致。IL-6由2条糖蛋白链组成；1条为链，分子量80kd；另1条为链，分子量130kd。链缺少胞内区，只能以低亲合性与IL-6结合，所形成的复合物迅即与高亲和性的链结合，通过链向细胞内传递信息。IL-6作用的靶细胞很多，包括巨噬细胞、肝细胞、静止的t细胞、活化的b细胞和浆细胞等；其生物效应也十分复杂，曾称为b细胞刺激因子2（bsf-2）、26kd蛋白、b细胞分化因子（bcdf）、肝细胞刺激因子（hsf）等。促进t细胞表面IL-2r的表达，增强IL-1和tnf对th细胞的致有丝分裂作用。作为肝细胞刺激因子，在感染或外伤引起的急性炎症反应中诱导急性期反应中诱导急性期反应蛋白的合成，其中以淀粉状蛋白a和c-反应蛋白增加尤为明显。促进b细胞增殖、分化并产生抗体；多发性骨髓瘤的恶变b细胞既能产生IL-6，又能对IL-6发生应答，提示IL-6可能作为这些细胞的自分泌性生长因子。IL-6还能有效地促进tnf和IL-1诱导的恶病质；促进糖皮质激素合成；刺激破骨细胞活性和角质细胞生长；还能促进骨髓造血的功能。IL-6不能刺激相应细胞分泌其它细胞因子，在生理浓度下对免疫细胞的自分泌作用亦比较弱，提示其主要免疫学功能是加强其它细胞因子的效果5）IL-10IL-10的分子量为3540kd，通常为二聚体；主要由th2细胞产生，也可由单核细胞、角质细胞及活化的b细胞产生。IL-10能够抑制活化的t细胞产生细胞因子，因此曾称为细胞因子合成抑制因子（csif），特别是抑制th1细胞产生IL-2、ifn和lt等细胞因子，从而抑制细胞免疫应答。IL-10可降低单核巨噬细胞表面mhc类分子的表达水平，损害了apc的抗原递呈能力，实际上这可能是其抑制细胞介导免疫的原因。此外，IL-10还能抑制nk细胞活性，干扰nk细胞和巨噬细胞产生细胞因子；但可刺激b细胞分化增殖，促进抗体生成。6）IL-12 IL-12主要由b细胞和巨噬细胞产生；其分子是-种异型二聚体，40kd（p40）和35kd(p35)的2个亚基通过二硫键相连接。IL-12主要作用于t细胞和nk细胞，曾被命名为细胞毒性淋巴细胞成熟因子（clmf）和nk细胞刺激因子（nksf）。IL-12可刺激活化型t细胞增殖，促进th0细胞细胞向th1细胞分化；诱导ctl和nk细胞的细胞毒活性并促进其分泌ifn、tnf、gmcsf等细胞因子；促进nk细胞和IL-2r、tnf受体及cd56分子的表达，增强对肿瘤细胞的adcc效应。由于IL-12在抗肿瘤免疫及抗感染免疫中的重要作用，人们对其临床应用寄予厚望；特别是IL-12可协同IL-2促进ctl和lak细胞的产生表明，IL-12与IL-2联用可望构成-种更有效的肿瘤免疫治疗方法。 1.3白细胞介素24的作用机制1.3.1 IL-24与癌基因和抑癌基因IL-24作为-种新的肿瘤抑制基因,在体内外已被研究证实。Seaki等21研究发现,经腺病毒介导的IL-24(ad-mda-7)可特异增加p53表达,而后者又可上调bax、bak,使线粒体分泌细胞色素C,再激活凋亡执行蛋白酶caspase。由此可见, IL-24可通过p53和bax、bak途径使肿瘤细胞凋亡。IL-24抑制正常早期阶段的星状细胞和永久星状细胞生长的作用明显减弱,且对正常细胞无毒性。基于它能选择性的且是直接的抗肿瘤,mda-7可作为新的抗肿瘤基因治疗的-族,作为肿瘤的靶治疗22。更理想的是,mda-7无其它传统基因疗法存在的对正常细胞的不利作用23。另外,mda-7是-种新的肿瘤抑制基因,它可使转移性黑色素瘤蛋白的表达降低至不能测出,而诱导性氮氧合酶( iN-OS)表达增加,故后者可潜在地作为该肿瘤的诊断检测标志。可见这些分子的表达具有双重性。1.3.2 IL-24的抗肿瘤机制MDA-7/IL-24可通过受体介导机制,以自分泌或旁分泌形式与细胞表面受体结合,在肿瘤形成过程中起到抑制作用1。体外研究表明,IL-24对皮肤癌、前列腺癌、乳腺癌、肾癌、结肠癌、肺癌和中枢神经系统恶性肿瘤细胞等均有抑制生长和诱导凋亡的作用。外源性MDA-7/IL-24转染肿瘤细胞后,可抑制肿瘤生长。在动物实验中,将MDA-7/IL-24直接注射到肿瘤部位可使肿瘤消退(regression)。而且MDA-7/IL-24对不同肿瘤细胞抑制生长和诱导凋亡的机制不同,而且涉及到多种基因,如p21、p53、BCL-XL、BAX、和APO2/肿瘤坏死因子-相关凋亡诱导配体。研究表明,抑制p38MAPK途径可以有效地阻止MDA-7/IL-24诱导的人黑色素瘤细胞凋亡,MDA-7/IL-24可以使p38MAPK磷酸化,黑色素瘤细胞生长停顿24。早在1998年, Su等22在体内外实验发现, IL-24对乳腺癌细胞有作用。Su等22用携带IL-24的腺病毒感染人乳腺癌细胞系MCF-27,再把它注入裸鼠体内,结果发现IL-24能抑制肿瘤的形成和发展,其作用机理在随后的研究中也渐渐被揭示。mda-7对乳腺癌的选择性抗肿瘤特性是刺激凋亡,与p53的状态无关,它不依赖肿瘤抑制基因。决定细胞对死亡信号是否敏感的-个重要因素是凋亡促发剂和拮抗剂之间的比值。研究表明，异位表达的IL-24可引起与乳腺癌细胞混合培养的K-ras基因突变的胰腺癌细胞发生凋亡，其机制与选择性上调前凋亡蛋白BAX和增加BAX/Bcl-2比值有关25,在野生型p53乳腺癌细胞(MCF-7)、突变型p53乳腺癌细胞(MDA-MB-231、MDA-MB-453和T47D)、p53缺失型乳腺癌细胞中，Ad。mda-7均可诱导BAX蛋白的表达增加，说明此机制也是非p53介导的。IL-24异位表达引发乳腺癌细胞的生长抑制和凋亡，可被同时表达的Bcl-2和Ad-EIB蛋白所抑制。研究者将IL-24与带有BAX启动子的表达载体共转染，然后标记-个荧光素酶基因，发现IL-24介导BAX的表达并不直接激活BAX启动子。这说明还有尚未知晓的中间基因产物激活了乳腺癌细胞中的非p53依赖途径的BAX表达。尽管在乳腺癌细胞和其他人类肿瘤细胞中，转染IL-24后可引起BAx上调和BArBd-2比值的改变，但有些肿瘤细胞转染xL-24后并不出现上述改变3。这些结果提示，IL-24引发肿瘤细胞凋亡，可通过BAX依赖和BAX非依赖两条途径，若要将其作为临床上-种抗肿瘤新药，尚需进-步发掘它所涉及的各种途径。另外的研究显示,在乳腺癌细胞中,mda-7诱导的凋亡与促凋亡蛋白BAX增加有关,而与BCL-2、BCL-XL、BAK、BAD、BAG-1无关,而mda-7诱导的细胞死亡信号可被BCL-2的过度表达所抵消,但mda-7诱导的BAX上调起主导作用,故BAX也可行使肿瘤抑制剂的作用。尽管BAX表达受wtp53的正向调节,但mda-7诱导BAX的作用并不明显依赖p53,它是通过另-途径来实现的。目前这种作用是直接还是间接的尚不清楚。mda-7的抗肿瘤作用还与前凋亡基因BAX上调及BAX /BCL-2的比值也有关21。Lebedeva等25研究也发现,细胞凋亡还受促凋亡蛋白和抑制凋亡蛋白的控制, ad-mda-7能适当改变BAX、BAK蛋白的水平。BCL-2 BCL-XL/BAX BAK比值的下降是黑色素瘤细胞转染ad-mda-7后抗凋亡的主要决定因素,但其作用机制尚不清楚。进-步的研究是要确定mda-7改变BCL-2、BCL-XL的程度,以及BCL-2、BCL-XL下调对凋亡的显著性意义。Saeki等21在2000年的体外实验发现, IL-24的抗肿瘤作用可以不依赖p53和BAX、BAK等抑制基因的表达,而是通过肿瘤细胞凋亡执行蛋白酶caspase的作用。IL-24诱导的肺癌细胞中, caspase 3被激活且表达量较高,而caspase 3是-种促凋亡因子。Saeki等21所做体内实验研究发现,用腺病毒介导的IL-24对体内异种移植瘤A549细胞和H1299细胞有明显抑制作用,免疫组化法提示了该2组细胞中IL-24的表达,还发现caspase表达增加,且呈级联放大。另外通过DNA芯片分析显示,转入ad-IL-24的肺癌细胞中TNF相关凋亡诱导配体(TRAIL)及其受体DR4的表达水平高于用腺病毒-荧光素酶或磷酸缓冲液处理组。TRAIL是TNF家庭成员之-,可诱导肿瘤凋亡。Kawabe等26研究发现,由腺病毒介导的IL-24转入A549细胞后,后者对放射线的敏感性增加,凋亡速率加快,这种作用与FAS和BAX无关。Sarkar等27报道,转染腺病毒mda-7的黑色素细胞瘤中,肿瘤凋亡诱导基因GADD(growth arrestand DNA damage)的-个家族基因出现时间和剂量依赖的表达增加,从而诱导凋亡过程。GADD家族基因促使细胞产生生长停滞和DNA损伤。Ad。IL-24感染不同的黑色素瘤细胞2-3天后，即可出现GADD家族基因的上调。在GADD家族基因中, GADD153、GADD45和GADD34作用明显,而GADD45r诱导能力较小。但FM516细胞(人类黑色素永生化细胞)除外。选择性p38分裂素激活蛋白激酶(p38“ApK)抑制剂(sBZo358o)不影响GADD家族的任-基因的基础表达，然而SB203580可明显抑制Ad。IL-24介导的这些基因的表达，还可保护细胞对抗Ad。IL-24所引起的细胞死亡。抑制GADD家族基因的时间及剂量依赖的表达,还可有效阻断ad-mda-7介导的抗凋亡蛋白BCL-2的下调。这些结果提示，IL-24诱导凋亡是由GADD家族通过p38MAPK途径而实现的。过量的以GADD基因表达可引起生长抑制和细胞凋亡，组合的GADD的过表达会导致协同的或加强的抗增生作用3。Su等22近期研究显示,在表达突变型p53(mutantp53)和原生型p53(wild-type p53)的人类神经胶质瘤细胞中, IL-24可诱导其凋亡及生长抑制,这种作用与GADD基因家族成员的表达增加有关。1.3.3抑制肿瘤血管生成mda-7是-种新型的调节血管生成的配体, Ramesh等28研究发现,在体外实验中, sMDA-7既抑制了血管内皮细胞的分化,又抑制了由血管内皮生长因子和成纤维母细胞生长因子两者诱导的内皮细胞迁移,它的抑制作用是内抑素、干扰素以及干扰素诱导蛋白的1050倍,其作用不是由干扰素以及干扰素诱导蛋白-10而是由IL-22介导。HUVEC可分泌血管内皮生长因子和转化生长因子，促进血管形成，这些细胞诱导后可形成毛细管状结构或使管状结构增多。在诱导前用Ad。IL-24感染或同时用其他病毒感染HuVEc，发现IL-24处理组能引起明显的管状结构形成抑制，而Ad。pl6部分抑制，Ad。lue没有抑制。在用A549(p53野生型)和H1299(p53缺失型)肺癌细胞种植至裸鼠研究肿瘤形成的过程中，用CD31标记检测新生血管的形成，Ad。IL-24处理组的裸鼠阳性染色的血管明显减少，并出现