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定義1:主要由活化的單核/巨噬細胞產(chǎn)生,能殺傷和抑制腫瘤細胞,促進(jìn)中性粒細胞吞噬,抗感染,引起發(fā)熱,誘導肝細胞急性期蛋白合成,促進(jìn)髓樣白血病細胞向巨噬細胞分化,促進(jìn)細胞增殖和分化,是重要的炎癥因子,并參與某些自身免疫病的病理?yè)p傷。
定義2:一種由巨噬細胞對細菌感染或其他免疫源反應自然產(chǎn)生的細胞因子。與干擾素協(xié)同作用可殺死腫瘤細胞。
定義3:主要由活化的單核/巨噬細胞產(chǎn)生,能殺傷和抑制腫瘤細胞的細胞因子。促進(jìn)中性粒細胞吞噬,抗感染,引起發(fā)熱,誘導肝細胞急性期蛋白合成,促進(jìn)髓樣白血病細胞向巨噬細胞分化,促進(jìn)細胞增殖和分化,是重要的炎癥介質(zhì),并參與某些自身免疫病的病理?yè)p傷。
腫瘤壞死由巨噬細胞分泌的一種小分子蛋白。TNF-α主要由單核-巨噬細胞分泌;TNF-β主要由活化的T淋巴細胞分泌,兩者有相似致熱性。小劑量呈單峰熱,大劑量呈雙峰熱;TNF在體內外均能刺激IL-1的產(chǎn)生。不耐熱,70℃ 30min失活
簡(jiǎn)介:
1975年Carswell等發(fā)現接種BCG的小鼠注射LPS后,血清中含有一種能殺傷某些腫瘤細胞或使體內腫瘤組織發(fā)生血壞死的因子,稱(chēng)為腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)。1985年Shalaby把巨噬細胞產(chǎn)生的TNF命名為T(mén)NF-α,把T淋巴細胞產(chǎn)生的淋巴毒素(lymphotoxin,LT)命名為T(mén)NF-β。TNF-α又稱(chēng)惡質(zhì)素。
TNF的產(chǎn)生:
(1)TNF-α是一種單核因子,主要由單核細胞和巨噬細胞產(chǎn)生,LPS是較強的刺激劑。IFN-γ、M-CSF、GM-CSF對單核細胞/巨噬細胞產(chǎn)生TNF-α有刺激作用,而PGE則有抑制作用。前單核細胞系U937、前髓細胞系HL-60在PMA刺激下可產(chǎn)生較高水平的TNF-α。T淋巴細胞、T細胞雜交瘤、T淋巴樣細胞系以NK細胞等在PMA刺激下也可分泌TNF-α。SAC、PMA、抗IgM可刺激正常B細胞產(chǎn)生TNF-α。此外,中性粒細胞、LAK、星狀細胞、內皮細胞、平滑肌細胞亦可產(chǎn)生TNF-α。
(2)TNF-β是一種淋巴因子,抗原和絲裂原均可刺激T淋巴細胞分泌TNF-β。PMA刺激RPMI1788B淋巴母細胞可分泌高水平TNF-β。
TNF的分子結構和基因:
(1)人的TNF-α基因長(cháng)約2.76kb,小鼠為2.78kb,結構非常相似,均由4個(gè)外顯子和3個(gè)內含子組成,與MHC基因群密切連鎖,分別定位于第6對和第17對染色體上。1984年從HL-60、U937等細胞中克隆成功rHu TNF-α cDNA,并在大腸桿菌中獲得高表達。 人TNF-α前體由233個(gè)氨基酸殘基組成,含76個(gè)氨基酸殘基的信號肽,切除信號肽后成熟型TNF-α為157氨基酸殘基,非糖基化,第69位和101位兩個(gè)半胱氨酸形成分子內二硫鍵。rHu TNF-α分子量為17kDa。小鼠TNF-α前體為235氨基酸殘基,信號肽79氨基酸殘基,成熟的小鼠TNF-α(rMuTNF-α)分子量為17kDa,由156個(gè)氨基酸殘基組成,第69位和100位兩個(gè)半胱氨酸形成分子內二硫鍵,有一個(gè)糖基化點(diǎn),但糖基化不影響其生物學(xué)功能。rHu TNF-α與rMu TNF-α有79%氨基酸組成同源性,TNF-α的生物學(xué)作用似無(wú)明顯的種屬特異性。最近有人報道通過(guò)基因工程技術(shù)表達了N端少2個(gè)氨基酸(Val、Arg)的155氨基酸人TNF-α,具有更好的生物學(xué)活性和抗腫瘤效應。此外,還有用基因工程方法,將TNF-α分子氨基端7個(gè)氨基酸殘基缺失,再將8Pro、9Ser和10Asp改為8Arg、9Lys和10Arg,或者再同時(shí)將157Leu改為157Phe,改構后的TNF-α比天比天然TNF體外殺傷L929細胞的活性增加1000倍左右,在體內腫瘤出血壞死效應也明顯增加。TNF-α和β發(fā)揮生物學(xué)效應的天然形式是同源的三聚體。
(2)人 和小鼠TNF-β基因分別定位于第6和第17號染色體。HuTNF-β分子由205個(gè)氨基酸殘基組成,含34氨基酸殘基的信號肽,成熟型Hu TNF-β分子為171個(gè)氨基酸殘基,分子量25kDa。rHu TNF-β分子由202氨基酸殘基組成,包括33個(gè)氨基酸殘基的信號肽,成熟分子169個(gè)氨基酸殘基,與Hu TNF-β有79%的同源性。Hu TNF-β與Hu TNF-αDNA同源序列達56%,氨基酸水平上同源性為36%。
TNF的受體:
(1)TNF-R的分型:
TNF-R可分為兩型:Ⅰ型TNF-R,55kDa,CD120a,439氨基酸殘基,此型受體可能在溶細胞活性上起主要作用;Ⅱ型TNF-R,75kDa CD120b,426氨基酸殘基,此型受體可能與信號傳遞和T細胞增殖有關(guān)。兩型TNF-R均包括胞膜外區、穿膜區和胞漿區三個(gè)部分,胞膜外區有28%的同源,但在有包漿區無(wú)同源性,可能與介導不同的信號轉導途徑有關(guān)。TNF-R屬于神經(jīng)生長(cháng)因子受體(NGFR)超家族。TNF-α和TNF-β的受體可能是同一的。TNF-R存在于多種正常及腫瘤細胞表面,一般每個(gè)細胞受體數目有103~104,如ME-180腫瘤細胞系TNF-αR約2000/個(gè)細胞,Kd為2*10-10M。不同細胞表面TNF-αR的數目和親和力似乎與細胞對TNF-α的敏感性并不平行。TNF-α與相應受體結合后信號傳遞的機理尚不清楚,可能與活化蛋白激酶C(PKC),催化受體蛋白磷酸化有關(guān)。
(2)可溶性TNFR
TNF結合蛋白(TNF-BP)是TNFR的可溶性形式,有sTNf RⅠ(TNF-BPI)和sTNFRⅡ(TNF-BPⅡ)兩種。一般認為sTNFR具有局限TNF活性,或穩定TNF的作用,在細胞因子網(wǎng)絡(luò )中有重要的調節作用。Seckiner 1988年發(fā)現發(fā)熱患者尿中有TNF抑制物,分子量為33kDa。Olsson 1989年在慢性腎功不全患者血和尿中也發(fā)現有TNF-BP。TNF-BP可與TNF特異結合,抑制TNF活性,如抑制其細胞毒活性和誘導IL-1產(chǎn)生,可促進(jìn)皮下接種Meth A肉毒的生長(cháng),可見(jiàn)于正常妊娠尿中。炎癥、內毒素血癥、腦膜炎雙球菌感染、SLE、HIV感染、腎功不全時(shí)以及腫瘤時(shí)可升高??扇苄訲NFR可有效地減輕佐劑性關(guān)節炎的病理改變以及敗血癥休克。
TNF的生物學(xué)活性
TNF-α與TNF-β的生物學(xué)作用極為相似,這可能與分子結構的相似性和受體的同一性有關(guān)。但有某些生物學(xué)作用方面也有不同之處。
(1)殺傷或抑制腫瘤細胞
TNF在體內、體外均能殺死某些腫瘤細胞(cytolytic action),或抑制增殖作用(cytostatic action)。腫瘤細胞株對TNF-α敏感性有很大的差異,TNF-α對極少數腫瘤細胞甚至有刺激作用。用放線(xiàn)菌素D、絲裂霉素C、放線(xiàn)菌酮等處理腫瘤細胞(如小鼠成纖維細胞株L929)可明顯增強TNF-α殺傷腫瘤細胞活性。體內腫瘤對TNF-α的反應也有很大的差異,與其體外細胞株對TNF-α的敏感性并不平行。同一細胞系可能有敏感株和抵抗株如L929-S和L929-R。此外,靶細胞內源性TNF的表達可能會(huì )使細胞抵抗外源性TNF的細胞毒作用,因此,通過(guò)誘導或抑制內源性TNF的表達可改變細胞對外源性TNF的敏感性。巨噬細胞膜結合型TNF可能參與對靶細胞的殺傷作用。
TNF殺傷腫瘤的機理還不十分清楚,與補體或穿孔素(perforin)殺傷細胞相比,TNF殺傷細胞沒(méi)有穿孔現象,而且殺傷過(guò)程相對比較緩慢。TNF殺傷腫瘤組織細胞可能與以下機理有關(guān)。
①、直接殺傷或抑制作用:
TNF與相應受體結合后向細胞內移,被靶細胞溶酶體攝取導致溶酶體穩定性降低,各種酶外泄,引起細胞溶解。也有認為T(mén)NFN激活磷脂酶A2,釋放超氧化物而引起DNA斷裂,磷脂酶A2抑制劑可降低TNF的抗病效應。TNF可或改變靶細胞糖代謝,使細胞內pH降低,導致細胞死亡。
②、通過(guò)TNF對機體免疫功能的調節作用,促進(jìn)T細胞及其它殺傷細胞對腫瘤細胞的殺傷。
③、TNF作用于血管內皮細胞,損傷內皮細胞或導致血管功能紊亂,使血管損傷和血栓形成,造成腫瘤組織的局部血流阻斷而發(fā)生出血、缺氧壞死。
(2)提高中性粒細胞的吞噬能力
增加過(guò)氧化物陰離子產(chǎn)生,增強ADCC功能,刺激細胞脫顆粒和分泌髓過(guò)氧化物酶。TNF預先與內皮細胞培養可使其增加MHCⅠ類(lèi)抗原、ICAM-1的表達,IL-1、GM-CSF和IL-8的分泌,并促進(jìn)中性粒細胞粘附到內皮細胞上,從而刺激機體局部炎癥反應,TNF-α的這種誘導作用要比TNF-β為強。TNF刺激單核細胞和巨噬細胞分泌IL-1,并調節NHCⅡ類(lèi)抗原的表達。
(3)抗感染
如抑制瘧原蟲(chóng)生長(cháng),抑制病毒復制(如腺病毒Ⅱ型、皰疹病毒Ⅱ型),抑制病毒蛋白合成、病毒顆粒的產(chǎn)生和感染性,并可殺傷病毒感染細胞。TNF抗病毒機理不十分清楚。
(4)TNF是一種內源性熱原質(zhì)
引起發(fā)熱,并誘導肝細胞急性期蛋白的合成。TNF引起發(fā)熱可能是通過(guò)直接刺激下丘腦體溫調節中樞和刺激巨噬細胞釋放IL-1而引起,還可通過(guò)IL-1、TNF-α刺激其它細胞產(chǎn)生IL-6。
(5)促進(jìn)髓樣白血病細胞向巨噬細胞分化
如促進(jìn)髓樣白血病細胞ML-1、單核細胞白血病細胞U937、早幼粒白血病細胞HL60的分化,機理不清楚。TGF-β可抑制TNF-α多種生物學(xué)活性,但不抑制TNF-α對髓樣白血病細胞分化的誘導作用,甚至還有協(xié)同效應。
(6)促進(jìn)細胞增殖和分化
TNF促進(jìn)T細胞NHCⅠ類(lèi)抗原表達,增強IL-2依賴(lài)的胸腺細胞、T細胞增殖能力,促進(jìn)IL-2、CSF和IFN-γ等淋巴因子產(chǎn)生,增強有絲分裂原或外來(lái)抗原刺激B細胞的增殖和Ig分泌。TNF-α對某些腫瘤細胞具有生長(cháng)因子樣作用,并協(xié)同EGF、PDGF和胰島素的促增殖作用,促進(jìn)EGF受體表達。TNF也可促進(jìn)c-myc和c-fos等與細胞增殖密切相關(guān)原癌基因的表達,引起細胞周期由Go期向G1期轉變。最近報道INF-β(LT)是EB病毒轉化淋巴母細胞的自分泌生長(cháng)因子,抗LT抗體、sTNf R以及TNF-α能抑制EB病毒轉化淋巴細胞的增殖。
IL-1、IFN-γ和GM-CSF對TNF的生物學(xué)作用有明顯的增強作用,可能與增加細胞TNF受體的表達有關(guān)。已報道一種抗TNF-α單克隆抗體,可模擬TNF-α的某些生物學(xué)作用,這種現象在其它因子中還尚未見(jiàn)到。
TNF與臨床
應用TNF在治療腫瘤等方面開(kāi)始臨床Ⅱ期試驗,也可與IL-2聯(lián)人事治療腫瘤,目前認為全身用藥的療效不及局部用藥,后者如病灶內注射,局部濃度高且副作用也較輕。近年來(lái)已采用TNF基因治療開(kāi)始對黑素瘤等腫瘤進(jìn)行臨床驗證。值得重視的TNF又與臨床某些疾病的發(fā)生有關(guān)。
?。?/span>1)感染性休克:目前認為革蘭氏陰性桿菌或腦膜炎球菌引起的彌漫性血管內凝血、中毒性休克是由于細菌內毒素刺激機體產(chǎn)生過(guò)量TNF-α,引起發(fā)熱,心臟、腎上腺?lài)乐負p害,呼吸循環(huán)衰竭,甚至引起死亡,其TNF水平與病死率正相關(guān)。其發(fā)病機理可能是TNF刺激內皮細胞,導致炎癥、組織損傷和凝血。TNF也是急性肝壞死的重要因素。病毒性暴發(fā)型肝衰竭外周血細胞誘生TNF,IL-1活性升高,且與病情程度相關(guān)。目前有關(guān)TNF介導內毒素性休克的機理還不很清楚。有認為T(mén)NF能促進(jìn)前凝血酶原活性物質(zhì)生成,抑制內皮細胞凝血酶調節毒素休克。TNF抗體(抗血清或單克隆抗體)在小鼠、家兔和狒狒體內均有效地阻止致死性?xún)榷舅伢w克的發(fā)生。應用抗TNf McAb治療膿毒癥和化膿性休克已進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗,抗TNF嵌合抗體治療細菌性感染也已開(kāi)始Ⅰ期臨床試驗。
?。?/span>2)惡液質(zhì):TNF-α又稱(chēng)惡液素(cachectin),可誘發(fā)機體發(fā)生惡液質(zhì)。
?。?/span>3)TNF與病毒復制的關(guān)系:TNF還具有類(lèi)似IFN抗病毒作用,阻止病毒早期蛋白質(zhì)的合成,從而抑制病毒的復制,并與TNF-α和TNF-γ協(xié)同抗病毒作用。另一方面,TNF誘導HIV-Ⅰ基因在T細胞中表達。TNF和HIV感染的CD4+細胞中活化或誘導NF-κB,NF-κB結合于HIV的長(cháng)末端重復序列(LTR)的增強子部位,活化HIV基因,可能與艾滋病發(fā)病有關(guān)。艾滋病患者單核細胞TNF-α產(chǎn)生增加,血清中TNF-α水平升高。
相關(guān)產(chǎn)品:
TNFa
Human TNFa(Tumor Necrosis Factor Alpha) ELISA Kit www.jaklsw.com/pro/493
Mouse TNFa(Tumor Necrosis Factor Alpha) ELISA Kit www.jaklsw.com/pro/663
Rat TNFa(Tumor Necrosis Factor Alpha) ELISA Kit www.jaklsw.com/pro/669
TNF-α Rabbit pAb www.jaklsw.com/pro/12087
TNF-α Rabbit pAb www.jaklsw.com/pro/12345
TNFa受體
TNF-R1 Rabbit pAb www.jaklsw.com/pro/15836
Mouse TNFRSF1A(Tumor Necrosis Factor Receptor Superfamily, Member 1A) ELISA Kit www.jaklsw.com/pro/650
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