细胞因子检测

一、细胞因子的概念细胞因子(cytokine)是由机体多种细胞分泌的小分子蛋白质，通过结合细胞表面的相应受体发挥以调节免疫应答为主的生物学作用。细胞因子具有 非常广泛的生物学活性，包括促进靶细胞的增殖和分化，增强抗感染和细胞杀伤效应，促进或抑制其它细胞因子和膜表面分子的表达，促进炎症过程，影响细胞代谢 等。二、细胞因子的命名细胞因子按其来源可分为：由单个核吞噬细胞产生的细胞因子称为单核因子(monokine)；由淋巴细胞产生的细胞因子称为淋巴因子 (lymphokine)等。按其作用可分为干扰素、集落刺激因子、肿瘤坏死因子、生长因子和趋化因子等。部分由不同细胞分泌的细胞因子，其基因及编码蛋 白与结构清楚者，在免疫调节、造血和炎症中发挥重要作用，又称为白细胞介素(interleukin，IL)。也可以依据结构或者其受体结构分类，我们的 趋化因子目前没有受体产品。三、细胞因子的特征1、低分子量；一般为＜60kD的多肽或糖蛋白。多以单体形式存在，少数为二聚体，三聚体。2、天然细胞因子由抗原、丝裂原或其他刺激物活化的细胞所分泌，通过旁分泌(paracrine)、自分泌(autocrine)或内分泌(endocrine)方式在局部发挥短暂作用。3、一种细胞因子可由多种细胞产生，同一种细胞可产生多种细胞因子。4、需通过与靶细胞表面相应受体结合后发挥其生物学效应。5、具有高效性、多效性、叠性、拮抗性、协同性和网络性。四、细胞因子的分类1、白细胞介素(interleukin，IL-s)最初是指由白细胞产生又在白细胞间发挥作用的细胞因子。2、干扰素（interferon,IFN)最早发现的细胞因子，有干扰病毒感染和复制的能力。分α、β和g三种类型。3、肿瘤坏死因子超家族(tumor necrosis factor，TNF)1975年发现的一种能使肿瘤发生出血坏死的物质。4、集落刺激因子(colony-stimulating factor，CSF)指能够刺激多能造血干细胞和不同造血祖细胞增殖分化，在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。包括G-CSF（粒细胞）、M-CSF（巨噬细胞）、 GM-CSF（粒细胞、巨噬细胞）、Multi-CSF（多重）（IL-3）、红细胞生成素(EPO)、干细胞生长因子(SCF)、血小板生成素 (TPO)等。5、趋化因子(chemokine)主要功能是招募血液中的单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等进入特定的淋巴器官和组织以及感染发生的部位。根据趋化因子近N端半胱氨酸(Cys)的位置、排列方式和数量，可分为CC、CXC、C、CX3C四个亚家族。6生长因子(growth factor，GF)生长因子(GF)是具有刺激细胞生长作用的细胞因子。五、细胞因子的生物学活性1.介导自然免疫、参与抗肿瘤和抗感染2.调节T、B细胞活化、生长和分化，介导细胞免疫和体液免疫3.刺激造血生成、刺激骨髓祖细胞生长和分化为各种成熟血细胞4.在炎症、感染和内毒素血症中的作用5.在超敏反应和自身免疫病中的作用6.细胞因子通过激活其相应受体（CKR），导致细胞的增殖与分化或分泌某种蛋白质。六、四种蛋白表达体系比较表达细胞优点缺点原核E. coli繁殖快、成本低、产量高遗传背景及基因表达调控机制清楚易于大规模培养，成本低廉蛋白常为包涵体，纯化困难无糖基化（分泌蛋白，细胞膜上蛋白不可用），生物活性不定无翻译后修饰，内毒素含量高酵母Pichia使用简单，表达量高，His-tag便于纯化，一定的翻译后加工可进行糖基化修饰，操作简单，适合大规模生产可诱导表达，也可分泌表达，产物便于纯化有时会出现蛋白切割问题糖基化不能满足要求昆虫High-5产量高 ，翻译后加工与哺乳动物相似对于部分有毒性或较难表达蛋白有优势无内毒素污染蛋白活性不如哺乳动物适合表达激酶等定位于细胞内的真核蛋白哺乳CHO HEK293完善的翻译后加工，活性接近天然蛋白周期长、技术要求高表达产量低

我们知道，PeproTech的所有细胞因子和蛋白均为冻干粉，这使得运输非常便捷，只要常温即可。而且，细胞因子和蛋白冻干粉非常稳定，在-20℃或-80℃条件下可保存数年。冻干粉在使用前需进行溶解，然后以液体形式加到培养体系或注射入动物体内。溶解步骤非常关键，因溶解不好会导致细胞因子或蛋白的失活，这也是很多用户在实际使用中经常遇到的问题。 那么，应该如何进行正确的溶解呢？ 下面我们以Recombinant Human IL-4 (重组人IL-4，产品编号：200-04)的说明书为例，对细胞因子或蛋白的溶解方法进行详细的阐述。 拿到重组人IL-4的说明书后，您会发现有一段关于Reconstitution(重悬)的叙述，这段内容含有溶解相关的所有信息。 1. Centrifuge the vial prior to opening.第1步：开盖前离心试剂管 PeproTech的细胞因子或蛋白冻干粉装盛在塑料管中，为无菌包装。冻干粉在运输过程中可能会因颠簸而漂散并粘贴于管壁或管盖上，所以在打开塑料瓶盖前，需将冻干粉通过离心收集到管底，以便用很小体积的液体即可将冻干粉完全溶解。 有很多用户会问一个问题，即应该用多少转速、多长时间离心试剂管，才能达到良好的收集效果？答：有些小型高速离心机(多为进口品牌)的面板上有一个Spin键，按了此键后，离心机会自动快速上升到其最大速度(10000rpm或12000rpm)，上升到最高点后速度即刻下降，直至停止旋转，整个过程大约30s。这个Spin键足以很好的将细胞因子或蛋白收集到管底。 但有些实验室没有这样的高速离心机，只有最高转速为4000-4500rpm的离心机。这种情况下，需3000-3500rpm离心5min，也能达到类似的效果。 2. Reconstitute in water to a concentration of 0.1-1.0 mg/ml. Do not vortex.第2步：用无菌水重悬至0.1-1.0 mg/ml，不可振荡。 这个步骤即为溶解步骤，非常重要。 1) 一定要用推荐的溶液重悬(或溶解)冻干粉 用于溶解细胞因子或蛋白的溶液千差万别。此例中的重组人IL-4需用水溶解，而重组人IL-2 (产品编号：200-02)则需用100mM Acetic Acid (醋酸)溶解，重组人TGF-beta1 (产品编号：100-21)需用10mMCitric Acid (柠檬酸)，pH3.0溶解，重组人FGF-basic(产品编号：100-18B)需用5mMTris，pH7.6溶解，重组人FGF-10(产品编号：100-26)需用5mMSodium Phosphate(磷酸钠)，pH7.4溶解，重组IL-13(产品编号：200-13)需用20mMMHCl溶解。(注：即使同一重组细胞因子或蛋白，不同批次的溶解方法也可能有所不同，因此上面的叙述仅供参考。具体应该如何溶解应以相应批次的官方说明书为准)。后续的文章中将对各种溶解液的配制方法进行详细的阐述，望继续关注。 经常有用户会问，为什么会有这么多种溶解方法？答：我们知道，蛋白的溶解性与很多因素有关，其中比较重要的是pH值和离子强度。PeproTech的细胞因子或重组蛋白在出厂前均经严格测试，说明上所标明的溶解液是能够将该细胞因子或重组蛋白完全溶解的液体。如果您所用的溶解液的pH值和离子强度与说明书中所标明的不符，很多时候会造成细胞因子或重组蛋白不能完全溶解或者根本无法溶解，这样所配得的细胞因子或重组蛋白必然活性不够或丧失。 有不少用户没注意说明书上的描述，而是根据习惯，直接用PBS或培养液(1640或DMEM等)等溶解细胞因子或蛋白的冻干粉。这样做可以吗？答：有时可以，要看具体情况。PeproTech的大多数细胞因子或蛋白冻干粉的溶解液不是PBS，此时千万不能用PBS或培养液直接来溶解，具体原因在上面已经叙述过。而有部分细胞因子，如重组人KGF(产品编号：100-19)和重组人FGF-23(产品编号：100-52)等，说明书上的溶解液即为1x PBS，此时用PBS溶解完全没问题，那么用培养液溶解也是可以的，不过最好还是用先用PBS溶解，然后再用培养液稀释。

细胞因子（cytokine）是由免疫细胞及相关细胞产生的一类调节细胞功能的高活性、多功能的多肽分子，不包括免疫球蛋白、补体和一般生理性的细胞产物。细胞因子通常由淋巴细胞、单核巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞等相关细胞产生，按其功能及与免疫学的关系可分为：⑴具有抗病毒活性的细胞因子，如干扰素（interferon，IFN）；⑵具有免疫调节活性的细胞因子，包括白细胞介素（interleukin，IL）类的IL 2、IL 4、IL 5、IL 7、IL 9、IL 10和IL 12，以及β型转化生长因子（transforming growth factor β，TGF β）；⑶具有炎症介导活性的细胞因子，包括以肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）及IL 1、IL 6和IL 8为代表的结构相似的小分子趋化因子；⑷具有造血生长活性的细胞因子，包括IL 3、IL 11、集落刺激因子（colony-stimulating factor，CSF）、促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）、干细胞因子（stem cell factor，SCF）和白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor，LIF）等。 重组细胞因子是利用基因工程技术生产的细胞因子产品，作为药物用于治疗肿瘤、感染、造血障碍等，可收到良好的疗效。近十多年来，重组细胞因子类药物的研制有较快发展，相关的新药陆续上市。本文重点介绍各类药物的研究进展、不同表达系统的表达水平和基因来源情况，以及各类重组细胞因子的基本特点和适应症。 国内外研究动态和市场现状 目前国内市场上主要的国产重组细胞因子类药物包括乙肝疫苗、IFN、IL 2、G-CSF、重组链激酶（recombinant streptokinase， rSK）、重组表皮生长因子（recombinant endothelial growth factor，rEGF）等15种基因工程药物。组织溶纤原激活剂（tissue plasminogen activator，T-PA）、IL 3、重组人胰岛素、尿激酶等十几种多肽药物正处于临床Ⅱ期试验阶段，单克隆抗体的研制已从实验阶段进入临床阶段。正在开发研究中的项目包括采用新的高效表达系统生产重组凝乳酶等40多种基因工程新药。 在欧美市场上，对现有重组药物进行分子改造而开发的某些第二代基因药物已经上市，如重组新钠素、胞内多肽等。另外，重组细胞因子融合蛋白、人源单克隆抗体、反义核酸，以及基因治疗、新的抗原制备技术、转基因动物生产等，均取得了实质性的进展。国外生物医药的目前发展动向，主要反映在以下几方面。 与血管发生有关的细胞因子 肿瘤血管生长因子（tumor angiogenesis factors，TAF）包括研究较多的血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor，FGF）、血小板源生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）等，它们促进肿瘤新生微血管的生长。临床研究表明，阻断VEGF受体2（VEGFR 2）和PDGF受体β（PDGFR β）等，可达到通过抗血管生成来治疗肿瘤的目的。1998年，美国科研人员发现两种用于治疗癌症的血管发生抑制因子（即抗血管生长因子）和内皮抑制素，以及一种抗血管生长蛋白，即血管抑制素（vasculostatin），都有较好的疗效。另外，VEGF、FGF和血管生长素（angiopoietin）等能够通过刺激动脉内壁的内皮细胞生长来促进形成新的血管，从而对冠状动脉疾病和局部缺血产生治疗作用。