集落刺激因子是一组在体内外均可选择性刺激造血祖细胞增殖,分化形成某一谱系细胞集落的细胞因子,命名为集落刺激因子(CSF),广义上,凡是刺激造血的细胞因子都可统称为CSF。
中文名: 集落刺激因子
作用: 促进其功能具有多相性
命名: 粒细胞CSF(G-CSF)
外文名: Colony-stimulating factor
集落刺激因子能与造血干细胞表面的受体蛋白结合,激活细胞内信号通路,然后促进特定种类的血细胞(通常是白细胞,如中性粒细胞)的产生,以应对感染等。集落刺激因子在血液中循环,起到激素的作用,也会在局部分泌。
造血细胞集落刺激因子(CSF)的研究进展迅速,已经发现了许多种CSF,它们都是糖蛋白,根据其对造血祖细胞克隆增殖的作用不同而命名。
集落刺激因子的分类表
1981年Ihle等发现ConA刺激小鼠脾细胞的培养上清中含有一种因子,能提高裸鼠脾脏淋巴细胞成熟其标志物20-α-羟固醇氢酸阳性率,称为白细胞介素3(IL-3),因其功能可刺激多功能干细胞和多种祖细胞的增殖与分化,又称为多重集落刺激因子。
IL-3 其生物活性为刺激皮肤上皮细胞、CD4-CD8-TCRαβ细胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞的增殖,阻止肥大细胞发生程序性细胞死亡等。
粒细胞集落刺激因子(G-CSF)是一种糖蛋白,含有174个氨基酸,分子量约为20000。主要由内毒素、TNF-α和IFN-γ可活化单核细胞和巨噬细胞产生。人和小鼠G-CSF在氨基酸水平上有73%同源性,并具有相互交叉的生物学活性。
G-CSF主要作用于中性粒细胞系造血细胞的增殖、分化和活化。在体外刺激骨髓造血细胞的中性粒细胞前体,使之分化增殖形成成熟的粒细胞集落,又可提高中性粒细胞的吞噬能力,促进超氧化物的产生和碱性磷酸酶的合成。
巨噬细胞集落刺激因子为M-CSF,又称为集落刺激因子-1(CSF-1)。最初发现于血清、尿或其它体液中,能刺激骨髓造血细胞巨噬细胞集落的形成。
M-CSF生活功能与破骨细胞的分化与调节,单核细胞的增殖,分化及维持活性有重要作用。
一种能刺激粒细胞和巨噬细胞形成集落的因子,称为粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子,又名集落刺激因子2(CSF2),是单体糖蛋白。不同于粒细胞集落刺激因子,它特别促进嗜中性粒细胞的增殖和成熟,GM-CSF影响更多的细胞类型,特别是巨噬细胞和嗜酸性粒细胞。
GM-CSF的生物活性有骨髓谱系细胞的骨髓产生和分化,肺泡巨噬细胞的发育,中性粒细胞的激活和血管生成等作用。
干细胞因子(SCF)又称为肥大细胞生长因子(MGF)。SCF在小鼠MGF基因位于第10号染色体Steel位点编码可称为Steel因子(SLF),因为是C-kit的配体,也称之造血生长因子KL。
SCF生物学作用可促进IL-3依赖的早期造血前体细胞的增殖和分化,促进黑素母细胞和肥大细胞增殖。
红细胞生成素(EPO)也称促红细胞生成素,是一种刺激红细胞产生的内源性糖蛋白,是由肾小管周围间质细胞及肝脏分泌的类激素样物质,在红细胞分化成熟中具有重要调节作用。
EPO生物学功能为与各EPO-R受体结合,保护器官,除调节红细胞生成增加组织供养外,在抗凋亡,抗炎和促血管生成种又一定作用。
有在纤维母细胞,骨髓基质细胞生成的IL-7,可促进淋巴细胞的生长和分化,能刺激髓样前体细胞和巨核细胞产生集落形成单位和血小板。有Flt3 Ligand,一种早期造血生长因子,可刺激原始造血干细胞的增殖和分化。另外还涉及一些造血负向调控的细胞因子,如:转化生长因子-β(TGF-β),肿瘤坏死因子(TNF-α、TNF-β),干扰素和趋化因子等。
骨髓微环境下造血干细胞与集落因子作用