《細(xì)胞和分子免疫學(xué)》 （六）IL-6

1980年發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞經(jīng)Poly I-C刺激后能產(chǎn)生一種抑制病毒復(fù)制的細(xì)胞因子，稱(chēng)為β2干擾素（IFN-β2）。以后的研究結(jié)果未能證實(shí)這種因子的直接抗病毒作用，但具有其它多方面的生物學(xué)功能，根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和功能的不同，不被命名為雜交瘤/漿細(xì)胞瘤生長(zhǎng)因子（hybri-doma/plasmacytoma growthfactor,HPGF),B細(xì)胞分化因子（B cell differentiationfactor,BCDF),B細(xì)胞刺激因子-2（b cellstimulatory factor 2,BSF-2),26kDa,溶細(xì)胞性T細(xì)胞分化因子（cytolytic T cell differentiation factor,CDF)和肝細(xì)胞刺激因子（hepatocyte stimu-lating factor,HSF)等。1986年統(tǒng)一命名白細(xì)胞介素6（interleukin 6,IL-6)。

1.IL-6的產(chǎn)生　淋巴樣和某些非淋巴樣細(xì)胞均可產(chǎn)生IL-6。

（1）T細(xì)胞：T細(xì)胞產(chǎn)生IL-6依賴(lài)于巨噬細(xì)胞或PMA?？乖岢始?xì)胞刺激相應(yīng)的T細(xì)胞克隆，以及HTLV-I感染的T細(xì)胞系等均可分泌IL-6。

（2）B細(xì)胞：如SAC刺激而活化的B細(xì)胞。

（3）單核細(xì)胞：LPS刺激單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-6，某些單核細(xì)胞系如P388D1也可分泌IL-6。

（4）成纖維細(xì)胞：可自發(fā)產(chǎn)生IL-6，其它因子或刺激物如IL-1、TNF、PDGF、IFN-β、PolyI-C、A23187、PMA等可促進(jìn)IL-6的產(chǎn)生。

（5）腎小球系膜細(xì)胞、角朊細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等在一定培養(yǎng)條件下均可產(chǎn)生IL-6。此外，腫瘤細(xì)胞或細(xì)胞系如MG63成骨肉瘤，T24膀胱癌、A549肺癌、7860腎癌、SK-MG-4神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、U373星狀細(xì)胞瘤、心臟粘液瘤細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞等也能分泌IL-6。最近發(fā)現(xiàn)垂體前葉中的濾泡—星狀細(xì)胞（folliculostellate)可產(chǎn)生IL-6，可能與敗血癥時(shí)LPS刺激導(dǎo)致GH、ACTH等激素水平升高有關(guān)。

IL-1、TNF、IFN-β、PDGF、LPS、Poly Ⅰ-C、A23187和PMA等對(duì)IL-6的產(chǎn)生具有正調(diào)節(jié)作用。

2.IL-6的分子結(jié)構(gòu)和基因　1985年Kishimoto等從人T細(xì)胞中首先獲得IL-6cDNA克隆成功，人IL-6基因與小鼠有65%同源性。人IL-6基因位于第7號(hào)染色體，長(zhǎng)約5kb,有5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子。

圖4-1　IL-6基因的功能調(diào)節(jié)區(qū)

在IL-6基因功能調(diào)節(jié)區(qū)基因中存在著兒種轉(zhuǎn)錄控制元件（transcriptional control element)，如糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件（glucocorticoidresponsive elements,GRE)、AP-1結(jié)合位點(diǎn)、c-fos血清反應(yīng)元件同源物（c-fos serum responsiveelement homology,c-fos SRE homology)，cAMP反應(yīng)元件（cycli AMp responsive element,CRE)和NF-κB結(jié)合位點(diǎn)。IL-1、TNF等細(xì)胞因子可使IL-6啟動(dòng)子很快發(fā)生一過(guò)性的活化。IL-1反應(yīng)的元件在IL-6啟動(dòng)基中-180/-123；IL-6核因子（NF-IL-6）識(shí)別一段特殊的14bp,ACATTGCACAATCT。多反應(yīng)元件（multi-responseelement,MRE）位于c-fos SRE同源區(qū)內(nèi)，這個(gè)區(qū)域?qū)L-1、TNF、forskolin和PMA誘導(dǎo)IL-6產(chǎn)生有關(guān)；與IL-1、TNF刺激IL-6產(chǎn)生有關(guān)的NF-κB位于TATA盒的上游。

人IL-6分子由212個(gè)氨基酸殘基組成，包括28個(gè)氨基酸殘基的信號(hào)序列，成熟IL-6為184氨基酸殘基，分子量26kDa。IL-6分子由4個(gè)α螺旋和C端（175～181位氨基酸）受體結(jié)合點(diǎn)所組成，其中179位精氨酸殘基對(duì)于與受體的結(jié)合非常重要。分子中糖基對(duì)生物學(xué)活性功能并非必需，N端23個(gè)氨基酸殘基雖不直接與IL-6生物學(xué)活性有關(guān)，但對(duì)整個(gè)IL-6分子組成起穩(wěn)定作用。人IL-6氨基酸序列與小鼠IL-6有42%同源性，人的IL-6對(duì)小鼠某些細(xì)胞有刺激作用。IL-6與G-CSF和IFN-β有較高同源性，對(duì)骨髓造血細(xì)胞和髓樣白血病細(xì)胞的某些作用也有相似之處。

3.IL-6的受體　目前已知，IL-6R至少由稱(chēng)之為IL-6結(jié)合受體蛋白（IL-6binding receptor protein）和稱(chēng)為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白（signal-transducingprotein）的gp130所組成，習(xí)慣上前者稱(chēng)之IL-6R。

（1）IL-6R（CD126）：人IL-6R由468個(gè)氨基酸組成，切除N端19個(gè)氨基酸殘基后的成熟分子有449氨基酸，胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)分別為339、28和82個(gè)氨基酸，分子量為80kDa，6個(gè)N糖基化位點(diǎn)。胞膜外由一個(gè)Ig樣區(qū)（C2，約100氨基酸）、2個(gè)Ⅲ型纖維結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)（各含100氨基酸）及1個(gè)細(xì)胞因子受體的同源區(qū)所組成，后者含4個(gè)保守的Cys和一個(gè)WSXWS結(jié)構(gòu)。單獨(dú)IL-6R與IL-6結(jié)合為低親和力。IL-6R分布于淋巴樣細(xì)胞和非淋巴樣細(xì)胞，如活化B細(xì)胞、EBV轉(zhuǎn)化B細(xì)胞、急性淋巴母細(xì)胞白血病細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞、靜止T細(xì)胞、肝細(xì)胞、單核細(xì)胞、急性髓樣白血?。ˋML）細(xì)胞、嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞等。

（2）gp130(CDw130）：分子量為130kDa的糖蛋白，共有14個(gè)潛在N-糖基化位點(diǎn)，胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)分別有597、22和277個(gè)氨基酸。胞膜外區(qū)有1個(gè)IgC2區(qū)，6個(gè)Ⅲ型纖維結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)，其中第二個(gè)和第三個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)之間有4個(gè)保守的Cys和WSXWS結(jié)構(gòu)的區(qū)域，形成1個(gè)細(xì)胞因子受體家族結(jié)構(gòu)特征的結(jié)構(gòu)域。gp130不能直接與配基IL-6結(jié)合，在生理情況下，IL-6與IL-6受體結(jié)合后使IL-6R的構(gòu)象發(fā)生變化并迅速與兩個(gè)gp130分子結(jié)合，形成高親和力的結(jié)合位點(diǎn)，并通過(guò)gp130亞單位傳遞信號(hào)。人和小鼠gp130在氨基酸水平上有77%的同源性。轉(zhuǎn)染gp130cDNA小鼠pro-B細(xì)胞在IL-6/sIL-6R復(fù)合物刺激下可傳遞增殖信號(hào)。小鼠體內(nèi)注射IL-6可增加gp130mRNA的表達(dá)。目前已證實(shí)，gp130除組成IL-6高親和力受體外，也是白血病抑制因子（LIF）、抑瘤素M（OSM）、睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（CNTF）和IL-11等受體所共用的亞單位。

（3）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：gp130與IL-6/IL-6R復(fù)合物結(jié)合后，刺激gp130胞內(nèi)部分發(fā)生酪氨酸磷酸化，目前關(guān)于參與此過(guò)程的酪氨酸蛋白激酶的作用還不清楚?？岚彼峒っ副患せ詈罄^而引起絲氨酸/蘇氨酸激酶如絲裂原活化的蛋白激酶（mitogen activated proteinkinase,MAPK)的激活，使NF-IL-6中絲氨酸和蘇氨酸磷酸化而被激活，從而促進(jìn)相應(yīng)基因的活化。

（4）sIL-6R：存在于正常人尿、骨髓瘤細(xì)胞系U266培養(yǎng)上清，PHA活化人PBMC以及HTLV-I陽(yáng)性細(xì)胞也能分泌sIL-6R，分子量為50kDa。用反轉(zhuǎn)錄PCR從正常人細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞中均分離出編碼sIL-6r mRNA,序列分析表明與膜結(jié)合受體相應(yīng)區(qū)域序列一致。sIL-6也可從膜結(jié)合的sIL-6R（mIL-6)脫落而來(lái)。sIL-6R與IL-12p40亞基具有高度同源性，而IL-6與IL-12的p35亞基序列高度同源。因此可以推測(cè)類(lèi)似于IL-6/sIL-6R復(fù)合物的IL-12分子可能也通過(guò)類(lèi)似于pg130分子作用于細(xì)胞。與其它可溶性細(xì)胞因子受體不同，sIL-6R結(jié)合IL-6后可與細(xì)胞膜表面gp130結(jié)合，增強(qiáng)IL-6的刺激活性。而可溶性gp130（sgp130）可抑制sIL-6R/IL-6復(fù)合物的活性。sIL-6R水平的升高與某些自身免疫性疾病有關(guān)。

4.IL-6的生物學(xué)活性

（1）刺激細(xì)胞生長(zhǎng)：IL-6可促進(jìn)多種細(xì)胞的增殖，如B淋巴細(xì)胞雜交瘤、漿細(xì)胞瘤、EBV轉(zhuǎn)化的B細(xì)胞、T細(xì)胞、PMA和IL-4刺激的胸腺細(xì)胞、造血干細(xì)胞、角朊細(xì)胞和腎小球系膜細(xì)胞。

（2）促進(jìn)細(xì)胞分化：如B細(xì)胞分化和Ig的分泌，CTL分化，協(xié)同IL-2增強(qiáng)CTL中穿孔素基因的表達(dá)，并增加T細(xì)胞IL-2產(chǎn)生和IL-2R表達(dá)，誘導(dǎo)異巨噬細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和NK細(xì)胞分化。協(xié)同IL-3促進(jìn)干細(xì)胞分化和巨核細(xì)胞的成熟。明顯促進(jìn)小鼠骨髓移植后免疫功能的重建。

圖4-2 IL-6受體信號(hào)傳遞的模式圖

（3）加速肝細(xì)胞急性期蛋白（acute phase protein)的合成。

（4）抑制M1髓樣白血病細(xì)胞系的生長(zhǎng)，促進(jìn)其成熟和分化；抑制黑素瘤、乳腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)。

5.IL-6與臨床　IL-6與臨床上多種疾病的發(fā)生有一定的關(guān)系。

（1）IL-6與自身免疫性疾病

①心臟粘液廇：患者往往表現(xiàn)為高丙球蛋白血癥，有多種血身抗體以及急性期蛋白升高。培養(yǎng)的粘液瘤細(xì)胞含有IL-6和IL-6mRNA，患者血清中IL-6明顯升高，骨髓中可見(jiàn)有IL-6依賴(lài)的多克隆漿細(xì)胞增殖。手術(shù)后上述癥狀和體癥可見(jiàn)逐漸消退。

②Castleman氏病：患者表現(xiàn)為高丙球蛋白血癥，急性期蛋白和血小板升高，增生的淋巴結(jié)生發(fā)中心中B淋巴樣細(xì)胞產(chǎn)生IL-6，其中某些患者可發(fā)展成為多發(fā)性骨髓瘤。

③類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎：表現(xiàn)為多克隆性漿細(xì)胞增多癥，自身抗體、C反應(yīng)蛋白（CRP）和血小板升高。急性期血清以及關(guān)節(jié)的滑液中能測(cè)到IL-6，滑液中IL-6與IgG以及血清中IL-6與C反應(yīng)蛋白之間有明顯的相關(guān)性?；颊叩腡細(xì)胞、B細(xì)胞、滑膜細(xì)胞以及軟骨細(xì)胞均可產(chǎn)生IL-6。

④艾滋病：與艾滋病患者多克隆B細(xì)胞活化有關(guān)，HIV感染誘導(dǎo)單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-6可能引起血清中IL-6水平的升高。此外，IL-6可能是Koposi氏肉瘤的主要生長(zhǎng)因子之一，反義IL-6基因在體內(nèi)可抑制Koposi氏肉瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。

（2）IL-6與腫瘤

①漿細(xì)胞瘤形成：慢性炎癥誘導(dǎo)IL-6生物合成增加與漿細(xì)胞瘤的發(fā)生有關(guān)。如用石臘或降植烷腹腔刺激小鼠，誘導(dǎo)炎癥，可誘導(dǎo)出較高比例的漿細(xì)胞瘤。在患者也可見(jiàn)到類(lèi)似情況，如早先發(fā)生的類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎可能與漿細(xì)胞瘤形成有關(guān)。在體外，IL-6可促進(jìn)漿細(xì)胞瘤和骨髓瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，某些漿細(xì)胞瘤細(xì)胞生長(zhǎng)依賴(lài)于IL-6的存在。

②可能通過(guò)自分泌機(jī)理與非Hodgkin氏淋巴瘤、慢性淋巴細(xì)胞白血病和急性髓樣白血病的發(fā)病有關(guān)。血清中IL-6水平與多發(fā)性骨髓瘤如漿細(xì)胞白血病病情嚴(yán)重程度有關(guān)。多發(fā)性骨髓瘤患者不僅骨髓細(xì)胞表面IL-6R表達(dá)增加，而且血漿中sIL-6R水平明顯升高。

（3）IL-6與膜增生性腎小球腎炎（mesangial proliferativeglomerulonephritis,MPG):MPG患者尿中可測(cè)出IL-6，而且其水平與疾病的發(fā)展有關(guān)。體外培養(yǎng)的患者腎小球膜細(xì)胞可產(chǎn)生IL-6，提示MPG發(fā)生與IL-6的自分泌有關(guān)。

IL-6轉(zhuǎn)基因小鼠可出現(xiàn)某些與臨床上相似的變化，如血清中高濃度的IL-6和IgG1，漿細(xì)胞增多癥，MPG的發(fā)生以及骨髓中巨核細(xì)胞的成熟。

（4）燒傷和術(shù)后伴有血清IL-6水平增加。

（5）病毒性腦膜炎和脊髓膜炎小鼠的膠質(zhì)細(xì)胞可分泌大量IL-6，IL-6又可促進(jìn)腦膠質(zhì)細(xì)胞分泌其它神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和神經(jīng)生長(zhǎng)因子。

（6）IL-6作用于下丘腦-垂體-腎上腺軸，刺激ACTH和皮質(zhì)激素的釋放以及星狀細(xì)胞合成內(nèi)啡肽。

IL-1和TNF-α對(duì)IL-6引起的病理?yè)p傷可能有協(xié)同作用。

應(yīng)用IL-6治療放療、化療所致血小板減少癥、癌癥以及作為疫苗佐劑已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。