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干扰素 (IFN) 受体蛋白是宿主细胞分泌的一类细胞因子,可调节免疫应答。作为被发现的第一类细胞因子,它被命名为“干扰素”,因为这种蛋白质能够干扰病毒的复制。当存在病原体时,通常由宿主细胞释放干扰素,周围未感染的细胞感知后激活适当的细胞防御机制,以便消除病原体。IFN细胞因子根据其结合的不同干扰素受体分为三种类型(I型、II型和III型)(表1);每种IFN细胞因子诱导一种特定的免疫反应。此外,IFN细胞因子介导信号会促进主要组织相容性I类和II类分子(MHC I,MHC II)的上调,并活化许多下游信号级联,从而生成抗病毒防御机制。此后,IFN ELISA被用于治疗病毒性感染,如丙型肝炎和乙型肝炎病毒;然而,一些病毒已经进化到能够抵抗IFN [1]。
I型IFN能与特定细胞表面受体IFN-α/β (IFNAR1,IFNAR2)结合,是未感染细胞的预警系统。在人体中,I型IFN是最大的IFN家族,包括IFN-α、IFN-β、 IFN-ε、IFN-κ和IFN-ω;它们由多种类型的细胞分泌,包括浆细胞样树突状细胞和成纤维细胞。I型IFN的一个主要功能是使真核转化起始因子2a(eIF-2a)失活,从而抑制病毒蛋白的合成(图1)。此外,I型IFN可活化RNase L,它能切割细胞质中的任何ssRNA,进一步抑制病毒复制[2,3]。IFN-α已被用于治疗毛细胞白血病,而IFN-β则被用于减缓多发性硬化症的进展。
II型IFN(人体的IFN-γ)与IFN-γ受体复合物(IFNGR1,IFNGR2)结合,参与免疫和炎症反应;它们由活化的T细胞和自然杀伤(NK)细胞分泌。当1型辅助性T细胞(Th1细胞)释放II型IFN时,白细胞被浸润到感染部位,最终炎症反应增大。由于它们在免疫反应中的作用,不受控制的II型IFN能引起自身免疫性疾病。
III型IFN包括IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3和IFN-λ4,并与I型IFN相似,都参与抑制病毒感染。IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3最初分别命名为IL-29、IL-28a、IL-28b;IFN-λ4是最新发现的III型IFN[4]。III型IFN与受体IFRL1和IL-10R2结合,这两种受体不同于I型受体。虽然不像I型和II型那样为人所知,但我们查明III型IFN与JAK-STAT通路有关,并且是在宿主识别到病原体相关分子模式(PAMP)时合成的,类似于I型IFN[4,5]。
鉴于IFN细胞因子的抗病毒功能,病毒RNA可能是IFN表达的诱导剂。然而,果蝇中Toll-Dorsal通路的发现引发了对人体Toll样受体(TLR)同源物的研究。TLR是一类模式识别受体(PRR),其可以识别病原体相关分子模式(PAMP)[6]。这些跨膜受体存在于细胞表面和核内体中。一旦与PAMP结合,TLR就会启动信号级联,促进IFN基因活化,以及随后表达和分泌。RIG-I样受体(RLR)是另一类PRR,是病毒RNA检测的胞质传感器[6]。RLR的活化会导致IFN调节因子-3 (IRF-3)、IRF-7和NF-κB的上调,它们是诱导I型IFN和炎性细胞因子的转录因子[7,8]。
图 2.Toll样受体(TLR)/RIG-1样受体(RLR)介导的干扰素(IFN)诱导信号通路。TLR2和TLR4位于细胞的质膜上,而TLR3、TLR 7/8和TLR9位于细胞内核内体中。RLR在细胞质中自由循环。一旦结合,每种受体都会导致IFN和炎症基因的上调。
病毒已经发展出许多逃逸或规避检测的策略。流感等一些RNA病毒只是在细胞核内复制,以避开细胞质DNA/RNA传感器。其他病毒则通过阻止细胞传感器识别病毒产物或抑制下游IFN反应等。例如,卡波西肉瘤相关疱疹病毒上的ORF52蛋白直接抑制cGAS的酶活性,从而抑制STING复合物,该复合物是一种已知的IFNβ生成的启动子[9]。RNA病毒表达能结合并抑制RLR的病毒蛋白,从而逃逸胞质检测,许多病毒也进化出了干扰干扰素诱导的宿主转录和翻译的策略。西尼罗河病毒已被证明可将胆固醇重新分布到病毒复制膜上,导致IFN抑制JAK-STAT活化[10]。尽管有许多机制和通路旨在终止或限制病毒的增殖,但这些只是病毒如何进化以图存活于宿主细胞中的几个例子。 这些只是病毒如何进化到在宿主细胞中生存的几个例子,尽管有许多机制和途径旨在终止或限制它们的增殖。
IFN-γ是感染期间炎症和免疫系统参与的关键标志。流式细胞术是检测IFN-γ的最常用方法之一。在存在蛋白运输抑制剂布雷菲德菌素A的情况下,体外刺激脾细胞或PBMC,需要找到IFN-γ的可检测水平。首先对细胞进行细胞外标志物染色,然后用IC固定和渗透缓冲装置。此后,准备对细胞进行细胞内标志物染色,包括IFN-γ。为了轻松检测IFN-γ,我们建议使用更亮的荧光染料,包括PE。OMIP和流式细胞术相关方法和论文有助于panel设计[11,12,13]。
图 3.经刺激后的人外周血细胞内IFN-γ染色。在两个图中,刺激HPBC,并用鼠IgG1 K同型对照PE(12-4714-81)(左)或IFN γ PE(12-7319-42)对PerCP-eFluor 710(46-0087-42)进行染色。
仅供科研使用,不可用于诊断目的。