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IL-12的应用

发布时间:2020-06-11

IL-12

1982年Wagner等发现在丝裂原刺激小鼠淋巴细胞的条件培养液中存在一种不同于IL-2的细胞因子,这种细胞因子在体外能与IL-2协同促进鼠CTL应答。1986年在人混合淋巴细胞培养(MLC)或PHA活化的PBMC培养上清中也发现了与此类似的因子,称为CTL成熟因子(cytotoxic lymphocyte maturationfactor,CLMF;或Tc maturation factor TcMF)。1991年Gubler等将CLMfcDNA克隆并表达成功,表明是一种新的细胞因子,遂将CLMF命名为白细胞介素12(interleukin 12,IL-12)。

1.IL-12的产生 主要由B淋巴细胞产生。

(1)MLC或丝裂原活化的PBMC培养上清。

(2)PMA与钙离子载体A23187联合刺激EBV转化的B淋巴样母细胞RPMI8866可产生较高水平的IL-12。

2.IL-12的分子结构和基因 IL-12是由二硫键联接的异源双体,两个亚单位的分子量分别为35kDa和40kDa,等电点在pH4.5~5.5。从高产IL-12的人B淋巴样母细胞亚克隆NC37.98基因文库中克隆了IL-12cDNA,转染COS细胞获得高表达。人IL-12P35亚单位有197个氨基酸残基,含7个半胱氨酸和3个N糖基化位点,P40亚单位306个氨基酸残基,有10个半胱氨酸,4个N-糖基化位点。小鼠IL-12P35有193个氨基酸残基,与人IL-12P35有66%同源性,P40有313个氨基酸残基与人P40有70%同源性。在生理情况下,亚单位中的半胱氨酸残基之间可能形成复杂的分子间二硫键结构。两个亚单位是由不同的基因所编码,基因转染试验结果表明,只有将编码两个亚单位cDNA同时转染才能获得有生物学活性的IL-12。P35与IL-6和G-CSF有同源性,P40与IL-6受体、睫状神经营养因子(CNTF)受体、G-CSF受体有同源性,具有细胞因子受体家族的特征。提示IL-12分子可能是一种细胞因子/可溶性细胞因子受体复合物。在RPMI8866细胞系中纯化到的自然杀伤细胞刺激因子(natural killer cell stimulating factor,NKSF)的结构和功能与IL-12相同。

3.IL-12受体 IL-12R亚单位的基因最近克隆成功,推算有662个氨基酸,裸肽分子量70kDa,糖基化后约为100kDa。IL-12R亚单位为Ⅰ型穿膜蛋白,胞膜外区含516个氨基酸残基,与gp130、G-CSFR、LIFR高度同源。单体IL-12R不结合IL-12,双体或寡聚体IL-12R亚单位与IL-12(p40亚单位为与受体结合部位)结合为低亲和力,Kd为2~6nM,PBMC表面有IL-12高亲和力受体,Kd约100pM,目前与IL-12R亚单位组成高亲和力的另一个亚单位尚未确定。IL-12P35亚单位、P40亚单位和IL-12R亚单位分别与IL-6、IL-6R和gp130有很高的同源性,而且相互结合的模式也十分相似,即IL-12P35同P40形成异源双体后可同双体或寡聚体的IL-12R亚单位结合,而IL-6同IL-6R受体结合后可同gp130二聚体结合。IL-12受体分布于PHA活化的CD4+、CD8+T细胞亚群以及IL-2活化的CD56+NK细胞,1000~9000IL-12结合点/细胞。

4.IL-12的生物学功能 人IL-12作用有种属特异性,人IL-12对小鼠细胞作用甚微。

(1)与IL-2协同诱导CTL的分化,促进同种异体CTL反应。

(2)刺激PHA活化CD3+T细胞(包括CD4+和CD8+)增殖。IL-12诱导T细胞最大增殖水平低于IL-2的增殖刺激作用,但刺激50%最大增殖所需细胞因子浓度远低于IL-2。IL-12这种增殖作用所经途径与IL-2、IL-4和IL-7的刺激作用不同,因为针对IL-2、IL-2R、IL-4和IL-7的单克隆抗体不能阻断IL-12的增殖作用;IL-12单克隆抗体对IL-2、IL-4和IL-7诱导增殖亦无阻断作用。IL-12对静止PBMC不具有增殖作用,这一性质与IL-4相似。但IL-12与亚适剂量IL-2可协同诱导静止PBMC增殖。其机理可能是:①IL-12促进IL-2诱导T细胞IL-2r P55的表达,提高PBMC对IL-2的反应性;②IL-2促进PBMC某些亚群IL-12R表达;③在IL-2存在的条件下,IL-12可提高IFN-γmRNA转录水平,增加其稳定性,促进分泌IFN-γ,如小鼠IL-12可诱导Th1细胞产生IFN-γ。此外,IL-12通过诱导产生的IFN-γ激活巨噬细胞,诱导其TNF-α的分泌。IL-12可诱导Th1亚群的形成,此作用可能通过两种途径:①IL-12直接作用于Th1亚群;②IL-12刺激T细胞、NK细胞产生IFN-γ诱导Th1亚群形成。

(3)协同IL-2诱导CD56+NK细胞增殖以及LAK细胞产生,促进ADCC功能,NKSF释放,诱导CD56、CD2、CD11a、IL-2R、TNFR(CD120b)、LFA-1和ICAM-1等分子的表达。

(4)促进B细胞Ig产生和Ig类型转换,由IgM转为IgG,抑制IL-4诱导B细胞IgE合成。这种抑制作用是T细胞依赖的,其作用机理与IFN-γ、TGF-β和IL-8抑制IgE产生的机理可能有所不同。

IL-12发挥生物学效应所需的细胞因子浓度很低(≤pM),与亚适剂量IL-2联合应用可降低IL-2用量,同时提高CTL、NK、LAK的杀伤活性,因此IL-12可能成为一种新的抗肿瘤生物制剂。


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