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IL-10家族细胞因子通过抑制过度炎症、增强天然免疫及促进组织修复,在维持感染与炎症过程中组织稳态方面发挥关键作用。大量临床前模型、人类遗传学研究及临床干预数据支持其在疾病中的重要作用。然而,尽管研究广泛,目前尚未有基于调控该家族细胞因子的疗法获临床批准。本文综述了该家族细胞因子生物学功能的最新进展,并提出更具针对性的治疗策略,以高效治疗炎症性疾病。
一、IL-10家族包含哪些成员与结构特征?
IL-10家族由9个成员组成,包括IL-10,其亚家族成员IL-19、IL-20、IL-22、IL-24、IL-26,以及远端相关细胞因子IL-28A、IL-28B与IL-29(亦被归类为III型干扰素,分别命名为IFN-λ2、IFN-λ3与IFN-λ1)。IL-10作为该家族的创始成员,最初由活化的CD4⁺ Th2细胞中纯化而来,因可抑制细胞因子合成而被命名为“细胞因子合成抑制因子(CSIF)”。随后的研究显示,IL-10还可刺激肥大细胞、胸腺细胞和B细胞,并对髓系细胞发挥显著免疫抑制功能。IL-19、IL-20与IL-24基因位于人类染色体1q32区域,与IL-10具有较高同源性:IL-19与IL-20通过同源基因筛选克隆获得,IL-24最初从黑色素瘤细胞系中鉴定,曾命名为mda-7。
该家族成员均具备典型的左手四螺旋束结构(A–F螺旋),属于Ⅱ类细胞因子受体配体。与Ⅰ类细胞因子受体不同,该类受体胞外区缺乏Trp-Ser-X-Trp-Ser基序,且半胱氨酸排列方式独特。IL-10家族细胞因子通过高亲和力α链与靶细胞结合,β链则通常不直接结合配体,而是在形成二元复合物后显著提高亲和力,最终促成可启动下游信号的三元复合物 assembly。α链不仅决定配体特异性,也限制其细胞靶向性。
二、IL-10家族如何传递信号并发挥功能?
IL-10家族细胞因子主要经由Jak–Stat通路传导信号,其中Jak1与Tyk2激酶为核心参与者。STAT3是介导其转录应答的关键分子,不过IL-10与IL-22也可在某些细胞中激活STAT1与STAT5。由于STAT3同样参与IL-6、IL-11、IL-21、IL-23及LIF等因子的信号转导,因此细胞背景及其他信号通路的协同作用将共同决定其最终效应。除Jak–Stat途径外,该家族成员还可激活其他下游信号分子。
IL-10对髓系细胞如抗原呈递细胞(APC)具有显著抑制作用,可降低促炎因子释放并限制其免疫功能;同时直接抑制记忆Th17与Th2细胞,并促进调节性T细胞(Treg)的存活与功能。IL-10信号异常与炎症性肠病(IBD)等疾病相关,感染时易出现免疫病理损伤;其过度表达则可能促进慢性感染进程。值得注意的是,IL-10在某些语境下也表现免疫刺激活性,如促进肥大细胞、B细胞和T细胞应答。
IL-20亚家族细胞因子(如IL-19、IL-20、IL-22、IL-24)在银屑病、类风湿关节炎(RA)等疾病中表达上升。它们可增强炎症反应,尤其在与IL-17或IFN-γ等因子协同作用下显著参与发病机制。另一方面,该亚家族(尤其是IL-22)也表现出促进组织再生与伤口愈合的作用,显示出潜在的治疗价值。其中,IL-22是目前在宿主防御及炎症疾病机制中研究最为深入的成员。
三、哪些细胞来源与通路调控IL-10家族表达?
IL-10可由几乎所有白细胞亚群产生,包括树突状细胞(DC)、巨噬细胞、T细胞、NK细胞及B细胞;IL-19与IL-20主要来源于髓系细胞;IL-22则主要由特定T细胞亚群和第3组固有淋巴样细胞(ILC3)分泌;IL-24则来自髓系细胞与Th2细胞。明确这些细胞因子的来源与调控机制,对理解其病理作用及开发靶向治疗至关重要。
在髓系细胞中,IL-10的表达受多种模式识别受体(PRR)(如TLR配体)及促炎细胞因子的调控。共刺激信号(如CD40、Dectin-1、DC-SIGN)可协同TLR通路进一步调节IL-10产生。MAPK(ERK、p38)、MSK1/2、PI3K–AKT、NF-κB及转录因子CREB–ATF1等信号层级共同参与调控过程。例如,肝螺杆菌多糖可通过TLR2–MSK–CREB通路诱生IL-10,推动巨噬细胞抗炎与修复程序。
在CD4⁺ T细胞中,不同亚群在特定细胞因子与TCR信号驱动下分泌IL-10:Th1细胞在IL-12刺激下表达IFN-γ与T-bet;Th2细胞在IL-4驱动下产生IL-4、IL-5、IL-13及GATA3;Th17细胞在TGF-β与IL-6诱导下分泌IL-17、IL-22及转录因子RORγt;iTreg细胞则依赖TGF-β与IL-2分化并表达Foxp3。每一亚群均可在相应细胞因子环境中产生IL-10。
四、靶向IL-10家族的抗体治疗面临哪些挑战与进展?
由于IL-10家族细胞因子在多种疾病中异常表达并参与发病,中和抗体成为潜在治疗策略。然而,现有临床疗效尚不显著,可能与这些因子的功能冗余、特定细胞效应及微弱促炎属性有关。
抗IL-10用于系统性红斑狼疮(SLE)
尽管IL-10通常被视为抗炎因子,但它也促进B细胞增殖与功能。SLE患者中IL-10生成异常,CD4⁺ T细胞数量增加且通过IL-10及琥珀酸等途径加剧疾病。抗IL-10抗体(如Biotest公司BT063)在II期临床试验中(NCT02554019)已显示对SLE具有一定治疗效果。
抗IL-20与抗IL-22策略
IL-20亚家族在银屑病与特应性皮炎(AD)中高表达,动物模型支持其致病作用。然而,中和IL-22或IL-20在银屑病患者中未显示显著疗效,可能源于功能冗余与较弱炎症活性。抗IL-22抗体fezakinumab在严重AD患者的II期试验中表现出临床改善。抗IL-20与抗IL-22抗体也尝试用于RA治疗,其中抗IL-20单抗显示一定疗效,但仍逊于抗TNF-α疗法。
当前阻断策略临床响应不佳的原因包括:该家族细胞因子多为抗炎或弱促炎因子;IL-20亚家族成员功能重叠显著;且它们对不同细胞类型可能发挥相反效应。因此,未来或需开发同时阻断多个细胞因子、或精准靶向特定细胞群体的治疗策略,以提高疗效并拓展临床应用。
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