趋化因子及其受体的功能介绍（一）
趋化因子及其受体的功能
免疫细胞的定向迁移是机体免疫应答发生和完成的必须条件。趋化因子是一类控制细胞定向迁移的细胞因子。其功能行使由趋化因子受体介导。趋化因子与其受体的相互作用控制着各种免疫细胞在循环系统和组织器官间定向迁移, 使之到达感染、创伤和异常增殖部位, 执行清除感染源、促进创伤愈合和消灭异常增殖细胞、维持组织细胞平衡的功能。趋化因子及其受体的表达和功能异常，将导致免疫细胞不能在正确的位置行使正确的功能。因此趋化因子系统在免疫系统功能行使的各个环节中处于关键地位，并由此在病原体的清除、炎症反应、病原体感染、细胞及器官的发育、创伤的修复、肿瘤的形成及其转移、移植免疫排斥等方面都起着重要的作用。以趋化因子及其受体分子为控制靶点，通过激活或拮抗趋化因子受体的信号传导来调控趋化因子系统的功能，可望用于控制和治疗相关疾病。
1. 趋化因子与趋化因子受体
趋化因子是一类能趋化细胞定向移动的小分子分泌蛋白，由70至100个氨基酸组成。至今已发现了40多种人的趋化因子，属细胞因子中的最大家族。当成纤维细胞、内皮细胞、表皮细胞等组织细胞和免疫细胞在受到刺激物如生长因子、干扰素、病毒产物及细菌产物的诱导时可分泌出不同的趋化因子。在趋化因子的分子中都有4个保守的半胱氨酸（C）。根据靠近分子氨基端(N端)的前两个C间是否插入其它氨基酸, 将它们分为4个亚类：CXC类(插入1个氨基酸残基)，亦称为α类趋化因子，如IL-8(Interleukin-8);CC 类(不插入其它氨基酸残基),又称为β类趋化因子, 如MCP-1(Monocyte chemoattractant protein-1);CX3C类(插入3个其它氨基酸)，如Fractalkine；C类(N端仅1个C),如Lymphotactin 。目前所发现的趋化因子主要属于α类和β类。在分子结构上，皆通过二硫键折叠成以自由的N-端、三个反向折叠的β-片层和α螺旋的羧基端(C-端)为特征的二级结构。
趋化因子受体是一类介导趋化因子行使功能的GTP-蛋白偶连的跨膜受体(GPCR)，通常表达于免疫细胞、内皮细胞等细胞膜上。分子由约330个氨基酸组成。7个跨膜区将分子分成细胞外自由的N-端、3个细胞外环、3个细胞内环和C-端几个部分。胞内第二环是与异三聚体G-蛋白偶连的部位，有特征的天门冬氨酸-精氨酸-酪氨酸盒(DRY box)氨基酸序列。与趋化因子受体偶连的异三聚体G-蛋白的α亚基为Gi/o，对百日咳毒素敏感。按趋化因子的分类， 将同CC 类趋化因子结合的受体称为CC类受体(CCR), 同CXC类趋化因子结合的受体称为CXC 类受体(CXCR)，同样有C和CX3C受体(CR、CX3CR)。
趋化因子N-端氨基酸残基的缺失突变体不能与其受体结合, 证实了趋化因子的N-端序列在与受体结合及引起信号转导中的关键作用。C端能够极大地增强N端肽段的信号转导功能。1st -beta片层结构能够和血管内皮细胞上的氨基葡聚糖GAG(Glycosaminoglycan)结合, 可使其附着并富集于血管内皮细胞上。趋化因子受体胞外区的N端及一个以上的胞外环参与其配体的结合, 而且N端的序列在很大程度上决定了受体对趋化因子的特异选择性。趋化因子受体的C端(胞内部分)大都为富含丝氨酸(Serine)和苏氨酸(Threonine)残基的片段，其磷酸化可能参与受体活化后的信号传导和内化。
在配体-受体结合实验中, 可以看到趋化因子与受体间结合的冗余现象, 即一个趋化因子可与数个趋化因子受体结合，如RANTES(Regulated on activation normal T cell expressed and secreted)与CCR1、CCR3、CCR5的结合；一个趋化因子受体可与数个趋化因子结合，如CCR3 与eotaxins , MCP-2 、3 、4 、RANTES的结合。因此, 在体外趋化实验中表现为。一种趋化因子可以趋化表达不同趋化因子受体的免疫细胞做定向迁移,一种免疫细胞可以为多种趋化因子所趋化。正是这种趋化因子及其受体相互作用的冗余才使趋化因子系统在体内的精细调控成为可能。在体内，各种趋化因子通过它们在组织中不同时相的表达和分布差异, 以及趋化因子受体在不同免疫细胞类群上不同时相的表达和分布差异, 调控着不同免疫细胞的定向迁移和相互作用, 并由此决定了趋化因子与其受体作用的特异性。如IL-8主要作用于中性粒细胞的定向迁移；CXCR3、CCR5的表达局限在T辅助1型细胞(TH1)上，由INF-gamma可诱导产生的MIG(Monokine induced by INF-γ)、IP-10(INF-γinducible protein of Mr 10 000)及I-TAC(INF-inducible T cell αchemoattractant)主要分布在TH1型炎症组织中；CCR3，CCR4，CCR8 则局限在T辅助2型细胞(TH2)上；TARC(Thymus- and activation-related chemokine)表达于皮肤血管内皮上，向皮肤组织聚集的T细胞表达其受体CCR4；小肠固有层血管内皮表达TECK(Thymus-expressed chemokine)，在肠炎组织中有表达其受体CCR9的T细胞浸润。
