白细胞介素 3(Interleukin-3,简称 IL-3),亦称为多集落刺激因子(Multicolony stimulation factor,Multi-CSF),在历史上还曾被命名为暴式集落促进因子、WHE IL-3 因子、肥大细胞因子、组胺刺激细胞生长因子、P 细胞刺激因子以及多能集落刺激因子等。
IL-3 简介
白细胞介素 3(Interleukin-3,简称 IL-3),亦称为多集落刺激因子(Multicolony stimulation factor,Multi-CSF),在历史上还曾被命名为暴式集落促进因子、WHE IL-3 因子、肥大细胞因子、组胺刺激细胞生长因子、P 细胞刺激因子以及多能集落刺激因子等。IL-3 与 IL-5 同属于调控造血细胞生成与活性的重要细胞因子家族,其功能与先天性免疫及获得性免疫密切相关。
IL-3 主要由活化的 T 细胞(特别是 CD4⁺ 辅助 T 细胞中的 Th1 和 Th2 亚群)分泌,同时在一定条件下,肥大细胞、嗜碱性粒细胞以及部分巨噬细胞也能产生 IL-3。作为一种多功能造血生长因子,IL-3 能刺激髓系细胞的存活、增殖和分化,发挥强大的髓细胞刺激作用,而髓细胞作为机体防御系统的第一道屏障,其功能至关重要。在机体稳态下,GM-CSF、IL-3 与 IL-5 的生物活性相对较低,但在紧急造血及免疫应答过程中,这些因子会大量分泌,从而显著增加白细胞数量并提升其活化状态。
IL-3 的主要功能包括
造血调控
IL-3 能促进巨核细胞、粒细胞—巨噬细胞、红细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞以及肥大细胞系祖细胞的存活、分化和增殖。同时,它还能增强血小板生成、提升吞噬能力以及抗体介导的细胞毒性。IL-3 对单核细胞的激活作用也暗示了其在免疫调节中的额外作用。此外,IL-3 对骨髓基质细胞的生长具有刺激作用,有助于异基因骨髓移植后造血微环境的重建,进而对整体造血调控产生关键影响。
免疫调节与炎症反应
作为免疫调节因子,IL-3 可激活肥大细胞和嗜碱性粒细胞,增强其释放炎性介质(如组胺)的能力;同时,还能增强巨噬细胞的吞噬和抗原呈递功能。在过敏反应中,IL-3 对肥大细胞和嗜碱性粒细胞的刺激作用,促进了炎性介质的释放,从而加剧局部炎症反应。此外,IL-3 在炎症过程中还促进白细胞向炎症部位迁移,维持免疫细胞的活性,从而增强机体对病原体的清除能力。
IL-3 的结构与来源
IL-3 是一种糖蛋白,属于四α螺旋细胞因子超家族,由 133 个氨基酸组成,分子量约为 15-18 kDa(因糖基化程度略有差异)。该蛋白包含多个二硫键,有助于维持其稳定的三维结构。人 IL-3 基因为单拷贝,位于 5 号染色体,约 3200 bp,包含 5 个外显子和 4 个内含子。除了活化的 CD4⁺ T 辅助细胞外,IL-3 在一定条件下也由肥大细胞、嗜碱性粒细胞及部分巨噬细胞分泌,成为调节造血和免疫反应的重要因子。

IL-3 受体及信号传导
IL-3 受体属于细胞因子受体超家族,由特异性的 α 链和共同的 β 链(又称 KH97)组成。α 链决定了 IL-3 的特异性,其与 IL-5 及 GM-CSF 的 α 链具有一定同源性,并且其基因与 GM-CSFRα 基因紧密相连。β 链则负责传递细胞内信号,激活 JAK-STAT 信号通路,随后磷酸化 STAT 蛋白以调控下游基因表达;此外,IL-3 受体还可激活 PI3K-Akt 信号通路以促进细胞存活、防止凋亡,以及 MAPK 信号通路以调节细胞增殖和分化。在造血过程中,中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核巨噬细胞、嗜碱性粒细胞及肥大细胞上通常表达高亲和力的 IL-3 受体,而随着细胞成熟,受体表达则逐步减少。

IL-3 的生物学意义
在造血系统中,IL-3 是维持造血干细胞自我更新和多能性的早期因子之一,其与其他细胞因子(如 GM-CSF、IL-6)协同作用,加速骨髓再生。
在过敏及炎症反应中,IL-3 是诱导嗜碱性粒细胞和肥大细胞活化的重要因子,并在慢性炎症环境中维持炎症状态。
在免疫应答中,IL-3 通过调节巨噬细胞和树突状细胞的功能,增强抗原呈递和 T 细胞应答,同时调控 Th1/Th2 平衡,影响细胞免疫与体液免疫的协同作用。
IL-3 在细胞培养中的应用
促进造血干细胞的增殖与分化,为体外培养及干细胞研究提供理想的生长条件;
与 M-CSF、GM-CSF、IL-4 等因子联合,可诱导诱导多能干细胞(iPSC)向巨噬细胞分化;
与 SCF、Flt3、IL-7 等生长因子共同作用,有助于 iPSC 向 T 细胞和 NK 细胞分化,为免疫治疗研究提供支持。
IL-3 的临床研究
IL-3 在临床上主要用于改善骨髓功能障碍,如骨髓功能衰竭和血小板减少等疾病。它能够促进骨髓基质细胞的生长,重建异基因骨髓移植后的造血微环境。联合使用 IL-3 与 GM-CSF、G-CSF、M-CSF 或 EPO,能够最优化地刺激血细胞和血小板的生成,帮助化疗或放疗后恢复骨髓功能,并改善再生障碍性贫血状态。此外,IL-3 也被探索用于诱导和扩增树突状细胞,为肿瘤疫苗的研发提供细胞资源,从而在配合化疗的中晚期肿瘤治疗中发挥潜在作用。
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