干扰素的研究进展

干扰素的研究进展 吴 　皓 ,陈丽芳 (湖州师范学院生命科学学院 ,浙江 湖州 313000) 　　中图分类号 :R978. 7 　　文献标识码 :A 　　文章编号 :1004 - 3268 (2004) 12 - 0077 - 03 　　20 世纪 30 年代 ,人们发现机体感染某一种 病毒后 ,会对另一种抗原性毫无关系的病毒发生 干扰现象。直到 1957 年 , Isaacs 和 Lindenmann[1 ] 利用鸡胚毛尿囊膜研究流感现象时才得出结论 : 被病毒感染的细胞能产生一种因子 ,这种因子能 作用于其他细胞并干扰病毒的复制 ,因而将其命 名为干扰素 (interferon , IFN) 。 1 　干扰素的分类与组织细胞来源 根据免疫原性和分子结构的不同 ,可将干扰 素分为α、β、γ 3 种类型。其中 ,每一类型根据组 成氨基酸的差异又可分为多个亚型 ,如 :α1b、α2b 等 ,不同亚型间具有生物活性上的差异。后又把 3 种类型中耐酸的α—型和β—型合称 Ⅰ型干扰 素 ,对酸敏感的γ—型则称 Ⅱ型干扰素。 在人体中 ,各类型干扰素的组织细胞来源不尽 相同。如α干扰素主要来源于B 淋巴细胞 ,此外巨 噬细胞和 Null 细胞也可产生一部分 ;β干扰素主要 来源于成纤维细胞和上皮细胞 ,部分来源于巨噬细 胞 ;γ干扰素则主要由 T 淋巴细胞产生 ,在一定条 件下也可由 N K细胞产生。其他动物中各类型干 扰素的组织细胞来源也有差异 ,像草鱼干扰素主要 在脾脏、外周血和胸腺处产生。这几种组织都属富 含白细胞的免疫组织 ,且由实验进一步发现 ,草鱼 干扰素由白细胞中的 T淋巴细胞产生。 2 　干扰素的分子结构与一般特性 2. 1 　干扰素的分子结构 人和动物已被发现的干扰素都属于分泌蛋 白。3 类干扰素的分子结构如下 :α干扰素分子的 不同亚型由 166～172 个氨基酸组成 ,无糖基 ,分 子量约 19 kD 左右 ,不同种属之间的同源性为 70 %左右。α干扰素分子含有 4 个半胱氨酸 (Cys) ,在第 99 和 199 位半胱氨酸之间形成 2 个 分子内二硫键。 β干扰素分子中 ,如人的β干扰素分子含有 166 个氨基酸 ,有糖基 ,分子量 23kD ,含 3 个半胱 氨酸 ,分别出现在第 17 ,31 和 141 位。其中 ,第 31 与 141 位半胱氨酸间形成的分子内二硫键对β 干扰素的生物活性非常重要。而小鼠的β干扰素 分子中只有一个半胱氨酸 17 ,分子内无二硫键。 项黎新 ,邵健忠[2 ]用糖的特异性 PAS 显色反应处 理病毒诱生的草鱼血清α及β干扰素 ,结果显示 , 其含有糖链修饰 ;再用 NaIO4 或糖苷酶裂解糖 基 ,则干扰素的活性显著下降 ,说明草鱼干扰素具 有糖蛋白的性质。 γ干扰素中 ,如人的γ干扰素由 143 个氨基酸 组成 ,分子量 40kD ,有糖基 ,无分子内二硫键 ,糖蛋 白以同源双体形式存在。小鼠的γ干扰素分子由 133 个氨基酸组成。鸡的γ干扰素则由 164 个氨基 酸组成 ,并含有 19 个氨基酸长度的信号肽。 2. 2 　干扰素的一般特性 干扰素是诱生蛋白 ,正常细胞一般不自发产生 干扰素 ,只具有合成干扰素的潜能。干扰素基因处 于被抑制的静止状态 ,在有诱发剂存在的条件下 , 便能摆脱抑制、获得表达。干扰素可在多种诱导剂 的诱导下产生 ,用 PHA、病毒等作为诱导剂时 ,均 可利用半数细胞病变抑制法 (CPEI50) 测到诱导生 成的干扰素的活性。项黎新等还用草鱼出血病病 毒 ( GCHV)体外诱导草鱼白细胞产生了干扰素。 干扰素的分子量一般在 20～100 kD ,不能透 过普通透析膜 ,但可通过过滤菌器 ,比病毒颗粒 小。如测得纯化草鱼干扰素的分子量为 38kD ,它 在 56 ℃下 30 min 不会被灭活 , - 20 ℃下可长期 保存。Ⅰ型干扰素具有耐酸性 ,在 p H 2 时稳定。 Ⅱ型干扰素不耐酸 ,也不耐热 ,即在 p H 2 时不稳 定 ,在 56 ℃下 30 min 会被破坏。 干扰素具有广谱性 ,可使机体获得抗多种病 收稿日期 :2004 - 06 - 23 作者简介 :吴　皓(1972 - ) ,女 ,浙江湖州人 ,讲师 ,硕士 ,主要从事动物学和生物化学的教学及水生动物药物检测研究工作。 ·77· 2004 年第 12 期 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 毒和微生物的能力。张义兵等发现[3 ] ,不同种鱼 类培养细胞对同种干扰素表现的敏感性不同 ,各 种细胞对不同种干扰素则表现出相对一致的敏感 性差异 ;且不同种病毒对干扰素作用显示的敏感 性也不同。 干扰素对细胞具有相对的种属特异性。草鱼 干扰素在鱼类细胞中具有抑制不同病毒的能力 , 但在人、哺乳类、鸟类和贝类等细胞中无抗病毒作 用。 3 　干扰素的生物学活性 3. 1 　抗病毒作用 高等动物体内被病毒感染的细胞产生的α、β 和γ干扰素因子 ,均可作用于其他敏感细胞 ,使其 产生抗病毒蛋白 ,从而阻止病毒的繁殖。因此 ,干 扰素并不是直接杀伤病毒 ,而是诱导细胞产生数 种酶 ,干扰病毒的基因转录或病毒蛋白质的翻译。 目前 ,已知具有酶活性的抗病毒蛋白 (AVP) 至少 有 3 种 :蛋白激酶、磷酸二酯酶和 2 —5A 合成酶。 其中 ,蛋白激酶、磷酸二酯酶能破坏细胞核糖体转 译病毒蛋白质 ,而 2 —5A 合成酶能降解病毒 mR2 NA ,有的 AVP 还能抑制病毒转录酶的活性以阻 止其 mRNA 的形成 ,从而达到抑制病毒核酸的合 成而发挥抗病毒作用。 低等动物 (如鱼类)干扰素的抗病毒机制类似 于哺乳动物。MX蛋白是干扰素或病毒等诱导剂 诱导细胞进入抗病毒状态时与宿主细胞快速表达 的抗病毒蛋白。哺乳类的 MX 蛋白已被认为是 细胞被诱导产生 Ⅰ型干扰素的标志。而鱼类体内 也被发现存在着 MX 蛋白 ,此现象提示鱼类与哺 乳类在干扰素的抗病毒机制上具有相似性[4 ] 。 3. 2 　抗肿瘤作用 干扰素的抗肿瘤作用主要表现在 : (1)抑制肿 瘤的增殖 ,但需连续使用才有效。(2)干扰素能改 变瘤细胞表面的性能 ,诱发新的抗原 ,从而易被免 疫监视系统识别并加以排斥。(3) 抑制肿瘤细胞 增生。(4) 通过免疫调节 ,增强机体的抗肿瘤能 力。 在 3 种类型的干扰素中 ,α、β干扰素对急性 肿瘤的治疗不如γ干扰素有效。γ干扰素对肿瘤 细胞有直接的抗增生作用 ,可通过延长细胞周期 以延缓肿瘤细胞的生长和繁殖 ;还可通过抑制癌 基因的表达来阻止或减慢肿瘤细胞的转化过程 ; 能激活巨噬细胞、N K 细胞等以直接杀伤癌细胞 或间接抑制癌基因 ;也可诱导肿瘤坏死因子并促 进癌细胞对 TNF 受体、MHC Ⅱ类抗原等的表达 , 使其易被杀伤性 T 淋巴细胞识别而被杀伤。人 们已将γ干扰素基因借助逆转录病毒载体转移入 肿瘤细胞 ,使肿瘤细胞自行分泌γ干扰素 ,发挥杀 瘤效应。此研究结果显示 ,对γ干扰素基因转染 的肿瘤细胞 ,机体的杀伤能力明显增强。 3. 3 　免疫调节作用 干扰素 ,尤其是γ干扰素 ,是重要的免疫调节 因子。干扰素可增加免疫球蛋白 Ig G 的受体表 达 ,从而有利于巨噬细胞对抗原的吞噬和 K、N K 细胞对靶细胞的杀伤以及 T、B 淋巴细胞的激活 , 增强机体的免疫应答能力。以被称为免疫干扰素 的γ干扰素为例 ,其主要活性就是参与免疫调节 , 在体内起到双向调节作用。一方面 ,γ干扰素可 激活 N K等细胞 ,增强抗病毒、抗肿瘤的功能 ;另 一方面 ,它能抑制 B 细胞分泌 IgE ,从而避免因 IgE 水平过高而发生 Ⅰ型超敏反应 ,它还能恢复 抑制性 T 细胞的功能 ,减少免疫复合物的局部沉 积 ,抑制 Ⅲ型超敏反应的发生。 对高等脊椎动物的干扰素的免疫调节作用已 有了较完整的认识 ,但鱼类干扰素的研究尚处于 起步阶段。在首次对草鱼干扰素 ( GcIFN) 的免疫 调节功能的研究[5 ,6 ]中得到以下结论 :草鱼干扰 素对草鱼巨噬细胞具有显著的激活作用 ,它能提 高巨噬细胞内 O2 、H2O2 和 ACP 的活性与含量 , 促进巨噬细胞的吞噬和杀菌作用。草鱼干扰素对 巨噬细胞的激活效应随剂量的增加而增强 ,激活 所需的时间随剂量的增加而减少。与调节巨噬细 胞的规律不同的是 ,草鱼干扰素对草鱼淋巴细胞 无直接激活作用 ,但可调节由 PHA、ConA 刺激引 起的 T 淋巴细胞转化及由 SPA、L PS 刺激引起的 B 淋巴细胞转化。草鱼干扰素对淋巴细胞的调节 具有明显的剂量效应 ,即低浓度对淋巴细胞的活 性表现为促进作用 ,高浓度表现出抑制作用。这 说明其具有正、负两方面的调节功能。 自发现干扰素以来 ,在动物的疾病防治中发 挥着越来越大的作用。例如 :在草鱼出血病防治 实验[2 ]中发现 ,草鱼干扰素在 ZC7901、CP80、CIK 3 种鱼类细胞中均具有抑制草鱼出血病病毒 ( GCHV)的能力。新疆玛纳斯县兽医站[7 ]用鸡干 扰素对鸡的主要病毒性疾病 ,如 :鸡新城疫 (ND) 、 传染性法氏囊病 ( IBD) 、传染性支气管炎 ( IB) 及 马立克氏病 ( MD) 等病症进行预防和治疗时 ,取 得了良好的效果。陈绳亮等[8 ]还将猪脾细胞干 扰素应用于临床 ,从而提高了母猪子宫对胚胎附 ·87· 河南农业科学 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 保护地黄瓜—茄子—花椰菜—芹菜组合栽培施肥新技术 杨首乐 (河南农业职业学院 ,河南 中牟 451450) 　　中图分类号 :S626 　S344. 3 　　文献标识码 :B 　　文章编号 :1004 - 3268(2004) 12 - 0079 - 01 　　目前 ,在蔬菜保护地栽培中 ,改一茬为多茬、平面种植为 立体种植、单一品种为多品种等种植技术已得到广泛应用 ,可 提高设施利用率 100 %以上、土地利用率 50 %以上 ,经济效益 提高 30 %以上。组合栽培技术中 ,合理优化施肥 ,提高肥料 利用率 ,生产无公害蔬菜具有重要意义。笔者介绍保护地黄 瓜—茄子—花椰菜—芹菜组合栽培施肥技术。 1 　种植模式 黄瓜选用津杂、津绿系列优良品种 ,于 2 月下旬按宽 行行距 80 cm、窄行行距 40 cm ,株距 20 cm ,高垄铺膜定 植。3 月中下旬开始采收 ,8 月下旬拉秧。 茄子宜选用早熟快园茄系列优质品种 ,于 2 月上旬播 种育苗。幼苗 5～6 片真叶时 ,在黄瓜的宽行中间 ,按株距 40 cm 挖穴浇水定植 ,9 月上旬拉秧。 花椰菜宜选用日本雪山优良品种 ,于 7 月下旬露地播 种育苗 ,8 月上旬 4 片真叶时 ,分别在黄瓜窄行行间和茄 子株间栽 2 行 ,株距 33 cm ,定植后浇 1 次透水 ,3～5 d 再 浇 1 次缓苗水 ,10 月中下旬采收。 芹菜宜选用开封玻璃脆或美国西芹等优良品种 ,于 7 月份遮荫播种育苗 ,11 月初定植 ,翌年 2 月中旬收获。 2 　施肥技术要点 2. 1 　黄瓜 黄瓜定植前 ,每公顷施牛粪 37 500～45 000 kg、硝酸 磷肥 1 200 kg ,精耕细作 ,起垄铺膜 ,打孔定植 ,垄高 10 cm。定植后垄内浇暗水 ,并随水每公顷追施硝酸磷肥 300 ～375 kg。定植后 30 d 开始摘瓜 ,以后每 2～3 d 摘瓜 1 次。生长结果盛期每 10～15 d 追 1 次肥 ,每次随水每公 顷深施硝酸铵或磷酸二铵 225～300 kg。 2. 2 　茄子 茄子定植缓苗后 ,每公顷施硝酸铵 150～225 kg ,穴施 后浇水。以后中耕除草、培土护根 ,施肥浇水等随黄瓜后 期管理。门茄采收后 ,对茄瞪胀 ,及时把黄瓜秧拔掉。加 强肥水管理和红蜘蛛防治 ,一般每公顷穴施尿素 225～ 300 kg ,并立即浇水。 2. 3 　花椰菜 花椰菜进入莲座期 (茄子收获后) ,中耕除草 ,每公顷 随水冲施人粪尿 7 500 kg ,10～15 d 后每公顷随水冲施硝 酸铵 300～375 kg ,出花前注意防治钻心虫和软腐病。花 球形成后叶面喷施 1 次三元复混肥、0. 5 %尿素或 0. 4 % KH2 PO4 ,提高产量和花球品质。 2. 4 　芹菜 花椰菜采收后整地消毒、防治线虫病。每公顷施优质 厩肥 30 000 kg、过磷酸钙 1 125～1 500 kg、硼砂 7. 5～ 11. 25 kg。定植缓苗后每公顷施尿素 75～112. 5 kg。以 后每隔 1 月追肥 1 次 ,结合浇水 ,每次每公顷冲施稀粪尿 22 500 kg 或尿素 150～225 kg。在茎形成期 ,可用 0. 5 % 尿素、0. 3 %氯化钙、0. 1 %硼砂喷施 1～2 次。 收稿日期 :2004 - 07 - 11 作者简介 :杨首乐 (1964 - ) ,女 ,河南郏县人 ,实验师 ,主要从事农业教学和实验工作。 植的承载能力 ,改善其繁殖性能 ,使窝平均产仔数 明显上升。龙小海等[9 ]曾将猪白细胞干扰素应 用于犬病的辅助治疗 ,结果表明 ,其对于犬病毒病 治疗具有一定辅助作用 ,而对犬非病毒性疾病基 本无效。在干扰素的应用过程中也出现了一些问 题 ,如 :不良反应[10 ] 、动物干扰素应用中较为严格 的种属特异性限制等。由于干扰素的应用前景广 泛 ,以上问题需要在今后的深入研究中逐步加以 改善 ,直至解决。 参考文献 : [1] 　Issacs A ,Lindenmann J . Virus interference :1. The Interferon [J ]. Proc R Soc Lond Ser ,1957 ,147 :258 - 263. [2 ] 　项黎新 ,邵健忠.病毒体外诱导草鱼白细胞产生干扰 素的研究[J ].浙江大学学报 ,2000 ,27(6) :646 - 650. [3 ] 　张义兵 ,王铁辉. 几种鱼类培养细胞对不同干扰素 敏感性的研究[J ] .海洋湖沼通报 ,2000 (3) :1 - 5. [4 ] 　Abrams M E ,Balish M J ,Brondt C R. IFN2alpha in2 duces MxA gene expression in cultured human corneal fibroblasts[J ] . Exp Eye Res ,1995 ,60 :137 - 142. [5 ] 　邵健忠 ,项黎新 . 草鱼干扰素的免疫调节功能[J ] . 动 物学报 ,2001 ,47 (4) :404 - 411. [6 ] 　胡天兵 ,梁文素. 干扰素的临床应用 [J ] . 医药导报 , 2000 ,19 (1) :71. [7 ] 　李凤华 ,林云圣 ,崔丽 ,等. 家禽基因工程干扰素生 物学作用及其在禽病防治中的应用 [J ] . 山东家禽 , 2004 (7) :43 - 45. [8 ] 　陈绳亮 ,李天宪 ,肖作焕 ,等. 猪脾细胞干扰素的研 制和提高母猪繁殖力的初步研究 [J ] . 中国兽医杂 志 ,2000 ,26 (7) :7 - 9. [9 ] 　龙小海 ,龙刚正 . 干扰素对犬病的辅助治疗作用[J ] . 江西畜牧兽医杂志 ,1999 (6) :31. [10 ] 　王笑梅 ,兰孟东. 干扰素少见且严重的不良反应 [J ] .中国新药杂志 ,1999 ,8 (7) :480 - 482. ·97· 2004 年第 12 期 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.