摘要：γ-干擾素（interferon gamma,IFN-γ也叫免疫干擾素，在抗病毒、抗腫瘤和免疫調節上作用強大。針對IFN-γ及其受體，IFN-γ的基因表達調控、生物學功能及在畜牧生產中的應用作一概述。
關鍵詞：γ-干擾素；基因表達調控；研究進展；畜牧
干擾素是一類多功能細胞因子。干擾素(interference，IFN)是由培養的細胞或動物體受到適宜的刺激時所產生的一種微量的、具有高度生物學活性的非特異性抗病毒物質。英國科學家Aliek等（1957）利用雞胚絨毛尿囊膜研究流感病毒干擾現象時，從中獲得了一種高活性多功能的糖蛋白，該蛋白能夠抑制流感病毒在絨毛尿囊細膩中的繁殖，他們稱其為干擾素（interferon,IFN）。Lampson等（1963）純化了干擾素，證明其質量為20-34ku的蛋白質。近年來，干擾素一直是病毒學、細胞學、分子生物學、臨床醫學、免疫學、腫瘤學等相關領域的研究熱點，尤其是IFN-γ，因為它是誘導并激活巨噬細胞產生殺傷力機制中最重要的細胞因子。Youngert等（1973）研究結果發現，來自淋巴細胞培養上清中存在一種IFN，但抗原性不同于以往發現的IFN，遂命名為Ⅱ型IFN。1980年國際干擾素命名委員會建議將各種干擾素的抗原特異性和分子結構分成不同的型種。哺乳動物的干擾素分為兩類：Ⅰ型干擾素和Ⅱ型干擾素。Ⅰ型干擾素又主要包括IFN-α、IFN-β、IFN-ω和IFN-τ，它們具有相關的結構并享用同一類受體，前3種主要是機體對病毒感染的應答產生的，能誘導機體抗病毒蛋白的產生。Ⅱ型干擾素又稱免疫干擾素，即IFN-γ，是由活化的T淋巴細胞在誘導劑的作用下產生的，與Ⅰ型干擾素不享用同一類受體，對免疫系統有調節作用，是哺乳動物的巨噬細胞活化因子。此時Ⅱ型IFN就統一命名為IFN-γ。在醫學界IFN-γ作為一種免疫佐劑已取得了較好的成就（侯云德，1985），但到目前為止，人類對IFN-γ并不完全明了，尤其是在畜牧生產中的應用更少于又少，對IFN-γ并不完全明了，尤其是在畜牧生產中的應用更少之又少，對IFN-γ進行進一步的研究，對于指導畜牧生產具有重要的作用。
1.  IFN-γ、IFN-γ受體概述
1.1 IFN-γ的分子結構
不同動物的IFN-γ的分子結構不相同，主要體現在組成它們的氨基酸個數、編碼氨基酸的個數、信號肽所在氨基酸的位置及其長度等都不相同。雞的IFN-γ由164個氨基酸組成，并含有19個氨基酸的長度的信號肽。豬γ-干擾素（poIFN-γ）全基因為501個堿基，編碼166個氨基酸，前23個氨基酸為信號肽，后143個氨基酸為成熟蛋白，天然活性肽狀態為同源二聚體糖蛋白。鴨干擾素γ基因序列全長477bp，開放閱讀框架內有401個核苷酸，共編碼132個氨基酸。牛IFN-γcDNA由501個核苷酸組成，共編碼166個氨基酸，N2端的23個氨基酸為信號肽，含有2個潛在的N2糖基化位點，理論相對分子質量為19393.48，理論等電點為9.63。綿羊IFN-γ擴增的cDNA全長554bp，包含501bp開放閱讀框，編碼166個氨基酸，分子質量約為18.4ku；小鼠的IFN-γ分子由133個氨基酸組成。人的IFN-γ是一類糖蛋白，由143個氨基酸組成（不含起始密碼ATG表達的蛋氨酸），其組成分子質量為16924u，無分子內二硫鍵。糖蛋白通常以分子質量為34ku的同源雙體形式存在。人IFN-γ的2個亞單位以一種反平行方式互相作用。每個單體含6個α螺旋，其中4個裝配成短鏈螺旋細胞因子，不含β折疊結構。
1.2 IFN-γ的來源   IFN-γ作為一種細胞因子，是由多種細胞產生的一類能夠調節細胞生長分化、調節免疫功能、參與炎癥反應的發生和創傷愈合的激素樣（微量而高效）可溶性多肽類物質。Bancroft等（1989）研究結果發現，抗-缺乏唾液酸基-神經節苷脂anti-asialo-GM1抗體阻斷γ-干擾素對在體外用滅活的單核細胞增多性李司忒（氏）菌刺激嚴重有免疫缺陷的小鼠脾內的表達。自那時起，NK細胞被認為是γ-干擾素的最初來源，這種來源于NK細胞的-干擾素依賴于巨噬細胞產生的白細胞介素12（IL-12）和腫瘤壞死因子α(Tripp等，1993)。不過，Ohteki等(1999)后來又認為，NK衰竭的RAG2-/-小鼠血清中γ-干擾素水平與感染48h后NK細胞正常的小鼠血清中γ-干擾素水平相當，用單核細胞增多性李司忒（氏）菌感染NK衰竭的小鼠同樣能產生γ-干擾素。在體外用白細胞介素12感染樹突狀細胞（DC）群，他們得出結論認為，CD8α+樹突狀細胞（DC）群依賴IL-12途徑產生γ-干擾素。Andersson等（1998）研究結果表明，感染48h后的血清中γ-干擾素水平顯示，完全缺乏NK細胞的γc-/-RAG1-/-小鼠可產生γ-干擾素，而γc-/-RAG1-/-小鼠卻不能。因此，可以得出結論認為，在感染單核細胞增多性李司忒（氏）菌后，T細胞是除了NK細胞外的另一個主要的早期γ-干擾素的來源。此外，與記憶標記有關的CD8+T細胞被發現用單核細胞增多性李司忒（氏）菌感染的巨噬細胞過夜培養后能表達γ-干擾素，這γ-干擾素的表達被認為是白細胞介素12和白細胞介素18聯合刺激的結果（Berg等，2002）。最后，Kirby等（2002）研究結果表明，在沙門菌感染期間，中性粒細胞和巨噬細胞是主要的γ-干擾素的來源，沙門菌是一種類似于單核細胞增多性李司忒（氏）菌的胞內細胞。因此，盡管取得了所有這此研究，單核細胞增多性李司忒（氏）菌感染后的關于早期γ-干擾素表達的細胞來源目前還不清楚。由于γ-干擾素在抵御單核細胞增多性李司忒（氏）菌感染方面的重要作用，表明找出γ-干擾素來源是非常重要的。但Shu-Rung等（2007）卻認為，在以前的報道中各個數據上的沖突可能是因為使用不同的小鼠和不同的體內及體外操作，如在體內枯竭或長期在體外培養。他們應用胞內細胞染色的技術來觀測單核細胞增多性李早期感染后的表達γ-干擾素的細胞，這種做法最大限度地減少所有在體外和體內的操縱。最后他們得出這樣的結論：NK1.1+CD11C+細胞是單核細胞增多性李早期感染后的γ-干擾素的主要來源。其中現在已經能夠確定NK1.1+CD11+細胞作為在體內感染單增李后的主要的表達γ-干擾素的細胞。很大比例的NK1.1+和CD11C+細胞其實就是NK1.1+CD11C+細胞，即使在年輕的脾、淋巴結、血液、骨骼中。但NK1.1+CD11+、NK1.1+CD11C-和NK1.1-CD11C+之間的功能的異同及他們之間發展關系需要進一步調查。