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[交流] 【每日皆可乐】探秘细胞因子：趋化因子家族解析

本期小备将系统介绍一类关键细胞因子 —— 趋化因子超家族及其受体，全面解析其分子特征、分类、信号机制与生物学功能。

趋化因子及其受体：细胞迁移的核心调控系统

趋化因子（Chemokines）为一类结构高度保守的小分子分泌型蛋白，分子量约 8–10 kDa。作为细胞迁移的关键调控分子，其通过与七次跨膜 G 蛋白偶联受体（GPCRs）特异性结合，在机体稳态维持与炎症应答过程中精准介导细胞定向迁移。

趋化因子超家族成员数量庞大，在人、小鼠及大鼠等物种中已发现约 50 个成员，为细胞因子家族中规模最大的亚群。其分子结构均包含 4 个保守半胱氨酸残基，并形成 1–2 对分子内二硫键。依据 N 端保守半胱氨酸的数目与排列方式，可将趋化因子分为 C、CC、CXC 及 CX3C 四个主要亚家族。

趋化因子的生物学功能依赖其受体介导的信号传导。趋化因子受体主要表达于白细胞表面，按配体结合特异性分为 XCR、CCR、CXCR、CX3CR 四类，并可进一步分为典型趋化因子受体（cCKR）与非典型趋化因子受体（ACKR）。典型受体与配体结合后，通过偶联 G 蛋白启动胞内信号，诱导钙离子浓度变化，进而调控细胞迁移等生物学效应；非典型受体结合配体后不启动经典信号转导，但在趋化因子网络稳态调控中发挥重要作用。此外，趋化因子与其受体并非严格一对一结合，而是存在广泛的交叉应答，即单一趋化因子可结合多个受体，单一受体亦可识别多种高亲和力趋化因子。

趋化因子的生物学功能：多维度参与机体稳态与防御

趋化因子及其受体在机体发育、内环境稳态维持及炎症反应中对细胞迁移具有核心调控作用，并在多种病理状态下参与宿主应答调控，已成为疾病靶向治疗的重要研究靶点。

根据功能特性与表达模式，趋化因子可分为炎症趋化因子、稳态趋化因子及双重功能趋化因子三类。

01 炎症趋化因子：炎症应答的关键介导因子
炎症趋化因子为炎症刺激诱导表达型趋化因子，在感染清除与宿主防御中发挥核心作用：

（1）白细胞募集与迁移：在感染或组织损伤时，炎症趋化因子可诱导免疫效应细胞向病灶部位定向募集，并调控免疫细胞由外周组织向淋巴器官迁移，保障免疫应答有序启动与推进。

（2）宿主防御调控：促进先天免疫细胞向感染部位聚集，形成防御屏障以抑制病原体扩散；同时参与调控适应性免疫应答，包括免疫激活、免疫记忆形成，以及效应细胞功能与外周组织存活调控。



代表性炎症趋化因子包括：CCL2–5、CCL7、CCL8、CCL11–17、CCL19、CCL21、CCL22、CCL24、CCL26、CXCL1–3、CXCL5–11 等。

02 稳态趋化因子：机体生理稳态的维持分子
稳态趋化因子呈组成型表达，在器官发育、免疫监视及组织再生等生理过程中不可或缺：

（1）器官发育调控：介导干细胞向发育器官定向迁移，参与血管生成、干细胞微环境维持、细胞增殖及淋巴细胞成熟，保障器官正常发育。

（2）免疫监视功能：在外周组织中调控免疫细胞稳态，维持免疫耐受，避免免疫系统过度活化导致自身组织损伤。

（3）组织修复与再生：在组织损伤后，引导干细胞与祖细胞向损伤部位募集，促进血管生成及上皮、内皮、间充质组织修复，加速组织再生。



代表性稳态趋化因子包括：CCL1、CCL4、CCL20、CCL25、CCL27、CCL28、CXCL11、CXCL12、CXCL13、CXCL16、XCL1、XCL2、CX3CL1 等。

03 双重功能趋化因子：微环境依赖性多功能调控分子
双重功能趋化因子在特定微环境（如肿瘤微环境）中，可同时呈现诱导表达与组成型表达特征。其功能具有环境依赖性，可在不同生理及病理条件下分别行使炎症相关或稳态相关调控作用，展现出多样化的生物学活性。

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