摘要：γ-干扰素（interferon gamma,IFN-γ也叫免疫干扰素，在抗病毒、抗肿瘤和免疫调节上作用强大。针对IFN-γ及其受体，IFN-γ的基因表达调控、生物学功能及在畜牧生产中的应用作一概述。
关键词：γ-干扰素；基因表达调控；研究进展；畜牧
干扰素是一类多功能细胞因子。干扰素(interference，IFN)是由培养的细胞或动物体受到适宜的刺激时所产生的一种微量的、具有高度生物学活性的非特异性抗病毒物质。英国科学家Aliek等（1957）利用鸡胚绒毛尿囊膜研究流感病毒干扰现象时，从中获得了一种高活性多功能的糖蛋白，该蛋白能够抑制流感病毒在绒毛尿囊细腻中的繁殖，他们称其为干扰素（interferon,IFN）。Lampson等（1963）纯化了干扰素，证明其质量为20-34ku的蛋白质。近年来，干扰素一直是病毒学、细胞学、分子生物学、临床医学、免疫学、肿瘤学等相关领域的研究热点，尤其是IFN-γ，因为它是诱导并激活巨噬细胞产生杀伤力机制中最重要的细胞因子。Youngert等（1973）研究结果发现，来自淋巴细胞培养上清中存在一种IFN，但抗原性不同于以往发现的IFN，遂命名为Ⅱ型IFN。1980年国际干扰素命名委员会建议将各种干扰素的抗原特异性和分子结构分成不同的型种。哺乳动物的干扰素分为两类：Ⅰ型干扰素和Ⅱ型干扰素。Ⅰ型干扰素又主要包括IFN-α、IFN-β、IFN-ω和IFN-τ，它们具有相关的结构并享用同一类受体，前3种主要是机体对病毒感染的应答产生的，能诱导机体抗病毒蛋白的产生。Ⅱ型干扰素又称免疫干扰素，即IFN-γ，是由活化的T淋巴细胞在诱导剂的作用下产生的，与Ⅰ型干扰素不享用同一类受体，对免疫系统有调节作用，是哺乳动物的巨噬细胞活化因子。此时Ⅱ型IFN就统一命名为IFN-γ。在医学界IFN-γ作为一种免疫佐剂已取得了较好的成就（侯云德，1985），但到目前为止，人类对IFN-γ并不完全明了，尤其是在畜牧生产中的应用更少于又少，对IFN-γ并不完全明了，尤其是在畜牧生产中的应用更少之又少，对IFN-γ进行进一步的研究，对于指导畜牧生产具有重要的作用。
1.  IFN-γ、IFN-γ受体概述
1.1 IFN-γ的分子结构
不同动物的IFN-γ的分子结构不相同，主要体现在组成它们的氨基酸个数、编码氨基酸的个数、信号肽所在氨基酸的位置及其长度等都不相同。鸡的IFN-γ由164个氨基酸组成，并含有19个氨基酸的长度的信号肽。猪γ-干扰素（poIFN-γ）全基因为501个碱基，编码166个氨基酸，前23个氨基酸为信号肽，后143个氨基酸为成熟蛋白，天然活性肽状态为同源二聚体糖蛋白。鸭干扰素γ基因序列全长477bp，开放阅读框架内有401个核苷酸，共编码132个氨基酸。牛IFN-γcDNA由501个核苷酸组成，共编码166个氨基酸，N2端的23个氨基酸为信号肽，含有2个潜在的N2糖基化位点，理论相对分子质量为19393.48，理论等电点为9.63。绵羊IFN-γ扩增的cDNA全长554bp，包含501bp开放阅读框，编码166个氨基酸，分子质量约为18.4ku；小鼠的IFN-γ分子由133个氨基酸组成。人的IFN-γ是一类糖蛋白，由143个氨基酸组成（不含起始密码ATG表达的蛋氨酸），其组成分子质量为16924u，无分子内二硫键。糖蛋白通常以分子质量为34ku的同源双体形式存在。人IFN-γ的2个亚单位以一种反平行方式互相作用。每个单体含6个α螺旋，其中4个装配成短链螺旋细胞因子，不含β折叠结构。
1.2 IFN-γ的来源   IFN-γ作为一种细胞因子，是由多种细胞产生的一类能够调节细胞生长分化、调节免疫功能、参与炎症反应的发生和创伤愈合的激素样（微量而高效）可溶性多肽类物质。Bancroft等（1989）研究结果发现，抗-缺乏唾液酸基-神经节苷脂anti-asialo-GM1抗体阻断γ-干扰素对在体外用灭活的单核细胞增多性李司忒（氏）菌刺激严重有免疫缺陷的小鼠脾内的表达。自那时起，NK细胞被认为是γ-干扰素的最初来源，这种来源于NK细胞的-干扰素依赖于巨噬细胞产生的白细胞介素12（IL-12）和肿瘤坏死因子α(Tripp等，1993)。不过，Ohteki等(1999)后来又认为，NK衰竭的RAG2-/-小鼠血清中γ-干扰素水平与感染48h后NK细胞正常的小鼠血清中γ-干扰素水平相当，用单核细胞增多性李司忒（氏）菌感染NK衰竭的小鼠同样能产生γ-干扰素。在体外用白细胞介素12感染树突状细胞（DC）群，他们得出结论认为，CD8α+树突状细胞（DC）群依赖IL-12途径产生γ-干扰素。Andersson等（1998）研究结果表明，感染48h后的血清中γ-干扰素水平显示，完全缺乏NK细胞的γc-/-RAG1-/-小鼠可产生γ-干扰素，而γc-/-RAG1-/-小鼠却不能。因此，可以得出结论认为，在感染单核细胞增多性李司忒（氏）菌后，T细胞是除了NK细胞外的另一个主要的早期γ-干扰素的来源。此外，与记忆标记有关的CD8+T细胞被发现用单核细胞增多性李司忒（氏）菌感染的巨噬细胞过夜培养后能表达γ-干扰素，这γ-干扰素的表达被认为是白细胞介素12和白细胞介素18联合刺激的结果（Berg等，2002）。最后，Kirby等（2002）研究结果表明，在沙门菌感染期间，中性粒细胞和巨噬细胞是主要的γ-干扰素的来源，沙门菌是一种类似于单核细胞增多性李司忒（氏）菌的胞内细胞。因此，尽管取得了所有这此研究，单核细胞增多性李司忒（氏）菌感染后的关于早期γ-干扰素表达的细胞来源目前还不清楚。由于γ-干扰素在抵御单核细胞增多性李司忒（氏）菌感染方面的重要作用，表明找出γ-干扰素来源是非常重要的。但Shu-Rung等（2007）却认为，在以前的报道中各个数据上的冲突可能是因为使用不同的小鼠和不同的体内及体外操作，如在体内枯竭或长期在体外培养。他们应用胞内细胞染色的技术来观测单核细胞增多性李早期感染后的表达γ-干扰素的细胞，这种做法最大限度地减少所有在体外和体内的操纵。最后他们得出这样的结论：NK1.1+CD11C+细胞是单核细胞增多性李早期感染后的γ-干扰素的主要来源。其中现在已经能够确定NK1.1+CD11+细胞作为在体内感染单增李后的主要的表达γ-干扰素的细胞。很大比例的NK1.1+和CD11C+细胞其实就是NK1.1+CD11C+细胞，即使在年轻的脾、淋巴结、血液、骨骼中。但NK1.1+CD11+、NK1.1+CD11C-和NK1.1-CD11C+之间的功能的异同及他们之间发展关系需要进一步调查。