細(xì)胞因子是免疫細(xì)胞分泌的蛋白，在與各自的受體結(jié)合后，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生物學(xué)功能，如分化、增殖和激活等。

細(xì)胞因子有很多家族，常見的γ鏈（γc）細(xì)胞因子家族包括白細(xì)胞介素 （IL）-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15 和 IL-21。這個家族細(xì)胞因子的主要特點是其受體均共享γc亞基。

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IL-2

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IL-2是γc家族第一個被發(fā)現(xiàn)的成員，于1976年克隆得到其cDNA，主要由T細(xì)胞分泌的15.5 kDa細(xì)胞因子。

其作用非常廣泛，包括提高NK或殺傷細(xì)胞的細(xì)胞毒性，增加腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（TIL）的殺傷活性，活化B細(xì)胞產(chǎn)生抗體，維持Treg 細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)，作用于先天淋巴細(xì)胞，調(diào)節(jié)效應(yīng)T細(xì)胞分化，作用于記憶T細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞和單核細(xì)胞等等。

在結(jié)構(gòu)上，IL-2是一種短鏈 I 型細(xì)胞因子，具有典型的四個α螺旋束“上-上-下-下”構(gòu)型。 在這種構(gòu)型中，α螺旋以允許與兩條受體鏈（同型二聚體或異二聚體）相互作用的方式排列。

IL-2的受體有三種亞基，即IL-2Rα、IL-2Rβ和IL-2Rγ（也稱γc鏈）,不同類型的受體親和力不同。

低親和力受體（Kd ～10?8 M）僅包含IL-2Rα，中等親和力受體（Kd ～10?9 M）含有IL-2Rβ和γc，高親和力受體（Kd ～10?11 M）包含所有三條鏈。

IL-2激活后主要靠三種主要信號通路傳遞信號，包括JAK-STAT通路（主要激活 JAK1、JAK3、STAT5A 和 STAT5B）、RAS-MAP 激酶通路和 PI 3-激酶/AKT 通路。

IL-2的分泌受到嚴(yán)格調(diào)控，主要限于活化的CD4+ T 細(xì)胞。 幼稚/靜息 CD4+ T細(xì)胞產(chǎn)生少量或不分泌IL-2，但被抗原激活后，活化的CD4+ T 細(xì)胞瞬時產(chǎn)生大量 IL-2，促進(jìn)T細(xì)胞的擴增和分化。

另外，活化的CD4+ T細(xì)胞分泌的IL-2也可以旁分泌方式作用于其他免疫細(xì)胞，包括上文提及的一些免疫細(xì)胞。

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IL-4

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IL-4是一種糖蛋白，由129個氨基酸組成，分子量為20kDa，主要由TH2細(xì)胞產(chǎn)生，也可由生發(fā)中心（GC）B細(xì)胞、 嗜堿性粒細(xì)胞 和肥大細(xì)胞表達(dá)。

IL-4 以其可以把幼稚輔助性T細(xì)胞（TH0）轉(zhuǎn)化為TH2細(xì)胞中的作用而聞名，還參與促進(jìn)TH2細(xì)胞的分化和增殖以及IgE的合成。

IL-4信號轉(zhuǎn)導(dǎo)需要IL-4Rα，它與γc或IL-13 Rα1異二聚化，分別形成I 型和II型IL-4 R。

I型受體主要存在于淋巴細(xì)胞上，通過JAK3和STAT6 發(fā)出信號，而存在于基質(zhì)細(xì)胞和骨髓細(xì)胞上的 II型受體通過 JAK2 和 STAT6 發(fā)出信號。

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IL-7

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IL-7主要由骨髓和胸腺基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生，對T細(xì)胞和B細(xì)胞的發(fā)育至關(guān)重要。

和其受體結(jié)合后，可以激活JAK1和JAK3，隨后募集并磷酸化STAT5， 以及STAT3和STAT1。

此外，IL-7支持造血干細(xì)胞的淋巴祖細(xì)胞發(fā)育，對 ILC（尤其是 ILC2 和 ILC3）的發(fā)育和存活至關(guān)重要。

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IL-9

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IL-9 在1988年被發(fā)現(xiàn)，最初認(rèn)為其是肥大細(xì)胞和T細(xì)胞的生長因子 主要由CD4+ T 細(xì)胞產(chǎn)生。

最新研究表明，先天淋巴細(xì)胞2（ILC2）、Th17細(xì)胞、肥大細(xì)胞、成骨細(xì)胞、NKT細(xì)胞和記憶 B 細(xì)胞均可分泌IL-9。

IL-9通過與特異性IL-9Rα和γc鏈組成的異二聚體受體結(jié)合，并傳遞信號。 與其受體結(jié)合后會激活JAK1和JAK3，募集STAT1、STAT3或 STAT5。

在功能上，IL-9已顯示對不同的細(xì)胞類型具有各種影響。包括激活肥大細(xì)胞分泌多種細(xì)胞因子，對肺和腸道上皮細(xì)胞發(fā)揮作用；此外，IL-9對T- Reg細(xì)胞，TH17細(xì)胞和抗原呈遞細(xì)胞（APC）有直接影響。

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IL-15

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IL-15于1990年代被發(fā)現(xiàn)，是一種14-15kD的四α螺旋束細(xì)胞因子。在結(jié)構(gòu)上和IL-2相似，都具有三個受體亞基的細(xì)胞因子受體。

IL-15是一種多效性細(xì)胞因子，在 CD8+ T 細(xì)胞、NKT 細(xì)胞、γδT 細(xì)胞和 NK 細(xì)胞的個體發(fā)育、激活和存活中起主要作用。在體內(nèi)，它主要由先天免疫細(xì)胞產(chǎn)生，如樹突狀細(xì)胞， 單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。

IL-15以其在病毒免疫和癌癥治療中的作用而聞名，其可促進(jìn)NK細(xì)胞增殖，同時刺激T細(xì)胞的活化和發(fā)育，還支持記憶CD8+ T細(xì)胞發(fā)育。

IL-15受體由異源三聚體構(gòu)成，由一個特異性IL-15Rα、一個與IL-2受體共享的β亞基（IL-2R/15Rβ）和γc亞基組成。

在這三個亞基中，IL-15Rα 對 IL-15 的結(jié)合親和力大于 β 和 γc 亞基;可溶性 IL-15/IL15Rα 復(fù)合物是 IL-15 功能形式之一。

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IL-21

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IL-21是一種多效性細(xì)胞因子，由 多種細(xì)胞譜系表達(dá)，包括T細(xì)胞、B細(xì)胞，NK細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞，單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等。

IL-21的功能受體由IL-21受體（IL-21R）和γc鏈組成。 和受體結(jié)合后， IL-21激活JAK-STAT、PI3K和MAPK三條通路。

IL-21是Th17細(xì)胞分泌的自分泌因子，在促進(jìn)和維持Th17譜系承諾方面起著關(guān)鍵作用。 在 Tfh細(xì)胞中，IL-21不僅由TFH細(xì)胞產(chǎn)生，還刺激TFH細(xì)胞的產(chǎn)生。IL-21也可以促進(jìn)Th1分化。