上期内容，跟大家盘点了细胞因子专题丨肿瘤坏死因子超家族，重点介绍了几种常见的肿瘤坏死因子超家族成员——TNF-α和LT-α、CD40L、TRAIL、RANKL、BAFF的功能特点和临床应用现状。本文继续跟大家分享另一种重要的细胞因子——集落刺激因子，快来一起看看吧！

集落刺激因子是一组在体内外均可选择性刺激造血祖细胞增殖，分化形成某一谱系细胞集落的细胞因子，命名为集落刺激因子（CSF），广义上，凡是刺激造血的细胞因子都可统称为CSF。

01 集落刺激因子的分类

造血细胞集落刺激因子（CSF）的研究进展迅速，已经发现了许多种CSF，它们都是糖蛋白，根据其对造血祖细胞克隆增殖的作用不同而命名。

02 常见的几种集落刺激因子

// 粒细胞和巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）

Fig 1. GM-CSF受体结构图^[1]

GM-CSF是一种分泌型细胞因子，属于单糖体蛋白，由多种细胞如粒细胞、树突细胞、T细胞、B细胞等分泌。GM-CSF的生物活性通过与表达于多种细胞表面的受体结合而发挥。GM-CSF受体由α（GM-CSFRα）和β（GM-CSFRβc）链组成。βc链在GM-CSF、IL-3和IL-5中共享。GM-CSFR为多聚体，α链属于特异的低亲和力配体结合亚单位，βc链与信号转导有关。

Fig 2. GM-CSF：炎症和自身免疫的关键参与者^[1]

GM-CSF有广泛的生理功能，主要参与髓细胞的生成和分化成熟、促进M1型巨噬细胞极化、激活中性粒细胞、参与血管形成、肿瘤进展、炎症发生等^[2]。除此之外GM-CSF还起到一个维持肺泡细胞稳态作用，当其表达水平比较低的时候，其主要功能是促进肺泡巨噬细胞的发育和长期维持。然而当GM-CSF不表达的时候，会导致肺泡蛋白病, 同时GM-CSF缺失的肺部巨噬细胞功能会产生缺陷，增加肺部感染几率。

// 粒细胞集落刺激因子（G-CSF）

Fig 3.粒细胞形成过程：从成髓细胞到成熟粒细胞^[3]

G-CSF是一种由174个氨基酸组成糖基化的多肽链细胞生长因子，可由造血干细胞中的单核巨噬细胞系合成和分泌，也可由非造血细胞产生。G-CSF通过与受体结合（CSFR）发挥生物学效应，CSF3R突变与人类中性粒细胞产生障碍有关，包括严重的先天性中性粒细胞减少症、嗜中性粒细胞增多症和髓系恶性肿瘤^[4]。

G-CSF存在于多种组织和器官中，常用于动员造血干细胞、促进骨髓间充质干细胞增殖来治疗相关疾病。G-CSF在临床上主要用于预防和治疗肿瘤放化疗引起的白细胞减少症，治疗骨髓造血机能障碍。近年来，研究发现G-CSF的生物学功能并不局限于血液系统，它可以募集树突状细胞、激活调节性T（Treg）细胞和促进辅助性T（Th）2细胞因子的分泌，从而影响子宫内膜黏附通路、血管重塑和免疫调节等。

// 巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）

Fig 4. CSF1受体蛋白结构图^[5]

M-CSF，也称为CSF-1，是一种四-α-螺旋束细胞因子，是巨噬细胞存活、增殖和分化的主要调节因子。M-CSF受体（M-CSFR/CSF1R/cfms）是原癌基因C-fms编码的跨膜蛋白，转导其多向性作用并介导其内吞作用。M-CSF与CSF1R结合后，CSF1R发生二聚化，胞内区的激酶结构域受到活化，进而引发一系列的信号传递效应，从而发挥其生物学效应。

GM-CSF有广泛的生理功能，血管壁局部产生的M-CSF会促使动脉粥样硬化的进程。M-CSF在肾病中发挥了作用，包括急性肾损伤（AKI）和慢性肾衰竭（CRF）。单核细胞的慢性活化会导致CRF患者多种代谢、血液和免疫异常。在AKI患者中，M-CSF可促进修复，但也有相反的作用，促使促炎性巨噬细胞增殖。

03 小结

总的来说，集落刺激因子在人体内起着重要的作用，涉及到许多生理和病理学过程。这些因子适用于临床治疗中的许多疾病，包括癌症、感染、骨髓移植等，也为药物研究和分子诊断提供了新的可能性。因此，对于这些细胞因子的研究和了解对于深入理解体内免疫系统的功能和机制，以及探索促进人体健康的新方法和策略都有着重要的意义。

04 集落刺激因子相关产品

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以上，是分享给大家的关于集落刺激因子的相关知识。

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参考文献：

[1] Wicks I P, Roberts A W. Targeting GM-CSF in inflammatory diseases[J]. Nature Reviews Rheumatology, 2016, 12(1): 37-48.

[2] Hamilton J A. GM-CSF in inflammation[J]. Journal of Experimental Medicine, 2020, 217(1).

[3] Mehta H M, Malandra M, Corey S J. G-csf and gm-csf in neutropenia[J]. The Journal of Immunology, 2015, 195(4): 1341-1349.

[4] Mehta H M, Corey S J. G-CSF, the guardian of granulopoiesis[C]//Seminars in Immunology. Academic Press, 2021, 54: 101515.

[5] Mun S H, Park P S U, Park-Min K H. The M-CSF receptor in osteoclasts and beyond[J]. Experimental & molecular medicine, 2020, 52(8): 1239-1254.