TNF-alpha
TNF-alpha(Tumor Necrosis Factor alpha,肿瘤坏死因子-α)是一种主要由活化的巨噬细胞和 T 细胞产生的多效性促炎细胞因子。它是急性期炎症反应的“总开关”,能够激活NF-kB信号通路,诱导发热、炎症细胞聚集及组织损伤。在细胞治疗领域,TNF-alpha 扮演着复杂的角色:它既是导致GvHD和CRS(细胞因子释放综合征)的核心介质,又是MSC(间充质干细胞)发挥免疫调节功能所必需的“赋能”信号之一(常与 IFN-gamma 协同作用)。
[Image of TNF-alpha signaling pathway]
信号转导:生存还是死亡?
TNF-alpha 结合受体后的细胞命运取决于受体类型及胞内信号蛋白的招募,这种“双刃剑”效应是其生物学的核心:
- TNFR1 通路(死亡信号): TNFR1 含有一个胞内“死亡结构域”(Death Domain)。当 TNF 结合后,可招募 FADD 和 Caspase-8,直接触发细胞凋亡(Apoptosis)或坏死性凋亡(Necroptosis)。这是其杀伤肿瘤细胞的主要机制。
- NF-kB 通路(生存与炎症): 更常见的是,TNF 激活 IKK 复合物,导致 NF-kB 核转位。这将启动大量促炎因子(如 IL-1, IL-6)和抗凋亡蛋白的转录,导致炎症级联反应和细胞存活。
TNF-alpha 在 MSC 治疗中的协同作用
在 MSC 疗法中,TNF-alpha 是仅次于 IFN-gamma 的第二大“赋能”因子,两者缺一不可:
- 增强归巢: TNF-alpha 强烈上调 MSC 表面的黏附分子(如 ICAM-1, VCAM-1)。这使得 MSC 能够紧密结合并停留在炎症部位,与 T 细胞形成“免疫突触”。
- 协同抑炎: 虽然单独的 TNF-alpha 是促炎的,但当它与 IFN-gamma 同时存在时,会协同放大 MSC 的 IDO 和 PGE2 分泌量,从而将微环境从“助燃”逆转为“灭火”。
- GvHD 模型: 在 GvHD 患者体内,高浓度的 TNF-alpha 往往预示着严重的组织损伤(如肠黏膜脱落),此时输注 MSC 可以利用这一高炎环境迅速激活,发挥“灭火队”作用。
关键炎症因子对比:TNF-α vs IFN-γ
| 特征维度 | TNF-alpha | IFN-gamma |
|---|---|---|
| 主要功能 | 诱导休克、组织坏死、发热 | 抗病毒、上调 MHC、巨噬细胞活化 |
| 对 MSC 作用 | 增强黏附 (ICAM-1),招募 T 细胞 | 核心赋能 (IDO/HLA-II),诱导抑炎 |
| 致病性 (过量) | 恶液质 (Cachexia)、败血症休克 | 自身免疫病、巨噬细胞活化综合征 |
| 靶向药物 | Infliximab (类风湿/克罗恩) | Emapalumab (原发性HLH) |
参考文献与学术点评
[1] Carswell E A, et al. (1975). An endotoxin-induced serum factor that causes necrosis of tumors. PNAS.
[学术点评]:历史性文献,首次发现并命名了“肿瘤坏死因子”,开启了细胞因子生物学的黄金时代。
[2] Aggarwal B B. (2003). Signalling pathways of the TNF superfamily: a double-edged sword. Nature Reviews Immunology.
[学术点评]:权威综述,详细解析了 TNFR1/2 下游复杂的信号网络,解释了为何同一分子能引起细胞生与死的截然相反结局。
[3] Tracey K J, et al. (1987). Anti-cachectin/TNF monoclonal antibodies prevent septic shock during lethal bacteraemia. Nature.
[学术点评]:证明了 TNF 是感染性休克的核心介质,奠定了抗 TNF 抗体疗法在炎症性疾病中的理论基础。