重組人白介素2 Recombinant Human IL2的來源及其作用

白介素-2 (IL-2) 是一種白細(xì)胞介素，是免疫系統(tǒng)中的一種細(xì)胞因子信號(hào)分子，它調(diào)節(jié)負(fù)責(zé)免疫的白細(xì)胞的活動(dòng)。IL-2是由133個(gè)氨基酸組成的糖蛋白，具有一個(gè)分子內(nèi)二硫鍵和可變糖基化作用。

IL-2主要由T細(xì)胞受抗原或絲裂原刺激后合成，主要來源是活化的CD4+ T 細(xì)胞和活化的CD8+ T細(xì)胞，誘導(dǎo)活化的T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和淋巴因子活化的殺傷細(xì)胞增殖和成熟。

在穩(wěn)態(tài)條件下，IL-2主要由次級(jí)淋巴樣器官中的CD4+T輔助細(xì)胞(TH)產(chǎn)生，在較小程度上由CD8+T細(xì)胞、自然殺傷(NK)細(xì)胞和自然殺傷T (NKT)細(xì)胞產(chǎn)生。在一定條件下，活化的樹突狀細(xì)胞(DCs)和肥大細(xì)胞也可以少量合成IL-2。雖然CD8+T細(xì)胞的IL-2合成相對(duì)較弱，并且這些細(xì)胞的反應(yīng)通常需要CD4+T細(xì)胞的幫助，但CD4+和CD8+T細(xì)胞的IL-2產(chǎn)生在抗原激活后會(huì)被強(qiáng)烈誘導(dǎo)。IL-2的產(chǎn)生受多種機(jī)制調(diào)控，包括轉(zhuǎn)錄因子B淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)成熟蛋白1 (BLIMP1;也稱為PRDM1)。BLIMP1被IL-2激活，進(jìn)而抑制IL -2的產(chǎn)生，從而提供負(fù)反饋機(jī)制。已經(jīng)分化為長(zhǎng)壽命記憶細(xì)胞的效應(yīng)T細(xì)胞，尤其是中樞記憶T細(xì)胞，它可以進(jìn)入淋巴結(jié)表達(dá)低水平的BLIMP1，從而保留或重新獲得產(chǎn)生IL-2的能力。然而，T細(xì)胞長(zhǎng)期暴露于抗原會(huì)導(dǎo)致這些細(xì)胞中BLIMP1的表達(dá)上調(diào)，這反過來又會(huì)逐漸降低這些細(xì)胞在分泌IL-2的能力。抗原通過T細(xì)胞受體(TCR)持續(xù)刺激T細(xì)胞，并結(jié)合IL-2信號(hào)，還可誘導(dǎo)T細(xì)胞上表達(dá)死亡受體FAS(也稱為CD95)和FAS配體(也稱為CD95L)，通過活化誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的方式促進(jìn)T細(xì)胞凋亡。

IL-2的靶細(xì)胞包括T細(xì)胞、NK細(xì)胞、B細(xì)胞及單核－巨噬細(xì)胞等。這些細(xì)胞表面均可表達(dá)IL-2受體IL-2R。IL-2R包含3條多肽鏈：1條為α鏈（CD25），分子量55KD；1條為β鏈（CD122），分子量75KD；另1條為γ鏈（CD132），分子量64KD。其中，α鏈的胞內(nèi)區(qū)較短，為低親和力受體，且下游無信號(hào)傳導(dǎo)，不能向細(xì)胞內(nèi)傳遞信號(hào)；β和γ組成中等親和力的受體，下游可以通過JAK傳導(dǎo)信號(hào)，在α參與的情況下，親和力增強(qiáng)為高親和力受體。3種肽鏈單獨(dú)與IL-2結(jié)合親和力較低，只有同時(shí)表達(dá)才能產(chǎn)生高度親和力。

IL-2 通過與淋巴細(xì)胞表達(dá)的IL-2R結(jié)合來介導(dǎo)其作用，在 T 細(xì)胞成熟的胸腺中，它通過促進(jìn)某些未成熟 T 細(xì)胞分化為調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞來預(yù)防自身免疫性疾病，同時(shí)也會(huì)抑制其他 T 細(xì)胞，使之不會(huì)攻擊體內(nèi)正常的健康細(xì)胞。多年來，人們已經(jīng)知道，除了淋巴樣細(xì)胞外，非淋巴樣細(xì)胞也可以表達(dá)IL-2R的成分，包括CD25。事實(shí)上，一些人成纖維細(xì)胞系在mRNA和蛋白水平上均表達(dá)CD25和CD122。有趣的是，這些成纖維細(xì)胞系沒有表達(dá)可檢測(cè)水平的γc，但通過趨化因子配體2 (CC‑chemokine ligand 2,CCL2)的分泌和IL-2培養(yǎng)后細(xì)胞間粘附分子1 (ICAM1)和ICAM2的上調(diào)來評(píng)估，這些細(xì)胞系具有CD25和CD122的功能異二聚體。

IL-2的作用
1、體外培養(yǎng)T細(xì)胞
各種刺激物活化的T細(xì)胞一般不能在體外培養(yǎng)中長(zhǎng)期存活，加入IL-2則能其長(zhǎng)期持續(xù)增殖，因此IL-2曾被命名為T細(xì)胞生長(zhǎng)因子（T cell growth factor，TCGF）。靜止的T細(xì)胞表面不表達(dá)IL-2R，對(duì)IL-2沒有反應(yīng)；受絲裂原或其它刺激活化后T細(xì)胞才能表達(dá)IL-2R，成為IL-2的靶細(xì)胞；而IL-2又可誘導(dǎo)靶細(xì)胞增加IL-2R的表達(dá)。在活體內(nèi)，IL-2對(duì)CD4+T細(xì)胞的作用是通過自分泌途徑實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)榛罨�的CD4+T細(xì)胞能夠產(chǎn)生大量的IL-2；而CD8+T細(xì)胞則通過旁分泌途徑來維持細(xì)胞的生長(zhǎng)。IL-2R在T細(xì)胞上的表達(dá)是一過性的，一般在活化后2～3天達(dá)到高峰，6～10天左右消失。隨著IL-2R的消失，T細(xì)胞即失去對(duì)IL-2的反應(yīng)能力。因此若要維持正常T細(xì)胞在體外長(zhǎng)期生長(zhǎng)，必須不斷地用絲裂原或其它刺激物去刺激T細(xì)胞，以維持IL-2R的表達(dá)。

IL-2促進(jìn)T細(xì)胞增殖，尤其是幼稚的T細(xì)胞。IL-2通過一個(gè)由IL-2、IL-2Rα（CD25）、IL-2Rβ和IL-2Rγ組成的四級(jí)高親和力受體復(fù)合體在活化的T細(xì)胞上傳遞信號(hào)。幼稚的T細(xì)胞對(duì)IL-2相對(duì)不敏感，因?yàn)樗鼈冎槐磉_(dá)少量的IL-2Rβ和IL-2Rγ。它們只在CD25表達(dá)后獲得敏感性，CD25捕獲細(xì)胞因子并將其呈現(xiàn)給IL-2Rβ和IL-2Rγ受體。

2、體外培養(yǎng)NK細(xì)胞
NK細(xì)胞直接殺傷腫瘤細(xì)胞的獨(dú)特作用機(jī)制，使得 NK 細(xì)胞過繼免疫療法成為治療腫瘤的新熱門，而體外高效擴(kuò)增出足夠數(shù)量的臨床級(jí)別的NK細(xì)胞是藥物開發(fā)的關(guān)鍵，IL-2作為經(jīng)典的NK細(xì)胞擴(kuò)增用細(xì)胞因子，可在短時(shí)間（24小時(shí)）內(nèi)促進(jìn)NK細(xì)胞的存活、激活，隨著研究不斷深入，為了進(jìn)一步提高 NK 細(xì)胞擴(kuò)增倍數(shù)、NK 細(xì)胞百分率及細(xì)胞毒活性，常通過聯(lián)合其他因子共培養(yǎng)NK細(xì)胞，IL-2和IL-15聯(lián)合應(yīng)用可促進(jìn)NK細(xì)胞的增殖和活性，有利于NK細(xì)胞的激活, 且IL-15可以提高其對(duì)腫瘤細(xì)胞株的細(xì)胞毒性；IL-2、IL-12、IL-15和IL-18聯(lián)合作用可誘導(dǎo)細(xì)胞因子誘導(dǎo)的記憶樣NK細(xì)胞（CIML），這是一種壽命長(zhǎng)、細(xì)胞毒性高、分泌IFN-γ的NK細(xì)胞，從而提高臨床治療效果。

3、IL-2與TIL細(xì)胞療法
TIL細(xì)胞療法是從患者自身的腫瘤組織中采集并分離出具有特異性識(shí)別腫瘤細(xì)胞抗原能力的T淋巴細(xì)胞，在體外常通過IL-2快速活化和擴(kuò)增后再回輸?shù)交颊唧w內(nèi), 最終實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的裂解和殺傷效果的一種細(xì)胞療法。最常見的TILs生產(chǎn)方法是從切除的腫瘤組織塊中分離 TIL，并使用快速擴(kuò)增法(REP) 在體外進(jìn)行擴(kuò)增，為避免T細(xì)胞損傷，有研究建議將腫瘤塊分割成1mm3 大小塊后放入含有高劑量的IL-2培養(yǎng)基中培養(yǎng)兩周，讓TILs逐漸從組織塊中流到培養(yǎng)基中而獲取，但需要2-3天補(bǔ)充一次IL-2，所以該方法需使用大量的IL-2。也有學(xué)者為減少體外培養(yǎng)周期并保持TIL 的功效，他們?cè)诳焖贁U(kuò)增法操作時(shí)，將高劑量的IL-2、抗CD3抗體和PBMC飼養(yǎng)層細(xì)胞添加到TIL培養(yǎng)體系中；另外，除使用高劑量的IL-2外，也有其他體外擴(kuò)增和刺激試劑，如使用細(xì)胞因子（如 IL-15 和 IL-21)、共刺激分子、免疫檢查點(diǎn)抑制劑等來刺激擴(kuò)增TIL。

4、對(duì)B細(xì)胞的作用
IL-2對(duì)B細(xì)胞的生長(zhǎng)及分化均有一定的促進(jìn)作用。活化的或惡變的B細(xì)胞表面表達(dá)高親和力IL-2R，但是密度較低；較高密度的IL-2可誘導(dǎo)B細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖，促進(jìn)抗體分泌，并誘使B細(xì)胞由分泌IgM向著分泌IgG2轉(zhuǎn)換。

5、誘導(dǎo)細(xì)胞毒作用
①接受了預(yù)刺激信號(hào)的CD8+ T細(xì)胞可以受IL-2的作用活化為CTL，發(fā)揮細(xì)胞毒作用；在一定條件下，CD4+ T細(xì)胞也可受IL-2的誘導(dǎo)而具有殺傷作用。

②NK細(xì)胞是唯一正常情況下表達(dá)IL-2R的淋巴樣細(xì)胞，因此始終對(duì)IL-2保持反應(yīng)性。然而靜止的NK細(xì)胞上只表達(dá)IL-2R的β鏈和γ鏈，對(duì)IL-2的親和力低，只能對(duì)高濃度的IL-2發(fā)生反應(yīng)。一旦NK細(xì)胞活化，就表達(dá)IL-2R的α鏈，成為高親和力的受體；大劑量的IL-2誘導(dǎo)的LAK活性主要是NK細(xì)胞。

③使T細(xì)胞和NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ、TNF-β和TGF-β等因子，促進(jìn)非特異性細(xì)胞毒素；還可誘導(dǎo)產(chǎn)生某些B細(xì)胞生長(zhǎng)因子以及造血生長(zhǎng)因子等，從而發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)作用。

6、對(duì)巨噬細(xì)胞的作用
人類單核－巨噬細(xì)胞表面在正常時(shí)有少量的IL-2Rβ鏈表達(dá)，但是受到IL-2、 IFN-γ或其它活化因子作用后，可表達(dá)高親和力IL-2R。單核－巨噬細(xì)胞受到IL-2的持續(xù)作用后，其抗原遞呈能力、殺菌力、細(xì)胞毒性均明顯增強(qiáng)，分泌某些細(xì)胞因子的能力也得到加強(qiáng)。

研究顯示IL-2功能與結(jié)構(gòu)具有相關(guān)性。結(jié)構(gòu)上，IL-2主要由α螺旋體和β螺旋體構(gòu)成，第58、105和125位含半胱氨酸（Cys）殘基，IL-2主要依賴第58位、105位Cys之間所形成的二硫鍵來維持空間構(gòu)造，分子內(nèi)Cys58與位Cys105之間形成二硫鍵是維持IL-2活性構(gòu)象所必需的。而125位Cys的-SH則呈游離狀態(tài)。但是，該游離的-SH性質(zhì)很不穩(wěn)定，在某些情況下可以與58或105位Cys的-SH形成錯(cuò)配的二硫鍵，造成IL-2天然構(gòu)型破壞和功能消失。因此，為提高IL-2活性，基因工程上將125位Cys換為絲氨酸（Ser）。

知禾泰克提供兩款I(lǐng)L2野生型的產(chǎn)品，CK1001-His（組氨酸標(biāo)簽），CK1001-FC（FC標(biāo)簽）產(chǎn)品，高純度，高活性，無動(dòng)物源性污染。

1. 知禾泰克規(guī)模化生產(chǎn)重組人白介素2 Recombinant Human IL-2（His Tag）

 

 

表達(dá)宿主	CHO細(xì)胞
標(biāo)簽	C- His Tag
分子量	16.2 kDa
形態(tài)	凍干粉/液體
純化方法	層析純化
緩體體系	1×PBS，pH7.4
保存條件	-20℃~-80℃（2年）
無菌檢測(cè)	合格
支原體檢測(cè)	合格
內(nèi)毒素水平	<10 EU/mg
純度	≥98%，采用 SDS-PAGE及SEC-HPLC檢測(cè)（圖1）
生物活性	促小鼠CTLL-2 細(xì)胞增殖測(cè)定， ED50為0.05-0.1 ng/mL（圖2），相應(yīng)的比活性 >1×107 IU/mg

 

圖1：知禾泰克重組人白介素2 Recombinant Human IL-2（His Tag） 純度檢測(cè)結(jié)果，左圖：SDS-PAGE（樣品NR，非還原，樣品R，還原）；右圖：SEC-HPLC

圖2：知禾泰克重組人白介素2 Recombinant Human IL-2（His Tag） 生物活性檢測(cè)結(jié)果，活性 >1×10^7 IU/mg

 

2. 知禾泰克重組人白介素2 Recombinant Human IL-2（FC Tag）

知禾泰克 重組人白介素2 IL2

表達(dá)宿主	CHO細(xì)胞
標(biāo)簽	C-hFC Tag
分子量	84 kDa
形態(tài)	凍干粉
純化方法	層析純化
緩體體系	1×PBS，pH7.4
保存條件	-20℃~-80℃（2年）
無菌檢測(cè)	合格
支原體檢測(cè)	合格
內(nèi)毒素水平	<10 EU/mg
純度	≥98%，采用 SDS-PAGE檢測(cè)（圖3）
生物活性	促小鼠CTLL-2 細(xì)胞增殖測(cè)定，ED50≤0.5ng/ml，活性單位大于2*106U/mg（圖4）

圖3：知禾泰克重組人白介素2 Recombinant Human IL-2 （FC Tag）純度檢測(cè)結(jié)果，SDS-PAGE（NR，非還原，R，還原） 圖4：知禾泰克重組人白介素2 Recombinant Human IL-2 （FC Tag）生物活性檢測(cè)結(jié)果，活性 >2×10^6 IU/mg