系指由胸腺分泌的具有功能的多种因子而言。其成分不一,功能不同,目前已从胸腺中提取出十几种具有功能的因子:如胸腺素、胸腺生成素Ⅰ、Ⅱ等。有的具有促使幼稚淋巴细胞分化成熟的功能,有的可加速淋巴细胞分裂增殖功能等。
是一族多肽和蛋白质激素,已分离和命名者已有20多种。其生理作用有:促进淋巴系统发育,促使胸腺和淋巴组织产生淋巴细胞,以维持机体细胞和体液免疫的正常机能。从猪提取的胸腺激素可治疗各种免疫缺陷性疾病。脑垂体分泌的生长激素可促使胸腺增生和胸腺激素分泌。
胸腺激素
胸腺的内分泌功能已由实验研究所证实。这些实验是:
❶切除或损毁动物胸腺可以造成特异的免疫缺陷;
❷给这类动物作胸腺移殖,可以消除切除胸腺的后果;
❸胸腺移殖的效应在一定程度上能用胸腺的无细胞提取液所代替;
❹注射纯化的胸腺制剂,甚至人工合成的同类物质,具有胸腺粗制抽提物相同的生物学效应;
❺在循环血液中已检测或分离到胸腺产物的生物活性物质,这种活性物质在动物胸腺损毁后不久消失,若再经胸腺移殖或注射胸腺制剂又可重新出现。胸腺能合成化学结构上不同和功能上互异的多种激素。从化学上看多数胸腺激素具有肽和蛋白质的性质,但有少数例外。从功能上看多数胸腺激素与机体的免疫状态有关,诸如T细胞的分化成熟、淋巴细胞功能的调节,免疫稳定性的维持及免疫监视等。因此在免疫学上把胸腺看作为重要的免疫器官之一。此外胸腺还分泌一些与物质代谢有关和拮抗或协同体内其它内分泌激素的激素,例如小牛胸腺中已分离出“自身稳定胸腺激素”,它对促肾上腺皮质激素、促甲状腺素、促性腺激素有拮抗作用,但它对生长激素有协同作用。小牛胸腺中还分离出 “血清低钙和淋巴细胞促进物质”。它们皆有降低正常家兔血钙的作用。现将已从动物胸腺和/或血清中分离出具有胸腺激素作用而研究较多的几种物质的名称、化学性质及其生物学作用列表如下:
具胸腺激素的几种主要物质的性质
来源 | 激素名称 | 化学性质 | 生物学性质 |
小牛、 猪、小 鼠、大 鼠的胸 腺 | 胸腺素组 分5 | 为一组分子量介于 10 000~15 000的多 肽。聚丙烯酰胺凝胶 电泳及等电聚焦电泳 显示10~15种主要成 分及20种以上次要成 分。其中近20种多肽 已纯化为均一成分, 有三种多肽即胸腺素 α1胸腺素β4和多肽β1 的氨基酸排列顺序 已经测定,他们的分 子量在3000至5000之 间,胸腺素α1的等电 点为4.2,胸腺素β4的 等电点为5.1,而多肽 β1的等电点为6.7。胸 腺素α1已可人工合 成,并证明有生物学 活性。应用遗传工程 的方法试探胸腺素 α1生产的新途径亦已 开始 | 有延长胸腺切除动 物存活期,促进移植 皮肤的排斥,恢复移 植物对宿主的反应, 促进新生小鼠免疫功 能的发展,诱导T细 胞的分化成熟的作 用。在体外胸腺素组 分5与T细胞数低下 患者的外周血保温, 有增加T细胞数和加 强T细胞功能的作 用,如对植物血凝素 (PHA)刀豆素(ConA) 的反应性和对同种异 体细胞的反应性(M LC)。在肿瘤病人中 能选择性地增加自身 玫瑰花环数的作用 胸腺素α1、β4有诱 导小鼠骨髓干细胞分 化成熟的作用,但作 用的环节可能有所不 同,胸腺素β4使骨髓 干细胞分化成为前胸 腺细胞,而胸腺素α1 作用于前胸腺细胞 进一步分化的阶段, 而多肽β1现证明无胸 腺素活性 |
小牛胸腺 | 胸腺增生 素Ⅱ | 胸腺增生素有二 种,即胸腺增生素Ⅰ 和胸腺增生素Ⅱ。两 者的差别在二个氨基 酸残基不同,在抗原 性上存在交叉反应, 生物活性上两者完全 相同。胸腺增生素Ⅱ 的分子量为5662,等 电点为5.5其氨基酸 组成和排列顺序已经 确定 | 在体外胸腺增生素 Ⅱ诱导小鼠前胸腺细 胞发展成为胸腺细 胞,增加胸腺细胞内 cAMP的含量和淋巴 细胞中cGMP的含 量。增强淋巴样细胞 DNA的转录和翻译, 抑制早期B细胞的分 化,但诱导晚期β细 胞分化。诱导人骨髓 细胞转变为玫瑰花环 形成细胞 在体内胸腺增生素 Ⅱ能损害小鼠和大鼠 的神经肌肉的传导, 引起传导阻滞。诱导 裸鼠脾和淋巴结中的 前胸腺细胞分化成 熟。在NEB小鼠中有 延迟自身免疫溶血性 贫血的发生和减轻症 状的作用 |
小牛、小 鼠胸腺 | 胸腺体液 因子 | 已经纯化为均一的 小肽,分子量为3220 等电点为5.6,氨基酸 组成成分分析说明, 它不同于胸腺素α1, 但氨基酸的排列顺序 未定 | 在体外有使胸腺切 除小鼠的脾细胞恢复 移植物对宿主的反应 及同种异体细胞的反 应(MLC),延长可的 松处理胸腺细胞存活 期,增强正常脾细胞 对PHA和ConA的反 应性,使胸腺切除动 物的T细胞分化成为 细胞毒细胞和辅助T 细胞。加强鼠胸腺细 胞内cAMP的合成, 增加免疫缺陷病人、 自身免疫病人和感染 病人外周血E-花环 形成细胞数,增加白 血细胞移动抑制因子 的生成和移植物对宿 主的反应性 |
(续表)
来源 | 激素名称 | 化学性质 | 生物学性质 |
人血和猪 血 | 血清胸腺 因子 (FTS) | 已从猪血中提纯, 为一九肽,其氨基酸 组成与排列顺序均已 测定。分子量为857, 已证明猪胸腺及小牛 胸腺素组分5中有这 成分 | 在体外有诱导小鼠 骨髓细胞和脾花环形 成细胞,表达特异T 细胞抗原给无胸腺小 鼠或成年切除胸腺鼠 注射FTS也有同样的 作用,并恢复对PHA 及ConA的反应性, 生成细胞毒淋巴细 胞,促进抑制T细胞 的生成,延迟移植皮 肤的排斥,阻止自身 免疫性溶血性贫血和 Sjogren综合征的发 生。但大剂量的FTS 可减低抑制T细胞, 故可增加抗DNA抗 体的生成和肾小球肾 炎的发生 |
胸腺素组分5:各成分的命名由A. L. Goldstein提出,他把胸腺素组分5在pH3.5~9.5的范围内进行聚焦电泳,把分离开的多肽分为三组,凡等电点低于5.0的多肽属于α,等电点在5~7间的多肽称为β,等电点大于7的多肽称为γ。每一组多肽中按分离次序再分为α1,α2,β1,β2……等。再根据分离出的多肽的生物活性的检测,把有生物活性的多肽在其前面加前缀“胸腺素”三个字,如胸腺素α1,胸腺素β4等。若多肽没有生物活性则加前缀“多肽”,如多肽β1,以示后者不具胸腺激素的作用。
上表所列的几种胸腺激素中,对小牛胸腺素组分5的研究更为广泛,不仅有动物模型的研究,而且已应用于临床。有关胸腺素的疗效目前限于病例数尚少,不足以作出确切的评价,但对原发性免疫缺陷病的治疗证明是有效的。在用小牛胸腺素组分5后,病人的T细胞数及其功能有明显的改善。此外,在减少感染、改善症状和增加体重方面也有一定作用。目前已应用胸腺素制剂来治疗肿瘤、自身免疫性疾病、病毒性感染等疾病,提示它可能是一种很有希望的免疫重建的生物制剂。
胸腺激素
胸腺激素是由胸腺上皮细胞所分泌的生物活性多肽,包括从小牛胸腺纯化的胸腺素,以猪血清提纯的血清胸腺因子(STF),从绵羊、牛、家兔胸腺提纯的胸腺体液因子(THF)及胸腺生成素等。其中胸腺素又包括一族分子量自1000~15000的多肽,已知的有12种,按其等电聚焦类型及被发现的先后次序命名。α区(等电点<5.0)有8种肽(α1~α8),β区(等电点5.0~7.0)有4种肽(β1~β4);胸腺生成素有Ⅰ 、Ⅱ二种。已阐明氨基酸排列顺序的胸腺激素有3种:α1为分子量3108的28肽,STF为分子量959的9肽,胸腺生成素Ⅱ为分子量5,562的49肽。STF并已由人工合成。
胸腺激素中,以胸腺素的研究最为广泛深入。其作用为诱导胸腺内和远离胸腺的其他组织的胸腺依赖细胞(T细胞)前体的分化。给新生期切除胸腺的动物注射胸腺素,可恢复其细胞免疫功能。目前认为胸腺素的作用机理,是诱导骨髓的淋巴干细胞分化为前胸腺细胞,并进而转变为T细胞。胸腺素尚可提高T抑制细胞亚群的功能。血中胸腺素水平与年龄和胸腺的重量有关,在幼儿时最高,青春期后下降,到老年时则处于较低的水平。据认为老年人疾病增加可能与胸腺素水平降低,继而导致细胞免疫功能减退有关。其他胸腺激素具有与胸腺素类似的功能。
鉴于胸腺激素在调整和恢复机体细胞免疫功能中具有重要作用,近年来已试用于治疗各类免疫缺陷性疾病。用胸腺素治疗先天性胸腺发育不良和DiGeorge综合征(甲状旁腺功能减退伴细胞免疫功能缺陷) 以及某些自身免疫性疾病(如系统性红斑狼疮),临床疗效显著。肿瘤患者常伴有细胞免疫功能低下,已有报告应用胸腺素合并化疗可提高部分肿瘤病人的缓解率及延长生存期,或减少化疗期间感染的机会。