细胞培养必看：如何选择适合的白介素进行实验？

在细胞通讯的网络中，白介素作为一类关键的细胞因子，承担着传递信息、调控免疫反应的核心职责。这些由免疫细胞及其他多种细胞分泌的小分子蛋白质，是探索生命科学，尤其是免疫学、肿瘤学及干细胞研究等领域不可或缺的工具分子。本文旨在从技术层面，系统梳理白介素家族的特性、功能机制及其在科学研究中的具体应用。

一、白介素家族的结构特性与分类

白介素家族成员众多，目前已鉴定的有数十种，通常以序号命名。根据其空间三维构象和受体复合物的相似性，可将其划分为几个主要类别：

四螺旋束细胞因子：这是数量最多的一类，包括白介素-2、白介素-4、白介素-6等。其蛋白结构呈现出典型的“上上下下”四束α螺旋折叠模式，主要通过I型或II型细胞因子受体家族介导下游信号。

IL-1家族：包括白介素-1β、白介素-18等，其结构特征以β-折叠片为主，在炎症反应的启动与调节中扮演重要角色。

IL-10家族：如白介素-10、白介素-22，成员间结构同源，功能上多与免疫抑制和组织保护相关。

IL-17家族：如白介素-17A，结构独特，在防御胞外病原体和介导自身免疫病理中发挥功能。

在科研实践中，通过基因工程技术制备的重组人白介素，能够在哺乳动物细胞系中表达，从而获得与天然蛋白结构、糖基化修饰高度一致的优质试剂，为科学研究提供了可靠保障。

二、核心生物学功能与作用路径

白介素通过与其靶细胞膜上相应的高亲和力受体结合，启动胞内复杂的信号传导级联反应，最终影响基因的转录与表达，调控细胞命运。其核心功能可归纳为：

淋巴细胞的激活与增殖：

例如，白介素-2是T淋巴细胞增殖的关键驱动因子；白介素-4则主导初始CD4+ T细胞向Th2亚型分化。

白介素-7对B细胞和T细胞的早期发育与存活至关重要。

炎症反应的介导与调控：

白介素-1β和白介素-6是强效的促炎因子，能够激活内皮细胞，并刺激肝脏产生急性期反应蛋白。

白介素-10则作为重要的抗炎因子，能有效抑制巨噬细胞和树突状细胞的功能。

造血过程的支持：

白介素-3作用于多能造血干细胞，支持多种血细胞系的生长；白介素-5则相对特异性地促进嗜酸性粒细胞的生成与活化。

其作用机制通常涉及JAK-STAT、NF-κB或MAPK等经典信号通路的激活，这些通路是连接胞外刺激与核内应答的桥梁。

三、在科学研究中的典型应用场景

高纯度、高生物活性的重组白介素，是众多体外实验和模型构建的基石。

免疫细胞的体外培养与扩增：

在CAR-T、TCR-T等细胞治疗的相关研究中，重组白介素-2是维持T细胞体外扩增和活化的标准组分。

利用重组白介素-4和重组GM-CSF联合诱导单核细胞，可将其分化为树突状细胞，用于抗原呈递研究。

信号转导机制的探索：

研究人员使用特定重组白介素刺激细胞系，通过Western Blot、流式细胞术等技术，分析下游信号蛋白的磷酸化水平，从而解析通路的具体环节。

疾病模型的建立：

在构建自身免疫性疾病体外模型时，常加入重组白介素-17或白介素-23，模拟Th17细胞主导的炎症环境。

在三维类器官培养体系中，添加特定组合的重组白介素，可以更好地模拟体内组织的免疫微环境。

生物制品的生产与研发：

在杂交瘤技术生产单克隆抗体的过程中，添加重组白介素-6已被证明能有效提高抗体产量。