集落刺激因子 3

粒细胞集落刺激因子（或集落刺激因子-3）特异性刺激粒细胞祖细胞的增殖和分化（Metcalf，1985）。永田等人（1986）确定了纯化 GCSF 蛋白的部分氨基酸序列，并通过使用寡核苷酸作为探针，从人鳞状癌细胞系 cDNA 文库中分离出几个 GCSF cDNA 克隆。人 GCSF cDNA 的克隆表明单个基因编码 177 或 180 个氨基酸的成熟蛋白，分子量为 19,600（Nagata 等人，1986 年；Souza 等人，1986 年）。

▼ 基因结构

永田等人（1986）发现 GCSF 基因有 4 个内含子，通过 mRNA 的差异剪接从同一基因合成 2 种不同的多肽。两种多肽的区别在于是否存在 3 个氨基酸。表达研究表明两者都具有真正的 GCSF 活性。

▼ 测绘

通过体细胞杂交和原位染色体杂交，Le Beau 等人（1987）将 GCSF 基因定位到 17q11 的断点区域，这是急性早幼粒细胞白血病的 15;17 易位特征。进一步的研究表明该基因接近所述断点并且它保留在重排的17号染色体上。使用常规和脉冲场凝胶电泳的Southern印迹分析显示没有重排的限制性片段。通过使用全长 cDNA 克隆作为人鼠体细胞杂交体和流式分选的人类染色体中的杂交探针，Kanda 等人（1987）将 GCSF 的基因定位到 17q21-q22。Simmers 等人（1988）通过原位杂交将 GCSF 基因定位到 17q11.2-q21。特沃迪等人（1987）还通过原位杂交将 CSF3 分配给 17q21。CSF3 和 CRYB1（ 123610 ）位于同一大限制性片段（HGM10）上。

▼ 基因功能

特沃迪等人（1987）发现多形性胶质母细胞瘤细胞系的刺激活性在生物学和生化上与膀胱细胞系产生的 GCSF 无法区分。

在一名 60 岁的女性中，患有卵巢癌并伴有明显的白细胞增多症，Sudo 等人（1996）用免疫组织化学研究表明，肿瘤细胞被抗 GCSF 单克隆抗体染色。此外，血清 GCSF 浓度升高。中性粒细胞在非常高的白细胞计数中占主导地位，最高为 95.3 x 10（9）/l。患者死于呼吸衰竭。

佩蒂特等人（2002）研究了 GCSF 诱导的造血祖干细胞（HPC）的动员，这是一种广泛用于临床移植的方法。ELISA 和免疫组织学分析显示，在 GCSF 治疗 24 小时内，人和小鼠骨髓血浆和未成熟成骨细胞中的 SDF1（CXCL12； 600835 ）显着降低，但外周血中没有。他们还指出，在注射 GCSF 后，骨髓血浆 SDF1 蛋白和成骨细胞 mRNA 立即急剧短暂增加。免疫印迹分析确定 SDF1 的减少是由中性粒细胞弹性蛋白酶介导的（ 130130 ）。在体内，SDF1 的趋化性通过弹性蛋白酶抑制部分恢复。相反，SDF1 受体 CXCR4 的表达（162643 ），在 GCSF 处理后在干细胞上显着上调之前首先暂时下调，对应于 GCSF 和 SDF1 水平的波动。用 CXCR4 或 SDF1 抗体对非肥胖糖尿病 SCID 小鼠进行移植后治疗可显着阻止成熟细胞和干细胞进入外周血。佩蒂特等人（2002）提出，操纵 SDF1-CXCR4 相互作用可能是控制祖细胞在骨髓和血液之间导航的一种改进方法。

Levesque 等人（2003）证明粒细胞集落刺激因子或环磷酰胺对HPC的动员是由于CXCR4 / CXCL12趋化途径的破坏。HPC 的动员在体内与 HPC 上发现的趋化因子受体 CXCR4 的 N 末端的切割一致。这导致 HPC 对 CXCR4 配体 CXCL12 的趋化反应丧失。体内CXCL12的浓度在动员小鼠的骨髓中也降低了，这种降低与能够直接切割和灭活CXCL12的丝氨酸蛋白酶的积累相吻合。由于 CXCL12 和 CXCR4 对于 HPC 在骨髓中的归巢和保留都是必不可少的，

▼ 动物模型

Harada 等人在新生大鼠中使用免疫组织化学（2005）检测到心肌细胞和心脏成纤维细胞上Csf3 受体（CSF3R; 138971 ）的表达，并证明了 Jak（见147795 ）-Stat（见600555 ）的激活） Csf3 在心肌细胞中的通路。在心肌梗塞的小鼠模型中，Csf3 治疗不影响第 3 天的初始梗塞面积，但早在梗塞后 1 周就改善了心脏功能，并且延迟开始治疗会降低有益效果。Csf3 诱导抗凋亡蛋白并抑制心肌细胞的凋亡，Csf3 还减少内皮细胞的凋亡并增加梗塞心脏的血管形成。Csf3 的所有这些作用都被心肌细胞中显性失活突变 Stat3 蛋白的过表达所消除。原田等人（2005）提出 CSF3 通过心肌细胞和非心肌细胞之间的功能通讯促进心肌细胞的存活并防止心肌梗塞后的左心室重构。

通过检查 Gcsf 在各种小鼠骨髓移植（BMT）模型中的作用，包括基因缺失株，Morris 等人（2009）发现在 BMT 后不久暴露于 Gcsf 或聚乙二醇化 Gcsf 会显着增加移植物抗宿主病（GVHD; 参见614395 ）。这种效果依赖于全身照射（TBI），通过上调 Gcsfr 使宿主树突状细胞（DC）对 Gcsf 有反应。Gcsf 对宿主 DC 的刺激引发了一系列事件，包括供体自然杀伤 T 细胞激活、Ifng（ 147570 ）分泌和 Cd40（ 109535）依赖性扩增供体细胞毒性 T 细胞功能。仅在 TBI 调节后和宿主抗原呈递细胞（APC）仍然存在时，才观察到 Gcsf 给药的有害影响。莫里斯等人（2009）提出这些数据有助于解释来自大型欧洲和北美 BMT 注册的相互矛盾的临床研究。他们建议在 BMT 后推迟 GCSF 给药，直到消除宿主 APC 并且没有 TBI 诱导的供体 DC GCSFR 表达后，将避免 GCSF 给药对同种异体 BMT 受体的不利影响。

施韦泽霍夫等人（2009）提供了 GCSF 和 GMCSF（CSF2; 138960 ）介导骨癌疼痛和肿瘤-神经相互作用的证据。与对照组相比，在骨肿瘤诱导疼痛的小鼠肉瘤模型中，在骨髓裂解物和相邻结缔组织中检测到两种因子的水平升高。功能性受体 GCSFR（CSF3R）和 GCSFR（CSF2RA; 306250 ）在骨基质和背根神经节中的外周神经上表达。GMCSF 使神经对体外和体内的机械刺激敏感，增强 CGRP（ 114130）释放，并导致皮肤感觉神经末梢发芽。小鼠肉瘤模型中 GCSF 和 GMCSF 信号的 RNA 干扰导致肿瘤生长和神经重塑减少，并消除了骨癌疼痛。