人G-CSF 基因定位于第 17 号染色体，全长 2.5kb，包括 5 个外显子和 4 个内含子。人类有两种不同的 G-CSF cDNA，分别编码含 207 和204氨基酸的前体蛋白，均有 30 个氨基酸的先导序列，成熟蛋白分子分别为177 和 174 个氨基酸，前者除了在成熟分子N端35位处插入了3个氨基酸外，其余的序列与 174 氨基酸分子相同。人 G-CSF 分子量为19.6kDa，等电点 6.1，O-糖基化,对酸、碱(pH2～10)、热以及变性剂等相对较稳定。

      人和小鼠 G-CSF 在氨基酸水平上有 73％同源性，并具有相互交叉的生物学活性。

      活化的单核巨噬细胞，成纤维细胞，内皮细胞，各种肿瘤细胞系以及原粒细胞白血病细胞均可产生G-CSF。G-CSF主要作用于中性粒细胞系造血细胞的增殖、分化和活化。在体外，G-CSF可刺激骨髓造血祖细胞中中性粒细胞集落的形成；延长成熟中性粒细胞的存活时间；活化中性粒细胞促进ADCC，超氧阴离子的产生和碱性磷酸酶的合成。G-CSF还具有对人粒细胞、单核细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞以及成肌纤维细胞的趋化作用。

       人GM-CSF 前体蛋白由144个氨基酸残基组成，包含17氨基酸的先导序列。成熟的人GM-CSF 分子由127个氨基酸残基组成，以单体形式存在，N-和O-糖基化。成熟的人GM-CSF 在氨基酸水平与小鼠，大鼠和猪分别有 55％，63%和 68%的同源性。

       人与小鼠 GM-CSF 没有交叉的生物学活性，与猪GM-CSF 有交叉的生物学活性。

       T细胞、B细胞、NK、巨核细胞、骨髓间充质干细胞、肥大细胞、内皮细胞、单核细胞、肺泡Ⅱ型上皮细胞、嗜酸细胞、软骨细胞和成纤维细胞等均可产生 GM-CSF。作为造血因子中的重要一员，GM-CSF 具有多种生物学活性，可刺激骨髓细胞，粒细胞，巨噬细胞祖细胞，红样，巨核细胞祖细胞，AML，白血病细胞系，内皮细胞增殖；促进造血；活化中性粒细胞促进 ADCC，氧化代谢，脱颗粒和细胞因子的分泌；降低血清胆固醇等。

       IL-1 分为 IL-1α, IL-1β两种, 完整的人 IL-1α和 IL-1β基因组分别为10.5kb 和 7.8kb。人和小鼠 IL-1 基因定位于2号染色体，均含7个外显子。IL-1 前体(ProIL-1)为 31kDa，通过蛋白水解酶裂解形成成熟的 IL-1分子。IL-1在不同种属中有较高同源性。在氨基酸水平上IL-1α和IL-1β在不同种属同源性分别为60％～70％和75％～78％；但在同一种属中IL-1α与 IL-1β同源性只有 25％。人IL-1α和 IL-1β分别由159和153个氨基酸残基组成，分子量约17kDa, 等电点分别为5和7，同源性为28%。

      IL-1β主要由血液中的单核细胞和巨噬细胞产生, 星形细胞，少突神经胶质细胞，肾上腺皮质细胞，NK 细胞，内皮细胞，角质形成细胞，巨核细胞，血小板，神经元，中性粒细胞，成骨细胞，许旺细胞，滋养层细胞，T细胞和成纤维细胞也可产生 IL-1β 。IL-1 具有广泛的免疫调节作用，并有致热和介导炎症的作用：

1）可促进胸腺细胞、T 细胞的活化、增殖和分化。

2) 协同 IL-4 等细胞因子刺激 B 细胞的增殖和分化，促进免疫球蛋白的合成和分泌。

3) 通过提高 NK 细胞对 IL-2 等细胞因子的敏感性增强其杀伤活性，IL-1与 IL-2 或 IFN 有协同刺激 NK 细胞活性的作用。

4) 刺激单核细胞和巨噬细胞产生 IL-6 和 TNF，并通过单核细胞和巨噬细胞产生 IL-8 介导对中性粒细胞的趋化作用。此外，IL-1 诱导内皮细胞活化，刺激中性粒细胞释放炎症蛋白和炎症介质，直接参与炎症发生过程。

5) 促进多种免疫分子的基因表达。

       人IL-4 cDNA序列有153个氨基酸残基前体蛋白，成熟IL-4由24个氨基酸残基的信号肽裂解产生，基因定位于第5号染色体，与IL-3、IL-5、IL-13和GM-CSF的基因临近(1,2)。在氨基酸序列水平上，成熟的人IL-4与小鼠IL-4约50％相同，但人、鼠IL-4生物学作用上没有交叉反应。人IL-4约有30％的氨基酸序列与人IL-13相同，这两种细胞因子有部分重叠的生物学活。

      IL-4对B细胞、T细胞、肥大细胞、巨噬细胞和造血细胞都有免疫调节作用。

1) B细胞: 促进 SAC 或抗 IgM 预先刺激 B 细胞的增殖，IL-4 增强 MHCII 类抗原的表达和 CD23（FcεRII）在 B 细胞上的表达，诱导同种型转换。IL-4 增强 B 细胞抗原提呈能力,使免疫系统对小量抗原刺激发生免疫应答。IL-4 能够调控 IgE 的合成。

2)T细胞: IL-4 是 T 细胞自身分泌的生长因子，高剂量 IL-4 能诱导 CD4-CD8+、CD4+CD8-或 CD4-CD8-胸腺细胞的增殖。IL-4 增强 PHA刺激 T 细胞释放 GM-CSF 和 G-CSF。对人的杀伤细胞则有时表现为负调节作用，如在人 MLC 中 IL-4 选择性地促进 Th 增殖，同时伴有 CTL、NK 和 LAK 功能的降低。此外 IL-4 还能抑制 IL-2 所诱导的 NK 白血病细胞 LAK 活性。

3)刺激肥大细胞增殖，并与 IL-3 有协同作用，尤其对于粘膜和结缔组织型肥大细胞体外生长是必需的。

4)促进巨噬细胞提呈抗原和杀伤肿瘤细胞，可能与调节 MHCⅡ类抗原和 FcR 表达有关。IL-4 与 GM-CSF、IL-3 和 LPS 有协同作用。IL-4 可诱导外周血单核细胞分泌G-CSF和M-CSF，增强中性粒细胞介导的吞噬、杀伤活性和 ADCC 作用。

5)协同 CSF 刺激造血细胞的增殖，与 G-CSF 协同增强粒细胞集落形成，协同红细胞生成素(EPO)增强 BFU-E 的形成。