摘要：γ-干扰素（interferon gamma,IFN-γ也叫免疫干扰素，在抗病毒、抗肿瘤和免疫调节上作用强大。针对IFN-γ及其受体，IFN-γ的基因表达调控、生物学功能及在畜牧生产中的应用作一概述。
关键词：γ-干扰素；基因表达调控；研究进展；畜牧
干扰素是一类多功能细胞因子。干扰素(interference，IFN)是由培养的细胞或动物体受到适宜的刺激时所产生的一种微量的、具有高度生物学活性的非特异性抗病毒物质。英国科学家Aliek等（1957）利用鸡胚绒毛尿囊膜研究流感病毒干扰现象时，从中获得了一种高活性多功能的糖蛋白，该蛋白能够抑制流感病毒在绒毛尿囊细腻中的繁殖，他们称其为干扰素（interferon,IFN）。Lampson等（1963）纯化了干扰素，证明其质量为20-34ku的蛋白质。近年来，干扰素一直是病毒学、细胞学、分子生物学、临床医学、免疫学、肿瘤学等相关领域的研究热点，尤其是IFN-γ，因为它是诱导并激活巨噬细胞产生杀伤力机制中最重要的细胞因子。Youngert等（1973）研究结果发现，来自淋巴细胞培养上清中存在一种IFN，但抗原性不同于以往发现的IFN，遂命名为Ⅱ型IFN。1980年国际干扰素命名委员会建议将各种干扰素的抗原特异性和分子结构分成不同的型种。哺乳动物的干扰素分为两类：Ⅰ型干扰素和Ⅱ型干扰素。Ⅰ型干扰素又主要包括IFN-α、IFN-β、IFN-ω和IFN-τ，它们具有相关的结构并享用同一类受体，前3种主要是机体对病毒感染的应答产生的，能诱导机体抗病毒蛋白的产生。Ⅱ型干扰素又称免疫干扰素，即IFN-γ，是由活化的T淋巴细胞在诱导剂的作用下产生的，与Ⅰ型干扰素不享用同一类受体，对免疫系统有调节作用，是哺乳动物的巨噬细胞活化因子。此时Ⅱ型IFN就统一命名为IFN-γ。在医学界IFN-γ作为一种免疫佐剂已取得了较好的成就（侯云德，1985），但到目前为止，人类对IFN-γ并不完全明了，尤其是在畜牧生产中的应用更少于又少，对IFN-γ并不完全明了，尤其是在畜牧生产中的应用更少之又少，对IFN-γ进行进一步的研究，对于指导畜牧生产具有重要的作用。
1.  IFN-γ、IFN-γ受体概述
1.1 IFN-γ的分子结构
不同动物的IFN-γ的分子结构不相同，主要体现在组成它们的氨基酸个数、编码氨基酸的个数、信号肽所在氨基酸的位置及其长度等都不相同。鸡的IFN-γ由164个氨基酸组成，并含有19个氨基酸的长度的信号肽。猪γ-干扰素（poIFN-γ）全基因为501个碱基，编码166个氨基酸，前23个氨基酸为信号肽，后143个氨基酸为成熟蛋白，天然活性肽状态为同源二聚体糖蛋白。鸭干扰素γ基因序列全长477bp，开放阅读框架内有401个核苷酸，共编码132个氨基酸。牛IFN-γcDNA由501个核苷酸组成，共编码166个氨基酸，N2端的23个氨基酸为信号肽，含有2个潜在的N2糖基化位点，理论相对分子质量为19393.48，理论等电点为9.63。绵羊IFN-γ扩增的cDNA全长554bp，包含501bp开放阅读框，编码166个氨基酸，分子质量约为18.4ku；小鼠的IFN-γ分子由133个氨基酸组成。人的IFN-γ是一类糖蛋白，由143个氨基酸组成（不含起始密码ATG表达的蛋氨酸），其组成分子质量为16924u，无分子内二硫键。糖蛋白通常以分子质量为34ku的同源双体形式存在。人IFN-γ的2个亚单位以一种反平行方式互相作用。每个单体含6个α螺旋，其中4个装配成短链螺旋细胞因子，不含β折叠结构。
1.2 IFN-γ的来源   IFN-γ作为一种细胞因子，是由多种细胞产生的一类能够调节细胞生长分化、调节免疫功能、参与炎症反应的发生和创伤愈合的激素样（微量而高效）可溶性多肽类物质。Bancroft等（1989）研究结果发现，抗-缺乏唾液酸基-神经节苷脂anti-asialo-GM1抗体阻断γ-干扰素对在体外用灭活的单核细胞增多性李司忒（氏）菌刺激严重有免疫缺陷的小鼠脾内的表达。自那时起，NK细胞被认为是γ-干扰素的最初来源，这种来源于NK细胞的-干扰素依赖于巨噬细胞产生的白细胞介素12（IL-12）和肿瘤坏死因子α(Tripp等，1993)。不过，Ohteki等(1999)后来又认为，NK衰竭的RAG2-/-小鼠血清中γ-干扰素水平与感染48h后NK细胞正常的小鼠血清中γ-干扰素水平相当，用单核细胞增多性李司忒（氏）菌感染NK衰竭的小鼠同样能产生γ-干扰素。在体外用白细胞介素12感染树突状细胞（DC）群，他们得出结论认为，CD8α+树突状细胞（DC）群依赖IL-12途径产生γ-干扰素。Andersson等（1998）研究结果表明，感染48h后的血清中γ-干扰素水平显示，完全缺乏NK细胞的γc-/-RAG1-/-小鼠可产生γ-干扰素，而γc-/-RAG1-/-小鼠却不能。因此，可以得出结论认为，在感染单核细胞增多性李司忒（氏）菌后，T细胞是除了NK细胞外的另一个主要的早期γ-干扰素的来源。此外，与记忆标记有关的CD8+T细胞被发现用单核细胞增多性李司忒（氏）菌感染的巨噬细胞过夜培养后能表达γ-干扰素，这γ-干扰素的表达被认为是白细胞介素12和白细胞介素18联合刺激的结果（Berg等，2002）。最后，Kirby等（2002）研究结果表明，在沙门菌感染期间，中性粒细胞和巨噬细胞是主要的γ-干扰素的来源，沙门菌是一种类似于单核细胞增多性李司忒（氏）菌的胞内细胞。因此，尽管取得了所有这此研究，单核细胞增多性李司忒（氏）菌感染后的关于早期γ-干扰素表达的细胞来源目前还不清楚。由于γ-干扰素在抵御单核细胞增多性李司忒（氏）菌感染方面的重要作用，表明找出γ-干扰素来源是非常重要的。但Shu-Rung等（2007）却认为，在以前的报道中各个数据上的冲突可能是因为使用不同的小鼠和不同的体内及体外操作，如在体内枯竭或长期在体外培养。他们应用胞内细胞染色的技术来观测单核细胞增多性李早期感染后的表达γ-干扰素的细胞，这种做法最大限度地减少所有在体外和体内的操纵。最后他们得出这样的结论：NK1.1+CD11C+细胞是单核细胞增多性李早期感染后的γ-干扰素的主要来源。其中现在已经能够确定NK1.1+CD11+细胞作为在体内感染单增李后的主要的表达γ-干扰素的细胞。很大比例的NK1.1+和CD11C+细胞其实就是NK1.1+CD11C+细胞，即使在年轻的脾、淋巴结、血液、骨骼中。但NK1.1+CD11+、NK1.1+CD11C-和NK1.1-CD11C+之间的功能的异同及他们之间发展关系需要进一步调查。
.3 IFN-γ受体  IFN-γ受体发球细胞因子受体超家族（cytokine receptor superfamily）的一员，与其他受体不同的是它自己本身没有激酶活性。研究结果表明，IFN-γ受体由2条种属特异性的多肽链组成，IFNGR-1（A链）和IFNGR-2（B链），A链和B链都包括胞外区、跨膜区和胞内区3个部分，其中胞外区负责与IFN-γ结合，具有种属特异性；与受体胞外区相连的是一个跨膜区，负责信号向胞内传递；胞内区也有一些蛋白酶与之相连。其中IFN-γ受体（IFN-γR）由α和β2种亚基组成。IFN-γR的α、β亚基分别定位于人第6和21对染色体上，以及小鼠第10和16对染色彩带上。α亚基即配体结合亚基，是二价的高亲和力受体，与同型二聚体的IFN-γ结合形成稳定的1：2中间复合体，其胞外区与IFN-γ的N末端结合，而胞液区与C末端结合。随后，这一中间复合体作为结合模板，结合2分子β亚基，生成有活性的1:2:2信号复合体，从而介导信号向细胞内传递。IFN-γ与细胞表面特异性受体结合后可触发受体蛋白的磷酸化和二聚体化，激活宿主效应基因，抑制病毒复制，通过广泛表达的特异性受体（除红细胞上不表达）发挥作用。如人IFN-γ受体由2条链组成：IFNGR-1及IFNGR-2。IFNGR-1分子质量为90 ku，为结合配体所必需，其基因定位于人染色体6q16-22或鼠16号染色体；IFNGR-2，主要参与信号传导，其基因定位于人染色体21q22.11或鼠16号染色体（孙曼妮，2007）。其他动物的IFN-γ受体未见报道。
2  IFN-γ的基因表达与调控
基因工程技术的发展，极大促进了IFN-γ的研究和发展，使IFN-γ基因的克隆与表达成为可能，通过克隆表达IFN-γ基因获得多肽将带来极大的社会经济效益。Goeddel(1998)报道IFN-γ基因克隆成功。1995年，人IFN-γ基因被准确定位于12号染色体1区4带（12q14），有4个外显子，转录因子指导IFN-γ基因的表达。此外还发现，IFN-γ基因有3个内含子，定位于小鼠第10对染色体上。随后在畜牧中畜禽的IFN-γ相继地被克隆和表达，并且不同种类的IFN-γ基因表达也不一样，表明了IFN-γ基因表达具有种类特异性。
Digby等（1995）首次成功克隆了鸡Ⅱ型干扰素（chicken interferon-γ）基因，它含有492bp的开放阅读框架，编码164个氨基酸，成熟蛋白由145个氨基酸组成，分子质量为16.8ku，与马和人的氨基酸序列同源性分别为35%和32%，而与Ⅰ型IFN的同源性仅为15%。因此，根据核苷酸和氨基酸序列的变异规律，可以推算IFN基因的进化过程。据估计每1百万年单拷贝DNA的变异率为0.1%，故推断，IFN-Ⅰ、Ⅱ的出现发生在3.5亿年以前的鸡和哺乳动物的分化。与国外研究比较，国内对鸡IFN-γ的研究起步较晚。刘胜旺等（2000）运用RT-PCR技术在ConA刺激的鸡淋巴细胞中克隆到该基因，在此基础上，丁忠庆等将该基因亚克隆与大肠杆菌原核表达载体上，并获得高效表达。曹瑞兵等（2004）从经ConA诱导培养的猪外周血白细胞中扩增出猪IFN-γ基因，经改选后插入原核表达载体pRLC，并实现了在大肠杆菌中的高效表达。表达产物以包涵体形式存在，经变性、复性、脱盐、凝胶层析纯化处理，重组猪IFN-γ具有较高的干扰素活性。王云龙等（2007）研究结果表明，根据poIFN-γ的氨基酸序列，选择大肠杆菌所偏爱的密码子，设计并合成了24个寡核苷酸片段。通过重叠区扩增法，成功地合成了poIFN-γ的成熟蛋白编码基因，转入表达载体pBV222中，实现了poIFN-γ在大肠杆菌中的高效表达，表达产物主要以包涵体形式存在，经Ni2+-NTA亲和层析纯化，获得了纯度较高的目的蛋白。谢昆等（2007）在原核和真核表达系统中成功的表达了重组鹅IFN-γ成熟蛋白，并制备出了其原核表达产物的多克隆抗体。张红燕等（2004）构建转化载体pPIC9K/bovIFN-γ基因，并转化至巴斯德毕赤酵母GSII5中，获得重组酵母菌GSII5/bovIFN-γ。潘志明等（2005）采用逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）技术从奶牛脾脏淋巴细胞中扩增出了bovIFN-γ成熟肽段cDNA，并在大肠杆菌中成功表达了有活性的配合蛋白。

IFN-γ基因表达受多种因素调控。IFN-γ转录因子如NFAT、sTA4、T-bet(T-box expressed in TceUs)与启动子结合，调节基因的表达。免疫抑制剂环孢霉素可以抑制IFN-γ基因的表达。研究结果表明，许多中草药有诱生干扰素的作用，如黄芩、黄连、生地、金银花、蒲公英等有诱生γ-干扰素的作用。
3 IFN-γ在畜牧方面的生物学功能及其作用机制
3.1 生物学功能  研究结果发现，大多数免疫调控类细胞因子是免疫和体液免疫的传入和传出中都起着重要作用，在传入支中活化淋巴细胞，调整淋巴细胞和其它细胞的生长和分化，以增强或抑制免疫应答；在传出支中能增强炎症细胞和非炎症细胞的代谢和功能。因此，细胞因子既显示了调节淋巴细胞的功能，又能增加炎症细胞排除异物的活性。细胞因子在机体内除了可以单独发挥作用外，更重要的是通过细胞因子间的相互诱生，以及产生的生物学效应间的相互影响，构成了一个的细胞因子网络系统，在免疫应答中发挥着重要作用，但是机体内的各种反应并不是单独存在，一种反应在一定的程度上也能影响或刺激其他的反应体系。IFNs在抗病毒、免疫调节、抗肿瘤效应方面是一类天然糖蛋白。尤其是由Th细胞、CTL和NK细胞产生的γ干扰素在促炎症反应中发挥重要作用。
3.1.1抗病毒作用 干扰素系统是机体对病毒感染的重要防御系统，它与细胞免疫、体液免疫及各种非特异性因子一起，共同担负着抵御病毒感染的任务。除少数情况外，大多数急性病毒感染都伴随着干扰素的产生。张霞等（2007）认为IFN-γ作为一种细胞因子，作用于不同的细胞群体，以调节免疫系统，从而协同抗病毒效应。秦立廷等（2007a，2007b，2007c）研究结果表明，rBoIFN-γ在重组杆状病毒rBac-BoIFN-γ感染的sf9昆虫细胞中获得良好表达，并具有高效抗病毒活性。同时在鸡γ-干扰素在管理费用杆状病毒中的表达及抗病毒性的测定中也证明了重组杆状病毒能良好表达ChIFN-γ，并具有高效抗病毒活性。在猪的试验中也得到了同样的结果。也有人研究结果表明猪的γ-干扰素具有高效抗病毒的作用。猪IFN-γ在抑制口蹄疫病毒（FMDV）、猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）和非洲猪瘟病毒（ASFV）的试验中效果明显，并且，猪IFN-γ与疫苗联用，可加强免疫应答，改善染毒动物的生长性能。最近，机体猪IFN-γ水平的高低被作为评价疫苗诱导细胞性免疫应答的指标。其实干扰素在病毒感染的各个阶段都发挥一定的作用，在防止再感染和持续性病毒感染中也有一定作用。在人类和小鼠研究结果表明，早期（先天）干扰素IFN-γ反应是疟疾感染的结果的一个关键的决定性因素。在这项研究中，Newwan等（2006）研究结果表明，被恶性疟原虫感染了红血细胞的人NK细胞活化产生γ-干扰素是严格依赖于髓性树突状细胞和单核细胞两个辅助细胞种群发出的可介导和的和可溶性（细胞因子）的信号，并受其监管。就IFN-γ来说，它的抗病毒作用有种属特异性（龚非力，1998），一般来说，作用于同一种属的细胞时活性最强。
3.1.2 免疫调节作用  就目前研究，IFN-γ的生物学功能主要还是集中在免疫调节功能上。干扰素-γ主要活性就是参与免疫调节，在体内起双向调节作用。一方面，干扰素-γ可激活NK等细胞，增强抗病毒、抗肿瘤的功能；另一方面，它能抑制 B细胞分泌IgE，从而避免因IgE水平过高而发生I型超敏反应，它还能恢复抑制性T细胞的功能、减少免疫复合物的局部沉积，抑制Ⅲ型超敏反应的发生。张薇薇（2001）报道Ⅱ型干扰素的免疫调节作用主要体现在：影响Th细胞间的相互作用；IFN-γ与IL4的对抗作用；IFN-γ在Ig转换中的控制作用等3个方面。Kim等（2001）以IFN-γ质粒分别与人类免疫缺陷病毒（HIV）env/rev、猪流感病毒（SIV）gag/polDNA疫苗共同免疫猕猴，结果IFN-γ可促进记忆性脾细胞由分泌IFN-γ和白细胞介素5（IL-5）转向只分泌IFN-γ，在幼鼠模型中还观察到以IgG2a为生的抗体反应。Chow等（1998）报道IFN-γ质粒与乙肝病毒（HBV）DNA疫苗共免疫，可诱导显著的Th1型细胞免疫和高IgG2a抗体滴度，但明显抑制Th2型免疫反应和IgG1的产生，还观察到极显著的杀伤性T淋巴细胞（CTL）活性。刘剑锋等（2007）报道IFN-γ的生成可促进Th0细胞向Th1分化，而抑制rI1l2的生成，由于tI1h1和rnl2分别介导机体细胞免疫和体液免疫，因此IFN-γ可根据不同病原感染，与其他细胞因子（如IL-4等）共同作用，对机体进行免疫干预，实现免疫系统防御功能。IFN-γ是主要的巨噬细胞活化因子（MAF），促进巨噬细胞吞噬能力和炎症反应，并可直接促进T、B细胞分化和CTL成熟，刺激B细胞分泌抗体，从而增强机体免疫机能。江涛等（2007）研究结果表明，将编码弓形虫微线蛋白3（MIC3）的真核表达质粒pc MIC3和编码干扰素（IFN-γ）的真核表达质粒pc IFN-γ各100g混合肌肉注射，间隔2周、3次免疫Balb/c小鼠，同时设相同剂量的pcMIC3、pcDNA和PBS免疫对照组。分别以酶联免疫吸附试验（EILSA）、四氮甲唑蓝（MTT）比色法和乳酸脱氢酶释放法（IH）检测试验小鼠血清的特异性抗体、脾淋巴细胞的增殖应答和细胞毒性T细胞（CTL）活性，并观察腹腔接种弓形虫RH株速殖子后质粒的免疫保护效果。结果表明，与其它试验组相比，pc MIC3+pc IFN-γ组试验小鼠在免疫8周后的ELISA抗体水平、脾淋巴细胞的增殖应答和CTL活性显著或极显著提高，免疫小鼠45d时的生存率100%，能有效抵抗小剂量弓形虫强毒株的攻击。IFN-γ是细胞介导的免疫应答中关键的成分，已有证据表明，IFN-γ可能是移植排斥过程中极为重要的分子。此外还有报道在宿主对寄生虫感染的免疫应答过程中，IFN-γ也发挥着重要的免疫调节作用。

3.1.3抗肿瘤作用  IFN-γ在抗肿瘤方面的报道虽然相对上面的两个方面显得很渺小，但是IFN-γ的这种活性却有可能是上述两种生物学功能的综合作用的结果。对于不同的靶细胞γ-干扰素呈现出不同的影响效果，能诱导细胞的活化和通过激活细胞凋亡途径加强生存或介导的细胞死亡。在临床上，γ-干扰素对多种癌症表现出抗癌抗菌素的作用，包括淋巴癌、黑色素瘤及多发性骨髓瘤（Wadler等，1990）。在乳腺癌患者，令人鼓舞的结果已证明时，γ-干扰素联合白细胞介素被应用（Hadden，1999）。在体外用IFN-γ治疗肿瘤细胞时低剂量能促使细胞周期停止或较高课题能使细胞凋亡。事实上，低浓度的γ-干扰素对CD95L诱导的肿瘤细胞凋亡有致敏作用（O’Connel等，2000；Seidelin等，2004），通过半胱天冬酶-8的增加（Ruiz-Ruiz 等，2004）；Ruiz-Ruiz等，2000）。然而，肿瘤以各种各样的以免疫效应细胞不能识别的方式进化着，包括表面识别结构的下降调节，如MHC分子、共刺激分子、粘附分子和/或免疫掏调解剂的释放，包括白细胞介素-10，转化生长因子-β和PGE2，以抑制T淋巴细胞、NK细胞和DC功能（Browning等，1992）。它抗肿瘤主要表现在：抑制肿瘤的增殖，但需连续使用干扰素才有效；抑制肿瘤细胞的增生，干扰素作用于细胞膜，刺激腺苷酸化酶，使cAMP增加，抑制NDA的合成及细胞分裂，故有抗肿瘤作用；干扰素能改变瘤细胞表面性能，诱发新的抗原，从而易被免疫监视细胞识别并加以排斥；通过免疫调节，提高机体抗肿瘤免疫力。干扰素能增强巨噬细胞及NK细胞的杀伤力，增强细胞表面抗原和受体的表达，抑制B细胞的功能，从而降低肿瘤细胞表面封闭抗体的水平。相对于Ⅰ型干扰素来说，IFN-γ抗肿瘤作用最强（孙卫民，1999）。Maria等（2005）在对γ-干扰素的研究中表现出了前所未有的机制，即认为γ-干扰素诱导肿瘤的识别。结果还表明，以不显著诱导细胞死亡的浓度的γ-干扰素治疗肿瘤能激活细胞应激反应，结果又导致细胞内HSP72的表达量的增加，这必然会释放到细胞外。此外，γ-干扰素诱导HSP72释放是通过一个独立的古典蛋白转运途径这样一个机制形成的，并要求有完整的脂质筏的形成。在此之外，HSP72在外染色体里也能释放，并认为在外染色体释放的HSP72能提高细胞因子的释放，也能通过树突状细胞促进辅刺激分子的表达。这些研究结果的生物学意义是，在这里，呈现出一种额外的机制——用于γ-干扰素来加强肿瘤监测，这种检测依赖于从肿瘤中释放出来的有活性的HSP72。IFN-γ还能增强癌胚抗原（CEA）DNA疫苗的抗肿瘤效果，观察到高水平的Th1型免疫反应和杀伤性T淋巴细胞（CTL）作用，血清中IFN-γ分泌显著提高而白细胞介素4（IL-4）显著降低，呈现保护性免疫反应，因而不仅能抑制肿瘤的发展，而且能抑制转移性同源CEA阳性P815瘤细胞的生长（Song等，2000）。
IFN-γ也就是免疫干扰素在免疫方面的重要作用是为世人所共认的。它是一种强的巨噬细胞、NK细胞、血管内皮细胞活化剂，能激活巨噬细胞并促进其活性；能直接作用于T和B淋巴细胞，促进分化；能增强MHC Ⅰ类分子和MHC Ⅱ类分子的表达。总的来说它的作用体现在诱导单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、皮肤成纤维细胞、血管内皮细胞和星状细胞等MHGIT类抗原的表达，使其参与抗原提呈和特异性免疫的抗原识别过程；急性期蛋白合成，诱导髓样细胞分化；协同IL-2诱导LAK活性，促进T细胞IL-2R表达等方面。
3.2 作用机制  IFN-γ的生物活性在体内的作用机制是很复杂的，相关资料显示它可能有2种信号途径。研究结果表明γ-干扰素并不是直接与靶分子结合，首先要与靶细胞表面的特异性体即IFN-γ受体相结合，使受体发生二聚体化，导致结合在其上的JAK1、JAK2的磷酸化，激活的JAKs 进一步使受体磷酸化，招募并磷酸化胞浆内的STAT1。活化的STAT1以二聚体形式进入细胞核，结合GAS（gamma-activated sequence），诱导基因表达。这就是经典的JAK-STAT信号转导途径。一般认为，在未受刺激的细胞，JAK1与IFN-γR的α亚基相结合，JAK2与IFN-γR的β亚基相结合。在IFN-γ作用后，JAK2与α亚基相结合。JAK1和JAK2相互靠近，相互磷酸化后而激活，由此吸引有SH2结构域的STAT1结合到IFN-γ受体上，从而激活STAT1。激酶异二聚化相互激活使IFN-γRα亚基的Tyr440磷酸化，它可选择性地与STAT1α（P91）结合。STAT1的第569-700位氨基酸序列类似于Src同源结构（SH2），其中Arg602突变将会丧失其与IFN2γ受体的结合。STAT1与磷酸化的IFN-γR结合后，导致STAT1中Try701和Ser727磷酸化，形成同源二聚体（又称IFN-γ活化因子，GAF），进而激活STAT1潜在的DNA结合活性。STAT1的活化需要2类胞内信号事件的发生，一为结合IFN受体，二为依赖Ca2+向细胞内转移，并激活钙调素依赖激酶II（CaMKII），使STAT1第727位的丝氨酸磷酸化（Wu,2007）。

除了JAK-STA信号转导途径，γ-干扰素还存在其他的传导途径来行使它的生物学功能。IFN-γ与其受体结合后可以激活非受体型酪氨酸蛋白激酶（PTK），如Src家庭中的P59(fyn)。Uddin等证实IFN-γ作用于造血细胞系后，P59（fyn）活化并结合JAK2；在IFN-γ介导的信号通路中，P59(fyn)也能够与IFN-γ特异性依赖的Tyk2的接头蛋白C-Cb1相互接触。此外，已证实c-Cb1、CRKL、CRKII和Vav等起连接效应的接头蛋白参与了IFN-γ依赖的信号通路。在IFN-γ刺激下，c-Cb1发生酪氨酸磷酸化，为衔接蛋白CRKL提供了依靠位点。而CRKL通过其SH3区继而激活相应的鸟苷酸交换因子C3G和小G蛋白RAP21，发挥IFN-γ的抗增殖效应。此外衔接蛋白CRK蛋白含有的SH2与SH3结构域，能作为衔接分子促进由刺激引起的信号复合物的形成。SH2与上游蛋白-IFN受体作用，通过CRKL的N端SH3结构域与鸟嘌呤核苷酸交接因子（GEF）的C3G相联系。C3G是RAP1的一种GEF，也是一种与RAS相关的小GTP酶（Stork,2003）。通过CRKL依赖方式，IFN-γ能快速而短暂地激活RAP1（Lekmine，2002）。RAP1下游的激活是IFN抑制生长的一种机制。但对这种RAP1抗增殖作用的准确机制还在研究当中。除了RAP1-RAS，RAP1能活化有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号级联反应，RAP1下游的效应分子还与IFN-γ的免疫调节作用有关。Takaoka等在研究IFN-γ对小鼠胚胎成纤维细胞的作用时发现，IFN-γ能开放Raf-MEK-MAPK信号转导通路，且该通路的开放受JAK2激酶的调控。
还有报道认为：通过未知递质，由IFN-γ诱导的JAK能活化磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）的催化亚基p110。PI3K的活化导致下游PKC-8的活化，进而使STAT-1的ser727磷酸化，促进IFN-γ诱导的转录。PKC-δ作为STAT-1上ser727的磷酸激酶，通过介导促凋亡基因的转录，诱导凋亡，在IFN-γ的抗增殖、抗肿瘤特性中起重要作用。研究结果表明，不同PKC亚型的分布具有组织特异性，其他亚型的PKC如PKC-ε、PKC-θ也参与IFN-γ诱导的转录。除了促凋亡，PI3K还能促进IFN-γ诱导的小神经胶质细胞表达诱生型一氧化氨合酶（iNOS），促进单核细胞的黏附（孙曼妮，2007）。
4 在畜牧生产中的应用
自从γ-干扰素被人们发现、重组、构建、诱导、表达以来，人们对于它在各个方面的应用尤为关注。特别是γ-干扰素能在抗病毒、调节免疫应答和抗肿瘤等方面发挥着重要作用，就决定了它的应用涉及范围广泛，除了与最前沿的、研究较为成熟的临床各科有着密切的关系外，在畜牧行业的应用也越来越重要。在诸多的研究中，γ-干扰素应用相对来说较为广泛，其制剂可用于预防与治疗多种动物疾病。γ-干扰素主要用于病毒性感染、肿瘤、免疫系统疾病的治疗，如对鸡新城疫、流感、鸡痘、传染性法氏囊病、马立克氏病、网状内皮组织增殖病的治疗。郑仲金等报道干扰素在治疗猪的高热血病、仔猪黄白痢、雏鸡急性新城疫、蛋鸡急性新城疫、鸡传染性法氏囊病等畜禽病毒性病效果明显。IFN-γ对动物毒性小，高剂量仅有一般生物制剂的常见反应，抗原性很弱，可反复应用（郑仲金等，2007）。猪白细胞IFN对哺乳仔猪和断奶仔猪等病毒性腹泻或病毒、细菌混合感染引起的腹泻均有良好的预防和治疗效果（徐彦祥，2000）。重组羊IFN-γ在羊细胞上对衣原体有较好的抑制作用，猪重组IFN-γ能有效抑制VSV病毒的复制，重组奶牛IFN-γ对试验性大肠埃希菌引起的乳房炎具有较好的预防和控制效果（许金俊，2004），重组鸡IFN-γ在体内能明显抵抗球虫作用（叶秀华等，2004），重组鹅成熟IFN-γ可以诱导鹅巨噬细胞产生NO，并能抑制GPMV在鹅胚成纤维细胞中的增值，与AIV的HA基因在鸡痘病毒中共表达能够有效提高疫苗的免疫效力和降低病毒载体的毒力。此外，干扰素可以采用药物控释技术制作成胶囊或纳米粒子，与适宜载体结合，作为保健型饲料添加剂使用。由于γ-干扰素具有较强的免疫调节作用，可以开发用于体质弱、免疫功能低下的病畜。
γ-干扰素在动物疾病方面的作用研究很多，在动物营养方面却很少。如今，动物养殖中，存在着各种各样的应激，比如冷应激、热应激、药物应激等，这些应激通常造成了畜禽的生产性能降低、胴体肉品质降低等。为了更好的解决这一问题，人们开始研究γ-干扰素对应激动物的影响。γ-干扰素在畜禽养殖业中的作用越来越被人们所认同。然而，阶段研究者特别是国内对该领域的研究还处于起步阶段，仅限于该类基因的克隆和表达，很少涉及应用及其最佳给药途径、作用效果、作用机理等方面的研究。特别是γ-干扰素抗热应激方面的研究，在国内外尚属空白。
总的来说，目前γ-干扰素在中国畜牧生产上的应用仍然很少，基本还停留在基因诱导、构建和管理费用等基础试验中，且试验步骤大多借鉴前人的和国外的试验步骤，在基因表达方面相对比较薄弱，更不用说重组γ-干扰素大量生产，用于实践中了。因为生产成本太高限制了其广泛的应用。因此在基础理论和实践应用上仍需要进行大量的研究，应该探索更有效的基因表达体系，以能高水平表达γ-干扰素基因。但相信随着γ-干扰素进入分子学研究阶段，畜禽γ-干扰素的分子结构、来源、生物学特性和作用机理不断得到阐明，各种畜禽γ-干扰素基因得到克隆和表达，将给目前日益泛滥的畜禽疾病，特别是病毒性和肿瘤性疾病的防治带来新的曙光。尤其是在大规模生产的今天，应激越来越严重，由应激带来的损失也越来越多，人们正在寻找各种各样的途径去解决这一问题，比如开发各种各样的绿色的新型的饲料添加剂，在这些添加剂中γ-干扰素以其强大的免疫调节作用被人们不断关注和研究。根据目前畜牧生产和疾病发展以及对γ-干扰素的研究情况，应优先培育出抗应激的基因工程产品，以解决畜牧中的这一新兴的问题。