张勇朝 秦娜琳 译
IL-12是一种异源二聚体形式的前炎症细胞因子，能诱导IFN-γ产生，协助Th1细胞的分化并联系固有免疫与适应性免疫。树突状细胞（DCs）和吞噬细胞在对病原菌感染期间产生IL-12，其产生依赖于编码IL-12基因表达调节的不同机制，TLR（Toll-like receptor）表达模式以及不同DC细胞亚群之间的交叉调节（包括细胞因子IL-10和IFN-Ⅰ。然而最近的证据反对Th1应答对IL-12的绝对需要。在此我们将讨论在CD4+及CD8+Th1细胞成熟中IL-12和其他因素的相关作用，包括IL-23和IL-27（两者是最近发现的异源二聚体形式细胞因子家族的成员）在此过程中的参与。
机体对病原菌的初次应答即炎症反应，是由具有防御功能的细胞的迁移，血管通透性的改变及可溶性介质（比如细胞因子、趋化因子及IFNs）等决定。炎症细胞和可溶性介质有潜在的抗微生物活性，同时他们也代表固有免疫的效应阶段。固有免疫应答的活化不是病原菌特异性的，但它依赖于与种系编码（由大群微生物保留和共有的）受体（识别模式受体）的结合。在这些受体中，TLRs家族至少由十个成员组成，他们分布于不同的炎症细胞之间，识别不同种类的病原菌并诱导相似但非特异的前炎症介质的产生。这些位于炎症细胞上的受体的分布状况决定了由不同病原菌诱导产生的细胞因子、趋化因子和干扰素的一些特性，而后者主要引起细胞或血管内炎症反应及固有免疫的活化。
干扰素在固有免疫中的重要性不仅仅是因为他们的抗病毒活性，更是因为他们能调节固有免疫和适应性免疫细胞的功能。特别是干扰素作为吞噬细胞抗微生物功能的有效激活剂，它在对致病菌、真菌及胞内寄生虫的免疫中发挥重要作用。虽然干扰素原来被认为是抗原特异性T细胞的产物，但在固有免疫应答中，它主要由NK细胞以及旁路活化的特异性T细胞产生（包括NKT细胞，CD8+T细胞和γδ+T细胞）。巨噬细胞、树突状细胞和B细胞也能产生大量的IFN-γ，虽然他们有关的分布仍待充分证实。
虽然固有免疫在抗感染和减少病毒等方面是有效的，但只有在适应性免疫产生之后无菌治疗或控制感染才获得成功。然而具有克隆分布受体的抗原特异性T、B细胞群扩增的需要，大约在初次感染一周后才能诱导有效的适应性免疫应答。固有免疫和适应性免疫不是对病原菌免疫的简单线性或互补性机制，而是通过细胞接触和可溶性介质的分泌互相调节。特别是在对病原菌的炎症性固有免疫应答过程中建立的细胞因子环境，其致使抗原特异性T细胞向淋巴结的迁移，并在这里遇到抗原提呈细胞（APCs）。
Th1和Th2细胞分别对胞内和胞外病原菌感染产生有效应答。在抗原特异性T细胞克隆扩增时产生细胞因子，Th1和Th2由此被诱导产生。在炎症固有应答时产生的细胞因子决定T细胞向适应性免疫应答效应型的转变。最先确认IL-4是启动Th2应答的细胞因子，而后发现IL-12在Th1应答中有重要作用。在这篇综述中，我们概括了IL-12的生物学特性并重点讨论一些在该领域的新进展。特别是异源二聚体型细胞因子IL-12家族的新成员，IL-12产生的复杂的正性和负性调节，在调节IFN-r产生和Th1应答中与其它T细胞信号和细胞因子有关的IL-12的作用，以及在产生IL-12和协调对不同病原菌的固有和适应性免疫应答中DC细胞亚群表现出的早期作用。
IL-12及其受体
IL-12被确认为是经EB病毒转化的人类B细胞系的产物，它能活化NK细胞，激活淋巴因子活化的杀伤细胞（LAKs），并诱导IFN-γ产生和T细胞增殖。IL-12的主要产生者是对微生物的刺激应答的吞噬细胞和DC细胞。
IL-12是由35kd的轻链（p35或IL-12α）和40kd的重链（p40或IL-12β）两条异源二聚体构成。p35和其他的单链细胞因子具有同源性，但p40却和造血细胞因子受体家族成员的细胞外区域同源。IL-12这种罕见的结构可能来源于IL-6家族的原始细胞因子及它的一条受体。另外明确了两个和IL-12相关的异源二聚体型细胞因子IL-27和IL-23。这提示IL-12是异源二聚体型细胞因子小家族的原型成员。
IL-12受体由IL-12Rβ1和IL-12β2组成。两链激活JAK-STAT（连接蛋白-信号转导子和转录激活子）信号转导通路。IL-12独特的细胞效应主要是由于STAT4的活化，由以下事例证明：遗传上STAT4基因缺陷鼠和IL-12p40缺陷鼠有同样的表型。IL-12R主要由活化的T细胞和NK细胞表达，IL-12R在其他类型的细胞上也表达，比如DC细胞和B细胞系。IL-12R在大多数静止T细胞上不易检测到，但在NK细胞上低水平表达，这或许能解释这些细胞以及某些T细胞亚群对IL-12迅速应答的能力。活化的T细胞通过TCR来下调IL-12R双链的转录和表达，特别是β链的这种下调能力通过IL-12自身、IFN-α、IFN-γ、TNF和CD28的协调刺激而得到增强。
IL-12p40的生成要比IL-12和IL-23异源二聚体多得多，当由人类单核细胞和DC细胞分泌的IL-12p40和p40特异的抗体发生免疫沉淀反应时，只有IL-12p35和IL-23p19链能发生协同沉淀，这就提示比其他异源二聚体分泌的多的p40是作为自由链而被提成表达的。IL-12p40以二硫键连接的同源二聚体和单聚体形式由转染的细胞分泌。在鼠中已经观察到p40同源二聚体的产生。由转染的细胞分泌的p40同源二聚体没有生物学活性，但它以和异源二聚体相似的亲和力和鼠IL-12Rβ结合并且和其竞争和IL-12R结合。基于这些数据，现在推测在鼠中p40同源二聚体是IL-12的天然抑制物。然而，人和鼠p40同源二聚体和人IL-12Rβ的亲和力要比异源二聚体低的多，并且没有观察到非转染人类细胞能产生p40同源二聚体，即使在有大量p40单链产生的条件下也没有观察到。因此，在人类中，IL-12p40同源二聚体并不是IL-12的生理拮抗剂。
IL-12生成的调节
现在已经知道IL-12主要是激活的炎症细胞的产物（单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、小胶质细胞和DC细胞）。虽然对IL-23和IL-27的产生研究的还不是很清楚，但生成这两种细胞因子的细胞亚群和诱导其产生的刺激信号好象（或至少部分是）和生成IL-12的细胞和信号类似。
IL-12在和T细胞作用过程中产生IL-12及诱导Th1应答的能力首先在体外实验中发现，然后在体内发现。在暴露于弓形体 gondii（T.gondii）的可溶性提取液或LPS中的小鼠脾脏中，CD8α+DC细胞而非巨噬细胞是合成IL-12的第一个细胞，虽然IL-12同源二聚体的产生可通过CD40L的刺激增强，但IL-12最初的生成却比较迅速，并发现它依赖于IFN-γ和来自T细胞的信号。虽然许多微生物刺能激诱导CD8α+DC细胞较早产生IL-12，但其他病原菌（比如流产布鲁氏杆菌或CpG-containing bacterial DNA）可诱导CD8α+和CD8α-CD细胞较早产生IL-12。在对几种病毒感染应答时，IL-12和IFN-α主要由最近被描述为鼠Ⅰ型干扰素生成细胞（mIPCs）或类浆细胞DC细胞产生。CD8α-CD11b+"骨髓样"DC亚群在对病毒应答时也能产生一些IL-12，但可被由mIPCs产生的IFN-α所抑制。
在IL-12生成的调节中DC细胞和吞噬细胞的几个最重要的区别可能与在炎症开始及免疫应答时DC细胞较早而机械的活性有关。与吞噬细胞相比，DC细胞产生IL-12异源二聚体对IFN-γ或其他增强性细胞因子的依赖性要少的多，然而值得注意的是在体内DC细胞产生IL-12对IFN-γ和T细胞信号的要求。对此问题的研究主要借助T.gondii刺激T细胞完成（一种生物体，诱导IL-12产生的机制不同于TLR配基，这可通过它经由CC型趋化因子受体5传导信号所要求的条件来证实）。因此，不能把这些结果推断于其他病原菌。在已报道的DC细胞和吞噬细胞的区别当中，最让人感兴趣的就是在吞噬细胞中，C-REL对p40的生成是必需的。但在CD8α+DC细胞中，这个要求却可被替代。在DC细胞中，C-REL只是编码p35的基因转录所需。由Gαi蛋白介导的信号转导对吞噬细胞及DC细胞产生IL-12有很重要的限制作用。在Gαi缺陷小鼠中两种细胞因子产生得到增强证实了这点。然而单核细胞趋化蛋白和其他抑制巨噬细胞产生IL-12的配体对DC细胞是无效的。这就提示在DC细胞和吞噬细胞产生IL-12的调节中有不同的G蛋白（GPCRS）参与。
IL-12生成的正调节 所有编码IL-12的基因必须在同样的细胞中协调表达以产生有生物学活性的异源二聚体。当缺乏IL-12p35或IL-12p19时，p40以单体形式或同源二聚体形式分泌，而只有当和p40联系时p35才能分泌。虽然通过游离的p35特异的放射免疫测定法在无细胞上清夜中未检测到p35，但编码IL-12p35的信使RNA在许多种细胞中都存在（包括现在还不知道能产生IL-12的淋巴细胞）。相反，编码p40的mRNA好象仅存在于能产生具有生物学活性的异源二聚体的细胞当中。当应用混合细胞群时，p35mRNA绝大多数奎亭的表达使得在分析其调节时变得很困难。然而，当应用纯细胞群时（例如单核细胞或DC细胞），在细胞活化后两个基因明显被诱导。即使在活化的炎症细胞中p35转录子的含量也非常低，正因为这种情况，现在推测p35的表达在异源二聚体产生时有比率限制，虽然异源二聚体的形成也被转录后机制控制。
和其他的炎症细胞因子相似，IL-12的生成严格受正性和负性调节机制控制。来自包括细菌、胞内寄生虫、真菌、双链DNA、细菌DNA及CpG-寡聚核苷酸在内的微生物的产物都是巨噬细胞，单核细胞，中性粒细胞和DC细胞IL-12生成的强有力的诱导剂。不同的诱导剂的相对效率取决于具有这些产物衔接的TLRs的吞噬细胞和DC细胞亚群的不同表达情况。然而，尤其是对于吞噬细胞，单独的TLR配体不足以诱导IL-12异源二聚体的产生，并且它们经常诱导低水平的p40表达；不同的细胞因子（如IFN-γ和IL-4）能增加细胞产生IL-12的能力。IFN-γ能增强编码p40和p35的基因的转录，但它对异源二聚体的产生具有特别明显的效应。它究竟是通过诱导p40和p35转录子之间自由的比率还是通过影响转录后机制来完成对IL-12的调节还需进一步研究。在炎症和Th1应答中，IFN-γ增强IL-12生成的能力形成了一个正反馈机制。奇怪的是，Th1细胞因子IL-4和IL-13对IL-12的生成也具有潜在的增强作用。IL-4和IL-13对编码p40基因的表达具有双重效应：在治疗早期（小于24小时）它们抑制p40的产生，但在晚期却有很强的增强作用。IL-4和IL-13通过扩大编码p40和p35（特别是后者）基因的转录而发挥作用。对于增强异源二聚体的生成它们甚至比IFN-γ更有效。就DC细胞而言，这两种细胞因子的效应是特别显著的，因为IL-4及IL-13经常用于在实验室从单核细胞或造血细胞前体向DC细胞的传代，因而也就解释了为什么DC细胞能从这些培养系统中获得比体外纯培养更强的产生IL-12的能力。
T细胞并不是仅仅通过生成诸如IFN-γ及IL-4等细胞因子来增强IL-12的生成，也通过直接的细胞间相互作用（主要是TNF家族的配体）：最好的例子就是活化的T细胞上CD40L与DC细胞或巨噬细胞上的CD40之间的相互作用。起初由细菌刺激诱导DC细胞CD40的表达并使之对CD40L应答以致IL-12产生。虽然对巨噬细胞的研究显示CD可能影响p40而不是p35的产生，而且和由LPS诱导产生的p35相比由CD40L诱导产生的p35转录子很少被翻译，但通过CD40诱导IL-12异源二聚体产生的刺激能力却归功于优先诱导DC细胞中编码p35基因的转录。IL-12产生的第二信号可能不仅来自适应性免疫应答中激活的T细胞，也来自固有免疫中的效应细胞（比如NK细胞），两者都是通过IFN-γ和IL-13的分泌及细胞间的相互作用赖完成的。
IL-12生成的负调节 在对病原菌有效免疫和有害的系统感染之间机体内存在着良好的平衡。IL-10是维系这个平衡的关键因素，它是IL-12产生的有效的抑制剂，通过诱导一种尚未明确的蛋白的合成来阻断两个编码基因的转录。在IL-10缺陷鼠对各种病原菌未控制的致死性系统性炎症应答中显示了IL-10的重要的调节作用。转化生长因子β（TGF-β）也是IL-12生成的抑制剂。虽然就诱导IFN-γ产生和Th1应答而言IFN-α和IFN-β有一些相似的功能，但他们都能抑制IL-12的产生。奇怪的是，在调节炎症性应答和IFN-γ产生时，和IL-12相关的另外一个细胞因子TNF也能抑制IL-12的产生。
IL-12的生成通过配体与Gαs偶连的GPCRs的结合而被明显抑制，主要是通过他们对cAMP的诱导。其最初被报道是因为前列腺素E2能抑制IL-12的产生（更可能的通过EP2和EP4受体）。这个概念随后又被扩展到其他的Gαs偶连受体，比如α2-肾上腺素受体，腺苷受体A2α，组胺受体H2以及血管活性肠肽受体。霍乱毒素能加强由Gαs介导的对IL-12的抑制效能（无论在体内还是在体外该毒素都是Gαs抑制IL-12产生和Th1应答的激活剂）。经过几个而并非全部的信号转导，Gαi偶连受体也能抑制IL-12的产生及随后对Th1应答的诱导。特别是CCL2，CCL8，CCL7，CCL13（MCP1-MCP4）以及补体C5a和甲酰基肽fMLP都能抑制巨噬细胞产生IL-12，但并不抑制DC细胞。经百日咳毒素处理的鼠的脾脏细胞（百日咳毒素能抑制Gαi蛋白信号转导）或来自Gi2α缺陷鼠的脾细胞对各种刺激均具有很强的产生IL-12的能力。注射有大利氏曼原虫和经百日咳毒素处理的BALB/C鼠表型恢复正常，并且在draining淋巴结中利什曼虫特异性Th1应答能力得到增强。这就提示在体内IL-12生成调节和Th1应答中内源性Gαi蛋白信号传导具有非常重要的作用。Gαi蛋白抑制DC细胞IL-12产生的能力有个重要的特例，就是在诱导鼠（被注射有T.gondii速殖子的提取物）脾脏CD8α+DC细胞亚群IL-12的合成时要求有Gαi蛋白偶连的细胞因子受体CCR5的配合。其他位于APC表面的非GPCRs对IL-12生成的抑制也能调节免疫应答，具体的例子有：麻疹病毒和C3b对CD4b的活化；iC3b对CR3的活化，血小板凝血酶敏感蛋白对CD47的活化及免疫复合物对Fc受体的活化。在许多IL-12生成被抑制 的条件下，IL-10的生成被诱导，虽然对IL-12生成抑制的各种机制被认为是非IL-10依赖的，但这些结果却显示可能有重要含义的这两种蛋白的表达具有交互调节作用。
P40和p35基因转录的调节 编码p40的基因的启动子现在研究的比较详细，但编码p35的基因却很少有资料可借鉴。就编码p40基因转录调节而言，对核小体状态、染色质重建及转录因子结合的分析显示，巨噬细胞p40基因启动子在核小体排列中构型正常。巨噬细胞经LPS活化后，核小体1选择性重建以致允许该区域和转录因子C/EBP（CCAAT/增强子结合蛋白）的组装。然而，核小体1的重建并不足以使编码p40的基因转录，并且p40包含有几个对其可诱导表达功能上很重要的其他元件。（详见Box2）
对IL-12p35基因表达的分析比较复杂，不仅因为其奎亭的表达，也因为其表达水平低。直到发现IFN-γ对表达的原始效应后，鼠和人类编码p35基因的启动子区域才被克隆。他们包含有公认的模序（该模序结合转录因子，如SP1，IFN-γ应答元件（γ-IRE），PU.1及C/EBP）。人类编码p35的基因可以至少从两个部位启动转录：一个在B淋巴胚细胞中活化，另一个在单核细胞中活化，而后者具有TATA盒序列。在鼠中它可能是原祖p35启动子的一部分。它启动一较短的mRNA转录。鼠编码p35基因多重转录的起始部位已经明确，未受刺激和受刺激细胞相比四个同型p35mRNA表达处于不同水平，只有刺激后加速表达的同型mRNA支持p35链的翻译。这就提示p35的表达同时受转录和翻译水平的调节。人和鼠启动子复合转录起始部位的存在提示启动子在不同类型细胞中的作用具有使人非常感兴趣的前景。
IL-12的翻译后加工 P40和p35蛋白亚单位在细胞内由不同的机制加工。P40的加工遵循去除信号肽和向内质网转位相伴随的共翻译模式，但p35蛋白前体向内质网的转位并不伴随信号肽的切除；并且p35信号肽的去除经过两次连续的剪切。第一次剪切发生在内质网中信号肽的疏水区。虽然蛋白质前体在进入内质网时已糖基化，但它并不影响第一次剪切。而后，p35信号肽剩余的蛋白质由第二次剪切去除，可能涉及一种金属蛋白酶。第二次剪切位点的突变能抑制p35的分泌，应用膜霉素抑制糖基化也能抑制它的分泌。相反，p40蛋白的分泌却不受糖基化的影响。这些结果显示，IL-12的生成存在着不同的调节机制，并且p35的加工在控制有生物学活性的IL-12异源二聚体的产量中有重要作用。
IL-12的生物学功能
尽管IL-12也作用于其他类型的细胞，但主要研究的是其对于淋巴细胞的作用。由IL-12诱导的IFN-γ介导IL-12的许多前炎症活性，然而IL-12协助Th1细胞应答的能力证明其具有作为免疫调节性细胞因子（连接固有免疫和适应性免疫）的功能。所以在一些小鼠实验中，揭示了IL-12在Th1细胞应答中的具有重要作用（即维持机体特有的自体免疫），也表明IL-12有助于抵抗许多感染，特别是细菌感染和胞内寄生虫感染。对IL-12在Th1细胞应答中的作用的解释来自于在很多体外研究中应用IL-12p40特异的抗体或应用遗传性缺陷IL-12p40的小鼠。当以那些遗传上缺乏IL-12分子或IL-12受体的小鼠为对象研究IL-12在维持Th1细胞应答中的作用时发现几处不同点：就它们能够诱导异种CD8+T细胞和抵抗结核感染的能力而言，一般p40缺陷的小鼠比p35缺陷的小鼠更易受到抑制。尽管IL-12p40缺乏小鼠不易受实验性过敏性脑脊髓炎（EAE）的影响，但p35缺乏鼠比其它野生型鼠易受EAE影响。单独的IL-12p40链可能具有介导生物学功能（例如异种CD8+T细胞活性或吞噬细胞趋化性）的活性，这就解释了抑制p40链和抑制p35链的研究之间的不同。现在看来这些不同更可能是因为p40链和IL-12Rβ1的应用。虽然IL-23在抵抗感染性疾病中的作用仍待研究，但实际上，IL-23p19遗传缺陷鼠的应用证实在几个实验性自身免疫性疾病模型中的确如此。
淋巴细胞亚群上IL-12的效应 虽然IL-12能被有丝分裂原植物血凝素，同种异型抗原，CD3特异的抗体及巴豆毒淳诱导扩增，但它不诱导静止的外周血T细胞或NK细胞增殖，并且它还对前活化T细胞和NK细胞有直接的毒作用。CD28分子的刺激和IL-12协同诱导静止T细胞增殖，它不被环孢菌素A所阻止，也不需特异性抗原的存在，因此在免疫应答中旁路T细胞的非抗原特异性活化时可能有重要作用。另外，因为CD28的配体是膜表面分子以及IL-12是APCs的产物，所以在抗原由APCs提呈给T细胞后它们能使T细胞增殖和IFN-γ产生。IL-12能增强细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）和LAK细胞的生成，同时，通过诱导编码细胞毒颗粒相关分子（例如穿孔素和颗粒酶）基因的转录和通过上调黏附分子的表达，它也能增加CTLs和NK细胞的细胞毒活性。
虽然IL-12可能能直接影响B细胞的增殖，分化和IFN-γ产生，但IL-12介导的Th1细胞或它们的产物（特别是IFN-γ）可间接介导IL-12一些已报导的作用，即对B细胞的活化作用和诱导特定免疫球蛋白同种型（IgG增加，IgE减少）生成的效应。
IL-12和IFN-γ的产生 IL-12诱导T细胞和NK细胞产生几种细胞因子（例如，单核巨嗜细胞集落刺激因子和TNF），它在诱导IFN-γ时也特别有效。IL-12诱导IFN-γ的生成需要有低水平的TNF和IL-1，它们通常是由T细胞和NK细胞以自分泌的方式产生。IL-12作为IFN-γ诱生剂的重要性不仅在于其在低浓度时的高效性，而且在于它和其它活化刺激的协同作用。对T细胞而言，IL-12可以和IL-2，TCR-CD3复合物的刺激以及CD28受体的活化一块诱导IFN-γ快速而有效的产生。对于NK细胞，IL-12能和IL-2，免疫复合物以及靶细胞协同作用。虽然对IFN-γ表达的诱导绝大多数都发生在转录水平，但诱导剂（比如CD28和IL-2的配体）的协同作用主要发生于转录后，包括增加IFN-γmRNA的稳定性和核mRNA的动员。
1995年，另一种IFN-γ诱导因子（IGIF或IL-18）被这样报道：它和IL-12相似，并且是内毒素休克中IFN-γ产生所必需的因子。IL-18是IL-1家族（由细胞群在与IL-12相似的活化条件下产生的）的一个新成员。虽然IL-18不能单独诱导IFN-γ，但它可以协同IL-12诱导基因转录并使转录因子和STAT-4及AP-1结合部位结合。然而，STAT-4在激活IFN-γ启动子中的直接作用现在还有争论。IL-12和IL-18相互协同作用的一个重要组成部分就是STAT-4依赖的IL-12上调IL-18受体两条链（IL-1相关蛋白--IL-18Rα和IL-1R 辅助蛋白--IL-18Rβ）表达的能力。相反，IL-18能上调静止T细胞IL-12Rβ2的表达。因此，这两种细胞因子的生物学功能密切相关，并且它们的存在对于IFN-γ的有效生成是必需的。在诱导那些被认为不是IFN-γ来源的细胞 （如巨噬细胞，树突状细胞和B细胞）产生IFN-γ时，更需要IL-12和IL-18。但是，IL-18不能诱导Th1细胞应答，在IL-12存在时，它或许更能刺激Th2细胞应答。近来发现IL-27和IL-12有很强的协同作用，在IL-18存在或通过CD28刺激时能诱导幼稚T细胞产生IFN-γ。
虽然T细胞，NK细胞以及其它类型的细胞产生IFN-γ表面上好象由相同的机制调节，但值得注意的是现在已发现它们之间的不同。在T细胞中（也可能存在于NK细胞中），存在有两种不同的途径诱导IFN-γ产生：一条途径是通过TCRs，CD3，Fc受体或佛波醇二脂和肌霉素刺激诱导，该途径对环孢菌素A敏感；另一条途径是通过单独的IL-12刺激诱导，或者和IL-18或CD28的配体协同刺激诱导，这条途径对环孢菌素A耐受。IL-12R的表达也由不同的机制调节。IFN-α和IFN-γ诱导T细胞表达IL-12Rβ2，但它们对NK细胞却几乎不起作用，然而这些细胞因子能上调两种细胞IL-18R的表达。通过CD28的刺激能上调IL-12R的表达并使T细胞中JAKs和/或STAT4对IL-12的刺激发生应答。然而，来源于CD28缺陷鼠的T细胞和来源于野生型鼠的T细胞IL-12Rβ2的表达情况相同，IL-12Rβ1的表达却在 CD28缺陷鼠的CD4+T细胞中受影响，在CD8+T细胞中正常表达。有意思的是，不管在CD4+还是在CD8+T细胞中，STAT4是IL-12诱导IFN-γ表达所必需的；但只有CD4+T细胞在对TCR活化应答后产生IFN-γ时需要STAT4，CD8+T细胞并非如此。产生IFN-γ的淋巴细胞亚群之间的这些不同提示不同的调节途径可能和对不同的病原菌应答有关，取决于对感染产生保护性应答的主要淋巴细胞亚群。
IL-12和Th1细胞应答 IL-12是T细胞应答的有效诱导剂，并需要T细胞在对病原菌应答期间发育良好。IL-12的这个作用是在如下的研究中确定的：在体内或体外，重组的IL-12能诱导Th1细胞应答；在用IL-12特异的中和抗体处理过的动物或是遗传上缺乏IL-12p40，IL-12p35，IL-12Rβ1，IL-12Rβ2或STAT4的动物中，Th1细胞应答受到抑制。IL-12能协助Th1细胞应答的能力使得它可能有以下用处：即在用疫苗诱导记忆性Th1细胞应答中作为佐剂。在早期感染后IL-12和IL-4之间的平衡决定了Th细胞的分化，这两种细胞因子分别协助Th1和Th2细胞发育。在早期克隆扩增遇到再刺激时，IL-12能不可逆地启动CD4+或CD8+T细胞产生高水平的IFN-γ。然而，当单细胞克隆完成后，IL-12只有很小的能力使T细胞生成IL-12减少，但出乎意料的是，它能使许多T细胞克隆产生高水平的另一种Th2细胞因子--IL-10。在很多鼠实验系统中显示IL-12诱导Th1细胞生成时需要IFN-γ，但至今为止，在人类的体外模型中并非如此。因此，在体内应答的炎症期产生的IL-12，能诱导NK细胞和T细胞生成IFN-γ。而后，通过使他们表达IFN-γ等细胞因子和其它的阳性或阴性选择机制（包括产生IL-4的细胞的消除或和Th1有类似表型的细胞群的外周扩增），IL-12和IFN-γ一块诱导对特异的抗原应答而扩增的T细胞克隆向Th1细胞分化。
在IL-12存在时Th1细胞能充分应答，虽然这一点是毫无疑问的，但现在几个证据却提示或许并不绝对需要IL-12，同时也提出这个问题：IL-12是否更多地参与T细胞扩增或改变表型，而非启动幼稚型T细胞向Th1细胞直接分化。T细胞信号转导能在早期诱导幼稚T细胞增殖（不依赖IL-12）。现推测丝裂原活化蛋白激酶神经储钙蛋白信号转导（辅助Th1细胞增殖）以及蛋白激酶C信号转导之间的平衡决定T细胞定型。Ⅰ型CD4+T细胞（而非CD8+）随后的发育需要IL-12，但CD8+T细胞向Th2的发育需要IL-4。在不能抵抗T.gondii感染的IL-12缺陷鼠中非致死量的寄生虫感染或可溶性病原菌提取物重复免疫能诱导少量CD4+T细胞产生IFN-γ。虽然如此少量的Th1细胞应答不足以保护IL-12p40缺陷鼠免受T.gindii感染，但IL-12和IL-10都缺陷的鼠却存活。这就提示IL-10参与限制Th1细胞应答，就象在用胞内寄生虫感染的许多模型中显示的一样。不象IL-12缺陷鼠，MYD88缺陷鼠不能启动绝大多数的TLR介导的应答，当暴露于T.gondii或以卵白蛋白免疫时完全不能启动Th1细胞应答，但是能完成Th2应答。因此，TLR信号转导（可能诱导前炎症细胞因子而非IL-12生成）对Th1细胞定型是必需的。缺少TCCR（T细胞细胞因子受体）IL-27受体的一条链的鼠早期T细胞 应答受到损害，这就提示IL-12在启动Th1应答和Th1细胞定型中发挥重要作用。
能表达T-bet是Th1细胞的特征（T-bet是能诱导IFN-γ表达的转录因子T-box家族的一员），编码T-bet的基因转导入极化的CD4+或CD8+T细胞能诱导IFN-γ产生，并抑制IL-4和IL-5的生成。虽然IL-12最初被报道能诱导T-bet的表达，但更多近来的研究显示当IL-12被阻断或在STAT-4缺陷鼠中，T细胞中T-bet能被诱导。实际上，IL-12不象T-bet，即使当IL-12Rβ2（在极化的Th2细胞中丢失）被转导时，它也不能使Th2细胞产生IFN-γ。因此，在极化的T细胞中，T-bet的表达或是随机的或者是需要特定的刺激而不是IL-12（或许包括其它的细胞因子，比如IFN-α和TCR信号转导的强度和质量），T-bet能不可逆地诱导编码IFN-γ的基因的染色质变型。T-bet也诱导IL-12Rβ2表达上调，而后，IL-12诱导Th1定型细胞的存活和分化以及增加IFN-γ的合成。然而，虽然IL-12不能有效地诱导T-bet的产生，但IFN-γ却通过STAT1而非STAT4在淋巴和myeloid细胞中显著诱导T-bet产生。因此，通过这个机制，IL-12-IFN-γ轴或许能和通过TCR或其它受体的信号转导一块增强T细胞向Th1细胞分化定型。有意思的是，T-bet缺陷鼠却有Th2细胞因子的显性表达并具有和人类急性及慢性哮喘病人相似的表型。然而在这些鼠中，只在CD4+T细胞和NK细胞中缺乏IFN-γ产生，这种情况在CD8+T细胞中并不存在，这就再次显示晚期T细胞表型被不同的机制调节。
IL-12和对感染和肿瘤的免疫 IL-12不仅是IFN-γ有效的诱导剂，在体内免疫应答中（特别是在细菌或寄生虫感染中）它也是IFN-γ产生所必需。倘若在对感染的早期固有免疫应答期有T细胞依赖的巨噬细胞活化机制，作为对巨噬细胞和DC细胞产生的IL-12的应答，NK细胞能产生IFN-γ，而IFN-γ能激活巨噬细胞并增强它们的杀菌活性。IL-12诱导并维持抗原特异性T细胞应答的能力对控制许多病原微生物的感染是很重要的。然而，依赖于能有效调节对各种病原菌免疫的T细胞亚群以及依赖于和其它在感染初期诱导的细胞因子（比如IFN-α/β）的相互影响，IL-12在感染中的作用可能大不相同。
由于IL-12的前炎症和免疫调节活性，它在鼠肿瘤模型中有很强的抗肿瘤活性，它对肿瘤病人的治疗作用现在也正在研究。
总结
DC细胞是最有效的抗原提呈细胞，在抗原提呈过程中和T细胞相互作用后，特别是在固有免疫早期遇到病原菌时，它们正在显现出其作为调节性细胞因子生成细胞的重要作用。这或许看起来很奇怪，因为和其它类型的炎症细胞相比DC细胞在器官中数量很少；但在感染早期DC细胞亚群却是IL-12和IFN-α的主要产生者，同时它们也是具有固有和适应性免疫的机体的哨兵。DC细胞和吞噬细胞在调节IL-12生成方面有明显的区别，这可能能够解释这些细胞在免疫应答的不同时期作为IL-12产生者的作用。DC细胞不同的亚群可能和CD4+或CD8+T细胞相互作用，它们的细胞因子分泌模式可能会影响这两种T细胞亚群向能产生Th1或Th2型细胞因子的细胞的成熟转变。关于IL-12和其它细胞因子及膜受体信号转导比较的作用的数据，IL-12和IFN-γ及IL-23，IL-27（两个最近确定的IL-12异源二聚体家族的新成员）的部分重叠的作用，在不同类型的抗原提呈细胞中IL-12产生的不同的调节机制，这些对我们理解Th1应答的调节增加了难度。近来飞速发展的研究知识以及将来研究出的新成果将有助于阐明对不同病原菌固有免疫和适应性免疫之间不同的调节机制。
