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巨噬细胞既是固有免疫的重要组成细胞，同时又是一类主要的抗原递呈细胞，在免疫防御中具有广泛的生物学功能。包括嗜菌作用，促炎作用，摄取并递呈外源性异物、死亡细胞和碎片，对特异性免疫应答的诱导与调节作用，分泌细胞因子(如TNF-α、 IL-6)和趋化因子(如MIP-2、RANTES)等。巨噬细胞经过LPS刺激后，通过TLR4活化MAPK和NF-κB信号通路，调控细胞内促炎细胞分子的基因转录及蛋白分泌。许多参与早期免疫反应和各阶段炎症反应因子的基因都受MAPK信号和NF-κB信号的调控，包括：TNF-α、IL-1β、IL-6、iNOS、趋化因子、粘附分子、集落刺激因子等。LPS能诱导MAPK通路中ERK、JNK和p38MAPK的磷酸化。IL-21主要由活化的CD4+T细胞和NKT细胞产生，在固有免疫和获得性免疫应答中的生物学作用非常复杂，能促进淋巴细胞的增殖、增强CD8+T细胞和NKT细胞的细胞毒作用、促进B细胞分化成浆细胞、抑制DCs的抗原提呈、促进B、T细胞的凋亡等。有研究表明，IL-21可以促进小鼠巨噬细胞抗原摄取和蛋白酶活性，并通过IL-21Rα链增加抗原特异性CD4+T细胞的增殖能力。这说明IL-21在小鼠巨噬细胞固有免疫和获得性免疫效应机制之间具有重要的作用。既然巨噬细胞在免疫防御中发挥重要作用，而IL-21作为天然免疫与适应性免疫应答的关键细胞因子，在小鼠巨噬细胞固有免疫和获得性免疫效应机制之间具有重要的作用，那么IL-21是否可以调节巨噬细胞的分泌功能？又涉及到哪些分子机制？目前未见相关研究报道。因此我们试图从巨噬细胞免疫防御的角度出发，首先给予雌性Balb/c小鼠腹腔注射3%的巯基乙酸盐肉汤，4天后分离并培养巨噬细胞，采用荧光定量PCR和ELISA方法检测了IL-21对LPS诱导的巨噬细胞中iNOS、IL-6、TNF-α、IL-1β mRNA水平的表达变化，以及细胞培养上清中IL-6、TNF-α蛋白水平的表达变化；进一步采用免疫印迹的方法检测了IL-21对LPS诱导的巨噬细胞中MAPK通路中ERK、JNK、p38MAPK的磷酸化水平和NF-κB通路中IκBα的磷酸化水平以及NF-κB核转位的影响，以此探讨IL-21对LPS诱导的巨噬细胞分泌功能的影响及机制，为研究IL-21在固有免疫应答中的调节作用奠定基础。本研究结果显示，本试验分离并培养的小鼠腹腔巨噬细胞表达IL-21R；一定浓度的IL-21（100ng/mL）能够激活正常的巨噬细胞，但不会引起促炎反应；同时，IL-21能降低LPS诱导的巨噬细胞中iNOS、IL-6、TNF-α、IL-1β mRNA表达水平，以及细胞培养上清中IL-6、TNF-α蛋白表达水平。表明IL-21可以降低LPS诱导促炎反应，具有一定的抗炎作用。此外，免疫印迹结果表明IL-21显著抑制LPS诱导的巨噬细胞20、60min时ERK的磷酸化，以及60min时IκBα的磷酸化和NF-κB的核转位。以上结果表明，IL-21直接抑制LPS诱导的巨噬细胞中iNOS、TNF-α、IL-1β和IL-6mRNA转录，以及巨噬细胞培养上清中TNF-α和IL-6蛋白分泌，是通过抑制MAPK信号通路和NF-κB信号通路完成的。