組換えヒト形質転換成長因子−βは、細胞の成長と分化を調節するために新たに発見された一連のTGF−βスーパーファミリーに属する。このファミリーにはTGF−βのほか、アクチビン(activins)、インヒビナス(inhibins)、ミューラーチューブ抑制質(Mullerian inhibitor substance、MIS)、骨形成タンパク質(bone morpho−genetic proteins、BMPs)がある。
最初のTGF-βに対する生物学的機能の研究は主に炎症、組織修復と胚発育などの面で、TGF-βは細胞の成長、分化と免疫機能に対して重要な調節作用があることを発見した。TGF−β1、β2、β3は機能が似ており、一般的に、TGF−βは間葉質起源の細胞に刺激作用を発揮し、上皮または神経外胚葉由来の細胞に抑制作用を発揮する。
(1)免疫活性細胞の増殖抑制:①IL-3、GM-CSF、M-CSFに誘導されたマウス造血前駆体細胞とLTBMCのコロニー形成を抑制し、IL-3 TとCSFに対する巨核細胞の反応性を低下させる。②ConA誘導またはConAとIL-2、IL-6との併用誘導による胸腺細胞増殖の抑制。③フィブリノゲン、同種抗原刺激を抑制するT細胞増殖またはIL−2依存T細胞成長。④SAC刺激後のIL-2依存B細胞増殖の抑制。
②IFN-γによる黒色腫細胞MHC II類抗原発現の抑制。
(3)リンパ球の分化抑制:①IL-2とBCDF依存のB細胞からのIgM分泌を抑制し、B細胞からのIg型のIgAとIgEへの転換を促進する。②混合リンパ細胞培養(MLC)中のCTL、NK及びLAK機能を抑制する。この抑制作用はTNF−α(マウスMIC)又はIL−2(ヒトMLC)によって逆転することができる。③PBMC中のNK活性及びNK細胞のTNF−αへの応答性を抑制する。④ConAとIL-2、IL-6の協同誘導マウス胸腺MHC非制限殺傷細胞の活性を抑制する。
(4)サイトカイン産生の抑制:例えば、PBMCにおけるIFN−γ及びTNF−αの産生の抑制。
(5)その他の調節作用:①線維芽細胞、骨芽細胞と雪旺氏細胞の成長を促進する。TGF−β1、TGF−β2はヒト線維芽細胞IL−6の産生を促進し、そのメカニズムはIL−6遺伝子転写の調節による可能性がある。②上皮細胞、破骨細胞、内皮細胞の成長と脂肪、心筋、骨格筋の形成を抑制する。TGF−βは、EGFのいくつかの生物学的機能に拮抗することができる。③コラーゲン、フィブリンなどの細胞外基質(ECM)の発現とECMの分解抑制を促進し、細胞の形態発生、増殖と分化過程に重要な役割を果たし、胚発育と細胞修復に有利である。動物の体内実験により、TGF−βの局所注射は創傷癒合と典型的な肉芽組織形成を促進できることが明らかになった。④単核細胞と線維芽細胞のケモカインであるが、ゲル粒子や酸化物の発生を起こさない。⑤リンパ球と内皮細胞の接着を抑制する。⑥好塩基性粒細胞のヒスタミン放出を促進する。
例えばTGF−βによる線維芽細胞中のc−sis遺伝子発現の誘導は、ソフト寒天中での成長の促進に関連し、上皮ケラチン細胞の成長抑制はc−myc遺伝子発現の抑制と関係がある。TGF−β1、TGF−β2、TGF−β3はほとんどの生物学的作用において非常に似ているが、血管内皮細胞と造血前駆細胞に対するTGF−β2の成長抑制作用はTGF−β1とTGF−β3の1%にすぎないなど、いくつかの作用において大きな違いがある。