骨髓造血干細胞體外半固體培養(yǎng)技術的建立和重組集落刺激因子（colony-stimulating factor,CSF)的問世給集落刺激因子的研究提供了前提。根據細胞因子刺激不同造血細胞系或不同分化階段的細胞在半固體培養(yǎng)基中形成不同細胞集落，分別命名為粒細胞CSF（G-CSF)、巨噬細胞CSF（M-CSF)、粒細胞和巨噬細胞CSF（GM-CSF)、多重集落刺激因子（multi-CSF,又稱IL-3)、干細胞因子（SCF)、紅細胞生成素（EPO)。有人將IL-5稱為嗜酸性粒細胞集落刺激因子（Eo-CSF)。此外，IL-1、IL-6和IL-11在骨髓多能干細胞早期的分化中也有重要的作用。
（一)IL-3
1981年Ihle等發(fā)現ConA刺激小鼠脾細胞的培養(yǎng)上清中含有一種因子，能提高裸鼠脾臟淋巴細胞成熟淋巴細胞標志20-α-羥固醇脫氫酸（20-α-hydroxysteriod dehydrogenase,20αSDH)的陽性率，命名為白細胞介素3（interleukin-3,IL-3)。由于IL-3可刺激多能干細胞和多種祖細胞的增殖與分化，又稱為多重集落刺激因子（multi-colony stimulating factor,multi-CSF)。
1.IL-3的產生 主要由活化T細胞或T細胞克隆產生。小鼠髓樣單核細系（myelomonocytic cell line) WEHI-3B細胞系可自發(fā)產生一定水平的IL-3。此外，胸腺上皮細胞、活化小鼠肥大細胞等也可表達IL-3。
2.IL-3的分子結構和基因 1984年美國和澳大利亞分別從ConA刺激小鼠T細胞和WEHI-3B細胞中提取高活性部分mRNA，逆轉錄成cDNA，進行克隆化和DNA序列分析。編碼小鼠IL-3和GM-CSF的基因都定位于第11號染色體。IL-3的基因組由5個外顯子和4個內含子組成。cDNA編碼166氨基酸殘基，N端26氨基酸殘基為信號肽，此外N端另有數個氨基酸殘基可能被血清蛋白酶所切除。成熟小鼠IL-3由131氨基酸殘基組成，含有糖基，分子量為25～28kDa。
1986年美籍華人楊育中從長臂猿T白血病細胞株MLA144中提取IL-3mRNA，成功地獲得長臂猿IL-3cDNA(gIL-3cDNA),后又用gIL-3cDNA作為探針篩選人IL-3基因組DNA，并克隆成功。人IL-3基因結構與小鼠相似，由5個顯子和4個內含子組成，人與鼠IL-3DNA約有45%同源性，氨基酸有29%同源性，但人鼠間IL-3生物學作用無交叉反應。人和長臂猿IL-3有高度同源性，成熟的IL-3分子都由133個氨基酸殘基組成，僅11個氨基酸殘基不同，在第16位和84位上2個半胱氨酸殘基在分子內形成二硫鍵，此外還有2個N糖基化點 。在體外糖基不影響IL-3的生物學活性。hIL-3啟動子上游調控區(qū)含有多個轉錄調控子同源位點，其中AP-1（TGAGTCA)位于-301處，CREB（TTACGTCT)位于-147處，NFAT-1（GATGAATAAT)位于-156處，CK-1（GAAGGTTCCA)位于-126處，CK-2（TCAGATAA)位于-115處。hIL-3轉錄調控主要受上游兩個順式調控區(qū)的調控。第一個位于-121到-161之間，它對于hIL-3轉錄激活最為重要，其間除含有CREB、NFAT-1外，新發(fā)現了對hIL-3表達起決定作用的轉錄調控蛋白結合位點，該位點被命名為NF-IL-3-A（ATGAATAA)。第二個調控區(qū)位于-301處的AP-1位點，AP-1位點能強有力地增強hIL-3基因的轉錄。此外，最近還發(fā)現了hIL-3轉錄抑制調控區(qū)，位于-250和-271之間，稱為NIP位點。目前認為位于其上游-301處AP-1對hIL-3的轉錄增強作用是通過消除NIP對hIL-3基因轉錄的抑制來實現的。醫(yī)學全在線www.med126.com
人IL-3以及IL-4、IL-5、IL-13、GM-CSF、M-CSF、M-CSF受體（c-fms編碼產物)、PDGFR（血小板衍生的生長因子受體)、β2-腎上腺素能受體（β2AR)、內皮細胞生長因子（ECGF)和CD14的基因都定位于第5號染色體。這種在一定區(qū)域內連鎖的現象可能與協(xié)同調節(jié)造血過程有關，并可能與骨髓發(fā)育異常綜合征（myelodysplastic syndrome,MDS)、原發(fā)性急性非淋巴細胞白血病（acute nonlymphocytic leukemia,ANLL)、頑固性巨幼紅細胞貧血等疾病的發(fā)病有關。
3.IL-3受體 分子量為140kDa，屬于紅細胞生成素受體超家族成員，而且具有2個該家族的結構域，IL-3R胞漿區(qū)是酪氨酸激酶的底物。有關IL-3Rβ鏈參見本節(jié)GM-CSF受體和本章第三節(jié)。
4.IL-3的生物學活性 IL-3與其它集落刺激因子的生物學作用見表4-4。除具有多重集落刺激作用外，最近發(fā)現IL-3可刺激皮膚上皮細胞、CD4-CD8-TCRαβ細胞、肥大細胞、嗜堿性粒細胞的增殖，阻止肥大細胞發(fā)生程序性細胞死亡。
