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目的:观察IL-21对CIK细胞增殖、分泌、细胞亚群比例、细胞因子mRNA量表达的变化,探讨IL-21对CIK细胞抗白血病系K562细胞毒性作用及其机制的影响。方法:抽取健康志愿者肝素抗凝的外周全血30ml,用Ficoll溶液提取出外周血单个核细胞,将该细胞置于3个不同的无菌培养瓶中,随机设为对照组(加入IL-2 100ng/ml,无IL-21)、IL-21组(加IL-21,不加IL-2)、IL-21+IL-2组(加IL-21与IL-2),用含有10%FBS 1640培养基进行培养,每天在倒置相位差显微镜下观察细胞形态变化,第0、7、10、14d用手工计数法计数细胞数量及计算出总数量;第14d分别收取每组培养瓶中的悬液,离心,取上清液,用ELISA法测定上清中IFN-γ、TNF-α、IL-2、IL-10、TGF-β、IL-21量,收取细胞,用流式细胞术检测CIK细胞亚群CD3+CD4+、CD3+CD8+、CD3+CD56+、CD25+、CD4+CD25+比例,用CCK-8检测CIK细胞对白血病系K562细胞的毒性作用,用实时荧光定量PCR法检测穿孔素、Granzyme A、Granzyme B、Fasl、NKG2D、IL-21R mRNA表达量的变化,用Western blot法检测CIK细胞JAK-STAT中STAT1、STAT5a、TAT3和STAT5b信号通路的变化。结果:CIK细胞培养至第5天开始,细胞体积略有增大,数量逐渐增多,第7、10d细胞数量明显增多,IL-21组、IL-21+IL-2组细胞数量变化较对照组无明显差异(P>0.05),第14d细胞体积明显较大,数量显著增加,IL-21组细胞数量明显低于对照组,有统计学意义(P<0.05),IL-21+IL-2组较对照组无明显差异,无统计学意义(P>0.05);CIK细胞培养至第14天时,IL-21组、IL-21+IL-2组上清液中IFN-γ、TNF-α、IL-21量较对照组明显升高,有统计学意义(P<0.05),IL-21组、IL-21+IL-2组IL-10量较对照组明显降低,有统计学意义(P<0.05),IL-21组、IL-21+IL-2组较对照组IL-2、TGF-β量无明显变化,无统计学意义(P>0.05);IL-21组、IL-21+IL-2组细胞亚群CD25+、CD3+CD4+、CD3+CD56+比例较对照组增加,有统计学意义(P<0.05),IL-21组、IL-21+IL-2组CD3+CD8+、CD4+CD25+比例较对照组无明显变化,无统计学意义(P>0.05);IL-21组、IL-21+IL-2组CIK细胞对K562细胞的毒性明较对照组明显增强,有统计学意义(P<0.05);IL-21组、IL-21+IL-2组CIK细胞穿孔素、颗粒酶B、Fasl、IL-2R、IL-21R mRNA量表达较对照组明显升高,有统计学意义(P<0.05),IL-21组、IL-21+IL-2组颗粒酶A、NKG2DmRNA量表达较对照组无明显变化,无统计学意义(P>0.05);Western blot的结果显示,IL-21组、IL-21+IL-2组的STAT3和STAT5b表达较对照组明显升高,IL-21组、IL-21+IL-2组、对照组STAT1和STAT5a的表达无明显差异,此结果说明IL-21可以活化CIK细胞的STAT3和STAT5b信号通路。结论:IL-21诱导CIK细胞,无促进增殖的作用,但可增加CD25+、CD3+CD4+、CD3+CD56+亚群比例,促进分泌IFN-γ、TNF-α、IL-21,抑制分泌IL-10,促进细胞穿孔素、颗粒酶B、Fasl、IL-2R、IL-21R mRNA量表达,从而促进IL-21诱导CIK细胞对白血病系K562细胞的毒性作用,其机制之一是激活JAK-STAT中的STAT3、STAT5b细胞信号通路。