細胞因子是具有多種功能的高活性小分子蛋白質或多肽的統稱。目前已發現的細胞因子有200餘種，已經形成研究細胞因子的專門學科—細胞因子學。
在感染、損傷、毒素、免疫刺激的情況下細胞因子可由淋巴細胞、單核巨噬細胞、小膠質細胞、星形細胞、血管內皮細胞、甚至神經細胞合成而產生。
細胞因子按功能可分為：1.白細胞介素。介導白細胞間以及其他細胞間的相互作用。2.干擾素。具有抗病毒、抗腫瘤、調節免疫作用。3.腫瘤壞死因子。可直接誘導腫瘤細胞凋亡，引起腫瘤細胞壞死。4.集落刺激因子。能刺激造血幹細胞增殖分化。5.趨化因子。協助介導白細胞從血管向炎症部位遷移。6.生長因子。有刺激細胞生長作用。
細胞因子具有多向性、高效性、網絡性的特點。一種細胞因子可作用於多種細胞產生多種生物效應；體內微量的細胞因子即能產生明顯的生物效應；多種細胞因子可在體內相互作用，以網絡形式發揮功能。細胞因子在免疫細胞分化、發育、免疫調節、炎症反應、刺激造血、創傷修復等功能中發揮著重要作用。
近年隨著對細胞因子研究的深入，揭示了細胞因子不僅是一組重要的免疫調節多肽，而且還是一種自分泌、旁分泌和內分泌調節因子，參與神經、內分泌的調控。
免疫對神經、內分泌系統的影響得到個體發生學研究的證實。觀察中發現，無菌動物在無抗原刺激條件下造成的免疫系統發育欠缺，會致使其內分泌腺體（如甲狀腺、腎上腺）及神經組織發育出現明顯遲緩。先天性無胸腺小鼠由於免疫功能嚴重低下，會發生嚴重的內分泌功能紊亂。
越來越多的證據提示細胞因子對神經、內分泌系統的影響，如細胞因子是睡眠的重要調節因子之一，大量多效性細胞因子組成多種調節路徑，構成一個複雜的調控網絡，不僅對生理性睡眠具有調節作用，在許多睡眠相關疾病中都存在細胞因子的異常表達。在異常睡眠中，這些細胞因子均發生相應的節律性變化。其中較主要的有IL-1、IL-6、（白細胞介素1、6）TNF（腫瘤壞死因子）等。IL-1是最早發現的具有致眠作用的細胞因子，研究證實，IL-1可促進多種動物的慢波睡眠。此外，TNF也可增強慢波睡眠，並且可促進大腦發育和膠質細胞生長，參與晝夜節律過程。還有相關的細胞因子能影響急性感染時出現發熱、嗜睡、厭食，影響中樞遞質釋放等。
神經、內分泌系統除接受免疫系統產生的細胞因子影響外，某些神經、內分泌細胞也具有分泌細胞因子的功能，既可作用於神經、內分泌系統，又可以經典的內分泌方式影響免疫系統的功能。
如此，細胞因子既可參加免疫調節發揮免疫效應，又是神經、內分泌、免疫三大系統互相調節的信號語言。
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