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細(xì)胞和分子免疫學(xué):第二節(jié) 白細(xì)胞分化抗原的應(yīng)用

CD抗原及其相應(yīng)的單克隆抗體在基礎(chǔ)和臨床免疫學(xué)研究中已得到廣泛的應(yīng)用。在基礎(chǔ)免疫學(xué)研究中,CD主要應(yīng)用于:(1)CD抗原的基因克隆,新CD抗原及新配體的發(fā)現(xiàn);(2)CD抗原結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系;(3)細(xì)胞激活途徑和膜信號的傳導(dǎo);(4)細(xì)胞分化過程中的調(diào)控;(5)細(xì)胞亞群的…

CD抗原及其相應(yīng)的單克隆抗體在基礎(chǔ)和臨床免疫學(xué)研究中已得到廣泛的應(yīng)用。在基礎(chǔ)免疫學(xué)研究中,CD主要應(yīng)用于:(1)CD抗原的基因克隆,新CD抗原及新配體的發(fā)現(xiàn);(2)CD抗原結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系;(3)細(xì)胞激活途徑和膜信號的傳導(dǎo);(4)細(xì)胞分化過程中的調(diào)控;(5)細(xì)胞亞群的功能。在臨床免疫學(xué)研究中,CD單克隆抗體可用于:(1)機(jī)體免疫功能的檢測;(2)白血病、淋巴瘤免疫分型;(3)免疫毒素用于腫瘤治療、骨髓移植以及移植排斥反應(yīng)的防治;(4)體內(nèi)免疫調(diào)節(jié)治療。有關(guān)與免疫功能相關(guān)的CD分子歸納于表1-4。有關(guān)與T細(xì)胞表面分子、B細(xì)胞表面分子以及NK細(xì)胞的表面標(biāo)記參見第七章。與CD有關(guān)的Ig超家族、粘附分子、補(bǔ)體受體、細(xì)胞因子受體等分別在本書的有關(guān)章節(jié)中加以介紹。

表1-4 與免疫功能有關(guān)的CD

免疫功能CD
細(xì)胞受體 TCR CD3、CD4、CD8
mIg mb-1/Igα(CD79a)、B29/Igβ/(CD79b)
CR CR1(CD35)、CR2(CD21)、CD3(CD11b/CD18)、CR4(CD11c/CD18)、C5aR(CD88) FcR FcγRI(CD64)、FcγRⅡ(CD32)、FcγRⅢ(CD16)、FcεRⅡ(CD23)FcαR(CD89)
細(xì)胞因子受體 IL-2Rα(CD25)、M-CSFR(CD115)、GM-CSFR(CDw116)、SCFR(CD117)、 IFN-γR(CDw119)、TNF-αR(CD120)、IL-1R(CDw121)、Il -2Rβ(CD122)、
IL-4R(CDw124)、IL-6R(CD126)、IL-7R(CDw127)、IL-8R(CDw128)、
gp130(CDw130)
細(xì)胞間、細(xì)胞基質(zhì)相互識別
白細(xì)胞粘附分子-內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子:
LFA-1(CD11a/CD18)-ICAM-1(CD54)、ICAM-2(CD102)
Mac-1(CD11b/CD18)-ICAM-1(CD54)
VLA-4(CD49d/CD29)-VACM-1(CD106)
L-selectin(CD62L)-E-selectin(CD62E)、P-selectin(CD62P)
CD15-E-selectin(CD62E)、P-selectin(CD62P)
淋巴細(xì)胞歸位受體-血管內(nèi)皮細(xì)胞地址素
L-selectin(CD62L)-PNAd
CLA-E-selectin(CD62E)
LFA-1(CD11a/CD18)-ICAM-1(CD54)、ICAM-2(CD102)
VLA-4(CD49d/CD29)-VCAM-1(CD106)
CD44-MAd
LPAM-2(CD49d/β7)-MAd、VCAM-1(CD106)
白細(xì)胞粘附分子-細(xì)胞外基質(zhì):
VLA-1(CD49a/CD29)-CA、LM
VLA-2(CD49b/CD29)-CA、LM
VLA-3(CD49c/CD29)-FN、LM、CA
VLA-4(CD49d/CD29)-FN
VLA-5(CD49e/CD29)-FN
VLA-6(CD49f/CD29)-LM
α7β1(-/CD29)-LM
VNR-β1(CD51/CD29)-VN、FN
Mac-1(CD11b/CD18)-FB
P150,95(CD11c/CD18)-FB
GPⅡbⅢa(CD41/CD61)-FB、FN、vWF、TSP
VNR(CD51/CD61)-VN、FB、vWF、FN、CA、TSP
α6β4(CD49f/CD104)-LM
VNR-β5(CD51/-)-VN
CD51/ β6-FN
CD49d/β7-FN
GPIb-α/IX(CD42b/CD42a)-vWF
免疫細(xì)胞間相互識別:
CD22-CD45RO
CD2-LFA-3(CD58)
CD4-MHCⅡ類分子
CD5-CD72
CD 8-MHCⅠ類分子
LFA-1(CD11a/CD18)-ICAM-1(CD54)、ICAM-2(CD102)
CD28-B7/BB1(CD80)
CD27-CD70
參與白細(xì)胞激活
T細(xì)胞:CD2(T細(xì)胞旁路激活途徑)、CD3(信號轉(zhuǎn)導(dǎo))、CD4、CD5、CD8、CD28、 CD43、CD44、VLA-4(CD49d/CD29)、CDw90
B細(xì)胞:CD19(抑制G0→C1,抑制Ig分泌)、CD20(抑制細(xì)胞周期)、CD21(活化B細(xì) 胞)、CD22(Ca2+升高,促進(jìn)G0→G1)、CD23(B細(xì)胞分化)、CD40(B細(xì)胞生 長)、CD72、CD73(G0→G1)、CD80(B細(xì)胞活化)
髓樣細(xì)胞:CD14(髓樣細(xì)胞氧化爆發(fā)?)、CDw65(中性粒細(xì)胞活化)
NK:CD16(NK活化)、CD2、CD3
非譜系:CD69(活化誘導(dǎo)分子,AIM)
與細(xì)胞膜表面酶有關(guān)
CD10(中性肽鏈內(nèi)切酶)、CD13(氨肽酶)、CD26(二肽酰肽酶Ⅳ)、
CD45(氨酸磷酸酯酶)、 CD73(5`核苷酸外切酶)、CDw75(具有酶活性)
與病毒受體有關(guān)
CD21(EB病毒R)、CD4(HIVR)、CD54(鼻病毒R)、CD46(麻疹病毒受體)

一、與T細(xì)胞識別、粘附、活化有關(guān)的CD分子

T細(xì)胞是一類重要的免疫活性細(xì)胞,除直接介導(dǎo)細(xì)胞免疫功能外,對機(jī)體免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)起關(guān)鍵作用。T淋巴細(xì)胞本身的識別活化及效應(yīng)功能的發(fā)揮,不僅與外來抗原、絲裂原和多種細(xì)胞因子密切相關(guān),而且有賴于T細(xì)胞相互之間、T細(xì)胞與抗原提呈細(xì)胞(APC)之間以及T細(xì)胞與靶細(xì)胞之間的直接接觸。T淋巴細(xì)胞識別抗原的受體是T細(xì)胞受體(t cell receptor,TCR)與CD3所組成的復(fù)合物(TCR/CD3)。在識別過程中還有賴于抗原非特異性的其它細(xì)胞表面分子的輔助,這些輔助分子(accessory molecules)主要包括CD4、CD8,MHC Ⅰ類分子、Ⅱ類分子,LFA-1(CD11a/CD18)、CD49d、e、f/CD29(VLA-4、VLA-5、VLA-6)、CD28、CD44、CD45、ICAM-1(CD54),LFA-2(CD2)和LFA-3(CD58)等。

有關(guān)MHCⅠ類、Ⅱ類分子的結(jié)構(gòu)和功能在第六章“MHC及其臨床應(yīng)用”中討論。VLA-4、VLA-5、LFA-6、LFA-1、ICAM-1、CD44見第二章“粘附分子”。有關(guān)CD45在第八章“免疫球蛋白超家族”中闡述。

圖1-1 參與T細(xì)胞對靶細(xì)胞識別的分子(模式圖)

T細(xì)胞表面的輔助分子有以下特點(diǎn):

(1)存在于T細(xì)胞上的輔助分子可特異地與存在于APC或靶細(xì)胞上的某些分子(配體)相結(jié)合,如LFA-1和CD2可分別與ICAM-1和LFA-3結(jié)合。

(2)輔助分子本身不具有多態(tài)性,在一個物種所有個體的所有T細(xì)胞的某一種輔助分子的結(jié)構(gòu)基本上是相同的。

(3)輔助分子可加強(qiáng)T細(xì)胞與APC或靶細(xì)胞結(jié)合的程度。

(4)許多輔助分子具有轉(zhuǎn)導(dǎo)信號的功能,如CD2、CD4和CD8等分子。

(5)有些輔助分子如CD2、CD4、CD8、CD28、Thy-1等其編碼的基因?qū)儆贗g基因超家族;有些輔助分子如LFA-1、VLA-4、VLA-5和VLA-6等編碼的基因?qū)儆趇ntegrin 基因超家族。

(6)T細(xì)胞膜表面輔助分子作為膜表面重要的標(biāo)記已被應(yīng)用于臨床的診斷和治療。

(7)細(xì)胞因子可調(diào)節(jié)輔助分子的表達(dá),從而改變細(xì)胞間粘附的能力,這是細(xì)胞因子免疫調(diào)節(jié)作用的一個重要方面。

(一)T細(xì)胞受體

T細(xì)胞受體(T cell receptor,TCR或Ti)是T淋巴細(xì)胞表面識別外來抗原與自身MHc Ⅰ類抗原(或Ⅱ類抗原)復(fù)合物的受體,在同種異體移植中TCR也識別單獨(dú)的非已的MHC抗原。目前已經(jīng)證實(shí),TCR在細(xì)胞表面與CD3密切結(jié)合在一起組成TCR/CD3復(fù)合物,TCR識別抗原后刺激信號是通過CD3分子傳遞的。

1.T細(xì)胞受體的類型和結(jié)構(gòu) TCR中的多肽鏈?zhǔn)钱愘|(zhì)性的。根據(jù)抗原結(jié)構(gòu)和編碼基因不同,已發(fā)現(xiàn)有α、β、γ和δ四種多肽鏈。關(guān)于TCR多肽鏈的結(jié)構(gòu)大多是從分析TCR多肽鏈cDNA或基因組克。╣enomicclones)而來,編碼TCR多肽鏈的基因?qū)儆诿庖咔虻鞍谆虺易宄蓡T。成熟TCR肽鏈分子量在40~60kDa之間。根據(jù)TCR中異源雙體的組成的不同,TCR可分為以TCRαβ和TCRγδ兩種類型。

(1)TCRαβ:CD陽性TCRαβT細(xì)胞可識別非已MHCⅡ類抗原(同種異體抗原)或自身MHCⅡ類抗原與加工后抗原的復(fù)合物CD8陽性TCr αβT細(xì)胞則可識非已MHCⅠ類抗原或自身MHC Ⅰ類抗原與加工后抗原的復(fù)合物TCRα鏈分子量40~50kDa的酸性糖蛋白,β鏈40~50kDa不帶電或堿性糖蛋白。α和β鏈各由一個可變區(qū)(V區(qū))和一個恒定區(qū)(C區(qū))組成,與Ig的V區(qū)和C區(qū)大小相似,屬于免疫球蛋白超家族成員。TCRα、β鏈的V區(qū)約含102到109個氨基酸,在V區(qū)部分由兩個半胱氨酸形成鏈內(nèi)二硫鍵,組成約含50~60氨基酸殘基的環(huán)肽,這與IgV區(qū)結(jié)構(gòu)和功能相似,是特異性識別外來抗原的結(jié)構(gòu)域。TCRα、β鏈的C區(qū)約含138到179個氨基酸,每個C區(qū)形成由鏈內(nèi)二硫鍵連接的環(huán)肽。α、β鏈在連接肽(connectingpeptide)形成鏈間二硫鍵。穿膜區(qū)約由20~24氨基酸組成,α鏈穿膜區(qū)含有帶正電的1個賴氨酸和1個精氨酸殘基,β鏈穿膜區(qū)含有1個帶正電的賴氨酸殘基,這些帶正電的氨基酸與CD3γ、δ和ε鏈穿膜區(qū)帶負(fù)電的谷氨酸和/或天冬氨酸形成鹽橋,穩(wěn)定TCR/CD3復(fù)合物結(jié)構(gòu),并與CD3傳遞信息有關(guān)。α、β鏈胞漿部分只有5~12氨基酸長的尾部(圖1-2)。

圖1-2 TCRαβ異源雙體模

(2)TCR γδ:TCRγ和δ鏈各包括一個Ig樣的V區(qū)和C區(qū)、連接肽、疏水的穿膜區(qū)以及一個短的胞漿區(qū)尾部,在連接肽區(qū)可形成鏈間的二硫鍵。γ和δ鏈的穿膜區(qū)各含有1個帶正電的賴氨酸,此外δ鏈還有1個帶正電的精氨酸,這些帶正電的氨基酸與CD3γ、δ和ε鏈穿膜區(qū)帶負(fù)電的天冬氨酸或谷氨酸形成鹽橋。在氨基酸水平上分析,TCRγ鏈與β鏈同源性較高,而TCRδ鏈與α鏈同源性較高。在人類TCRγδ有二硫鍵相連和非共價相連兩種形式,而在小鼠只發(fā)現(xiàn)二硫鍵相連的TCRγδ形式。人γ鏈分子量為36~55kKa,δ鏈為40~60kDa,γ、δ鏈的分子量大小取決于多肽骨架的長度和糖基化的程度。

有關(guān)TCRα、β、γ、δ鏈基因的結(jié)構(gòu)和重排見第三章“免疫球蛋白超家族”

2.兩種類型TCR T細(xì)胞的比較 TCRαβ與TCRγδ不僅組成受體多肽鏈的結(jié)構(gòu)不同,而且具有這兩種類型受體T細(xì)胞的分布、表型、發(fā)育以及功能也有差別(表1-5)。

表1-5 TCRαβ與TCRγδ細(xì)胞特性的比較

特性TCRαβTCRγδ

分 布PBL60~70%0.5~15%

其它部分 小鼠樹突狀表皮細(xì)胞(DEC)、小鼠粘膜上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞(IEL)

表 型CD4+CD8-60~65%<1%

CD4-CD8+35%20~50%

CD4-CD8-<1%50~80%

CD2100%100%

CD5>95%-或+(弱)

發(fā) 育胸腺后期胸腺早期(早于TCRαβ)

功 能(1)識別MHC與加工處理 多肽的復(fù)合物(1)識別外來抗原的MHC限制尚有爭論,識別傷風(fēng)類毒素可能受MHCⅡ類抗原限制;小鼠TCRγδ對合成肽反應(yīng)受Qa分子限制。

(2)識別非已MHC及MHCⅠ類抗原相關(guān)分子(TLa、CD1)
(2)識別非已MHC 
(3)產(chǎn)生些細(xì)胞因子(IL-2、IL-4、IL-5、GM-CSF、IFN-γ)

(3)產(chǎn)生多種淋巴因子(4)某些TCRγδ細(xì)胞可殺傷靶細(xì)胞

(5)調(diào)節(jié)TCRαβ的發(fā)育。
(4)殺傷病毒感染等靶 細(xì)胞 
(6)上皮屏障(針對腸毒素、分枝桿菌熱休克蛋白等)

注:樹突狀表皮細(xì)胞dendriticepidermal cell, DEC
上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞intraepithelial lymphocyte IEL

在正常外周血中,CD4-CD8+、CD4+CD8-、CD4+CD8+和CD4-CD8-四種表型不同的T細(xì)胞分別占T細(xì)胞總數(shù)的25%、70%、1%和4%左右,其中前三種表型TCR類型主要為TCRαβ,而CD4-CD8-T細(xì)胞主要為TCRγδ。以下疾病可見外周血或局部TCRγδ細(xì)胞數(shù)量或比率升高:(1)重癥聯(lián)合免疫缺陷、常見可變型免疫缺陷、Wiskott-Aldrich綜合征、Di-George綜合征、白血病患者骨髓移植等病人外周血中TCRγδ細(xì)胞百分率增加;(2)少數(shù)急性T細(xì)胞白血病、T細(xì)胞惡性淋巴瘤患者為TCRγδT細(xì)胞發(fā)生惡性變;(3)慢性淋巴細(xì)胞性白血病、大顆粒淋巴細(xì)胞(LGL)白血病病人PBMC中TCRγδT細(xì)胞百分率增加;(4)腎移植患者排異反應(yīng)晚期外周血中TCRγδ細(xì)胞增加;(5)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)腔滑液中TCRγδ陽性細(xì)胞比率要高于外周血中TCRγδ細(xì)胞比例,推測TCRγδ可能參與局部炎癥的發(fā)生;(6)經(jīng)結(jié)核桿菌免疫后的局部淋巴引流液中TCRγδT細(xì)胞比例增加,麻風(fēng)結(jié)節(jié)病灶中有很高比例的TCRγδT細(xì)胞,提示TCRγδT細(xì)胞對分枝桿菌所致的感染免疫中起重要作用;(7)HIV、EBV感染時外周血TCRγδT細(xì)胞比例增加。

[超搞原]有的抗原不經(jīng)過APC處理和遞呈可直接激活CD4陽性T細(xì)胞稱為超抗原(superantigen,SAg),具有類似致分裂原的作用。SAg對T細(xì)胞的激活采取一種獨(dú)特的方式,即分子一端和TCRβ鏈上V基因產(chǎn)物結(jié)合,別一端和APC表面MHCⅡ類分子相結(jié)合。因此SAg發(fā)揮作用需有兩類細(xì)胞:表達(dá)TCRβ鏈的CD4+T細(xì)胞和表達(dá)MHCⅡ類抗原的輔佐細(xì)胞。外源性的SAg主要是葡萄菌、鏈球菌、支原體等微生物產(chǎn)生的毒素,其中以葡萄球菌腸毒素A(Staphylococcus enterotoxin A,SEA)研究得最多,SEA往往取用特定TCR基因片段Vβ6.9及Vβ22,SEA另一側(cè)與HLA-DR分子β1結(jié)構(gòu)域的α螺旋相結(jié)合。

SAg激活CD4+T細(xì)胞使之釋放IL-2,IFN、TNF等細(xì)胞因子,誘導(dǎo)CTL分化為效應(yīng)細(xì)胞,可殺傷對NK、LAK高度抵抗的白血病細(xì)胞。

(二)CD3(T3、Leu4)

CD3分子分布于成熟T淋巴細(xì)胞表面,至少由γ、δ、ε、ζ、η5種多肽鏈組成,與T細(xì)胞抗原受體非共價連接(圖1-3)。CD3單克隆抗體可誘導(dǎo)CD3多肽和TCR共帽形成(co-capping),并誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞活化。TCR識別外來抗原與自身MHC分子形成的復(fù)合物,CD3對于信號的傳遞具有重要作用。

圖1-3 TCR/CD3結(jié)構(gòu)模式圖

T細(xì)胞在胸腺發(fā)育過程中,CD3γ、δ和ε基因的表達(dá)要早于TCRα、β鏈基因的表達(dá)。CD3γ、δ和ε基因產(chǎn)物通過翻譯后的修飾形成核心結(jié)構(gòu),在內(nèi)織網(wǎng)處,此核心結(jié)構(gòu)與TCRαβ異源雙體形成復(fù)合物后轉(zhuǎn)移到高爾基氏體,進(jìn)行N連接的糖基化。ζ-ζ同源雙體與TCRαβ/CD3γδεε結(jié)合后組成一個完整的復(fù)合物TCRαβ/CD3γδεεζζ(少婁分子為TCRαβ/CD3γδεεζη)。最近發(fā)現(xiàn)一個分子量為28kDa的ω連或T細(xì)胞受體相關(guān)蛋白(t cell receptor associated protein,TRAP),可能具有控制TCR/CD3復(fù)合物在內(nèi)織網(wǎng)中裝配和轉(zhuǎn)移的功能,但確切的機(jī)理尚不明了。ω鏈不表達(dá)于細(xì)胞膜表面。

圖1-4 TCR/CD3復(fù)合物模式圖

1.CD3γ、δ和ε鏈 CD3γ、δ和ε鏈基因有高度的同源性,在人類位于第11號染色體,小鼠9號染色體,這三種鏈的基因可能從一個祖先基因通過基因復(fù)制而來。CD3γ、δ和ε鏈在細(xì)胞膜外都有一個Ig樣結(jié)構(gòu)域(C2),都屬于免疫球蛋白超家族,但不存在多態(tài)性或可變性,因此不直接參與特異性識別抗原。γ、δ和ε鏈的穿膜部分含有帶負(fù)電谷氨酸和/或天冬氨酸殘基,這與TCRα、δ鏈穿膜區(qū)中帶正電賴氨酸、精氨酸以及β、γ鏈穿膜區(qū)中的賴氨酸相互作用有重要作用。γ、δ和ε鏈胞漿部分含44到81氨基酸殘基,提供了把信息傳導(dǎo)到細(xì)胞內(nèi)的條件。γ鏈分子量為25~28kKa,有2個糖基化點(diǎn),氨基端89個氨基酸殘基為親水性,組成胞膜外區(qū),穿膜區(qū)含27個氨基酸殘基,胞漿內(nèi)區(qū)44氨基酸殘基,胞漿內(nèi)113位絲氨酸殘基可能是磷酸化位點(diǎn)。δ鏈分子量為20kDa,含有2個糖基化點(diǎn),胞漿內(nèi)126位絲氨酸可能是磷酸化位點(diǎn)。CD3δ鏈抗體能非特異性地活化T細(xì)胞,促進(jìn)T細(xì)胞有絲分裂。ε鏈分子量為20kDa包括氨基端104親水氨基酸的胞膜外區(qū),穿膜區(qū)26個氨基酸殘基,胞漿內(nèi)區(qū)81個氨基酸殘基。目前所制備的單克隆抗體中大部分是針對CD3ε鏈。

2.CD3ζ和η ζ(zeta)和η(eta)鏈結(jié)構(gòu)相似,而與CD3γ、δ和ε鏈無同源性。ζ和η鏈分子量分別為16kDa和21kDa,它們的胞膜外以及穿膜區(qū)和結(jié)構(gòu)相似,但有胞漿區(qū)不同。胞膜外區(qū)很短,只有9個氨基酸殘基,含有半胱氨酸,ζζ之間或ζη之間形成二硫鍵。ζ和η鏈穿膜部分各有一個帶負(fù)電的天冬氨酸。ζ和η鏈胞漿內(nèi)區(qū)分別有113個和155個氨基酸殘基,具有多個酪氨酸磷酸化的位點(diǎn)。最近研究證實(shí),CD3ζ鏈可能與NK細(xì)胞上Fcγ受體相連。此外,ζ鏈與FcεRⅠγ亞單位有很高的同源性。

CD3γ、δ和ε鏈?zhǔn)菃捂湥苿t以ζ-ζ同源雙體存在于80~90%T細(xì)胞中,有10~20%T細(xì)胞則以ζ-η異源雙體存在。因此最常見的TCR/CD3復(fù)合物的組成形式是TCRαβ/CD3γδεεζζ。

在體外,抗CD3McAb可促進(jìn)T細(xì)胞表達(dá)IL-2R,產(chǎn)生IL-2、TNF-α、TNE-β、IFN-γ和IL-4等多種細(xì)胞因子,誘導(dǎo)非MHC限制的細(xì)胞毒作用,增強(qiáng)T細(xì)胞、LAK和NK細(xì)胞的殺傷腫瘤作用。

1986年美國FDA已批準(zhǔn)應(yīng)用小鼠抗CD3 McAb治療急性腎移植排斥反應(yīng)。CD3McAb治療心、肝移植排斥反應(yīng)已完成Ⅲ期臨床試驗(yàn),正申請投放市場。

(三)CD4

CD4和CD8分子分別與MHCⅡ類和Ⅰ類抗原結(jié)合,不僅可增強(qiáng)T淋m.bhskgw.cn/wsj/巴細(xì)胞與APC或靶細(xì)胞結(jié)合的程度,而且與刺激信號的傳遞有關(guān)。CD4陽性細(xì)胞是MHCⅡ類抗原限制的細(xì)胞群,CD8陽性細(xì)胞是MHCⅠ類抗原限制的細(xì)胞群。有關(guān)CD4和CD8抗原在胸腺細(xì)胞分化過程中的變化以及CD4、CD8T細(xì)胞亞群見第七章“淋巴細(xì)胞群及其亞群”。

1.CD4分子的結(jié)構(gòu) 為細(xì)胞膜表面單鏈糖蛋白,人CD4分子由458個氨基酸殘基組成,包括信號肽23氨基酸殘基,胞膜外區(qū)374個氨基酸殘基,含2個糖基化點(diǎn),穿膜區(qū)21氨基酸殘基,胞漿內(nèi)區(qū)含有40氨基酸殘基。胞膜外區(qū)具有4個IgV樣結(jié)構(gòu)域,屬免疫球蛋白超家族成員。

圖1-5 CD4分子結(jié)構(gòu)模式圖

第一個V樣區(qū)與Igκ鏈的V區(qū)有很高同源性,有3個互補(bǔ)決定區(qū)(complementarity-determining region, CDR)。其余3個V樣區(qū)功能區(qū)與Poly IgR的同源性最接近,其中第2和4個V樣區(qū)中兩個半胱氨酸的距離分別為28和42個氨基酸殘基,第3個V樣區(qū)無二硫鍵。CD4跨膜區(qū)與MHCⅡ類分子β鏈的跨膜區(qū)高度同源。編碼人CD4基因位于第2號染色體,小鼠第6號染色體,小鼠CD4分子的分子量為55kDa,由457個氨基酸殘基組成,信號肽有22個氨基酸殘基,N端功能區(qū)110個,胞膜外還有一個長序列(long sequence)的區(qū)域,含262氨基酸殘基,有4個糖基化點(diǎn),穿膜區(qū)25氨基酸殘基,胞漿內(nèi)區(qū)含38個氨基酸殘基。人和小鼠CD4分子約有55%序列相同,尤以胞漿內(nèi)區(qū)為顯。在胞漿部位有3個絲氨酸殘基,可能作為PKC磷酸化的底物。CD4胞漿部分功能區(qū)高度的保守性表明這一區(qū)域的功能是重要的。

2.CD4分子的分布 分布于部分T淋巴細(xì)胞和胸腺細(xì)胞表面,也發(fā)現(xiàn)于某些B淋巴細(xì)胞、EBV轉(zhuǎn)化和B細(xì)胞、單核吞噬細(xì)胞和腦細(xì)胞。在人類,OKT4和Leu3McAb可檢測CD4抗原。小鼠L3T4是人OKT4的類同物。

3.CD4分子的功能 在成熟的胸腺細(xì)胞、外周血和周圍淋巴器官中,CD4陽性細(xì)胞一般為輔助性T淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)細(xì)胞/抑制性T淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)細(xì)胞(helper inducer/suppressor inducer)。

(1)作為細(xì)胞與細(xì)胞之間的粘附分子:CD4第1、2功能區(qū)與MHCⅡ類分子的非多態(tài)部分結(jié)合以穩(wěn)定MHCⅡ類分子限制的T細(xì)胞與帶有MHCⅡ類分子與抗原復(fù)合物的APC細(xì)胞相互作用。抗CD4McAb可封閉T細(xì)胞的輔助活性。

(2)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號:CD4分子胞漿區(qū)與蛋白酪氨酸激酶p56lck相聯(lián),對T細(xì)胞信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)起重要作用(詳見第八章)。

CD4分子胞膜外第1個結(jié)構(gòu)區(qū)域是HIV外殼蛋白gp120的識別部位,其中CDR2與gp120結(jié)合的親合力最高,CDR3可能與HIV感染靶細(xì)胞膜融合有關(guān)?扇苄 gp120結(jié)合到CD4的反應(yīng)可被下列試劑所阻斷:(1)針對CD4V1區(qū)中CDR2、CDR3的McAb;(2)CDR2、CDR3肽段;(3)可溶性CD4 V1肽段;(4)抗gp120抗體。HIV感染機(jī)體可引起選擇性CD4+細(xì)胞的數(shù)量減少和功能降低,主要通過以下不同的機(jī)理:(1)HIVgp120與T細(xì)胞表面CD4分子結(jié)合后通過病毒芽生破壞細(xì)胞膜,在感染細(xì)胞漿內(nèi)產(chǎn)生大量非整合的病毒RNA直接損傷細(xì)胞膜、干擾細(xì)胞代謝,影響CD4分子在細(xì)胞膜上的表達(dá)以及形成短命的合胞體;(2)阻斷CD4+T細(xì)胞與Mψ細(xì)胞表面MHCⅡ類抗原的結(jié)合,影響Th細(xì)胞對抗原的識別過程;(3)產(chǎn)生抗體損傷CD4細(xì)胞,機(jī)體產(chǎn)生抗gp120或其他HIV成份的抗體,通過激活補(bǔ)體或ADCC效應(yīng)損傷CD4陽性細(xì)胞;(4)特異性CTL也可通過識別CD4細(xì)胞表面的gp120分子而殺傷CD4陽性細(xì)胞。最近發(fā)現(xiàn),CD26可能是HIV的另一類受體。

應(yīng)用基因工程生產(chǎn)的重組可溶性CD4(rsCD4)治療ARC(AIDsrelated complexes)、艾滋病正在進(jìn)行Ⅱ期臨床試驗(yàn);抗CD4McAb(Leu3a)也已開始治療HIV感染的I期臨床試驗(yàn)。此外,應(yīng)用CD4-IgG、CD4-PE(綠膿桿菌外毒素)、CD4-RA(蓖麻毒毒A)等雜交分子殺傷HIV感染的T細(xì)胞,作為抗愛滋病的新藥也已進(jìn)入臨床驗(yàn)證。1991年美國風(fēng)濕病學(xué)年會上報道了用抗CD4McAb治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA),經(jīng)治療后臨床癥狀明顯改善,PBMC中CD4陽性細(xì)胞的比例和CD4抗原密度明顯下降,血清可溶性CD4(sCD4)水平明顯升高,血沉、CRP、RF、和總免疫球蛋白水平明顯降低?笴D4嵌合抗體(Centocor公司)治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥也已進(jìn)入Ⅱ期臨床驗(yàn)證?笴D4McAb(Ortho Biotech公司)預(yù)防器官移植排斥反應(yīng)已開始臨床驗(yàn)證。

(四)CD8

1.CD8分子的結(jié)構(gòu) CD8分子是由α、β兩條多肽鏈組成的穿膜糖蛋白,α鏈分子量34kDa,相當(dāng)于小鼠的Lyt-2;β鏈30kDa,相當(dāng)于小鼠的Lyt-3。每條鏈各包括1個IgV樣結(jié)構(gòu)域、連接肽、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)。α和β鏈在連接肽處有二硫鍵相連。部分CD8分子是由同源α鏈雙體(α/α)組成,如在CD8陽性的TCRγδT細(xì)胞表面。有報道胸腺細(xì)胞上的CD8可能為四聚體。CD8α和β鏈IgV樣區(qū)約含110氨基酸殘基,與Igκ、λ輕鏈的V區(qū)有30~35%同源性,與V有20~22%同源性,與TCr Vα和Vβ有24%同源性。編碼CD8α、β鏈的基因?qū)買g基因超家族成員,與編碼Igκ鏈基因密切連鎖,定位于第2號染色體,表達(dá)前不需要重排。編碼小鼠Lyt-2和Lyt -3基因定位于第6號染色體,各有二個等位基Ly2a、Ly2b和Ly3a、Ly3b,分別編碼Lyt-2.1、Lyt-2.2和Lyt-3.1和Lyt-3.2。

圖1-6 CD8分子結(jié)構(gòu)模式圖

2.CD8分子的分布 分布于部分T淋巴細(xì)胞和胸腺細(xì)胞。在異基因骨髓移植病人中可出現(xiàn)TCRγδCD8α/α表型的T細(xì)胞。NK細(xì)胞表面的CD8分子為α/α二聚體。

最近發(fā)現(xiàn),通過細(xì)胞分泌或/和胞膜外分子脫落的機(jī)制,在血清中存在著可溶性CD8分子(sCD8)。白血病、何杰金氏病、艾滋病、急性傳染性單核細(xì)胞增多癥、再生障礙性貧血、同種異體移植、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和全身性紅斑狼瘡等患者血清中sCD8水平增高,其升高的水平與疾病的嚴(yán)重程度、病情變化、治療反應(yīng)以及預(yù)后有較密切的關(guān)系。

3.CD8分子的功能

(1)作為細(xì)胞與細(xì)胞間的附粘分子MHCⅠ類抗原是CD8分子的配體。CD8分子與MHCⅠ類分子結(jié)合可以穩(wěn)定MHCⅠ類分子限制的T細(xì)胞(主要是CTL)與帶有MHCⅠ類分子與抗原復(fù)合物的靶細(xì)胞結(jié)合。CD8陽性細(xì)胞為抑制性T淋巴細(xì)胞/殺傷性T淋巴細(xì)胞(suppressor T lymphocyte/cytotoxic Tlymphocyte,Ts/Tc)。T8、Leu2 McAb識別CD8α鏈,可封閉Tc的活性。

(2)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號,目前發(fā)現(xiàn)CD8也與蛋白酪氨酸激酶p56lck相關(guān)。在T細(xì)胞增殖和分化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用。

抗CD8McAb可預(yù)防骨髓移植時移植物抗宿主反應(yīng),美國Becton-Dicknson公司生產(chǎn)Leu2已進(jìn)入Ⅱ期臨床驗(yàn)證。

(五)CD2

1.CD2分子的結(jié)構(gòu)和分布 CD2分子又稱T11、綿羊紅細(xì)胞受體(ER)、淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原2(LFA-2)和Leu5,是人T淋巴細(xì)胞表面的單鏈糖蛋白,分子量50kDa,CD2基因定位于第1號染色體,屬免疫球蛋白基因超家族。編碼351氨基酸殘基,包括先導(dǎo)序列24氨基酸殘基,2個胞外功能區(qū)(C2)共185氨基酸殘基,有3個糖基化位點(diǎn),穿膜區(qū)和胞漿部分分別為26和116個氨基酸殘基,胞漿區(qū)富含肺氨酸和堿性氨基酸,胞漿區(qū)與活化信號的傳遞可能有關(guān)。在DNA水平上人和小鼠CD2有51%同源性。CD2分子分布于95%的T細(xì)胞、50~70%胸腺細(xì)胞和大顆粒淋巴細(xì)胞(LGL/NK)。

2.CD2分子的功能

(1)粘附功能:CD2分子的配體是LFA-3,后者分布于多種細(xì)胞表面。CD2陽性T細(xì)胞可結(jié)合含有純化LFA-3的脂質(zhì)體。CD2分子的功能主要是通過抗CD2McAb對淋巴細(xì)胞功能的影響和基因轉(zhuǎn)染技術(shù)來研究的。用抗CD2McAb可(1)抑制lectin、同種異體抗原、可溶性抗原等誘導(dǎo)T細(xì)胞的增殖反應(yīng);(2)抑制T淋巴細(xì)胞IL-2合成和分泌;(3)抑制CTL效應(yīng)相殺傷功能和NK細(xì)胞的殺傷活性。CTL與靶細(xì)胞之間的抗原非特異性粘附有多種途徑,如CD2與LFA-3結(jié)合,LFA-1與ICAM-1結(jié)合。用抗CD2和抗LFA-1兩種抗體,或抗LFA-1和抗LFA-3兩種抗體可完全抑制抗原非特異性粘附作用,而抗CD2與抗LFA-3兩種抗體只能部分抑制這種粘附作用。CD2與LFA-3之間的粘附功能對于T淋巴細(xì)胞TCR識別外來抗原與APC細(xì)胞表面MHC抗原復(fù)合物、腫瘤抗原、病毒感染靶細(xì)胞以及同種異體抗原均有重要的輔助作用。最近研究表明,CD48和CD59也是CD2的配體,參與T細(xì)胞的粘附和細(xì)胞間的相互作用。

(2)T細(xì)胞旁路激活途徑(the alternative pathway of T cellactivation): Reinherz成功地制備了識別了CD2三個不同表位的McAbs:(1)T111與LFA-3(CD58)的結(jié)合有關(guān),由于綿羊紅細(xì)胞SRBC表達(dá)CD58的同源物,T111可與SRBC結(jié)合形成E花環(huán),抗T111McAb可抑制E花環(huán)形成;(2)T112與CD58結(jié)合無關(guān),抗T112McAb可誘導(dǎo)T113表位出現(xiàn);(3)T113是活化T細(xì)胞表達(dá)的表位(已命名為CD2R),在誘導(dǎo)T113表位出現(xiàn)的過程中,加入蛋白質(zhì)合成抑制劑T113仍能表達(dá),表明T113出現(xiàn)并非是一種新合成的蛋白質(zhì),而是由于活化后構(gòu)型變化暴露出來的表位。同時加入抗T112和T113McAbs可活化T淋巴細(xì)胞,促進(jìn)MHCⅡ類抗原和IL-2受體的表達(dá),并在IL-2受體的表達(dá),并在IL-2存在條件下,活化的T細(xì)胞繼續(xù)增殖,稱為T細(xì)胞旁路激活途徑。T113McAb與表達(dá)IL-3的SRBC同T細(xì)胞一起孵育,也能刺激T細(xì)胞增殖。CD3陰性的胸腺細(xì)胞和NK細(xì)胞可因CD2而活化,此外,CD2可以與其它膜分子如CD44、CD45的功能有關(guān)。

目前關(guān)于CD2活化的生理學(xué)意義還不十分清楚,CD2陽性胸腺細(xì)胞可與LFA-3陽性的胸腺上皮細(xì)胞結(jié)合,在胸腺微環(huán)境的調(diào)節(jié)下,可能為早期胸腺細(xì)胞的活化提供信號,并與胸腺細(xì)胞的增殖和分化有關(guān)。

(六)CD58(LFA-3)

1.LFA-3分子的結(jié)構(gòu) 淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原-3(lymphocyte functionassociated antigen-3,LFA-3)(CD58)是細(xì)胞表面糖蛋白,分子量55~70kDa,屬免疫球蛋白超家族成員,與CD2分子高度同源,胞膜外區(qū)有2個Ig超家族C2樣區(qū)。CD2和CD58基因都定位于1號染色體,并密切連鎖,可能是從同一個基因復(fù)制而來。CD2和CD58的結(jié)合是屬于嗜同種的相互作用(homophilic interaction)。

2.LFA-3分子的分布 分布于T細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、結(jié)締組織、成纖維細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和血小板表面。

3.LFA-3分子的功能 LFA-3分子的功能主要是通過應(yīng)用相應(yīng)的McAb而得知,抗LFA-3抗體可(1)抑制效應(yīng)相CTL的活性,可能與抑制CTL與靶細(xì)胞之間的粘附有關(guān);(2)抑制lectin、同種異體抗原誘導(dǎo)的T細(xì)胞增殖反應(yīng)。在EB病毒感染的Burkitt氏淋巴瘤細(xì)胞株中,發(fā)現(xiàn)有的腫瘤細(xì)胞由于缺乏LFA-3的表達(dá)而抵抗CTL的殺傷作用,提示LFA-3缺損的腫瘤細(xì)胞可能與逃逸機(jī)體的免疫監(jiān)視有關(guān)。發(fā)作性夜間血紅素尿癥(paroxysmalmocturnal hemoglobinuria,PNH)患者紅細(xì)胞表面缺乏LFA-3、DAF和FcγRⅢ。

LFA-3以兩種形式存在于細(xì)胞膜表面:(1)穿膜形式,胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)分別為188、23和12個氨基酸;(2)GPI“錨”形式,如EBV轉(zhuǎn)化的JYB細(xì)胞系細(xì)胞表面LFA-3分子具有穿膜和GPI“錨”兩種形式。

[GPI“錨”]糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinsitol,GPI)是質(zhì)膜的組成成分,GPI骨架上的乙醇胺通過酰胺鍵固定于蛋白質(zhì)的羧基端,成為蛋白質(zhì)定位于細(xì)胞膜上的錨,這種結(jié)合到GPI的蛋白質(zhì)即稱為GPI錨蛋白。去污劑溶解脂質(zhì)雙層可獲得結(jié)合在GPI上的蛋白質(zhì),磷脂酶C(PLC)可從細(xì)胞表面將糖一肌醇磷脂錨連的蛋白質(zhì)釋放出來,磷脂酰肌醇經(jīng)PLC降解后所產(chǎn)生的三磷酸肌醇(IP3)和二;甘油(DG)是重要的第二信使。

(七)CD28

1.CD28分子的結(jié)構(gòu) 1980年Hara等首先用單克隆抗體9.3發(fā)現(xiàn)了CD28。CD28由兩條44kDa多肽借二硫鍵組成的同源二聚體,分子量為90kDa。成熟的人CD28分子單肽鏈有202個氨基酸,基中胞膜外區(qū)有134氨基酸,屬免疫球蛋白超家族成員,有一個IgV樣區(qū)。人與小鼠CD28分子的同源性為68%。CD28與CTLA-4分子有高度同源,后者主要表達(dá)于活化的CTL細(xì)胞表面。

2.CD28分子的分布 在外周血淋巴細(xì)胞,CD28+細(xì)胞占54~86%,其中90%CD4+T細(xì)胞和50%CD8+T細(xì)胞表達(dá)CD28。CD28在CD28+T細(xì)胞中表達(dá)與功能有一定的關(guān)系,CD8+CD28+T細(xì)胞表現(xiàn)出MHC限制的細(xì)胞毒功能,而CD8+CD28-細(xì)胞可抑制抗體產(chǎn)生以及同種異體抗原所誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖效應(yīng)。此外,漿細(xì)胞瘤及部分活化B細(xì)胞也可表達(dá)CD28。

圖1-7 CD28與CD80分子相互作用示意圖

3.CD28分子的功能

(1)T細(xì)胞活化的輔助信號:抗CD28可加強(qiáng)PHA、ConA、抗CD2McAb、抗CD3McAb等增殖、活化的效應(yīng),增加IL-2、IL-3、TNF-α、IFN-β、GM-γ、GM-CSF等細(xì)胞因子產(chǎn)生,激活CTL細(xì)胞。此外,抗CD28McAb可誘導(dǎo)T細(xì)胞IL-13mRNA的表達(dá)。

(2)CD28的天然配體是B細(xì)胞活化抗原B7/BB1(CD80),CD28與CD80的結(jié)合是T-B細(xì)胞相互協(xié)作的主要方式,并刺激B細(xì)胞活化。

二、與B細(xì)胞識別、粘附、活化有關(guān)的CD分子

(一)BCR復(fù)合物

B細(xì)胞抗原受體(B cellreceptor,BCR)復(fù)合物至少由四種不同的多肽鏈組成,抗原結(jié)合部位是由重鏈和輕鏈構(gòu)成的膜表面Ig的四鏈結(jié)構(gòu),此外,在BCR中還含有Igα和Igβ兩種多肽鏈,最近在白細(xì)胞分化抗原國際專題討論會中分別命名為CD79a和CD79b。在人類B細(xì)胞,與mIgM相關(guān)的Igα和Igβ分別為47kDa和37kDa糖蛋白,屬于免疫球蛋白超家族成員,編碼Igα和Igβ的基因分別稱為mb-1和B29。Igα和Igβ胞膜外區(qū)氨基端處均有一個Ig樣結(jié)構(gòu)域。Igα和Igβ均可作為蛋白酪氨酸激酶的底物,可能與BCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān),因?yàn)閙IgM和mIgD胞漿區(qū)只有3個氨基酸(KVK),不可能單獨(dú)把胞膜外的刺激信號傳遞到細(xì)胞內(nèi)。Igα和Igβ胞漿部分尾部有6個保守的氨基酸殘基,可能以磷酸化形式與胞漿中不同酶中存在的SH2(src-homology2)結(jié)構(gòu)域結(jié)合。

(二)CD19

CD19是一種屬于Ig超家族成員、分子量為95kDa的穿膜糖蛋白,分布于B細(xì)胞表面,其相應(yīng)的生理性配體尚不清楚。CD19與B細(xì)胞活化和信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān):(1)CD19單克隆抗體可誘導(dǎo)胞漿內(nèi)多種底物迅速發(fā)生磷酸化;(2)CD19胞漿區(qū)可被一種絲氨酸激酶催化而發(fā)生磷酸化;(3)CD19胞漿區(qū)與src激酶家族Lyn穩(wěn)定的結(jié)合。最近提出一個B細(xì)胞最佳信號放大的雙重抗原結(jié)合模型,這個模式認(rèn)為B淋巴細(xì)胞BCR/Igα、Igβ與抗原結(jié)合后,使CD19與CD21相互接近形成復(fù)合物,外來抗原及包裹抗原的C3dg分別被BCR和CD21所結(jié)合,后者激活CD19/CD21復(fù)合物中與CD19緊密結(jié)合的src家族Lyn,而使CD19分子胞漿內(nèi)酪氨酸發(fā)生磷酸化,有關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程參見第八章“淋巴細(xì)胞活化過程中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子基礎(chǔ)”。

(三)CD21

CD21又稱2型補(bǔ)體受體(complementreceptor type 2,CR2)和EB病毒受體,是補(bǔ)體激活調(diào)節(jié)劑家族的一員。

[補(bǔ)體激活調(diào)節(jié)劑]補(bǔ)體激活調(diào)節(jié)劑(regulatorsof complement activation,RCA)家族包括2個血漿蛋白H因子和C4bp以及4個膜蛋白CR1、CR2、DAF和MCP。RCA的特點(diǎn)是:(1)含有60~70個氨基酸組成的短同源重復(fù)順序(short consensus repeat ,SCR);(2)結(jié)合補(bǔ)體活化裂解片段C3b和C4b;(3)基因定位于染色體1q32處,其基因以MCP-CR1-CR2-DAF-C4bp形式相連鎖。

1.CD21分子的結(jié)構(gòu) 為分子量140kDa的單鏈糖蛋白,N端在細(xì)胞外,胞膜外區(qū)1005個氨基酸,疏水跨膜區(qū)28個氨基酸,富含堿性氨基酸,胞漿區(qū)34個氨基酸。胞膜外區(qū)組成15個SCR,每個SCR含有60~70氨基酸,有一個含4個Cys的骨架結(jié)構(gòu),C1-C4、C2-C3間形成兩個二硫鍵,構(gòu)成一個SCR球狀結(jié)構(gòu),SCR1-2與C3dg包裹的顆粒和EBV結(jié)合有關(guān),胞膜外區(qū)有10個(或12個)N-糖鍵。胞漿區(qū)有10個可能磷酸化為位點(diǎn)。

2.CD21的分布 主要分布在成熟的B細(xì)胞、淋巴濾泡內(nèi)樹突狀細(xì)胞、部分T細(xì)胞,此外,口咽、鼻咽以及宮頸上皮細(xì)胞表達(dá)與CD21相關(guān)的145kDa分子。

3.CD21的功能

(1)促進(jìn)B細(xì)胞增殖:單獨(dú)CD21交聯(lián)并不引起B(yǎng)細(xì)胞的增殖,在T細(xì)胞或T細(xì)胞源性低分子量B細(xì)胞生長因子(LMW-BCGF)存在下,或抗μ鏈抗體激活B細(xì)胞增殖時,CD21交聯(lián)具有強(qiáng)烈的促進(jìn)作用;聚合的C3dg、UV-EBV、CD21單抗可加強(qiáng)TPA刺激的B細(xì)胞增殖;在LMW-BCGF存在下,CD21單抗可刺激B細(xì)胞增殖;C3dg包裹的顆?梢餖PS激活的小鼠B細(xì)胞連續(xù)增殖;可溶性入C3dg誘導(dǎo)Raji細(xì)胞不信賴血清的增殖。上述結(jié)果提示外周血B細(xì)胞被某些刺激物刺激后,CD21介導(dǎo)增殖信號促進(jìn)B細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期。最近發(fā)現(xiàn)CD23是CD21的一個新的配體。sCD23在體外促進(jìn)IgE生成,并有BCGF樣作用,CD23分子能與CD21結(jié)合,推測CD21就是生長因子BCGF的受體。

(2)CD21介導(dǎo)EBV轉(zhuǎn)化B細(xì)胞:EBV與CD21(CR2)結(jié)合后激活磷脂酶C,水解磷脂酰肌醇,胞漿內(nèi)Ca2+和二酰基甘油水平增加,并活化鈣調(diào)蛋白和PKC。轉(zhuǎn)化性EBV(如B95-8)感染B細(xì)胞后,編碼反式激活蛋白(transactivator)EBNA2、LMP激活CD21和CD23基因,導(dǎo)致B細(xì)胞持續(xù)高水平表達(dá)CD21和CD23,CD23脫落后形成sCD23是自分泌的BCGF,與CD21結(jié)合并活化CD21分子的酪氨酸蛋白激酶,不斷激活PKC,從而導(dǎo)致B細(xì)胞的轉(zhuǎn)化和增殖。

(3)CD21參與免疫記憶:病原微生物或蛋白質(zhì)抗原上覆蓋有C3dg時,可與淋巴濾泡內(nèi)樹突狀細(xì)胞表面CD21結(jié)合,在誘導(dǎo)免疫記憶過程中起重要作用。

(4)參與補(bǔ)體的活化:CD21參與補(bǔ)體替代途徑的啟動以及C3b的固定,且在C3bi裂解為C3dg過程中為絲氨酸蛋白酶Ⅰ因子的輔因子。

(四)CD80(B7/BB1)

CD80cDNA已克隆成功,成熟的CD80分子由262氨斟酸組成,胞膜外區(qū)216個氨基酸,穿膜區(qū)2m.bhskgw.cn/job/7氨基酸,胞漿區(qū)19氨基酸。B7和BB1分子量分別為44kDa和46kDa,其分子量的差異是由同一核心多肽糖基化程度不同所造成。CD80屬免疫球蛋白超家族成員,是B細(xì)胞活化抗原,IFN-γ活化的單核細(xì)胞也表達(dá)CD80。CD28是CD80的配體,CD28與CD80的結(jié)合可同時引起T細(xì)胞和B細(xì)胞的活化,在T、B細(xì)胞協(xié)作中發(fā)揮重要作用。

三、免疫球蛋白Fc段受體

Ig根據(jù)其重鏈抗原性的差異分為IgM、IgG、IgA、IgD和IgE五類,各類Ig的不同功能主要與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。機(jī)體內(nèi)許多細(xì)胞表面具有不同類Ig Fc的受體,通過Fc受體與Ig Fc的結(jié)合,參與Ig介導(dǎo)的生理功能或病理損傷過程。目前已鑒定明確屬于CD抗原的Fc受體有FcγR、FcαR、FcεR。

(一)FcγR(CD64、CD32、CD16)

1.FcγR的結(jié)構(gòu)和分布 FcγR可分為FcγRⅠ、FcγRⅡ和FcγRⅢ三類,它們的結(jié)構(gòu)和分布有所不同。

(1)FcγRⅠ(CD64):70kDa穿膜糖蛋白,屬Ig超家族成員,胞膜外區(qū)有3個C2結(jié)構(gòu),基因染色體定位于1q23~24。識別CD64的代表性McAb有McAb22、McAb32.2、197和10.1等FcγRⅠ是高親合力受體,Kd值為10-8~10-9M,主要與人的單體IgG1、IgG3以及小鼠IgG2a和IgG3結(jié)合。與人IgG4結(jié)合的親合力明確降低,與IgG2則無結(jié)合能力。FcγRⅠ主要分布于單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等,但表達(dá)水平各不相同。FcγRⅠ位點(diǎn)數(shù):15000~40000/每個單核細(xì)胞,>50000/巨噬細(xì)胞,<1000/新鮮中性粒細(xì)胞。IFN-γ可刺激單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表達(dá)FcγRⅠ水平增加5~10倍,G-CSF也有這種促進(jìn)作用。

(2)FcγRⅡ(CD32):40kDa穿膜糖蛋白,屬于Ig超家族成員,胞膜外區(qū)有2個C2結(jié)構(gòu),基因染色體定位于1q23~24。識別CD32的代表性McAb有CIkM5、IV·3、KuFc79和41H16等。FcγRⅡ與單體人IgG1,IgG3、IgG4結(jié)合為低親合力,Kd5×10-7M。FcγRⅡ表達(dá)于除紅細(xì)胞外的其它血細(xì)胞,分子數(shù)目:20000~40000/每個細(xì)胞。根據(jù)DNA序列和功能不同,F(xiàn)cγRⅡ可分為三種形式,不同形式FcγRⅡ的差別主要在于胞漿區(qū)的結(jié)構(gòu)不同。

(3)FcγRⅢ(CD16):50~70kDa糖蛋白,屬Ig超家族成員,有2個C2結(jié)構(gòu),基因染色體位于1q23~24。識別CD16代表性的McAb有HUNK2、Leu11、3G8、Gran1和B73.1等。FcγRⅢ結(jié)合人IgG、IgG3,為低親和力受體。FcγRⅢ有FcγRⅢA和FcγRⅢB兩種異型:①FcγRⅢA,穿膜結(jié)構(gòu),主要分布于巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞,巨噬細(xì)胞表達(dá)高水平FcγRⅢA,而單核細(xì)胞表達(dá)水平較低。FcγRⅢA與二硫鍵連接的CD3ζ或FcεRⅠγ鏈雙體相關(guān),巨噬細(xì)胞上FcγRⅢA與CD3復(fù)合體γ鏈相關(guān),NK/LGL上FcγRⅢA則與ζ鏈相關(guān)。TGF-β促進(jìn)培養(yǎng)的單核細(xì)胞表達(dá)FcγRⅢA。②FcγRⅢB,通過GPI“錨”在中性粒細(xì)胞表面,每個人中性粒細(xì)胞表達(dá)10萬~20萬血液中可溶性的FcγRⅢ主要來自這種形式,中性粒細(xì)胞激活劑短時間處理后可明顯降低FcγRⅢB的表達(dá)水平,可能與通過激活內(nèi)源性蛋白酶切除GPI連接分子有關(guān)。

圖1-8 FcγR、FcαR和FcεR結(jié)構(gòu)示意圖

2.FcγR的功能 FcγR的功能主要是通過髓樣細(xì)胞和NK細(xì)胞來發(fā)揮的。

(1)單核-巨噬細(xì)胞:FcγRⅠ、Ⅱ和Ⅲ均可介導(dǎo)人單核細(xì)胞ADCC來殺傷腫瘤等靶細(xì)胞,這種ADCC效應(yīng)為Mg2+依賴,并需LFA-1等粘附分子參與。IFN-γ可促進(jìn)單核細(xì)胞FcγRⅠ介導(dǎo)的殺傷作用。單核-吞噬細(xì)胞可通過FcγRⅠ、Ⅱ、Ⅲ發(fā)揮調(diào)理吞噬和清除免疫復(fù)合物的作用。

(2)中性粒細(xì)胞:新鮮分離的中性粒細(xì)胞不能通過FcγR溶解靶細(xì)胞,但在IFN-γ刺激下可通過FcγRⅠ和FcγRⅡ介導(dǎo)殺傷作用,對于FcγRⅠ,IFN-γ主要是誘導(dǎo)其表達(dá)水平升高,而對FcγRⅡ表達(dá)水平并未見改變,可能是通過對殺傷機(jī)理的調(diào)節(jié)。GM-CSF也能通過FcγRⅡ明確增加中性粒細(xì)胞的殺傷水平。GPI連接的FcγRⅢB并不能介導(dǎo)中性粒細(xì)胞殺傷腫瘤的作用;罨行粤<(xì)胞通過FcγRⅠ、Ⅱ發(fā)揮調(diào)理吞噬和清除免疫復(fù)合物的作用。

(3)嗜酸性粒細(xì)胞:未刺激的嗜酸性粒細(xì)胞沒有殺傷作用,GM-CSF、TNF和IL-5等是嗜酸性粒細(xì)胞發(fā)揮ADCC效應(yīng)的有效激活劑,在殺傷寄生蟲和抗腫瘤中有重要作用。GM-CSF對嗜酸性粒細(xì)胞的激活作用主要是通過FcγRⅡ介導(dǎo)的。

(4)NK細(xì)胞:通過FcγRⅢA介導(dǎo)ADCC殺傷腫瘤細(xì)胞等靶細(xì)胞,IL-2和IFN-γ可明顯提高NK細(xì)胞的殺傷活性,但并不明顯改變FcγRⅢA的表達(dá)水平。

(二)FcαR(CD89)

FcαR(CD89)為分子量60kDa穿膜糖蛋白,胞膜外區(qū)206氨基酸,穿膜區(qū)19氨基酸,胞漿區(qū)為41氨基酸,屬Ig超家族成員,胞膜外有2個C2結(jié)構(gòu)域,為中親和力受體,主要表達(dá)于單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等,介導(dǎo)吞噬、ADCC以及炎癥介質(zhì)的釋放。中性粒細(xì)胞表面FcαR可結(jié)合血清型和分泌型IgA1和IgA2,親和力約為Kd5×10-7M。熱或化學(xué)物質(zhì)凝集的IgA可刺激中性粒細(xì)胞脫顆粒。

(三)FcεR(FcεRⅠ、FcεRⅡ)

1.FcεR的結(jié)構(gòu)和分布 FcεR可分為FcεRⅠ和FcεRⅡ兩類,其結(jié)構(gòu)、分布及介導(dǎo)的生物學(xué)作用有所不同。

(1)FcεRⅠ:為高親和力受體,Kd10-9~10-10M,由α、β、γ-γ四條鏈組成。其中α鏈含222個氨基酸殘基,分子量為25kDa,胞膜外區(qū)屬Ig超家族結(jié)構(gòu),2個C2區(qū),與FcγRⅡ和FcγRⅢ高度同源,胞膜外區(qū)與IgECε2/Cε3結(jié)合;穿膜區(qū)20左右氨基酸中含有與FcγRⅢA相同的8個氨基酸殘基;胞漿區(qū)的31個氨基酸結(jié)構(gòu)較為獨(dú)特。β鏈含243個氨基酸殘基,分子量為33kDa,有四個穿膜部分,N端與C端都位于胞漿內(nèi),β鏈可能把α鏈和γ-γ鏈連在一起。兩條γ鏈由二硫鍵連接組成同源二聚體,每條鏈62個氨基酸,分子量為8kDa,胞膜外區(qū)只有5個氨基酸殘基,γ鏈與CD35高度同源,γ鏈與FcεRⅡ表達(dá)的穩(wěn)定性和信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。NK細(xì)胞表面FcγRⅢA(CD16)可能與CD3ζ或FcεRⅠγ鏈相連,提示FcεRⅠγ鏈與CD3復(fù)合物中ζ的結(jié)構(gòu)和功能的相似性。FcεRⅠ主要分布于嗜堿性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞。

(2)FcεRⅡ(CD23):低親和力受體,分子量45kDa,單鏈穿膜糖蛋白,Ⅱ型跨膜蛋白,屬C型植物血凝素家族成員。CD23含有321個氨基酸,N端在胞膜內(nèi),1~23位氨基酸組成胞漿尾,24~43位氨基酸為疏水跨膜區(qū),靠C端胞膜外區(qū)由277個氨基酸組成,有一個糖基化點(diǎn),82、102、125、150位氨基酸殘基為蛋白水解酶敏感位點(diǎn),凝集素同源區(qū)位于C端163Cys至282Cys之間,該同源區(qū)共含6個Cys。88至116位氨基酸之間有一個亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu),參與CD23分子同源二聚體的形成。CD23分子靠胞膜外C端裂解的不同片段14kDa、25kDa和33~37kDa片段均稱為IgE結(jié)合因子(IgE-binding factor IgE-BF)。FcεRⅡ可在蛋白水解酶裂解后形成可溶性CD23分子(sCD23)即IgE-BF。CD23mRNA有FcεRⅡamRNA和FcεRⅡbmRNA兩種,它們所翻譯的CD23分子僅在胞漿區(qū)有7個氨基酸殘基的差別(圖1-9)。FcεRⅡa僅B細(xì)胞表達(dá),并易降解為sCD23;FcεRⅡb表達(dá)于B細(xì)胞、T細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、血小板、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、朗罕氏細(xì)胞、含有EBV基因組的鼻咽癌細(xì)胞、髓樣細(xì)胞系如U937等,主要以膜分子形式存在,IgECε3與FcεRⅡ結(jié)合有關(guān)。IL-4可誘導(dǎo)正常B細(xì)胞、單核細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞轉(zhuǎn)錄FcεRⅡbmRNA,促進(jìn)CD23的合成與表達(dá),EBV核蛋白EBNA2對CD23表達(dá)及sCD23的釋放也有促進(jìn)作用。而IFN-γ、TGF-β、PGE2、糖皮質(zhì)激素等對B細(xì)胞表達(dá)CD23和釋放sCD23則起抑制作用。

2.FcεR的功能

(1)FcεRⅠ:嗜堿性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞具有高親和力FcεRⅠ,每個細(xì)胞表面約有10萬個,當(dāng)相應(yīng)變應(yīng)原與啫堿性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞表面IgE/FcεRⅠ復(fù)合物結(jié)合后通過交聯(lián)使磷酸肌醇水解,胞漿Ca2+濃度增加,使細(xì)胞脫顆粒,合成和釋放組織胺、LT、PAF等多種介質(zhì),介導(dǎo)Ⅰ型速發(fā)型超敏反應(yīng)。

圖1-9 CD23分子結(jié)構(gòu)模式圖

(2)FcεRⅡ:FcεRⅡ?yàn)锽細(xì)胞發(fā)化激活抗原,變態(tài)反應(yīng)性疾病患者PBMC中CD23密度明顯增加,血清IgE-BP(sCD23)升高。sCD23具有B細(xì)胞生長因子(bcell growth. factor, BCGF)活性,故又稱B細(xì)胞來源的B細(xì)胞生長因子(B-BCGF)。sCD23的這種生長因子作用可能是作為配體與受體CD21(CR2)結(jié)合后介導(dǎo)的,CD23分子通過可結(jié)合碳水化合物的凝集素同源區(qū)與CD21糖鏈結(jié)合。此外,sCD23通過亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu),引起B(yǎng)細(xì)胞膜CD21分子交聯(lián),促進(jìn)B細(xì)胞生長。sCD23對膜CD23有正反饋?zhàn)饔,促進(jìn)B細(xì)胞的分化和IgE的產(chǎn)生,并與IL-4有協(xié)同作用,此外,F(xiàn)cεRⅡ還可介導(dǎo)IgE依賴的ADCC和吞噬作用。CD23與B淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化及惡變有關(guān),EBV轉(zhuǎn)化B細(xì)胞后只有B細(xì)胞表達(dá)CD23才能建立永生化的細(xì)胞系,可能與EBV核蛋白的EBNA2有關(guān),EBNA2結(jié)合于FcεRⅡa基因起始部位-275~-89的一個189bp DNA片段結(jié)合,反式作用于FcεRⅡa基因啟動子,并誘導(dǎo)B細(xì)胞高表達(dá)CD23,sCD23引起膜CD21分子交聯(lián),形成一種自分泌生長機(jī)制。慢性B淋巴細(xì)胞白血。˙-CLL)患者B細(xì)胞表達(dá)CD23增加,患者血清中sCD23水平明顯升高。

關(guān)于IgM受體、IgD受體也有報道,前者主要表達(dá)于B細(xì)胞,后者表達(dá)于成熟B細(xì)胞。這兩種Ig Fc受體尚未歸入CD的編號,故在本節(jié)從略。此外與多聚IgA和IgM跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)至胞外分泌液中有關(guān)的多聚Ig受體(Poly-IgR),通過與多聚Ig中的J鏈結(jié)合而介導(dǎo)Ig轉(zhuǎn)運(yùn)功能,PolyIgR屬免疫球蛋白超家族成員。

(金伯泉)

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