《白细胞分化抗原》PPT课件.ppt

第七章 白细胞分化抗原和粘附分子,概况,免疫应答过程中，多种免疫细胞通过直接接触或分泌某些效应分子，发生极为复杂的相互作用。 细胞膜表面分子可以被抗体所识别，可以用标记的抗体对细胞进行标记和区分，表面分子又为膜抗原或者表面标记分子（surface marker），被用来区别不同类别和亚类的免疫细胞。,免疫细胞膜表面功能分子概况,1、识别受体（直接或间接）及其复合受体 TCR（CD3，CD4/8），BCR（CD79，CD19）， 2. Fc受体，补体受体, NK受体 3、协同刺激或抑制分子（CD28，CTLA-4） 4、黏附分子（LFA-2，ICAM-1） 5、功能分子（MHC，CD40L，FASL） 6、细胞因子/趋化因子受体（TNFR，IL-2R）,3,白细胞分化抗原：指血细胞在分化成熟为不同谱系、各个谱系分化的不同阶段及细胞活化过程中，出现或消失的细胞表面标记分子。 白细胞分化抗原大都是跨膜的蛋白或糖蛋白，含胞膜外区、跨膜区和胞浆区；有些白细胞分化抗原是以糖基磷脂酰肌醇（GPI）链接方式，锚定在细胞膜上。少数白细胞分化抗原是碳水化合物。,白细胞分化抗原 （leukocyte differentiation antigen，LDA）,白细胞分化抗原 (leukocyte differentiation antigen,LDA),指血细胞在分化成熟为不同谱系。分化不同阶段及细胞活化过程中，出现或消失的细胞表面标记分子。 显然，白细胞分化抗原除表达在白细胞外，还表达在红系和巨核细胞/血小板谱系。 白细胞分化抗原分布于非造血细胞的血管内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞、神经内分泌细胞等。,CD的概念,CD分子（cluster of differentiation） 应用以单克隆抗体（McAb）鉴定为主的聚类分析方法，将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原、其编码基因及其分子表达的细胞种类均鉴定明确者，统称CD。所鉴定的同一LDA 归为同一分化群（CD），即以CD代替以往的命名。 人CD编号已从1-350.可大致分为14组。 CD即是位于细胞膜上一类分化抗原的总称。,CD分子 Cluster of Differentiation,自1992年至今先后举行了8次国际白细胞分化抗原协作组会议（HLDA8），将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的膜分子加以统一命名，统称为CD 抗原。至2004年12月底，CD分子流水序号排至339，其中很多包括不同的分类号。第8届HLDA于2004年12月在澳大利亚召开，新命名92个CD分子，目前已被正式命名的CD分子为339个。目前尚有些膜分子未获得CD命名，但是相信不久也会被确认。 利用几种CD分子的组合通常可以对淋巴细胞进行较为准确的分类。,CD的基本结构,1膜外区结构：具有相同结构域的一类分子可组成超家族(SF)。共有IgSF、TNFSF、TNFRSF、CCP等十几种结构域。 2跨膜区结构： 根据singer分类法可分为型。见下图 胞浆区结构：共有四种， 蛋白酪氨酸激酶 (PTK)结构域； 蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP) 结构域； 死亡结构域(DD)； 免疫受体酪氨酸活化（抑制）基序(ITAM or ITIM),型：一次跨膜，N端在胞外。如免疫球蛋白 超家族（IgSF）。 型：一次跨膜，N端在胞内。如肿瘤坏死因 子超家族(TNFSF)。 型：多次跨膜(27次)，N端在胞外。 如TM4SF、STRSF。 型：由多个亚单位组成的跨膜通道。 型：多肽链以糖基磷脂酰肌醇(GPI)连于细 胞膜的脂质双层中。如CD16、CD55、 CD58分子等。 型：多肽链一端以GPI连于胞浆膜，另一端 是一次或多次跨膜。,参与免疫应答过程中免疫细胞的相互识别，免疫细胞对抗原的识别，自身的活化、增殖和分化，免疫效应功能的发挥等过程； 参与造血细胞的分化和造血过程的调控； 参与炎症反应； 参与细胞的迁移，如肿瘤细胞的转移等。,CD分子的功能,参与免疫细胞识别与相关信号转导的CD分子,与T细胞的识别有关的CD分子：CD3、CD4、CD8、CD2与CD58 与B细胞的识别有关的CD分子：CD79a/CD79b、CD19、CD20, CD21、,CD3分子,CD3分子与T细胞受体（TCR）形成TCR-CD3复合体，分布于所有成熟T细胞和部分胸腺细胞表面。 CD3功能是： 1） 稳定TCR结构 2）CD3胞质段含免疫受体酪氨酸活化基序（I TAM），TCR识别并结合由MHC分子提呈的抗原肽，导致CD3的ITAM发生酪氨酸磷酸化，通过活化激酶，将识别信号转入T细胞内。CD3肽链缺失可致T细胞活化缺陷。,TCR 基本结构,ab-TCR,抗原肽,MHC,抗原递呈细胞（APC）,CD3 CD3分子与T细胞表面的抗原识别受体（TCR）以非共价键形成TCR-CD3复合物，在TCR信号传导过程中发挥关键作用。,CD3分子由、和5种肽链组成，其胞外结构属IgSF。、链的跨膜区氨基酸带有负电荷，与TCR或TCR链的跨膜区带正电荷的氨基酸形成盐桥，形成稳定的TCR-CD3复合体。链胞浆区较长，有免疫受体酪氨酸活化基序（imunoreceptor tyrosine-based activation motif, ITAM）结构，其中酪氨酸磷酸化后，活化有关激酶，转导TCR-CD3介导的活化信号。,CD3 complex of TCR,CD3 complex of TCR,CD4,CD4分布： CD4分子是辅助性T细胞（helper T cell，Th）的重要表面标志。 某些抗原提呈细胞如B细胞、单核/巨噬细胞表面。 功能： CD4是Th细胞TCR识别抗原的共受体，其胞外段与APC表面MHC II类分子结合，参与Th细胞第一活化信号的产生。 CD4分子是人类免疫缺陷病毒HIV的受体。,CD4 为单链跨膜糖蛋白，胞膜外结构为IgSF成员，共有4个结构域。CD4分子的第一、二个结构域可与MHC-II类分子的非多态区结合。故又将CD4分子称为MHC类分子的受体。第一个V样结构域是HIV的受体，与HIVgp120结合。 CD4分子是T细胞TCR-CD3识别抗原的辅助受体，胞外区与抗原递呈细胞（APC）表达的MHC-II类分子结合，而胞浆区与P56lck（lck为淋巴细胞激酶）结合，参与信号传导。 CD4T细胞又称为 辅助性T细胞 （helper T cell, Th）,CD4分子结构及其配体,CD4分子胞外段与MHCII类分子非多态样区结合-参与Th细胞第一活化信号产生。,CD4分子式单链跨膜 蛋白，胞膜外区具有 4个Ig样结构域，其中 远膜端的2个结构域能 够与MHC类分子 链的2结构域结合。,p120,CD8,CD8分子是细胞毒T细胞（cytotoxic T lymphocyte, CTL）的重要标志。部分T细胞及NK细胞也可表达CD8。 CD8是CTL的TCR识别抗原的共受体，其与靶细胞表面MHCI类分子结合，参与CTL第一活化信号的产生。,CD8 由、链借助二硫键连接形成异二聚体。 链V样结构域与MHC类分子的非多态区结合，故又将CD8分子称为MHC类分子的受体 胞浆区可与P56lck激酶结合，参与T细胞活化和增殖的信号传导。CD8分子也是T细胞识别抗原的辅助受体，可以增强抗原肽-MHC分子结合后的信号刺激。 CD8T细胞又称 细胞毒性T细胞(TcCTL) （cytotoxic T lymphocyte）,CD8分子结构及其配体,CD8分子的a和肽链的胞膜外区各含一个Ig样结构域，与靶细胞表面MHCI类分子非多态样区（重链的a3结构域）结合-参与CTL第一活化信号产生。,抗原肽,TCR Co-receptor - CD4 和 CD8,HLA人类白细胞抗原,CD2,CD2分子又称淋巴细胞功能相关抗原2（lymphocyte function associated antigen 2, LFA-2）或绵羊红细胞（sheep red blood cell，SRBC）受体，表达于T细胞，胸腺细胞和NK细胞等表面。 人CD2的配体是CD58（LFA-3），分布广泛。,CD2,T细胞表面CD2分子与APC表面CD58结合，促进T细胞对抗原的识别功能，主要通过增强T细胞与APC或靶细胞之间黏附，以及CD2分子介导的信号转导，并直接介导T细胞激活。 胞浆区可与多种蛋白酪氨酸激酶相连。 人T细胞表面CD2分子与绵羊红细胞（SRBC）表面CD58类似物结合，可形成花环（E花环），被用在体外鉴定和分离T细胞。,CD58,又称LFA3，主要表达 在APC或靶细胞上。与 CD2分子黏附，促进T 细胞识别抗原的功能。,CD79a/CD79b( Ig/ Ig),CD79a又称 Ig, CD79b 又称 Ig，通过二硫键组成异源二聚体，表达于除浆细胞外不同分化阶段的B细胞表面，是B细胞特征性表面标志。 胞外结构属IgSF，胞内有ITAM结构。 两个Ig/Ig与BCR(SmIg)以非共价键组成BCR复合体，能稳定BCR的结构，并与抗原的识别及信号传导有关 。 Ig/Ig的功能与CD3相似，其胞质区含ITAM,能将BCR特异性识别抗原的信号转入B细胞内，从而提供B细胞活化所需的第一信号。,Ig/Ig与BCR复合物,CD79a/CD79b通过非共价键与mIg相连，其胞质段ITAM能将BCR识别抗原的信号转入B细胞内。,p92,与T细胞识别、粘附和活化有关CD 分子的结构,CD2,Immunoreceptor tyrosine-based activation motif,与B细胞识别、活化、粘附有关的CD分子,CD19 单肽链，分布同上。是B细胞的重要标记。 CD19是CD19/CD21/CD81信号复合物中的一个成分，可与多种激酶结合，促进B细胞激活。 CD21 又称CR2和EB病毒受体，表达于成熟的B细胞、滤泡树突状细胞，以及咽部和宫颈上皮细胞，是 B细胞的重要标记。 CD21是EBV的受体，故B细胞是EBV易感染的靶细胞，CD21与EBV结合后可导致B细胞的转化和增殖。这可能是EBV引起传染性单个核细胞增多症的机制 CD81分布于多种血细胞（中性粒细胞、血小板和红细胞除外）表面，是丙型肝炎病毒HCV受体。,CD19/CD21/CD81,CD19/CD21/CD81,复合物是B细胞活化的共受体，可启动B细胞跨膜信号转导，促进B细胞活化。 该复合物可调节BCR活化的阈值，其中CD21通过与补体C3d片段结合而介导CD19与BCR 交联，从而促进B细胞活化，在B细胞初次应答中发挥作用。,CD19/CD21/CD81信号复合物,（1）B细胞的重要标记 （2）稳定BCR与抗原的结合及增强B细胞对抗原的应答 （3）促进B细胞的增殖，参与记忆B细胞的生成 （4） C3d/EB病毒受体,（1）B细胞的重要标记； （2）可与多种激酶结合，促进B细胞活化,B细胞辅助受体，HCV受体,B细胞,p92,二、参与提供免疫细胞活化共刺激信号的CD分子,此类分子主要包括CD28和CD152(CTLA-4，细胞毒性T细胞活化抗原4), CD80和CD86，ICOS、CD40和CD154，CD45、CD25、CD20，CD22等。,参与提供免疫细胞活化共刺激信号的CD分子,CD28与CD80/CD86（B7-1/B7-2） CD152（CTLA-4，cytotoxic Tlymphocyte antigen 4） ICOS（Inducible co-stumulator,诱导共刺激分子） CD40与CD40L（CD154）,向Th细胞提供共刺激/共抑制信号的CD分子,Th细胞与APC表面多种CD分子间相互作用提供Th细胞共刺激/共抑制信号,p100,是由二硫键相连的同源二聚体，其胞浆区可与多种信号分子相连。 分布：CD4+T细胞、50% CD8+ T细胞、浆细胞和部分活化的B细胞。 CD28的配体是 B7 (B7-1 or CD80) B7主要分布于B细胞和APC细胞表面 CD28/B7提供T细胞活化所必须的协同刺激信号（即第二活化信号），是一组重要协同刺激分子,CD28,CTLA4：CD152,与CD28有一定的同源性，对T 细胞的活化有负调节作用。,功能 CD28与CD80或CD86结合后产生协同刺激信号（co-stimulatory signal），使T细胞活化 CD152（CTLA-4）与CD80或CD86结合后产生抑制信号，阻止T细胞的活化。 CD152主要表达在活化的T细胞表面而静止的T细胞不表达。，CD28与相应配基结合可诱导CD152表达。其配基是B7-1，B7-2.CD152与B7-1/B7-2结合可抑制活化的T细胞增殖，对T细胞介导的免疫应答起负调节作用。,CD28 knockout小鼠的T细胞发育正常,但细胞因子产生缺陷,体液免疫缺陷。 CD152 knockout 小鼠出现细胞因子分泌增加和增强的淋巴细胞增殖,淋巴器官大5-10倍,早期死于心衰,心脏组织有大量T细胞浸润。 CD80 knockout 小鼠无免疫缺陷。 CD86 knockout 小鼠抗体产生水平下降。,诱导共刺激分子（ICOS）,ICOS属于CD28家族，仅诱导性表达于活化的T细胞（主要是Th2细胞）表面。 人ICOS配体是B7-H2，组成性表达于单核细胞和某些B细胞表面。 初始T细胞主要依赖于CD28提供共刺激信号，ICOS则在CD28之后起作用，调节活化的T细胞产生IL-4/IL-5、IL-10等。不促进IL-2分泌。 ICOS通过诱导IL-10产生，参与诱导B细胞分化为记忆细胞和浆细胞。,CD80/CD86 即B7-1/B7-2，活化T、B细胞和单核细胞表达均高 CD80/86的配体分别为CD28/CTLA-4。通过其胞膜外区V样结构与CD28结合，为T细胞TCR/CD3活化提供重要的协同刺激信号（活化信号）；与CTLA-4结合，则参与T细胞负调节（抑制信号） CD40 分布在抗原提呈细胞(B、DC、M)、上皮细胞、内皮细胞等 与T细胞表面的CD40L结合提供B细胞再次应答的第二活化信号,与T细胞表面的CD40L结合提供B细胞再次应答的第二活化信号.,TNF家族成员，主要表达在活化的CD4+T细胞、部分CD8+T细胞和T细胞,配体：CD40,功能,（2）是淋巴结生发中心形成的重要条件,（1）是B细胞进行免疫应答的重要的白细胞分化抗原,CD40L ：CD154,与T细胞识别黏附和活化过程有关的CD分子,与B细胞识别、黏附、活化有关的CD分子,参与免疫效应的CD分子,构成免疫球蛋白Fc受体（IgFc-R）的CD分子：CD64，CD32，CD16，CD89，FcRI,CD23 细胞凋亡相关的CD分子（Fas）与CD178（FasL）,构成Fc受体的CD分子结构,CD3,免疫球蛋白Fc段受体,FcRI,CD64 FcRI，表达于单核-巨噬细胞及树突状细胞。是高亲和力IgGFc受体。介导ADCC、IC清除、调理吞噬和促进吞噬细胞分泌IL-1、IL-6和TNF-等介质。 CD32 FcRII， 分布广泛，为是低亲和力IgGFc受体。介导中性粒细胞和单核巨噬细胞的吞噬作用和氧化性爆发。 FcRII-B介导免疫抑制。,CD16 FcRIII，为是低亲和力IgGFc受体，主要结合IgG1、IgG3。 促吞噬和ADCC作用。 CD89 是FcR，分布于外周血或黏膜组织中的绝大部分吞噬细胞， 某些T、B细胞。介导吞噬细胞的吞噬、 超氧产生、 释放炎症介质以及发挥ADCC。 FcRI 是IgE高亲和力受体，介导I型超敏反应,CD23 FcRII，可形成sCD23，表达于B细胞和单核细胞，是IgE低亲和力受体。 膜CD23结合IgE或IgE复合物后，可降低B细胞的IgE合成；而sCD23与B细胞CD21结合可促进IgE合成。,细胞凋亡相关的CD分子 Fas与FasL （CD178 ）,（1）CD95（Fas）：属TNF-SF成员。Fas分子胞内区含6070个aa的保守序列，与死亡有关，称为死亡结构域（Death Domain，DD）。Fas是死亡受体。 （2）CD178（FasL）：属TNF-SF成员。主要分布于活化的T细胞表面。与Fas结合，诱导Fas阳性细胞凋亡。,免疫球蛋白超家族（IgSF） 细胞因子和趋化因子受体超家族（如肿瘤坏死因子受体超家族TNFRSF）等。 C型凝集素超家族 整合素超家族,免疫细胞膜分子家族和超家族 （Families and superfamilies of LDA）,细胞因子受体家族,第二节 黏附分子( adhension molecules, AM ),概念 细胞粘附分子（cell-adhesion molecule，CAM）:由细胞产生的、介导细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间相互接触、识别、结合、激活和移行等分子的统称。 黏附分子以受体-配体结合的形式发挥作用，参与细胞的识别、活化和信号转导、增殖和分化、伸展与移动。 根据结构特点分为：整合素家族、选择素家族、免疫球蛋白超家族、钙粘蛋白家族和未归类的黏附分子,AM与CD均是细胞膜分子 CD 是从抗原角度采用的概念，范围广 AM 是功能上的概念 根据结构特点 AM分类 整合素家族 选择素家族 免疫球蛋白超家族 钙粘素家族 黏蛋白样血管地址素 未归类的黏附分子,趋化与粘附,细胞间黏附分子,参与细胞与细胞, 或细胞与基质间相互结合和相互作用的膜分子。大部分粘附分子已被命名为CD分子 行使功能：如免疫细胞的协同刺激(costimulation)作用, 炎症过程粒细胞和血管内皮细胞的相互作用。 黏附分子分为整合素，选择素，钙粘蛋白和IgSF黏附分子,粘附分子 Adhesion molecule,黏附分子的命名,以功能命名：如细胞间黏附分子(ICAM),血管细胞黏附分子（VCAM），TCR，LFA-1等。 以CD命名：统称为CD抗原/分子。,五个家族： 1.整合素家族 2.免疫球蛋白超家族 3.选择素家族 4.钙粘素家族 5.粘蛋白样家族,主要介导细胞与细胞外基质的黏附，使细胞得以附着形成整体而得名。 结构： 、两条链经非共价键连接的异二聚体,整合素家族,基本结构: 整合素是膜结合型的大分子糖蛋白，由和两个亚单位（链和链）经非共价键连接组成 。,组成： 至少14种亚单位和8种亚单位 以亚单位可将整合素家族分为8个组 （ 1 - 8组） 1组（VLA组） 介导细胞与细胞外基质(ECM)间黏附 2组(白细胞黏附受体组） 淋巴细胞*LFA-1-ICAM123*内皮C 3组（血小板糖蛋白组）,分布：广泛 一种整合素可分布于多种细胞，一种细胞可有多种整合素表达。常有细胞类型特异性，如2、3组。,整合素家族 Integrin family,是由、链通过非共价键连接而成的异二聚体的跨膜糖蛋白。,细胞粘附素 （血小板糖蛋白组，3组）,极迟活化分子 （VLA组，1组）,白细胞整合素 （LFA-1组， 2组）,参与血小板的粘附与凝集,CR3,CR4,选择素家族,组成：P72表7-4 L 选择素(CD62L) -白细胞 P 选择素(CD62P) -血小板,巨核细胞 E 选择素(CD62E) -血管内皮细胞,选择素(selectin)是一组表达于内皮细胞、白细胞和血小板表面的粘附分子。,结构：胞外区三种结构域 C型凝集素结构域（CL）-配体 表皮生长因子样结构域（EGF） 补体调节蛋白结构域（CCP）,配体：识别寡糖基团 白细胞、血管内皮细胞等表达 功能：介导白细胞与内皮细胞结合 参与炎症 淋巴细胞归巢和再循环 如：淋巴细胞*L-选择素 - 地址素*高内皮细胞,免疫球蛋白超家族（IgSF）,具有1个或多个IgV样或C样结构域 介导细胞间黏附和信号转导，参与免疫应答、炎症等 如 CD4-MHC CD8-MHC CD28-B7 ICAM（细胞间粘附分子）-LFA-1,粘附分子的功能,一、参与免疫细胞间相互作用 1.T细胞。 CD28/CD80、LFA-1/ICAM-1、LFA-2/LFA-3等增强TCR与抗原肽-MHC复合物结合的亲和力； 2.B细胞。 CD40/CD40L、LFA-1/ICAM-1、LFA-2/LFA-3等协同刺激分子与活化的T细胞结合从而获得B细胞第二活化信号； 3.CTL。 杀伤靶细胞时，粘附分子的相互作用导致效靶细胞紧密接触。,p116,p129,二、参与炎症反应,粘附分子介导中性粒细胞从血管移行到炎症部位的过程,p73,内皮细胞,血流,三、参与淋巴细胞归巢和再循环 淋巴细胞可经淋巴