第二章 免疫分子 4 5 cd和黏附分子

第二章 免疫分子 第四节 白细胞分化抗原 (Leukocyte Differentiation Antigen ) 一、概一、概 述述 白细胞分化抗原白细胞分化抗原是指血细胞在分化成熟为不同谱系(lineage)时，于分化的不同阶段及 细胞活化的过程中，出现或消失的一类细胞表面标记分子。 白细胞分化抗原除表达在白细胞之外，还表达在红细胞系和巨核细胞/血小板谱系。白 细胞分化抗原还广泛分布于非造血细胞如血管内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞、神经内 分泌细胞等。 20 世纪 70 年代中期以后，由于单克隆抗体技术和基因工程技术在白细胞分化抗原研 究中得到广泛应用，因而这一领域的研究进展十分迅速。在世界卫生组织(WHO)和国际免疫 学协会联合会(IUIS)的组织下，自 19822000 年已先后举行了七次有关人类白细胞分化抗 原的国际协作组会议，并应用以单克隆抗体鉴定为主的聚类分析法，将识别同一分化抗原 的来自不同实验室的单克隆抗体归为一个分化群(cluster of differentiation,CD),即所 谓 CD 的国际命名法。由 CD 单抗群所识别的分化抗原也称 CD 分子。在最初阶段，CD 命名 法是指对单克隆抗体的分类而言，而目前的研究主要集中在 CD 分子的结构和功能，因此， 在一般情况下，CD 主要是指白细胞分化抗原而言。 动物白细胞分化抗原也采用 CD 命名法，与人类 CD 同源的，加上与人类 CD 相同的编号， 为了与人类 CD 相区别，牛的 CD 在其前加 Bo,即 BoCD，另外，OvCD,CpCD,EqCD 分别表示绵 羊、山羊、马的白细胞分化抗原。与人类 CD 没有明显同源性的，或没有充分的证据证明与 人类 CD 同源的，用 WC(workshop cluster)表示。因为反刍动物分化抗原之间存在广泛的 交叉反应，所以，可以通过交叉反应确定反刍动物的同源分化抗原。分化群 BoWC1、OvWC1 和 CpWC1 分别表示牛、绵羊和山羊之间的同源抗原。但是，与人类 CD 没有同源性的分化抗 原还没有确定。WC 一旦被证明与人类 CD 具有同源性，WC 即可用 CD 来表示。 目前，有关动物白细胞分化抗原的国际协作组会议已举行了多次，对动物白细胞分化 抗原的分类、结构和功能等也有了较深刻的认识。 CD 分子大多是跨膜的蛋白或糖蛋白，以疏水键与细胞膜的脂质结合，亲水部暴露在细 胞膜外。因此，一般可以将 CD 分子分为胞外部分、穿膜区和胞内部分。但有些白细胞分化 抗原以糖基磷脂酰肌醇(GPI)连接方式，锚定在细胞膜上。不同系和不同分化阶段的细胞都 有一些特征性 CD 分子，这些分子不仅是细胞膜上的标志，借此可以识别细胞，而且许多 CD 分子是具有一定功能的分子，在免疫细胞间或细胞与介质间相互识别过程中具有重要的 作用。对 CD 分子的深入研究，对于认识免疫应答的本质以及临床某些疾病的诊断、预防和 治疗都具有十分重要的意义。 二、白二、白细细胞分化抗原的分胞分化抗原的分类类 (一) 人类白细胞分化抗原的分类 2000 年在英国 Harragate 举行的第 7 次人类白细胞分化抗原国际协作组会议，被确定 的人类白细胞分化抗原有 247 个(CD1CD247)；根据分布的细胞系将其区分为 T 细胞、B 细胞、髓系细胞、NK 细胞、血小板、激活的细胞抗原、粘附分子、内皮细胞、细胞因子受 体、红细胞、树突状细胞、干细胞/祖细胞、碳水化合物/凝集素等 13 个分组。 (二) 反刍动物白细胞分化抗原的分类 1.牛白细胞分化抗原 已确定的有 30 多个 2.绵羊白细胞分化抗原 OvCD1、OvCD4、OvCD45TD、OvCD45R、OvCD23、OvCD4G、OvCD5、OvWC1、OvCD6、OvCD8、Ov CD11a、OvWC2、OvCD11b、OvWC3、OvCD11c、OvWC4、OvCD18、OvWC6、OvCD25、OvWC9。 3.山羊白细胞分化抗原 至少有 CpCD1、CpCD2、CpCD4、CpCD5、CpCD6、CpCD8、CpCD11、CpWC1、CpWC2、CpWC3、CpWC4、C pWC5 等。 (三) 猪白细胞分化抗原的分类 猪白细胞分化抗原的国际专题协作会议已经举行了 3 次。第二次专题会议于 1995 年举行，本次会议收集了 176 种单抗，对猪白细胞分化抗原进 行了分析，结果见表 1.8.3。第三次专题会议于 2001 年召开，新增加猪白细胞分化抗原 11 种(用 21 种单抗鉴定)： CD11R1、CD11R2、CD11R3、wCD40、wCD46、wCD47、wCD49d、CD61、wCD92、wCD93 和 CD163；这样使猪白细胞分化抗原总数达到 39 种。 (四) 马白细胞分化抗原的分类 马白细胞分化抗原的国际专题协作会议已经举行了两 次。第二次专题会议于 1995 年在美国加利福尼亚举行，这次会议确定的马白细胞分化抗原 有： EqCD2、EqCD3、EqCD5、EqCD8、EqCD11a/18、EqCD13、EqCD28、EqCD44、EqMHC、EqMHC 、EqWC1 和 EqWC2。 人和动物白细胞分化抗原很多，也很复杂。相信在将来，还会有更多的分化抗原被发 现。 三、白三、白细细胞分化抗原的胞分化抗原的结结构、分布和功能构、分布和功能 白细胞分化抗原的种类繁多，功能也多种多样，但其主要功能是在免疫应答中发挥作 用。 下面仅就与免疫功能有关的主要 CD 分子作介绍。 (一) CD2 1. CD2 分子的结构和分布 CD2 分子又称 T11、绵羊红细胞受体(ER)、淋巴细胞功能相 关抗原 2(LFA-2)和 Leu5。CD2 是 T 细胞分化过程中出现的第一个特异性标志，其化学成分 为糖蛋白，分子量 50kD。CD2 有三个功能区：185 个氨基酸组成的亲水性胞外功能区；25 个氨基酸组成的疏水性穿膜片段；126 个氨基酸组成的胞内功能区。 CD2 分子分布于 95%T 细胞、50%70%胸腺细胞和大颗粒淋巴细胞上。 2. CD2 分子的功能 (1) 粘附功能 CD2 的配体是 LFA-3，后者分布于多种细胞的表面。CTL 与靶细胞之间的非特异性粘附， 除了 CD2 与 LFA-3 结合之外，还有 LFA-1 与 ICAM-1(细胞间粘附分子)结合等。CD2 与 LFA- 3 之间的粘附功能对于 TCR 识别外来抗原与 APC 细胞表面 MHC 抗原复合物、肿瘤抗原、病 毒感染靶细胞以及同种异体抗原均有重要的辅助作用。最近研究表明，CD48 和 CD59 也是 CD2 的配体，参与 T 细胞的粘附和细胞间的相互作用。 (2) T 细胞旁路激活途径 用单抗证明 CD2 分子内至少有 6 个不同的抗原决定簇，即 9.6/T11、D66、35.1、T11- 2、T113和 9-1，T111与绵羊红细胞结合位点有关，其相应的单克隆抗体能阻断 E 玫瑰花结 的形成，T111和 T112在静止与激活的 T 细胞上均有表达，T113仅见于激活的 T 细胞表面。 同时加入抗 T112和 T113单抗可活化 T 细胞，促进 MHC类抗原和 IL-2 受体的表达，并在 IL-2 存在的条件下，活化的 T 细胞继续增殖，称为 T 细胞旁路激活途径。由此可见，CD2 与 T 细胞的活化有关。 (二) CD3 1CD3 分子的结构和分布 CD3 分子至少由 、 5 种多肽链组成， 与 T 细胞抗原受体非共价连接。CD3、 和 链在细胞膜外都有一个 Ig 样结构域，都 属于免疫球蛋白超家族，但不存在多态性和可变性，因此不直接参与特异性识别抗原。 、 链的穿膜部分含有带负电荷的谷氨酸和/或天冬氨酸残基，这与 TCR 穿膜区带 正电荷的赖氨酸、精氨酸相互作用有关。、 链细胞浆部分含 4481 氨基酸残基， 提供了把信息传到细胞内的条件。 链分子量为 1528kD， 链、 链分子量均为 20kD。CD3 和 链结构相似，而与 、 链无同源性。分子量分别为 16kD 和 21kD。 2. CD3 分子的功能 CD3 与 TCR(T 细胞受体)在细胞表面密切结合在一起，组成 TCR-CD3 复合物，TCR 识别抗原后，刺激信号是通过 CD3 转导的。在体外，抗 CD3 单抗可促 进 T 细胞表达 IL-2R，产生 IL-2、TNF、TNF、TNF 和 IL-4 等多种细胞因子，诱导非 MHC 限制的细胞毒作用，增强 T 细胞、LAK 和 NK 细胞的杀伤肿瘤作用。 (三) CD4 1. CD4 分子的结构和分布 CD4 分子为细胞膜表面单链糖蛋白，人 CD4 分子由 458 个氨基酸残基组成，也分为胞膜外区，穿膜区，胞浆内区三部分。CD4 分子量为 5560kD，人和小鼠 CD4 分子约有 55%序列相同。 CD4 分子分布于部分 T 淋巴细胞和胸腺细胞表面，在某些 B 淋巴细胞、单核-吞噬细胞 和脑细胞表面也有 CD4 分子。 2. CD4 分子的功能 CD4 阳性细胞一般为辅助性 T 淋巴细胞诱导细胞(helper inducer)，具有以下功能。 (1) 作为细胞间的粘附分子：CD4 分子与 MHC类分子结合，可以稳定 MHC类分子限 制的 T 淋巴细胞与带有 MHC类分子抗原复合物的 APC 细胞相互作用。抗 CD4 单抗可封 闭 T 细胞的辅助活性。CD4 分子在 T、B 细胞之间的协同或 T、M 细胞之间的相互作用方 面也起关键作用。 (2) 传导信号：CD4 分子与信号转导成分蛋白酪氨酸激酶 p56lck相连接，在抗原诱导 的淋巴细胞活化和 T 细胞增殖与分化的信号转导过程中起重要作用。在 T 细胞分化的所有 阶段，都能检测到 p56 lck与 CD4 和 CD8 形成的复合物。 (3) 作为 HIV 的受体：CD4 分子有数个不同的抗原决定簇。HIV 通过病毒囊膜糖蛋白 gp120 与 CD4 结合，结合并不需要完整的 CD4 分子。用重组 DNA 技术制备的可溶性 CD4(sCD4)能有效地阻止 HIV 和动物 AIDS 病毒结合和感染 CD4+细胞，从而抑制病毒在细胞 内复制，抑制靶细胞形成合胞体。由于 sCD4 不抑制 MHC类抗原与特异性 T 细胞的相互作 用，所以注射 sCD4 后，正常细胞表面 CD4 的生理功能不受干扰。用 sCD4 治疗艾滋病正在 进行临床试验，抗 CD4 单抗也可用于艾滋病的治疗，已进入临床试验阶段。此外，应用 CD4-IgG、CD4-PE(绿脓杆菌外毒素)、CD4-PA(蓖麻毒素 A)等杂交分子杀伤 HIV 感染的 T 细 胞，作为抗艾滋病的新药已进入临床试验。 (四) CD8 1. CD8 分子的结构和分布 CD8 分子是由 和 两条多肽链组成的穿膜糖蛋白，两 条多肽链之间由二硫键连接。CD8 胞外多肽链的折叠类型与 Ig 相似，绞链区富含脯氨酸、 苏氨酸和丝氨酸，其中有 17 个氨基酸与 Ig 绞链区相同。 CD8 分子分布于部分 T 淋巴细胞和胸腺细胞上，NK 细胞表面的 CD8 分子为二聚体。 最近发现血清中存在着可溶性 CD8 分子(sCD8)，白血病、艾滋病、急性传染性单核细 胞增多症、再生障碍性贫血、同种异体移植、类风湿性关节炎和全身性红斑狼疮等患者血 清中 sCD8 水平增高，其升高的水平与疾病的严重程度、病情变化、治疗反应以及预后有密 切的关系。 2. CD8 分子的功能 (1) 作为细胞间的粘附分子：MHC类分子是 CD8 分子的配体。CD8 分子与 MHC类分 子结合可以稳定 MHC类分子限制的 T 细胞(主要是 CTL)与带有 MHC类分子与抗原复合物 的靶细胞结合。 CD8 阳性细胞为抑制性 T 淋巴细胞/细胞毒性 T 淋巴细胞(suppressor T lymphocyte/cytotoxicT lymphocyte,Ts/Tc)。 (2) 传导信号：CD8 与 CD4 一样，其胞内部分与蛋白酪氨酸激酶 p56 lck相连，在 T 细 胞增殖和分化的信号转导中起重要作用。 (五) CD11a/CD18 又称淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1)，是由 、 两条肽链构成的异二聚体糖蛋白。 链为 CD11a， 链为 CD18。广泛分布于 T 细胞、B 细胞、粒细胞、单核细胞和激活的巨 噬细胞表面。它的主要功能有：参与 CTL、NK 细胞介导的杀伤过程。参与辅助性 T 细 胞的作用，包括对外来抗原和丝裂原的增殖反应；促进 IL-2 的产生和辅助 B 细胞对胸腺依 赖抗原的抗体反应。参与粒细胞及单核细胞介导的 ADCC 作用。参与淋巴细胞归巢以及 淋巴细胞与基质细胞的相互作用。 (六) CD11b/CD18 又称 3 型补体受体(CR3)，也是由 、 两条肽链构成的异二聚体糖蛋白。CR3、CR4 和 LFA-1 均属粘附分子整合素(integrin)家族中的成员，三者结构极为相似， 链完全相 同，命名为 CD18，而 链各不相同，LFA1 为 CD11a、CR3 为 CD11b，CR4 为 CD11c。CR3 分布于中性粒细胞、单核巨噬细胞、嗜酸性粒细胞、NK 细胞及细胞毒性 T 细胞和 B 细胞 上，其配体为 iC3b，此外，CR3 还可与细菌 LPS 和酵母细胞壁上 葡聚糖相结合。CR3 的 主要生物学活性是细胞粘附作用。它可使效应细胞与靶细胞之间密切接触，增强吞噬作用， 因而在抗感染免疫中具有重要作用。 (七) CD11c/CD18 又称型补体受体(CR4)， 链为 CD11c， 链为 CD18。CR4 主要分布于中性粒细胞、 单核细胞、巨噬细胞和血小板上，其配体为 iC3b 和 C3dg。CR4 的功能是增强 Fc 受体介导 的吞噬作用，但也可介导 Fc 受体非依赖性吞噬作用。 (八) CD21 又称 2 型补体受体(CR2)和 EB 病毒受体。 1. CD21 分子的结构和分布 CD21 为分子量 140kD 的单链糖蛋白，胞膜外区 1005 个 氨基酸，疏水跨膜区 28 个氨基酸，胞浆区 34 个氨基酸。 主要分布于成熟 B 细胞、树突状细胞和部分 T 细胞上，其配体为 C3d。 2. CD21 分子的功能 (1) 促进 B 细胞增殖：介导 EB 病毒转化 B 细胞。 (2) 参与免疫记忆：病原微生物或蛋白质抗原上覆盖有 C3dg 时，可与淋巴滤泡内树突 状细胞表面 CD21 结合，在诱导免疫记忆过程中起重要作用。 (3) 参与补体的活化：CD21 参与补体替代途径的启动以及 C3b 的固定，且在 C3bi 裂 解为 C3dg 过程中为丝氨酸蛋白酶因子的辅助因子。 (九) CD25 为 T 细胞的 IL-2 受体，转导细胞增殖信号。IL-2 受体至少有高亲和力和低亲和力两 种形式，IL-2 只有与高亲和力受体结合才能促使细胞分裂，进一步研究表明，高亲和力的 受体是由 和 肽链构成的，只有 或 链的为低亲和力 IL-2 受体。 (十) CD28 1. CD28 分子的结构和分布 CD28 是由两条多肽链构成的同源二聚体，肽链之间由 二硫键连接，分子量为 90kD。人与小鼠 CD28 分子的同源性为 68%。 在外周血淋巴细胞中，CD28+细胞占 54%86%，90%CD4+T 细胞和 50%CD8+T 细胞表达 CD28。CD28 在 CD8+T 细胞中表达与功能有一定关系，CD8+CD28+T 细胞表现出 MHC 限制的细 胞毒功能，而 CD8+CD28-细胞可抑制抗体产生以及同种异体抗原所诱导的细胞增殖效应。 此外，部分活化 B 细胞也表达 CD28。 2. CD28 分子的功能 CD28 是一种新的非抗原依赖的 T 细胞激活信号，抗 CD28 单抗 可诱导 T 细胞增殖、IL-2 受体表达以及产生 IL-2、TNF、TNF 等细胞因子。CD28 的天 然配体是 B 细胞活化抗原 CD80，CD28 与 CD80 结合是 T-B 细胞相互协作的主要方式，并能 够刺激 B 细胞活化。 (十一) CD35 又称型补体受体(CR1)，C3b/C4b 受体)，为单链糖蛋白，分子量为 160260kD。CD35 广泛分布于红细胞、粒细胞、单核细胞、肥大细胞、滤泡树突状细胞、 肾小球足突细胞、B 细胞及部分 CD4+T 细胞表面，CD35 的配体为 C3b/C4b(高亲和力)及 C3bi/C3c(低亲和力)。CD35 的主要功能有：作为调理素受体，增强吞噬细胞对 C3b/C4b 包被颗粒及微生物的吞噬作用；为 I 因子的辅助因子之一，协同 I 因子裂解 C3b 和 C4b，抑制 C3 转化酶与 C5 转化酶的活性，并促使其降解；通过红细胞的 CD35 运送 IC 至 肝脏等处，经 I 因子裂解 C3b，使 IC 与细胞解离，再被单核细胞清除；CD35 为 B 细胞激 活的调节剂。可溶性 CD35(sCD35)存在于正常的血清中，血清中 sCD35 的水平与某些疾病 具有一定的关联。研究表明 sCD35 水平升高与机体重要脏器的功能损害相平行，因此测定 血中 sCD35 的水平，对于了解某些疾病的病情和判定治疗效果可能具有一定的意义。 (十二) CD44 是一种细胞表面糖蛋白。成熟的 CD44 分子有多种变异体，按其分子量 的不同，大致可分为 8090kD、110160kD 和 180215kD 三类，每种变异体有其相应的 组织分布。CD44 的分布十分广泛，T 细胞、胸腺细胞、B 细胞、粒细胞、神经胶质细胞、 成纤维细胞和上皮细胞等都有 CD44 分子。CD44 分子是细胞表面的粘附分子，主要参与细 胞与细胞、细胞与基质之间的粘附。其主要功能有：与配体结合产生粘附作用，CD44 的 配体为细胞外基质，主要有透明质酸、层粘连蛋白、纤粘连蛋白和胶原蛋白等，不同的 CD44 分子识别的配体有所差别；CD44 分子作为淋巴细胞“归巢”受体，参与淋巴细胞的 “归巢” ；参与 T 细胞的活化，抗 CD44 抗体可促进 T 细胞对抗 CD2 和 CD3 抗体的应答， 某些抗 CD44 抗体可提高 T 细胞与单核细胞的粘附作用；与细胞骨架蛋白结合，参与细胞 伪足形成和迁移运动。 第五节 粘附分子 ( Adhesion Molecules，AM ) 早在 1955 年 Alliso 和 Smith 研究急性炎症反应的致病机制时，首先发现了粘附现象。 在炎症反应时，循环血液中的吞噬细胞粘附在内皮上，并在内皮表面移动，然后通过内皮 细胞间隙和基质，进入炎症部位，参与炎症反应。进入 70 年代初有人发现了细胞毒 T 细胞 (CTL)对靶细胞的粘附是杀伤靶细胞的关键，并认为一定有某种分子介导 CTL 细胞对靶细胞 的识别、粘附和活化。1979 年 Springer 等人在研究巨噬细胞分化抗原时，首先发现了粘 附分子(adhesion molecules, AM)，随后，大量的粘附分子被陆续发现。 粘附分子粘附分子也叫细胞粘附受体(cell adhesion receptor)，由某些细胞产生，存在于细 胞表面的糖蛋白，少数为糖脂，它们可以与其他细胞或细胞外基质(extracellular matrix,ECM)上的相应配体(ligand)发生结合，使细胞与细胞间，细胞与基质间，或细胞- 基质-细胞间相互接触，参与细胞的识别、细胞的信号传导与活化、细胞的伸展与移动、细 胞的生长及分化，是免疫应答、炎症发生、血栓形成、肿瘤转移、创伤愈合等一系列重要 生理和病理过程的分子基础。 粘附分子与 CD 分子是根据不同角度根据不同角度命名的，粘附分子是以粘附功能来归类，目前，已 基因克隆成功的粘附分子有几十种，形成一个庞大的粘附分子大家族，其配体包括膜分子、 细胞外基质、血清及体液中的可溶性因子和补体 C3 片段。由于粘附分子具有广泛重要的生 物学功能，目前在细胞生物学、分子生物学、免疫学和病理生理学领域里已受到普遍的关 注，1993 年第五届人白细胞分化抗原国际专题讨论会上，已将粘附分子列为一组新抗原。 CD 分子是用单克隆抗体鉴别、归类命名的，范围十分广泛，其中包括了粘附分子组其中包括了粘附分子组，因此 大部分粘附分子已有 CD 的编号，但也有部分粘附分子尚无 CD 编号。 一、粘附分子的种一、粘附分子的种类类 当前，按粘附分子的结构特点，可将其分为以下四类。此外，还有一些尚未归类的粘 附分子。 (一) 整合素超家族(integrin superfamily) 又称粘合素超家族。整合素超家族的粘附分子主要介导细胞与细胞外基质的粘附，使 细胞得以附着而形成整体(integration)，故称整合素。此外，整合素超家族的粘附分子还 介导白细胞与血管内皮细胞的粘附。 该家族的粘附分子都是由 、 两条链(或称亚单位)以非共价键连接组成的异源双体 (heterodimer)，、 链均为类穿膜蛋白， 链的分子量为 120210kD， 链的分子 量为 90130kD，个别 链的分子量为 220kD。 和 亚单位均由胞膜外区、胞浆区和 穿膜区三部分组成。电镜下观察整合素分子有一个球状头部，向下伸展有两条杆状结构， 穿过细胞膜的磷脂双层。 整合素超家族的主要成员有淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1)和很晚出现的抗原(very late appearing antigen，VLA)。整合素分子在体内分布很广泛，多数整合素分子可以表 达于多种组织细胞，如 VLA 组(分为 VLA1、2、36)的整合素分子在体内广泛分布于各 种组织细胞如吞噬细胞、表皮细胞及白细胞等；而多种细胞又可同时表达数种不同的整合 素分子。 (二) 免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily,IgSF) 在参与细胞间相互识别，相互作用的粘附分子中，有许多分子具有 IgV 或 C 区相似的 折叠结构，其氨基酸组成亦有一定的同源性，属于免疫球蛋白超家族的成员，如细胞间粘 附分子(ICAM-1，ICAM-2)、血管细胞粘附分子(VCAM-1)和淋巴细胞功能相关抗原-3(LFA-3) 等。主要分布在淋巴细胞、粒细胞及内皮细胞上。免疫球蛋白超家族粘附分子的配体多为 免疫球蛋白超家族的粘附分子或整合素超家族的分子。 (三) 选择凝集素家族(selectin family) selectin 是由 select 和 lectin 两词合 并而来，最初被称为外源凝集素细胞粘附分子家族(lectin cell adhesion molecule family,LEC-CAM family)或简称选择素家族。目前，已发现 selectin 家族中有三个成员： L-selectin、P-selectin、E-selectin，其中的 L、P、E 分别代表 leukocyte、platelet(又叫 GMP-140,granule membrane protein-140,颗粒表面膜蛋白)和 endothelium(内皮)，是最初发现的相应 selectin 分子的三种细胞，故名。 L-selectin 分布于白细胞上，分子量 7580kD，配体为 PNAd(peripheral lymphonode vascular addressin，外周淋巴结血管地址素)；P-selectin 分布于血管内皮 细胞及血小板，分子量为 140kD；E-selectin 分布于血管内皮细胞，分子量为 115kD，配 体为 CLA(cutancous lymphocyte associated antigen，皮肤淋巴细胞相关抗原)。 (四) 钙离子依赖的细胞粘附素家族(Ca2+dependent cell adhesion molecule family) 是 Takeichi 最早发现的一种介导细胞间相互聚集的粘附分子，在有 Ca2+存在时，可以 抵抗蛋白酶的水解作用。以后又发现了两种作用和特性均与其相类似的粘附分子，它们的 氨基酸序列也有同源性，遂将其命名为 cadherin 家族。cadherin 家族的粘附分子对于生 长发育过程中细胞的选择性聚集具有至关重要的作用。 cadherin 分子均为单链糖蛋白，约由 723748 个氨基酸组成，不同的 cadherin 分子 在氨基酸水平上有 43%58%的同源性。cadherin 分子为型膜蛋白，由胞膜外区、穿膜区 和胞浆区三部分组成。目前已知 cadherin 家族中共有 3 个成员，即 E-cadherin，主要分 布于上皮组织，分子量 124kD，配体为 E-cadherin；N-cadherin，主要分布于心肌、骨骼 肌和神经组织，配体为 N-cadherin；P-cadherin，主要分布于胎盘等，配体为 P- cadherin。 二、粘附分子的功能二、粘附分子的功能 在机体内，一种细胞可以同时表达多种粘附分子，一种粘附分子也可表达于多种不同 的组织细胞，而细胞间的相互粘附作用又可以由多对粘附分子受体/配体共同参与。单从某 一对粘附分子的作用，则难于了解细胞粘附的全过程。这里着重介绍粘附分子参与体内某 些生理或病理过程中粘附分子的功能。 (一) 粘附分子参与炎症过程 炎症过程中白细胞与血管内皮细胞发生粘附的重要特 征就是白细胞粘附、穿越血管内皮细胞，向炎症部位渗出，这一过程的重要分子基础是白 细胞与血管内皮细胞粘附分子的相互作用。不同白细胞的渗出过程或渗出过程的不同阶段 所涉及的粘附分子不尽相同。 (二) 粘附分子参与淋巴细胞的归巢 淋巴细胞在中枢淋巴器官发育成熟后，经血流 定居在外周淋巴器官，并在全身各器官、组织以及炎症部位发挥多种多样生物学功能。淋 巴细胞归巢(homing)是淋巴细胞定向迁移的一种特殊形式，它包括：骨髓中的淋巴干细 胞向中枢淋巴器官的归巢；中枢淋巴组织中的淋巴细胞向外周淋巴器官的归巢；血液 中的淋巴细胞参与再循环及向炎症部位渗出等，以利于淋巴细胞接触和清除外来抗原。 淋巴细胞是一个不均匀的群体，可分为不同的群和亚群，淋巴细胞归巢过程的一个显 著特点是不同群或亚群的淋巴细胞在上述移行过程中具有相对的选择性，即某一特定的淋 巴细胞群或亚群只定向归巢到相应组织或器官。淋巴细胞归巢过程中的分子基础是淋巴细 胞与各组织器官血管内皮细胞粘附分子相互作用。一般将淋巴细胞的粘附分子称为淋巴细 胞归巢受体(lymphocyte homing receptor, LHR)，而将其相对应的血管内皮细胞的粘附分 子称为标志素或地址素(addressin)。多种粘附分子与淋巴细胞的归巢有关，但参与不同群 或亚群淋巴细胞归巢过程的粘附分子是不同的，构成淋巴细胞选择性归巢的分子基础。 (三) 粘附分子参与免疫细胞的识别 免疫细胞之间的相互作用，及在杀伤细胞识别 靶细胞的过程中，除了需要对特异性抗原的识别外，还需要粘附因子的相互作用。某些粘 附分子的抗体可以阻断免疫细胞的相互作用，及杀伤细胞对靶细胞的杀伤作用。辅助性 T 细胞与抗原提呈细胞的相互作用过程中，T 细胞受体(TCR/CD3)须同时识别抗原提呈细胞表 面的特异性抗原与 MHC 分子的复合体，而在 T 细胞和抗原提呈细胞表面的 CD4 与 MHC-类 分子(非多态部分)、LFA-1 与 ICAM-1、LFA-2 与 LFA-3、CD28 与 CD80 之间的相互作用（专 一性结合） ，则可以使两者紧密接触，并参与 T 细胞的活化过程和细胞因子的分泌调节。杀 伤性 T 细胞杀伤靶细胞(如病毒感染靶细胞)时，其 CTL 特异受体识别靶细胞抗原与 MHC- 类分子的复合物，CD8/MHC-类分子、LFA-1/ICAM-1(淋巴细胞功能相关抗原-1/细胞间粘 附分子-1)、LFA -2/LFA-3 的相互作用，导致效应细胞与靶细胞紧密接触，杀伤细胞的细 胞毒介质得以有效地发挥作用。值得注意的是，无论是免疫细胞的相互作用，或效应细胞 与靶细胞间的相互作用，最终相互接触的细胞仍然要分开，这显然是细胞内存在着针对粘 附作用的负反馈调节机制。 (四) 粘附分子参与组织细胞间的附着 在胚胎发育过程中，不同类型的细胞按着既 定规律，形成细胞与细胞之间，及细胞与细胞外基质的附着，有序地组合在一起，构成不 同的组织和器官。在这一过程中，粘附分子发挥着重要作用。 1.粘附分子参与细胞间的附着 参与细胞与细胞间附着的粘附分子主要是 cadherin 家族的粘附分子，以及属于免疫 球蛋白超家族的粘附分子，NCAM(神经细胞粘附分子)及 CD31。已经发现，cadherin 分子是 组织学上在细胞连接中起重要作用的粘着小带(zonula adherence)的重要跨膜成分。 参与细胞与细胞间附着的粘附分子的共同特点是，以自身识别的方式相互作用，即相 同的粘附分子之间的相互作用。这种特殊的自身相互识别的作用方式，保证了相同细胞的 聚积。在胚胎发育过程中，细胞粘附分子的表达，有规律的发生改变，支配不同细胞的有 序组合，形成组织和器官。 2.粘附分子参与细胞与基质间的附着 细胞与细胞间基质的附着，是细胞生存与增 殖所必需的，主要由 integrin 家族的粘附分子来介导。integrin 分子识别的配体大都是 细胞外基质的成分，包括 FN (fibronectin, 纤粘连蛋白)、LM (lamnin, 层粘连蛋白)、 VN (vitronectin, 体外粘连蛋白)、CA (collagen, 胶原蛋白)等。integrin 分子广泛表 达于各种组织中的细胞，而其配体广泛存在于细胞外基质中。 (五) 粘附分子参与细胞的移动 在细胞发育、分化以及创伤修复过程中，都需要细 胞的移动。迄今，对这一过程的确切机制还没明确，但可以肯定的是细胞粘附分子是这一 过程中重要参与者，而且这些粘附分子的表达得到确切的调控。已经发现 E-cadherin、N- cadherin、NCAM、CD31 及 FN 和 FN 受体都与细胞移动有关。据报道，细胞粘附分子对细胞 的移动具有促进与抑制两种作用，粘附分子在细胞表面分布的极性可能与其作用的差异有 关，如 CD31 和 E-cadherin 都分布在细胞的侧面，与邻近细胞接触的部位，它们对细胞的 移动具有抑制作用。 (六) 粘附分子与肿瘤的关系 包括粘附分子对肿瘤浸润和转移的影响，对杀伤细胞 杀伤肿瘤的影响，以及辅助肿瘤的诊断等。 1.粘附分子与肿瘤的浸润与转移 恶性肿瘤一个重要的生物学特征，是对其邻近正 常组织的浸润及向远处转移。目前已知肿瘤的浸润与转移与其粘附分子(E-cadherin, integrin)表达的改变有关。一方面肿瘤细胞某些粘附分子表达减少，可以使细胞间的附着 减弱，肿瘤细胞脱离与其他细胞的附着，这是肿瘤浸润及转移的第一步；另一方面，肿瘤 细胞表达的某些粘附分子使已入血的肿瘤细胞得以粘附到内皮细胞上，造成血行转移。 2.粘附分子与肿瘤的诊断 不同 integrin 分子在不同的组织、细胞有其特定的分布 方式，虽然在肿瘤组织中 integrin 分子的表达不同于正常组织，但仍在一定程度上保留了 这种特定的分布方式，从而可以作为肿瘤分型诊断的参考依据。由于分化程度低的恶性肿 瘤细胞在组织学上难以区分其组织来源，因此，对其 integrin 分子表达的检测，可以作为 肿瘤诊断的一个有效的辅助手段。 正常的肝细胞表达 VLA-1(迟现的抗原)和 VLA-1，而胆管上皮细胞表达 VLA- 2、VLA-3、VLA-6 和 VLA-4。肝癌包括肝细胞癌和胆管癌两种组织类型，分化良好 的肝细胞癌和胆管癌表达 integrin 分子与其来源组织基本相似，但低分化的肝细胞癌可以 表达 VLA-2、VLA-3、VLA-6。低分化的胆管癌细胞表达 integrin 分子的种类虽然与 正常胆管相同，但表达数量明显减少。由于肝细胞癌不表达 VLA-4，而胆管癌细胞不表 达 VLA-1，因此，上述两种 integrin 分子可以作为区分上述两型肝癌的标志。 (七) 粘附分子与细胞内信号的传导 细胞间或细胞-基质间粘附分子相互作用，并不 仅限于细胞的粘附和附着，对参与粘附细胞的活化、分化、生长和分泌等亦有显著的影响， 并有赖于粘附分子相互作用的信号向细胞内的传导。 粘附分子所传导的信号可能作为一种 辅助因素，协同其他刺激因素的刺激作用，如 31、41、51、61 和 L2 与配体的作用，可以协同 TCR/CD3 介导的淋巴细胞增殖和细胞因子产生，提示淋巴细胞与 胞外基质的作用可能影响其活化状态；否则 T 细胞处于不应答(anergy)状态。此外，单核 细胞及中性粒细胞表面 integrin 与配体的作用，也参与诱导细胞产生炎症因子。 三、可溶性粘附分子三、可溶性粘附分子 白细胞、血管内皮细胞或其他细胞表面的粘附分子可以被吞噬，进入细胞内，也可以 脱落下来，进