Lecture8白细胞分化抗原和黏附分子.ppt

白细胞分化抗原和黏附分子,不同谱系(lineage)白细胞在正常分化、成熟的不同阶段以及活化过程中,出现或消失的细胞表面标记，称为白细胞分化抗原。,白细胞分化抗原,表达细胞造血细胞:白细胞、红系、巨核细胞、血小板谱系非造血细胞:血管内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞、神经内分泌细胞等。,（leukocytedifferentiationantigen,LDA）人白细胞分化抗原：HLDA,命名：人-CD；CD1、CD2CD339动物-与人同源的，在CD前加动物名称缩写，如OvCD（绵羊Ovine）；BoCD（牛bovine);CpCD（山羊Caprine）;EqCD（马Equine)只有动物有的称为WC,BoWC1。,分化群，clusterofdifferentiation,CD：应用以单克隆抗体鉴定为主的方法，将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一白细胞分化抗原归为一个分化群(CD),以代替分化抗原以往的命名。,CD（clusterofdifferentiation）,国际白细胞分化抗原的统一命名系统,大致划分14个组,人CD分组（HLDA8）,分组CD（举例）黏附分子CD11a-CD11c、CD15、CD15s(sLx)、CD18(整合蛋白2)、CD29(整合蛋白1)、CD49aCD49f、CD54(ICAM-1)、CD62E(E整合蛋白)、CD62L(L整合蛋白)、CD324(E-cadherin)、CD325(N-cadherin)、CD326(EpCAM)细胞因子/CD25(IL-2R)、CD95(Fas)、CD116-CDw137、CD178(FasL)、趋化因子受体CD183(CXCR3)、CD184(CXCR4)、CD195(CCR5)、CD261CD264(TRAIL-R1TRAIL-R4)内皮细胞CD105(TGF-RIII)、CD106(VCAM-1)、CD140(PDGFR)、CD144(VE钙黏蛋白)、CD299(DCSIGN-related)、CD309(VEGFR2)、JAM1(CD321)、JAM2(CD322)碳水化合物结构CD15u、CD60aCD60c、CD75、CDw327CDw329(siglec6、7、9)树突状细胞CD85(ILT/LIR)、CD273(B7DC)、CD274CD276(B7H1-B7H3)、CD302(DCL1)、CD303(BDCA2)、CD304(BDCA4)干细胞/祖细胞CD133、CD243基质细胞CD292(BMPR1A)、CD293(BMPR1B)、CD331CD334(FGFR1FGFR4)、CD339(Jagged-1)红细胞CD233CD242,/HLDA9Workshop/tabid/60/Default.aspx,The9thInternationalConferenceonHumanLeukocyteDifferentiationAntigens(HLDA9),功能：调节免疫细胞的分化和发育细胞分离鉴定的表面标志参与识别抗原、捕捉抗原、促进免疫细胞与抗原或免疫分子间的相互作用介导免疫细胞间、免疫细胞与基质间黏附,不同类型的免疫细胞在发育的不同阶段可表达各种特有的分化抗原，它们既是重要的标志，又具粘附分子特性，通过介导免疫细胞与其他细胞的相互作用而参与调节免疫细胞的发育和分化。,MACS,Magnetism-activatedcellsorting,10l磁珠(antibodybinding)+107细胞,CD4,Anti-CD4,+,FluorescenceActivatedCellSorting,FACS,BonemarrowcellswerestainedwithIL-5Rchain,c-Kit,CD34andSca-1antibodies,aswellasalineagecocktailincludingCD3,CD4,CD8,B220,Gr-1andCD19.EoPswereidentiedasLinSca-1CD34+IL-5R+c-Kitlowcells.,IL-5R:CD125C-kit:CD117,CD19(Bcells)Gr-1(macrophages,NK,neutrophils)Sca-1:stemcellantigen-1,CD31B220:(Bcells)CD45R,A.CDmoleculesassociatedwithrecognition,adhesionandactivationofTcell(CD3、CD4、CD8、CD28、CD2、CD58、CD152andCD40L)B.CDmoleculesassociatedwithrecognition,adhesionandactivationofBcell(CD79a/CD79b、CD19/CD21/CD81、CD20、CD22、CD40)C.FcreceptorofIg(CD64/CD32/CD16、CD89andCD23)D.Siglec亚家族,常见的CD分子,1.CDmoleculesassociatedwithrecognition,adhesionandactivationofTcell,MHC-,MHC-,B7,CD40,CD58,CD2,CD3molecules,CD3molecule,(CD3分子通过盐桥与TCR形成TCR-CD3复合物),consistoffivechain,termed,and,containITAMinthecytoplasmicregion,functionofCD3molecule:transmitactivatorysignal,ITAM,combinewithTCRTCR-CD3complex,(免疫受体酪氨酸活化基序),作用：CD3与TCR或组成TCRCD3复合体，CD3链胞质区磷酸化的ITAM可通过和SH2结构域结合，招募ZAP-70等信号分子，传递TCRCD3途径的信号。抗CD3McAb在体外可促进T细胞表达IL-2R、TNF-,、IFN-、IL-4等多种CK，诱导非MHC限制的细胞毒作用，增强T细胞、LAK、NK细胞的杀伤肿瘤作用。,CD28andCD152(CTLA-4),CD28+cell-allCD4+Tcelland50%CD8+Tcell;CTLA-4+cell-activatedTcell,*CD28:provideanco-stimulatorysignalforTcell*CTLA-4:suppressamplificationofactivatedTcell(bringintoplaynegativeregulation）,CTLA-4与CD28有一定同源性,配体均为B7家族,bindingtoB7-1(CD80)andB7-2(CD86)onthesurfaceofAPC,CD4andCD8,function,transmembraneglycoproteinco-receptorofTcell,*CD4:firstandseconddomainsbindtononpolymorphicregionofMHCmolecules*CD8:IgV-likedomainofchainbindstononpolymorphic3regionofMHCmolecules,*介导细胞间的粘附作用*参与TCR-CD3信号传导,APC,T细胞,CD2andCD58(orLFA-2andLFA-3),CD2alsocalledSRBC-R(绵羊红细胞受体),smilarstructureligandofCD2-CD58ligandofCD58-CD2,E-玫瑰花环形成实验（erythrocyterosettetest）人外周血T淋巴细胞表面具有绵羊红细胞受体将人淋巴细胞与绵羊红细胞两者混合形成以T细胞为中心,周围黏附着多个绵羊红细胞的花环了解机体细胞免疫功能,CD40L(CD154),ligandofCD40interactionofCD40LwithCD40:providesecondarysignalforactivationofBcell,*BCR,CD79a（Ig）ITAMCD79b（Ig）CD19共受体CD21（CR2）CD81CD80（B7-1）APC-TCD86（B7-2）CD40CD40L,2、moleculesassociatedwithrecognition,adhesionandactivationofBcell,CD79a/CD79b(alsocalledIg/Ig),heterodimerlinkedbydisulfidebondcontainITAMincytoplasmicregionlinkwithBCRBCRcomplexfunction,(transmitactivatorysignal),CD40(belongtoTNFRSF),expressonmatureBcellligand:CD40LonTcell,Signallingcomplex,consistofCD19,CD21,andCD81co-receptorofactivationforBcell,信号复合物,(CD21-receptorofEBV;CD81-receptorofHCV),CD80/CD86(B7-1andB7-2ofB7families),-V-likedomainofextramembraneregioncombineswithCD28/CTLA-4,3.免疫球蛋白Fc受体,属于CD分子的Fc受体有FcR、FcR、FcR,(2),FcR,*介导ADCC(CD64,CD16,CD89)和吞噬作用(CD64,CD32,CD16,CD89)*B细胞表达的FcrR(胞浆区有ITIM）介导免疫抑制作用*FcR介导型超敏反应,FcR调节IgE的合成,IgFc段通过与FcR结合介导Ig的生理功能或参与病理损伤,4.Siglec亚家族,IgSF中一个亚家族（至少有12个成员）识别唾液酸化聚糖免疫球蛋白超家族凝集素（sia-recognizingIgSFlectin或sialicacid-bindingIg-likelectin）胞膜外区V样区中存在1个识别sia关键的精氨酸残基大部分Siglec胞质区有ITIM模体，对信号转导有负调控作用CD22/Siglec2和CD33/Siglec3成为治疗肿瘤靶点,Siglec亚家族的组成、表达、配体及其功能,Siglec亚家族的组成、表达、配体及其功能,AIRM：adhesioninhibitorymolecule；BL-CAM：Blymphocytecelladhesionmolecule；Gal：半乳糖胺；GalNAc：N-乙酰半乳糖胺；GlcNAc:N-乙酰葡糖胺；HexNAc：N-乙酰氨基己糖；MAG：mylin-associatedglycoprotein；Neu5Ac：N-乙酰神经氨酸；OBBP：obesity-bindingprotein；sLex：唾液酸化路易斯糖x；Sn：sialioadhesion。,黏附分子Adhesionmolecules,AM,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。特点：位于细胞表面或细胞基质中的糖蛋白；以配体-受体结合的形式发挥作用；参与细胞的识别、活化和信号转导等。,黏附分子的命名和种类,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（Lymphocytefunction-associatedantigen1）等。以CD命名：统称为CD抗原/分子。ICAM:CD54VCAM:CD106,五个家族：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,1、整合素家族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。,整合素分子的基本结构,1亚家族VLA-1VLA-6等6个成员，主要介导细胞与细胞外基质如胶原、纤粘连蛋白和层粘连蛋白等的相互作用；2亚家族称为白细胞整合素(leukointegrin)，主要参与细胞-细胞间相互作用；3亚家族血小板蛋白gpIIb/IIIa和v3(又称VNR，玻连蛋白受体)，是血小板聚集和粘附于内皮下的重要介质；7亚家族47（CD49d/7）和E7（CD103），其配体是表达于粘膜内皮细胞的MAdCAM-1。,TheIntegrinFamily,integrinsaredimersofaandbchains,Mostbindextracellularmatrixproteins(e.g.fibronectin,laminin)butsomehavetransmembraneligands,2、免疫球蛋白超家族,免疫球蛋白超家族（Immunoglobulinsuperfamily，IgSF）成员的粘附分子是Ca2+非依赖性跨膜糖蛋白。淋巴细胞功能相关抗原-2/3（leukocytefunctionassociatedantigen-2/3,LFA-2/LFA-3）细胞间粘附分子（intercellularadhesionmolecule,ICAM）CD44血管细胞粘附分子-1（vascularcelladhesionmolecule-1,VCAM-1又称CD106）血小板内皮细胞粘附分子-1（platelet-endothelialcelladhesionmolecule-1,PE-CAM-1，又称CD31）粘膜血管地址素(mucosalvascularaddressin-1,MAdCAM-1),3、选择素家族选择素(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，家族中有三个成员：E-选择素(CD62E)、L-选择素(CD62L)和P-选择素(CD62P)。,选择素分子的基本结构,维持selectin分子构型,结合碳水化合物基团，是selectin分子的配体结合部位,补体结合蛋白重复序列，与补体受体（如CR1、CR2等）和C4结合蛋白（C4bp)等结构同源。,4、钙粘素家族钙粘素（cadherin）是一组Ca2+依赖的细胞粘附分子家族，参与建立和维持细胞-细胞间的连接，对维持成熟个体组织结构及其功能的完整性有重要作用。钙粘素分子主要有三种：E-钙粘素、N-钙粘素和P-钙粘素。,钙黏素分子的基本结构,5、粘蛋白样家族粘蛋白样家族（mucin-likefamily）属新归类的一类细胞粘附分子。该家族包括CD34、GlyCAM-1和PSGL-1三个成员。,淋巴细胞归巢(lymphocytehoming)是淋巴细胞迁移的一种特殊形式，包括：（1）淋巴干细胞向中枢淋巴器官的归巢（2）淋巴细胞向外周淋巴器官的归巢；（3）淋巴细胞再循环，即外周淋巴器官的淋巴细胞通过毛细血管后静脉进入淋巴循环，以利于免疫细胞接触外来抗原，然后再回到血循环；（4）淋巴细胞向炎症部位(如皮肤,肠道粘膜和关节滑膜等炎症部位)的渗出。淋巴细胞归巢过程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的相互作用。一般将淋巴细胞的粘附分子称为淋巴细胞归巢受体（lymphocytehomingreceptor,LHR),而将其对应的血管内皮细胞的粘附分子称为地址素（addressin)。,HomingandInflammation,LymphocytestraverseHEVstoenterlymphnodes,LNsectionstainedwith:B220（BCellMarker）PNAd(HEVmarker),Tcellarea(paracortex),HEV,FollicleorBzone,Inflammation,involveslocalreleaseofcytokinesandchemokinesbytissuecellsinresponsetopathogenproductsordamagecytokinescauseincreaseinvascularpermeabilityleadingtolocalswelling,increasedentryofantibody,complement,etc.cytokinescauseincreasedexpressionofadhesionmoleculesonvascularendotheliumandtheseworktogetherwithchemokinestorecruitcells-neutrophils,monocytes,NKcellsand,later,effectorlymphocytes,LymphocyteentryintoLNfromblood,Neutrophilextravasationininflammation,Bloodflow,ChemokinesinInflammationThelargenumberofchemokinesandchemokinereceptorsallowsforasignificantamountofhomingspecificitytobeimpartedbythesemoleculesExamples:(PARTIALLIST)CelltypeChemokineReceptorsLigandsNeutrophilsCXCR1,CXCR2IL-8,GCP-2,Gro-aEosinophilsCCR1,CCR3Eotaxin,MIP-1a,MCP-3MonocytesCCR1,CCR2,CCR5MCP-1,2,3,5,RANTES,MIP-1aNaveTCCR7,CXCR4SLC(CCL21),SDF-1(CXCL12)NaveBCXCR5,CXCR4,CCR7BLC,SDF-1,SLCTh1effectorCCR2,CCR5,CXCR3MIP-1a,MCP1,RANTES,IP10Th2effectorCCR3,CCR4,CCR8Eotaxin,MDC,TARC,I309CD8effectorCCR2,CCR5,CXCR3MCP1,MIP1a,RANTES,IP10ImmatureDCCCR1,2,3,4,5,6MCP-1,2,3,5,RANTES,MIP-1a(seeZlotnikandYoshie,Immunity12,121(2000)forstandardizedchemokinenomenclature)Otherchemoattractants:-monocytes,neutrophilsareattractedbyC5a,fMLP,PAF-Th2cells,eosinophils,basophilsexpressCRTH2,areceptorforprostaglandinD2,Integrinsinvolvedinleukocyteattachmenttoendothelium,IntegrinLigandsaLb2ICAM-1,ICAM-2(ICAM-3)(CD11a/CD18,LFA1)4b1VCAM-1,MADCAM-1,FN4b7MAdCAM-1,VCAM-1,FN,ICAM1andVCAM1areconstitutivelyexpressedonlymphnodeHEVandareupregulatedoninflammedendotheliumMAdCAM-1isexpressedbyHEVinmucosallymphoidtissues,Diapedesis/transendothelialmigration,TheforwardmigrationofleukocytesthroughendothelialjunctionsIntegrinsmaybeinvolvedinmigrationofcellsfrompointofattachmenttoECjunctionsRegulatedbyseveralcelladhesionmoleculese.g.JAMs,PECAM1(CD31),CD99Canoccuratendothelialcelljunctionsorthroughthebodyoftheendothelialcell,ADAM(ADisintegrinAndMetalloproteinase),Aunifiedschematicviewofparacellulartransendothelialmigration.,Aunifiedschematicviewofparacellulartransendothelialmigration.,Leukocytescancrosstheendotheliumbypenetratingthecellcytoplasm,淋巴细胞再循环指外周淋巴器官或淋巴组织中的淋巴细胞经淋巴管进入血液循环后，又通过外周淋巴器官或组织中的毛细血管后经内皮小静脉返回到外周淋巴器官或组织中的循环过程。淋巴细胞再循环有利于识别抗原和迅速传递信息，使分散各处的淋巴细胞成为一个相互关联的有机整体，使功能相关的淋巴细胞共同进行免疫应答。,Howdocellsexitfromlymphoidtissues?,MEDULLARYSINUSES,Serendipitousinsightsfromstudiesonanovelimmunosuppressant,Derivedfrommyriocin,ametaboliteoftheascomyceteIsariasinclairiiIsariasinclairiiisaneternalyouthnostrumintraditionalChineseherbalmedicineFirstsynthesizedin1995Hasweakstructuralsimilaritytosphingosine,多球壳菌素,子囊菌冬虫夏草,Chibaetal.“FTY720,anovelimmunosuppressant,inducessequestrationofcirculatingmaturelymphocytesbyaccelerationoflymphocytehominginrats”JImmunol(1998),DaysafterFTY720administration,0.1mg/kg,1.0mg/kg,-AlsoshownbyYagiHetal.,toinhibitthymocyteemigrationfromthethymus.EurJImmunol.(2000),TDL,thoracicductlymph,FTY720engagesS1Preceptors,LymphNode,Lymphaticvessel,Tcell8hrBcell16hr,exit,Sphingosine1-phosphate(S1P),Abundantinplasma(1uM)andlymph(0.1uM)MadeintracellularybyallcelltypesduringsphingolipiddegradationbutonlysecretedbysomecelltypesLigandforafamilyofG-proteincoupledreceptors(S1P1-5,formerlyknownasEDGreceptors)S1Preceptorshaverolesinbloodvesselandheartdevelopment,Sphingosine,S1P,Ethanolamine+Hexadecanal,SphK,S1Pphosphatase,S1Plyase,S1P1(edg1),S1P2(edg5),S1P4(edg6),S1P5(edg8),S1P3(edg3),LymphoidOrgan,S1P1wt,S1P1isrequiredintrinsicallyinlymphocytesfor:TcellegressfromthethymusTandBcellegressfromperipherallymphoidorgans,20,60,100,140,180,Blood,Spleen,PeripheralLNs,MesentericLNs,PeyersPatches,Lymph,wt,ko,CD4T,%ofco-transferredwtcontrol,Matloubian,Lo,Cinamon,CysterNature2004,blood,thymus,spleen,S1P1,S1P,S1Plyase,radiationresistantcells,RBC,lymph,lymphnode,Peyerspatch,S1P1,S1P,S1Plyase,radiationresistant