医学免疫学课件：第七章 白细胞分化抗原和粘附分子

1、第七章白细胞分化抗原和粘附分子Leukocyte Differentiation Antigen and Adhesion Molecule(p58)第一节 白细胞分化抗原 Leukocyte Differentiation Antigen 免疫应答的完成依赖于免疫细胞间的相互作用，作用方式： 细胞间的直接接触； 细胞因子或其它介质介导。 免疫细胞膜分子是免疫细胞之间或细胞与介质之间相互识别的物质基础。介导APC与Th间相互作用的分子 1、 HLDA：(Human Leukocyte Differentiation Antigen)，人白细胞分化抗原是指造血干细胞在分化为不同谱系、各个细胞谱系

2、分化不同阶段以及成熟细胞活化过程中，表达的细胞表面分子。 2、 CD(Cluster of Differentiation)，以单克隆抗体鉴定为主，由国际白细胞分化抗原会议将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一种分化抗原归 为同一个分化群，简称CD。 一、概念、结构及基本特点（一）概念 到目前为止先后举行了10次国际白细胞分化抗原协作组会议，会议是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2010年3月底，CD分子流水序号排至363，其中包括不同的分类号。第10届HLDA于2014年12月澳大利亚召开，新命名19个CD分子。目前尚有些膜分子未获得CD命名，但

3、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。随着人类功能基因计划研究的深入以及免疫学同其他学科的交叉，人类白细胞分化抗原的概念逐渐被人类细胞分化分子（human cell differentiation molecule,HCDM)所替代。 CD的分类（Classification of CDCD1-CD363，可分为:14类1、T细胞2、 B细胞3、髓样细胞4、树突状细胞5、黏附分子 6、细胞因子/趋化性细胞因子受体7、干细胞或祖细胞8、基质细胞9、红细胞10、血小板11、NK细胞12、内皮细胞 13、非谱系 14、碳水化合物结构表达特点 表达广泛；具

4、有动态表达的特点。 T细胞发育: CD4-CD8-; CD4+CD8+; CD4+ or CD8+。结构特点多为跨膜糖蛋白；部分被糖基磷脂酰肌醇（Glycosylphosphatidylinositol，GPI）锚定在细胞膜表面。N糖基化位点：Asn-X-Thr/Ser中的Asn位点； O糖基化位点：Ser、Thr、Pro占优势序列的中Ser或Thr残基。根据人白细胞分化抗原外胞膜区结构特点，可分为不同家族或超家族:免疫球蛋白超家族（IgSF）细胞因子受体家族C型凝集素超家族整合素家族肿瘤坏死因子超家族（TNFSF）肿瘤坏死因子受体超家族（TNFRSF）根据跨膜区分类I型：一次跨膜，N端：胞外

5、，C端：胞内；II型：一次跨膜，N端：胞内，C端：胞外；III型：多次跨膜（二、三、四、五、六、七）；IV型：多个亚单位组成；V型：多肽以GPI（糖基磷脂酰肌醇）连接于细胞膜的脂质双层中；VI型：一端以GPI连接于细胞膜，另一端为一次 或多次跨膜。 蛋白酪氨酸激酶结构域（Protein Tyrosine Kinase, PTK）； 蛋白酪氨酸磷酸酶结构域（Protein Tyrosine Phosphatase, PTP）； 死亡结构域（Death Domain, DD）； 免疫受体酪氨酸激活/抑制基序：ITAM/ITIM基序（Immunoreceptor Tyrosine-based Act

6、ivation Motif/-based Inhibition Motif ）。胞浆区重要结构域ITAM免疫受体酪氨酸活化基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motifs, ITAM）：基本结构为YxxL/V，在胞膜相连的PTK作用下，Y发生磷酸化，招募胞浆中具有SH2结构域的其它PTK，启动细胞活化。ITIM免疫受体酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motifs, ITIM ）：基本结构为I/VxYxxL，在胞膜相连的PTK作用下，Y发生磷酸化，招募胞浆中具有SH2结构域的PT

7、P，抑制细胞活化。按其结构可以分为：受体：抗原识别受体及辅助受体、模式识别受体、细胞因子受体、补体受体、Fc受体等；共刺激（抑制）分子：TNF-TNFR超家族：CD27-CD27L； CD30-CD30L CD40-CD40L等免疫球蛋白超家族(IGSF)：CD28/B7家族； Tim家族；黏附分子：二、与T细胞增殖、活化有关的CD分子CD2:（淋巴细胞功能相关抗原2）CD3:CD4:CD8:CD28-CD80(B7.1)/CD86(B7.2):CD152(CTLA-4)- CD80(B7.1)/CD86(B7.2):PD-1:ICOS:诱导性协同刺激分子CD40L:LFA-1和ICAM-1

8、CD3 结构：由6条多肽链组成（包括 5 种 、 、）均为跨膜分子。以非共价键按两种方式组合而成。 2种组合方式： 22 2。 其胞浆区均含有免疫受体酪氨酸活化基序,ITAM， 该基序磷酸化后与ZAP-70结合，启动信号转导。 分布：T细胞和胸腺细胞。 功能：稳定TCR的结构，转导TCR识别抗原所产生的特异性活化信号。 CD4和CD8： T细胞的膜分子，属于Ig超家族成员： 分布： CD4+/CD8-：Th/reg； CD4-/CD8+ ：Tc/Ts。 CD4：单链，含4个Ig样结构域; 结合MHCII类抗原2区，HIV的gp120。 CD8：异源双体分子，各含1个Ig样结构域; 结合MHCI

9、类抗原3区。TCR的co-receptor，辅助TCR识别MHC/Ag肽复合物； 胞内区与PTK结合，转导T活化信号。CD4与HIV感染有关。结构、及配体功能 CD4分子 CD8分子 应用: 抗CD4/CD8单抗可检测CD4+/CD8+淋巴细胞; 可溶性CD4具有抗HIV作用。共刺激分子 CD2 CD28； ICOS; CD152（CTLA-4 :cytolytic T-lymphocyte associated molecule-4)； CD80（B7-1）； CD86（B7-2）； PD1/PDL1/2。CD2：淋巴细胞功能相关抗原-2,( Lymphocyte Function asso

10、ciated Antigen-2，LFA-2) 结构：IgSF 分布：主要分布在成熟的T细胞上以及部分胸腺细胞、NK细胞； 配体：人LFA-3(CD58)、CD59，SRBC等。 功能：介导T细胞和APC之间的粘附； 为T细胞提供活化信号。 T cell分布：CD28-静息和活化T； CD152（CTLA-4）-活化T； CD152与CD28有一定的同源性，与配体的亲和力更高配体： CD80（B7-1）/ CD86（B7-2）表达于专职APC。 CD28/CD152 功能： CD28：具有ITAM基序，与CD80或CD86结合后，产生协同刺激信号,促进T细胞活化； CD152：具有ITIM 基

11、序，与CD28 竞争结合 CD80或CD86，抑制T细胞的活化。 应用： CTLA4-Ig抑制免疫应答, 治疗移植排斥、自身免疫病，进入II期临床实验 ( CTLA-4Ig是CTLA4位于细胞外的结构部分和IgG的Fc段融合的可溶性蛋白) ； CD80或CD86基因转染肿瘤细胞作为肿瘤疫苗起抗肿瘤作用。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。 CD86 knockout 小鼠抗体产生水平下降。CD278（ICOS）

12、协同刺激分子，配体为ICOSL/B7-H2；在初始T细胞中，其表达水平较低；在活化T细胞中，与CD28相当；在CD28之后发挥作用；促进T细胞增殖，调节多种细胞因子产生；CD45（白细胞共同抗原，LCA)表达：CD45变异体在T/B细胞表达各异，在T细胞各功能亚群及在T细胞发育和活化的各个阶段也存在不同。CD45RA表达于髓质胸腺细胞和外周血初始T细胞；CD45RO表达于皮质胸腺和外周血记忆T细胞。一Immunol Rev结构：属于膜结合的蛋白酪氨酸磷酸酶（PTP）家族成员，胞内段具有2个有PTP活性的亚区，是TCR信号转导所必须。至少有9个变异体，如CD45RA、CD45RB、CD45R、C

13、D45RO等。功能：1）参与胸腺中T细胞选择，多数胸腺细胞仅表达CD45RO,成熟T细胞表达CD45RA；2）参与T细胞活化，CD45与CD2相连，可能通过调控细胞表面分子相互作用及胞质区PTP活性，参与CD2CD3途径T细胞增殖；3）参与B细胞活化，可增强B细胞表面其他相关活化分子，参与抗原受体交联引发B细胞活化。PD1（程序性死亡分子，CD279,协同刺激分子)表达：主要表达活化T细胞表面；配体：PD-L1(B7-H1,CD274),PD-L2(B7-DC,CD273)；功能：抑制活化T细胞增殖和细胞因子产生，如IL-2/IFN-，抑制B细胞功能如抗体的产生，参与外周免疫耐受。细胞因子信号

14、通路抑制CTL的功能，最终促进肿瘤生长新的免疫调节药1、结构： CD40： TNF-RSF成员； CD40L：TNFSF成员。2、分布： CD40： B细胞； CD40L：活化的CD4T细胞； CD40和CD40L (CD154) 功能： CD40受刺激后，促进B细胞增殖、分化，促进Ig类别转换和亲和力成熟； CD40L受刺激后，促进T细胞的活化； CD40L缺陷导致性联高IgM综合征：（X-linked Hyper IgM syndrome，XHIM),患者多为男性，IgM增高或正常，但对TD-Ag仅有弱的IgM应答， IgG、 IgA、IgE降低或缺陷。反复胞外菌感染和机会感染，机制是X染

15、色体上CD40L基因突变，活化的CD4+T细胞不表达CD40L,T/B协同作用受阻，不能诱导B细胞进入增殖，导致Ig类别转化受阻。 CD40L缺陷导致性联高IgM综合征三、与B细胞识别、粘附和活化有关的CD分子 BCR CD79a（Ig） CD79b（Ig） CD19 CD21（CR2） CD81 CD80（B7-1） CD86（B7-2） CD40 CD40L共受体APC-T ITAM参与B细胞识别抗原与活化的主要膜分子 CD79 成熟B 即Ig，传递BCR识别信号CD79b 成熟B 即Ig，传递BCR识别信号CD19 前B，成熟B B细胞活化及发育的调节 CD20 前B，成熟B B细胞活化

16、、增殖、分化 CD21 成熟B B细胞活化 及发育的调节 CD22 成熟B B细胞活化调节 CD40 成熟B B细胞增殖、分化调节CD45 成熟B B细胞活化调节 CD 表达细胞 功能BCR辅助受体BCR的共受体-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受体细胞凋亡相关的CD分子-Fas与FasL（1）CD95（Fas）：属TNF-SF成员。Fas分子胞内区含60-

17、70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。CD16 (FcgR III)CD11a/CD18 CD11c/CD18CD32 (FcgR II)CD64 (FcgR I)CD80/86CD11b/CD18PRRCD14TLR单核-巨噬细胞膜表面分子Fc受体模式识别受体黏附分子共刺激分子MHC-II类分子补体受体与树突状细胞成熟有关的细胞膜表面分子CD分子的功能（Function of CD）细胞分化、成熟和活化标志；传递、

18、整合信息，执行特定功能。1、促进免疫细胞的发育；2、促进免疫细胞间的相互作用；3、促进免疫细胞的趋化及淋巴细胞再循环；4、促进杀伤细胞的功能；5、促进可溶性免疫分子与细胞膜表面的受体结合。 概念：参与细胞与细胞、 细胞与细胞外基质间相互结合分子。 绝大多数粘附分子已被命名为CD分子。 黏附分子以受体配体结合的形式发挥作用，使细胞与细胞间或细胞与基质间发生粘附，参与细胞的识别、细胞的活化和信号转导，细胞的增殖与分化，细胞的伸展与移动，是免疫应答、炎症发生、凝血、肿瘤转移以及伤口愈合等一系列重要生理和病理过程的分子基础。 第二节 粘附分子 (Adhesion Molecule, AM)黏附分子的类

19、别及其特征整合素家族（integrin superfamily）选择素家族 (selectin family)免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily, IgSF)粘蛋白样家族（mucin-like family） 钙粘蛋白家族（Ca2+ dependent cell adhesion molecular family, cadherin) 其他：PNAd、CLA、CD36、CD44。 整合素出现于多细胞生物，原核生物、植物、真菌中没有发现其同源物。 多细胞生物：介导细胞与细胞外基质蛋白之间的相互作用。 脊椎动物： 不仅发挥上述作用，还介导特定细胞间的粘附。 整合

20、素家族（ Integrin family）1、概念：介导细胞与细胞外基质、细胞与细胞之间的粘附，使细胞得以附着而形成整体的粘附分子。2、组成：、链通过非共价键连接形成的异源二体分子；不同链或链之间有一定的同源性。 3、分类： 目前发现18种链，8种链，组合形成24种整合素分子; 根据链不同，整合素可分为1-8共8个亚群，每一亚群利用同一种链，而链各不同； 多数链只能与一种链结合，有的链可以结合两种或两种以上的链；而大部分链可结合不同的链。 整合素家族 1、2亚群是整合素家族的主要成员 1整合素亚家族 ：主要介导细胞与胞外基质间的相互作用，调控细胞增殖、存活和迁移。VLA组（迟现抗原），1组，有

21、12个成员，可表达在各类细胞上，在抗原刺激T细胞后2-4周才出现，可有多种配体，依细胞不同而与不同配体结合。依赖于多种整合素的协同作用。2亚家族 (CD11/CD18,白细胞整合素) 参与白细胞与内皮细胞或其它免疫细胞间的作用。 淋巴细胞功能相关抗原（LFA-1，CD11a/CD18)补体受体3(CR3,Mac-1,CD11b/CD18)；补体受体4(CR4,P150/95,CD11c/CD18)；主要分布于单核、PMN和某些活化的淋巴细胞。参与调理吞噬作用，ADCC作用；参与T、NK、巨噬细胞的活化；参与白细胞渗出、迁移、定位；参与淋巴细胞归巢；为T细胞的活化提供协同刺激信号。整合素的主要功

22、能: 为T细胞的活化提供协同刺激信号； 参与吞噬细胞吞噬功能； 参与血管内皮细胞的粘附功能； 参与炎症，细胞游走和归巢； 血小板的血栓形成和凝血功能。 选择素（Selectin） Selectin：由Select和Lectin合并而来，暂译为选择素。 在白细胞与内皮细胞粘附，炎症发生以及淋巴细胞归巢中发挥作用。基本结构：跨膜分子胞外区：C型凝集素样结构域（CT）-与配体结合 表皮生长因子样结构域(EGF) 补体调节蛋白结构域（CCP）穿膜区：胞质区：与细胞骨架相连I型膜分子；胞外区同源性高；跨膜区、胞内区无同源性。 Ca2+依赖的C型外源凝集素(Lectin)结构域，配体结合 部位； 表皮生长

23、因子样结构域，维持分子构象所必需； 补体调节蛋白(CCP)结构域，增加分子的柔韧性, 与CR1、CR2、C4bp等结构同源； 跨膜区 胞内区选择素的分子结构L- E- P-分类： L（Leukocyte）选择素； P（Platelet）选择素； E（Endothelium）选择素；分别代表最初发现相应选择素分子的细胞。配体： 包括唾液酸化的路易斯糖X在内的多种糖基定位: 1号染色体，P，L，E选择素形成Gene Cluster,可能来源于同一祖基因。选择素的表达谱选择素L（CD62L，L-Selectin, Mel-14/LAM-1)结构：I型膜蛋白, N端1个lectin样功能区, 1个EG

24、F样功能区, 2个补体CCR功能区。表达：在PMN、单核、淋巴细胞亚群表达。配体：为多糖类分子, CD34的糖基成份和MAdCAM-1。功能：介导白细胞向炎症细胞区迁移，介导淋巴细胞归巢和再循环。应用：在临床上人源化抗L-选择素单抗治疗创伤。 选择素E(CD62E,E-Selectin, ELAM-1)结构：I型膜蛋白, N端1个lectin样功能区, 1个EGF样功能区, 6个补体调控结构（CCP）功能区；表达：在活化的血管内皮细胞表达；配体：为多糖类分子，（CD103、SLex等）；功能：介导白细胞向炎症区域迁移，介导滚动, 肿瘤粘附，血管生成。 选择素P(CD62P,P-Selectin, PADGEM, GMP-140)结构：I型膜蛋白,N端1个lectin样功能区, 1个EGF样功能区, 9个补体CCP功能区；表达：在活化的血管内皮细胞表达和血小板表达；配体：为多糖类分子和CD24，介导白细胞和血小板rolling。功能：介导白细胞或单核细胞与内皮细胞、血