白细胞分化抗原合粘附因子.ppt

1、第六章白细胞分化抗原与粘附分子机体免疫系统是由中枢淋巴器官、外周淋巴器官、免疫细胞和免疫分子所组成。免疫应答过程有赖于免疫系统中细胞间的相互作用，包括细胞间直接接触和通过释放细胞因子或其它介质的相互作用。,免疫细胞间或细胞与介质间相互识别的物质基础是免疫细胞膜分子，包括细胞表面的多种抗原、受体和其它分子。细胞膜分子通常也称为细胞表面标记(cellsurfacemarker)。免疫细胞膜分子的研究对于深入了解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。,免疫细胞膜分子的种类相当繁多,主要有T细胞受体，B细胞识别抗原的膜免疫球蛋白,主要组织相容性复合体抗原，白细胞分化抗原

2、，粘附分子，结合促分裂素的分子，细胞因子受体，免疫球蛋白Fc段受体以及其它受体和分子。,第一节人白细胞分化抗原人白细胞分化抗原的概念1、白细胞分化抗原的概念白细胞分化抗原（leukocytedifferdntiationantigen）是指血细胞在分化成熟为不同谱系（lineage）、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。它们大都是穿膜的蛋白或糖蛋白,含胞膜外区、穿膜区和胞浆区;有些白细胞分化抗原是以糖基磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidylinositol,GPI)连接方式“锚”在细胞膜上。少数白细胞分化抗原是碳水化合物半抗原。,白细胞分化抗原参与机体重

3、要的生理和病理过程，例如：(1)免疫应答过程中免疫细胞的相互识别，免疫细胞抗原识别、活化、增殖和分化，免疫效应功能的发挥；(2)造血细胞的分化和造血过程的调控；(3)炎症发生；(4)细胞的迁移如肿瘤细胞的转移等。,根据人白细胞分化抗原胞膜外区结构特点，可分为不同的家族（family）或超家族（superfamily）,常见的有免疫球蛋白超家族（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）和肿瘤坏死因子受体超家族（TN-FRSF）等。,CD的概念：80年代初以来，由于单克隆抗体、分子克隆、基因转染细胞系等技术在白细胞分化抗原研究中得到广泛深入的应用

4、，有关白细胞分化抗原的研究和应用进展相当迅速。在世界卫生组织(WHO)和国际免疫学会联合会(IUIS)的组织下，自1982年至1993年已先后举行了五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，简称CD(clusterofdifferentiation)。,人CD的编号已从CD1命名至CD247分子群，以及为数众多的亚群。可大致划分为T细胞、B细胞、髓系细胞、NK细胞、血小板、粘附分子、内皮细胞、细胞因子受体和非谱系等九个组。,CD单抗分组（主要特异性CD）T细胞CD1-CD8、CD27、CD2

5、8、CD38、CD39、CDw60、CD45、CD45RA、CD45RB、CD45RO、CD98、CD99、CD99R、CD100、CDw101B细胞CD10、CD19-CD24、CD37、CD40、CD53、CD72-CD75、CDw76、CD77、CD78、CD79a、CD79b、CD80-CD83、CDw84、CD85、CD86髓系细胞CDw12、CD13-CDw17、CD32-CD35、CD64、CDw65、CD66a-CD68、CD87-CD93,NK细胞CD56、CD57、CD94血小板CD9、CD31、CD36、CD41a、CD41b、CD42a-CD42d、CD61、CD63、

6、CD107a、CD107b激活抗原CD26、CD30、CD69、CD70、CD71、CD95-CD97粘附分子CD11a-CD11c、CD15s、CD18、CD29、CD43、CD44、CD44R、CD48、CD49a-CD49f、CD50、CD51/CD61、CD54、CD55、CD58、CD59、CD62E、CD62L、CD62P、CD102-CD104、CDw108,内皮细胞CD105、CD106、CDw109细胞因子受体CD25、CD115、CDw116、CD117、CDw119、CD120a、CD120b、CDw121a、CDw121b、CD122、CDw124、CD126、CDw1

7、27、CDw128、CDw130,CD抗原及其相应的单克隆抗体在基础和临床免疫学研究中已得到广泛的应用。在基础免疫学研究中,CD主要应用于：(1)CD抗原的基因克隆，新CD抗原及新配体的发现；(2)CD抗原结构与功能关系;(3)细胞激活途径和膜信号的传导；(4)细胞分化过程中的调控；(5)细胞亚群的功能。在临床免疫学研究中，CD单克隆抗体可用于：(1)机体免疫功能的检测；(2)白血病、淋巴瘤免疫分型；(3)免疫毒素用于肿瘤治疗、骨髓移植以及移植排斥反应的防治；(4)体内免疫调节治疗。,一、与T细胞识别、粘附、活化有关的CD分子,T细胞是一类重要的免疫活性细胞，除直接介导细胞免疫功能外，对机体免

8、疫应答的调节起关键作用。T淋巴细胞本身的识别活化及效应功能的发挥，不仅与外来抗原、丝裂原和多种细胞因子密切相关，而且有赖于T细胞相互之间、T细胞与抗原提呈细胞(APC)之间以及T细胞与靶细胞之间的直接接触。,T淋巴细胞识别抗原的受体是T细胞受体(Tcellreceptor,TCR)与CD3所组成的复合物(TCR/CD3)。在识别过程中还有赖于抗原非特异性的其它细胞表面分子的辅助,这些辅助分子(accessorymolecules)主要包括CD4、CD8，MHC类分子、类分子、LFA-1(CD11a/CD18)、CD49d、e、f/CD29(VLA-4、VLA-5、VLA-6)、CD28、CD4

9、4、CD45、ICAM-1(CD54),LFA-2(CD2)和LFA-3(CD58)等。,1、CD3：分布于成熟T淋巴细胞表面，至少由、5种多肽链组成，与T细胞抗原受体非共价连接。CD3单克隆抗体可诱导CD3多肽和TCR共帽形成，并诱导T淋巴细胞活化。TCR识别外来抗原与自身MHC分子形成的复合物，CD3对于信号的传递具有重要作用。T细胞在胸腺发育过程中,CD3、和基因的表达要早于TCR、链基因的表达。,在体外，抗CD3McAb可促进T细胞表达IL-2R，产生IL-2、TNF-、TNF-、IFN-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

10、。1986年美国FDA已批准应用小鼠抗CD3McAb治疗急性肾移植排斥反应。CD3McAb治疗心、肝移植排斥反应已完成期临床试验，正申请投放市场。,2、CD4：（1）分子的结构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，包括信号肽23氨基酸残基，胞膜外区374个氨基酸残基，含2个糖基化点，穿膜区21氨基酸残基，胞浆内区含有40氨基酸残基。胞膜外区具有4个IgV样功能区，属免疫球蛋白超家族成员。（2）CD4分子的分布分布于部分T淋巴细胞和胸腺细胞表面，也发现于某些B淋巴细胞、EBV转化的B细胞、单核吞噬细胞和脑细胞。（3）CD4分子的功能在成熟的胸腺细胞、外周血和周围淋巴器官中

11、,CD4阳性细胞一般为辅助性T淋巴细胞诱导细胞/抑制性T淋巴细胞诱导细胞,HIV感染机体可引起选择性CD4+细胞的数量减少和功能降低,主要通过以下不同的机理：(1)HIVgp120与T细胞表面CD4分子结合后通过病毒芽生破坏细胞膜,在感染细胞浆内产生大量非整合的病毒RNA直接损伤细胞膜、干扰细胞代谢,影响CD4分子在细胞膜上的表达以及形成短命的合胞体；(2)阻断CD4+T细胞与M细胞表面MHC类抗原的结合,影响Th细胞对抗原的识别过程；(3)产生抗体损伤CD4细胞,机体产生抗gp120或其他HIV成份的抗体,通过激活补体或ADCC效应损伤CD4阳性细胞；(4)特异性CTL也可通过识别CD4细胞

12、表面的gp120分子而杀伤CD4阳性细胞。最近发现,CD26可能是HIV的另一类受体。,应用基因工程生产的重组可溶性CD4(rsCD4)治疗ARC(AIDSrelatedcomplexes)、艾滋病正在进行期临床试验；抗CD4McAb(Leu3a)也已开始治疗HIV感染的I期临床试验。此外，应用CD4-IgG、CD4-PE(绿脓杆菌外毒素)、CD4-RA(蓖麻毒毒A)等杂交分子杀伤HIV感染的T细胞,作为抗爱滋病的新药也已进入临床验证。,1991年美国风湿病学年会上报道了用抗CD4McAb治疗类风湿性关节炎(RA)，经治疗后临床症状明显改善，PBMC中CD4阳性细胞的比例和CD4抗原密度明显下

13、降，血清可溶性CD4(sCD4)水平明显升高,血沉、RF和总免疫球蛋白水平明显降低。抗CD4嵌合抗体(Centocor公司)治疗类风湿性关节炎、多发性硬化症也已进入期临床验证。抗CD4McAb(OrthoBiotech公司)预防器官移植排斥反应已开始临床验证。,3、CD8分子：CD8分子是由、两条多肽链组成的穿膜糖蛋白；分布于部分T淋巴细胞和胸腺细胞。最近发现,通过细胞分泌或和胞膜外分子脱落的机制,在血清中存在着可溶性CD8分子(sCD8)。白血病、何杰金氏病、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

14、平与疾病的严重程度、病情变化、治疗反应以及预后有较密切的关系。,CD8分子的功能(1)作为细胞与细胞间的粘附分子：MHC类抗原是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/杀伤性T淋巴细胞(Ts/Tc)。T8、Leu2McAb识别CD8链，可封闭Tc的活性。(2)转导信号,目前发现CD8也与蛋白酪氨酸激酶p56lck相关。在T细胞增殖和分化的信号转导中起重要作用。抗CD8McAb可预防骨髓移植时移植物抗宿主反应，美国Becton-Dicknson公司生产Leu2已进入

15、期临床验证。,4、CD2: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，是人T淋巴细胞表面的单链糖蛋白，分子量50kD.CD2分子分布于95的T细胞、5070胸腺细胞和大颗粒淋巴细胞(LGL/NK)。CD2分子的配体是LFA-3，后者分布于多种细胞表面。CD2与LFA-3之间的粘附功能对于T淋巴细胞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。,5、CD58(LFA-3)：CD2和CD58基因都定

16、位于1号染色体，并密切连锁,可能是从同一个基因复制而来。CD58分布于T细胞、B细胞、单核细胞、上皮细胞、内皮细胞、结缔组织、成纤维细胞，中性粒细胞和血小板表面。在EB病毒感染的Burkitt氏淋巴瘤细胞株中，发现有的肿瘤细胞由于缺乏LFA-3的表达而抵抗CTL的杀伤作用，提示LFA-3缺损的肿瘤细胞可能与逃逸机体的免疫监视有关。发作性夜间血红素尿症（paroxysmalnocturnalhemoglobinuria,PNH)患者红细胞表面缺乏LFA-3。,6、CD28：在外周血淋巴细胞，CD28细胞占5486,其中90CD4T细胞和50CD8T细胞表达CD28。CD28在CD8T细胞中表达与

17、功能有一定的关系，CD8CD28T细胞表现出MHC限制的细胞毒功能,而CD8CD28-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，浆细胞瘤及部分活化B细胞也可表达CD28。,二、与B细胞识别、粘附、活化有关的CD分子1、CD19：是一种属于Ig超家族成员、分子量为95kDa的穿膜糖蛋白，分布于B细胞表面，其相应的生理性配体尚不清楚。CD19与B细胞活化和信号的转导有关。,2、CD21：又称2型补体受体（CR2)和EB病毒受体，是补体激活调节剂家族的一员。主要分布在成熟的B细胞、淋巴滤泡内树突状细胞、部分T细胞,此外，口腔、鼻咽以及宫颈上皮细胞表达与CD21相关的145kDa分

18、子。,CD21的功能：(1)促进B细胞增殖：外周血B细胞被某些刺激物刺激后，CD21介导增殖信号促进B细胞进入细胞周期。最近发现CD23是CD21的一个新的配体。sCD23在体外促进IgE生成,并有BCGF样作用,CD23分子能与CD21结合,推测CD21就是生长因子BCGF的受体。(2)CD21介导EBV转化B细胞(3)CD21参与免疫记忆(4)参与补体的活化,3、CD80：CD80cDNA已克隆成功，成熟的CD80分子由262氨基酸组成，胞膜外区216个氨基酸，穿膜区27氨基酸，胞浆区19氨基酸。B7和BB1分子量分别为44kDa和46kDa,其分子量的差异是由同一核心多肽糖基化程度不同所

19、造成。CD80属免疫球蛋白超家族成员，是B细胞活化抗原，IFN-活化的单核细胞也表达CD80。CD28是CD80的配体，CD28与CD80的结合可同时引起T细胞和B细胞的活化，在T、B细胞协作中发挥重要作用。,三、免疫球蛋白Fc段受体,Ig根据其重链抗原性的差异分为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE五类。各类Ig的不同功能主要与其结构有关。机体内许多细胞表面具有不同类IgFc的受体，通过Fc受体与IgFc的结合，参与Ig介导的生理功能或病理损伤过程。,1、FcR(CD64)：FcR是高亲合力受体，主要与人的单体IgG1、IgG3结合。与人IgG4结合的亲合力明显降低,与IgG2则无结合能力

20、。FcR主要分布于单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等,但表达水平各不相同。FcR位点数:1500040000/每个单核细胞,50000/巨噬细胞,1000/新鲜中性粒细胞。IFN-可刺激单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞表达FR水平增加510倍，G-CSF也有这种促进作用。,2、FcR(CD32)：FcR与单体人IgG1，IgG3、IgG4结合为低亲合力。FcR表达于除红细胞外的其它血细胞，分子数目：2000040000/每个细胞。3、FcR(CD16)：FcR结合人IgG1、IgG3，为低亲和力受体。FcR有FcRA和FcRB两种异型：FcA，穿膜结构，主要分布于巨噬细胞、NK细胞和嗜酸性粒细胞,

21、FcRB,通过GPI“锚”在中性粒细胞表面,每个人中性粒细胞表达10万20万,血液中可溶性的FcR主要来自这种形式,中性粒细胞激活剂短时间处理后可明显降低FcRB的表达水平，可能与通过激活内源性蛋白酶切除GPI连接分子有关。,4、FcR(CD89)：为中亲和力受体，主要表达于单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等，介导吞噬、ADCC以及炎症介质的释放。5、FcR：为高亲和力受体，主要分布于嗜碱性粒细胞和肥大细胞。6、FcR(CD23)：低亲和力受体。FcRa仅B细胞表达,并易降解为sCD23;FcRb表达于B细胞、T细胞、嗜酸性粒细胞、血小板、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、郎罕氏细胞、含有EBV基

22、因组的鼻咽癌细胞、髓样细胞系。,第二节粘附分子对于细胞间相互接触、粘附的现象人们早有认识。80年代以后，由于单克隆抗体技术和分子生物学技术的发展和应用，极大地推动了对粘附分子的研究，使人们得以从分子水平上提出粘附分子的概念，并逐渐认识其作用机理。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。,粘附分子(adhesionmolecules)是指由细胞产生、存在于细胞表面、介导细胞与细胞间或细胞与基质间相互接触和结合的一类分子。粘附分子大多为糖蛋白，少数为糖脂，分布于细胞表面或细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)中。粘附分子以配体-受体相对应的形式发挥

23、作用,导致细胞与细胞间、细胞与基质间或细胞-基质-细胞之间的粘附，参与细胞的信号转导与活化、细胞的伸展和移动、细胞的生长及分化、炎症、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。,由于粘附分子所具有广泛、重要的生物学功能，目前在细胞生物学、分子生物学、免疫学、病理生理学、肿瘤学以及其它生命科学领域里已受到人们普遍的关注，1993年第五届人白细胞分化抗原国际专题讨论会上，已将粘附分子单独列为一组新抗原。,一、整合素超家族integrin是最初在1986年提出的概念，描述一个膜受体家族，此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),

24、故得名。此外，整合素家族的粘附分子还介导白细胞与血管内皮细胞的粘附。(一)整合素分子的基本结构整合素家族的粘附分子都是由、两条链由非共价键连接组成的异源双体(heterodimer),、链均为类穿膜蛋白。,（二)整合素超家族的组成目前已知至少有14种亚单位和8种亚单位,除7和IEL外，其它整合素分子亚单位均已基因克隆成功。亚单位和亚单位组合构成粘合素分子并不是随机的，多数亚单位只能与一种亚单位结合构成异源双体，但也有的亚单位可与几种不同的亚单位组合，而大部分亚单位则可以结合数种不同的亚单位。目前按亚单位的不同可将整合素家族分为8个不同的组,在同一组中的整合素分子不同成员链相同,链不同。已知链和

25、链有20种组合形式,1、3、4、3和6等亚单位的mRNA分子可有不同的剪接形式，更增加了整合素分子的多样性。,(三)整合素分子的分布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组的粘合素分子在体内广泛分布于各种组织细胞；而多数细胞可同时表达数种不同的粘合素分子，对体外哺乳动物来源的细胞系整合素分子表达研究发现，每一种细胞系可同时表达210种不同的粘合素分子，但不同类型的细胞表达整合素分子的种类是不同的。某些整合素分子的表达则具有明显的细胞类型特异性，如gpb/(b/3)主要表达在巨核细胞和血小板；LAF-1、Mac-1、P150/95只表达在白细胞表面；64特异性表达在上皮细胞。每一种细胞整合素分子的表达可随其分化与生长状态