免疫学网络课程---常见的白细胞分化抗原

章节内容

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第三章　免疫球蛋白

第四章　补体系统

第五章　细胞因子

第六章　MHC及其分子

第七章　CD分子及粘附分子

免疫分子

第二节常见的白细胞分化抗原（The Familiar Leukocyte Differentiation Antigens)

关键词：　 T细胞　 B细胞　CD分子　免疫球蛋白Fc段受体

　　CD分子广泛参与多种功能，本节仅介绍最为常见的与T、B细胞识别、粘附、活化有关的CD分子，以及有CD编号的免疫球蛋白Fc段受体。

一

与T细胞识别、粘附、活化有关的CD分子

CD molecules associated with recognition,adhesion and activation of T cells

　　参与T细胞识别、粘附和活化过程的CD分子主要有CD3、CD4、CD8、CD2、CD58、CD28/CTLA-4和CD40L等。
　　1. CD3 CD3分子与T细胞受体组成TCR-CD3复合物，分布于T细胞和部分胸腺细胞表面，在TCR信号转导过程中起着关键作用。CD3分子由δ、γ、ε、ξ和η五种链组成。CD3δ、γ和ε链均属免疫球蛋白超家族（IgSF）成员，跨膜区通过带负电的氨基酸与TCRαβ或TCRγδ链跨膜区带正电氨基酸形成盐桥，使之稳定形成TCR-CD3复合物。CD3ξ和η链结构相似，胞膜外区很短，由半胱氨酸形成链间二硫键，组成ξξ同源二聚体或ξη异源二聚体。胞浆区有"免疫受体酪氨酸活化基序"（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM）结构，其中的酪氨酸磷酸化后，可活化有关激酶，转导TCR-CD3介导的活化途径的信号。
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图片7-2-1 TCR-CD3复合物结构示意图
　　2. CD4 CD4为单链跨膜糖蛋白，胞膜外区结构属IgSF成员，共有4个IgSF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。第一个V样结构域是艾滋病毒（HIV）的受体，与HIVgp120相结合。在外周血和外周淋巴器官中，CD4⁺T细胞为辅助性T细胞（helper T cell, Th）。CD4是T细胞TCR-CD3识别抗原的辅助受体，通过胞膜外区与抗原提呈细胞（APC）表达的MHC II类分子的结合，及其胞浆区与p56^lck激酶的结合，参与信号转导。
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图片7-2-2 CD4⁺T细胞活化双信号示意图　　图片7-2-3 TCR及其辅助受体启动T细胞活化信号
　 3．CD8 CD8分子是由α、β链借二硫键连接的异源二聚体，胞膜外区结构均属IgSF。α链V样区与MHC I类分子非多态的α3区域结合，胞浆区可与p56^lck相连，参与T细胞活化和增殖的信号转导。CD8分子分布于部分T细胞和胸腺细胞。CD8⁺T细胞是细胞毒性T细胞 (cytotoxic T lymphocyte，CTL或Tc)。CD8也是T细胞的辅助受体，可以增强TCR与相应抗原肽:MHC分子结合后的信号刺激。
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图片7-2-4 CD8⁺T细胞活化双信号示意图
　 4．CD2 CD2又称淋巴细胞功能相关抗原2（lymphocyte function associated antigen 2, LFA-2），CD2分子的配体主要是CD58（LFA-3）。胞浆区可与多种蛋白酪氨酸激酶相连。CD2分子表达于胸腺细胞、T细胞和NK细胞，CD2与CD58结合，促进T细胞对抗原的识别功能，主要是通过增强T细胞与APC或靶细胞之间的粘附，以及CD2分子所介导的信号转导。
　 5．CD58 CD58分子又称淋巴细胞功能相关抗原3（LFA-3），CD58与CD2两者的结构十分相似，并相互结合。CD58分布较为广泛，表达CD58的APC或靶细胞通过与表达CD2分子T细胞相互粘附，促进T细胞识别抗原的功能，CD2结合CD58后可参与T细胞信号的转导。
　 6．CD28 CD28分子是由二硫键相连的同源二聚体，CD28分子的胞浆区可与多种信号分子相连。在外周血淋巴细胞中，CD28⁺细胞包括几乎所有的CD4⁺T细胞和约50%的CD8⁺T细胞。此外，浆细胞和部分活化B细胞也可表达CD28。CD28分子的配体是B7家族，包括B7-1（CD80）和B7-2（CD86），B7家族分子主要表达于B细胞和APC细胞。CD28作为辅助刺激分子，提供T细胞活化的辅助信号。目前已知，CD28/CD80（或CD86）是一组最重要的辅助刺激分子，它们之间的结合和随后介导的信号转导是T细胞和APC相互协作的重要分子基础。
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图片7-2-5 T细胞活化双信号示意图　　图片7-2-6 第二信号主要组成示意图　　
　 7. CTLA-4 CTLA-4又称CD152，为同源二聚体，表达于活化T细胞，而静止T细胞则不表达。CTLA-4与CD28分子有一定的同源性，也能与CD80和CD86结合。CTLA-4分子胞浆区可与磷酸酶SHP-1及SHIP结合，对T细胞活化有负调节作用。CD28和CTLA-4虽均可与CD80/CD86结合，却发挥相反的效应。这可能反映了精细的免疫调节，即T细胞应答开始时需有CD28介导活化和克隆的扩增，而CTLA-4则可能对已活化的CD8⁺T细胞的扩增起到抑制作用，使免疫应答恢复到相对的平衡状态。
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图片7-2-7 CD28与CTLA-4的作用示意图
　 8. CD40L CD40L又称CD154属于TNF超家族成员，以三聚体形式结合CD40分子。人CD40L主要表达在活化CD4⁺T细胞、部分CD8⁺T细胞和γδT细胞。CD40L结合到B细胞表面CD40产生的信号，是B细胞进行免疫应答和淋巴结生发中心形成的重要条件。
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动画7-2-1 与T细胞识别、粘附、活化有关的CD分子　　图片7-2-8 Th细胞与APC相互作用　　图片7-2-9 与T细胞识别、粘附、活化有关的CD分子　　

二

与B细胞识别、粘附、活化有关的CD分子

CD molecules associated with recognition、adhesion and activation of B cells

　　参与B细胞识别、粘附和活化过程的CD分子主要有CD79a、CD79b、CD19、CD21、CD81、CD80、CD86和CD40等。
　 1. CD79a/CD79b CD79a又称mb-1或Igα，CD79b又称B29或Igβ。CD79a和CD79b通过二硫键组成异源二聚体，表达于除浆细胞外B细胞发育的各个阶段，是B细胞特征性标记。CD79a/CD79b与mIg以非共价键相连，组成BCR复合物，BCR中mIg主要为mIgM和mIgD。CD79a/CD79b与TCR/CD3复合体中CD3分子作用十分相似，其胞浆区的ITAM可结合B细胞内信号分子中SH2结构域，从而介导BCR介导的信号转导。
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图片7-2-10 mIgM 结构示意图
　 2. CD21 CD21又称补体受体2（CR2）和EB病毒受体。胞膜外区属补体调控蛋白（complement control protein, CCP）结构域，胞浆区具有多个PKC和蛋白酪氨酸激酶（PTK）磷酸化位点。CD21分子表达于成熟B细胞、滤泡树突状细胞，以及咽部和宫颈的上皮细胞，是B细胞重要的标记。CD21是补体C3片段iC3b和C3d（或C3dg）的受体，也是EB病毒受体，因此B细胞是EB病毒易感的靶细胞。CD21与iC3b及C3d相结合，其信号与BCR信号的联合，增强了B细胞对抗原的应答。CD21参与免疫记忆，当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发挥重要作用。
　 3. CD19 CD19分子胞膜外区结构属IgSF成员，分布于除浆细胞外的B细胞谱系发育的各个阶段，是B细胞的重要标记。此外CD19还表达于滤泡树突状细胞。CD19是CD19/CD21/CD81信号复合物（signalling complex）中一个成分，其胞浆区较长，可与多种激酶结合，促进B细激活。
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图片7-2-11 B细胞信号复合物
　 4. CD80/CD86 CD80和CD86分别是B7家族中的B7-1和B7-2，两者胞膜外区在氨基酸水平上有一定同源性，但胞浆区无同源性。在外周血静止的单核细胞和树突状细胞CD80表达水平较低，CD86表达水平相对较高，活化的T细胞、B细胞和单核细胞CD80和CD86表达水平都明显增加。CD80和CD86通过其胞膜外区V样结构域可结合CD28和CD152（CTLA-4）。CD80/CD86与CD28结合为T细胞TCR/CD3活化途径提供重要的辅助刺激信号(co-stimulating signal)。
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图片7-2-5 T细胞活化双信号示意图
　 5. CD40 CD40分子属于肿瘤坏死因子受体超家族（TNFRSF），胞膜外区为富含半胱氨酸重复序列。CD40表达于成熟B细胞、某些上皮细胞和内皮细胞、淋巴样并指细胞、滤泡树突状细胞以及活化的单核细胞。T细胞上CD40L与B细胞上CD40结合是诱导B细胞再次免疫应答和生发中心形成的必需条件。
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动画7-2-2 与B细胞识别、粘附、活化有关的CD分子　　图片7-2-12 B细胞与Th细胞相互作用　　图片7-2-13 与B细胞识别、粘附、活化有关的CD分子

三

　免疫球蛋白Fc段受体

Immunoglobulin Fc receptor

　　五类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或亚类Ig的Fc受体，IgFc段通过与Fc受体结合介导Ig重要的生理功能或参与病理损伤过程。属于CD分子的Fc受体有FcγR、FcαR和FcεR。其中FcγR分为FcγRⅠ、FcγRⅡ和FcγRⅢ三种类型，分别为CD64、CD32和CD16；FcαR为CD89；FcεR分为FcεRⅠ和FcεRⅡ两种类型，FcεRⅡ为CD23，FcεRⅠ尚无CD编号，在此一并介绍。
　　1. CD64 CD64为FcγRⅠ，表达于单核细胞、巨噬细胞以及树突状细胞。CD64是高亲和力IgG Fc受体，与人IgG1、IgG3结合力强，与IgG4结合的亲和力明显降低，与IgG2无结合能力。CD64可介导ADCC，清除免疫复合物，促进吞噬细胞对颗粒性抗原的吞噬作用，促进吞噬细胞释放IL-1、IL-6和TNF-α等介质。
　　2. CD32 CD32为FcγRⅡ，分布广泛，包括单核细胞、巨噬细胞、朗格汉斯细胞、粒细胞、B细胞和血小板。CD32为低亲和力Ig Fc受体，结合人IgG不同亚类亲和力的大小依次为IgG3>IgG1>IgG2=IgG4。IgG结合CD32可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（oxidative burst）。
　　3. CD16 CD16存在着跨膜型（FcγRⅢA）和GPI连接（FcγRⅢB）两种形式。人跨膜型CD16表达于NK细胞、巨噬细胞和肥大细胞，而GPI连接的CD16表达于中性粒细胞。CD16是IgG Fc段低亲和力受体，主要结合人IgG1、IgG3。跨膜型CD16与FcεRⅠγ链或与CD3ξ链非共价相连，传递活化信号并可促进吞噬和介导ADCC作用。
　　4. CD89 CD89是FcαR，分布于外周血和粘膜组织中绝大部分吞噬细胞，某些T细胞和B细胞亚群也表达CD89。CD89为IgA中亲和力受体，能结合血清型或分泌型IgA1和IgA2，介导吞噬细胞的吞噬作用、超氧产生、释放炎症介质以及发挥ADCC作用，上述作用需要FcRγ链参与。
　　5. FceRⅠ FcεRⅠ由一条α链、一条β链和由二硫键连接γ-γ二聚体组成（αβγ2）。FcεRⅠγ链与CD16和CD89中γ亚单位完全相同，有时统称为FcRγ链。FcεRⅠβ链C端胞浆区以及FcεRⅠγ链胞浆区均含有ITAM结构。FcεRⅠ是IgE高亲和力受体，当多价变应原与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上IgE/FcεRⅠ复合物上的IgE结合后，使FcεRⅠ发生交联，传递信号，介导Ⅰ型超敏反应。
　　6. CD23 CD23为FcεRⅡ，CD23可被蛋白酶水解形成可溶性CD23（sCD23），但仍保留了与IgE结合的能力，故称IgE结合因子（IgE-binding factor，IgE-BF）。CD23表达于B细胞和单核细胞，活化B细胞CD23表达水平明显升高。CD23是IgE低亲和力受体。CD23以不同方式参与IgE合成的调节：膜CD23结合IgE或IgE免疫复合物后，可降低B细胞IgE的合成；而sCD23与B细胞CD21结合可促进IgE合成。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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动画7-2-3 免疫球蛋白Fc段受体　　图片7-2-14 各类免疫球蛋白Fc受体的结构　图片7-2-15 抗体与Fc段受体结合示意图　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　