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1、白细胞分化抗原和粘附分子 Leukocyte Differentiation Antigen and Adhesion Molecules,第一节 白细胞分化抗原 Leukocyte Differentiation Antigen,白细胞分化抗原,概念、结构及基本特点及意义,1.白细胞分化抗原（LDA：Leukocyte Differentiation Antigen） ： 血细胞在分化成熟为不同谱系、分化的不同阶 段及活化过程中，出现或消失的细胞表面标记分子。 2.簇抗原（cluster of differentiation， CD ): 将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原归为
2、一个分化群。,（一）概念,（二）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。,1. 蛋白酪氨酸激酶结构域（Protein Tyrosine Kinase, PTK）； 2. 蛋白酪氨酸磷酸酶结构域（Protein Tyrosine Phosphatase, PTP）； 3. 死亡结构域（Death Domain, DD）； 4. ITAM/ITIM基序（Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motif/-based Inhibition Motif ）。,（三）胞
3、浆区重要结构域,免疫受体酪氨酸活化基序（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(7-11)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。,免疫受体酪氨酸抑制基序（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P
4、TP，抑制细胞活化。,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。 参与机体重要的生理、病理过程。,（四）生物学意义：,介导APC与Th间相互作用的分子,白细胞分化抗原的分类,（一）CD的分类（Classification of CD,按照谱系分布可为: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
5、水化合物结构,免疫受体酪氨酸活化基序,（二）根据胞膜外区结构特点，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）,（三）其功能可以分为： 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： 黏附分子,参与免疫细胞发育、成熟及活化的膜分子,（一）参与T细胞发育、成熟及活化的膜分子 具有动态表达的特点： CD4-CD8- CD4+CD8+ CD4+ or CD8+,CD2: CD3: CD4: CD8: CD28-CD8
6、0(B7.1)/CD86(B7.2): CD152(CTLA-4)- CD80(B7.1)/CD86(B7.2): PD-1: CD40L(CD54),CD2 (淋巴细胞功能相关抗原-2, Lymphocyte Function associated 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及NK细胞。 配体：人LFA-3(CD58)、CD59，SRBC等。 功能：介导T细胞核APC之间的粘附 为T细胞提供活化信号,T cell,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
7、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+ ：CTL。,CD4：单链，含4个Ig样domain; 结合MHCII类抗原2区，HIV的gp120。 CD8：异源双体分子，各含1个Ig样domain; 结合MHCI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
8、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,共刺激分子 CD28； CD152（CTLA-4）； CD80（B7-1）； CD86（B7-2）。,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）：APC。,功能,CD28,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 基序，与CD28 竞争结合 CD80或CD86，抑制T细胞的活化。,应用：
9、 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； 抗CTLA4单抗治疗肿瘤取得重大突破。,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，调节T细胞的效应； CD40L缺陷导致性联高IgM综合征 （Hyper IgM syndrome，HIGM1), IgG、 IgA、IgE缺陷。,CD40L缺陷导致性联高IgM综合征,（二）与B细胞识
10、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,CD79/CD79 分别又称Ig/Ig。 二者以二硫键连接成异源二聚体，与BCR组成BCR-Ig/Ig复合体。,BCR辅助受体,CD19：B细胞的重要标记（不表达于浆细 胞）。 CD21：又称补体受体2（CR2）或EB病毒受体。表达于成熟B细胞,是B细胞重要标记 CD81 : 分布于 B 细胞、 T 细胞、巨噬细胞、树突状细胞、 NK 细胞和嗜酸性粒细胞表面 。,CD16 (FcgR
11、 III),CD11a/CD18,CD11c/CD18,CD32 (FcgR II),CD64 (FcgR I),CD80/86,CD11b/CD18,PRR,CD14,TLR,（三）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,（四）与树突状细胞功能有关的细胞膜表面分子,免疫球蛋白Fc段受体,FcR(CD64) 。是IgG高亲和力受体。FcR主要表达于单核-巨噬细胞表面，中性粒细胞也有低水平表达。 FcR（CD32）: FcR分为FcR-A、FcR-B，是IgG低亲和力受体。FcR表达于所有白细胞。 FcR-B可介导免疫抑制作用 FcR
12、（CD16）：人FcR分为两种形式:一种是与磷脂酰肌醇（PI）相连的分子（FcR-A）;另一种是跨膜受体（FcR-B）。FcR分布于中性粒细胞、NK细胞、巨噬细胞及激活的T细胞表面,主要介导上述细胞的ADCC作用。 IgA Fc受体（FcR，CD89) ：是中等亲和力受体。主要表达在单核-巨噬细胞、中性粒细胞等细胞表面。能与IgA结合，介导吞噬细胞的吞噬作用等作用。 IgE Fc受体（IgR）: FcR 该受体表达于肥大细胞及嗜碱性粒细胞表面,可与IgE单体高亲和力结合，参与介导这两种细胞释放介质及脱颗粒。 FcR（CD23）是IgE低亲和力受体,同时,也是B细胞生长因子受体，分布于B细胞、单
13、核细胞、嗜碱性粒细胞等细胞的表面，具有调节和效应作用。,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60-70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。,CD分子的功能（Function of CD）,细胞分化、成熟和活化标志；传递、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
14、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,第二节 粘附分子 (Adhesion Molecule, AM),概念 参与细胞与细胞、 细胞与基质间相互结合、相互接触和结合分子的统称。 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。,黏附分子的类别及其特征,整合素家族（integrin superfamily） 选择素家族 (selectin family) 免疫球蛋白超家族(immunoglo
15、bulin 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。介导炎症、淋巴细胞归巢。,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
16、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；而大部分链可结合不同的链。,整合素家族,是由、链通过非共价键连接而成的异二聚体的跨膜糖蛋白。,（VLA组，1组，有12个成员）,白细胞粘附受体组 （ 2组，4个成员）,CR3,CR4,功能: 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Homing 血小板的血栓形成和
17、凝血功能。,1、2亚群是整合素家族的主要成员： 1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； 2参与白细胞与内皮细胞或其它免疫细胞间的作用。,4、2 integrin(CD11/CD18,白细胞整合素)： 组成： CD11a/CD18(LFA-1); CD11b/CD18(CR3); CD11c/CD18 (CR4) 。,二 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
18、(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
19、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,CD62L (L-Selectin, Mel-14/LAM-1) I型膜蛋白, N端1个lectin样功能区, 1个EGF样功能区, 2个补体SCR功能区 在活化的血管内皮细胞表达和白细胞表达 配体为多糖类分子, CD34的糖基成份和MAdCAM-1, 介导rolling, homing等 在临床上人源化抗L-选择素单抗治疗创伤,CD62E (E-Selectin, ELAM-1) 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SCR功能区 在活化的血管内皮细胞表达 配体为
20、多糖类分子，介导滚动（rolling）, 肿瘤粘附，血管生成。,CD62P (P-Selectin, PADGEM, GMP-140) 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SCR功能区 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滚动。,功能： 参与白细胞与血管内皮细胞的早期粘附 和滚动； 参与血小板与血管内皮细胞的粘附。,选择素与细胞滚动,三、粘附分子的功能,（一）免疫细胞识别的辅助受体和协同刺激信号； （二）炎症过程中白细胞与血管内皮细胞的粘附； （三）淋巴细胞归巢（homing）。,粘附分子在淋巴细胞归巢中的作
21、用,白细胞的迁移模式,感染出现后，白细胞在小静脉部位发生迁移： 1、滚动（rolling） IL-1等炎症因子上调P选择素，E选择素，与糖基结合使循环 白细胞（WBC）减速； 2. 活化（activation） 3、黏附（arrest/adhesion） IL-8，PAF，C5a等上调并活化整合素LFA-1等； LFA-1与ICAM-1结合，WBC停止前进； 4、游出（transendothelial migration） 在IL-8等作用下，WBC迁移至炎症部位。,Cadherins Cadherins IgSF-AM Selectins oligosaccharide IgSF-AMs I
22、ntegrins ECMs Integrins,黏附分子主要作用模式示意图,Ca2+-binding site,黏附分子与临床,与疾病的关系 黏附分子与免疫缺陷病，自身免疫病，肿瘤等疾病（见后） 在诊断中的应用：CD4检测、CD单抗用于白血病分型 预防与治疗：CD3，CD25单抗预防移植排斥,2整合素缺陷的表现,2整合素及其配体基因敲除小鼠：白细胞增多、粘附缺陷，免疫力下降。 I型白细胞粘附缺陷（Leukocyte adhesion deficiency，LADI） 症状：反复发作性的感染， 病因：2 整合素特别是CD18基因缺陷，白细胞不能向 感染部位迁移，吞噬功能下降，抵抗力差，患者早期死亡。,分化抗原，CD，粘附分子基本概念 粘附分子的分类与功能 掌握与免疫细胞功能相关的重要的CD分子,免疫分子： 抗体 补体 细胞因子 CD分子 黏附分子 ,