CD分子的概念以及在科研中的應(yīng)用

1、 CD分子的概念以及在科研中的應(yīng)用引言：應(yīng)用以單克隆抗體鑒定為主的方法，將來自不同實驗室的單克隆抗體所識別的同一分化抗原、其編碼基因及其分子表達的細胞種類均鑒定明確者，統(tǒng)稱為CD。CD分子就是細胞表面的很多種不同的蛋白質(zhì)，之所以被叫做分化群是因而這些蛋白質(zhì)分子在細胞成熟和分化的過程中CD分子起關(guān)鍵的選擇性作用，是作為抗原的存在。目前發(fā)現(xiàn)的有大約250種，每種都有自己獨特的作用，都很重要。正文1 白細胞分化抗原 白細胞分化抗原（leukocyte differentiation antigen）是指造血干細胞在分化成熟為不同譜系、 分化不同階段及細胞活化過程中，出現(xiàn)或消失的細胞表面標記分子。白細

2、胞分化抗原除表達在白細胞之外，還表達在 巨核細胞/血小板譜系。白細胞分化抗原還廣泛分布于非造血細胞如血管內(nèi)皮細胞、成纖維細胞、上皮細胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細胞等。白細胞分化抗原大都是跨膜的蛋白或糖蛋白，含胞膜外區(qū)、跨膜區(qū)和胞漿區(qū)；有些白細胞分化抗原是以 糖基磷脂酰肌醇連接方式，錨定在細胞膜上。根據(jù)人白細胞分化抗原胞膜外區(qū)結(jié)構(gòu)特點,可分為不同的家族（family）或超家族（superfamily），常見的有： 免疫球蛋白超家族（IgSF）、細胞因子受體家族、整合素家族、C型凝集素超家族、腫瘤壞死因子超家族（TNFSF） 腫瘤壞死因子受體超家族（TNFRSF）等。2 CD分子 CD分子是白細胞分化抗原。8

3、0年代以來，由于單克隆抗體、分子克隆、基因轉(zhuǎn)染細胞系等技術(shù)在白細胞分化抗原研究中得到廣泛深入的應(yīng)用，有關(guān)白細胞分化抗原的研究和應(yīng)用進展相當迅速。在世界衛(wèi)生組織（WHO）和國際免疫學(xué)會聯(lián)合會（IUIS）的組織下，自1982年至1993年先后舉行了五次有關(guān)白細胞分化抗原的國際學(xué)術(shù)討論會。并應(yīng)用以單克隆抗體鑒定為主的聚類分析法，將識別同一分化抗原的來自不同實驗室的單克隆抗體歸為一個分化群（cluster of differentiation,CD）。在許多場合下，抗體及其識別的相應(yīng)抗原都用同一個CD序號。1. 概念： CD分子是血細胞在分化成熟為不同譜系(lineage) 、分化不同階段及細胞活化過

4、程中，出現(xiàn)或消失的細胞表面標記分子，以單克隆抗體為主的聚類分析法，將來自不同實驗室的單克隆抗體所識別的同一白細胞分化抗原歸為一個分化群。2. 命名： CD分子是用單抗識別、歸類而命名，范圍十分廣泛，其中包括了粘附分子組，因此大部分粘附分子已有CD的編號，但也有部分粘附分子尚無CD編號。粘附分子是以粘附功能來歸類，粘附分子與CD分子是根據(jù)不同角度的命名。CD的編號已從CD1命名至CD247 (2000年6月 )，2004年12月 第8屆人白細胞分化抗原(HLDA)學(xué)術(shù)會命名CD分子到CD339 。T細胞的主要CD分子：CD2,3,4,8,28, CD40L (CD154), CTLA-4(CD1

5、52)。B細胞的主要CD分子：CD19,20,21,40,79a, 79b,80,86。3.CD分子的作用： 參與T細胞識別與活化的CD分子：CD2：T，NK；SRBC受體，結(jié)合LFA-3，黏附激活；CD3：T；傳遞激活信號；CD4：T；HIV受體，結(jié)合MHC-II，黏附及信號傳導(dǎo)；CD8：T；結(jié)合MHC-I，黏附及信號傳導(dǎo)；CD28：T；結(jié)合B7，協(xié)同刺激；CD152：即CTLA-4；活化的T；結(jié)合B7，抑制活化。 參與B細胞識別與活化的CD分子：CD19：IgSF；前B成熟B；調(diào)節(jié)活化發(fā)育。CD21：靜止成熟B，DC；調(diào)節(jié)活化發(fā)育，EBVR。CD40：TNFRSF；APC；調(diào)節(jié)增殖分化。C

6、D79：異源二聚體；成熟B細胞；信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。CD80/86：IgSF；APC；協(xié)同刺激信號免疫球蛋白Fc段受體。CD64：即FcRI；APC；高親和；ADCC，清除IC。CD32：即FcR；APC等：低親和；調(diào)理作用。CD16：即FcR；吞噬細胞；低親和；ADCC，調(diào)理作用。FcRI：四肽；肥大、嗜堿；高親和；I型超敏反應(yīng)。CD23：FcR；B，單核細胞；低親和；調(diào)節(jié)IgE。 免疫球蛋白Fc段受體:CD64：即FcRI；APC；高親和；ADCC，清除IC。CD32：即FcRAPC等：低親和；調(diào)理作用。CD16：即FcR；吞噬細胞；低親和；ADCC，調(diào)理。FcRI：四肽；肥大、嗜堿；高親和；I型超

7、敏反應(yīng)。CD23：FcR；B，單核細胞；低親和；調(diào)節(jié)IgE 闡明發(fā)病機制：CD4與AIDS；CD18與白細胞黏附缺陷癥。 CD3：CD3分子與T細胞受體組成TCR/CD3復(fù)合物，分布于T細胞和部分胸腺細胞表面，在TCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著關(guān)鍵作用。 l CD3分子由、和五種鏈組成。CD3、和鏈均屬免疫球蛋白超家族（IgSF）成員，跨膜區(qū)通過帶負電的氨基酸與TCR或TCR鏈跨膜區(qū)帶正電氨基酸形成鹽橋，使之穩(wěn)定形成TCR/CD3復(fù)合物。CD3和鏈結(jié)構(gòu)相似，胞膜外區(qū)很短，由半胱氨酸形成鏈間二硫鍵，組成同源二聚體或異源二聚體。胞漿區(qū)有“免疫受體酪氨酸活化基序”結(jié)構(gòu)，其中的酪氨酸磷酸化后，可活化有關(guān)激酶，

8、傳遞TCR/CD3介導(dǎo)的活化途徑的信號。 CD4：為單鏈跨膜糖蛋白，胞膜外區(qū)結(jié)構(gòu)屬IgSF成員，共有4個IgSF結(jié)構(gòu)域，CD4分子的第一、二個結(jié)構(gòu)域可與MHC類分子的非多態(tài)區(qū)結(jié)合。第一個V樣結(jié)構(gòu)域是艾滋病毒（HIV）的受體，與HIV gp120相結(jié)合。 l CD4是T細胞TCR/CD3識別抗原的輔助受體，通過胞膜外區(qū)與抗原提呈細胞（APC）表達的MHC類分子的結(jié)合、及其 胞漿區(qū)與p56lck激酶的結(jié)合，參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。CD8：CD8分子是由、鏈借二硫鍵連接的異源二聚體，胞膜外區(qū)結(jié)構(gòu)均屬IgSF。鏈V樣區(qū)與MHC I類分子非多態(tài)的3區(qū)域結(jié)合，胞漿區(qū)可與p56lck激酶相連，參與T細胞活化和增殖的信

9、號傳遞。CD8也是T細胞的輔助受體，可以增強TCR與相應(yīng)抗原肽:MHC分子結(jié)合后的信號刺激。 CD40L：又稱CD154，屬于TNF超家族成員，以三聚體形式結(jié)合CD40分子。人CD40L主要表達在活化CD4+ T細胞、部分CD8+ T細胞和 T細胞。CD40L結(jié)合到B細胞表面CD40產(chǎn)生的信 號，是B細胞進行免疫應(yīng)答和淋巴結(jié)生發(fā)中心形成的重要條件。CD40：CD40分子屬于腫瘤壞死因子受體超家族，胞膜 外區(qū)為富含半胱氨酸重復(fù)序列。CD40表達于成熟B細胞、某些上皮細胞和內(nèi)皮細胞、淋巴樣并指細胞、濾泡樹突狀細胞以及活化的單核細胞。T細胞上CD40L與B細胞上CD40結(jié)合是誘導(dǎo)B細胞再次免疫應(yīng)答和

10、生發(fā)中心形成的必需條件。CD2：LFA-2，即綿羊紅細胞受體；與LFA-3結(jié)合，結(jié)構(gòu)分為四部分，分布在所有T細胞，大多胸腺細胞，部分NK細胞，具有黏附作用和T細胞旁路激活作用，并參與胸腺細胞分化成熟。 CD4：Th激活的共受體，IgSF成員，由四個功能區(qū)組成，分布于Th，部分M，Mac，具有黏附功能：結(jié)合MHC-，穩(wěn)定結(jié)合，信號傳導(dǎo)，參與激活HIV受體。 CD28：同源二聚體，分布在T細胞和部分B細胞，具有協(xié)同刺激作用。 CD8：CTL激活的共受體，IgSF成員，分布在CTL和部分胸腺細胞，具有黏附作用和信號傳導(dǎo)作用。 CD1521：CTLA-4，同源二聚體，與CD28有同源性，分布于活化的T

11、細胞，具有抑制T細胞的活化的功能。 闡明發(fā)病機制：CD4與AIDS；CD18與白細胞黏附缺陷癥。在疾病診斷中的應(yīng)用：外周血CD4/CD8比值與AIDS病情進展；CD單抗與白血病、淋巴瘤分型。在疾病預(yù)防與治療中的應(yīng)用：抗CD3、抗CD25。 腫瘤：CD20, CD52, CD33, HER-2，EGFR, VEGF, EP-CAM。器官移植排斥：CD3, IL-2R（CD25）。 自身免疫性疾病 TNF-, CD11a,4整合素, CD20。白血病及淋巴瘤：GPb/a, IgE, RSVgpF。 CD20：表達于B 淋巴細胞，其抗體可促進細胞對化療的敏感性，誘導(dǎo)細胞凋亡、ADCC、CDC。 CD

12、33：表達于90% 以上的急性髓樣白血病（AML）細胞，但不表達于骨髓CD34+造血干細胞，其抗體可誘導(dǎo)雙鏈DNA斷裂和細胞死亡。 CD52：可誘導(dǎo)ADCC、CDC，治療慢性B 淋巴細胞，T細胞白血病和T細胞淋巴瘤。 實質(zhì)性腫瘤：抗HER2/CD340 ：ADCC，抑制腫瘤細胞增殖和血管形成；抗EGFR：阻斷EGFR與EGF結(jié)合，誘導(dǎo)ADCC， 抑制細胞增殖，抑制腫瘤血管形成，誘導(dǎo)凋亡?？筕EGF：阻斷VEGF與VEGF受體結(jié)合，抑制腫瘤的血管生長和轉(zhuǎn)移部位的發(fā)展。 預(yù)防腎移植急性排斥反應(yīng)：抗CD3： 補體依賴的細胞毒作用(CDC)，清除T細胞，阻斷T細胞功能?？笴D25 ：補體依賴的細胞毒作

13、用(CDC)，阻斷IL-2受體。 自身免疫性疾?。嚎筎NF：阻斷TNF-a與受體結(jié)合, 降低或消除 由TNF-a刺激細胞所發(fā)生的炎癥反應(yīng)?？笴D11a：抑制LFA-1與配體結(jié)合, 抑制白細胞黏附, 治療斑狀牛皮癬?？?整合素：抑制VLA-4與配體結(jié)合, 抑制白細胞黏附。CD20：治療RA。 其他疾?。嚎笽gE ：阻斷IgE與IgE受體結(jié)合, 抑制肥大細胞和嗜堿性粒細胞脫顆粒和釋放介質(zhì)，治療持續(xù)性哮喘?？筭pb/a ：抑制血小板凝血，止血，預(yù)防冠狀動脈 血管形成術(shù)中血栓?？筊SVgpF：中和病毒，抑制病毒融合和復(fù)制， 預(yù)防兒童在高危期 RSV感染。 據(jù)英國每日郵報3月26日報道，美國科學(xué)家日前研

14、制出了一種能幫助人體免疫系統(tǒng)摧毀癌細胞的新型藥物，對乳腺癌、腸癌、前列腺癌、子宮癌、腦癌、膀胱癌、肝癌等多種癌癥都有療效。此外前期研究表明，該藥物還可用于治療血癌（白血?。Ｑ芯咳藛T表示，若能及早使用，該藥物甚至可以完全治愈惡性腫瘤疾病，且副作用極小。目前這種藥物僅在小白鼠身上進行了試驗，研究人員希望能在兩年內(nèi)開始臨床試驗。據(jù)悉，新型藥物的效力集中于一種大量存在于癌細胞表面的蛋白質(zhì)，這種名叫“CD47”的蛋白質(zhì)能使癌細胞免于被叫作“巨噬細胞”的免疫細胞所吞噬。新藥物能去掉癌細胞這一“不要吞噬我信號”，讓免疫系統(tǒng)直接對惡性腫瘤細胞展開攻擊。另一報道稱科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細胞黏附分子CD146促細胞遷移機制

15、發(fā)現(xiàn)CD146作為Wnt5a的受體通過激活非經(jīng)典Wnt通路促進腫瘤細胞遷移的機制。其中經(jīng)典的Wnt/-Catenin通路促進-Catenin的穩(wěn)定和積累，后者進入細胞核激活靶基因表達。非經(jīng)典Wnt信號通路中研究得較清楚的是Wnt/PCP通路，其通過小G蛋白Rho等激活c-jun N端激酶JNK，調(diào)節(jié)細胞骨架的不對稱分布和上皮細胞的協(xié)同極化，CD146作為非經(jīng)典Wnt5a信號通路中Wnt5a的受體，在調(diào)控細胞遷移和極性中起到關(guān)鍵作用。應(yīng)用基因工程生產(chǎn)的重組可溶性CD4（rsCD4）治療ARC（AIDs related complexes)、艾滋病正在進行期臨床試驗；抗CD4McAb（Leu3a)

16、也已開始治療HIV感染的I期臨床試驗。此外，應(yīng)用CD4-IgG、CD4-PE（綠膿桿菌外毒素）、CD4-RA（蓖麻毒毒A）等雜交分子殺傷HIV感染的T細胞，作為抗愛滋病的新藥也已進入臨床驗證。1991年美國風(fēng)濕病學(xué)年會上報道了用抗CD4McAb治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA），經(jīng)治療后臨床癥狀明顯改善，PBMC中CD4陽性細胞的比例和CD4抗原密度明顯下降，血清可溶性CD4（sCD4）水平明顯升高，血沉、CRP、RF、和總免疫球蛋白水平明顯降低?？笴D4嵌合抗體（Centocor公司）治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥也已進入期臨床驗證?？笴D4McAb（Ortho Biotech公司）預(yù)防器官移植排

17、斥反應(yīng)已開始臨床驗證。4.CD分子在科研實驗中的利用CD抗原及其相應(yīng)的單克隆抗體在基礎(chǔ)和臨床免疫學(xué)研究中已得到廣泛的應(yīng)用。在基礎(chǔ)免疫學(xué)研究中，CD主要應(yīng)用于：（1）CD抗原的基因克隆，新CD抗原及新配體的發(fā)現(xiàn)；（2）CD抗原結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系；（3）細胞激活途徑和膜信號的傳導(dǎo)；（4）細胞分化過程中的調(diào)控；（5）細胞亞群的功能。在臨床免疫學(xué)研究中，CD單克隆抗體可用于：（1）機體免疫功能的檢測；（2）白血病、淋巴瘤免疫分型；（3）免疫毒素用于腫瘤治療、骨髓移植以及移植排斥反應(yīng)的防治；（4）體內(nèi)免疫調(diào)節(jié)治療。 T淋巴細胞識別抗原的受體是T細胞受體（t cell receptor,TCR)與CD3所組成

18、的復(fù)合物（TCR/CD3）。在識別過程中還有賴于抗原非特異性的其它細胞表面分子的輔助，這些輔助分子（accessory molecules)主要包括CD4、CD8，MHC 類分子、類分子，LFA-1（CD11a/CD18)、CD49d、e、f/CD29(VLA-4、VLA-5、VLA-6）、CD28、CD44、CD45、ICAM-1（CD54），LFA-2（CD2）和LFA-3（CD58）等。 磁珠分離法:特異性分離所需淋巴細胞的方法。將特異性抗體(如抗CD3、抗CD4、抗CD8等)吸附在鐵顆粒(磁珠)上，加至細胞懸液中，具有相應(yīng)抗原的細胞與磁珠上的特異性抗體結(jié)合。反應(yīng)管置于磁場中，鐵顆粒受磁場的吸引，攜帶有相應(yīng)細胞的磁球吸附于靠近磁鐵的管壁上。棄細胞懸液，重新解離細胞與磁珠。CD分子還應(yīng)用于細胞分離；FACS應(yīng)用；免疫細胞的檢測；淋巴細胞亞群雙色分析；艾滋病人T細胞亞群分析；先天性無r球蛋白血癥T亞群分析；基于流式細胞儀的液相蛋白定量技術(shù)CBA，Cytometric Bead Array（CBA）；制備單克隆抗體等?？偨Y(jié) CD 分子研究領(lǐng)域的興起首先歸功于