CD分子的概念以及在科研中的應(yīng)用.doc

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(dá)的細(xì)胞種類均鑒定明確者，統(tǒng)稱為CD。CD分子就是細(xì)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(xì)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(dú)特的作用，都很重要。正文1 白細(xì)胞分化抗原 白細(xì)胞分化抗原（leukocyte differentiation antigen）是指造血干細(xì)胞在分化成熟為不同譜系、 分化不同階段及細(xì)胞活化過程中，出現(xiàn)或消失的細(xì)胞表面標(biāo)記分子。白細(xì)胞分化抗原除表達(dá)在白細(xì)胞之外，還表達(dá)在 巨核細(xì)胞/血小板譜系。白細(xì)胞分化抗原還廣泛分布于非造血細(xì)胞如血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞等。白細(xì)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(xì)胞分化抗原是以 糖基磷脂酰肌醇連接方式，錨定在細(xì)胞膜上。根據(jù)人白細(xì)胞分化抗原胞膜外區(qū)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),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(xì)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(xì)胞分化抗原。80年代以來，由于單克隆抗體、分子克隆、基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞系等技術(shù)在白細(xì)胞分化抗原研究中得到廣泛深入的應(yīng)用，有關(guān)白細(xì)胞分化抗原的研究和應(yīng)用進(jìn)展相當(dāng)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(xì)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(xì)胞在分化成熟為不同譜系(lineage) 、分化不同階段及細(xì)胞活化過程中，出現(xiàn)或消失的細(xì)胞表面標(biāo)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(xì)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(xì)胞分化抗原(HLDA)學(xué)術(shù)會命名CD分子到CD339 。T細(xì)胞的主要CD分子：CD2,3,4,8,28, CD40L (CD154), CTLA-4(CD152)。B細(xì)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(xì)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(xì)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。CD79：異源二聚體；成熟B細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞；低親和；ADCC，調(diào)理。FcRI：四肽；肥大、嗜堿；高親和；I型超敏反應(yīng)。CD23：FcR；B，單核細(xì)胞；低親和；調(diào)節(jié)IgE 闡明發(fā)病機(jī)制：CD4與AIDS；CD18與白細(xì)胞黏附缺陷癥。 CD3：CD3分子與T細(xì)胞受體組成TCR/CD3復(fù)合物，分布于T細(xì)胞和部分胸腺細(xì)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(fù)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，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(xì)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(xì)胞（APC）表達(dá)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(xì)胞活化和增殖的信號傳遞。CD8也是T細(xì)胞的輔助受體，可以增強(qiáng)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(dá)在活化CD4+ T細(xì)胞、部分CD8+ T細(xì)胞和 T細(xì)胞。CD40L結(jié)合到B細(xì)胞表面CD40產(chǎn)生的信 號，是B細(xì)胞進(jìn)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(dá)于成熟B細(xì)胞、某些上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞、淋巴樣并指細(xì)胞、濾泡樹突狀細(xì)胞以及活化的單核細(xì)胞。T細(xì)胞上CD40L與B細(xì)胞上CD40結(jié)合是誘導(dǎo)B細(xì)胞再次免疫應(yīng)答和生發(fā)中心形成的必需條件。CD2：LFA-2，即綿羊紅細(xì)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(xì)胞，大多胸腺細(xì)胞，部分NK細(xì)胞，具有黏附作用和T細(xì)胞旁路激活作用，并參與胸腺細(xì)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(xì)胞和部分B細(xì)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(xì)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細(xì)胞，具有抑制T細(xì)胞的活化的功能。 闡明發(fā)病機(jī)制：CD4與AIDS；CD18與白細(xì)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(jìn)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(dá)于B 淋巴細(xì)胞，其抗體可促進(jìn)細(xì)胞對化療的敏感性，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、ADCC、CDC。 CD33：表達(dá)于90% 以上的急性髓樣白血?。ˋML）細(xì)胞，但不表達(dá)于骨髓CD34+造血干細(xì)胞，其抗體可誘導(dǎo)雙鏈DNA斷裂和細(xì)胞死亡。 CD52：可誘導(dǎo)ADCC、CDC，治療慢性B 淋巴細(xì)胞，T細(xì)胞白血病和T細(xì)胞淋巴瘤。 實質(zhì)性腫瘤：抗HER2/CD340 ：ADCC，抑制腫瘤細(xì)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(xì)胞增殖，抑制腫瘤血管形成，誘導(dǎo)凋亡。抗VEGF：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(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒作用(CDC)，清除T細(xì)胞，阻斷T細(xì)胞功能。抗CD25 ：補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒作用(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(xì)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(xì)胞黏附, 治療斑狀牛皮癬。抗4整合素：抑制VLA-4與配體結(jié)合, 抑制白細(xì)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(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)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)家日前研制出了一種能幫助人體免疫系統(tǒng)摧毀癌細(xì)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(jìn)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(xì)胞表面的蛋白質(zhì)，這種名叫“CD47”的蛋白質(zhì)能使癌細(xì)胞免于被叫作“巨噬細(xì)胞”的免疫細(xì)胞所吞噬。新藥物能去掉癌細(xì)胞這一“不要吞噬我信號”，讓免疫系統(tǒng)直接對惡性腫瘤細(xì)胞展開攻擊。另一報道稱科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細(xì)胞黏附分子CD146促細(xì)胞遷移機(jī)制發(fā)現(xiàn)CD146作為Wnt5a的受體通過激活非經(jīng)典Wnt通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移的機(jī)制。其中經(jīng)典的Wnt/-Catenin通路促進(jìn)-Catenin的穩(wěn)定和積累，后者進(jìn)入細(xì)胞核激活靶基因表達(dá)。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(xì)胞骨架的不對稱分布和上皮細(xì)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(xì)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(jìn)行期臨床試驗；抗CD4McAb（Leu3a)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(xì)胞，作為抗愛滋病的新藥也已進(jìn)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(xì)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(jìn)入期臨床驗證?？笴D4McAb（Ortho Biotech公司）預(yù)防器官移植排斥反應(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(xì)胞激活途徑和膜信號的傳導(dǎo)；（4）細(xì)胞分化過程中的調(diào)控；（5）細(xì)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(jī)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(xì)胞識別抗原的受體是T細(xì)胞受體（t cell receptor,TCR)與CD3所組成的復(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(xì)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(xì)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(xì)胞懸液中，具有相應(yīng)抗原的細(xì)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(xì)胞的磁球吸附于靠近磁鐵的管壁上。棄細(xì)胞懸液，重新解離細(xì)胞與磁珠。CD分子還應(yīng)用于細(xì)胞分離；FACS應(yīng)用；免疫細(xì)胞的檢測；淋巴細(xì)胞亞群雙色分析；艾滋病人T細(xì)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(xì)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