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(lái)自不同實(shí)驗(yàn)室的單克隆抗體所識(shí)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(lèi)均鑒定明確者，統(tǒng)稱(chēng)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(guò)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(guò)程中，出現(xiàn)或消失的細(xì)胞表面標(biāo)記分子。白細(xì)

2、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(jiàn)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。8

3、0年代以來(lái)，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(guó)際免疫學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)（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(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)。并應(yīng)用以單克隆抗體鑒定為主的聚類(lèi)分析法，將識(shí)別同一分化抗原的來(lái)自不同實(shí)驗(yàn)室的單克隆抗體歸為一個(gè)分化群（cluster of differentiation,CD）。在許多場(chǎng)合下，抗體及其識(shí)別的相應(yīng)抗原都用同一個(gè)CD序號(hào)。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(guò)

4、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(lèi)分析法，將來(lái)自不同實(shí)驗(yàn)室的單克隆抗體所識(shí)別的同一白細(xì)胞分化抗原歸為一個(gè)分化群。2. 命名： CD分子是用單抗識(shí)別、歸類(lèi)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(hào)，但也有部分粘附分子尚無(wú)CD編號(hào)。粘附分子是以粘附功能來(lái)歸類(lèi)，粘附分子與CD分子是根據(jù)不同角度的命名。CD的編號(hào)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(huì)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(CD1

5、52)。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(shí)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(hào)；CD4：T；HIV受體，結(jié)合MHC-II，黏附及信號(hào)傳導(dǎo)；CD8：T；結(jié)合MHC-I，黏附及信號(hào)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(shí)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(xì)胞；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。CD80/86：IgSF；APC；協(xié)同刺激信號(hào)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

7、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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)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(guò)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，

8、傳遞TCR/CD3介導(dǎo)的活化途徑的信號(hào)。 CD4：為單鏈跨膜糖蛋白，胞膜外區(qū)結(jié)構(gòu)屬I(mǎi)gSF成員，共有4個(gè)IgSF結(jié)構(gòu)域，CD4分子的第一、二個(gè)結(jié)構(gòu)域可與MHC類(lèi)分子的非多態(tài)區(qū)結(jié)合。第一個(gè)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(shí)別抗原的輔助受體，通過(guò)胞膜外區(qū)與抗原提呈細(xì)胞（APC）表達(dá)的MHC類(lèi)分子的結(jié)合、及其 胞漿區(qū)與p56lck激酶的結(jié)合，參與信號(hào)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I(mǎi)gSF。鏈V樣區(qū)與MHC I類(lèi)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

9、號(hào)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(hào)刺激。 CD40L：又稱(chēng)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(hào)，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(shù)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

10、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(gè)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(hào)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(hào)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(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(duì)化療的敏感性，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、ADCC、CDC。 CD

12、33：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(shí)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(zhǎng)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(lài)的細(xì)胞毒作用(CDC)，清除T細(xì)胞，阻斷T細(xì)胞功能?？笴D25 ：補(bǔ)體依賴(lài)的細(xì)胞毒作

13、用(CDC)，阻斷IL-2受體。 自身免疫性疾病：抗TNF：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)。抗CD11a：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。 其他疾病：抗IgE ：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(dòng)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(guó)每日郵報(bào)3月26日?qǐng)?bào)道，美國(guó)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(xì)胞的新型藥物，對(duì)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?。?。研究人員表示，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(yàn)，研究人員希望能在兩年內(nèi)開(kāi)始臨床試驗(yàn)。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(hào)”，讓免疫系統(tǒng)直接對(duì)惡性腫瘤細(xì)胞展開(kāi)攻擊。另一報(bào)道稱(chēng)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

15、發(fā)現(xiàn)CD146作為Wnt5a的受體通過(guò)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(hào)通路中研究得較清楚的是Wnt/PCP通路，其通過(guò)小G蛋白R(shí)ho等激活c-jun N端激酶JNK，調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的不對(duì)稱(chēng)分布和上皮細(xì)胞的協(xié)同極化，CD146作為非經(jīng)典Wnt5a信號(hào)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(yàn)；抗CD4McAb（Leu3a)

16、也已開(kāi)始治療HIV感染的I期臨床試驗(yàn)。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(ài)滋病的新藥也已進(jìn)入臨床驗(yàn)證。1991年美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)年會(huì)上報(bào)道了用抗CD4McAb治療類(lèi)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(yáng)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。抗CD4嵌合抗體（Centocor公司）治療類(lèi)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(yàn)證?？笴D4McAb（Ortho Biotech公司）預(yù)防器官移植排

17、斥反應(yīng)已開(kāi)始臨床驗(yàn)證。4.CD分子在科研實(shí)驗(yàn)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(hào)的傳導(dǎo)；（4）細(xì)胞分化過(guò)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(cè)；（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(shí)別抗原的受體是T細(xì)胞受體（t cell receptor,TCR)與CD3所組成

18、的復(fù)合物（TCR/CD3）。在識(shí)別過(guò)程中還有賴(lài)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(lèi)分子、類(lèi)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(chǎng)中，鐵顆粒受磁場(chǎng)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(cè)；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(wú)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