CD分子的概念以及在科研中的应用

1、 CD分子的概念以及在科研中的应用引言：应用以单克隆抗体鉴定为主的方法，将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原、其编码基因及其分子表达的细胞种类均鉴定明确者，统称为CD。CD分子就是细胞表面的很多种不同的蛋白质，之所以被叫做分化群是因而这些蛋白质分子在细胞成熟和分化的过程中CD分子起关键的选择性作用，是作为抗原的存在。目前发现的有大约250种，每种都有自己独特的作用，都很重要。正文1 白细胞分化抗原 白细胞分化抗原（leukocyte differentiation antigen）是指造血干细胞在分化成熟为不同谱系、 分化不同阶段及细胞活化过程中，出现或消失的细胞表面标记分子。白细

2、胞分化抗原除表达在白细胞之外，还表达在 巨核细胞/血小板谱系。白细胞分化抗原还广泛分布于非造血细胞如血管内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞、神经内分泌细胞等。白细胞分化抗原大都是跨膜的蛋白或糖蛋白，含胞膜外区、跨膜区和胞浆区；有些白细胞分化抗原是以 糖基磷脂酰肌醇连接方式，锚定在细胞膜上。根据人白细胞分化抗原胞膜外区结构特点,可分为不同的家族（family）或超家族（superfamily），常见的有： 免疫球蛋白超家族（IgSF）、细胞因子受体家族、整合素家族、C型凝集素超家族、肿瘤坏死因子超家族（TNFSF） 肿瘤坏死因子受体超家族（TNFRSF）等。2 CD分子 CD分子是白细胞分化抗原。8

3、0年代以来，由于单克隆抗体、分子克隆、基因转染细胞系等技术在白细胞分化抗原研究中得到广泛深入的应用，有关白细胞分化抗原的研究和应用进展相当迅速。在世界卫生组织（WHO）和国际免疫学会联合会（IUIS）的组织下，自1982年至1993年先后举行了五次有关白细胞分化抗原的国际学术讨论会。并应用以单克隆抗体鉴定为主的聚类分析法，将识别同一分化抗原的来自不同实验室的单克隆抗体归为一个分化群（cluster of differentiation,CD）。在许多场合下，抗体及其识别的相应抗原都用同一个CD序号。1. 概念： CD分子是血细胞在分化成熟为不同谱系(lineage) 、分化不同阶段及细胞活化过

4、程中，出现或消失的细胞表面标记分子，以单克隆抗体为主的聚类分析法，将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一白细胞分化抗原归为一个分化群。2. 命名： CD分子是用单抗识别、归类而命名，范围十分广泛，其中包括了粘附分子组，因此大部分粘附分子已有CD的编号，但也有部分粘附分子尚无CD编号。粘附分子是以粘附功能来归类，粘附分子与CD分子是根据不同角度的命名。CD的编号已从CD1命名至CD247 (2000年6月 )，2004年12月 第8届人白细胞分化抗原(HLDA)学术会命名CD分子到CD339 。T细胞的主要CD分子：CD2,3,4,8,28, CD40L (CD154), CTLA-4(CD1

5、52)。B细胞的主要CD分子：CD19,20,21,40,79a, 79b,80,86。3.CD分子的作用： 参与T细胞识别与活化的CD分子：CD2：T，NK；SRBC受体，结合LFA-3，黏附激活；CD3：T；传递激活信号；CD4：T；HIV受体，结合MHC-II，黏附及信号传导；CD8：T；结合MHC-I，黏附及信号传导；CD28：T；结合B7，协同刺激；CD152：即CTLA-4；活化的T；结合B7，抑制活化。 参与B细胞识别与活化的CD分子：CD19：IgSF；前B成熟B；调节活化发育。CD21：静止成熟B，DC；调节活化发育，EBVR。CD40：TNFRSF；APC；调节增殖分化。C

6、D79：异源二聚体；成熟B细胞；信号转导。CD80/86：IgSF；APC；协同刺激信号免疫球蛋白Fc段受体。CD64：即FcRI；APC；高亲和；ADCC，清除IC。CD32：即FcR；APC等：低亲和；调理作用。CD16：即FcR；吞噬细胞；低亲和；ADCC，调理作用。FcRI：四肽；肥大、嗜碱；高亲和；I型超敏反应。CD23：FcR；B，单核细胞；低亲和；调节IgE。 免疫球蛋白Fc段受体:CD64：即FcRI；APC；高亲和；ADCC，清除IC。CD32：即FcRAPC等：低亲和；调理作用。CD16：即FcR；吞噬细胞；低亲和；ADCC，调理。FcRI：四肽；肥大、嗜碱；高亲和；I型超

7、敏反应。CD23：FcR；B，单核细胞；低亲和；调节IgE 阐明发病机制：CD4与AIDS；CD18与白细胞黏附缺陷症。 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。 l CD3分子由、和五种链组成。CD3、和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TCR或TCR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。CD3和链结构相似，胞膜外区很短，由半胱氨酸形成链间二硫键，组成同源二聚体或异源二聚体。胞浆区有“免疫受体酪氨酸活化基序”结构，其中的酪氨酸磷酸化后，可活化有关激酶，

8、传递TCR/CD3介导的活化途径的信号。 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HIV gp120相结合。 l 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类分子的结合、及其 胞浆区与p56lck激酶的结合，参与信号转导。CD8：CD8分子是由、链借二硫键连接的异源二聚体，胞膜外区结构均属IgSF。链V样区与MHC I类分子非多态的3区域结合，胞浆区可与p56lck激酶相连，参与T细胞活化和增殖的信

9、号传递。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。 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 T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。CD40：CD40分子属于肿瘤坏死因子受体超家族，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

10、生发中心形成的必需条件。CD2：LFA-2，即绵羊红细胞受体；与LFA-3结合，结构分为四部分，分布在所有T细胞，大多胸腺细胞，部分NK细胞，具有黏附作用和T细胞旁路激活作用，并参与胸腺细胞分化成熟。 CD4：Th激活的共受体，IgSF成员，由四个功能区组成，分布于Th，部分M，Mac，具有黏附功能：结合MHC-，稳定结合，信号传导，参与激活HIV受体。 CD28：同源二聚体，分布在T细胞和部分B细胞，具有协同刺激作用。 CD8：CTL激活的共受体，IgSF成员，分布在CTL和部分胸腺细胞，具有黏附作用和信号传导作用。 CD1521：CTLA-4，同源二聚体，与CD28有同源性，分布于活化的T

11、细胞，具有抑制T细胞的活化的功能。 阐明发病机制：CD4与AIDS；CD18与白细胞黏附缺陷症。在疾病诊断中的应用：外周血CD4/CD8比值与AIDS病情进展；CD单抗与白血病、淋巴瘤分型。在疾病预防与治疗中的应用：抗CD3、抗CD25。 肿瘤：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：表达于B 淋巴细胞，其抗体可促进细胞对化疗的敏感性，诱导细胞凋亡、ADCC、CDC。 CD

12、33：表达于90% 以上的急性髓样白血病（AML）细胞，但不表达于骨髓CD34+造血干细胞，其抗体可诱导双链DNA断裂和细胞死亡。 CD52：可诱导ADCC、CDC，治疗慢性B 淋巴细胞，T细胞白血病和T细胞淋巴瘤。 实质性肿瘤：抗HER2/CD340 ：ADCC，抑制肿瘤细胞增殖和血管形成；抗EGFR：阻断EGFR与EGF结合，诱导ADCC， 抑制细胞增殖，抑制肿瘤血管形成，诱导凋亡。抗VEGF：阻断VEGF与VEGF受体结合，抑制肿瘤的血管生长和转移部位的发展。 预防肾移植急性排斥反应：抗CD3： 补体依赖的细胞毒作用(CDC)，清除T细胞，阻断T细胞功能。抗CD25 ：补体依赖的细胞毒作

13、用(CDC)，阻断IL-2受体。 自身免疫性疾病：抗TNF：阻断TNF-a与受体结合, 降低或消除 由TNF-a刺激细胞所发生的炎症反应。抗CD11a：抑制LFA-1与配体结合, 抑制白细胞黏附, 治疗斑状牛皮癣。抗4整合素：抑制VLA-4与配体结合, 抑制白细胞黏附。CD20：治疗RA。 其他疾病：抗IgE ：阻断IgE与IgE受体结合, 抑制肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒和释放介质，治疗持续性哮喘。抗gpb/a ：抑制血小板凝血，止血，预防冠状动脉 血管形成术中血栓。抗RSVgpF：中和病毒，抑制病毒融合和复制， 预防儿童在高危期 RSV感染。 据英国每日邮报3月26日报道，美国科学家日前研

14、制出了一种能帮助人体免疫系统摧毁癌细胞的新型药物，对乳腺癌、肠癌、前列腺癌、子宫癌、脑癌、膀胱癌、肝癌等多种癌症都有疗效。此外前期研究表明，该药物还可用于治疗血癌（白血病）。研究人员表示，若能及早使用，该药物甚至可以完全治愈恶性肿瘤疾病，且副作用极小。目前这种药物仅在小白鼠身上进行了试验，研究人员希望能在两年内开始临床试验。据悉，新型药物的效力集中于一种大量存在于癌细胞表面的蛋白质，这种名叫“CD47”的蛋白质能使癌细胞免于被叫作“巨噬细胞”的免疫细胞所吞噬。新药物能去掉癌细胞这一“不要吞噬我信号”，让免疫系统直接对恶性肿瘤细胞展开攻击。另一报道称科学家发现细胞黏附分子CD146促细胞迁移机制

15、发现CD146作为Wnt5a的受体通过激活非经典Wnt通路促进肿瘤细胞迁移的机制。其中经典的Wnt/-Catenin通路促进-Catenin的稳定和积累，后者进入细胞核激活靶基因表达。非经典Wnt信号通路中研究得较清楚的是Wnt/PCP通路，其通过小G蛋白Rho等激活c-jun N端激酶JNK，调节细胞骨架的不对称分布和上皮细胞的协同极化，CD146作为非经典Wnt5a信号通路中Wnt5a的受体，在调控细胞迁移和极性中起到关键作用。应用基因工程生产的重组可溶性CD4（rsCD4）治疗ARC（AIDs related complexes)、艾滋病正在进行期临床试验；抗CD4McAb（Leu3a)

16、也已开始治疗HIV感染的I期临床试验。此外，应用CD4-IgG、CD4-PE（绿脓杆菌外毒素）、CD4-RA（蓖麻毒毒A）等杂交分子杀伤HIV感染的T细胞，作为抗爱滋病的新药也已进入临床验证。1991年美国风湿病学年会上报道了用抗CD4McAb治疗类风湿性关节炎（RA），经治疗后临床症状明显改善，PBMC中CD4阳性细胞的比例和CD4抗原密度明显下降，血清可溶性CD4（sCD4）水平明显升高，血沉、CRP、RF、和总免疫球蛋白水平明显降低。抗CD4嵌合抗体（Centocor公司）治疗类风湿性关节炎、多发性硬化症也已进入期临床验证。抗CD4McAb（Ortho Biotech公司）预防器官移植排

17、斥反应已开始临床验证。4.CD分子在科研实验中的利用CD抗原及其相应的单克隆抗体在基础和临床免疫学研究中已得到广泛的应用。在基础免疫学研究中，CD主要应用于：（1）CD抗原的基因克隆，新CD抗原及新配体的发现；（2）CD抗原结构与功能关系；（3）细胞激活途径和膜信号的传导；（4）细胞分化过程中的调控；（5）细胞亚群的功能。在临床免疫学研究中，CD单克隆抗体可用于：（1）机体免疫功能的检测；（2）白血病、淋巴瘤免疫分型；（3）免疫毒素用于肿瘤治疗、骨髓移植以及移植排斥反应的防治；（4）体内免疫调节治疗。 T淋巴细胞识别抗原的受体是T细胞受体（t cell receptor,TCR)与CD3所组成

18、的复合物（TCR/CD3）。在识别过程中还有赖于抗原非特异性的其它细胞表面分子的辅助，这些辅助分子（accessory molecules)主要包括CD4、CD8，MHC 类分子、类分子，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。 磁珠分离法:特异性分离所需淋巴细胞的方法。将特异性抗体(如抗CD3、抗CD4、抗CD8等)吸附在铁颗粒(磁珠)上，加至细胞悬液中，具有相应抗原的细胞与磁珠上的特异性抗体结合。反应管置于磁场中，铁颗粒受磁场的吸引，携带有相应细胞的磁球吸附于靠近磁铁的管壁上。弃细胞悬液，重新解离细胞与磁珠。CD分子还应用于细胞分离；FACS应用；免疫细胞的检测；淋巴细胞亚群双色分析；艾滋病人T细胞亚群分析；先天性无r球蛋白血症T亚群分析；基于流式细胞仪的液相蛋白定量技术CBA，Cytometric Bead Array（CBA）；制备单克隆抗体等。总结 CD 分子研究领域的兴起首先归功于