第六章 白细胞分化抗原和粘附分子

第六章 白细胞分化抗原和粘附分子

免疫细胞间的相互作用包括直接接触和释放细胞因子或其他介质。其相互识别的物质基础是细胞膜分子，包括多种表面抗原、受体等，主要有T细胞和B细胞抗原受体、MHC分子、分化抗原、粘附分子、细胞因子受体、免疫球蛋白Fc受体、补体受体以及其他受体和分子。

白细胞分化抗原是白细胞分化成熟为不同谱系(lineage)后，以及处于不同分化阶段和活化过程中，出现或消失的细胞表面标记。白细胞分化抗原除表达在白细胞外，还表达在不同分化阶段的红系和巨核细胞／血小板谱系，并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。应用聚类分析，可将来自不同实验室单克隆抗体识别的同一种分化抗原归为一个分化群，分化群简称CD(cluster of differentiation)。人的CD已从CDl命名至CDl66，大致划分为T细胞、B细胞、髓样细胞、NK细胞、血小板、粘附分子、内皮细胞、细胞因子受体和非谱系等9个组。

细胞粘附分子(CAM)是指由细胞产生、介导细胞与细胞间或细胞与基质间相互接触和结合的分子。粘附分子大多为糖蛋白，分布于细胞表面。粘附分子以配体－受体相结合的形式发挥作用，导致细胞与细胞间、细胞与基质间或细胞－基质－细胞之间的粘附，参与细胞的信号转导与活化、细胞的伸展和移动、细胞的生长及分化。因而粘附分子在炎症、血栓形成、肿瘤转移、创伤愈合等重要生理和病理过程中发挥重要作用。目前克隆成功的粘附分子基因有近百种，形成一个庞大的粘附分子大家族。粘附分子已被单独列为一组CD抗原，其中相当多成员已有CD的编号。为了便于叙述，本章仍分别介绍白细胞分化抗原、细胞粘附分子的概念，及某些重要分子的结构和功能。

第一节 白细胞分化抗原和粘附分子的结构

一、 整膜蛋白的分型

白细胞分化抗原和粘附分子属于整膜蛋白。整膜蛋白(integral membrane protein)作为膜结合蛋白，需有全部或部分分子与细胞膜脂双层的疏水核心部分相连，只有经去污剂处理才能使其脱离细胞膜。大部分整膜蛋白为跨膜蛋白(transmembrane protein)，该蛋白能穿越脂双层并有结构域向膜两侧伸展。根据Singer分类法，整膜蛋白有以下6种类型：

I型：一次跨膜，多肽链的N端在胞膜外，C端在胞内。如免疫球蛋白超家族(IgSF)成员。 Ⅱ型：一次跨膜，多肽链的C端在胞膜外，N端在胞内。如肿瘤坏死因子超家族成员的分子。

Ⅲ型：一条多肽链多次跨膜，跨膜次数有2、3、4、5、6或7次等，其中4次跨膜超家族(TM4-SF)和7次跨膜受体超家族(STM-SF)分子较为常见。 Ⅳ型：由多个跨膜亚单位组成。

V型：多肽链以糖基磷脂酰肌醇(GPI)连接于细胞膜的脂质双层中，如GPI连接的CD16、CD55和CD58等。 VI型：一条多肽链的一端以GPI形式连接于胞质膜，另一端是一次或多次跨膜，如膜桥蛋白(ponticulin)。

二、 白细胞分化抗原和粘附分子的基本结构 (一) 胞膜外区结构

白细胞分化抗原和粘附分子胞膜外区往往由不同的结构域组成，结构域相同的一类分子可构成超家族(superfamily，SF)。

1．免疫球蛋白结构域和免疫球蛋白超家族：在白细胞分化抗原中，具有免疫球蛋白超家族(IgSF)结构域的分子占1／3。IgSF结构域约由90-110个氨基酸残基组成，可分为V样、C1和C2结构域。

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2．III型纤连蛋白结构域：Ⅲ型纤连蛋白(fibronectin type Ⅲ，Fn3)结构域约由100个氨基酸残基组成，β片层的折叠与IgSF和细胞因子受体结构域相似，但在序列上并无明显同性。Fn3通常有一个WSxWS基序。

3．细胞因子受体结构域：细胞因子受体结构域由100个左右氨基酸残基组成，常与Fn3构域相连，其β折叠同Fn3和IgSFC2结构域的折叠相似。

4．整合素家族：整合素(Integrin)家族成员是由α、β两条链组成的异源二聚体，某些链中有一个插入序列，或称I结构域。

5．C型凝集素结构域：C型凝集素结构域常以二聚体形式(如CD69、CD72、CD94／NKG2、CDl61)或三聚体形式(CD23)存在；在selectin分子中，C型凝集素结构域与EGF和CCP结构域相连。

6．补体调节蛋白结构域：补体调节蛋白(complement control protein，CCP)结构域又称短共有重复序列(short consensus repeat，SCR)，约由60个氨基酸残基组成。CCP结构域数目在不同分子中相差悬殊，如在L-selectin分子胞膜外区中只有2个，在CD35(CRl)中有30个。

7．表皮生长因子结构域：表皮生长因子(EGF)结构域约由40个氨基酸残基组成，EGF结构域常与其他结构域相连，如在selectin分子中，EGF结构域是在C型凝集素结构域和CCP结构域之间。

8．肿瘤坏死因子超家族：肿瘤坏死因子超家族(TNFSF)为Ⅱ型膜分子，约由40个氨基酸残基组成，经蛋白酶水解脱落可形成可溶性、具有生物活性的分子，如TNF、LT和FasL。这个家族大多数成员的分子可形成三聚体，同3个相应膜受体结合。

9．肿瘤坏死因子受体超家族：肿瘤坏死因子受体超家族(TNFRSF)结构域由40个左右氨基酸残基组成，富含半胱氨酸。TNFRSF大多成员胞膜外区含有3个或4个TNFRSF结构域。

其他还包括富含半胱氨酸清除剂受体(SRCR)结构域、富含亮氨酸重复序列(LRR)和Link结构域等。 (二) 跨膜区结构

白细胞分化抗原和粘附分子中以I 型整膜分子居多，Ⅱ型也较为常见，Ⅲ型分子中跨膜次数有二、三、四、五和七次等，V型分子占8％左右。

1．二次跨膜分子：CD36分子的N端和C端都位于胞质区，均较短，胞膜外区形成一个环，且高度糖基化。 2．三次跨膜分子：成熟的CD39分子有三个疏水区域，推测是三个跨膜区，但其确切的结构尚不清楚。

3．四次跨膜分子：组成四次跨膜超家族(TM4-SF)，又称tetraspan超家族，TM4分子的N端和C端都位于胞质区，胞膜外形成两个环，其中第二个环在TM4-SF不同分子中长短不一，并有糖基化部位。不同种屑间TM4分子有较高同源性。TM4分子(如CD81)常与其他膜分子形成复合物(详后)，介导多种生物学功能。CD20、FcεRIβ和HTm4亦为TM4分子，但与TM4SF其他成员在序列上无同塬性，它们单独组成了FcεRIβ／CD20超家族。

4 五次跨膜分子：CD47为五次跨膜分子，又称整合素相关蛋白，胞膜外区N端有一个IgSFV样结构域。 5．七次跨膜分子：七次跨膜分子组成七次跨膜超家族(seven-transmembrane superfamily, STM-SF)，又称G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor)超家族。STM-SF分子的跨膜区序列有很高的保守性，但N端、C端和胞内第三环差别较大，大部分STM-SF分子同G蛋白偶联，胞内第三环是与G蛋白结合的位置，不同分子可结合不同的G蛋白。趋化性细胞因子受体IL-8R、C5aR以及CD97分子属STM-SF。

6．GPI连接膜分子：糖基磷脂酰肌醇(GPI)骨架上的乙醇胺通过酰胺键可连接多肽的羧基端，使蛋白分子定位于细胞膜。此连接可被磷脂酰肌醇磷脂酶C(PI-PLC)所切断，使蛋白分子从细胞表面释放出来。一般认为，GPI连接膜分子要比一般跨膜分子有更大的活动度，可能有利于同配体更快结合，并增强粘附强度。有的GPI连接分子是mRNA不同剪接后的翻译产物，可同时有跨膜形式的分子，如CDl6、CD58等。GPI连接分子的胞膜外区结构大多为IgSF。

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(三) 胞质区结构

多数白细胞分化抗原和粘附分子胞质区参与信号转导，或同某些胞质蛋白和细胞骨架蛋白相连，因此胞质区存在着与此功能相适应的结构域或基序。

1．蛋白酪氨酸激酶结构域：蛋白酪氨酸激酶(PTK)有非受体型和受体型两类，受体型酪氨酸激酶是某些跨膜分子胞质区固有的结构，当配体与受体结合后，受体发生二聚化或寡聚化，胞质区PTK随即活化。含有受体型PTK结构域的膜分子多为生长因子受体。

2．蛋白酪氨酸磷酸酶结构域：蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)结构域约由250个氨基酸残基组成，CD45是最早发现有PTP的膜分子，胞质区有2个PTP结构域。

3．死亡结构域：死亡结构域(DD)约由80个氨基酸残基组成，介导凋亡信号的传递。TNFRI和Fas等分子的胞质区皆有DD，组成死亡受体家族。

4．ITAM／ITIM基序：它们各自具有特定的氨基酸序列，是免疫受体(immunoreceptor)传递活化性信号或抑制性信号的分子基础。

第二节 白细胞分化抗原及其功能

一、 主要的CD分子

CD分子编号已从CDl～CDl66，分为9组，参与功能也十分广泛。本节仅介绍最为常见的与T细胞和B细胞识别、粘附、活化有关的CD分子，以及有CD编号的免疫球蛋白Fc段受体。 (一) 与T细胞识别、粘附、活化有关的CD分子

1．CD3：CD3分子由γ、δ、ε和δ4种链或γ、δ、ε、δ和ε5种链组成，80％～90％αβT细胞是以TCRαβ／CD3γεδεδδ形式存在，还有10％～20％T细胞则以TCRαβ／CD3γεδεδε形式表达。①CD3γ、δ和ε链均属IgSF成员，胞膜外区有1个高度同源的C2样结构域。CD3γ、δ和ε链跨膜区通过带负电的谷氨酸或天冬氨酸与TCRαβ或TCRγδ链跨膜区带正电赖氨酸或精氨酸形成盐桥，使之稳定形成TCP／CD3复合物，胞质区各有一个IT'AM（图6-1）。②CD3δ和ε链结构相似，与CD3γ、δ和ε链无同源性，胞膜外区通过二硫键组成δδ同源二聚体或δε异源二聚体，跨膜区都有1个带负电的天冬氨酸。δ链和ε链胞质区分别有3个和2个ITAM基序。CD3分子分布于T细胞和胸腺细胞。CD3δ链可表达于部分NK细胞。CD3与TCRαβ或γδ组成TCR／CD3复合体，CD3δ链胞质区磷酸化的ITAM可通过和SH2结构域结合，招募ZAP-70等信号分子，传递TCR／CD3途径的信号。

2．CD4：CD4为单链跨膜糖蛋白，胞膜外区共有4个IgSF结构域，其中D1、D3为V样区，D2、D4为C2样区(图6-1)。胞质区3个丝氨酸残基(Ser408、Ser415和Ser431)可能是蛋白激酶PKC底物。CD4分子胞质区CxCP基序是与PTKp56结合的部位。小鼠CD4分子常称为L3T4。在外周血和外周淋巴器官中，CD4T细胞为辅助性T细胞，包括Thl和Th2亚群等。在胸腺中，CD4细胞包括CD4单阳性细胞(Th)以及CD4CD8双阳性的不成熟T细胞。此外，CD4还表达于某B细胞、EBV转化的B细胞、脑细胞等，在人和大鼠CD4还表达于单核细胞。CD4分子是MHCII类限制性T细胞识别抗原的辅助受体(co-receptor)，通过胞膜外第一、第二个结构域与MHCⅡ类分子的非多态区结合，通过胞质区CxCP基序与p56相结合，参与信号转导。

3．CD8：CD8分子是由α、β链借二硫键连接的异源二聚体。α链和β链胞膜外区结构均属IgSF，各有一个V样区。V样区与胞膜间是富含脯氨基、丝氨酸和苏氨酸的铰链区或称连接肽(图6－1)。有时CD8分子由α／α组成同源二聚体。小鼠CD8分子α链和β链分别称为Lyt-2和Lyt-3。CD8分子分布于部分T细胞和胸腺细胞。CD8T细胞是细胞毒性T细胞(CTL)。在胸腺中CD8单阳性细胞为成熟T细胞亚群，CD4CD8双阳性细胞是不成熟的T细胞。CD8α／α

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形式的分子可表达于αβT和γδT以及部分NK细胞。 通过mRNA的不同剪接机制，血清中存在着可溶性CD8α或β链(sCD8)。CD8分子是MHC I类限制性T细胞识别抗原的辅助受体，该分子通过α链V样区与MHC I类分子重链非多态的α3结合，不仅可稳定CTL对靶细胞的识别或与APC的结合，而且在CD8阳性细胞的胸腺选择中也起着重要作用。α链胞质区CxCP与PTKp56相连，参与T细胞活化信号传递。

4．CD2：CD2又称淋巴细胞功能相关抗原2(LFA-2)。CD2家族还包括CD48、CD58、2B4、Ly-9以及CDl50等分子。CD2分子胞膜外N端有1个IgSF V样区，近膜区有1个C2区(图6-1)，胞质区富含碱性氨基酸和脯氨酸。CD2分子表达于胸腺细胞、T细胞和NK细胞。人CD2分子以其V样结构域和配体CD58(LFA-3)结合。CD2同配体的相互识别具有进化上的保守性和交叉反应性，如人CD2可与羊红细胞CD58结合，因此，人T细胞和NK细与羊红细胞一起孵育，可形成羊红细胞花环。CD2分子胞质区两个富含脯氨酸的区域是与Lck激酶分子SH3结构域结合的部位。CD2与配体结合以及CD2分子所介导的信号转导不仅增强T细胞与APC或靶细胞之间的粘附，并促进T细胞对抗原的识别和激活。CD2阳性胸腺细胞可与LFA-3阳性的胸腺上皮细胞结合，可能为早期胸腺细胞的活化和分化提供信号。

5．CD58：CD58分子又称淋巴细胞功能相关抗原3(LFA-3)，既是CD2的配体又属CD2家族成员，因而胞膜外区各有一个IgSF的V样区和C2样区(图6-1)。CD58分子有跨膜以及GPI连接两种形式。其分布较为广泛，包括T细胞、D细胞、单核细胞、树突细胞、中性粒细胞、血小板和红细胞。在非造血细胞中如上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞也表达CD58。表达CD58的APC或靶细胞可与表达CD2分子T细胞相互粘附，有利于TCR识别抗原并参与T细胞信号的传导。缺乏CD58表达的肿瘤细胞可抵抗CTL的杀伤而逃逸机体的免疫监视。

6．CD28：CD28分子由两条44000(44kD)多肽链通过二硫键组成同源二聚体，胞膜外区有1个IgSF的V样区(图6-1)。在外周血淋巴细胞中，CD28细胞占54％-86％，包括几乎所有的CD4T细胞和约50％的CD8T细胞。此外，浆细胞和部分活化B细胞也可表达CD28。CD28分子的配体是B7家族，包括D7-1(CD80)和B7-2(CD86)。CD28分子V样区中高度保守的MYPPPY基序是与B7分子结合的部位。CD28分子的胞质区带有ITAM，参与传递T细胞活化的第二信号。 7．CTLA-4：CTLA-4为细胞毒性T细胞相关分子，又称CDl52，为同源二聚体，胞膜外区也有1个IgSF的V样区(图6-1)。CDl52分子结构保守，人和小鼠的胞质区完全相同。CDl52与CD28分子有31％同源性，因此被统称为CD28家族分子。CDl52不表达于静止T细胞，T细胞活化24小时CDl52表达达到高峰，但表达水平明显低于CD28。CDl52也能以V样区高度保守的MYPPPY基序与B7-1／B7-2结合。已采用CTLA-4／Ig融合蛋白来封闭B7-1和B7-2提供的协同刺激信号阻止T细胞活化。CDl52分子胞质区带有ITIM，可通过和SH2结构域的结合招募蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-2，传递抑制信号，对T细胞活化发挥负调节作用。

8．CD40L：CD40L即CDl54分子，属于TNF超家族成员，为Ⅱ型膜蛋白。人CDl54主要表达在活化的CD4T细胞以及部分CD8T细胞和γδT细胞。此外，CDl54还表达于活化的嗜碱粒细胞、肥大细胞、NK细胞、某些单核细胞以及活化B细胞；静止淋巴细胞不表达CDl54。CDl54往往以三聚体形式结合三聚体的CD40分子(TNFR超家族成员)发挥生物学作用(图6-1)，即传递B细胞活化的第二信号(参见第九章)。缺少第二信号，B细胞不能充分活化，不发生Ig类别转化，因而CD40L基因突变可引起高IgM综合征。 (二) 与B细胞识别、粘附、活化有关的CD分子

1．Igα／Igβ：Igα／Igβ又称CD79a／CD79b，胞膜外区结构属IgSF，分别有1个C2样区和1个V样结构域，跨膜区皆有一个谷氨酸。两个CD79a／CD79b异二聚体与一个膜表面免疫球蛋白(mlg)即BCR构成B细胞抗原识别结构(图6-2)。CD79a和CD79b跨膜区带负电的谷氨酸或谷氨酰胺与mIgM重链跨膜区带正电的氨基酸可形成盐桥，稳定BCR复合物。两种CD79分子的胞质区均有一个ITAM基序，介导由BCR途径的信号转导。该类CD分子表达于除浆细胞外B细胞发育的各个阶段，是B细胞特征性标记。

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2．CDl9：CDl9分子胞膜外区结构属IgSF，包括2个C2样区(图6-2)，胞质区较长，不同种属间有很高的同源性，含有可发生磷酸化的丝／苏氨酸和酪氨酸残基。CDl9分子分布于除浆细胞外的B细胞谱系发育的各个阶段，也是B细胞的重要标记。此外CDl9还表达于生发中心滤泡树突细胞(FDC)，以及某些急性髓系白血病细胞。CDl9是CDl9／CD21／CD81信号复合物(signaling complex)中一个重要成分，共同促进B细胞激活。

3．CD21：CD21又称补体受体2(CR2)或II型补体受体。胞膜外区有16个CCP结构域和15个CCP结构域两种形式。胞膜外区每个CCP含4个半胱氨酸(Cys)，其中Cysl-Cys4和Cys2-Cys3间形成两个二硫键，构成SCR球状结构(图6—2)。胞质区具有多个PKC和PTK磷酸化部位。CD21分子表达于成熟B细胞、滤泡树突细胞，以及咽部和宫颈的上皮细胞，是B细胞重要的标记。

CD21是补体片段C3d的受体，结合部位在胞膜外区第1、2个CCP结构域。CD21与抗原-抗体复合结构上的C3d结合，而复合结构上的抗原分子则与BCR结合，这以交联作用使得BCR、信号复合体CDl9／CD21／CD81以及受体相关的PTK分子发生聚合，引起PTK活化。激活的PTK再使CDl9分子胞质区上的酪氨酸磷酸化，后者进一步结合包括Src和PI3-K等多种激酶，启动B细胞活化信号转导中鸟苷酸置换因子(GEF)参与的MAP激酶途径。CD21还与CD23结合，包括膜型的CD23(FcεRII)和可溶性CD23(sCD23)，前者对于IgE产生具有调节作用，而sCD23具有B细胞生长因子(BCGF)样作用，刺激D细胞增殖。另外，当病原微生物或蛋白质抗原上覆盖有C3dg时，可与滤泡树突细胞表面CD21结合，可浓缩和持续地提供抗原刺激，在诱导免疫记忆中发挥重要作用。

CD21也是EB病毒受体，因此B细胞是EB病毒易感的靶细胞。EB病毒与CD21结合后通过信号转导及表达病毒编码的反式激活蛋白EBNA2，激活CD21和CD23基因，导致B细胞持续表达CD21和CD23。CD23从膜上脱落后形成sCD23作为自分泌的BCGF与CD21结合，使与CD21相连的CDl9分子胞质区酪氨酸发生磷酸化，导致B细胞的转化和增殖。这可能是EB病毒引起传染性单个核细胞增多征(infectious mononucleosis)的机制。

4．CD81：CD81分子又称抗增殖抗体靶抗原1(TAPA-1)，属于4次跨膜超家族，胞质区N端和C端均较短(图6-2)。其分布十分广泛，包括造血细胞中的B细胞、T细胞、巨噬细胞、树突细胞、NK细胞和嗜酸粒细胞。但中性粒细胞、血小板和红细胞不表达CD81。CD81是上述B细胞信号复合物的组成成分，但CD81胞膜外区的相应配体还不清楚。新近发现CD81可能是丙型肝炎病毒(HCV)的受体。

5．B7-1／B7-2：B7-1／137-2又称CD80／CD86。胞膜外区结构属IgSF成员，各有1个V样区和C2区，两者在氨基酸水平上有25％同源性。CD80胞质区较短，富含精氨酸，有1个RRES序列，为钙调蛋白依赖的磷酸化部位；CD86胞质区含有3个PKC磷酸化部位。外周血单核细胞和树突细胞CD80表达水平较低但CD86有高水平表达，两者在活化的T细胞、B细胞和单核细胞表达水平明显增加。IL-4和INF-分别上调B细胞胞和单核细胞CD86表达，IL-10则下调PBMC中树突细胞CD86的表达。CD80／CD86皆通过其胞膜外区V样结构域结合受体CD28和CDl52(CTLA-4)，但与CDl52结合的亲和力皆略高于同CD28结合的亲和力。功能参见CD28／CDl52部分。

6．CD40：CD40分子属于TNFR-SF，胞膜外区有4个富含半胱氨酸重复序列(图6-2)，表达于APC细胞，以及某些上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞、淋巴样并指细胞、滤泡树突细胞以及活化的单核细胞。浆细胞不表达CD40分子。CD40结合CD40L(CDl54)，胞质区Thr234是CD40介导信号转导关键的氨基酸残基。CD40-CD40L相互作用是B细胞活化中第二信号的主要来源，而且对于T细胞应答和APC功能的发挥也十分重要。

7．CD22：CD22分子又称BL-CAM，属于IgSF中唾液酸粘附素家族(sialoadhesin family)，该家族各成员均可结合唾液酸。CD22可结合N-连接糖基上的唾液酸糖缀合物(sialoglyco-protein)，例如CD45RO、CD75等。CD22有CD22α和CD22β两种异型。胞膜外区由N末端1个V样区和6个C2样区组成。膜型CD22表达于大部分成熟的mIg M、IgD

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静止B细胞，B细胞活化可上调CD22表达，但浆细胞不表达CD22。CD22胞质区有6个酪氨酸残基，其中3个组成

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ITIM(IxYxxL基序)，可结合带有SH2结构域的蛋白酪氨酸磷酸酶如SHP-1，因而CD22是B细胞活化中的抑制性受体。 (三) 免疫球蛋白Fc段受体

许多细胞表面表达不同类或亚类免疫球蛋白Fc受体，各种Ig分子Fc段通过与Fc受体结合介导Ig重要的生理功能或参与病理损伤过程：属于CD分子的Fc受体有FcγR、FcαR和FcεR。其中FcγR分为FcγR I、FcγRⅡ和FcγR Ⅲ三种类型，分别为CD64、CD32和CDl6；FcαR为CD89；FcεR分为FcεRI和FcεRⅡ两种类型，FcεRⅡ为CD23，FcεRI尚无CD编号。

1．FcγR I：FcγR I即CD64，属IgSF成员，胞膜外区有3个C2样结构域(图6-3)。CD64组成性表达于单核细胞、巨噬细胞以及树突细胞，IFN-γ可明显上调单核细胞CD64的表达，并可诱导中性粒细胞和嗜酸粒细胞CD64的表达。CD64是高亲和力IgG Fc受体，与人单体IgG1、IgG3结合力强，与IgG4结合的亲和力较低，与IgG2无结合能力。CD64与FcR同源γγ链二聚体结合。CD64可介导ADCC，通过IgG的调理促进对颗粒性抗原的吞噬作用，增加吞噬细胞释放IL-1、IL-6和TNF-α等细胞因子；CD64结合IgG Fc段后参与信号的传递，如促进Hck和Lyn激酶的活性。

2．FcγRⅡ：FcγRⅡ为CD32，属IgSF成员，有A、B1、B2、B3和C几种不同异型，胞膜外区有2个C2样结构域(图6-3)。CD32分布广泛，包括单核细胞、巨噬细胞、郎罕细胞、粒细胞、B细胞和血小板。胎盘内皮细胞也表达CD32。CD32为低亲和力Fcγ受体，能结合多聚的或凝聚的IgG，对人IgG，亲和力大小依次为IgG3>IgG1>IgG2= IgG 4。IgG结合CD32可介导中性粒细胞和单核细胞的吞噬作用和氧化性爆发(oxidative burst)，GM-CSF可明显上调CD32表达，促进中性粒细胞和嗜酸粒细胞的杀伤。B1和B2型的CD32(称FcγRⅡ-B1和- FcγRⅡB2)对膜表面Ig介导的信号转导则具有抑制作用，因为这些B1分子胞质区带有ITIM，其中的Tyr24磷酸化后与SHP-I和SHIP结合，分别阻遏未致敏B细胞／肥大细胞和巨噬细胞／中性粒细胞的活化。

3．FcγR Ⅲ：FcγR Ⅲ即CDl6，存在着跨膜型(FcγR Ⅲ-A)和GPI连接(FcγR Ⅲ-B)型两种形式，胞膜外区均有2个C2样结构域(图6-3)。CDl6在结构上与CD64、CD32和FcεR Iα有相似性。人跨膜型CDl6表达于NK细胞、巨噬细胞和肥大细胞，而GPI连接的CDl6表达于中性粒细胞。血液中可溶性FcγRIII主要来自GPI形式的CDl6，CDl6是IgG Fc段低亲和力受体，主要结合人IgG1、IgG3。跨膜型CDl6与FcεRIγ链或与CD3δ链以非共价键相连。在肥大细胞上CDl6还与FcεRIβ链相连。跨膜型CDl6可促进吞噬和介导NK细胞的杀伤(ADCC)。

4．FcαR：FcαR即CD89分子，包括a1、a2和a3等不同的异型，其中al是跨膜形式，胞膜外区有2个IgSFC2样结构域(图6-3)。CD89分布于外周血和粘膜组织中绝大部分吞噬细胞，某些T细胞和B细胞亚群也表达CD89。a1异型表达于单核细胞和中性粒细胞，a2异型表达于肺泡巨噬细胞。CD89可与IgAl和IgA2 Fc段结合，CD89为lgA中亲和力受体，能结合血清型或分泌型IgAl和IgA2，介导吞噬细胞的吞噬作用、超氧产生、释放炎症介质以及发挥ADCC，上述作用需要FcRγ链参与。

5．FcεRI：FcεRI由1条α链、1条β链和γγ二聚体所组成(αβγ2)。FcεRI α链属IgSF成员，胞膜外区有2个C2样结构域，跨膜区与CDl6跨膜区同源性很高。β链是CD20／FcεRIβ超家族成员。γ链则与CDl6γ亚单位完全相同，并与CD3δ和ε链结构相似(图6-3)。FcεRIγ链胞质区含有ITAM。FcεRI是IgE高亲和力受体，结合的部位是FcεRα第一个lgSF结构域与IgE重链第三个恒定区Cε3。FcεRIγ链胞质区可分别与非受体型酪氨酸激酶相连。当多价变应原与肥大细胞、嗜碱粒细胞膜表面IgE／FcRεI复合物上的IgE结合后，使FcεRI发生交联，传递信号，介导I型超敏反应，引起细胞脱颗粒，释放组胺、白细胞三烯、PAF等多种介质，分泌促炎因子。FcεRI中α链识别配体，β链放大信号，γγ链介导信号的转导。特应性个体单核细胞和郎格罕细胞αγ2形式的FcεRI表达水平高于正常人，但其与发病机制的确切关系还不清楚。血小板及嗜酸性粒细胞上的FcεRI可能介导对某些寄生虫的免疫应答。

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6．FcεRII：FcεRII即CD23，又称BLAST-2，Ⅱ型膜蛋白，胞膜外区C端含有1个C型凝集素样结构域，并形成三聚体(图6-3)。FcRεII(CD23)与FcεRI无任何同源性。已发现有FcεRIIa和FcεRIIb两种异型。A型仅表达于B细胞，而b型可表达于其他多种细胞。CD23分子通过蛋白酶水解可形成37 kD可溶性CD23，并可进一步水解33kD、29kD、25 kD和16kD片段，所有这些片段均保留了C端的外源凝集素“头”样结构域，并具有与IgE结合的能力，故称IgE结合因子(IgE-binding factor，IgE-BF)。CD23表达于B细胞和单核细胞，而在其他的造血细胞如T细胞、滤泡树突细胞、嗜酸粒细胞、NK细胞、郎格罕细胞以及血小板表达较弱。在B细胞，CD23只表达于mIgMmlgD表型的B细胞，分化为浆细胞时消失。CD23是IgE低亲和力受体；而可溶性CD23分子(sCD23)可促进IgE合成，其机制可能是通过与膜IgE或CD21结合发挥正调节作用。CD23还可与CD21发生相互作用，这对B细胞之间相互粘附，避免生发中心B细胞发生凋亡起着重要作用。 二、 CD分子的免疫功能

CD分子及其相应的单克隆抗体已作为一种重要的手段和方法，用于基础理论研究，发病机制的探讨，以及临床多种免疫性疾病的诊断、预防和治疗。有关内容已在本章和本书其他章节叙述，此处仅以表6-2作一总结和比较。

第三节 细胞粘附分子的种类、结构和功能

一、 粘附分子的种类和结构

按粘附分子的结构特点分为四类：整合素家族；免疫球蛋白超家族；选择素家族；钙粘蛋白家族，又称cadherin家族。此外还有一些尚未归类的粘附分子。

(一)

整合素家族

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整合素家族(integrin family)的粘附分子都是由α、β两条链由非共价键连接组成的异二聚体(heterodimer)，α、β链均为I型膜蛋白。α链的相对分子质量(分子量)为150 000～210 000(150～210kD)，β链的相对分子质量(分子量)为90 000～110 000(90-110kD)，个别β链(如β4)相对分子质量(分子量)为210000(210kD)。整合素的功能是和细胞粘附分子及细胞外基质相结合，增强细胞间的粘附。

已知整合素家族中至少有14种α亚单位和8种β亚单位。多数α亚单位只能与1种β亚单位结合组成异二聚体；而大部分β亚单位则可以结合数种不同的α亚单位。目前按β亚单位的不同可将整合素家族分为8个不同的组，在同一组中的整合素分子β链相同，α链不同(图6-4)。表6-3列举了整合素家族中的8个组及其中的主要成员。下面择主要者作简要介绍。

1．迟现抗原组(β1组)：β1(CD29)又称即gpIIa，该整合素亚单位可与CD49a～f(α1～α6)、CD51(αV)以及α7～α9分别组成VLAI～VLA6，αVβl (VNR-β10)，α7β1、α8β1和α9β1整合素分子。由于最早发现的VLA-1和VLA-2分子是在用同种异体抗原或外源凝集素活化淋巴细胞后数周才出现，因此习惯称为迟现抗原(very late appearing anti-gen，VLA)。CD29表达十分广泛，包括所有的白细胞。CD29在记忆T细胞上的表达水平高于未致敏T细胞。CD29胞质区与细胞骨架相互结合导致T细胞的活化，并可调节CD29的粘附功能。

2．白细胞粘附受体组(β组)：β2亚单位为CDl8，分子量95000(95kD)。CDl8可分别与CD11a～c(αL、αM和αM)亚甲位和αD亚单位组成不同的整合素二聚体LFA-1(αLβ2，CD1la／CDl8)、Mac-l(αMβ2，CDl1b／CD28)、pl50-95(αXβ2，CDllc／CDl8)和αDβ2。CDl8表达于所有的白细胞。CDl8胞质区可与多种细胞骨架蛋白相互作用，如α辅肌动蛋白和细丝蛋白以及胞质调节分子cytohesin-l。

其中的淋巴细胞功能相关抗原1(LFA-1)即αlβ2(CDlla／CDl8)，是重要的细胞间粘附分子。在炎症过程中LFA-1主要通过与ICAM-1结合，对白细胞和内皮细胞的粘附起着关键的作用。LFA-1参与T细胞应答，如CTL对靶细胞的识

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别和杀伤、混合淋巴细胞反应、抗原或丝裂原诱导的T细胞增殖，以及T-B细胞的相互作用。LFA-1还参与T细胞依赖的抗体应答。另一个重要的β2成员是Mac-1，即αMβ1(CDllb／CDl8)，又称Mo-l或CR3。作为补体受体，Mac-1通过与iC3b结合可调理吞噬，在单核细胞和中性粒细胞穿过内皮细胞层迁移到炎症部位时起重要作用。Mae-1参与PMA诱导的中性粒细胞相互粘附以及趋化作用。表6-3中例举的第三个β2成员足CDllc与CDl8组成的p150．95二聚体(αXβ3)，又称CR4。P150．95在CTL杀伤以及中性粒细胞和单核细胞粘附到内皮细胞的过程中起着重要作用，并参与粒细胞的呼吸爆发和B细胞的活化。炎症刺激剂可诱导贮存于胞内颗粒中的p150．95迅速转移到细胞表面。

3．血小板糖蛋白组(β3组)：β3亚单位为CD61，相对分子质量(分子量)105 000(105 kD)，表达于血小板、巨核细胞、单核细胞、巨噬细胞和内皮细胞。CD61可与CD41和CD5l分别组成血小板糖蛋白IIbIIIa(gpIIbIIIa，αIIbβ3)和VN受体(αVβ3)。其中的gpIIbIIIa (CD61／CD41)在血小板受到凝血酶、腺苷二磷酸(ADP)和胶原等刺激活化后，即可与相应配体结合。而CD51／CD61是玻连蛋白受体(VNR)，介导血小板粘附于固相化的玻连蛋白。CD51／CD61和CD41／CD61还与称为整合素相关蛋白(integrin-associated protein，IAP)CD47分子相连，后者发挥整合素功能。 4．β7组：β7亚单位分子量为110000(110kD)。β7可与α4亚单位(CD49d)组成α4β7。α4β7整合素表达于粘膜淋巴细胞、NK细胞和嗜酸粒细胞，其配体为VCAM-1(CDl06)和纤连蛋白(FN)。α4β7结合高内皮静脉(HEV)粘膜地址素MAdCAM-1，使淋巴细胞归巢到Peyer小结和肠道粘膜固有层。β7与αE亚单位(CDl03)组成αEβ7，大量表达于粘膜淋巴细胞，如肠道上皮内淋巴细胞(intraepithelial lymphocyte，IEL)中95％为αEβ7阳性。αEβ7结合上皮细胞的钙粘素E-cadherin，对淋巴细胞归巢并滞留在肠道上皮细胞可能有重要作用。

整合素分子在体内分布很广泛，多数整合素分子可以表达于多种组织细胞。如VLA组的整合素分子在体内广泛分布于各种组织细胞；而多数细胞可同时表达数种不同的整合素分子，但不同类型的细胞表达整合素分子的种类是不同的。某些整合素分子的表达具有明显的细胞类型特异性，如gpIIb／IIIa(IIbβ3)主要表达在巨核细胞和血小板；LAF-1，Mac-1、p150．95表达在白细胞表面。每一种细胞整合素分子的表达可随其分化与生长状态的改变而变化。 (二) 免疫球蛋白超家族

许多粘附分子具有与免疫球蛋白超家族(IgSF)V样、C1或C2样区相似的折叠结构，其氨基酸组成也有一定的同源性。有关CD2、CD4、CD8、CD22、CD28和CD58等分子的结构和功能参见本章第二节，本节将简要介绍同整合素家族结合的ICAM、VCAM-1、MAdCAM-l以及同型粘附的PECAM-1、NCAM-1和NCAML1家族。

1．细胞间粘附分子：细胞间粘附分子(intercellular adhesion molecule，ICAM)是整合素β2组的配体。 (1) ICAM-1(CD54)：分子量85 000～110000 (85～110kD)，胞膜外区有5个IgSFC2样结构域，在细胞表面可能以二聚体形式存在。ICAM-1分布十分广泛，包括造血和非造血细胞，活化的T细胞、B细胞、胸腺细胞和树突细胞等ICAM-1的表达明显上调。炎症介质也能明显上调内皮细胞和其他非造血细胞ICAM-1的表达。ICAM-1和整合素β2组的3个成员LFA-1、Mac-1和pl50．95结合。内皮细胞上ICAM-1参与白细胞穿越毛细血管壁到达炎症部位的过程。ICAM-1可通过增强APC与T细胞的相互作用，并作为协同刺激分子而参与T细胞的活化。此外ICAM-1是鼻病毒受体，内皮细胞上的ICAM-1是恶性疟原虫感染红细胞的受体。

(2) ICAM-2(CDl02)：相对分子质量(分子量)55 000-65000(55-65kD)，胞膜外区有2个IgSFC2样结构域，广泛分布于除中性粒细胞外的所有白细胞，血管内皮细胞组成性表达高水平ICAM-2。ICAM-2是LFA-1和Mac-1的配体，可能在淋巴细胞再循环中发挥作用。

(3) ICAM-3(CD50)：在中性粒细胞上的相对分子质量(分子量)120 000-160 000(120-160kD)，在T细胞上的分子量110-130kD。胞膜外区有5个IgSF C2样结构域。ICAM-3组成性地高水平表达于白细胞和郎格罕细胞。血液中可检测到从活化淋巴细胞和中性粒细胞脱落下来的可溶性ICAM-3。ICAM-3是LFA-I(CD11a／CDl8)的配体。ICAM-3主要介

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导白细胞之间以及T细胞与AFC细胞之间的粘附，参与树突细胞与T细胞相互作用，诱导T细胞早期活化、粘附和增殖。

2．α4β1和α4β7识别的IgSF分子

(1) VCAM-1(CDl06)：VCAM是血管细胞粘附分子(vascular CAM)的缩写，胞膜外区有7个IgSF C2样结构域，主要表达于血管内皮细胞，还表达在滤泡树突细胞，某些巨噬细胞、骨髓基质细胞以及多种器官中的非血管内皮细胞。炎症因子和细胞因子如IL-1β、IL-4、TNF-α和IFN-γ等可上调血管内皮细胞和其他细胞VCAM-1表达。VCAM-l结合整合素α4β7(表6-3)，参与淋巴细胞、单核细胞、嗜碱粒细胞和嗜酸粒细胞穿出血管壁到达炎症部位的过程，包括淋巴细胞在内皮细胞上最初的滞留和滚动，以及随后的紧密粘附(详后)。非血管内皮细胞表达的VCAM—1参与了骨髓基质细胞与造血祖细胞、B细胞与树突细胞的相互作用。T细胞的协同刺激以及胚胎的发育。

(2) MAdCAM-1：MAdCAM-1是粘膜地址素细胞粘附分子1(mucosal addressin cell adhesion molecule l)的缩写。该分子胞膜外区靠近N端有2个IgSFC2样结构域，在Peyer小结和肠系膜淋巴结中的高内皮静脉(HEV)以及肠粘膜固有层扁壁静脉有高水平的表达。MAdCAM-1通过胞膜外区IgSFC2样结构域结合α4β7和α4βl，某些MAdCAM-1分子通过粘蛋白样区上的唾液酸糖缀合物(sialoglycoconjugate)可与L-selectin(CD62L)结合。MAdCAM还可同CD44分子结合。MAdCAM-1分子引导未致敏淋巴细胞到达Peyer小结和肠系膜淋巴结。并参与某些活化和记忆淋巴细胞归巢到肠粘膜固有层。MAdCAM-1通过与L-selectin和α4β7结合不仅参与淋巴细胞与内皮细胞最初的滚动，而且还参与这些被活化淋巴细胞穿出血管壁前的滞留过程。

3．同型粘附IgSF分子：指IgSF中具有同型粘附(homotypic adhesion)或嗜同性相互作用(homophilic interaction)特性的分子。

(1) PECAM-1(CD31)：PECAM-1是血小板内皮细胞粘附分子-1(platelet endothelial cell adhesion molecule-1)的缩写，分子胞膜外区有6个IgSFC2样结构域，分布于单核细胞、血小板和粒细胞。PECAM-1表达于约50％的外周血淋巴细胞，并高水平表达于内皮细胞，尤在内皮细胞连接处。PECAM是一种同型粘附分子，还可与整合素αvβ3结合，参与单核细胞、中性粒细胞、NK细胞和活化T细胞穿出毛细血管壁的过程。

(2) NCAM—1(CD56)：NCAM-1是神经细胞粘附分子(neural CAM-1)的缩写，分子胞膜外区有5个IgSFC2样结构域，近膜区有2个III型纤连蛋白(Fn3)结构域。NCAM-1表达于人NK细胞和某些T细胞，以及神经、肌肉和多种胚胎组织，甚至多种肿瘤细胞。NCAM-1是同型粘附分子，并可与硫酸软骨素蛋白聚糖结合，从而抑制轴突的生长。尽管NCAM-1是NK细胞的标记，但NCAM-1分子的免疫功能尚不清楚，也未发现参与NK细胞的杀伤。

(3) NCAMLI：NCAML1作为一种同型粘附分子也可同整合素分子αvβ3结合。其胞膜外区靠近N端远膜侧有6个IgSF样结构域。NCAMLl分布于神经元和雪旺细胞，骨髓中淋巴样和粒细胞前体细胞，胸腺中成熟T细胞，脾脏中B细胞和T细胞，外周血单核细胞、B细胞和CD4T细胞。 (三) 选择素家族

选择素(selectin)最初称为外源凝集素细胞粘附分子(lectin cell adhesion molecule，LECCAM)，为I型膜分子，胞膜外区均由3种结构域构成。①氨基端约120个氨基酸残基为钙离子依赖的c型外源凝集素样结构域，是selectin分子与配体的结合部位；②表皮生长因子样结构域(EGF-like domain)，约含35个氨基酸残基，此结构域对维持selectin分子的构象是必需的；③近膜部分是数个约60个氨基酸残基构成的CCP结构域，其作用还不甚清楚。选择紊家族有3个成员：L-selectin、P-seletin和E-selectin，L、P和E分别表示leukocyte、platelet和endothelium，是最初发现相应selectin分子的3种细胞。

(1) E-selectin(CD62E)：E-seleetin又称内皮细胞白细胞粘附分子-1(ELAM-1)，胞膜外区由1个C型凝集索样结

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构域、1个EGF样结构域和6个CCP组成，表达于炎症部位的内皮细胞。E-selectin通过其C型凝集素结构域同白细胞糖脂和糖蛋白上的唾液酸化路易糖(sialyl-Lewis x，sLe)，以及唾液酸化的Lewis和相关的岩藻糖基化的N-乙酰乳糖胺结合。E-selectin另一种糖蛋白配体是表达于髓样细胞的ESL-1蛋白(E-selectin ligand-1 protein)，E-selectin还结合CD62P配体CDl62(PSGL-1)，后者表达于淋巴细胞、中性粒细胞和单核细胞。皮肤淋巴细胞相关抗原(cutaneous lymphocyte associated antigen，CLA)归巢受体是慢性炎症皮肤部位表达的E-selectin的受体。CD62E主要介导白细胞(中性粒细胞、单核细胞和CD4记忆性T细胞)在内皮细胞表面最初的滞留和滚动，以及随后迁移到炎症的组织。

(2) L-selectin(CD62L)：L-selectin又称白细胞内皮细胞粘附分子-1(LECAM-1)、淋巴结归巢受体和MEL-14。L-selectin胞膜外区N端有1个C型凝集素样结构域，1个EGF样结构域、2个CCP结构域以及1个15个氨基酸间隔区。CD62L表达于造血细胞某些分化阶段，包括大多数B细胞和未致敏T细胞、以及大多数单核细胞、中性粒细胞和嗜酸粒细胞。PMA、细胞因子或趋化剂刺激淋巴细胞和中性粒细胞后，由于蛋白酶的酶解作用使CD62L迅速脱落，而使血浆中可有很高水平的可溶性CD62L。CD62L通过N端C型凝集素样结构，同与唾液酸化路易糖X(sLex)相关的阴离子寡糖序列结合，也可结合硫酸肝素和硫苷脂。CD62L与CD34、GlyCAM-1和MAdCAM-1分子上发生岩藻糖化、唾液酸化和硫酸盐化的糖类(碳水化合物)结合。CD62L介导白细胞与内皮细胞最初的滞留和滚动，尤其重要的是，CD62L对于未致敏淋巴细胞经高内皮静脉归巢到外周淋巴结和Peyer小结过程中起着重要作用。CD62L还介导白细胞迁移到炎症部位，介导中性粒细胞相互之间的作用。相应配体与CD62L的结合刺激蛋白酶裂解CD62L，这可能对于维持较高速度的滚动起着重要作用。GlyCAM-1是糖基化依赖的细胞粘附分子-1(glycosylation-dependent CAMl)，又称Sgp50，是高度糖基化的、分泌形式的粘蛋白，主要由外周淋巴结和肠系膜淋巴结高内皮静脉(HEV)以及慢性炎症部位HEV样血管内皮细胞所分泌，在血液或乳汁中可测得GIvCAM-1。

(3) P-selectin(CD62P)：又称PADGEM、LECAM-3或颗粒膜蛋白140(GMP-140)。胞膜外区N端有1个C型凝集素结构域，接着有1个EGF样结构域和9个CCP结构域。P-selectin表达于巨核细胞、活化血小板和活化的内皮细胞。P-selectin贮存于血小板α颗粒和内皮细胞Weibel-Palade小体中，当凝血酶、组胺、PMA或过氧化物活化细胞后，从颗粒中迅速与胞膜融合，而表达于细胞膜上，由于膜上的P-selectin很快被内化并在溶酶体中降解，所以P-selectin的膜表达是瞬时的。可溶性P-selectin在血浆中水平约0.1～1μg/ml。P-selectin分子通过N端C型凝集素结构域同与唾液酸化的路易糖(sLe，CDl5s)相关的阴离子寡糖序列有低亲和力的结合，还可与肝素硫酸盐和硫苷脂结合。中性粒细胞上P-selectin的配体是粘蛋白样细胞表面糖蛋白CDl62(PSGL-1)。P-selectin介导中性粒细胞在活化内皮细胞上的滚 动，尤其在炎症过程的早期(数分钟)甚为重要，在炎症晚期同其他selectin协同发挥作用。 P-selectin还参与血小板和某些T细胞亚群的沿血管壁的滚动的过程。活化血小板可贴附在 淋巴细胞上，通过血小板表面P-selectin同内皮细胞外周淋巴结地址素相互作用，而间接的 介导淋巴细胞沿管壁的滚动和T细胞归巢到HEV。 (四) 钙粘着素超家族

钙粘着素(cadherin)指Ca2依赖的细胞粘附分子(Ca2dependent cell adhesion molecule) 是一个拥有20多个成员的家族，由两个亚家族组成：①经典的cadherin：特点是具有Ca2依赖的同型粘附，介导细胞与细胞之间的粘附作用，胞质区同α、β和γ连环蛋白(catenin)相连，形成多种蛋白的复合体，是cadherin发挥细胞间粘附作用的分子基础。经典cadherin不仅为维持实体组织之必须，也是胚胎时期细胞发生重排的重要分子条件。②非经典的cadherin：分子胞质区不与连环蛋白相连，主要包括原钙粘着素(protocadherin)、钙粘着素相关神经受体(CNR)以及桥粒钙粘着素(desmosomal cadherin)。此处主要介绍经典cadherin亚家族中的E-cadherin、N-cadherin和P-cadherin，E、N和P分别表示上皮、神经和胎盘。

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