1到371,各类细胞鉴定的CD分子和免疫细胞分型的最佳标志物表

文摘   2024-10-08 09:37   湖北  

CD分子,又称分化簇(Cluster of Differentiation)或分化群,也叫白细胞分化抗原,是不同谱系的白细胞在正常分化成熟的不同阶段及活化过程中,出现或消失的细胞表面标记。


CD分子对于机体的免疫反应十分重要,广泛分布于B细胞、T细胞、树突状细胞和NK细胞等免疫细胞的表面。随着淋巴细胞的成熟,细胞表面表达不同的蛋白受体,有助于确定细胞类型和成熟阶段。


文末可下载CD分子(CD1-CD371)完整功能表。



一、分化簇 (CD)命名起源


CD分子命名系统是1982年在巴黎举行的第一届国际人类白细胞分化抗原(HLDA)研讨会上首次提出并建立。人类白细胞分化抗原主要基于单克隆抗体鉴定为主的聚类分析法,将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原归为一个分化群,并以此代替分化抗原以往的命名。


根据该命名系统,已经充分表征的抗原将会分配数字(例如,CD1、CD2 等)而对于仅有一种单克隆抗体可以识别的抗原分子,则分配临时名称“CDw”。在生理学上,CD 抗原不属于任何特定的分子种类,它们具有从细胞表面受体到粘附分子的多种功能。该 CD 分子命名系统最初仅用于人类白细胞,现已扩展至其他物种(例如,大鼠)以及其他细胞类型。


截止到第十届HLDA,已经有371个CD分子被鉴定出来。


编号前的小写字母 "w "代表 "研讨",如果该分子的特征尚未明确或只有一种 mAb,则通常使用临时指标 "w"(如 "CDw186")。CD 编号后面的小写字母(如 CD1a、CD1b、CD1c、CD1d 或 CD1e)表示共享一条共同链的几个分子。其他例子还有整合素链 CD11a、CD11b 和 CD11c,它们都共用 CD18 作为共同链,形成不同的二聚体。在其他情况下,小写字母被用来命名同一基因家族的不同成员,CD66(CD66a、CD66b、CD66c、CD66d、CD66e 和 CD66f)就是如此。关于碳水化合物 CD 结构,小写后缀代表同一碳水化合物序列的修饰(例如,CD15s = sialylated CD15, Lewisx Ag;CD60b = 9-O-acetylated ganglioside GD3)。



在该命名系统中,特定细胞群表面的特异性抗原存在与否分别用“+”(是)或“-"(否)标注,并用 hi(高)或 low(低)标记细胞表达水平。例如,中央记忆型 T 细胞的编号为 CD62Lhi,而效应记忆型 T 细胞则为 CD62Llow。监测不同 CD 抗原的表达谱使得基于细胞在不同免疫过程中的功能的细胞类型鉴定、分离和表型分型成为可能。



二、免疫分型


检测 CD 抗原主要是为了识别免疫系统细胞的群体和亚群。根据细胞表面的抗原或标记类型使用抗体来识别细胞的过程。这一过程用于诊断特定类型的白血病淋巴瘤和其他免疫系统细胞。


CD抗原在免疫分型中被广泛用作细胞标志物,可用于识别特定白细胞群和淋巴细胞亚群的存在和比例,并对其进行分离。流式细胞术和免疫组织化学(IHC)是检测和分析这些CD标志物的常用检测方法。


在某些情况下,CD抗原仅在某些发育阶段或某些条件下表达。一些表面抗原可用于描述白细胞的细胞谱系。当抗原与给定细胞类型的独特功能特性相关时,将表面抗原独特地分配给特定谱系是最好的。


CD3表面抗原形成抗原的T细胞受体复合物的一部分,因此CD3仅由T细胞谱系的成熟淋巴细胞表达。CD4和CD8通常分别用作辅助性T细胞和细胞毒性T细胞的标志物。这些分子与CD4结合定义,因为一些其他白细胞也表达这些CD分子(一些巨噬细胞表达低水平的CD4;树突状细胞表达高水平的CD 8)。此外,CD20是仅在B细胞谱系的淋巴细胞上发现的抗原。


用于免疫表型分型的CD标志物


然而,大多数 CD 抗原在许多不同类型的细胞中都有不同程度的表达。与其说特定细胞类型只表达单一的 CD 抗原,不如说特定细胞表达的表面抗原的特殊组合有助于将其归属于特定的细胞系或亚系。许多重要细胞亚群的分辨越来越需要两种或两种以上的彩色多参数流式细胞分析。



CD3/TCR (T cell receptor complex)

1)Tissue distribution 组织分布

CD3在胸腺生成过程中和外周成熟 T 细胞上表达。人类外周 T 细胞中表达 γ/δ TCR 复合物的不到 10%,但在小鼠的一些上皮组织中,绝大多数 T 细胞都是γ/δ+,而且受体多样性有限。前 TCR α(pTCRα)在未成熟的 T 细胞中表达,但不在成熟的 T 细胞中表达。


2)Structure 结构

CD3/TCR 由 IgSF 和非 IgSF 蛋白组成。CD3/TCR 复合物的化学计量尚未确定,但一般认为它包含一个 TCR 河豚二聚体、两条 CD3ε 链、一条 CD3γ 和一条 CD3δ 链以及一个 ζ 同源二聚体。α/β和γ/δ异二聚体是克隆型的,由类似Ig的可变结构域和恒定结构域组成。α/β异二聚体已经结晶,其结构证实了预测的 IgSF 结构域。在未成熟 T 细胞中,pTCRα 代替 TCRα 表达,pTCRα 的胞外区域只有一个保守的 IgSF 结构域。克隆链和不变链的跨膜结构域含有带相反电荷的氨基酸。ζ链与其剪接变体η链形成二硫键连接的同源二聚体,或较少见的异源二聚体。ζ链与 IgE Fc 受体的γ链有关,也能与 Fc 受体 CD16 结合。CD3 和 ζ 链的细胞质结构域含有 ITAM 基序。


3)Ligands and associated molecules配体和相关分子

α/β和γ/δ异二聚体可识别与MHC抗原结合的多肽抗原。TCR与多肽-MHC的共晶体结构显示,TCR的VDJC结(相当于抗体的第三个互补性决定区(CDR3))与多肽直接相互作用,TCR的CDR1-和CDR2-样区与多肽和MHC抗原接触。超级抗原与 TCRVβ 的非多态区结合。在细胞内,Fyn 与 CD3/TCR 复合物相关联。CD3 和 ζ 链的磷酸化 ITAM 矩阵与细胞内信号分子的 SH2 结构域结合,例如,磷酸化的 ζ 链与 ZAP-70 结合。


4)Function 功能

识别抗原会导致由不变链介导的信号转导,进而激活 T 细胞。TCR 结合的结果取决于抗原密度和 TCR 对抗原的亲和力,并可能导致无反应。信号转导涉及酪氨酸激酶和磷脂酶 C 的激活,然后是磷脂酶的周转和几种第二信使途径的激活。


5)Diversity and ontogeny 多样性和个体发育

虽然 TCR 基因包含的可变区段比抗体基因少,但由于 J 区段相对丰富,而且可变区段(V)、多样性区段(D)和连接区段(J)的连接具有更大的灵活性,因此可以说 TCR 基因的潜在复合物比抗体基因高

TCR 基因的重排与抗体基因的重排类似,发生在胸腺发育的 CD4-/CD8+ 阶段,但 TCR 基因在重排后不会发生体细胞突变。当胸腺细胞共表达 CD4 和 CD8 以及低水平的 TCR 时,受体库的选择在胸腺皮质中进行。然后,表达 CD4 或 CD8 和高水平 TCR 复合物的成熟胸腺细胞离开髓质,前往外周。缺乏 CD3/TCR 复合物成分的小鼠,其 T 细胞群的发育会停滞。


CD4


1)Tissue distribution 组织分布

CD4 在大多数胸腺细胞和大约三分之二的外周血 T 细胞(构成 CD8- 细胞)上表达。在人和大鼠体内,CD4 在单核细胞和巨噬细胞上表达,而在小鼠体内则没有。


2)Structure 结构

细胞外结构域由四个 IgSF 结构域组成。通过 X 射线晶体学测定了 N 端两个结构域的结构,并分别测定了膜近端两个结构域的结构,证实它们与 Ig 相似。结构域 2 的特征是在一个 β 片层内有一个不寻常的二硫化物,而结构域 3 则在大多数 IgSF 结构域中保留的位置上缺少一个二硫化物。Cat CD4 显示出一些不同寻常的特征,在结构域 1 和 2 之间插入了 17 个残基。在结构域 1 中多了一个 Cys,在结构域 2 中不寻常的 β 链 C 位置上的 Cys 被一个 Trp 取代,在 β 链 F 中多了一个 Cys。CD4 的整体结构与 LAG-3 蛋白尤为相似。当 T 细胞被抗原或植物醇酯激活时,CD4 的细胞质结构域会在 Ser 残基 408、415 和 431 处磷酸化。


3)Ligands and associated molecules 配体和相关分子

CD4 结构域 1 和 2 与 MHC II 类抗原结合。有证据表明,CD4 结构域 3 和 4 参与 CD3/TCR 复合物的顺式相互作用。细胞质结构域通过一个 CXCP 矩阵与一种名为 Lck 的淋巴细胞特异性酪氨酸激酶相互作用。CD4 是 HIV-1 的受体,病毒 gpl20 蛋白与 N 端结构域的一个区域结合。


4)Function 功能

CD4 是 T 细胞与 MHC II 类抗原结合识别外来抗原的辅助分子。与 MHC II 类和 Lck 的相互作用已被证明在 CD4 功能中发挥作用。针对 CD4 的 MAbs 可抑制体内和 体外的 T 细胞功能。


CD8

1)Tissue distribution 组织分布

CD8 在大多数胸腺细胞和大约三分之一的外周血 T 细胞(构成 CD8- 细胞)上表达。CD8αβ 异源二聚体只在 TCRαβ 细胞上表达,而 CD8α 同源二聚体可在αβ 和 γδ T 细胞以及一些 NK 细胞上表达。


2)Structure 结构

CD8 以 CD8α 和 CD8β 的异源二聚体或 CD8α 同源二聚体的形式表达。CD8α 是 CD8β 表达所必需的。CD8α 和 CD8β 的 IgSF 结构域与跨膜序列之间由富含 Pro、Ser 和 Thr 残基的铰链区隔开,这些残基含有 O-连接碳水化合物,在大鼠 CD8α 中发现了四个位点。通过蛋白质测序确定了成熟多肽的 N 端。替代剪接产生了 CD8α 的可溶性形式,CD8β 也被预测为可溶性形式。小鼠 CD8α 的一种交替剪接形式称为 CD8W,其细胞质结构域缩短。人类 CD8β 的部分基因组结构显示,它与小鼠 CD8β 基因具有相似的组织结构。人 CD8α 的 IgSF 结构域的 X 射线晶体结构不包含小鼠和大鼠 CD8 生化分析中发现的异常二硫键。在小鼠中,α 和 β 链的基因仅相距 36 kb,并与 Igκ 基因位点紧密相连。


3)Ligands and associated molecules 配体和相关分子

CD8α 的 IgSF 结构域可与 MHC I 类的α3 结构域结合。与 CD4 一样,CD8α 细胞质结构域中的 CXCP 基团可介导与酪氨酸激酶 Lck 的结合。


4)Function 功能

CD8 在抗原识别中与 MHC I 类限制性 TCR 起着共受体的作用。对缺乏 CD8α 或 CD8β 的小鼠的分析表明,CD8 的共受体功能对于在发育过程中选择 MHC I 类限制的 CD8+ T 细胞非常重要。



三、肿瘤中的CD标志物


除了确定白细胞外,在某些情况下,它们还可用于识别肿瘤。针对 CD 抗原的抗体在临床上还被用于治疗肿瘤和自身免疫性疾病,以及限制移植器官的排斥反应。此外,通过评估这些标志物在实体瘤中的异位表达,还能在早期发现疾病


由于表观遗传学的变化,一些 CD 标记在肿瘤细胞中的表达导致了这些细胞的侵袭性和对治疗药物的抵抗性。许多 CD 标记基因启动子中 CpG 岛的低甲基化导致这些标记在肿瘤中的表达增加,最终增加了肿瘤的存活率。


Enhancer of zester homolog 2(EZH2)具有甲基转移酶活性,可通过组蛋白 H3 的甲基化抑制肿瘤抑制基因和 CD 标志物的表达。抑制肿瘤细胞中 CD 标志物表达的 miRs 有很多,它们实际上是通过结合 CD 标志物 mRNA 的 3'- 非翻译区(3'-UTR)而阻止其表达,从而发挥肿瘤抑制因子的作用。然而,在甲基化的肿瘤细胞中,抑制因子与这些 miRs 启动子区的结合会降低它们的表达,进而增加 CD 标志物的表达。


因此,肿瘤细胞上表达的 CD 标志物可用作诊断和预后因素,还可检测使肿瘤抑制因子失活的信号通路。


表观遗传变化对 CD 标志物表达的影响


CD标志物在肿瘤中的表达及其诊断和预后价值


CD标志物的表达及其对治疗的反应


四、CD分子标志物对照表


下面的表中汇总了目前命名的 CD 分子,可通过该表确定感兴趣的靶标。


最新CD分子标志物对照表(文末可下载完整版表格)


人免疫细胞免疫分型的最佳标志物表(文末可下载完整版表格)


小鼠免疫细胞免疫分型的最佳标志物表(文末可下载完整版表格)






参考文献

1.https://www.creativebiomart.net/

2.https://www.semanticscholar.org/

3.https://www.abcam.cn/

4. https://cn.sinobiological.com/

5.https://hcdm.org/

6.周光炎. 免疫学原理[M]. 科学出版社, 2017.



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🚩人免疫细胞免疫分型的最佳标志物表

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陈在不在
作者自媒体 @ 生命科学与大健康产业 —— 聚焦原创,相信正向,眼中有光,一路向阳
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