在參與細胞間相互識別、相互作用的粘附分子中,有許多分子具有與IgV區(qū)或C區(qū)相似的折疊結構,其氨基酸組成也有一定的同源性,屬于免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily, IGSF)的成員。有關免疫球蛋白超家族分子的結構特點和基因結構參見第三章。免疫球蛋白超家族粘附分子的種類、分布及其配體見表2-2。免疫球蛋白超家族粘附分子的配體多為免疫球蛋白超家族的粘附分子或粘合素家族的分子。
有關CD2、CD4、CD8、CD28和CD58分子的結構和功能參見第一章“人白細胞分化抗原”,MHCⅠ類抗原和Ⅱ類抗原參見第六章“主要組織相容性復合體”。本節(jié)將簡要介紹ICAM和VCAM-1分子的結構。
1.ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1) ICAM-1是最早發(fā)現(xiàn)的免疫蛋白超家族粘附分子之一,以后又相繼發(fā)殃了ICAM-2和ICAM-3,它們的免疫球蛋白結構域氨基酸序列具有同源性,且都可以結合LFA-1分子。不同的ICAM分子在體內的分布范圍有較大差異,ICAM-1分子分布廣泛,如淋巴結和扁桃體血管內皮細胞,胸腺樹突狀細胞,扁桃體和腎小球上皮細胞,白細胞,巨噬細胞和成纖維細胞等,IL-1、TNF-α、IFN和LPS可促進ICAM-1分子的表達;ICAM-2則分布較局限,主要表達的血管內皮細胞;而ICAM-3只表達在血細胞。ICAM-1分子為單鏈跨膜糖蛋白,核心多肽為55kDa,由于不同種類細胞上ICAM-1分子所含寡糖分子數(shù)有所差別,ICAM-1分子量可在80~11kDa范圍。ICAM-1分子胞膜外部分具有5個免疫球蛋白樣結構域,第2和第3結構域之間有一段連接序列,富含脯氨酸,類似免疫球蛋白的絞鏈區(qū),可發(fā)生扭曲。以此連接區(qū)為界,氨基端的D1和D2結構域可結合LFA-1分子和鼻病毒,而羧基端側的D3結構域可以結合Mac-1分子(圖2-3)。ICAM-2和ICAM-3胞膜外部分分別有2個和5個免疫球蛋白結構域,ICAM-2分子2個結構域與ICAM-1N端2個結構域有34%同源性,ICAM-1D1結構域中結合LFA-1分子具有關鍵作用。
圖2-3 ICAM-1分子的結構(模式圖)
表2-2 免疫球蛋白超家族(IGSF)粘附分子的種類、分布和識別配體
IGSF粘附分子 | 分 布 | 分子量(kDa) | 配 體 |
LFA-2(CD2) | T細胞,胸腺細胞,大顆粒淋巴細胞 | 50 | LFA-3(IHSF) |
LFA-3(CD58) | 廣泛 | 40~65 | LFA-2(IHSF) |
ICAM-1(CD54) | 廣泛 | 80~114 | LFA-1(integrin) |
ICAM-2(CD102) | 內皮細胞 | 60 | LFA-1(integrin) |
ICAM-3(CD50) | 外周血靜止白細胞 | 140/108 | LFA-1(integrin) |
CD4 | 抑制細胞誘導亞群,輔助細胞誘導亞群 | 55 | MHC-Ⅱ(IGSF) |
CD8 | 抑制性T細胞,殺傷性T細胞 | 32/36 | MHC-Ⅰ(IGSF) |
MHC-Ⅰ | 廣泛 | 44/12 | CD8(IGSF) |
MHC-Ⅱ | B細胞,活化T細胞,活化內皮細胞,巨噬細胞 | 32~34/29~32 | CD4(IGSF) |
CD28 | T細胞 | 44 | B7/BB1(IGSF) |
B7/BB1(CD80) | 活化B細胞,活化單核細胞 | 60 | CD28(IGSF) |
NCAM-1(CD56) | 神經元,胚胎細胞,NK | 120,140,180 | NCAM-1(IGSF) |
VCAM-1(CD106) | 內皮細胞,上皮細胞,樹突細胞,巨噬細胞 | 100,110 | VLA-4(integrin) |
PECAM-1(CD31) | 白細胞,血小板,內皮細胞 | 140 | PECAM-1(IGSF) |
注:LFA:淋巴細胞功能相關抗原
VCAM:血管細胞粘附分子
NCAM:神經細胞粘附分子
ICAM:細胞間粘附分子
PECAM:血小板內皮細胞粘附分子
的氨基酸序列,并同樣具有結合LFA-1分子的功能。
其它部分免疫球蛋白超家族粘附分子的結構將在本書有關章節(jié)中介紹。
2.VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1)血管細胞粘附分子,又稱誘導性細胞粘附分子(vascular cell adhesion ,INCAM),意指在IL-1、TNF-α等細胞因子活化的血管內皮細胞上表達,分子量100kDa或110kDa,最近命名為CD106,VCAM-1的配體是分布在白細胞表面的VLA-4分子。