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第十二章 细胞粘附分子. 本章教学大纲. 【 目的要求 】 1 .掌握 细胞黏附分子的概念,分类和特性。 2 .熟悉 细胞黏附分子的功能。 3 .了解 黏附分子的临床意义。 【 教学内容 】 1. 细胞黏附分子的概念,分类和特性。 2. 细胞黏附分子的功能。 3. 黏附分子的临床意义。. 概 念. 细胞粘附分子( cell-adhesion molecule , CAM ) : 由细胞产生的、介导细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间相互接触、识别、结合、激活和移行等分子的统称。 特点: 位于细胞表面或细胞基质中的糖蛋白;
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本章教学大纲 【目的要求】 1.掌握 细胞黏附分子的概念,分类和特性。 2.熟悉 细胞黏附分子的功能。 3.了解 黏附分子的临床意义。 【教学内容】 1. 细胞黏附分子的概念,分类和特性。 2. 细胞黏附分子的功能。 3. 黏附分子的临床意义。
概 念 细胞粘附分子(cell-adhesion molecule,CAM):由细胞产生的、介导细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间相互接触、识别、结合、激活和移行等分子的统称。 特点: 位于细胞表面或细胞基质中的糖蛋白; 以配体-受体结合的形式发挥作用; 参与细胞的识别、活化和信号转导等。
黏附分子的命名 • 以功能命名:如细胞间黏附分子(ICAM),血管细胞黏附分子(VCAM),TCR,LFA-1等。 • 以CD命名:统称为CD抗原/分子。
CD: CD( cluster of differentiation) : 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称CD。
白细胞分化抗原:指血细胞在分化成熟为不同谱系、分化的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。白细胞分化抗原:指血细胞在分化成熟为不同谱系、分化的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(GPI)链接方式,锚定在细胞膜上。少数白细胞分化抗原是碳水化合物。
五个家族: 1.整合素家族 2.免疫球蛋白超家族 3.选择素家族 4.钙粘素家族 5.粘蛋白样家族
第一节 各类粘附分子的特性与功能 一、整合素家族 (一)基本结构 整合素是膜结合型的大分子糖蛋白,由α和β两个亚单位(α链和β链)经非共价键连接组成 。 整合素分子的基本结构
(二)主要成员及其功能 1.β1亚家族。 VLA-1 VLA-6等6个成员,主要介导细胞与细胞 外基质如胶原、纤粘连蛋白和层粘连蛋白等的相 互作用 ; 2.β2 亚家族。 称为白细胞整合素(leukointegrin),主要参与 细胞-细胞间相互作用; 3.β3亚家族。 血小板蛋白 gpIIb/IIIa和αvβ3 (又称VNR,玻 连蛋白受体),是血小板聚集和粘附于内皮下的 重要介质 ; 4.β7亚家族。 α4β7(CD49d/β7)和αEβ7(CD103),其配 体是表达于粘膜内皮细胞的MAdCAM-1。
二、免疫球蛋白超家族 免疫球蛋白超家族(Immunoglobulin superfamily,IgSF)成员的粘附分子是Ca2+-非依赖性跨膜糖蛋白。 1.淋巴细胞功能相关抗原-2/3(leukocyte function associated antigen-2/3, LFA-2/LFA-3) 2.细胞间粘附分子(intercellular adhesion molecule, ICAM) 3.CD44
4.血管细胞粘附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1又称 CD106) 5.血小板内皮细胞粘附分子-1(platelet-endothelial cell adhesion molecule-1, PE-CAM-1,又称CD31) 6.粘膜血管地址素(mucosal vascular addressin -1, MAdCAM-1)
三、选择素家族 选择素(selectin)是一组表达于内皮细胞、白细胞和血小板表面的粘附分子,家族中有三个成员: E-选择素(CD62E)、L-选择素(CD62L)和P-选择素(CD62P) 。 选择素分子的基本结构
四、钙粘素家族 钙粘素(cadherin)是一组Ca2+ 依赖的细胞粘附分子家族,参与建立和维持细胞-细胞间的连接,对维持成熟个体组织结构及其功能的完整性有重要作用。钙粘素分子主要有三种:E-钙粘素、N-钙粘素和P-钙粘素。 钙黏素分子的基本结构
五、粘蛋白样家族 粘蛋白样家族(mucin-like family)属新 归类的一类细胞粘附分子。该家族包括D34、 GlyCAM-1和PSGL-1三个成员。
第二节 粘附分子的生物学作用 一、参与免疫细胞间相互作用 1.T细胞。 CD28/CD80、LFA-1/ICAM-1、LFA-2/LFA-3等增 强TCR与抗原肽-MHC复合物结合的亲和力; 2.B细胞。 CD40/CD40L、LFA-1/ICAM-1、LFA-2/LFA-3等协 同刺激分子与活化的T细胞结合从而获得B细胞第二 活化信号; 3.CTL。 杀伤靶细胞时,粘附分子的相互作用导致效靶细胞 紧密接触。
二、参与炎症反应 粘附分子介导中性粒细胞从血管移行到炎症部位的过程
三、参与淋巴细胞归巢和再循环 淋巴细胞可经淋巴管、胸导管进入血液,并在 血液、淋巴液、淋巴器官或组织间进行反复循环, 此过程称为淋巴细胞再循环。 淋巴细胞归巢受体(lymphocyte homing receptor, LHR)和淋巴结中的HEV表达相应的配 体血管地址素(vascular addressin)的相互作用 介导了淋巴细胞再循环过程。
第三节 粘附分子的临床意义 一、粘附分子与遗传病 白细胞粘附缺陷症(leukocyte adhesion deficiency, LAD)是一种常染色体隐性遗传病,其临床表现为反复发作的严重感染。LAD分为LAD-I和LAD-II,LAD-I的发病机制是CD18基因缺陷导致白细胞LFA-1(CD11a/CD18)表达异常;而LAD-II型的发病机制是由于岩藻糖代谢障碍导致白细胞sLex 合成缺陷。
二、粘附分子与炎症 在类风湿性关节炎的急性发作期,淋巴细胞、单核细胞表面的CD2、LFA-1、CD44等表达增加,与血管内皮细胞表面的相应配体结合,增强炎症细胞的组织浸润,加重局部病变和器官功能损害。病毒性肝炎和酒精性肝炎时,肝细胞ICAM-1表达增加;病毒性脑炎的脑血管内皮细胞亦可见ICAM-1分子表达增加。
三、粘附分子与肿瘤 • 粘附分子表达异常与肿瘤的浸润与转移有关。如大肠癌、乳腺癌等肿瘤细胞表面E-钙粘素分子表达明显减少或缺失,细胞间附着减弱,肿瘤细胞与其它细胞脱离,导致肿瘤细胞浸润及转移。据此,可通过上调ICAM-1等黏附分子的表达限制肿瘤细胞的浸润和转移。 • 粘附分子可用于辅助判断肿瘤的分期和预后。如分化良好的上皮性肿瘤细胞E-钙粘素表达正常;中等分化肿瘤细胞E-钙粘素表达降低;低分化肿瘤细胞E-钙粘素几乎不表达。
四、粘附分子与移植排斥反应 粘附分子介导免疫细胞向移植部位的迁移,作为协同刺激分子激活T细胞,诱导效应T细胞与移植物靶细胞的粘附和杀伤。因此,抗LFA-1、ICAM-1等的单克隆抗体(mAb)可阻断免疫细胞间的相互作用,降低免疫细胞的活化水平,延长移植物的存活。可溶性粘附分子(sICAM-1, sVCAM-1等)水平升高可作为移植排斥的先兆指标。
思考题 • 细胞粘附分子的概念和主要种类。 • 细胞粘附分子的主要生物学作用。 • 举例说明细胞粘附分子的临床意义。