B7:CD28/CTLA-4共刺激分子及其在眼科的研究进展(1)
近年来的研究表明,T淋巴细胞的活化需要两个信号,第一个信号是T淋巴细胞表面的TCR-CD3复合物同抗原提呈细胞(APC)上的MHC-Ⅱ类抗原肽复合物结合,赋予免疫应答的特异性;第二个信号是抗原非特异性的共刺激(costimulatory)信号,由T细胞上的共刺激分子与APC表面的配体结合所诱导,它决定着受到抗原刺激的T细胞是分化、增殖为效应细胞还是进入无反应状态,甚至程序性死亡[1]。目前已发现的共刺激分子对包括B7:CD28/CTLA-4、CD40/CD40L、ICAM-1/LFA-1、CD2/LFA-3(CD58)和CD24/CD24L等[2,3]。其中以B7:CD28/CTLA-4最为重要,对其研究已成为近年来免疫学研究的一个热点。
一.B7:CD28/CTLA-4的分子特性
B7,CD28和CTLA-4三者高度同源,基因来自同一祖先基因,均为免疫球蛋白超家族跨膜蛋白。CD28和CTLA-4同属CD28家族,其配体均为B7家族分子。CD28是一种表达在T细胞上的同源二聚体Ⅰ型跨膜糖蛋白,分子量为44kD,由二硫键连接;细胞毒性T细胞相关抗原-4(CTLA-4)是一种T细胞表面的激活分子,分子量为41～43kD,可以是单体,也可以是二硫键连接的二聚体。CD28和CTLA-4有相似的外显子和内含子结构,有31%的氨基酸序列相同,且均含有一个免疫球蛋白可变区(IgV)样的胞外区、跨膜区和短的高度保守的胞内区[4,5]。
, http://www.100md.com
CD28和CTLA-4在T细胞上的表达有差异。CD28表达于静止及活化的T细胞表面,80%的人类外周血T细胞(包括95%CD4+T细胞和50%CD8+T细胞)和100%的小鼠T细胞表面都有CD28的持续表达,表达量相对稳定,T细胞激活后表达可有所增强;而CTLA-4只表达于活化的T细胞,静止的T细胞几乎不表达,活化后表达量成百倍地升高,但表达水平仍较CD28低,仅及CD28的1/30～1/50。T细胞激活后24小时才可检测出,36～72小时达到高峰[6]。虽然CTLA-4的表达量很低,但其与B7的结合力是CD28的20倍。当B7处于低水平时,主要与CTLA-4结合;当B7处于高水平时,主要与CD28相互作用[7]。
B7是分子量为50～70kD的跨膜糖蛋白,B7家族至少包括两个成员:B7-1(CD80)和B7-2(CD86),推测还可能有B7-3。B7-1和B7-2有25%氨基酸同源,由胞外区、跨膜区和胞内区三部分组成[8]。B7分子以单体形式表达于APC表面。未受抗原刺激的APC中几乎不表达B7,经活化后B7-1和B7-2的表达显著上调。激活的B细胞、单核细胞、树突状细胞、巨噬细胞和T细胞上均表达B7-1和B7-2,B7-2还可在静止的单个核细胞和B细胞上很少量表达。在活化的B细胞上,B7-2的表达先于B7-1,在激活后24小时内,B7-2分子表达至高峰;在24～48小时内,开始表达B7-1,在72小时表达至高峰,这说明B7-2可能在T细胞共刺激早期起关键作用,决定T细胞是激活还是无反应,而B7-1与后期T细胞反应的持续和扩大有关[5、9]。
, 百拇医药
二.B7:CD28/CTLA-4的功能
CD28与B7结合后,可传递共刺激信号给T细胞,通过增强细胞因子mRNA的转录和稳定转录后的mRNA,促进T细胞增殖和产生大量的细胞因子。如使辅助性T细胞(TH)中的TH1细胞分泌高水平的IL-2、IFNγ和TNFα等;使TH2细胞分泌较多的IL-4、IL-5和IL-6等,并可使细胞表面细胞因子受体的表达增多。这些因子中最重要的是IL-2,其产生明显增多,比信号1单独存在时至少增加30倍[5、10]。同时B7:CD28结合产生的共刺激信号在诱导CTL产生时起重要作用,可直接或通过APC与TH1产生的IL-2间接诱导CTL的产生,促进效应细胞与靶细胞的粘附,从而增强CTL的杀伤作用[11]。CD28与B7结合后,B7-1和B7-2所诱发的反应及效果不同。
Kuchroo等[12]用抗B7-1mAB和抗B7-2mAB治疗实验性变态反应性脑脊髓炎(EAE)时发现,注射抗B7-1mAB可使TH2细胞增加,缓解EAE的症状;而注射抗B7-2mAB可使TH1细胞增加,加重病情,提出B7-1可能协同刺激TH1的产生,而B7-2协同刺激TH2的产生。Freeman等[13]的研究也支持这一观点,认为B7-2介导的共刺激促使原始T细胞向TH2细胞分化及IL-4的产生;而B7-1介导的共刺激导向TH1方向分化及IFNγ的产生。, 百拇医药(王红)
一.B7:CD28/CTLA-4的分子特性
B7,CD28和CTLA-4三者高度同源,基因来自同一祖先基因,均为免疫球蛋白超家族跨膜蛋白。CD28和CTLA-4同属CD28家族,其配体均为B7家族分子。CD28是一种表达在T细胞上的同源二聚体Ⅰ型跨膜糖蛋白,分子量为44kD,由二硫键连接;细胞毒性T细胞相关抗原-4(CTLA-4)是一种T细胞表面的激活分子,分子量为41～43kD,可以是单体,也可以是二硫键连接的二聚体。CD28和CTLA-4有相似的外显子和内含子结构,有31%的氨基酸序列相同,且均含有一个免疫球蛋白可变区(IgV)样的胞外区、跨膜区和短的高度保守的胞内区[4,5]。
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CD28和CTLA-4在T细胞上的表达有差异。CD28表达于静止及活化的T细胞表面,80%的人类外周血T细胞(包括95%CD4+T细胞和50%CD8+T细胞)和100%的小鼠T细胞表面都有CD28的持续表达,表达量相对稳定,T细胞激活后表达可有所增强;而CTLA-4只表达于活化的T细胞,静止的T细胞几乎不表达,活化后表达量成百倍地升高,但表达水平仍较CD28低,仅及CD28的1/30～1/50。T细胞激活后24小时才可检测出,36～72小时达到高峰[6]。虽然CTLA-4的表达量很低,但其与B7的结合力是CD28的20倍。当B7处于低水平时,主要与CTLA-4结合;当B7处于高水平时,主要与CD28相互作用[7]。
B7是分子量为50～70kD的跨膜糖蛋白,B7家族至少包括两个成员:B7-1(CD80)和B7-2(CD86),推测还可能有B7-3。B7-1和B7-2有25%氨基酸同源,由胞外区、跨膜区和胞内区三部分组成[8]。B7分子以单体形式表达于APC表面。未受抗原刺激的APC中几乎不表达B7,经活化后B7-1和B7-2的表达显著上调。激活的B细胞、单核细胞、树突状细胞、巨噬细胞和T细胞上均表达B7-1和B7-2,B7-2还可在静止的单个核细胞和B细胞上很少量表达。在活化的B细胞上,B7-2的表达先于B7-1,在激活后24小时内,B7-2分子表达至高峰;在24～48小时内,开始表达B7-1,在72小时表达至高峰,这说明B7-2可能在T细胞共刺激早期起关键作用,决定T细胞是激活还是无反应,而B7-1与后期T细胞反应的持续和扩大有关[5、9]。
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二.B7:CD28/CTLA-4的功能
CD28与B7结合后,可传递共刺激信号给T细胞,通过增强细胞因子mRNA的转录和稳定转录后的mRNA,促进T细胞增殖和产生大量的细胞因子。如使辅助性T细胞(TH)中的TH1细胞分泌高水平的IL-2、IFNγ和TNFα等;使TH2细胞分泌较多的IL-4、IL-5和IL-6等,并可使细胞表面细胞因子受体的表达增多。这些因子中最重要的是IL-2,其产生明显增多,比信号1单独存在时至少增加30倍[5、10]。同时B7:CD28结合产生的共刺激信号在诱导CTL产生时起重要作用,可直接或通过APC与TH1产生的IL-2间接诱导CTL的产生,促进效应细胞与靶细胞的粘附,从而增强CTL的杀伤作用[11]。CD28与B7结合后,B7-1和B7-2所诱发的反应及效果不同。
Kuchroo等[12]用抗B7-1mAB和抗B7-2mAB治疗实验性变态反应性脑脊髓炎(EAE)时发现,注射抗B7-1mAB可使TH2细胞增加,缓解EAE的症状;而注射抗B7-2mAB可使TH1细胞增加,加重病情,提出B7-1可能协同刺激TH1的产生,而B7-2协同刺激TH2的产生。Freeman等[13]的研究也支持这一观点,认为B7-2介导的共刺激促使原始T细胞向TH2细胞分化及IL-4的产生;而B7-1介导的共刺激导向TH1方向分化及IFNγ的产生。, 百拇医药(王红)