免疫球蛋白Fc段受体
2021-01-31浏览:1407
Ig根据其重链抗原性的差异分为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE五类,各类Ig的不同功能主要与其结构有关。机体内许多细胞表面具有不同类Ig Fc的受体,通过Fc受体与Ig Fc的结合,参与Ig介导的生理功能或病理损伤过程。目前已鉴定明确属于CD抗原的Fc受体有FcγR、FcαR、FcεR。
(一)FcγR(CD64、CD32、CD16)
1.FcγR的结构和分布 FcγR可分为FcγRⅠ、FcγRⅡ和FcγRⅢ三类,它们的结构和分布有所不同。
(1)FcγRⅠ(CD64):70kDa穿膜糖蛋白,属Ig超家族成员,胞膜外区有3个C2结构,基因染色体定位于1q23~24。识别CD64的代表性McAb有McAb22、McAb32.2、197和10.1等FcγRⅠ是高亲合力受体,Kd值为10-8~10-9M,主要与人的单体IgG1、IgG3以及小鼠IgG2a和IgG3结合。与人IgG4结合的亲合力明确降低,与IgG2则无结合能力。FcγRⅠ主要分布于单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等,但表达水平各不相同。FcγRⅠ位点数:15000~40000/每个单核细胞,>50000/巨噬细胞,<1000/新鲜中性粒细胞。IFN-γ可刺激单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞表达FcγRⅠ水平增加5~10倍,G-CSF也有这种促进作用。
(2)FcγRⅡ(CD32):40kDa穿膜糖蛋白,属于Ig超家族成员,胞膜外区有2个C2结构,基因染色体定位于1q23~24。识别CD32的代表性McAb有CIkM5、IV.3、KuFc79和41H16等。FcγRⅡ与单体人IgG1,IgG3、IgG4结合为低亲合力,Kd5×10-7M。FcγRⅡ表达于除红细胞外的其它血细胞,分子数目:20000~40000/每个细胞。根据DNA序列和功能不同,FcγRⅡ可分为三种形式,不同形式FcγRⅡ的差别主要在于胞浆区的结构不同。
(3)FcγRⅢ(CD16):50~70kDa糖蛋白,属Ig超家族成员,有2个C2结构,基因染色体位于1q23~24。识别CD16代表性的McAb有HUNK2、Leu11、3G8、Gran1和B73.1等。FcγRⅢ结合人IgG、IgG3,为低亲和力受体。FcγRⅢ有FcγRⅢA和FcγRⅢB两种异型:①FcγRⅢA,穿膜结构,主要分布于巨噬细胞、NK细胞和嗜酸性粒细胞,巨噬细胞表达高水平FcγRⅢA,而单核细胞表达水平较低。FcγRⅢA与二硫键连接的CD3ζ或FcεRⅠγ链双体相关,巨噬细胞上FcγRⅢA与CD3复合体γ链相关,NK/LGL上FcγRⅢA则与ζ链相关。TGF-β促进培养的单核细胞表达FcγRⅢA。②FcγRⅢB,通过GPI“锚”在中性粒细胞表面,每个人中性粒细胞表达10万~20万血液中可溶性的FcγRⅢ主要来自这种形式,中性粒细胞激活剂短时间处理后可明显降低FcγRⅢB的表达水平,可能与通过激活内源性蛋白酶切除GPI连接分子有关。
图1-8 FcγR、FcαR和FcεR结构示意图
2.FcγR的功能 FcγR的功能主要是通过髓样细胞和NK细胞来发挥的。
(1)单核-巨噬细胞:FcγRⅠ、Ⅱ和Ⅲ均可介导人单核细胞ADCC来杀伤肿瘤等靶细胞,这种ADCC效应为Mg2+依赖,并需LFA-1等粘附分子参与。IFN-γ可促进单核细胞FcγRⅠ介导的杀伤作用。单核-吞噬细胞可通过FcγRⅠ、Ⅱ、Ⅲ发挥调理吞噬和清除免疫复合物的作用。
(2)中性粒细胞:新鲜分离的中性粒细胞不能通过FcγR溶解靶细胞,但在IFN-γ刺激下可通过FcγRⅠ和FcγRⅡ介导杀伤作用,对于FcγRⅠ,IFN-γ主要是诱导其表达水平升高,而对FcγRⅡ表达水平并未见改变,可能是通过对杀伤机理的调节。GM-CSF也能通过FcγRⅡ明确增加中性粒细胞的杀伤水平。GPI连接的FcγRⅢB并不能介导中性粒细胞杀伤肿瘤的作用。活化中性粒细胞通过FcγRⅠ、Ⅱ发挥调理吞噬和清除免疫复合物的作用。
(3)嗜酸性粒细胞:未刺激的嗜酸性粒细胞没有杀伤作用,GM-CSF、TNF和IL-5等是嗜酸性粒细胞发挥ADCC效应的有效激活剂,在杀伤寄生虫和抗肿瘤中有重要作用。GM-CSF对嗜酸性粒细胞的激活作用主要是通过FcγRⅡ介导的。
(4)NK细胞:通过FcγRⅢA介导ADCC杀伤肿瘤细胞等靶细胞,IL-2和IFN-γ可明显提高NK细胞的杀伤活性,但并不明显改变FcγRⅢA的表达水平。
(二)FcαR(CD89)
FcαR(CD89)为分子量60kDa穿膜糖蛋白,胞膜外区206氨基酸,穿膜区19氨基酸,胞浆区为41氨基酸,属Ig超家族成员,胞膜外有2个C2结构域,为中亲和力受体,主要表达于单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等,介导吞噬、ADCC以及炎症介质的释放。中性粒细胞表面FcαR可结合血清型和分泌型IgA1和IgA2,亲和力约为Kd5×10-7M。热或化学物质凝集的IgA可刺激中性粒细胞脱颗粒。
(三)FcεR(FcεRⅠ、FcεRⅡ)
1.FcεR的结构和分布 FcεR可分为FcεRⅠ和FcεRⅡ两类,其结构、分布及介导的生物学作用有所不同。
(1)FcεRⅠ:为高亲和力受体,Kd10-9~10-10M,由α、β、γ-γ四条链组成。其中α链含222个氨基酸残基,分子量为25kDa,胞膜外区属Ig超家族结构,2个C2区,与FcγRⅡ和FcγRⅢ高度同源,胞膜外区与IgECε2/Cε3结合;穿膜区20左右氨基酸中含有与FcγRⅢA相同的8个氨基酸残基;胞浆区的31个氨基酸结构较为独特。β链含243个氨基酸残基,分子量为33kDa,有四个穿膜部分,N端与C端都位于胞浆内,β链可能把α链和γ-γ链连在一起。两条γ链由二硫键连接组成同源二聚体,每条链62个氨基酸,分子量为8kDa,胞膜外区只有5个氨基酸残基,γ链与CD35高度同源,γ链与FcεRⅡ表达的稳定性和信号的转导有关。NK细胞表面FcγRⅢA(CD16)可能与CD3ζ或FcεRⅠγ链相连,提示FcεRⅠγ链与CD3复合物中ζ的结构和功能的相似性。 FcεRⅠ主要分布于嗜碱性粒细胞和肥大细胞。
(2)FcεRⅡ(CD23):低亲和力受体,分子量45kDa,单链穿膜糖蛋白,Ⅱ型跨膜蛋白,属C型植物血凝素家族成员。CD23含有321个氨基酸,N端在胞膜内,1~23位氨基酸组成胞浆尾,24~43位氨基酸为疏水跨膜区,靠C端胞膜外区由277个氨基酸组成,有一个糖基化点,82、102、125、150位氨基酸残基为蛋白水解酶敏感位点,凝集素同源区位于C端163Cys至282Cys之间,该同源区共含6个Cys。88至116位氨基酸之间有一个亮氨酸拉链结构,参与CD23分子同源二聚体的形成。CD23分子靠胞膜外C端裂解的不同片段14kDa、25kDa和33~37kDa片段均称为IgE结合因子(IgE-binding factor IgE-BF)。FcεRⅡ可在蛋白水解酶裂解后形成可溶性CD23分子(sCD23)即IgE-BF。CD23mRNA有FcεRⅡamRNA和FcεRⅡbmRNA两种,它们所翻译的CD23分子仅在胞浆区有7个氨基酸残基的差别(图1-9)。FcεRⅡa仅B细胞表达,并易降解为sCD23;FcεRⅡb表达于B细胞、T细胞、嗜酸性粒细胞、血小板、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、朗罕氏细胞、含有EBV基因组的鼻咽癌细胞、髓样细胞系如U937等,主要以膜分子形式存在,IgECε3与FcεRⅡ结合有关。IL-4可诱导正常B细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞转录FcεRⅡbmRNA,促进CD23的合成与表达,EBV核蛋白EBNA2对CD23表达及sCD23的释放也有促进作用。而IFN-γ、TGF-β、PGE2、糖皮质激素等对B细胞表达CD23和释放sCD23则起抑制作用。
2.FcεR的功能
(1)FcεRⅠ:嗜碱性粒细胞和肥大细胞具有高亲和力FcεRⅠ,每个细胞表面约有10万个,当相应变应原与啫碱性粒细胞、肥大细胞表面IgE/FcεRⅠ复合物结合后通过交联使磷酸肌醇水解,胞浆Ca2+浓度增加,使细胞脱颗粒,合成和释放组织胺、LT、PAF等多种介质,介导Ⅰ型速发型超敏反应。
图1-9 CD23分子结构模式图
(2)FcεRⅡ:FcεRⅡ为B细胞发化激活抗原,变态反应性疾病患者PBMC中CD23密度明显增加,血清IgE-BP(sCD23)升高。sCD23具有B细胞生长因子(b cell growth. factor, BCGF)活性,故又称B细胞来源的B细胞生长因子(B-BCGF)。sCD23的这种生长因子作用可能是作为配体与受体CD21(CR2)结合后介导的,CD23分子通过可结合碳水化合物的凝集素同源区与CD21糖链结合。此外,sCD23通过亮氨酸拉链结构,引起B细胞膜CD21分子交联,促进B细胞生长。sCD23对膜CD23有正反馈作用,促进B细胞的分化和IgE的产生,并与IL-4有协同作用,此外,FcεRⅡ还可介导IgE依赖的ADCC和吞噬作用。CD23与B淋巴细胞的转化及恶变有关,EBV转化B细胞后只有B细胞表达CD23才能建立永生化的细胞系,可能与EBV核蛋白的EBNA2有关,EBNA2结合于FcεRⅡa基因起始部位-275~-89的一个189bp DNA片段结合,反式作用于FcεRⅡa基因启动子,并诱导B细胞高表达CD23,sCD23引起膜CD21分子交联,形成一种自分泌生长机制。慢性B淋巴细胞白血病(B-CLL)患者B细胞表达CD23增加,患者血清中sCD23水平明显升高。
关于IgM受体、IgD受体也有报道,前者主要表达于B细胞,后者表达于成熟B细胞。这两种Ig Fc受体尚未归入CD的编号,故在本节从略。此外与多聚IgA和IgM跨膜转运至胞外分泌液中有关的多聚Ig受体(Poly-IgR),通过与多聚Ig中的J链结合而介导Ig转运功能,Poly IgR属免疫球蛋白超家族成员。
(金伯泉)
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