《細(xì)胞和分子免疫學(xué)》 一、粘附分子構(gòu)型改變影響細(xì)胞的粘附作用

除了通過(guò)增加或降低粘附分子表達(dá)水平來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附能力外，某些因素還可以通過(guò)改變粘附分子的構(gòu)型影響其與配體結(jié)合的親和力，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的粘附能力，這使得對(duì)細(xì)胞粘附作用的調(diào)節(jié)更為精細(xì)和復(fù)雜。

（一）LFA-1分子構(gòu)型改變對(duì)其粘附作用的影響

淋巴細(xì)胞在受到外來(lái)抗原，PMA，抗CD2、CD3、CD44、CD43或抗MACⅡ類分子單克隆抗體的刺激作用活化后，可發(fā)生相互凝集，這種凝集作用依賴于LFA-1/ICAM-1的相互作用，而這兩種粘附分子在活化淋巴細(xì)胞的表達(dá)水平并沒(méi)有顯著增加。靜止淋巴細(xì)胞即表達(dá)一定水平的LFA-1和ICAM-1，NK細(xì)胞和某些CTL細(xì)胞系更是表達(dá)較高水平的LFA-1/ICAM-1分子，但它們并不發(fā)生凝集作用。上述事實(shí)提示在淋巴細(xì)胞活化后，粘附分子可能通過(guò)構(gòu)型變化的方式，提高LFA-1/ICAM相互作用的親和力，從而提高活化淋巴細(xì)胞的粘附能力。

1.NKI-L16和活化狀態(tài)的LFA-1分子 NKI-L16是一種抗LFA-1的單克隆抗體，其識(shí)別的表位在靜止淋巴細(xì)胞暴露的水平很低。當(dāng)NKI-L16McAb與淋巴細(xì)胞表面的LFA-1作用后，不僅不阻斷LFA-1介導(dǎo)的粘附作用，反而可以誘導(dǎo)靜止淋巴細(xì)胞的相互粘附而使細(xì)胞發(fā)生凝集。這種誘導(dǎo)粘附作用的機(jī)理部分是由NKI-L16McAb改變了LFA-1分子的構(gòu)型，誘導(dǎo)了NKI-L16識(shí)別的表位在靜止淋巴細(xì)胞的表達(dá)。NKI-L16識(shí)別表位的表達(dá)是粘附作用發(fā)生的重要條件，但并不是唯一的，因?yàn)镃TL細(xì)胞雖表達(dá)高水平的NKI-L16表位卻并不發(fā)生自發(fā)凝集。目前研究認(rèn)為，LFA-1分子至少以三種形式存在：（1）靜止淋巴細(xì)胞表達(dá)的LFA-1分子，暴露很少的NKI-L16表位，與ICAM-1分子結(jié)合的親和力（affinity)低；（2）中間狀態(tài)的LFA-1分子，暴露出大量的NKI-L16表位，但與ICAM-1結(jié)合的親和力仍較低；（3）活化狀態(tài)的LFA-1分子，暴露出大量高親和力的NKI-L16表位。不同狀態(tài)的LFA-1分子在淋巴細(xì)胞表面的分布方式是不同的，靜止淋巴細(xì)胞的LFA-1分子分布分散，而活化的外周血淋巴細(xì)胞、CTL克隆、效應(yīng)T淋巴細(xì)胞以及活化的CTL克隆細(xì)胞的LFA-1分子呈集中分布，在局部形成高密度的LFA-1分子區(qū)域，這可能與NKI-L16表位的暴露有關(guān)（圖2-10，表2-5）。LFA-1分子在局部形成高密度狀態(tài)可以提高其與配體結(jié)合時(shí)的親合力（avidity)。

在integrin家族中，這種精細(xì)的構(gòu)型調(diào)節(jié)作用并不僅限于LFA-1分子，已發(fā)現(xiàn)VLA-4分子同樣存在著靜止、部分活化和活化三種要構(gòu)型，活化的VLA-4分子可與VCAM-1和纖粘連蛋白相結(jié)合，部分活化的VLA-4分子僅結(jié)合VCAM-1分子，而靜止?fàn)顟B(tài)的VLA-4分子則失去結(jié)合任何配體的能力。

圖2-10 淋巴細(xì)胞活化后LFA-1分子分布狀態(tài)的改變

注：靜止外周血淋巴細(xì)胞（PBL）向活化PBL分化過(guò)程中需要Ca2+存在；活化PBL向效應(yīng)PBL分化以及CTL克隆向活化的CTL克隆分化過(guò)程中需要有Cg2+存在?；罨暮托?yīng)的PBL或CTL表面LFA分子呈集中分布。

表2-5　三種狀態(tài)LFA-1分子特性的比較

靜止?fàn)顟B(tài)LFA-1分子中間狀態(tài)LFA-1分子活化狀態(tài)LFA-1分子LFA-1分布方式分散集中集中與ICAM-1結(jié)合的親和力低低高與ICAM-1結(jié)合的親和力低高高NKI-L16表位暴露少多多LFA-1β鏈（CD18）磷酸化無(wú)無(wú)有

2.Ca2+、Mg2+與LFA-1分子活化狀態(tài)的關(guān)系Ca2+和Mg2+的存在對(duì)LFA-1分子與配體的結(jié)合是必需的，在粘附試驗(yàn)系統(tǒng)中加入金屬離子螯合劑（EDTA或EGTA）去除反應(yīng)系統(tǒng)中的Ca2+和Mg2+可以完全抑制LFA-1與其配體的結(jié)合。采用單克隆抗體對(duì)LFA-1分子表位的表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)Ca2+與Mg2+與LFA-1分子某些表位的表達(dá)有關(guān)，而這些表位的表達(dá)是LFA-1分子活化構(gòu)型的標(biāo)志。如上述NKI-L16識(shí)別表位的表達(dá)需要有Ca2+存在；另外一株單克隆抗體24（McAb24)識(shí)別的表位在LFA-1、Mac-1和gp150、90均有表達(dá)，但依賴Mg2+的存在。PMA或抗細(xì)胞表面分子的單克隆抗體作用引起的細(xì)胞凝集有一過(guò)性持續(xù)性兩種，一過(guò)性的作用在半小時(shí)之內(nèi)消失，而持續(xù)性的作用可維持2小時(shí)以上。這種現(xiàn)象與離子依賴種類有一定的關(guān)系，PMA、NKI-L16、抗CD2和CD44單克隆抗體可以引起持續(xù)性的LFA-1分子的活化，它們的作用只依賴Mg2+的存在；而抗CD3、CD43和MHC-Ⅱ類分子的單克隆抗體所引起的凝集是一過(guò)性的，它們的作用則依賴Ca2+與Mg2+的同時(shí)存在。

圖2-11　LFA-1介導(dǎo)細(xì)胞粘附調(diào)節(jié)的模式圖

注：抗原與TCR/CD3復(fù)合物結(jié)合后激活磷脂酶c，催化PIP2水解為IP3和DAG，引起LFA-1分子β鏈的磷酸化，使LFA-1分子構(gòu)型發(fā)生變化，提高與配體結(jié)合的親和力。CD3分子的磷酸化引起TCR/CD3復(fù)合物的調(diào)變，導(dǎo)致PKC水平下降，使LFA-1分子β鏈去磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)榉腔罨癄顟B(tài)而產(chǎn)生去粘附作用。

3.LFA-1分子構(gòu)型改變的機(jī)理 目前對(duì)于淋巴細(xì)胞活化后導(dǎo)致LFA-1分子構(gòu)型改變的機(jī)制還不十分明了。實(shí)驗(yàn)表明，PMA作用于淋巴細(xì)胞后，通過(guò)激活蛋白激酶C（PKC）使LFA-1分子β鏈發(fā)生磷酸化，很可能與LFA-1分子構(gòu)型的改變有關(guān)?？笴D2或CD3單克隆抗體可以通過(guò)影響磷酸肌磷酸肌醇代謝途徑導(dǎo)致PKC的激活，但兩種McAb影響淋巴細(xì)胞粘附分子活化的過(guò)程是不同的，抗CD2單克隆抗體誘導(dǎo)持久的LFA-1分子活化，而抗CD3單克隆抗體只能誘導(dǎo)短暫的、一過(guò)性的LFA-1分子的活化（圖2-11）。這種對(duì)粘附分子表達(dá)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，對(duì)于體細(xì)胞粘附作用的調(diào)節(jié)過(guò)程可能有重要的意義。體內(nèi)對(duì)粘附作用的負(fù)調(diào)節(jié)意味著細(xì)胞可以與相互作用的靶細(xì)胞脫離，再作用于其它靶細(xì)胞，從而最大限度地發(fā)揮作用。前面曾提到McAb24識(shí)別的表位表達(dá)在活化狀態(tài)的LFA-1分子，McAb24并不阻斷LFA-1分子和Mac-1分子與配體的結(jié)合，但卻可以明顯抑制單核細(xì)胞向T細(xì)胞的抗原提呈作用、LAK細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的殺傷作用以及中性粒細(xì)胞的趨化移動(dòng)，這些過(guò)程均依賴LFA-1和Mac-1分子與其配體的相互作用。單獨(dú)CD3單克隆抗體只引起一過(guò)性的LFA-1分子的活化，而同時(shí)加入McAb24則造成持續(xù)性LFA-1分子的活化，提示McAb24可能阻止LFA-1分子由活化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉腔罨癄顟B(tài)。

（二）其它粘附分子構(gòu)型的改變對(duì)粘附作用的影響

除LFA-1分子外，在integrin家族中其它一些粘附分子構(gòu)型的改變也可以影響細(xì)胞的粘附能力。PMA、抗CD2或CD3單抗可以誘導(dǎo)或增強(qiáng)淋巴細(xì)胞的VLA-4（CD49d/CD29)、VLA-5（CD49e/CD29）和VLA-6（CD49f/CD29)與其配體（層粘連蛋白或纖粘連蛋白）的粘附作用，提示上述粘附分子可能通過(guò)與LFA-1相類似的機(jī)制發(fā)生構(gòu)型變化，導(dǎo)致與配體結(jié)合的親和力升高。Mac-1分子（CD11b/CD18）及血小板糖蛋白GPⅡbⅢa（CD41/CD61）分子在細(xì)胞活化后可以暴露新的表位，是其分子構(gòu)型發(fā)生改變的直接證據(jù)，但其發(fā)生機(jī)制目前還不清楚。

盡管目前尚未獲得selectin家族粘附分子構(gòu)型變化影響粘附能力的直接證據(jù)，但某些抗L-seletin或抗E-selectin分子EGF結(jié)構(gòu)域的單抗非但不阻斷L-selectin分子或E-selecti分子與相應(yīng)配體的結(jié)合，反而具有促進(jìn)作用，提示selectin家族粘附分子中同樣存在著分子構(gòu)型變化對(duì)粘附能力調(diào)節(jié)的可能性。