三、CD3ζ和η鏈
從基因水平研究發(fā)現(xiàn),ζ和η鏈?zhǔn)峭换虻膬煞N不同的拼接形式。ζ鏈由前1-8外顯子編碼,而η鏈?zhǔn)乔?-7加上第9外顯子編碼。在遺傳和結(jié)構(gòu)上,與CD3γ、ε和δ三個(gè)亞單位不同,ζ和η鏈只有一個(gè)短的細(xì)胞外功能域(9個(gè)氨基酸殘基)。ζ和η鏈在氨基酸水平的主要差異存在胞漿內(nèi),η鏈比ζ鏈多42個(gè)氨基酸殘基,但缺少6個(gè)潛在的酪氨酸殘基磷酸化位點(diǎn)中的一個(gè)。沁ζ、η和Fcεr Iγ多肽鏈共同表達(dá)于同一個(gè)細(xì)胞時(shí),一個(gè)ζ亞單位可同ζ、η或Fcεr Iγ三個(gè)亞單位中的任何一個(gè)通過二硫鍵形成三種不同的二致辭體如ζ-ζ、ζ-η或ζ-Fcεγ(Ige Fc I型受體γ鏈),因此有人將ζ、η和FcεR Iγ鏈稱之為ζ家族(ζfamily)。以TCRαβ多態(tài)型為例,可有TCRαβγεδεζζ或TCRαβγεδεηζ不同組合的TCR/CD3復(fù)合物,并可能共同存在于同一個(gè)細(xì)胞表面,把某一抗原與不同信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑連接起來。
(一)ζ鏈
ζ鏈絕大多數(shù)以同源二聚體即ζ-ζ形式存在,僅有10%以異源二聚體(ζ-η)形式存在。ζ鏈?zhǔn)且环N高度保守的結(jié)構(gòu),分子量為10kDa,從小鼠ζ鏈的cDNA推算出信號(hào)肽21個(gè)氨基酸殘基,胞膜外區(qū)為9個(gè)氨基酸殘基,穿膜區(qū)21個(gè)氨基酸殘基,胞漿區(qū)113個(gè)氨基酸殘基。目前已知,ζ鏈?zhǔn)且环N受體激活的蛋白酪氨酸激酶底物,當(dāng)受體與配體結(jié)合后,ζ鏈很快發(fā)生酪氨酸磷酸化,參與淋巴細(xì)胞活化信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。用基因轉(zhuǎn)染方法證實(shí),ζ鏈胞漿內(nèi)功能域具有將受體結(jié)合與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑連接起來的功能。目前發(fā)現(xiàn),ζ鏈并非為TCR/CD3復(fù)合體所特有,它可以不依賴CD3的其它亞單位而存在于NK中,并同F(xiàn)cζγRⅢ(CD16)相連。此外,在TCR觸發(fā)后,ζ鏈可以同一胞漿內(nèi)稱為ζ鏈相關(guān)蛋白70(ZAP-70)相結(jié)合,AP-70為一種胞漿內(nèi)具有PTK活性的信號(hào)蛋白,含有兩個(gè)SH-2(src homology region 2,SH-2)結(jié)構(gòu)域以及一個(gè)與豬脾中PTK syk相關(guān)的激酶結(jié)構(gòu)域,ZAP-70分子中SH-2與ζ鏈中磷酸化的酪氨酸殘基相結(jié)合,ζ鏈的酷氨酸磷酸化是由p59fyn或p56lck催化所致。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com
(二)η鏈
小鼠η鏈分子量為21kDa,可與ζ以異源二聚體形式存在。在人體細(xì)胞中至今還缺乏分子水平的證據(jù)來證明η蛋白產(chǎn)物及其在細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄物的存在。采用不同探針在體外進(jìn)行核糖核酸酶保護(hù)試驗(yàn)證明,人及某些哺乳動(dòng)物有η樣區(qū)產(chǎn)物表達(dá),對(duì)其序列分析表明,η樣區(qū)產(chǎn)物是ζ基因經(jīng)選擇拼接后所產(chǎn)生,但在人類η樣區(qū)表達(dá)水平很低,僅有ζmRNA水平的0.25%.不同物種η樣區(qū)基因在核苷酸水平高度保守,但由于讀框改變使得它們?cè)诎被崴綗o明顯同源性。
表8-1 T細(xì)胞抗原受體復(fù)合體中的蛋白多肽
名稱 |
功能 |
分子(kDa) |
多聚體形成 |
特點(diǎn) | |
人 | 鼠 | ||||
TCRα | 作為MHC-Ag復(fù)合體識(shí)別受體的肽鏈 | 45~60 | 44~55 | α β | IGSF成號(hào);基因重排;CD4+或CD8+T細(xì)胞 |
TCRβ | 作為MHC-Ag復(fù)合體識(shí)別受體的肽鏈 | 40~50 | 40~55 | α β | IGSF成員;基因重排;CD4+或CD8+T細(xì)胞 |
TCRγ | 作為MHC-Ag復(fù)合體識(shí)別受體的肽鏈 | 45~60 | 45~60 | γδ或γγ | IGSF成員;基因重排;為CD4-CD8-T細(xì)胞 |
TCRδ | 作為MHC-Ag復(fù)合體識(shí)別受體的肽鏈 | 40~60 | 40~60 | γ δ | IGSF成員;基因重排;主要為CD4-CD8-T細(xì)胞 |
TCRγ | 作為αβ和γδTCDR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子 | 25~28 | 21 | IGSF成員;絲氨酸殘基磷酸化 | |
TCRδ | 作為αβ和γδTCDR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子 | 20 | 28 | IGSF成員;絲氨酸殘基磷酸化 | |
TCRε | 作為αβ和γδTCDR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子 | 20 | 25 | IGSF成員;絲氨酸殘基磷酸化 | |
TCRζ | 作為αβ和γδTCDR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子 | 16 | 16 | ζζ或ζη | 酪氨酸殘基磷酸化 |
TCRη | 作為αβ和γδTCDR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子 | ? | 21 | ζη | |
TCRψ | 參與胞漿內(nèi)質(zhì)網(wǎng) | 28 | 28 | 不表達(dá)在細(xì)胞表面 | |
(或TRAP) | CD3分子的裝配 | TCR/CD3復(fù)合體中 |
注:TRAP:T cell receptor-associated protein,T細(xì)胞受體相關(guān)蛋白
IGSF:immunoglobulin superfamily,免疫球蛋白超家族
在T細(xì)胞成熟過程中,TCR/CD3復(fù)合體中任何一個(gè)亞單位缺陷,可能導(dǎo)致細(xì)胞功能低下,甚至引起臨床癥狀。TCR/CD3復(fù)合體形成過程通常是按以下順序進(jìn)行的;首先CD3γ、δ和ε三種肽鏈通過形成γ-ε和δ-ε兩種異源二聚體成為穩(wěn)定的復(fù)合物核心,TCRαβ(或TCRγδ)與之結(jié)合,隨后ζ-ζ或ζ-η二聚體同TCRαβ(或γδ)/CD3γεδε復(fù)合物結(jié)合,最后轉(zhuǎn)移到T細(xì)胞表面。CD3γ和δ的缺陷可能影響TCR/CD3復(fù)合物的裝配和表達(dá)。γ-TCRID(TCr immunodeficiencies)患者的TCR/CD3復(fù)合物在外周血T細(xì)胞膜中的表達(dá)較正常人低兩倍,可發(fā)生腹瀉和致命性病毒性肺炎。ε-TCRID患者的TCR/CD3復(fù)合物在外周血T細(xì)胞膜中表達(dá)較正常人低10倍,但這些患者的臨床癥狀較輕微,提示患者T細(xì)胞表達(dá)的TCR/CD3的功能基本是正常的。
組成TCR/CD3復(fù)合體的分子以及這些分子在一系列生化事件中將信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)核內(nèi)方面的研究也取得很大進(jìn)展。TCR通過兩種或更多不同的獨(dú)立的途徑中某一途徑傳遞信號(hào),取決于被選擇的TCR/CD3和/或TCR/CD3相關(guān)分子的活化,這些分子在某個(gè)途徑起作用,并決定著細(xì)胞所獲得的效應(yīng)功能的轉(zhuǎn)歸。TCRαβ或γδ克隆型異源二聚體,能同CD4或CD8復(fù)合體分子相連,并可具有CD3中ζ-ζ、ζ-η甚至ζ-γ二聚體蛋白,在同一個(gè)T細(xì)胞中可以表達(dá)一種類型以上TCR分子。不同TCR以及它們相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑反映了:(1)存著許多功能上不同的T細(xì)胞亞群;(2)分化的T細(xì)胞對(duì)在不同途徑中的所需要的條件取決于它們分化的不同階段。例如:抗原刺激可以誘導(dǎo)某個(gè)分化階段T細(xì)胞發(fā)生增殖,對(duì)另外一群T細(xì)胞可能誘導(dǎo)程序性細(xì)胞死亡,而在T細(xì)胞第三亞群中可能誘導(dǎo)免疫無反應(yīng)性。另外,單獨(dú)一個(gè)成熟T細(xì)胞在免疫應(yīng)答過程中發(fā)揮輔助功能或細(xì)胞毒作用,可能同選擇與相應(yīng)受體相連幾種信號(hào)傳遞途徑的不同有關(guān)。
由于分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)的應(yīng)用,TCR/CD3中新成員以及它們相關(guān)分子方面的研究獲得了相當(dāng)大的進(jìn)展。但是,還不能回答關(guān)于抗原刺激如何選擇幾種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的某一種,以及它們?cè)诿總(gè)途徑中起何作用,因此,涉及到經(jīng)TCR途徑信號(hào)轉(zhuǎn)
導(dǎo)的新分子及其作用機(jī)理還有待進(jìn)一步鑒定和闡明。