CD14：白細胞分化抗原與LPS受體的雙重身份解析

CD14是1981年由Todd首先在人單核細胞表面發(fā)現(xiàn)的膜蛋白分子，Maliszewski于1985年又從人血漿中發(fā)現(xiàn)了與單核細胞表面CD14結(jié)構(gòu)相似的可溶性CD14 （solubleCD14，sCD14）。因發(fā)現(xiàn)它僅分布在成熟髓樣細胞表面，早期將CD14視為一種白細胞分化抗原，當(dāng)時人們并不知道CD14的具體功能，直到1990年，Wright等首先報道CD14是一種LPS受體，這也是首-次發(fā)現(xiàn)細胞表面存在LPS受體。

人CD14基因位于第5號染色體的長臂上（5q23~q31），約含有1338個核苷酸殘基。從核苷酸的第76位到1200位，編碼一段有375個氨基酸殘基的多肽鏈，該多肽鏈的前19位信號肽被水解后，即形成成熟的CD14分子，含356個氨基酸。與CD14基因相鄰的區(qū)域含有幾種髓樣特異性生長因子和受體基因，包括細胞因子中的IL-3、1L-4、IL-5、IL-1、巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF）、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF）、酸性成纖維細胞生長因子（aFGF）、內(nèi)皮細胞生長因子（ECGF），受體基因有M-CSF受體、血小板源性生長因子受體（PDGFR）、β2-腎上腺素能受體（β2AR）以及分化抗原CD49a和CD49b。鼠CD14基因位于第18號染色體上，后者也至少編碼五種以上生長因子和受體基因。因此，根據(jù)CD14基因的定位，人們曾推測CD14可能是某種受體分子。

鼠CD14基因編碼區(qū)與人CD14具有74%的同源性。鼠CD14由351個氨基酸殘基組成，與人CD14氨基酸序列具有66%的同源性。lkeda等用小鼠CD14基因的PCR擴增片段作探針從牛染色體基因文庫中獲得了牛CD14基因，序列分析發(fā)現(xiàn)在其起始密碼子ATG之后有一個由90 bp構(gòu)成的內(nèi)含子，比人和鼠CD14中的內(nèi)含子多了兩個核苷酸（88bp）。

牛CD14全長編碼基因為1122 bp，共編碼373個氨基酸，其中含有信號肽序列，但缺少穿膜結(jié)構(gòu)域，在其序列中有3個潛在的N-連接糖基化位點。牛CD14的核苷酸序列與人及小鼠CD14的同源性分別為78%和69%，所推導(dǎo)的氨基酸序列與人CD14的同源性為73.5%，與鼠CD14的同源性僅為61.4%，三者之間氨基酸序列的同源性為55%。此外，其他動物CD14基因也與人CD14基因序列有較高的同源性。

同天然免疫系統(tǒng)的其他模式識別蛋白一樣，CD14為亮-氨-酸家族成員，其胞外區(qū)含有多個富亮-氨-酸重復(fù)序列（leucine-rich repeats）（LXXLXLX）。經(jīng)序列分析比較發(fā)現(xiàn)，這一特征性序列竟是來源于在進化關(guān)系上較遠的生物種類，如酵母、果蠅，提示亮-氨-酸重復(fù)結(jié)構(gòu)可能具有重要的生物學(xué)意義?，F(xiàn)認為這一結(jié)構(gòu)域通過形成雙歧β折疊與脂質(zhì)作用，是CD14識別并結(jié)合LPS的關(guān)鍵區(qū)域。

在人和小鼠CD14分子含有10個富亮-氨-酸重復(fù)序列，比牛CD14分子多4個。CD14分子還含有多個半胱-氨-酸殘基，可以形成二硫鍵，這對于穩(wěn)定其空間構(gòu)象及維持其生物活性具有重要意義。缺失突變研究表明，CD14N末端152個氨基酸序列具有完整的結(jié)合LPS和介導(dǎo)細胞激活的作用，說明CD14結(jié)合LPS和激活細胞的功能區(qū)域位于前152個氨基酸以內(nèi)，其中氨基酸57～64和39～44片斷為LPS的結(jié)合域，因為將這些區(qū)域刪除可導(dǎo)致與LPS結(jié)合能力完-全喪失。氨基酸7～10，9～13和91～101可能為CD14的激活域，因為刪除這些區(qū)域后CD14雖能結(jié)合LPS，但缺乏激活作用。此外，CD14分子含有多個N-連接糖基化位點，屬糖蛋白。

根據(jù)CD14在體內(nèi)的存在形式，分為存在于細胞表面的膜結(jié)合型CD14（membranebound CD14，mCD14）和血漿內(nèi)的sCD14。mCD14是一種分子量為5.3萬～5.5萬的糖蛋白，主要通過糖基磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidylinositol，GPI）錨著在細胞膜上，少數(shù)mCD14也可通過跨膜肽與細胞膜結(jié)合，其附膜形式不影響其功能活性。mCD14在細胞內(nèi)合成后，先在高爾基復(fù)合體內(nèi)糖化，其羧基端再與GPI結(jié)合，通過GPI的磷脂部分附著在細胞膜上。

sCD14存在于人和許多動物血清或血漿內(nèi)，其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與mCD14 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相同，但不含GPI結(jié)構(gòu)，故分子量較mCD14小，為4.8萬左右。在正常情況下，其血清含量約為2～6μg/ml。體內(nèi)CD14分子主要以sCD14形式存在，約占體內(nèi)總CD14分子的99%。

目前認為sCD14是由mCD14直接脫落和（或）由單核/巨噬細胞直接分泌產(chǎn)生，即：①通過內(nèi)源性酶促反應(yīng)（由蛋白酶或磷脂酶催化），水解GPI，使mCD14脫落，變成sCD14。有研究顯示，單核細胞受LPS刺激后，細胞表面的mCD14明顯減少，培養(yǎng)上清液中sCD14的濃度卻明顯增加。

②由CD14基因轉(zhuǎn)錄、合成的CD14蛋白不進行GPI化，直接被分泌入血。mCD14主要分布于成熟單核/巨噬細胞表面。流式細胞分析顯示，在外周血單核細胞中，75%~95%的細胞呈CD14強陽性反應(yīng)，少數(shù)細胞顯CD14弱陽性。CD14弱陽性細胞可表達CD16、CD11b、CD33和MHC ClassⅡ抗原，提示這兩群單核細胞亞群間可能存在著一定的功能差異。同單核細胞相似，組織巨噬細胞表面mCD14的表達強度也存在一定差異，如腹腔、胸腔巨噬細胞、脾巨噬細胞、kupffer細胞、腦血管周圍巨噬細胞以及肉芽腫內(nèi)的上皮樣細胞、多核巨細胞均可表達較高水平mCD14，而肺泡巨噬細胞、小神經(jīng)膠質(zhì)細胞卻僅顯CD14弱陽性。

體外研究顯示，單核細胞衍生的巨噬細胞表面mCD14的表達，因培養(yǎng)條件不同可表現(xiàn)為增加、減少、或不變，提示不同部位組織巨噬細胞表達CD14的差異可能與其微環(huán)境不同有一定關(guān)系。

中性粒細胞（PMN）也能表達CD14，但其數(shù)量較單核細胞表面CD14少近10倍。雖然PMN的mCD14水平較低，但其胞內(nèi)CD14 mRNA水平仍較高，PMN受細胞因子、趨化因子刺激時，其表面mCD14表達可明顯增加。此外，非髓樣細胞（non-myeloidcells）如B細胞、乳腺細胞也能表達很弱的mCD14。