Биологическая роль и динамика экспрессии
CD-антигены не являются просто пассивными статичными «метками». Это активные участники иммунологических процессов, которые выполняют множество задач. В первую очередь они выступают в роли рецепторов, лигандов и молекул адгезии, обеспечивая полноценное межклеточное взаимодействие в иммунной системе.
Набор молекул cluster of differentiation на поверхности клетки — это динамичный показатель. Их экспрессия напрямую зависит от нескольких факторов:
- Стадии дифференцировки конкретной клетки.
- Степени клеточной зрелости.
- Принадлежности к определенной субпопуляции.
Данные маркеры присутствуют практически на всех иммунных клетках: Т- и В-лимфоцитах, макрофагах, дендритных клетках и нейтрофилах. В клинической практике использование моноклональных антител к CD-антигенам позволяет врачам и исследователям безошибочно различать клеточные популяции и детально оценивать степень дифференцировки клеток.
Номенклатура Всемирной организации здравоохранения
Классификация CD-антигенов, утвержденная ВОЗ, базируется на специфичности антител именно к лейкоцитарным антигенам человека.
Принцип формирования номенклатуры предельно прост: каждой открытой молекуле присваивается собственный порядковый номер (например, CD1, CD2 и так далее). На сегодняшний день список невероятно обширен и включает сотни наименований, превышая цифру в 300 маркеров.
Интересно, что изначально созданная для белых кровяных телец, эта классификация доказала свою универсальность. Сейчас она охватывает не только лейкоциты, но и специфические поверхностные антигены многих других клеток организма.
Характеристика маркеров Т- и В-лимфоцитов
Каждая субпопуляция лимфоцитов обладает строго определенным набором молекул, определяющим ее функции.
Маркеры Т-лимфоцитов:
- CD3: общий (так называемый пан-Т) маркер абсолютно всех Т-лимфоцитов. Он входит в состав Т-клеточного рецептора (TCR) и отвечает за передачу активирующего сигнала внутрь клетки в момент связывания с антигеном.
- CD4: классический маркер Т-хелперов. Это костимулирующая молекула, чья главная функция — распознавание молекул MHC II класса на поверхности антигенпредставляющих клеток. Важный нюанс: маркер CD4 также экспрессируется на моноцитах, макрофагах, дендритных клетках и даже на некоторых опухолевых клетках.
- CD8: маркер цитотоксических Т-лимфоцитов (ЦТЛ). Также является костимулирующей молекулой, но, в отличие от CD4, его функция заключается в распознавании молекул MHC I класса на клетках-мишенях.
- CD28: важнейшая костимулирующая молекула Т-лимфоцитов, без которой невозможна их полноценная активация.
Маркеры В-лимфоцитов: Главными специфическими маркерами В-клеток выступают CD19, CD20 и CD21. Их основная задача — непосредственное участие в сложных процессах активации и последующей пролиферации В-лимфоцитов.
Маркеры NK-клеток, активации, стволовых клеток и апоптоза
Помимо стандартных маркеров Т- и В-клеток, существуют специализированные антигены, отвечающие за особые функции или состояния:
- CD16 (маркер естественных киллеров): представляет собой низкоаффинный рецептор к иммуноглобулинам G (IgG). Его наличие обеспечивает участие NK-клеток в антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности (АЗКЦ).
- CD25 (маркер активации): молекула, которая появляется на поверхности как Т-, так и В-лимфоцитов в момент их активации.
- CD34: ключевой маркер, по которому идентифицируют гемопоэтические стволовые клетки (ГСК).
- CD40: костимулирующая молекула, необходимая для обеспечения продуктивного взаимодействия между антигенпредставляющими клетками (АПК) и В-лимфоцитами.
- CD95 (Fas/APO): специфический маркер, являющийся рецептором для Fas-лиганда. Выполняет роль «рецептора смерти» (Death Receptor, DR). Его структурная особенность заключается в наличии особого внутриклеточного «домена смерти» (Death Domain, DD). Именно этот домен при активации запускает механизм апоптоза — запрограммированной гибели клетки.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие CD-маркеры являются специфическими для В-лимфоцитов?
Специфическими маркерами В-лимфоцитов являются молекулы, участвующие в их активации, пролиферации и распознавании антигенов. К основным В-клеточным антигенам относятся:
- CD19 — строго специфичный маркер для всех В-лимфоцитов.
- CD20 — специфический маркер, участвующий в процессах активации.
- CD21 (CR2) — рецептор для комплемента.
- CD22 — маркер с выраженной экспрессией на В-клетках.
- CD23 — маркер фолликулярных В2-клеток.
- CD79a и CD79b (Igα и Igβ) — полипептидные цепи в составе комплекса BCR.
Также на В-клетках могут экспрессироваться CD32, CD43, CD45, CD62L, CD72 и CD81.
Какие CD-маркеры относятся к суперсемейству иммуноглобулинов?
К суперсемейству иммуноглобулинов относятся различные рецепторы, маркеры дифференцировки и молекулы адгезии. В это семейство входят следующие CD-маркеры:
- CD2, CD3, CD4, CD8 — корецепторы и маркеры дифференцировки Т-клеток.
- CD28, CD152 (CTLA-4), ICOS, PD-1 — костимулирующие или регуляторные молекулы.
- CD54 (ICAM-1) и CD106 (VCAM-1) — молекулы адгезии.
- CD79a (Igα) и CD79b (Igβ) — полипептидные цепи гетеродимеров В-клеточного рецептора.
- CD90 (Thy-1) — представитель суперсемейства иммуноглобулинов.
- CD121 (IL-1R) — рецептор цитокинов.
Какие CD-маркеры выполняют функцию молекул адгезии?
Функцию молекул адгезии выполняют интегрины, селектины и представители суперсемейства иммуноглобулинов, обеспечивающие миграцию и межклеточные контакты. К CD-маркерам, связанным с адгезией, относятся:
- CD11a/CD18 (LFA-1), CD11b/CD18 (Mac-1, CR3), CD11c/CD18 (p150/p95, CR4) — β2-интегрины лейкоцитов.
- CD18 — общая β2-цепь интегринов.
- CD54 (ICAM-1) и CD106 (VCAM-1) — иммуноглобулиноподобные молекулы адгезии.
- CD62L (L-селектин) — молекула адгезии на наивных Т-клетках, участвующая в миграции.
- CD15s — рецептор L-селектина, нарушение экспрессии которого связано с дефектом роллинга лейкоцитов.
- CD34 — молекула на эндотелии, взаимодействующая с L-селектином при захвате нейтрофила.
Какие CD-маркеры экспрессируются на поверхности естественных киллеров (NK-клеток)?
На поверхности естественных киллеров (NK-клеток) экспрессируются следующие маркеры:
- CD16 — низкоаффинный рецептор к IgG, участвующий в антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.
- CD56 и CD94 — характерные поверхностные маркеры NK-клеток.
- CD2 — маркер, экспрессируемый NK-клетками.
- CD8 — экспрессируется на части естественных киллеров.
- CD21 (CR2) — рецептор комплемента, который может экспрессироваться на естественных киллерах.
При этом у NK-клеток отсутствуют маркеры Т-клеточного рецептора/TCR.
Какие молекулы необходимы для костимуляции Т-лимфоцитов при их активации?
Для активации Т-лимфоцитов важны взаимодействия костимулирующих молекул на Т-клетках с соответствующими лигандами на антигенпрезентирующих клетках (АПК). К основным костимулирующим парам относятся:
- CD28 на Т-клетке взаимодействует с CD80 (B7-1) и CD86 (B7-2) на АПК; это обеспечивает костимуляцию и секрецию IL-2.
- CD154 (CD40L) на Т-клетке связывается с CD40 на АПК или В-клетке.
- ICOS на Т-хелпере взаимодействует с ICOS-L на АПК.
- OX40 на Т-хелпере взаимодействует с OX40L на АПК.
Также в Т-В-клеточной кооперации участвуют молекулы адгезии.
Какие CD-маркеры появляются на лимфоцитах в момент их активации?
В процессе активации Т-лимфоцитов на мембране последовательно появляются специфические маркеры:
- CD69 — самый ранний активационный антиген; появляется на поверхности через 2–3 часа.
- CD25 — ранний маркер активации, α-цепь рецептора для IL-2; появляется через 4 часа. CD25 также указан как маркер активации, появляющийся на Т- и В-лимфоцитах.
- CD71 — рецептор для трансферрина; экспрессируется примерно через 24 часа и важен для пролиферации.
- MHC-II — поздние маркеры активации Т-клеток; экспрессируются на 3–6 сутки.
- CD95 — может выявляться на активированных Т-клетках; CD95 является Fas/APO-рецептором, «рецептором смерти», запускающим апоптоз.
Также на поздних этапах активации появляются молекулы адгезии, включая β1-интегрины группы VLA.
Маркеры В-лимфоцитов легко запомнить, так как это три числа, идущие подряд: CD19, CD20, CD21.
Вопросы с занятий и экзамена
Можно ли обнаружить маркер Т-хелперов (CD4) на клетках, не относящихся к лимфоцитам?
Да, помимо Т-хелперов, молекула CD4 также экспрессируется на поверхности моноцитов, макрофагов, дендритных клеток, а в некоторых случаях — и на опухолевых клетках.
Какую функцию выполняет молекула CD3?
CD3 является общим пан-Т маркером всех Т-лимфоцитов. Находясь в составе Т-клеточного рецептора (TCR), эта молекула передает активирующий сигнал внутрь клетки при успешном связывании с антигеном.
Что произойдет при взаимодействии рецептора CD95 с его лигандом?
CD95 (Fas) функционально является «рецептором смерти». При связывании с Fas-лигандом активируется его внутриклеточный «домен смерти» (DD), что приводит к запуску апоптоза.
Что ещё разобрать по теме
- Детальное строение Т-клеточного рецептора (TCR) и роль молекулы CD3 в передаче сигнала
- Механизм распознавания молекул MHC I и II классов при участии корецепторов CD8 и CD4
- Процесс антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности (АЗКЦ) с участием CD16
- Взаимодействие CD40 и его лиганда между антигенпредставляющими клетками и В-лимфоцитами
- Внутриклеточный каскад реакций апоптоза, запускаемый «доменом смерти» (DD) рецептора CD95
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Кластеры дифференцировки» и ещё 4 383 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 141 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Учение об иммунитете»
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.