CD4

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Struktura krystaliczna monomerycznej formy glikoproteiny CD4

CD4 (ang. cluster of differentation 4, synonimy: Leu-3, L3T4, T4) – glikoproteina o masie cząsteczkowej 55 kDa występująca na powierzchni komórek układu odpornościowego, takich jak limfocyty T pomocnicze, monocyty, makrofagi i komórki dendrytyczne. U ludzi białko to jest kodowane przez gen CD4 zlokalizowany na chromosomie 12, u myszy na chromosomie 6.

Historia[edytuj | edytuj kod]

W latach 70. XX wieku nastąpił rozwój metod związanych ze stosowaniem przeciwciał monoklonalnych w celach identyfikacji białek swoistych dla różnych populacji komórek. Jedno z badanych przeciwciał o nazwie OKT4 wykazywało reaktywność względem antygenu obecnego na części limfocytów T[1]. Antygen rozpoznawany przez wyżej wspomniane przeciwciało – od jego nazwy – oznaczono nazwą T4, funkcjonowała również alternatywna nazwa Leu-3. W roku 1984, w związku z utworzeniem nomenklatury CD, białko uzyskało oficjalną nazwę CD4[2] .

Struktura[edytuj | edytuj kod]

Podobnie do wielu innych białek powierzchniowych, CD4 jest członkiem nadrodziny białek immunoglobulinopodobnych. Składa się z czterech domen immunoglobulinowych, oznaczonych symbolami od D1 do D4, które znajdują się na powierzchni komórki. Domeny D1 i D3 mają charakter domen zmiennych (IgV), zaś D2 i D4 strukturalnie przypominają domeny stałe (IgC) przeciwciał. Domena D1 jest kluczowa dla funkcjonowania CD4, gdyż wiąże się z białkami MHC klasy II, co jest podstawą działania CD4[3]. Białko CD4 posiada również krótki fragment wewnątrzkomórkowy, który oddziałuję z kinazą Lck[4].

Funkcjonalnie aktywna cząsteczka CD4 występuje na powierzchni komórek w formie dimeru lub tetrameru, powiązanego mechanicznie również z TCR/CD3 . Rozbicie tych kompleksów powoduje utratę funkcji CD4[5].

Funkcja[edytuj | edytuj kod]

CD4 jest jednym z koreceptorów receptora limfocytów T i odgrywa zasadniczą rolę w procesie prezentacji antygenu. Działanie CD4 polega na dwóch zjawiskach. Po pierwsze, CD4 powoduje, że kontakt pomiędzy komórką prezentującą antygen i limfocytem T jest bardziej ścisły i stabilny, co pozwala na dłuższą interakcję pomiędzy tymi komórkami[6]. Po drugie, wspomniana wcześniej rekrutacja kinazy Lck wzmacnia sygnał biegnący od receptora TCR, ułatwiając tym samym aktywację limfocytu[7]. Obniżony poziom CD4 na limfocytach Th2[8] oraz limfocytach T regulatorowych[9] jest odpowiedzialny za słabszą odpowiedź tych komórek na stymulację antygenem[10]. CD4 może również inicjować szlaki sygnałowe niezależnie od kompleksu TCR/CD3, co prowadzi do napływu wapnia do wnętrza komórki oraz produkcji interleukiny 2[11].

Znaczenie w nauce i medycynie[edytuj | edytuj kod]

CD4 jest białkiem rutynowo oznaczanym w testach naukowych i diagnostycznych związanych z funkcjonowaniem limfocytów T, zwykle w połączeniu z oznaczaniem innych antygenów. Ponieważ w wielu białaczkach rozwijających się z limfocytów T ekspresja CD4 jest zachowana, białko to jest pomocne w diagnostyce tych nowotworów. Zwiększona liczba komórek wykazujących obecność CD4 jest również powiązana z niektórymi chorobami autoimmunizacyjnymi, np. cukrzycą typu I.

Znaczenie CD4 polega również na tym, że jest to jeden z receptorów (obok CXCR4 i CCR5), które wiążą białka wirusa HIV (w tym wypadku glikoproteinę gp120) i umożliwiają wniknięcie wirusa do komórek[12], co skutkuje jego namnażaniem i rozwojem zakażenia[13]. Ponieważ skutkiem działania wirusa HIV jest obniżenie liczby komórek wykazujących ekspresję CD4, oznaczanie komórek CD4-pozytywnych we krwi jest narzędziem diagnostycznym, wspomagającym terapię osób zarażonych wirusem, mimo że wskaźnik ten sam w sobie nie może być stosowany jako test na zakażenie HIV.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. EL. Reinherz, PC. Kung, G. Goldstein, SF. Schlossman. Separation of functional subsets of human T cells by a monoclonal antibody.. „Proc Natl Acad Sci U S A”. 76 (8), s. 4061-5, Aug 1979. PMID 315070. 
  2. Nomenclature for clusters of differentiation (CD) of antigens defined on human leukocyte populations. IUIS-WHO Nomenclature Subcommittee.. „Bull World Health Organ”. 62 (5), s. 809-15, 1984. PMID 6334575. 
  3. DR. Littman. The structure of the CD4 and CD8 genes.. „Annu Rev Immunol”. 5, s. 561-84, 1987. doi:10.1146/annurev.iy.05.040187.003021. PMID 3109457. 
  4. A. Veillette, MA. Bookman, EM. Horak, JB. Bolen. The CD4 and CD8 T cell surface antigens are associated with the internal membrane tyrosine-protein kinase p56lck.. „Cell”. 55 (2), s. 301-8, Oct 1988. PMID 3262426. 
  5. DA. Vignali, KM. Vignali. Profound enhancement of T cell activation mediated by the interaction between the TCR and the D3 domain of CD4.. „J Immunol”. 162 (3), s. 1431-9, Feb 1999. PMID 9973399. 
  6. C. Doyle, JL. Strominger. Interaction between CD4 and class II MHC molecules mediates cell adhesion.. „Nature”. 330 (6145). s. 256-9. doi:10.1038/330256a0. PMID 2823150. 
  7. K. Nika, C. Soldani, M. Salek, W. Paster i inni. Constitutively active Lck kinase in T cells drives antigen receptor signal transduction.. „Immunity”. 32 (6), s. 766-77, Jun 2010. doi:10.1016/j.immuni.2010.05.011. PMID 20541955. 
  8. Y. Itoh, Z. Wang, H. Ishida, K. Eichelberg i inni. Decreased CD4 expression by polarized T helper 2 cells contributes to suboptimal TCR-induced phosphorylation and reduced Ca2+ signaling.. „Eur J Immunol”. 35 (11), s. 3187-95, Nov 2005. doi:10.1002/eji.200526064. PMID 16276482. 
  9. JY. Tsang, NO. Camara, E. Eren, H. Schneider i inni. Altered proximal T cell receptor (TCR) signaling in human CD4+CD25+ regulatory T cells.. „J Leukoc Biol”. 80 (1), s. 145-51, Jul 2006. doi:10.1189/jlb.0605344. PMID 16684890. 
  10. S. Hannier, C. Bitegye, S. Demotz. Early events of TCR signaling are distinct in human Th1 and Th2 cells.. „J Immunol”. 169 (4), s. 1904-11, Aug 2002. PMID 12165515. 
  11. S. Carrel, S. Salvi, P. Gallay, C. Rapin i inni. Positive signal transduction via surface CD4 molecules does not need coexpression of the CD3/TcR complex.. „Res Immunol”. 142 (2), s. 97-108, Feb 1991. PMID 1678202. 
  12. PD. Kwong, R. Wyatt, J. Robinson, RW. Sweet i inni. Structure of an HIV gp120 envelope glycoprotein in complex with the CD4 receptor and a neutralizing human antibody.. „Nature”. 393 (6686), s. 648-59, Jun 1998. doi:10.1038/31405. PMID 9641677. 
  13. RA. Fisher, JM. Bertonis, W. Meier, VA. Johnson i inni. HIV infection is blocked in vitro by recombinant soluble CD4.. „Nature”. 331 (6151), s. 76-8, Jan 1988. doi:10.1038/331076a0. PMID 2829022.