【doc】Fc受体研究进展（一）：Fc受体的结构与分类

【doc】Fc受体研究进展（一）：Fc受体的结构与分类 Fc受体研究进展(一):Fc受体的结构与分 类 目井医学兔疫学分册1994年第3期 々HedrickSMeta1.Nature,1984; sos?149. 8ChienYHeta1.Nature,1984I312l 31. 9SaitoHeta1.Nature,19816I312l 36. 10KungPCeta1.Science,1979;206l 347. 儿B0rst】eta1.JBi0lChem,1983I 258l5135. 13Krissanseneta1.EMB0j.I986I5I l799. l4SamlsonLEeta1.Cell,985aI43l 2'23. 15WeissmanAMeta1.Sclence,1988aI 239I1018. 16JinYJeta1.ProcNat1AcadSciUSA, 990s87I3319. 170doffDGeta1.Nature,1990I347l 189. 嗽l二076Fc受体研究进展(一) Fc受体的结构与分类 根 北京医科大学免疫学教研室张j项树林综述钱玉昆徐德胜审阅 ——al2 目前发现了免疫球蛋白(Ig)类或同种型都有其相应的Fc受体(FcR),并且 它们可表达于免疫系统的多种细胞上.近几年随着单克隆抗体和DNA探针技术 的应用,已 确定了些受体的结构及编码基因.本文综述了这些FcR的结构特征,.细胞分布及 其分类, 其中除低亲和fJFceRg~(与动物凝集素相似),FcR基本上均属Ig超家族成员.同时 也简 要介绍了参与Ig运输的FcR样分子cR的相关分子. Ig单体由两条重链和两条轻链组成,每 条链都含有抗原结合可变区的氨基末端和含 有与Ab的效应功锃有关功能区的羧基末 端.Ig重链羧基.的功能区形成Fc段, 可通过与特异性Fc受体(FcR)相互作用而 触发细胞活动.已证实在人和小鼠存在所有 Ig类或同种型相应的FcR:即IgG(Fc7一 R),IgE(FceR),IgA(FcaR),IgM (Fc~tR),IgD(Fc6R)【1,】.不同Ig分 子的部分生物学活性,取决于它们所结合的 表达于不同细胞上FcR的能力.例如:IgE 引起肥大细胞及嗜碱性粒细胞脱颗粒及炎症 介质的释放,就是通过IgEFG段与高亲和 ?l4=8L. 力FceR相互作用而引起的【31.被巨噬细胞 吞噬的IgG复合物,也可通过与FcyR的相互 作用,来激活细胞毒性淋巴细胞和单核细胞 的溶解效应或调节B细胞活性【t..I霉A, IgM,IgD与它们相应的FcR相互作侣也介 导了一系碉的免疫调节作用【.'l.而FcR 的可溶性形式C免疫球蛋白结合因子, IgBF)可能具有多种免疫调节功能【81.Ig 在不同组织间的转运也是受FcR样的分子 (如多聚Ig受体)调节【g1. 随着单克隆抗体(McAb)及分子克隆 技术的广泛应用,多种编码FcR的cDNA基 因及受体分子多肽得到鉴定.在人类及小鼠 俸 暇 ? 蛋 ,龟 髦+ 髻+ 量 竖 + + 一 l Iml 赴 姆 培 口 0 tl49' 曰z0墨I0墨I._10墨I曰z0H'qN0H'10H曰z一0墨I'z9暑H<,0H二0H I-芝B0I-n._【I_芝B0I.n._II-窆B0_II-窆10_I.n._I.._【口Q 基熏z尽导理乒?理暴磐皿基昂馨廿 基器'L ,基爵z,基器驵链蛰 ,基器甜哥;}壬,基再磐皿 0H'z0H八?0H二0H I-窆B0_I.10_In口Q 基器?,七茸 ,基器驵链蛰,基器爨葛壬 舀器砰.基器餐皿 ?0暑I._10H .- 窆B0_II'.口0 基器辞基疑磐皿静求基景 卜. 取oS1酲,f,Ni叠} 日口.^ 口H 基爵'L+口0 曩瞧孬i辩.赠再? 墨I 基鬻 'L霜?口000霜 婀.耳【R? 日口?n^ 《墨I 基景'L 窨+?口0+一0口霜 .妲孬i.基耳? 文 疆嚣霜繇 ++ _I0.n?._【'L《._I.?_【.._I.N ??(1_I.n卜?.?0? 凶霜灶墨I程髻牡墨I 赵 畚厶二_【 ?H 遥爵'L霜+?口0 00霜赔剥襟.基 目?霜+H/+口H 审_I 龌 基辱烈驵鬣 蛰.基导霉 ^日口.?-0 日口. _【?一.?.H 凶霜毡墨1 (]0 .甘甘^卜0一^n 凶避霜枯j_ 日(Iv s艇 嫒 氍一霉好 .爆_上霜鼷正赳: 日口.日口 ^酬基昂罄皿咎暾NH_【卜u.基器?嗽Iq『1卜.隧七 燃 磷女曲 . n_I 髻,壬 ^?0_10暑Iv N八日N八?0H 基再 驵壬.基导z.基 爵'L?\^'舟窆艇辞 磷交._I .n_I 肇 _10\八?0暑I 西N门H0H 基疑辎辞.基 疑'L剥蝶.基爵? 掰 _壬嚼畚 _【.Iz_I 怄 鞘鑫《z譬叵 爨好雹区艄 ^谦删区艄 馓 ^?0入_10H') ??日N0墨I 基器哥;}壬霜 赔善吕辞 哥;}睬霉 旦}避暴 oT1o8o 一o_瞄?o一卜. ?o 一卜H瞄卜. 瞄. 略掣瞄5孽烈o基露山捷墨,f,I.i叠} 已发现,大部分的FcR与配体一样都是属于 同一基因家族(Ig超家族)的成员. 一 ,按所结含的lg种类分类 按IgFcR所结合的Ig种类可将其分为五 火类,即FcyR,FceR,FcGcR,Fc~LR和 FcR.其中FcyR也可分为FcyRI,FcyR I和FcyR?三个亚类[10,1l】;FceR可为 FceRI和FceR?两个亚类.各种受体的特 征见表1. 1.Fcy受体(,FcyR):人和小鼠都 存在三类FcyR,它们分别是FcyRI, FcyR?和FcyR?(表2). ?FcyRI(CD64):FcyRI与IgG1 和IgG3(人)及IgG2a(小鼠)单体高 亲和力结合.FcyRI表达于单核巨噬细 胞.在小鼠和人分别存在1个和2个FcyRI 的编码基因[1?.识别人FcyRI的McAb 为197,32.2及10.1.?FcYR?(CD32) 和FeaR?(CD16):Fc'lR?和Fc-/R? 与单体IgG很难结合,与IgG复合物低亲和 力结合(FcyR?~FcyRI)(表2). FcyR?和FcyR?分布广泛,FcyR?存在 于B细胞,巨噬细胞(M4)),多形核细 胞,盘小板及单核细胞.FcyR噩存在于粒 细胞,NK细胞,M及活化的单核细胞 (表2)[111.人FcyR?有两种形式:一 个是与磷酸脂(P1)相连的分子(Fc丫R?1) 存在于中性粒细胞;另一个是跨膜受体 (Fc,/R噩2),存在于NK细胞及活化的单 核细胞[1】,这两种形式分别由两个不同的 基因编码.FcyR?和FcyR?编码基因在小 鼠为一个,在人至少分别由两个基因编码. 所有的这些基因在人和小鼠均位于1号染色 体上[1". FcyR的基本结构相似,分为胞外部 分,亲水的跨膜片段及一个胞内尾巴.在 胞外部分,FcyR?和FcyR?含有两个, Ec丫RI含有三个Ig样功能.区[11,1】. 31Q: FcyRI和FcyR?胞外部分结构的高度同源 性(70%"--'95)提示它们具有相同的结合 特异性(IgG1/IgG2b/Ig~2a)和亲和 力.这两种受体的跨膜及胞内片段的差异, 为这两种受体在胺上及胞内与不同分子的相 互作用提供了化学基础.这可解释相似的 IgG免疫复合物,在表达FcyR?的不同类 型细胞上能引起不同的效应.FcyR?的胞 外片段含有水解位点,当从该位点裂解时, 可产生具有免疫调节性质的可溶性IgBF. FcyR?与高亲和力FceRI的结构有某 些共同的特征[1?.两种受体均有2个C2型 的胞外Ig样的功能区及带有正电荷的天门冬 氨酸残基的胞内片段.FceRI由Gc,p和Y链 组成.其中Y亚单位与TCR中CD3复合物的 链具有同源性.有趣的是,在FceRIy链的 mRNA存在时,FcyR西的表达升高.据推 测Y链可通过中和正电荷而易化FcyR噩插 入到细胞谈过曼,并且是FcyR?的非配 体结合亚单位【l?. 2.Fc,受涔(FceR):人和小鼠都存 在两类FceR,分别是FceRI和FceR?. @Fc~RI:表达于肥大细胞及嗜碱性粒 细胞表面的Fc~RI,与IgE单体高亲和力结 合.抗原与结合于FceRI上的IgE楣互作用 可触发炎性介质及细胞因子的释放.FceRI 是由一个IgE结合糖蛋白(Gc链),一条跨 膜I3链及一条短的(9KDa)的二聚体Y链 (与FcyR?相连的Y链相回)的四聚体组 成.编码FceRIc~链的基因与FcyR的基因簇 集于1号染色体q23—24上【3,1?.它与 FcyR噩一样,含有两个胞外Ig样的功能区, 一 个跨膜区及一个胞内尾巴.它在细胞腆上 的表达需要^,链的存在[1?.~FceR? (CD23):Fc,RI以低亲和力结合IgE. 分布于B细胞,单核细胞,嗜酸性粒细胞等 细胞上.具有调节作用和效应器的功能 [161 .FccR?不属于Ig超家族,与动物:0 C型血凝素相似.人FceR?/coz3是由含有 i1个外显子的基因编码的56KD的糖蛋白. 该分子呈反向性定位于膜内,羧基末端在 外,而氨基末端则位于胞内[1^1.其胞外部 为血凝素样的功能区,参与配举的结合.倒 转的RGD序列位于分子的C末端部分,增加 了CD23与整合索相互作用的可麓性.目前 发现了人CD23的两种相关形式[i.? FcsR?a:持续表达于IgD/igM的B细 胞;~FceR?b:在B细胞上由IL一4诱导 产生,并存在于所有表达CD23的其它细胞 上. 3.其它Fc受体:IgA,IgM及IgD构 受体也已有报道.人rcaR,FcyR及Fc,R 的o【链的结构相似,也是Ig超家族成员. ?低亲和力IgA受体:为38KD的分子, 与多聚Ig或脱唾液酸糖蛋白不同,它可持 续表达于B系细胞(从前B细胞到浆细胞阶 段),也存在于许多活化的T细胞【s,1】. ?低亲和力IgM受体:可持续表达于B系 细胞(从前B细胞到成熟B淋巴细胞阶段), 也存在于许多活化的T淋巴细胞上. ?IgD受体:一种40KD的表面膜蛋白.多数 正常的成熟小鼠B淋巴细胞均能持续地结合 IgD,而结合IgD的T细胞仅限制于CD4T 细胞【1】. 4.Ig转运中的Fc受体:通过cDNAs 的研究,已鉴定了两类与Ig跨膜转运有关的 FcR.?多聚Ig受体(poly—IgR),它介 导多聚IgA及IgM跨膜转运至胞外的分泌 液中【.由五个胞外Ig样的功能区,一个 跨膜区及短的胞内尾巴组成.?另一一种为 与MHCI类分子有关的FcR【1.可与 牛小肠上皮细胞的刷状边缘上的B幺微球蛋 白相联系,介导将母体IgG通过牛奶转运至 小牛体内. =,按FcR肽链的结构特征,可将它们 分别归入不同的分子超家族 1.属于Ig超家族成员的Fc受体:所有 已_知的FcR中只有FcsR?不是Ig超家族的 成员.此受体家族中大部分含有与Ig相似的 结构及某些同源序列,提示这些受体及其配 体是从一个共同的祖先基因转变而来的. 这类受j:目前包括:?高亲和力FcyRI 受体:位子MIFN—Y活化的中性粒细 胞[11】.?MHCI类样的Fcy受体:位于 肠上安细胞,其功能是作为IgG的运输蛋白 [1? .?高亲和力FceRI受体:位于肥大 细胞及嗜碱性粒细胞[.?多聚IgA及 IgM受体:位于上受细煦[.?低亲和力 的FcyR:存在于包括淋巴细胞在内的几 种细胞上(FcyR?,FcyR噩). 2.属于凝集素家族成员的FcR,它们 包:?脱唾液酸糖嚣白受体:位于肝细胞 上,可与IgA及许多血清蛋白结合.? MAC一2:位于巨噬镯胞上钧表面分子,可 与IgE结合[20】.?FceR?:为IgE的 低亲和力受体分布于B细胞,单核细胞等 细胞上. 3.结构不详的氛面膜蛋白.一般按其 作用进行分类及定叉:?低亲和力IgA受 体:表达予B细胞(前B到浆细胞阶段)及 活化的T细胞上【?1】.?低亲和力IgM受 体:表达于B细胞(前B列成熟B细胞阶段) 及活化的T细胞上[0】.?IgD受体:表达 于成熟B细胞及CD4T细胞上【】. 三,Fc受体的相关分子 Dicker报道B细胞上的IgGFcR与sIg相 关.进一步研究指出FcyR?与B细胞上的抗 原识别受体及MHc夏类分子相关.并指 出,在静息B细胞上存盆一个FcyR?的库, 它最初并不依赖于表面Ig或?类MHC分 子,但随着B细胞状态的改变,可独立地与 sIg或?类MHC分子相联系【.1】.FceR? 也可与sIg及MHC?类分子相关【1?. Schaif等研究了小鼠B细胞上FcR, sIg与!【类MHc}之阀的关系,清楚地表 :l5l 明这些膜分子之间的相互作用.即高度交联 的slg或I类MHC可促进B细胞结合外源性 IgM.这是由于B细胞表面上功能性IgM结 合点数的增加,即增加了外源性IgM的晶体 结合位点的利用,而与蛋白质合成及细胞骨 架运动无关.表面IgM的变化同时可引起结 合的IgM减少,而高度交联的I类MHC分 子可将它提高到接近正常水平【:?. 总的来说,这些证据支持:B细胞上的 IgG,!gE及IgM的FcR~VF不是随机分布于 膜表面,而是与B细胞表面的其它膜分子 (如slg及MHCI类分子等)以相互作用群 的形式存在的.IgA和IgD的FcR是否也以此 形式存在尚待研究.尽管这些相互作用的生 理学意义目前还不清楚,但FcR所相关的这 些表面分子,在细胞活化,免疫应答及细胞 与细胞间的识别中起关键的作用.在T细胞 中,也有很多证据表明,Fc受体与抗原识别 受体(TCR)之间存在相互作用.Sandor等 指出,经过TCR(T3:Ti)复合物导致的 抗原特异性T细胞克隆活化可引起CD4 T细胞中TH2,而不是TI{1上FcR的表达. Sandor等又指出经过TCR导致的正常脾脏T 淋巴细胞的活化可引起一些细胞FcR的表达 【们】.目前关于TCR与FcR之间的相互联系 是否和B细胞sIg与FcR之间的作用具有相似 性还不清楚.T系细胞上的抗原识别受体 (TCR)与抗体的受体(FcR)之间相互作 用的性质是一个复杂的问题,尚有待于进一 步研究. 参考文献 1Fr~dermanWHeta1.ChemImmunol, 1989;47l1—258 2KinetjPet羁l,Ceil,1989;57;35卜' 354 3HogarthPMImmunolRev,1992,, 125l37—48 4Unkeless:Ceta!.AnnuRevImmunoI, l988:6t25l—l8l 5MaliszewskiCRetaI.jExpMed, 1990:172,1665—1672 6Mathureta1.JImmuno|,1988l14I(b) I855—1862 7C0:c0RFeta1.PNAS,1988;85'559— 563 8DelespesseGetaI.ImmunToday, l989:l0:l59一l64 9MostovKEetaI.Nature,1984;308; 308l37—43 10Aaderso11CL.ImmunToday,1986;7l 26—266 11FridermanWH.Immun0IRev,1992{ I25l49-76 I2RavetchCHeta1.Sclence,1986~234l 718—725 13K!!.?:r.,ktAetaI.PNAS'1990;87, 2856—2333 I4ROBCAeta1.JImmunM;I992?148t 169—176 15BlankUeta1.Nature,1989;337l i87——I89 I6DelespesseGeta1.ImmUno1.Rev,1992 I25:77—97 17YokOtaAeta1.Cell,1988,55l61I一 6I8 18SandorMeta1.JImmuno11990;l44{ 4562—4570 19Slmistereta1.Nature,1989;387l " 184—187 20CheirlayBKeta1.ExpMed,1989~ 170l1959—1,972 21DickerMeta1.MolecImmunol,1982; 19l1301—1306 22SandorMeta1.JExpMed,1990;171J 2l7l一2l76