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CD14的结构和功能
免疫学杂志 2000年第1期第16卷 综述与讲座
作者：赵虎 周庭银 孔宪涛
单位：赵虎（第二军医大学长征医院免疫中心，上海 200003）； 周庭银（第二军医大学长征医院免疫中心，上海 200003）； 孔宪涛（第二军医大学长征医院免疫中心，上海 200003）
关键词：Mcd14； Scd14； 结构与功能； LPS
摘 要：CD14分为膜上CD14（mCD14）和可溶性CD14（sCD14）。mCD14分布在单核细胞等表面；sCD14存在于正常人和动物的血清中。编码CD14的基因已被克隆，该基因位于人5号常染色体长臂端5q23-q31。mCD14是一种55kDa糖蛋白，化学组成为糖基磷脂酰肌醇（GPI）—蛋白质，通过PI的磷脂部分与细胞膜连接；sCD14蛋白部分与mCD14基本相同，但不含PI部分，故分子量稍小，为48kDa。mCD14作为LPS受体，介导LPS对单核细胞等的刺激作用，sCD14也可与LPS结合，激活、损伤无mCD14的上皮细胞等。
中图分类号：R392文献标识码：A
The structure and biological function of CD14▲
CD14，即LPS（Lipopolysacharide）受体，最初是一种存在于单核细胞、巨噬细胞等细胞表面的白细胞分化抗原，由TODD于1981年首次从人单核细胞表面发现［1］；MALISZEWSKI等于1985年又从人血浆中发现了与单核细胞表面的CD14（membrane CD14，mCD14）结构相似的可溶性CD14（soluble CD14，sCD14）［2］。但是当时人们并不知道CD14的具体功能。直到1990年，WRIGHT等人才次发现CD14可作为LPS／LPS结合蛋白（LPS-binding protein，LBP）复合物受体，介导LPS性细胞反应［3］。
1 基因及分子结构
人类编码CD14的基因已被克隆并测序。该基因位于人5号常染色体的长臂端5q23-q31，约含有1338个核苷酸残基。从核苷酸的第76位到1200位，编码一段有375个氨基酸残基的多肽链。与CD14基因相邻的区域还含有编码许多生长因子（如IL-3，GMCSF，CSF-1）和受体的基因，故在明确CD14的功能之前，人们就推测CD14是某种受体物质［4］。鼠、兔、牛等其他动物的CD14基因也陆续被克隆，均与人CD14基因序列有较高的同源性［5］。
mCD14是一种55kDa的糖蛋白，通过糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚固于细胞膜。mCD14蛋白质部分由包括356个氨基酸残基组成的多肽链和一个由19个氨基酸残基组成的末端多肽链构成，其末端多肽为强疏水性性多肽链［4］。人CD14氨基酸序列中39～44位区段是与LPS结合的必要部分。
sCD14也是一种糖蛋白，其蛋白质结构与mCD14的蛋白质结构基本相同，（也有报道sCD14蛋白质多肽链序列较mCD14蛋白质多肽链少8个氨基酸），但sCD14不含有PI结构，故分子量较mCD14小，为48kDa左右［6］。
2 分布和产生
mCD14主要分布在单核细胞、巨噬细胞和树突细胞的细胞表面，被激活的中性粒细胞表面也有少量mCD14的存在［1］。而内皮细胞、上皮细胞等表面则未发现mCD14的存在。CD14还存在于中性粒细胞胞浆内膜性分泌小体和嗜苯胺兰颗粒中［7］。
sCD14则存在于正常人和动物的血浆（清）中，人血清中的正常浓度为2～5mg／ml，占血中全部CD14含量的99％［6］。
mCD14是由含有CD14基因的单核细胞、巨噬细胞，自行转录、翻译蛋白质多肽链，在高尔基复合体内糖化后，其羧基端再与PI结合，并由PI的磷脂部分与细胞膜连接［4］。IL-1β和TNF-α能够调节CD14基因的表达，促进CD14mRNA的转录［8］；FMLP和GM-CSF可刺激中性粒细胞，使其细胞表面的mCD14增多［8］。sCD14则是由单核细胞产生。单核细胞产生sCD14的方式可能有两种：①由内源性酶促反应（由蛋白酶或磷脂酶催化），使mCD14分解（脱去PI成分）、脱落形成。因为体外培养的单核细胞受LPS和IFN-r等刺激后，细胞表面的mCD14明显减少，而培养上清液中sCD14的浓度却明显增加；②由CD14基因转录、合成的CD14蛋白，不进行PI化或逃脱PI化，直接分泌入血［8］。
糖皮质激素能够抑制单核细胞表达和释放CD14。在体外单核细胞培养中，强的松龙能明显地抑制LPS对mCD14表达和sCD14释放的促进作用；在体内，急性炎症患者接受糖皮质激素治疗时，血清sCD14浓度和外周血单核细胞表面mCD14的表达都被显著抑制。临床上给予病人类固醇激素治疗时，因其抑制mCD14的表达和sCD14的释放，可能会增加感染的危险性［9］。通过分子生物学技术，利用杆状病毒作载体，可在Sfg昆虫细胞中表达重组sCD14［10］。
3 生物活性与功能
3.1 作为LPS受体 CD14的主要生物学活性是作为LPS受体，识别、结合LPS或LPS／LBP复合物，介导LPS性细胞反应。CD14介导细胞反应的作用受LPS浓度的影响，LPS低浓度（≤100ng／ml）时，其对细胞的激活作用完全由其受体—CD14介导；较高浓度时，其激活作用则部分由CD14介导［11］。
3.1.1 mCD14：单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞等具有mCD14的细胞，其mCD14可与LPS／LBP复合物结合，介导LPS对细胞的刺激作用。LPS或革兰阴性细菌进入血循环后，立即与LBP结合，形成LPS／LBP复合物。LPS／LBP复合物随即被单核细胞表面的mCD14所识别并结合。mCD14一方面传递LPS信息，刺激单核细胞等分泌TNF、IL-1等细胞因子，介导一系列生理（增强免疫反应性）和病理（炎症）反应；另一方面介导单核细胞等对LPS／LBP复合物的吞噬作用，清除被LBP调理后的革兰阴性细菌和LPS［3］。LPS可通过mCD14诱导中性粒细胞表面粘附受体的表达以及单核细胞对内皮细胞的粘附作用［8］。
LPS还可致单核细胞等细胞表面的mCD14脱落。在LPS的刺激下，54％～60％mCD14从单核细胞表面脱落。mCD14的脱落也是一种重要的调节机制，即单核细胞、巨噬细胞受LPS初次刺激，大部分mCD14脱落，减弱单核细胞、巨噬细胞对LPS的反应性，防止TNF的过度产生，调节单核细胞的粘附作用；而mCD14释放入血，形成sCD14，再与LPS等生理配体结合，也可调节对LPS的细胞反应［8］。
3.1.2 sCD14： sCD14生物学活性与mCD14相似，识别LPS／LBP复合物并与之结合，sCD14也可直接与LPS结合，产生相应的病理生理反应［6，8］。细胞表面无mCD14的内皮细胞、上皮细胞等，对LPS以及LPS／LBP复合物的反应，则由sCD14来介导［6］。sCD14与LPS／LBP复合物结合或直接与LPS结合，形成复合物（类似LPS／LBP复合物），再将LPS信息传递给内皮细胞、上皮细胞等［12］。在体外培养的内皮细胞的上清液中，若仅加入LPS，不产生对内皮细胞的激活作用，在加入LPS的同时加入正常人血清（含sCD14）或重组的人sCD14，可致内皮细胞产生明显的激活反应，诱导产生内皮-淋巴细胞粘附分子、IL-1、IL-6等细胞因子，以及细胞毒作用；同时加入抗CD14抗体，则可抑制血清依赖性的LPS对内皮细胞的激活作用。加入血清的同时加入LBP，则可增强LPS对内皮细胞的激活作用［6］。LBP可增强LPS对不含mCD14细胞的刺激作用，但不是必不可少的因素。sCD14可直接与LPS结合，介导LPS所致的细胞反应。
sCD14与LPS的直接结合，还可减少LPS与mCD14的结合，调节单核细胞等的细胞反应［2］。当sCD14浓度明显高于正常血清浓度时，能部分抑制LPS对单核细胞、巨噬细胞的激活作用，抑制TNF的产生，这可能是由于sCD14竞争性与LPS结合；也可能是由于sCD14与LPS对内皮细胞刺激的副作用。sCD14对中性粒细胞的作用具有双重效应，在低浓度LBP条件下，通过形成sCD14／LPS复合物，激活中性粒细胞；而在高浓度LBP条件下，通过竞争性地抑制LPS与mCD14结合，抑制LPS对中性粒细胞的激活作用［13］。sCD14与LPS或LPS／LBP复合物结合后，再通过其他的细胞受体（非mCD14），传递LPS信息，介导LPS对内皮细胞等的刺激作用。但通过何种特定的细胞受体，目前尚不明确［6］。曾经在单核细胞、内皮细胞表面发现了一种80kDa的蛋白质，在sCD14和LBP存在的条件下，能够与LPS和类脂体A结合，可能与LPS信息传递有关［14］。
3.2 作为其他分子的受体 CD14不仅是LPS的受体，识别、结合LPS或LPS／LBP复合物，还可作为革兰阴性或阳性细菌等其他产物的受体，识别并结合分枝杆菌的脂肪阿拉伯甘露聚糖（Lipoarabinomannan，LAM）、革兰阳性细菌细胞壁成分——可溶性肽糖（Soluble peptidoglycan，sPGN）和磷壁酸（Lipoteichoic acid，LTA）等，激活单核细胞，介导一系列生物学反应［15］。
综上所述，CD14（包括mCD14和sCD14）的化学结构为糖蛋白，其生物学功能主要是识别、结合LPS或LPS／LBP复合物，介导LPS所致的细胞反应，在LPS性炎症反应、内毒素休克等病理反应中起重要作用。若能够完全封闭CD14的功能，特异性的阻断CD14与LPS及LPS／LBP复合物结合，就能够防止或中止LPS性炎症反应、内毒素休克等病理反应的发生，对于临床治疗内毒素血症、内毒素休克等将会有重要意义。■
作者简介：赵虎（1963-），男，安徽人，助研，博士，主要从事微生物免疫方面的研究。
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收稿日期：1998-09-09
修回日期：1999-01-27