在分子生物学的领域中,CD4(分化簇4)是一种糖蛋白,主要作为T细胞受体(TCR)的共受体。 CD4主要存在于免疫细胞的表面,例如辅助性T细胞、单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞。自1970年代末期首次被发现以来,CD4一直是免疫研究的重要对象,并在1984年被正式命名为CD4。
CD4+ T辅助细胞是人体免疫系统中不可或缺的白血球。这类细胞因其能够向其他免疫细胞发出信号而得名。当CD4细胞数量减少时,人体对各种感染的抵抗力将会下降,这在未经治疗的HIV感染中尤为明显。
CD4属于免疫球蛋白超家族,其结构特征是拥有四个免疫球蛋白区域(D1至D4)。这些区域在细胞的细胞外表面暴露,其中D1和D3类似于免疫球蛋白可变(IgV)区域,而D2和D4则与免疫球蛋白常数(IgC)区域相似。
CD4的D1区域与MHC II类分子的β2区域相互作用,这种结构使得CD4细胞在识别抗原时具有专一性。
CD4与MHC II的相互关系不仅有助于免疫识别,还刺激了T细胞的活化过程。 CD4的短细胞内尾部包含特殊的氨基酸序列,能够招募并与酪氨酸激酶Lck互动,进一步放大TCR传递的信号。
CD4作为T细胞受体的共受体,能有效协助TCR与抗原呈递细胞之间的信号传递。 CD4的外部D1区域绑定到MHC II的β2区域,使得TCR复合物和CD4之间的接近促进了信号的强化。
随后,Lck会对TCR的细胞内结构进行酪氨酸磷酸化,进一步招募其他蛋白激酶,如ZAP70,从而促进炽热信号传递并启动转录因子,最终导致T细胞活化。
HIV病毒利用CD4进入宿主T细胞,这一过程主要依赖病毒包膜蛋白gp120。当gp120与CD4锁定后,它的构象会发生变化,这促使病毒附着于宿主细胞的共受体上,如CCR5或CXCR4,最终促进病毒膜与宿主细胞膜的融合。
HIV感染会导致CD4阳性T细胞数量逐渐减少,这是评估感染状况的重要指标。
CD4的数量在HIV感染的管理中至关重要。医疗界通常依据CD4计数来决定治疗的时机,虽然目前的指导原则已建议在HIV确诊后即刻进行治疗,而不再考虑CD4计数。
正常情况下,CD4细胞的计数范围应为500至1200 cells/mm3。当CD4计数低于200 cells/mm3时,患者将面临更高的AIDS风险。治疗的成功与否也在一定程度上依赖于CD4计数的变化。
CD4仍然在大多数源自T辅助细胞的肿瘤中表达,可以通过免疫组织化学方法来鉴定多种外周T细胞淋巴瘤及相关恶性病变。此外,CD4抗原也与多种自身免疫疾病如白癜风和1型糖尿病有关。
在研究药物的疗效或病理机制时,量化使用CD4+、CD8+及CD3+ T细胞标记的细胞数量是一种行之有效的手段,有助于揭示疾病的特征及序列。
CD4的结构和功能与免疫系统息息相关,关于其在护卫人体健康上的作用,还有许多未揭示的奥秘等待探索。那么,这个微观世界中,还有哪些未知的互动和影响正潜伏于我们的免疫系统中呢?