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作者：张炜沂 陈虎作者单位：解放军军事医学科学院附属医院,北京 100850
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【摘要】 CD34分子是高度糖基化的I型跨膜糖蛋白，选择性地表达于人类及其他哺乳动物造血干／祖细胞表面，并随细胞的成熟逐渐减弱至消失。目前已有愈来愈多的研究结果表明CD34分子在介导细胞间黏附作用中发挥着重要作用，可以参与造血干细胞的运输、定植，参与炎症反应以及淋巴细胞的归巢。除造血干/祖细胞外，非造血组织如小血管内皮细胞、少数间叶细胞及其相应肿瘤中也发现CD34的高水平表达，CD34分子除在造血系统疾病的研究中有重要意义外，也为某些实体肿瘤的研究提供了新的标志。虽然CD34分子的结构至今尚未完全阐明，但是通过分子生物学研究预示其有广泛的临床应用前景。作者就CD34分子介导黏附作用的研究进展作一综述。 1 J: }) A' s9 _9 V9 P, u
【关键词】CD34分子 造血干细胞 细胞黏附* S6 E; F4 \7 o$ `- I8 \
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CD34分子于1984年被美国科学家Civin发现，属于钙黏蛋白家族，其结构包括胞外区、跨膜区、胞浆区3部分［1］。作为一种黏附分子，CD34分子选择性地表达于人类及其他哺乳动物造血干/祖细胞（hematopietic stem/ progenitor cell，HSC/HPC）表面，并随细胞的成熟逐渐减弱至消失。细胞间的黏附是由多种机制和因素参与的复杂过程，在多细胞生物个体的演化过程、细胞调节、组织生理学以及疾病发生中都有着至关重要的作用［2］。黏附分子以受体－配体结合的形式发挥作用，参与细胞的识别、活化和信号转导、细胞的增殖与分化、伸展与移动，是免疫应答、炎症发生、凝血、肿瘤转移以及创伤愈合等一系列重要生理病理过程的分子基础［34］。在造血干细胞移植过程中，CD34分子起到运输造血干细胞(hematopietic,HSC)的作用，在动员剂的作用下促使HSC迁离骨髓进入外周血完成动员过程［5］，并介导其与骨髓微环境的结合增强HSC定植［6］。# F! ~- N9 ]' G; _( t
- s+ J% E+ H& I 1CD34分子的结构及其对黏附作用的影响
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CD34分子是高度糖基化的I型跨膜糖蛋白，选择性地表达于人类及其他哺乳动物造血干/祖细胞表面，并随细胞的成熟逐渐减弱至消失。长期以来，CD34分子以其独特的优越性一直被用作筛选HSC/HPC的标准［7］。CD34分子是钙黏蛋白家族成员，是相对分子量为115 000～120 000的单体表面蛋白，碳链的主架相对分子量一般仅40 000，与目前所知的其他蛋白没有序列同源性［8］。CD34分子结构包括胞外区、跨膜区、胞浆区3部分。胞外区是CD34分子与其他分子间相互作用的主要部位，大约由278个氨基酸残基组成，N末端部分糖基化程度很高，有9个N链糖连接位点及大量O链糖连接位点，末端145个氨基酸残基中丝氨酸和苏氨酸的含量>35%，为唾液酸化位点集中区，丰富的O链糖能保护CD34分子免受某些蛋白酶水解，以维持其结构的稳定，并可提供特异性识别位点［1］。跨膜区含有22个疏水氨基酸残基，是1个跨膜的螺旋结构，具有I型跨膜蛋白的特征。胞浆区由73个疏水氨基酸残基组成［8］，其Crk1 SH3区可作为“非PXXP”配基被调节蛋白CrkL识别，在诱导细胞聚集中亦发挥一定作用［9］。& m7 ]/ t V0 `, x
0 Q1 h% C2 X; G( h+ ^: H. M 2CD34分子参与黏附过程的研究现状
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: i! `) l- |! {) L& x! p) e4 ~) D 2．1CD34分子参与HSC的运输
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Lyn等［10］第1次指出HSC上的CD34分子直接参与细胞黏附作用，他们用HuCD34 转基因小鼠的模型研究中，发现HuCD34 的鼠胸腺细胞可以与人源的骨髓间质细胞特异结合，而同样的HuCD34 的鼠的胸腺细胞不能和鼠源的间质细胞结合，从而表明CD34分子能起到介导二者结合的作用。在实验中他们意外的发现，抗CD34的单克隆抗体（monoclone antibody，mAb）能够降低结合的特异性，却能增强黏附作用力，主要是由于HuCD34 的鼠的胸腺细胞与抗CD34的单克隆抗体结合后上调CD34分子与骨髓间质层的结合。这些都表明在HuCD34胞外域和其配基之间存在分子间信号转导作用，可以诱导细胞表面黏附分子的表达或保持细胞间高亲和力的作用状态。据此，有学者认为在HSC/HPC归巢中，HSC/HPC表面的CD34分子首先和内皮细胞及骨髓基质的L选择素启动初始黏附；然后参与黏附的分子增多、作用增强，这些分子包括CD34细胞的整合素分子（如VLA4）及其位于骨髓基质的配体（如血管细胞黏附分子1）。于是HSC/HPC终止循环，穿越内皮细胞层，定位于骨髓血管外基质，增殖分化，即完成归巢过程［1］。CD34介导的黏附信号是依赖酪氨酸蛋白激酶（tyrosineprotein kinase，TPK）完成的，TPK特异的抑制因子除莠霉素A可以阻碍细胞的黏附［11］。在CD34分子参与下，HSC持续表达G蛋白耦联受体（G protein coupled receptors，GPCRs）：CXCR4、cysLT1 、S1P、S1P1等［12］，促使细胞发生趋化、黏着从而引起HSC的迁移和聚集。
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目前基本认为CD34分子在参与HSC运输过程中主要通过与L、P选择素作用，间接实验结果证明在骨髓异常增殖状态下［13］或者在造血恢复的过程当中［14］，都出现了骨髓基质中选择素表达量的异常，从而影响了CD34分子介导的HSC/HPC和骨髓基质的黏附作用，出现骨髓造血异常或造血重建异常。另外，通过对骨髓基质中选择素或其他黏附分子表达量的检测，可以预测骨髓浸润程度以及造血恢复情况。
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9 D3 p8 S- B, N- e8 n 2．2CD34分子参与炎症反应. L! g& S ^- g! C
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炎症的发生主要由于黏附分子相互作用，导致白细胞黏附、穿越血管内皮细胞向炎症部位移行。在此过程中，一方面CD34分子和E选择素、P选择素共同作用，通过侧链与白细胞表面受体连接，介导白细胞的聚集，启动炎症反应，同时协同趋化因子的作用增强炎症反应［15］，研究表明，CD34分子在炎症发生，尤其是慢性炎症性疾病如肺炎、哮喘、慢性中耳炎中有异常的表达；另一方面激活的血管内皮细胞在黏附分子和趋化因子的共同作用下发生迁移，有利于内皮修复和血管重建［1618］。1 e k3 ]- k# j9 `! q
/ D% e6 k3 I% y; I& x 2．3CD34分子与选择素共同作用参与淋巴细胞的归巢" D5 L: _! c% |1 X7 }% B3 j! P
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CD34分子是个磷蛋白，能被蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）磷酸化，通过对CD34前体蛋白第356、363位残基磷酸化而上调其表面表达。有研究表明，高内皮静脉（high endothelial venules，HEV）表面硫酸化的糖形CD34能与L选择素相互作用［3］。Suzawa等［19］通过对溃疡性结肠炎结肠黏膜的研究证实，L选择素和外周淋巴递质素（peripheral lymph node addressin，PNAd）之间的相互作用在淋巴细胞再循环过程中发挥着重要作用，CD34分子作为外周淋巴结递质素参与淋巴细胞归巢，参与初期的淋巴细胞再循环，以此补充外周淋巴结的T、B淋巴细胞。
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3CD34分子介导黏附作用在造血干细胞移植领域的临床应用7 {+ W" J7 Z2 \5 {# {! F
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在造血干细胞移植治疗过程中，CD34分子作为筛选、计数造血干细胞的标志物已广泛应用于临床。在移植前外周血干细胞动员过程中，在动员剂的影响下，调低了相关黏附分子的表达，使造血干/祖细胞易于穿过髓血屏障，进入外周血［5］。在此过程中，CD34分子及其配体CD62L表达量均无明显下调，起到维持骨髓干细胞池稳态的作用；在移植后造血干细胞植入过程中，CD34分子提高黏附作用过程中相关细胞因子的表达，增强CD34分子与骨髓基质细胞表面分子的聚集、结合，增强造血干细胞的定植，促进造血干细胞的植入、造血功能恢复以及免疫功能重建。7 M' X: B( c9 g# v/ B) M
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随着对CD34分子介导细胞间黏附作用机制探讨的广泛深入，已有愈来愈多的研究结果表明除造血干/祖细胞外，还有许多其他类型的细胞也表达CD34分子，如某些类型的白血病细胞、实体瘤细胞、血管内皮细胞及纤维母细胞等［20］。迄今为止，CD34分子介导黏附作用的机制尚未完全阐明，对CD34分子特异配体/受体的鉴定和细胞内蛋白分子的相互作用激活黏附分子（尤其是选择素家族）的作用机制亦尚待进一步明确。由于细胞间黏附作用密切参与体内免疫应答、炎症发生、凝血、肿瘤转移以及创伤愈合等一系列重要生理病理过程，对CD34分子作用机制的明确以及进一步加以应用，在临床上对于血液病的诊断治疗、实体瘤的治疗、鉴别肿瘤良恶性及起源有着重要意义，在器官移植、造血干细胞移植［21］等领域具有广阔的应用前景。/ i8 P9 R* u* @5 Q0 g+ h
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