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.

Struktura krystaliczna monomerycznej formy glikoproteiny CD4

Historia

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

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 oddziałuje 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

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

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 (oprócz koreceptorów, którymi są receptory chemokin: 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

• antygeny różnicowania komórkowego (CD)