CD14：白细胞分化抗原与LPS受体的双重身份解析

CD14是1981年由Todd首先在人单核细胞表面发现的膜蛋白分子，Maliszewski于1985年又从人血浆中发现了与单核细胞表面CD14结构相似的可溶性CD14 （solubleCD14，sCD14）。因发现它仅分布在成熟髓样细胞表面，早期将CD14视为一种白细胞分化抗原，当时人们并不知道CD14的具体功能，直到1990年，Wright等首先报道CD14是一种LPS受体，这也是首次发现细胞表面存在LPS受体。

人CD14基因位于第5号染色体的长臂上（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，该多肽链的前19位信号肽被水解后，即形成成熟的CD14分子，含356个氨基酸。与CD14基因相邻的区域含有几种髓样特异性生长因子和受体基因，包括细胞因子中的IL-3、1L-4、IL-5、IL-1、巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、酸性成纤维细胞生长因子（aFGF）、内皮细胞生长因子（ECGF），受体基因有M-CSF受体、血小板源性生长因子受体（PDGFR）、β2-肾上腺素能受体（β2AR）以及分化抗原CD49a和CD49b。鼠CD14基因位于第18号染色体上，后者也至少编码五种以上生长因子和受体基因。因此，根据CD14基因的定位，人们曾推测CD14可能是某种受体分子。

鼠CD14基因编码区与人CD14具有74%的同源性。鼠CD14由351个氨基酸残基组成，与人CD14氨基酸序列具有66%的同源性。lkeda等用小鼠CD14基因的PCR扩增片段作探针从牛染色体基因文库中获得了牛CD14基因，序列分析发现在其起始密码子ATG之后有一个由90 bp构成的内含子，比人和鼠CD14中的内含子多了两个核苷酸（88bp）。

牛CD14全长编码基因为1122 bp，共编码373个氨基酸，其中含有信号肽序列，但缺少穿膜结构域，在其序列中有3个潜在的N-连接糖基化位点。牛CD14的核苷酸序列与人及小鼠CD14的同源性分别为78%和69%，所推导的氨基酸序列与人CD14的同源性为73.5%，与鼠CD14的同源性仅为61.4%，三者之间氨基酸序列的同源性为55%。此外，其他动物CD14基因也与人CD14基因序列有较高的同源性。

同天然免疫系统的其他模式识别蛋白一样，CD14为亮氨酸家族成员，其胞外区含有多个富亮氨酸重复序列（leucine-rich repeats）（LXXLXLX）。经序列分析比较发现，这一特征性序列竟是来源于在进化关系上较远的生物种类，如酵母、果蝇，提示亮氨酸重复结构可能具有重要的生物学意义。现认为这一结构域通过形成双歧β折叠与脂质作用，是CD14识别并结合LPS的关键区域。

在人和小鼠CD14分子含有10个富亮氨酸重复序列，比牛CD14分子多4个。CD14分子还含有多个半胱氨酸残基，可以形成二硫键，这对于稳定其空间构象及维持其生物活性具有重要意义。缺失突变研究表明，CD14N末端152个氨基酸序列具有完整的结合LPS和介导细胞激活的作用，说明CD14结合LPS和激活细胞的功能区域位于前152个氨基酸以内，其中氨基酸57～64和39～44片断为LPS的结合域，因为将这些区域删除可导致与LPS结合能力完全丧失。氨基酸7～10，9～13和91～101可能为CD14的激活域，因为删除这些区域后CD14虽能结合LPS，但缺乏激活作用。此外，CD14分子含有多个N-连接糖基化位点，属糖蛋白。

根据CD14在体内的存在形式，分为存在于细胞表面的膜结合型CD14（membranebound CD14，mCD14）和血浆内的sCD14。mCD14是一种分子量为5.3万～5.5万的糖蛋白，主要通过糖基磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidylinositol，GPI）锚着在细胞膜上，少数mCD14也可通过跨膜肽与细胞膜结合，其附膜形式不影响其功能活性。mCD14在细胞内合成后，先在高尔基复合体内糖化，其羧基端再与GPI结合，通过GPI的磷脂部分附着在细胞膜上。

sCD14存在于人和许多动物血清或血浆内，其蛋白质结构与mCD14 蛋白质结构相同，但不含GPI结构，故分子量较mCD14小，为4.8万左右。在正常情况下，其血清含量约为2～6μg/ml。体内CD14分子主要以sCD14形式存在，约占体内总CD14分子的99%。

目前认为sCD14是由mCD14直接脱落和（或）由单核/巨噬细胞直接分泌产生，即：①通过内源性酶促反应（由蛋白酶或磷脂酶催化），水解GPI，使mCD14脱落，变成sCD14。有研究显示，单核细胞受LPS刺激后，细胞表面的mCD14明显减少，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GPI化，直接被分泌入血。mCD14主要分布于成熟单核/巨噬细胞表面。流式细胞分析显示，在外周血单核细胞中，75%~95%的细胞呈CD14强阳性反应，少数细胞显CD14弱阳性。CD14弱阳性细胞可表达CD16、CD11b、CD33和MHC ClassⅡ抗原，提示这两群单核细胞亚群间可能存在着一定的功能差异。同单核细胞相似，组织巨噬细胞表面mCD14的表达强度也存在一定差异，如腹腔、胸腔巨噬细胞、脾巨噬细胞、kupffer细胞、脑血管周围巨噬细胞以及肉芽肿内的上皮样细胞、多核巨细胞均可表达较高水平mCD14，而肺泡巨噬细胞、小神经胶质细胞却仅显CD14弱阳性。

体外研究显示，单核细胞衍生的巨噬细胞表面mCD14的表达，因培养条件不同可表现为增加、减少、或不变，提示不同部位组织巨噬细胞表达CD14的差异可能与其微环境不同有一定关系。

中性粒细胞（PMN）也能表达CD14，但其数量较单核细胞表面CD14少近10倍。虽然PMN的mCD14水平较低，但其胞内CD14 mRNA水平仍较高，PMN受细胞因子、趋化因子刺激时，其表面mCD14表达可明显增加。此外，非髓样细胞（non-myeloidcells）如B细胞、乳腺细胞也能表达很弱的mCD14。