CD14
CD14(Cluster of Differentiation 14)是一种主要表达于 单核细胞、巨噬细胞 和中性粒细胞表面的糖蛋白,是 先天免疫系统 识别细菌细胞壁成分的重要模式识别受体。CD14 的核心功能是充当高亲和力的受体,接收由 LBP 递送过来的 脂多糖 (LPS),并将其精准转运给信号转导受体复合物 TLR4/MD-2。值得注意的是,CD14 自身没有跨膜信号转导结构域,它必须依赖 TLR4 才能启动细胞内炎症信号。除了膜结合形式,CD14 还可以脱落形成 可溶性CD14 (sCD14),这使得不表达 CD14 的细胞(如内皮细胞)也能感知内毒素,从而极大扩展了机体的免疫防御范围。
结构与功能:两种存在形式
CD14 是一种富含亮氨酸重复序列 (LRR) 的蛋白,其结构呈弯曲的“马蹄形”,形成一个疏水的口袋,非常适合容纳 LPS 的脂质部分。根据其在体内的存在状态,分为两种关键形式:
- 膜结合型 CD14 (mCD14):
• 结构: 通过糖基磷脂酰肌醇 (GPI) 锚定在细胞膜表面,没有跨膜结构域,因此无法独立向胞内传导信号。
• 分布: 主要在髓系细胞(单核细胞、巨噬细胞、粒细胞)上高表达。
• 功能: 充当“共受体”,极大提高了髓系细胞对 LPS 的敏感性。 - 可溶性 CD14 (sCD14):
• 来源: 由 mCD14 经蛋白酶(如弹性蛋白酶)切割脱落,或直接分泌产生。
• 功能: 使得非髓系细胞(如血管内皮细胞、上皮细胞,它们不表达 mCD14 但表达 TLR4)能够响应 LPS。
• 机制: sCD14 结合血浆中的 LPS,形成 sCD14-LPS 复合物,然后结合到内皮细胞表面的 TLR4/MD-2 上,引发血管炎症。
分子接力机制:从 LBP 到 TLR4
CD14 是内毒素识别“接力赛”中的第三棒,它的作用是将 LPS 从载体蛋白转移到信号受体。
| 步骤 | 分子互作 | 功能意义 |
|---|---|---|
| 1. 接收 | LBP-LPS → CD14 |
LBP 催化 LPS 单体转移至 CD14 的疏水囊中。CD14 亲和力极高,能从 LBP 处“抢”走 LPS。 |
| 2. 呈递 | CD14-LPS → MD-2 |
CD14 与 TLR4/MD-2 瞬时接触。由于 MD-2 的疏水口袋比 CD14 更深、更适合 LPS,LPS 最终被装载到 MD-2 上。 |
| 3. 激活 | TLR4 二聚化 |
LPS 离开后,CD14 脱离,TLR4/MD-2/LPS 复合物二聚化,启动 MyD88/TRIF 信号。 |
注意: 虽然 CD14 最著名的配体是 LPS(革兰氏阴性菌),但它也是一种多功能受体,能协助 TLR2 识别革兰氏阳性菌的 脂磷壁酸 (LTA) 和分枝杆菌的脂质。
临床应用:Presepsin (sCD14-ST)
虽然 sCD14 本身可以被检测,但其一种特定的亚型——Presepsin(可溶性 CD14 亚型,sCD14-ST)在临床诊断中更具价值。
- 产生机制: 在细菌吞噬过程中,溶酶体酶(如组织蛋白酶 D)切割 mCD14,产生的截短片段(13kDa)释放入血,即为 Presepsin。
- 诊断价值: 相比 CRP 和 PCT,Presepsin 在脓毒症早期(感染后 2 小时内)升高更早,且受非感染性炎症(如创伤、手术)干扰较小,是鉴别细菌感染和评估脓毒症严重程度的新型生物标志物。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Wright SD, et al. (1990). CD14, a receptor for complexes of lipopolysaccharide (LPS) and LPS binding protein. Science.
[点评]:经典文献,首次确立了 CD14 作为 LPS 识别受体的功能,并发现了 LBP 对其结合的依赖性。
[2] Haziot A, et al. (1988). The monocyte differentiation antigen, CD14, is anchored to the cell membrane by a phosphatidylinositol linkage. Journal of Immunology.
[点评]:揭示了 CD14 的 GPI 锚定结构,解释了其为何需要与其他跨膜受体(如后来的 TLR4)合作才能传导信号。
[3] Kim SJ, et al. (2005). Crystal structure of the N-terminal fragment of human CD14. Journal of Biological Chemistry.
[点评]:解析了 CD14 的晶体结构,展示了其疏水性口袋如何结合 LPS,为理解分子传递机制提供了结构基础。