第三章 免疫球蛋白超家族
免疫球蛋白基因的研究近年来获得重大突破。日本学者利根川进（Tonegawa)因在免疫球蛋白基因结构研究有突出贡献而获得1987年诺贝尔医学和生理学奖。应用X结晶衍射分析、DNA序列分析和园双色等技术研究表明，许多细胞膜表面分子和机体某些蛋白分子多肽折叠方式与Lg相似，在氨基酸组成上与免疫球蛋白可变区（V区）或/和恒定区（C区）有较高的同源性，它们可能从同一祖先基因（primordial ancestral gene)进化而来。编码这些多肽链的基因称为免疫球蛋白基因超家族（immunoglobulin gene superfamily),这一基因超家族所编码的产物称为免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily,IGSF)。
Ig超家族中某些成员如Fascilin Neuroglian和Amalgam等分子存在于昆虫中，这表明Ig超家族结构域的多样化（diversification)在后生动物（Metazoon)进化早期即开始发生，通过基因的复制（duplication)和随后发生的偏离（divergence)产生了具有不同功能的多功能域结构。
第一节 免疫球蛋白超家族的组成和特点
一、Ig超家族的组成
由于细胞表面标志、单克隆抗体以及基因工程技术的应用，发现越来越多的膜表面分子和蛋白分子属于Ig超家族，主要包括T细胞、B细胞识别抗原受体及其信号转导分子，免疫球蛋白重链和轻链，MHC抗原及相关分子，免疫球蛋白Fc段受体，某些细胞因子受体，与神经系统功能和粘附有关的分子，某些粘附分子和分化抗原等（表3-1）。
表3-1 免疫球蛋白超家族的组成（举例）
| 成 员 |
分子量
（kDa) |
Ig结构域类型 |
人染色体
定 位 |
主要功能 |
| C1 C2 V |
| 识别抗原和信号转导 |
|
|
|
|
| Igμ重链 |
|
4 - 1 |
14q32.33 |
识别抗原 |
| Igγ重链 |
52～58 |
3 - 1 |
14q32.33 |
识别抗原 |
| Igδ重链 |
|
3 - 1 |
14q32.33 |
识别抗原 |
| Igε重连 |
|
4 - 1 |
14q32.33 |
识别抗原 |
| Igα重连 |
52～56 |
3 - 1 |
14q32.33 |
识别抗原 |
| Igκ重连 |
24 |
1 - 1 |
2p12 |
识别抗原 |
| Igλ重连 |
24 |
1 - 1 |
22q11.12 |
识别抗原 |
| Ig-α（CD79a） |
47 |
（一个Ig结构域） |
|
mIg复合体成分，信号转导 |
| Ig-β（CD79b） |
37 |
（一个Ig结构域） |
|
mIg复合体成分，信号转导 |
| TCRα链 |
45～60 |
1 - 1 |
14q11.12 |
识别MHC/多肽复合物 |
| TCRβ链 |
40～50 |
1 - 1 |
7q32 |
识别MHC/多肽复合物 |
| TCRγ链 |
45～60 |
1 - 1 |
7p15 |
识别MHC/多肽复合物 |
| TCRδ链 |
40～60 |
1 - 1 |
14q11.2 |
识别MHC/多肽复合物 |
| TCRγ链 |
25～28 |
- 1 - |
11q23 |
TCR信号传导 |
| TCRδ链 |
20 |
- 1 - |
11q23 |
TCR信号传导 |
| TCRε链 |
20 |
- 1 - |
11q23 |
TCR信号传导 |
续表1
| 成 员 |
分子量
（kDa) |
Ig结构域类型 |
人染色体
定 位 |
主要功能 |
| C1 C2 V |
| MHC抗原及相关分子 |
|
|
|
|
| MHCⅠ类抗原α链 |
44 |
1 - - |
6p21.3 |
α1、α2结合肽片段，
α3结合CD8 |
| MHCβ2m |
12 |
1 - - |
15q21-q22 |
稳定MHCⅠ类分子α链 |
| MHCⅡ类抗原 α链 |
32～34 |
1 - - |
6p21.3 |
α1结合肽片段，α2结合CD4 |
| MHCⅡ类抗原 β链 |
29～32 |
1 - - |
6p21.3 |
β1结合肽片段，β2结合CD4 |
| MHCⅡ类抗原 γ链 |
30 |
（属IGSF） |
|
参与Ⅱ类抗原功能 |
| CD1 |
43～49 |
1 - - |
1q22-q23 |
TCRγ/δ限制成分？ |
| Qa/TL重链 |
48 |
1 - - |
(小鼠） |
TCRγ/δ限制成分？ |
| 免疫球蛋白Fc段受体 |
|
|
|
|
| polyIgR |
100 |
- 1 4 |
1q31-q42 |
多聚Ig受体（肝细胞上
polyIgR是HBV受体） |
| FcγRⅠ（CD64） |
70 |
- 3 - |
1q23-q24 |
IgG Fc高亲和力受体 |
| FcγRⅡ（CD32） |
40 |
- 2 - |
1q23-q24 |
IgG Fc低亲和力受体 |
| FcγRⅢ（CD16） |
50～70 |
- 2 - |
1q23-q24 |
IgG Fc低亲和力受体 |
| FcεRⅠα链 |
25 |
- 2 - |
1q23-q24 |
IgE Fc高亲和力受体 |
| FcαR（CD89） |
60 |
- 2 - |
(尚未鉴定出） |
IgA Fc受体 |
| 细胞因子受体 |
|
|
|
|
| M-CSFR（C-fms) |
165 |
-4 1 |
5q33.2-q33.3 |
细胞因子受体 |
| (CSF-1R)(CD115) |
|
|
|
|
| SCFR(C-kit)(CD117) |
145 |
-4 1 |
4q31-3 |
细胞因子受体 |
| IL-1RtI(CDw121a) |
82 |
- 3 - |
2q12 |
细胞因子受体 |
| IL-1RtⅡ(CDw121b) |
68 |
- 3 - |
2q12 |
细胞因子受体 |
| IL-6R(CD126) |
80 |
- 1 - |
|
细胞因子受体 |
| G-CSFR |
150 |
- 1 - |
|
细胞因子受体 |
| PDGFR |
180 |
- 4 1 |
5q31-q32 |
细胞因子受体 |
| FGFR |
130 |
(3个Ig结构域) |
|
细胞因子受体 |
| gp130(CDw130) |
130 |
（属IGSF） |
|
细胞因子受体 |
| VEGFR |
|
(7个Ig属结构域) |
|
细胞因子受体 |
| 粘附分子和分化抗原 |
|
|
|
|
| CD2 |
50 |
- 2 - |
1p13 |
LFA-3（CD58）配体 |
| CD4 |
55 |
- 1 2 |
12pter-q12 |
结合MHCⅡ类抗原 |
| CD7 |
40 |
- - 1 |
17q25 |
T细胞活化 |
| CD8α链 |
34 |
- - 1 |
2p12 |
结合MHCⅠ类抗原 |
| CD8β链 |
30 |
- - 1 |
2p12 |
结合MHCⅠ类抗原 |
| CD19 |
95 |
（2个Ig样结构域） |
|
B细胞活化 |
续表2
成 员 |
分子量
（kDa) |
Ig结构域类型 |
人染色体
定 位 |
主要功能 |
| C1 C2 V |
| CD22（MAG类似物） |
130/140 |
- 5 - |
|
B细胞粘附 |
| CD28（同源二聚体） |
90 |
- - 1 |
2q33-q34 |
T细胞活化，结合CD80 |
| CTLA-4（CD28类同物） |
|
- - 1 |
2q33-q34 |
活化CTL |
| PECAM-1（CD31） |
140 |
- 6 - |
|
粘附 |
| CD33 |
67 |
（2个Ig结构域） |
19q13 |
髓样细胞粘附？ |
| CD48（blast-1) |
41～45 |
- 1 1 |
1q21-q23 |
B细胞粘附，结合CD2 |
| ICAM-3 （CD50） |
124 |
- 5 - |
|
LFA-1配体 |
| ICAM-1（CD54） |
80～114 |
- 5 - |
1q |
LFA-1配体（鼻病毒受体） |
| LFA-3（CD58） |
40～65 |
- 2 - |
1p13? |
CD2配体 |
| CEA（癌胚抗原）（CD66e） |
175～200 |
- 2～6 1 |
19q13.1-q13.2 |
粘附作用？ |
| B7/BB1（CD80） |
60 |
（2个Ig结构域） |
|
B细胞活化抗原，结合CD28 |
| B7-2（CD86） |
80 |
（2个Ig结构域） |
|
活化T细胞，结合CD28 |
| Thy-1(CDw90) |
17.5～18.7 |
- - 1 |
11q23 |
T细胞活化和粘附 |
| CD96(TACTILE) |
160 |
（3个Ig结构域） |
|
T细胞激活 |
| ICAM-2(CD102) |
60 |
- 2 - |
|
LFA-1配体 |
| VCAM-1(CD106) (血管细胞粘附分子-1） |
110 |
- 7 - |
|
VLA-4配体 |
| MRC OX-2 |
41～47 |
- 1 1 |
3 |
|
| 妊娠特异性蛋白 |
54～72 |
- 3 1 |
19q13.2-13.3 |
粘附作用？ |
| α1BgP(血清α1胆汁糖蛋白) |
63 |
- 5 - |
|
（与CEA结构相似） |
| BMLP（基底膜连接蛋白） |
44.5～48.5 |
- - 1 |
|
粘附 |
| 脊髓灰质炎病毒受体（PVR）与神经组织细胞粘附及其它功能有关 |
67 |
- 2 1 |
19q |
V区与PV结合 |
| NCAM（CD56）（神经细胞粘附分子） |
97～220 |
- 5 - |
11q23 |
神经细胞粘附 |
| NCAM-L1（神经细胞粘附分子-L1） |
200 |
- 6 - |
（小鼠） |
轴索成束和延长，神经元的移行 |
| MAG |
67/72 |
- 5 - |
（大鼠） |
髓鞘形成中轴索和神经胶质的相互作用 |
| （大鼠髓鞘磷脂相关糖蛋白） 外周髓磷脂糖蛋白（po myelin protein) |
28～30 |
- - 1 |
（大鼠） |
使髓鞘质紧密 |
从表3-1中可以看出，不同组Ig结构域的类型和数目有以下特点：
（1）识别抗原和信号转导组中，Igμ、γ、δ、ε和α重链各含1个V区，3～4个C1区；Igκ、λ轻链各含1个V区和1个C1区；TCRα、β、γ和δ链各含1个V区和1个C1区；CD3γ、δ和ε链只含1个C2区（CD3ξ和η链结构与IGSF无同源性）。
（2）MHC抗原及相关分子只含1个C1区，Qa/TL或CD1与β2m组成异源二聚体与MHCⅠ类抗原结构相似，MHCⅠ类分子α1、α2结构域，MHCⅡ类分子α1、β1结构域具有多态性，但其结构不属于IGSF。
（3）免疫球蛋白Fc受体基因均定位于1号染色体，除polyIgR外，其余IgFc受体的Ig结构域为2～3个C2区。
（4）IL-6Rα链、gp130和G-CSFR的胞膜外结构除N端各含有1个C2样区外，靠近胞膜侧各有一个红细胞生成素受体超家族结构域，此外，还有2～4个纤粘连素结构域。
（5）与神经组织细胞粘附有关的粘附分子中绝大多数含有5个或6个C2区。