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第三节 粘附分子的功能
在体内，一种细胞可能同时表达多种粘附分子，一种粘附分子也可以表达于多种不同的组织细胞，而细胞间的相互粘附作用又可能由多对粘附分子受体/配体共同参与，单从某一对粘附分子的作用难于了解细胞粘附作用的全过程。本节着重从粘附分子参与的体内某些生理或病理过程来介绍粘附分子的功能，并简述其分子基础。
一、炎症过程中白细胞与血管内皮细胞的粘附
炎症过程的一个重要特征就是白细胞粘附、穿越血管内皮细胞，向炎症部位渗出。这一过程一个重要的分子基础是白细胞与血管内皮细胞粘附分子的相互作用，表2-7例举了参与这一过程的粘附分子。不同白细胞的渗出过程或渗出过程的不同阶段所涉及的粘附分子不尽相同。
1.不同粘附分子在粘附过程不同阶段所起的作用 在体内由于血液处于不断流动状态，白细胞与血管内皮细胞的粘附作用是在血液流动产生的切力作用下进行的，因此白细胞与血管内皮细胞的相互粘附作用有其特殊性。体内白细胞与血管内皮细胞的粘附作用包括白细胞沿血管壁流动的最初粘附作用，以及随后的加强粘附和穿越内皮细胞的过程。为了模拟体内血液流动状态，在体外研究白细胞与血管内皮细胞的粘附作用时，采用了特殊的实验装置，使培养液中的中性粒细胞不断流动通过培养状态的单层内皮细胞。实验表明，在流体产生的切力作用下，CD11/CD18与其配体ICAM-1对于中性粒细胞与血管内皮细胞的最初粘附几乎不起作用。相比之下，L-seletin分子与其配体E-selectin的结合则发挥重要的作用，抗L-selectin分子的单克隆抗体可明显阻断这种最初的粘附作用。在随后发生的中性粒细胞与血管内皮细胞加强粘附并穿越血管内皮细胞的过程中，L-selectin分子与其配体的结合则几乎不起任何作用，而CD11/CD18与其配体的相互作用上升到关键地位。已经粘附于血管内皮细胞的中性粒细胞L-selcetin分子表达水平显著下降，在趋化因子（如膜结合IL-8）的诱导下，CD11/CD18表达水平则明显升高。事实上，L-selectin分子表达下降可减少对已粘附中性粒细胞的牵拉作用，有利于CD11/CD18介导的中性粒细胞的穿越血管内皮细胞过程。
表2-7 参与白细胞与血管内皮细胞粘附的粘附分子
| 白细胞粘附分子（受体） |
主要表达细胞 |
内皮细胞的粘附分子（相应配体） |
| CD11a/CD18 |
N.L.M |
ICAM-1、ICAM-2、ICAM-3 |
| CD11b/CD18 |
N.L.M |
ICAM-1 |
| CD11c/CD18 |
N.L.M |
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| VLA-4(CD49d/CD29) |
L.M |
ICAM-1 |
| l-selectin(CD62L) |
N.L.M |
E-selectin、P-selectin |
| CD15 |
N |
E-selectin、P-selectin |
注：N：中性粒细胞 L：淋巴细胞 M：单核细胞
2.膜结合细胞因子在白细胞与血管内皮细胞粘附过程中所起的作用 调节上述白细胞粘附分子表达的细胞因子有血管内皮细胞膜表面结合的IL-8、GM-CSF、PAF等对中性粒细胞具有趋化作用的细胞因子，血管内皮细胞所合成的上述细胞因子主要以膜结合（membrane-bound)的形成表达于血管内皮细胞表面。中性粒细胞与血管内皮细胞的粘附过程是在血管内皮细胞膜结合细胞因子调节作用下多种粘附分子按顺序协调作用的复杂过程（图2-12）。
在中性粒细胞粘附、穿越血管内皮细胞的过程中，IL-8、GM-CSF和PAF等细胞因子发挥着关键的调节作用，没有上述细胞因子的作用，最初粘附到血管内皮细胞的中性粒细胞可能重新回到血流中去。膜结合细胞因子的存在作用其特殊意义，它可以使细胞因子的作用局限化，促进白细胞的粘附、渗出、游离的细胞因子（IL-8等）作用于白细胞减少其L-selectin分子的表达，反而抑制白细胞的粘附、渗出。血管内皮细胞表面不同的膜结合细胞因子不同白细胞粘附作用的选择性激活可能是选择白细胞粘附、渗出过程的因素之一。
图2-12 中性粒细胞粘附、穿越血管内皮细胞过程的模式图
淋巴细胞的粘附、渗出过程可能采取相似的方式，只是所涉及的粘附分子及粘附激活机制有所不同。即最初是由seectin分子介导的淋巴细胞与血管内皮细胞的不稳定的粘附，随后血管内皮细胞的膜结合细胞因子作用于淋巴细胞激活其integrin分子，导致加强粘附及穿越血管内皮细胞的过程。
粘附分子在白细胞渗出过程中的重要作用在先天性白细胞粘附缺陷症（leukocyte adhesion deficiency，LAD）发病机理中得到了证实。该病的临床特征是反复发生难以治愈的感染。LAD可分为LAD-1和LAD-2两型。LAD-1型患者白细胞CD11/CD18分子表达缺陷，因此不能与FN和C3bi结合，丧失非特异的调理作用；此外，虽然白细胞可以沿血管壁流动，由于不能与血管内皮细胞表面粘附分子ICAM-1结合，白细胞不能渗出到炎症部位。LAD-2型患者白细胞S-Lewisx(CD15s）表达缺陷，不能有效的与E-selectin分子结合，白细胞沿血管壁的流动能力显著低于正常人，同样也不能向炎症部位渗出。因此阻断白细胞与血管内皮细胞的粘附和白细胞的渗出有可能成为预防和治疗性疾病的一种新的手段。
3.细胞因子在白细胞选择性渗出过程中的作用 不同炎症具有不同类型的炎细胞浸泣，如急性炎症以中性粒细胞渗出和浸润为主，慢性炎症往往以淋巴细胞浸润为主，Ⅰ型超敏反应的变态反应性炎症以嗜碱性粒细胞的选择性渗出为主，迟发型超敏反应性炎症则以单核细胞、T细胞浸润为特征。虽然目前对白细胞选择性渗出的机理还不完全明了，但已有的证据显示粘附分子在不同类型白细胞表达的差异以及细胞因子对粘附分子表达的不同调节作用可能是重要的因素。如IL-4和IFN-γ作用于血管内皮细胞可以选择性地诱导粘附性粒细胞表达，在中性粒细胞不表达，因此IL-4和IL-4和IFN-γ可以选择性的促进除中性粒细胞以外的白细胞的粘附作用。IL-4和IFN-γ是由活化T淋巴细胞产生的细胞因子，炎症局部活化T淋巴细胞可能通过产生IL-4和IFN-γ等细胞因子作用于局部血管内皮细胞，促进白细胞的渗出，因此IL-4和IFN-γ可能在免疫介导的炎症性疾病中发挥重要作用。此外，IL-8、GM-CSF和PAF等膜结合细胞因子也可能是导致白细胞选择性渗出的重要因素。
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