请举例说明主要基因表达系统有哪些

2025-03-04 14:13:32

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回答1：

T细胞是由一群功能不同的异质性淋巴细胞组成，由于它在胸腺内分化成熟故称为T细胞。成熟T细胞由胸腺迁出，移居于周围淋巴组织中淋巴节的副皮质区和脾白髓小动脉的周围。不同功能成熟的T细胞均属小淋巴细胞，在形态学上不能区分，但可借其细胞膜表面分子不同加以鉴别（表8-1）。

　　在T细胞发育不同阶段以及成熟T细胞在静止期和活化期，其细胞膜分子表达的种类和数量均不相同。这些分子为抗原性不同的糖蛋白。它们与T细胞对抗原的识别、细胞的活化、信息的传递、细胞的增殖和分化以及T细胞的功能表达相关。它们也与T细胞在周围淋巴组织中的定位相关。

　　由于这些分子在T细胞表面相当稳定，故可视为T细胞的表面标志，可以用以分离。鉴定不同功能的T细胞。这些分子的单克隆抗体对临床相关疾病的诊断和治疗也具有重要应用价值。

表8-1 T细胞主要表面分子

名称生化特性配体　　功能

粘附　信号传导

TCR αβ异二聚γδ异二聚体 MHC-肽复合分子 +　 +
CD3 五聚体－－　 +
CD4 单体分子 MHCⅡ类分子 +　 +
CD8 双体分子 MHCⅠ类分子 +　 +
CD28 同二聚体分子 B7/BB1 +　 +
CD2（LFA-2）单体分子 CD58(LFA-3) +　 +
CD11α/CD18

（LFA-1）
αβ异二聚体分子 CD54

(ICAM-1)

(ICAM-2)
+　 +
CDw49/CD29

(VLA-4、5、6)
αβ异二聚体分子 VCAM-1 + 　?
CD44）(Pgp-1) 单体分子 ECM +　 +
CD45 单体分子 ? ? 　+

　　（一）T细胞抗原识别受体（TCR）

　　1．TCRαβ TCR是T细胞识别蛋白抗原的特异性受体，不同的T细胞克隆其抗原识别受体的分子结构也是不相同的。大多数成熟T细胞（约占95%）的TCR分子是由α和β二条异二聚体肽链组成的TCRαβ分子。二条肽链都由膜外区、穿膜区及胞浆区组成。TCR属于Ig超家族，膜外区可包括可变区（V区）及稳定区（C区）。

　　编码人TCRα链和β链基因座分别定位于第14号和7号染色体。α链是由V、J、C基因段编码的肽链。每个基因座又各有不同的等位基因，在T细胞发育分化早期与Ig基因一样经历基因重排、转录和转译成为肽链。TCR的特异性是由α链和β链的V-J及V-D-J基因片段决定的，故二条链基因重排后可形成千万种不同特异性的TCR分子，故可识别环境中多种多样的抗原。在通常情况下，异种蛋白抗原分子必须与细胞表面的自身MHC分子结合才能TCR识别。所以TCR只能识别细胞膜上的MHC分子与抗原分子，这是与B细胞识别原的主要不同特性。

　　2．TCRγδ另一种TCR是由γ和δ链组成的TCRγδ分子，它是由γ和δ基因编码的分子。这种TCRγδ细胞多见一胸腺内早期T细胞（CD4-，CD8-，TCRγδ+），而在人周围血成熟T细胞（CD3+，TCRγδ+）中所占的比例甚少，约为1%～10%。在小鼠脾、表皮细胞和肠粘膜上皮细胞中亦可发现γδ+T细胞。对这种新发现的T细胞的生理功能尚不不清楚，但它们可能是具有原始受体的第一防线的防御细胞，与清除表皮及上皮细胞内异物有关，它们可能是具有原始受体的第一防线的防御细胞，与清除表皮及上皮细胞内异物有关。它们可识别高度保守的抗原，如结核杆菌、肠毒素和热休克蛋白等抗原，在人和小鼠均表明它们可识别MHC或MHC样分子。

　　（二）CD3分子

　　此分子可表达于所有成熟T细胞表面，它是由五条肽链非共价结合组成的复合分子，分别称为γ、δ、ε、ζ和η链。五条肽链均由胞外区、穿膜区和胞浆区组成。γ、δ和ε为单体，ζ和η链其胞外区可由双硫键连接组成为同二聚体ζζ（约占90%）和异二聚体ζη分子（约占10%）。

图8-1　TCR识别普通抗原

图8-2TCR识别超抗原

　　CD3分子可与TCR分子以非共价结合形成一个TCR-CD3复合受体分子，是T细胞识别抗原的主要识别单位。其中TCR是识别异种抗原和自身MHC分子多态性决定族的受体，而CD3分子交不参予抗原识别，它具有稳定TCR结构和传递活化信号的作用。

　　（三）CD4和CD8分子

　　这二种分子可同时表达于胸腺内早期胸腺细胞，称为双阳性胸腺细胞（CD4+、CD8+,DP）。而在成熟T细胞这二种分子是互相排斥的，只能表达一种分子，故可将成熟T细胞分为二类，即CD4+细胞和CD8+细胞。在外周淋巴组织中CD4+T约占65%，CD8+T约占35%。

　　这二种分子同属于Ig超家族，都不具有多样性。其分子结构都由胸外区、穿膜区及胸内区组成。CD4分子为55KD的单体，CD8分子为34KD多肽组成的双体分子。

　　这二种分子与抗原识别无关，但可与带有MHC分子的细胞结合，它们是细胞与细胞间相互作用的粘附分子。CD4分子是MHCⅡ类分子的受体，它可与MHCⅡ类分子的非多态区结合。CD8分子可与MHCⅠ类分子的非多态区结合。因此这二种分子具有增强TCR与抗原呈递细胞或靶细胞的亲和性，并有助于激活信号的传递。

　　（四）CD28分子

　　这种分子可表达于全部CD4+T细胞及50%CD8+细胞。它是80～90KD的由双硫键连接的同源二聚体分子，属Ig基因超家族。

　　近年的研究证明T细胞的活化需要双信号，即由TCR-CD3复合分子可提供起始信号或第1信号，还必须有协同刺激信号（costimulatouy signal）或第2信号才能使T细胞活化。在T细胞膜上已发现有多种分子与协同刺激信号产生有关，如CD2、LFA-1、VLA-4及CD28分子等。称这种分子为辅助分子或协同刺激受体分子。

　　其中以CD28分子最为重要，已证明它的配体分子存在于B细胞或其它抗原呈递细胞上，命名为B7或BB1分子。它是50KD单体分子的穿膜蛋白，也属Ig基因超家族。B7/BB1分子在静止期B细胞、巨噬细胞或树突状细胞等表达弱，而活化型细胞表达增强。

　　（五）CD2分子

　　此分子亦称为LFA-2、Len-5或羊红细胞受体等名称。为55KD单体分子，属Ig基因超家族，亦为穿膜糖蛋白分子。可存在于成熟T细胞及胸腺细胞，亦可发现于NK细胞。

　　CD2分子是细胞间粘附分子，其配体分子称为白细胞功能相关抗原-3（LFA-3，CD58），为55-70KD糖蛋白分子。可广泛表达于造血细胞和非造血细胞。CD2分子与羊红细胞上LFA-3结合形成花环，称为E-花环，可用鉴定和分离人T细胞。

　　CD2也是信号传导分子，可使T细胞活化，它不依赖于TCR途径，是T细胞活化第二途径。特别是在胸腺内早期发育阶段的胸腺细胞尚未表达TCR，此时胸腺细胞的活化与增殖可能是通过CD2分子与胸腺上皮细胞表面的LFA-3分子结合而使之活化。

　　（六）极迟活化分子

　　极迟活化分子（very late activation,VLA）或称β1粘合素（β1integrins），本族分子具有共同的β链（CD29），计有3种分子即VLA-4、VLA-5和VLA-6分子。它们可表达于静止T细胞上，但活化T细胞有仅数量增多而且对特异配体的亲和力也增强。VLA分子可与细胞外基质（ECM）配体分子相结合，可为T细胞活化提供协同刺激信号。VLA-4还可使淋巴细胞与Peyer小体的高内皮微静脉以及炎症部位的内皮细胞结合，其配体分子称为血管细胞粘附分子-1（VCAM-1）。

　　（七）细胞因子受体

　　细胞因子受体（cytokine receptor,CKR）可表达于静止及活化T细胞表面，静止T细胞表面的细胞因子受体亲和力弱，数量少，而活化T细胞表面CKR亲和力高且数量多。

　　T细胞表面可有多种细胞因子受体，包括IL-2R、IL-4R、IL-6R及IL-7R等。其中IL-2R由α（P55）及β（P70）链组成，α链为低亲和力，β链为中等亲和力，而αβ异聚体分子则为高亲和力受体。

　　（八）CD44及CD45分子

　　CD44分子亦称Pgp-1细胞外基质受体Ⅲ或Hermes分子。它可表达于多种细胞，包括T细胞、胸腺细胞、B细胞、粒细胞、巨噬细胞、红细胞、神经细胞、上皮及纤维母细胞等。CD44分子可使淋巴细胞与高内皮微静脉（HEV）结合，移行于血管，组织和淋巴之间，与淋巴细胞再循环密切相关，可视为一种归巢受体（homing receptor,HR）。人记忆T细胞比未受体抗原刺激的天然T细胞可表达高水平CD44分子。

　　CD45分子亦称白细胞共同抗原（leukocyte common antigen）包括一组膜糖蛋白，只表达于不成熟和成熟白细胞，可包括T和B细胞、胸腺细胞、单核-巨噬细胞以及中性粒细胞。CD45分子的异构体（isofoums）常限定在某些T细胞表面表达，故称之为CD45R。

　　未受抗原刺激的天然T细胞可表达CD45RA，而记忆T细胞可表达CD45RO。另外，CD45R分子胞浆区含有内源性酪氨酸磷酸酶活性，它可能对各种活化途径具有重要调节作用。

回答2：

原核生物表达系统：大肠杆菌表达系统，链霉菌表达系统，枯草芽孢杆菌表达系统等；
真核生物表达系统：真菌，酵母，昆虫，动物等。

回答3：

原核生物表达系统（1.大肠杆菌表达系统，2.枯草芽孢杆菌表达系统，3.链霉菌表达系统）
真核生物表达系统（1.酵母表达系统，2.丝状真菌，3.昆虫表达，4.哺乳动物细胞表达系统，5.动物乳腺反应器，6.植物表达系统）

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