Bước tới nội dung

CD4

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Trong sinh học phân tử, CD4 (cluster of differentiation 4) là một loại glycoprotein đóng vai trò đồng thụ thể (co-receptor) cho thụ thể tế bào T (TCR). CD4 được tìm thấy trên bề mặt của một số tế bào miễn dịch như tế bào T hỗ trợ, bạch cầu đơn nhân, đại thực bào và tế bào tua. Protein này được phát hiện vào cuối những năm 1970, ban đầu được gọi là leu-3 hoặc T4 (dựa theo kháng thể đơn dòng OKT4 dùng để nhận diện nó), và đến năm 1984 mới chính thức được đặt tên là CD4[1]. Ở người, protein CD4 được mã hóa bởi gene CD4[2][3].

Tế bào T hỗ trợ CD4+ là một loại bạch cầu quan trọng trong hệ miễn dịch. Chúng thường được gọi đơn giản là tế bào CD4+, tế bào T hỗ trợ hoặc tế bào T4. Chức năng chính của những tế bào này là gửi tín hiệu điều phối đến các tế bào miễn dịch khác, chẳng hạn như tế bào T sát thủ, để tiêu diệt các tác nhân gây nhiễm. Khi số lượng tế bào CD4 bị suy giảm (như trong trường hợp nhiễm HIV không điều trị, hoặc sau khi sử dụng thuốc ức chế miễn dịch trước ghép tạng), hệ miễn dịch sẽ bị suy yếu nghiêm trọng, khiến cơ thể dễ mắc các bệnh nhiễm trùng mà bình thường có thể kháng lại được.

Cấu trúc

[sửa | sửa mã nguồn]

CD4 thuộc siêu họ globulin miễn dịch (IgSF). Vùng ngoại bào gồm 4 miền (D1-4) và vùng nội bào là một chuỗi amino acid đặc biệt giúp kết nối và hoạt hóa tyrosine kinase Lck, đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu khi tế bào T được kích hoạt.

  • D1 và D3 có cấu trúc giống miền biến thiên (IgV) của kháng thể. Miền D1 có dạng gấp đặc trưng của globulin miễn dịch, gọi là β-sandwich, gồm hai lớp β-sheet xếp thành bảy sợi β theo motif chìa khóa Hy Lạp (Greek key motif)[4].
  • D2 và D4 có cấu trúc giống miền hằng định (IgC) của kháng thể.

Miền D1 trên CD4 chỉ gắn với miền β2 của MHC lớp II, nên tế bào T CD4+ chỉ nhận diện kháng nguyên do MHC lớp II trình diện, không nhận diện MHC lớp I.

Chức năng

[sửa | sửa mã nguồn]

CD4 là đồng thụ thể của TCR, cùng gắn vào phân tử MHC lớp II nhưng ở những vị trí khác nhau, giúp nhận diện kháng nguyên do tế bào trình diện kháng nguyên đưa ra. Sự tiếp xúc gần giữa CD4 và TCR tạo điều kiện cho Lck (một tyrosine kinase gắn ở phần đuôi của CD4) phosphoryl hóa các vùng ITAM (immunoreceptor tyrosine activation motif) trên phân tử CD3, từ đó khuếch đại tín hiệu do TCR khởi động[5][6]. Các ITAM đã phosphoryl hóa sẽ tuyển mộ các kinase khác như ZAP70, tiếp tục dẫn truyền tín hiệu nội bào. Quá trình này kích hoạt các yếu tố phiên mã như NF-κB, NFAT và AP-1, thúc đẩy quá trình hoạt hóa tế bào T[7].

Các nghiên cứu về tiến hóa miễn dịch cho thấy CD4 và LAG-3 (Lymphocyte activation gene 3) (homolog của CD4)[8] là hai thụ thể có liên quan chặt chẽ về mặt tiến hóa và đều cạnh tranh liên kết với Lck thông qua các motif bảo tồn ở cấu trúc vùng nội bào[9]:

  • CD4 có motif Cys-X-Cys/His (CxC/H)[10].
  • LAG-3 có motif ức chế kiểu ITIM (immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif)[9][11][12].

Cả hai thụ thể này cạnh tranh nhau để liên kết với Lck, một cơ chế cạnh tranh cổ xưa (xuất hiện từ thời các loài cá mập), đại diện cho động vật có xương hàm sớm nhất có hệ miễn dịch tiên tiến[9].

Ngoài ra, CD4 cũng có tương tác với maspardin (SPG21)[13] và Unc-119[14].

Bệnh lý liên quan

[sửa | sửa mã nguồn]

Nhiễm HIV

[sửa | sửa mã nguồn]

HIV-1 sử dụng CD4 để xâm nhập vào tế bào T CD4+ của vật chủ thông qua glycoprotein vỏ virus gp120[15]. Sự liên kết này làm thay đổi cấu trúc của gp120, giúp virus tiếp tục gắn vào đồng thụ thể biểu hiện trên bề mặt tế bào, thường là CCR5 hoặc CXCR4. Sau đó, protein gp41 của virus thay đổi hình dạng, chèn một đoạn peptide vào màng tế bào, cho phép màng của virus hòa vào màng tế bào chủ.

Tiến triển bệnh HIV

[sửa | sửa mã nguồn]

Sau khi nhiễm HIV, số lượng tế bào T CD4+ giảm dần theo thời gian và dựa vào chỉ số CD4, có thể đánh giá và quyết định thời điểm điều trị. Tuy nhiên, hiện nay khuyến cáo là nên điều trị ngay sau khi phát hiện nhiễm HIV, không cần đợi chỉ số CD4 giảm. Chỉ số CD4 đo số tế bào T mang CD4 trong 1 μL máu, với giá trị bình thường nằm trong khoảng 500–1200 tế bào[16]. Dưới 200 tế bào/μL, nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến AIDS sẽ rất cao.

Ở châu Âu, việc điều trị thường bắt đầu khi CD4 còn khoảng 350 tế bào/μL, còn ở Mỹ là khoảng 500/μL. Xét nghiệm CD4 cũng được dùng để theo dõi hiệu quả điều trị, nhưng xét nghiệm tải lượng virus thường cho kết quả chính xác hơn. Trong hai năm đầu điều trị, CD4 nên được kiểm tra mỗi 3–6 tháng. Nếu sau hai năm mà tải lượng virus không còn phát hiện được và CD4 luôn trên 500, thì có thể không cần xét nghiệm CD4 thường xuyên nữa. Nếu CD4 nằm trong khoảng 300–500, có thể xét nghiệm mỗi năm. Việc xét nghiệm CD4 và tải lượng virus nên được thực hiện riêng biệt, tùy theo từng trường hợp.[17]

Các bệnh lý khác

[sửa | sửa mã nguồn]

CD4 vẫn được biểu hiện trong hầu hết các loại ung thư xuất phát từ tế bào T hỗ trợ, vì vậy kỹ thuật nhuộm miễn dịch CD4 trên mẫu sinh thiết được sử dụng để phát hiện các dạng lymphoma và các bệnh ác tính liên quan[18]. Ngoài ra, tế bào T CD4+ cũng tham gia vào quá trình sinh bệnh của một số bệnh tự miễn như bạch biến và tiểu đường type 1[19].

Tế bào T đóng vai trò quan trọng trong các bệnh viêm tự phát[20], và khi nghiên cứu thuốc hoặc bệnh lý, người ta thường đếm số lượng tế bào T trên mô đông lạnh bằng cách sử dụng các marker đặc trưng như CD4+, CD8+ và CD3+, nhằm đánh giá các đặc điểm khác nhau của tế bào T và hiệu quả điều trị.

Tham khảo

[sửa | sửa mã nguồn]
  1. ^ Bernard, A.; Boumsell, L.; Hill, C. (1984), Bernard, Alain; Boumsell, Laurence; Dausset, Jean; Milstein, César (biên tập), "Joint Report of the First International Workshop on Human Leucocyte Differentiation Antigens by the Investigators of the Participating Laboratories", Leucocyte Typing (bằng tiếng Anh), Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, tr. 9–142, doi:10.1007/978-3-642-68857-7_3, ISBN 978-3-642-68859-1, truy cập ngày 6 tháng 6 năm 2025
  2. ^ Isobe, M; Huebner, K; Maddon, P J; Littman, D R; Axel, R; Croce, C M (tháng 6 năm 1986). "The gene encoding the T-cell surface protein T4 is located on human chromosome 12". Proceedings of the National Academy of Sciences (bằng tiếng Anh). Quyển 83 số 12. tr. 4399–4402. doi:10.1073/pnas.83.12.4399. ISSN 0027-8424. PMC 323740. PMID 3086883.
  3. ^ Ansari-Lari, M. A.; Muzny, D. M.; Lu, J.; Lu, F.; Lilley, C. E.; Spanos, S.; Malley, T.; Gibbs, R. A. (tháng 4 năm 1996). "A gene-rich cluster between the CD4 and triosephosphate isomerase genes at human chromosome 12p13". Genome Research. Quyển 6 số 4. tr. 314–326. doi:10.1101/gr.6.4.314. ISSN 1088-9051. PMID 8723724.
  4. ^ Brady, R. L.; Dodson, E. J.; Dodson, G. G.; Lange, G.; Davis, S. J.; Williams, A. F.; Barclay, A. N. (ngày 14 tháng 5 năm 1993). "Crystal Structure of Domains 3 and 4 of Rat CD4: Relation to the NH 2 -Terminal Domains". Science (bằng tiếng Anh). Quyển 260 số 5110. tr. 979–983. doi:10.1126/science.8493535. ISSN 0036-8075.
  5. ^ Rudd, C. E.; Trevillyan, J. M.; Dasgupta, J. D.; Wong, L. L.; Schlossman, S. F. (tháng 7 năm 1988). "The CD4 receptor is complexed in detergent lysates to a protein-tyrosine kinase (pp58) from human T lymphocytes". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Quyển 85 số 14. tr. 5190–5194. doi:10.1073/pnas.85.14.5190. ISSN 0027-8424. PMC 281714. PMID 2455897.
  6. ^ Barber, E. K.; Dasgupta, J. D.; Schlossman, S. F.; Trevillyan, J. M.; Rudd, C. E. (tháng 5 năm 1989). "The CD4 and CD8 antigens are coupled to a protein-tyrosine kinase (p56lck) that phosphorylates the CD3 complex". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Quyển 86 số 9. tr. 3277–3281. doi:10.1073/pnas.86.9.3277. ISSN 0027-8424. PMC 287114. PMID 2470098.
  7. ^ Owen, Judith; Punt, Jenni; Stranford, Sharon A.; Kuby, Janis (2013). Kuby immunology . Basingstoke: Macmillan Higher Education. ISBN 978-1-4641-3784-6. {{Chú thích sách}}: |ấn bản= có văn bản dư (trợ giúp)
  8. ^ Triebel, F.; Jitsukawa, S.; Baixeras, E.; Roman-Roman, S.; Genevee, C.; Viegas-Pequignot, E.; Hercend, T. (ngày 1 tháng 5 năm 1990). "LAG-3, a novel lymphocyte activation gene closely related to CD4". The Journal of Experimental Medicine. Quyển 171 số 5. tr. 1393–1405. doi:10.1084/jem.171.5.1393. ISSN 0022-1007. PMC 2187904. PMID 1692078.
  9. ^ a b c Takizawa, Fumio; Hashimoto, Keiichiro; Miyazawa, Ryuichiro; Ohta, Yuko; Veríssimo, Ana; Flajnik, Martin F.; Parra, David; Tokunaga, Kotaro; Suetake, Hiroaki (2023). "CD4 and LAG-3 from sharks to humans: related molecules with motifs for opposing functions". Frontiers in Immunology. Quyển 14. tr. 1267743. doi:10.3389/fimmu.2023.1267743. ISSN 1664-3224. PMC 10768021. PMID 38187381.{{Chú thích tạp chí}}: Quản lý CS1: DOI truy cập mở nhưng không được đánh ký hiệu (liên kết)
  10. ^ Kim, Peter W.; Sun, Zhen-Yu J.; Blacklow, Stephen C.; Wagner, Gerhard; Eck, Michael J. (ngày 19 tháng 9 năm 2003). "A Zinc Clasp Structure Tethers Lck to T Cell Coreceptors CD4 and CD8". Science (bằng tiếng Anh). Quyển 301 số 5640. tr. 1725–1728. doi:10.1126/science.1085643. ISSN 0036-8075.
  11. ^ Ohashi, Ken; Takizawa, Fumio; Tokumaru, Norihiro; Nakayasu, Chihaya; Toda, Hideaki; Fischer, Uwe; Moritomo, Tadaaki; Hashimoto, Keiichiro; Nakanishi, Teruyuki (tháng 8 năm 2010). "A molecule in teleost fish, related with human MHC-encoded G6F, has a cytoplasmic tail with ITAM and marks the surface of thrombocytes and in some fishes also of erythrocytes". Immunogenetics (bằng tiếng Anh). Quyển 62 số 8. tr. 543–559. doi:10.1007/s00251-010-0460-1. ISSN 0093-7711.
  12. ^ Maeda, Takeo K.; Sugiura, Daisuke; Okazaki, Il-mi; Maruhashi, Takumi; Okazaki, Taku (tháng 4 năm 2019). "Atypical motifs in the cytoplasmic region of the inhibitory immune co-receptor LAG-3 inhibit T cell activation". Journal of Biological Chemistry (bằng tiếng Anh). Quyển 294 số 15. tr. 6017–6026. doi:10.1074/jbc.RA119.007455. PMC 6463702. PMID 30760527.{{Chú thích tạp chí}}: Quản lý CS1: DOI truy cập mở nhưng không được đánh ký hiệu (liên kết)
  13. ^ Zeitlmann, Lutz; Sirim, Pinar; Kremmer, Elisabeth; Kolanus, Waldemar (tháng 3 năm 2001). "Cloning of ACP33 as a Novel Intracellular Ligand of CD4". Journal of Biological Chemistry (bằng tiếng Anh). Quyển 276 số 12. tr. 9123–9132. doi:10.1074/jbc.M009270200.{{Chú thích tạp chí}}: Quản lý CS1: DOI truy cập mở nhưng không được đánh ký hiệu (liên kết)
  14. ^ Gorska, Magdalena M.; Stafford, Susan J.; Cen, Osman; Sur, Sanjiv; Alam, Rafeul (ngày 2 tháng 2 năm 2004). "Unc119, a Novel Activator of Lck/Fyn, Is Essential for T Cell Activation". The Journal of Experimental Medicine (bằng tiếng Anh). Quyển 199 số 3. tr. 369–379. doi:10.1084/jem.20030589. ISSN 1540-9538. PMC 2211793. PMID 14757743.
  15. ^ Kwong, Peter D.; Wyatt, Richard; Robinson, James; Sweet, Raymond W.; Sodroski, Joseph; Hendrickson, Wayne A. (tháng 6 năm 1998). "Structure of an HIV gp120 envelope glycoprotein in complex with the CD4 receptor and a neutralizing human antibody". Nature (bằng tiếng Anh). Quyển 393 số 6686. tr. 648–659. doi:10.1038/31405. ISSN 0028-0836. PMC 5629912. PMID 9641677.
  16. ^ Bofill, M; Janossy, G; Lee, C A; Macdonald-Burns, D; Phillips, A N; Sabin, C; Timms, A; Johnson, M A; Kernoff, P B A (ngày 28 tháng 6 năm 2008). "Laboratory control values for CD4 and CD8 T lymphocytes. Implications for HIV-1 diagnosis". Clinical and Experimental Immunology (bằng tiếng Anh). Quyển 88 số 2. tr. 243–252. doi:10.1111/j.1365-2249.1992.tb03068.x. ISSN 1365-2249. PMC 1554313. PMID 1349272.
  17. ^ "Choosing Wisely: An Initiative of the ABIM Foundation". choosingwisely.org (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 6 tháng 6 năm 2025.
  18. ^ Leong, Anthony S.-Y.; Cooper, Kumarasen; Leong, F. Joel W.-M. (2003). Manual of diagnostic antibodies for immunohistology . London: Greenwich Medical Media. ISBN 978-1-84110-100-2. {{Chú thích sách}}: |ấn bản= có văn bản dư (trợ giúp)
  19. ^ Zamani, M.; Tabatabaiefar, M. A.; Mosayyebi, S.; Mashaghi, A.; Mansouri, P. (ngày 19 tháng 10 năm 2009). "Possible association of the CD4 gene polymorphism with vitiligo in an Iranian population: Possible association of the CD4 gene polymorphism with vitiligo in an Iranian population". Clinical and Experimental Dermatology (bằng tiếng Anh). Quyển 35 số 5. tr. 521–524. doi:10.1111/j.1365-2230.2009.03667.x.
  20. ^ Ciccarelli, F.; Martinis, M. De; Ginaldi, L. "An Update on Autoinflammatory Diseases". Current Medicinal Chemistry (bằng tiếng Anh). Quyển 21 số 3. tr. 261–269. doi:10.2174/09298673113206660303. PMC 3905709. PMID 24164192.
Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=CD4&oldid=73569178”