CD147是在第六届人类白细胞分化抗原国际协作组会议被命名的细胞表面分子,系一种分子量为50-60 kDa的单次跨膜糖蛋白,隶属于免疫球蛋白家族。HAb18G作为一个新的肝癌相关抗原,是本实验室用肝癌特异性单抗HAb18筛选人肝癌cDNA文库所发现,经查询GeneBank发现HAb18G基因编码序列与CD147分子高度同源。针对CD147的功能研究揭示,CD147作为一个功能多样的膜蛋白在胚胎、神经元、淋巴细胞的发育以及心脏病、Alzheimer’s病、中风、肿瘤、炎症、自身性免疫疾病等病理性过程中发挥着重要的作用。在T淋巴细胞中,CD147很早就被鉴定为是一个与淋巴细胞活化相关的抗原。CD147的表达水平依赖于T淋巴细胞的发育分化阶段以及活化程度。在胸腺中,最高强度的CD147表达于晚期未成熟的胸腺细胞中,并与缺失TCRbeta选择情况下未成熟胸腺细胞的增殖密切相关。应用CD147抗体能够阻断未成熟淋巴细胞的进一步发育分化。在外周血中,CD147表达在所有免疫细胞表面,但上调表达于活化的T细胞中。通过比较系统性红斑狼疮和健康自愿者外周血CD3+ T细胞中的CD147,发现其高表达于系统性红斑狼疮外周血CD3+ T细胞中。应用CD147-/-基因敲除小鼠的实验研究发现,CD147的缺失会导致混合淋巴细胞反应过程中T细胞的过度增殖。到目前为止,关于CD147在T细胞活化过程中的确切机制尚不清楚,阐明CD147如何参与和影响T细胞的活化也正是本研究的目的所在。在本研究中,我们选择CD3抗体介导的TCR刺激这一经典的T细胞活化实验模型去研究CD147在T细胞活化过程中的功能。首先,我们分别应用Real-Time PCR和流式细胞仪检测了在TCR/CD3介导的T细胞活化条件下CD147的表达情况。Real-Time PCR结果显示,活化后CD147的表达在mRNA水平上是未活化时的10.8倍。流式细胞术进一步分析发现,CD147在蛋白水平的表达在活化后的CD4+和CD8+ T细胞中均被显著上调。上述这些实验结果验证了文献以往关于CD147与T细胞活化状态关系的研究,但所不同的是:以往的实验是建立在PHA活化的T细胞模型或者是肿瘤特异性活化的T细胞模型基础之上,而我们的实验结果是建立在TCR/CD3刺激的活化T细胞之上。另外,我们的流式结果还首次揭示了CD147在CD4+和CD8+ T细胞亚群的表达情况。在T细胞活化的早期阶段, TCR:抗原肽-MHC之间的紧密而持久相互作用依赖于APC与T细胞之间所形成的免疫突触。众多与T细胞活化相关的信号分子也会在此过程中被运输到免疫突触中并进而发挥相应的免疫反应调节作用。基于此,我们调查了CD147分子在T细胞活化过程中的细胞膜定位。激光共聚焦扫面显微镜图像揭示:CD147与TCR辅受体CD4/8以及脂筏标记分子CD48和GM1一起被募集到了T细胞因活化而形成的帽形结构或位于APC-T细胞之间的免疫突触中,并表现出明显的共定位特点。通过分离脂筏组分并应用Western blot检测CD147在脂筏中的分布特征进一步验证了激光共聚焦显微镜所获得的实验结果。这一结果提示CD147是T细胞活化过程所需的重要分子,同时也促使我们去进一步调查CD147在T细胞活化所扮演的可能的协同刺激作用。通过研究CD147/TCR协同刺激对T细胞活化的影响,我们发现:在本实验室所制备的HAb18G/CD147抗体HAb18、3B3、5A12、6H8中,5A12交联CD147能够显著抑制CD3刺激以及CD3+CD28协同刺激所介导的T细胞增殖。细胞周期分析揭示,增殖抑制作用与T细胞发生的G1期细胞周期阻滞相关。细胞凋亡分析发现,5A12所介导的协同信号还促进了T细胞凋亡的发生。与上述结果相对应,我们还发现:TCR激发的活化T细胞IL-2以及IL-2受体(CD25)的分泌与表达也因为5A12交联CD147而被下调。在T细胞活化的过程中,Th1和Th2类细胞因子的分泌也是调节T细胞活化反应的重要因素。研究发现,CD147协同刺激能够促进高水平Th1类细胞因子IFN-γ的分泌,并抑制Th2类细胞因子IL-4的生成。这说明,由CD147介导的协同刺激具有调控T细胞朝向Th1方向分化的作用。上述实验结果强烈提示:由CD147介导的协同信号能够衰减CD3以及CD3+CD28所激发的T细胞活化反应,说明CD147很可能是一个具有负性调控作用的协同刺激信号受体。以前的研究发现,抗体交联CD147所引起T细胞增殖受到抑制可能与其调控脂筏中的分布有关。我们也调查了5A12对于脂筏的影响,结果表明,5A12交联CD147能够干扰帽形结构的形成。结合实验所观察到的5A12能够抑制T细胞活化过程中的同型细胞聚集现象,提示CD147在T细胞活化过程中的作用机制可能部分与脂筏结构的重组以及调控细胞粘附有关。在T细胞活化的过程中,TCR/CD3的结合会激发下游信号通路的活化,蛋白酪氨酸发生磷酸化并进而活化PKC蛋白激酶和胞内钙离子的释放。如结果所示,通过对下游信号通路的研究发现:交联CD147所介导的协同信号轻度下调了蛋白酪氨酸磷酸化水平,同时细胞内的钙离子浓度也被降低。综上所述,尽管CD28一直被认为是重要的协同刺激信号分子参与T细胞的活化,但是也有许多膜蛋白已经被证实以协同刺激信号分子的角色在不同背景下参与对T细胞活化的调节。在本研究中,我们调查了CD147参与调节T细胞活化的可能机制。结果证实,CD147能够参与免疫突触的形成,5A12介导的CD3/CD147协同能够抑制TCR介导的T细胞活化信号通路。