CD4

分子生物学において、CD4 (cluster of differentiation 4) とはいわゆるヘルパーT細胞、単球、マクロファージ、樹状細胞などの免疫系細胞が細胞表面に発現している糖タンパクで細胞表面抗原の1つである。1970年代後半に発見されたこの分子は、1984年にCD4と名付けられるまではleu-3、T4として知られていた^[5]。ヒトの場合、CD4遺伝子にコードされている^[6][7]。

CD4
PDBに登録されている構造 PDB オルソログ検索: RCSB PDBe PDBj PDBのIDコード一覧 1CDH, 1CDI, 1CDJ, 1CDU, 1CDY, 1G9M, 1G9N, 1GC1, 1JL4, 1Q68, 1RZJ, 1RZK, 1WIO, 1WIP, 1WIQ, 2B4C, 2JKR, 2JKT, 2KLU, 2NXY, 2NXZ, 2NY0, 2NY1, 2NY2, 2NY3, 2NY4, 2NY5, 2NY6, 2QAD, 3B71, 3CD4, 3JWD, 3JWO, 3LQA, 3O2D, 3S5L, 3T0E, 4JM2, 1WBR, 3S4S, 4H8W, 4P9H, 4Q6I, 4R2G, 4R4H, 4RQS, 3J70, 5A7X, 5A8H, 5CAY
識別子
記号	CD4, CD4mut, CD4 molecule, OKT4D, IMD79
外部ID	OMIM: 186940 MGI: 88335 HomoloGene: 513 GeneCards: CD4
遺伝子の位置 (ヒト) 染色体 12番染色体 (ヒト)[1] バンド データ無し 開始点 6,786,858 bp[1] 終点 6,820,799 bp[1]
遺伝子の位置 (マウス) 染色体 6番染色体 (マウス)[2] バンド データ無し 開始点 124,841,655 bp[2] 終点 124,865,184 bp[2]
遺伝子オントロジー 分子機能 • 膜貫通シグナル伝達受容体活性 • virus receptor activity • protein homodimerization activity • zinc ion binding • extracellular matrix structural constituent • 酵素結合 • immunoglobulin binding • 血漿タンパク結合 • coreceptor activity • interleukin-16 binding • interleukin-16 receptor activity • MHC class II protein binding • identical protein binding • protein tyrosine kinase binding • シグナル伝達受容体活性 • プロテインキナーゼ結合 • 受容体結合 細胞の構成要素 • endoplasmic reticulum lumen • integral component of membrane • early endosome • 膜 • cell surface • endoplasmic reticulum membrane • 脂質ラフト • T cell receptor complex • external side of plasma membrane • 細胞膜 • clathrin-coated vesicle membrane • integral component of plasma membrane 生物学的プロセス • transmembrane receptor protein tyrosine kinase signaling pathway • defense response to Gram-negative bacterium • positive regulation of protein kinase activity • mitigation of host defenses by virus • positive regulation of calcium-mediated signaling • シグナル伝達 • helper T cell enhancement of adaptive immune response • T cell selection • エストラジオールへの反応 • induction by virus of host cell-cell fusion • adaptive immune response • response to vitamin D • T cell differentiation • 細胞表面受容体シグナル伝達経路 • positive regulation of T cell proliferation • positive regulation of peptidyl-tyrosine phosphorylation • enzyme linked receptor protein signaling pathway • T cell activation • positive regulation of T cell activation • maintenance of protein location in cell • サイトカイン産生 • T cell receptor signaling pathway • 免疫系プロセス • positive regulation of calcium ion transport into cytosol • regulation of T cell activation • 免疫応答 • 細胞接着 • viral process • fusion of virus membrane with host plasma membrane • membrane organization • positive regulation of protein phosphorylation • positive regulation of kinase activity • interleukin-15-mediated signaling pathway • positive regulation of I-kappaB kinase/NF-kappaB signaling • positive regulation of MAPK cascade • positive regulation of monocyte differentiation • positive regulation of transcription, DNA-templated • positive regulation of viral entry into host cell • regulation of calcium ion transport • positive regulation of ERK1 and ERK2 cascade • cellular response to granulocyte macrophage colony-stimulating factor stimulus • サイトカイン媒介シグナル伝達経路 • macrophage differentiation 出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
種	ヒト	マウス
Entrez	920	12504
Ensembl	ENSG00000010610	ENSMUSG00000023274
UniProt	P01730	P06332
RefSeq (mRNA)	NM_000616 NM_001195014 NM_001195015 NM_001195016 NM_001195017 NM_001382705 NM_001382706 NM_001382707 NM_001382714	NM_013488
RefSeq (タンパク質)	NP_000607 NP_001181943 NP_001181944 NP_001181945 NP_001181946 NP_001369634 NP_001369635 NP_001369636 NP_001369643	NP_038516
場所 (UCSC)	Chr 12: 6.79 – 6.82 Mb	Chr 12: 124.84 – 124.87 Mb
PubMed検索	[3]	[4]
ウィキデータ
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CD4陽性T細胞はヒトの免疫系において必要不可欠な白血球である。しばしばCD4細胞、Th細胞、T4細胞と呼ばれることもある（以下CD4細胞）。この細胞の主要な役割はCD8陽性T細胞（いわゆるキラーT細胞、もしくは細胞傷害性T細胞、以下CD8細胞）などの他の免疫系細胞にシグナルを送ることであり、このことからCD4細胞はヘルパー細胞と呼ばれる。CD4細胞がシグナルを送ると、CD8細胞はそれを受けて感染細胞を破壊しこれを殺す。無治療のHIV-1感染患者や臓器移植前の免疫抑制状態のようにCD4細胞が枯渇すると、健常者では発現しない感染症の病原体に感染し易くなる（日和見感染）。

構造

機能

CD4はT細胞の抗原提示細胞とT細胞受容体 (TCR) の情報伝達を増強する。まず、細胞内ドメインが、活性化T細胞のシグナルカスケードを構成する多くの分子に重要なLckを動員する。これにより、CD4はTCRの産生するシグナルを増強する。CD4は細胞外ドメインを用いて、抗原提示細胞上のMHC-II分子と直接的に結合し、T細胞と抗原提示細胞の接着を補強する。

疾患との関連

HIVの感染

ヒト免疫不全ウイルス-1 (HIV-1) は宿主のT細胞へ侵入する際にCD4を利用する。これはgp120として知られるエンベロープタンパク質を結合させることによる。このCD4への結合は、宿主細胞が発現している供受容体へ結合するようにgp120の形態を変化させる^[8]。ケモカインレセプターであるCCR5やCXCR4がこの共受容体にあたる。他のウイルスタンパク質 (gp41) が構造を変化させると、HIVはウイルスの外膜を細胞膜に融合させるために、融合ペプチドを宿主細胞に挿入する。

HIVの病理

HIVの感染により、CD4を発現するT細胞（前述のヘルパーT細胞）の細胞数は漸減する。医療従事者はCD4数を基準にHIV感染に対する治療の開始時期を決定する。参考値はマイクロリットル (μL)（または立法ミリメートル）あたりの細胞数で表され、CD4陽性細胞数の正常値は500 ‐ 1200/μLである^[9]。CD4数はCD4を発現している細胞の数を評価する。CD4数は直接的なHIV検査ではないが、患者の免疫系の機能を評価するために用いられる。CD4数の検査は治療の有効性をみるためにも参照されるが、ウイルスDNAの存在の確認やHIVに対する特異抗体の検出は行わない。

その他の疾患

ヘルパーT細胞に由来する腫瘍もほとんどの場合CD4を発現している。このため、組織生検試料のCD4免疫組織化学的検査は末梢T細胞性リンパ腫とRelated malignant conditionsを区別するためにも用いられる^[10]。CD4は尋常性白斑や1型糖尿病など多くの自己免疫疾患と関連する^[11]。

脚注

[脚注の使い方]

1. GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000010610 - Ensembl, May 2017
2. GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000023274 - Ensembl, May 2017
3. Human PubMed Reference:
4. Mouse PubMed Reference:
5. Alain Bernard (1984) (英語). Leucocyte typing: human leucocyte differentiation antigens detected by monoclonal antibodies: specification, classification, nomenclature: [report on the first international references workshop sponsored by INSERM, WHO and IUIS]. Berlin: Springer. pp. pages 45–48. ISBN 0-387-12056-4
6. Isobe M, Huebner K, Maddon PJ, Littman DR, Axel R, Croce CM (June 1986). “The gene encoding the T-cell surface protein T4 is located on human chromosome 12”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 83 (12): 4399–402. doi:10.1073/pnas.83.12.4399. PMC 323740. PMID 3086883. http://www.pnas.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=3086883.
7. Ansari-Lari MA, Muzny DM, Lu J, Lu F, Lilley CE, Spanos S, Malley T, Gibbs RA (April 1996). “A gene-rich cluster between the CD4 and triosephosphate isomerase genes at human chromosome 12p13”. Genome Res. 6 (4): 314–26. doi:10.1101/gr.6.4.314. PMID 8723724. http://www.genome.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8723724.
8. Kwong PD, Wyatt R, Robinson J, Sweet RW, Sodroski J, Hendrickson WA (June 1998). “Structure of an HIV gp120 envelope glycoprotein in complex with the CD4 receptor and a neutralizing human antibody”. Nature 393 (6686): 648–59. doi:10.1038/31405. PMID 9641677.
9. Bofill M, Janossy G, Lee CA, MacDonald-Burns D, Phillips AN, Sabin C, Timms A, Johnson MA, Kernoff PB (May 1992). “Laboratory control values for CD4 and CD8 T lymphocytes. Implications for HIV-1 diagnosis”. Clin. Exp. Immunol. 88 (2): 243–52. PMC 1554313. PMID 1349272. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1554313/.
10. Kumarasen Cooper; Anthony S-Y. Leong (2003). Manual of diagnostic antibodies for immunohistology. London: Greenwich Medical Media. pp. 65. ISBN 1-84110-100-1
11. Zamani M, Tabatabaiefar MA, Mosayyebi S, Mashaghi A, Mansouri P (July 2010). “Possible association of the CD4 gene polymorphism with vitiligo in an Iranian population”. Clin. Exp. Dermatol. 35 (5): 521–4. doi:10.1111/j.1365-2230.2009.03667.x. PMID 19843086.

参考文献

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関連項目

• 免疫系
• CD1