因为CD14是在白细胞分化、成熟过程中逐渐合成的,早期认为,CD14为白细胞分化标志物。随后研究证实,CD14的主要生物学活性是作为LPS或LPS-LBP复合物的受体,其主要依据为:①mCD14可与革兰阴性细菌、LPS包被的红细胞或LPS特异结合,并具有快速、饱和、高特异性、高亲和力等受体特征(KD为2.7×10-8M),其N-末端是LPS的结合部位。②特异性磷脂酰肌醇磷脂酶C处理单核/巨噬细胞,去除细胞表面mCD14,或采用抗CD14抗体均可完全抑制细胞与LPS的结合以及LPS对细胞的激活作用。
CD14作为LPS受体,主要是介导LPS对细胞的激活作用。研究显示,用编码人CD14的DNA稳定转染CD14阴性细胞(70Z/3或CHOK1细胞),表达CD14不仅使细胞具有高亲和力结合LPS的能力,而且赋予细胞对LPS的反应性,表现为细胞内NF-κB活性增加。70Z/3 hCD14细胞对LPS的敏感性较母代细胞或对照转染细胞(70Z/3RSV细胞)高10000倍。采用抗CD14单克隆抗体预处理单核/巨噬细胞或PMN均能明显抑制LPS对细胞的激活作用,尤其是能完全阻断低剂量LPS的激活作用。说明CD14是宿主体内细胞识别LPS和LPS激活细胞的重要受体。目前认为,LPS激活细胞一般都需要CD14参与,尤其是低浓度LPS(<100ng/ml)刺激时,LPS的激活作用完全依赖于CD14的介导作用。
虽然不是所有LPS反应细胞都能表达CD14,但LPS对细胞的激活作用一般都需要CD14参与。业已研究证实,对于CD14+细胞,如单核细胞、巨噬细胞和PMN,LPS通过细胞表面上的mCD14激活细胞。对于CD14-细胞,如内皮细胞、上皮细胞、平滑肌细胞,LPS则通过血液中sCD14诱导细胞减活。
研究显示,sCD14也能与LPS直接结合。Haziot等先将重组sCD14 (recombinat sCD14,rsCD14)包被在培养板上,观察生物素标记LPS (biotinylated LPS,bLPS)与sCD14的结合反应。发现bLP可可直接与sCD14结合,但不能与包被在板上的免役母蛋白结合,提示bLPSr与sCD14的结合具有一定的特异性和饱和性。
血清LBP能显著促进bLPS与rsCD14的结合反应,无血清或LBP存在时,LPS与sCD14孵育30min,仅约50%LPS与sCD14结合,有血清或LBP存在时,30min孵育则可使所有LPS与sCD14结合。提示LBP不仅不与sCD14竟争结合LPS,反而可促进LPS与sCD14的结合。
血管内皮细胞不仅是LPS作用的重要靶细胞,而且是重要的效应细胞。研究表明,内皮细胞虽不能表达CD14,但LPS通过血清sCD14激活内皮细胞。研究显示,有血清存在时,10 ng/ml S型或R型LPS就足以使牛脑血管、肺动脉和主动脉内皮细胞释放乳酸脱氢酶增多,细胞脱落增加,内皮细胞单层通透性明显增加。无血清时,≥1μg/ ml LPS也无明显的细胞毒作用。采用抗CD14抗体(MY4、28C5,S39)预处理血清或采用琼脂糖凝胶亲和层析清除血清内sCD14,则能完全抑制LPS的细胞毒作用,而血清中其他成分如白蛋白、C-反应蛋白等因子则无血清样调控作用。若在去除sCD14的血清内再加入rsCD14则恢复LPS的细胞毒作用。抗CD14抗体预处理内皮细胞不影响LPS的损伤作用,说明LPS是通过血清sCD14的介导作用引起内皮细胞损伤的。
LPS诱导内皮细胞表面黏附分子表达也需要sCD14。如有血清存在时,低浓度LPS(1ng/ ml)就足够刺激人脐静脉内皮细胞(HUVEC)表达内皮细胞-白细胞黏附分子-1(ELAM-1)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)、血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)。无血清时,100ng/ml LPS也无此作用。抗CD14抗体(3C10,60b)预处理血清或采用免疫沉淀去除血清中sCD14,均可完全抑制LPS依赖血清诱导内皮细胞表面黏附分子激活的作用,再加入rsCD14 又可恢复血清调控LPS的作用。
此外,LPS激活内皮细胞释放细胞因子也与sCD14的介导作用有关。在含10%血清的培养液中,1ng/ml LPS就足以刺激人脐静脉内皮细胞分泌IL-6、IL-8。无血清时,100ng/ml LPS也不能诱导内皮细胞释放细胞因子。抗CD14抗体预处理血清可完全抑制LPS对内皮细胞的激活作用,用rsCD14替代血清时,LPS的激活作用与有血清时相同。上述结果说明,LPS对血管内皮细胞的损伤及激活作用均需要血清sCD14的参与,后者可将内皮细胞对LPS的敏感性提高10000倍。
除介导LPS激活CD14阴性细胞外,也有研究显示,sCD14 能拮抗LPS对CD14阳性细胞的激活作用,其机制可能与mCD14竞争结合LPS有关。sCD14的这种拮抗作用所需要的浓度远高于血液中的浓度。因此,生理条件下,sCD14对CD14阳性细胞的反应可能无抑制作用。另外,sCD14也能促进LPS转递给血液中的高密度脂蛋白(HDL),在清除血液LPS方面发挥一定作用。
如上所述,CD14抗体或CD14基因缺陷仅对低浓度或生理浓度LPS的激活作用产生明显的抑制效应,但随着LPS浓度的增加,这种抑制效应逐渐消失。有研究表明,无CD14 70Z/3细胞(鼠前B细胞系)或夜间阵发性血红蛋白尿(paroxysmalnocturnalnoctural hemoglobinuria)病人的单核细胞(不能表达CD14),均能被LPS激活,不过激活细胞所需要的LPS浓度比CD14阳性细胞的激活浓度高10000倍。说明除CD14途径外,体内还存在其他低亲和力LPS受体途径。