CD45

CD45は、以前は白血球共通抗原（leukocyte common antigen, LCA）と呼ばれていたタンパク質です。ヒトではPTPRC遺伝子によってコードされており、プロテインチロシンホスファターゼ（PTP）ファミリーに属する受容体型酵素として機能します。

PTPファミリーの分子は、細胞の成長、分化、細胞分裂、さらにはがん化といった様々な細胞プロセスに関わるシグナル伝達を調節する重要な役割を担っています。CD45は、細胞の外に突き出す細胞外ドメイン、細胞膜を貫通する一本のセグメント、そして細胞内に存在する二つの触媒ドメインを持つ構造をしています。

発現とアイソフォーム

CD45は、赤血球や成熟した形質細胞を除く、ほとんど全ての分化段階にある造血系細胞の表面に発現しています。このタンパク質は、細胞の種類や分化の段階に応じて多様なアイソフォームとして存在することが知られています。

PTPRC遺伝子からは、複数の選択的スプライシングを受けた転写産物が生じ、それぞれ異なるアイソフォームをコードしています。これらのアイソフォームは、特に細胞外ドメインのN末端側における構造的な違いによって区別されます。CD45の巨大な細胞外ドメインは糖鎖修飾（グリコシル化）が高度に行われており、この糖鎖構造にも多様性が見られます。

アイソフォームの発現パターンは、細胞種および分化段階に特異的であり、この特異性は哺乳類間で非常によく保存されています。この特性を利用して、CD45の様々なアイソフォームに対する抗体は、免疫組織化学的な手法において、異なる免疫細胞の種類を識別したり、リンパ腫や癌腫などの組織サンプルを鑑別したりするためのマーカーとして広く用いられています。

主なアイソフォーム

PTPRC遺伝子は34個のエクソンから構成されており、細胞外ドメインと細胞内ドメインのいずれもが大きい巨大なタンパク質を産み出します。特に、エクソン4、5、6（それぞれタンパク質のA、B、C領域に対応）は選択的スプライシングを受けます。これら3つのエクソンの組み合わせによって、理論上最大8種類の異なるタンパク質が生成される可能性があります。

代表的なアイソフォームとしては、以下のようなものが挙げられます。

- CD45RA: 通常、ナイーブT細胞で多く見られるアイソフォームです。A領域のみを含む（エクソン4由来）構造を持ちます。
- CD45RO: 活性化されたメモリーT細胞や一部のB細胞、活性化された単球やマクロファージ、顆粒球などで発現が見られます。最も短いアイソフォームで、A、B、C全ての領域（エクソン4, 5, 6由来部分）を欠いています。
- CD45R (CD45RABC): B細胞で主に見られるアイソフォームで、A、B、C全ての領域を含んでいます。B細胞を識別するマーカーとしてB220とも呼ばれますが、B220の発現は一部の樹状細胞などB細胞以外の細胞でも認められることがあります。

機能

CD45は、T細胞受容体（TCR）やB細胞受容体（BCR）を介した細胞内シグナル伝達において不可欠な調節役を果たします。その機能は多岐にわたりますが、主なものとしては以下の二点が挙げられます。

1. 細胞外ドメインを介して抗原受容体複合体の構成要素と直接相互作用し、共同でシグナルを増強する（共刺激のような役割）。
2. 細胞内触媒ドメインのホスファターゼ活性により、TCR/BCRシグナル伝達に必要な様々なSrcファミリーキナーゼ（例: LCK, LYN）を活性化させる機能。

一方で、CD45はJAKキナーゼを抑制する働きも持ち、これによりサイトカイン受容体からのシグナル伝達を負に調節する役割も担っています。

他の分子との相互作用

CD45（PTPRC）は、細胞内のシグナル伝達に関わる様々な分子と相互作用することが明らかになっています。例として、LCK、LYN、SKAP1などが知られています。近年、ヒトサイトメガロウイルス（HCMV）のUL11タンパク質や、特定のアデノウイルスのE3/49Kタンパク質といったウイルスタンパク質とも相互作用し、免疫細胞の機能を阻害することが報告されています。

臨床的意義

CD45は全ての白血球に発現し、そのチロシンホスファターゼ活性を通じて造血系の細胞機能調節に深く関与しています。興味深いことに、マウスやヒトの正常な造血系細胞ではCD45は細胞膜上の特定の領域である脂質ラフトとは共局在しないのに対し、急性骨髄性白血病（AML）というがん化に伴って、CD45が脂質ラフトへと局在が変化することが観察されています。AML細胞におけるこの局在変化は、白血病細胞の増殖に関わるGM-CSFシグナルの強度を増強することに貢献すると考えられています。

研究分野での利用

マウスには、CD45.1とCD45.2という二つの区別可能な対立遺伝子（アレル）が存在します（歴史的にはLy5.1、Ly5.2とも呼ばれました）。これらのアレルから生じるCD45タンパク質は機能面では同等であると考えられているため、これらは細胞の起源を識別するためのコンジェニックマーカーとして、科学研究で広く利用されています。例えば、CD45.1を持つドナーマウスから採取した細胞を、CD45.2を持つレシピエントマウスに移植する際に、移植された細胞をその後のCD45.1の発現によって識別することが可能です。この技術は、異なる細胞集団を区別したキメラ動物を作成する実験などで頻繁に用いられます。同様の目的で、CD90（Thy1）マーカーの対立遺伝子（CD90.1/CD90.2）も利用されています。

これらの特性により、CD45は基礎研究から臨床応用まで、多岐にわたる分野で重要な分子として研究されています。

もう一度検索