
CD28 family receptors are a group of regulatory cell surface receptors expressed on immune cells. The CD28 family in turn is a subgroup of the immunoglobulin superfamily.[1]
Two family members, CD28 and ICOS, act as positive regulators of T cell function while another three, BTLA,[2]CTLA-4 and PD-1 act as inhibitors.[1] Ligands for the CD28 receptor family include B7 family proteins.[3]
CD28 receptors play a role in the development and proliferation of T cells.[4] The CD28 receptors enhance signals from the T cell receptors (TCR) in order to stimulate an immune response[5] and an anti-inflammatory response on regulatory T cells. Through the promotion of T cell function, CD28 receptors allow effector T cells to combat regulatory T cell-mediated suppression from adaptive immunity. CD28 receptors also elicit the prevention of spontaneous autoimmunity.
CD28 receptors aid in other T cell processes such as cytoskeletal remodeling, production of cytokines and chemokines and intracellular biochemical reactions (i.e. phosphorylation, transcriptional signaling, and metabolism) that are key for T cell proliferation and differentiation. Ligation of CD28 receptors causes epigenetic, transcriptional and post-translational alterations in T cells. Specifically, CD28 costimulation controls many aspects within T cells, one being the expression of proinflammatory cytokine genes. A particular cytokine gene encodes for IL-2, which influences T cell proliferation, survival, and differentiation. The absence of CD28 costimulation results in the loss of IL-2 production causing the T cells to be anergic.[6] Additionally, CD28 ligation causes arginine-methylation for many proteins. CD28 also drives transcription within T cells and produce signals that lead to IL-2 production and Bcl-xL regulation, an antiapoptotic protein, which are essential for T cell survival.[7] CD28 receptors can be seen on 80% of human CD4+ and 50% of CD8+ T cells, in which this percentage decreases with age.[8]
一部のがん細胞は、免疫細胞上の抑制性CD28ファミリーメンバー受容体に結合するB7リガンドの過剰発現によって、免疫系による破壊を回避します。 [ 9 ] CD28ファミリーメンバーであるCTLA-4、PD-1、またはそれらのB7リガンドに対する抗体は、腫瘍免疫寛容を克服するためのチェックポイント阻害剤として機能し、がん免疫療法で臨床的に使用されています。[ 9 ]
さらに、CD28とCD137を含む遺伝子操作されたT細胞は、メソテリンと呼ばれる癌の一種に対する分子標的療法に利用できます。これらのT細胞はヒトメソテリンに対して高い親和性を持っています。メソテリン刺激を受けると、T細胞は増殖し、抗アポトーシス遺伝子を発現し、CD28の発現の助けを借りてサイトカインを分泌します。既存の腫瘍を持つマウスにこれらのT細胞を導入すると、腫瘍は完全に除去されます。細胞内のCD137の存在は、遺伝子操作されたT細胞の持続性を維持します。遺伝子操作されたT細胞とCD28およびCD137とのこの相互作用は免疫療法に不可欠であり、Tリンパ球を腫瘍抗原に誘導し、メソテリンに対する腫瘍微小環境を変化させる可能性を示しています。[ 10 ]
CD28 経路は、ヒト免疫不全ウイルス (HIV) が多数の正常細胞に感染する際に標的とされます。CD28 は、免疫に重要で NK 細胞を刺激するサイトカインであるインターロイキン -2 および IFN-γ の転写と安定性に影響を及ぼします。HIV は CD28 シグナル伝達と CD8 細胞を変化させます。その結果、HIV 感染者では CD28 を発現する CD8 細胞のレベルが低下します。C 型肝炎ウイルス (HCV) と HIV の両方に感染している被験者では、CD8 細胞のレベルも低下します。CD28 シグナル伝達は、HCV に対する適応応答で大きな役割を果たし、被験者内での HCV/HIV 重複感染の罹患率を高める可能性があります。[ 11 ] CD28 は IL-2 分泌を誘導し、IL-2 mRNA の安定性を高めます。CD28 共刺激は、T 細胞分化で発現する主要遺伝子の発現に影響を及ぼします。ウイルス転写を調節する調節タンパク質であるTatは、HIV dsDNAの転写を増加させます。Tatタンパク質によるCD28の共刺激は、HIV感染者に見られる慢性的な免疫過剰活性化に寄与する可能性があります。したがって、CD28はHIV感染および病態形成の治療において不可欠な部分です。[ 12 ]
Binding CD28 to superantigens can induce an overexpression of inflammatory cytokines which may be harmful. When CD28 interacts with coligand B7-2, these superantigens elicit T-cell hyperactivation. Superantigens can form this overexpression by controlling interactions between MHC-II and TCRs as well as increasing the B7-2 and CD28 costimulatory interactions. This is dangerous because the overexpression of inflammatory cytokines can cause toxic shock in an individual.[13]