鄭晨宏(綜述)，謝曉華(審校)

(解放軍總醫(yī)院南樓臨床部綜合外科，北京 100853)

靶向CD及其配體TSP-1/SIRPα在免疫及損傷應答中的研究進展

鄭晨宏△(綜述)，謝曉華※(審校)

(解放軍總醫(yī)院南樓臨床部綜合外科，北京 100853)

摘要：整合素相關蛋白CD47是一個廣泛表達于細胞表面的分子標志物，作為信號調節(jié)蛋白α的配體在免疫應答過程中發(fā)揮重要調控作用，同時也是機體應對刺激信號調節(jié)細胞反應時凝血酶敏感蛋白1的信號受體，控制機體對損傷應答的反應程度。CD47及其配體凝血酶敏感蛋白1、信號調節(jié)蛋白的表達調控在感染及腫瘤免疫、缺血/再灌注損傷、腦出血損傷及電離輻射損傷中起到非常重要的作用，具有較強的臨床應用價值。

關鍵詞：整合素相關蛋白；信號調節(jié)蛋白α；凝血酶敏感蛋白1；免疫；損傷

Injury

CD47分子屬于免疫球蛋白超家族，是一種廣泛分布于多種細胞表面的跨膜糖蛋白，細胞表面至關重要的分子標記。最初從人胎盤及血小板中與整合素共沉淀純化而為人所知，其功能與整合素相關，故又稱為整合素相關蛋白，相對分子質量在40 000～55 000，包括一個可變的胞外氨基端結構域，與配體結合，3～5個疏水片段構成的跨膜區(qū)以及一個親水的羧基端胞質尾區(qū)。CD47的主要功能有兩個：①作為機體固有免疫系統(tǒng)中巨噬細胞表面抑制性受體信號調節(jié)蛋白α(signal regulatory protein α，SIRPα)的配體，傳遞“不要吃我”的信號，從而阻止巨噬細胞對靶細胞的清除[1-2]；②作為信號受體，結合血小板反應蛋白(thrombospondin-1，TSP-1)，通過改變細胞內鈣離子、環(huán)磷腺苷/環(huán)磷鳥苷等的濃度，調節(jié)多種細胞的存活、遷移，誘發(fā)機體組織對損傷的應答[3]。CD47與SIRPα以及CD47與TSP-1之間的作用機制研究已取得一定進展，然而，SIRPα與TSP-1信號通路是否存在交叉還不明確?，F就CD47的表達調控機制以及其在各種損傷中發(fā)揮的重要作用進行綜述，探討其在臨床靶向治療及腎移植過程中的意義。

1CD47的表達調控機制

CD47分子主要在單核巨噬細胞、樹突狀細胞、中樞神經細胞表面表達，影響CD47表達的調控機制尚不十分清楚。一方面，Chang等[4]研究顯示CD47的表達可能受轉錄因子Pal/NRF-1d的正向調控，進而影響神經母細胞瘤細胞軸突的生長，而miR-133a則通過與CD47分子信使RNA的3′-UTR區(qū)結合負向調控其表達水平[5]。另一方面，CD47的表達也受到翻譯后修飾調節(jié)，高血糖水平可以抑制血管平滑肌細胞基質金屬蛋白酶2對CD47分子的剪切作用。而這一過程對CD47分子胞外片段識別SIRPα是必需的，一旦缺失將導致后續(xù)的信號傳遞受阻[6]。

CD47在不同的生理狀態(tài)和疾病過程中表達水平發(fā)生變化。在許多腫瘤中其表達上調，從而保護腫瘤細胞免受巨噬細胞的吞噬清除，因此可作為腫瘤輔助診斷和不良預后的指標之一[5，7]。此外，在肺動脈高壓患者及缺血/再灌注損傷(ischemia reperfusion injury，IRI)模型中表達同樣上調，體外實驗表明這一上調作用可能是由組織缺氧引起的[8-9]。而衰老的紅細胞表面識別SIRPα配體的CD47表達卻下降，導致“不要吃我”的信號減弱，從而增強巨噬細胞的吞噬作用，加速紅細胞的清除[10]。

2CD47與免疫應答

2.1感染免疫CD47影響白細胞遷移、吞噬及T細胞的分化、活化過程，在機體感染過程中發(fā)揮舉足輕重的作用。在固有免疫及適應性免疫應答過程中，白細胞遷移發(fā)揮重要作用。有研究發(fā)現CD47-/-小鼠由于中性粒細胞跨血管內皮細胞遷移的能力受阻，發(fā)生腹腔大腸埃希菌感染的比例增高[11]，類似的現象也見于其他細菌及病毒感染中[12]。用抗CD47抗體封閉小鼠后，再用Toll樣受體2/6激動劑刺激，小鼠由于體內中性粒細胞遷移能力降低而對刺激呈現無反應性[13]。此外，細胞表面CD47的表達強度還可影響自然殺傷細胞、巨噬細胞、中性粒細胞的吞噬作用，當紅細胞、T淋巴細胞、骨髓細胞中CD47表達下降時，無需抗體或補體活化，機體對這類細胞的吞噬作用即增強[1，14]。不僅如此，表達在抗原呈遞細胞上的CD47分子還可調控T細胞的分化及活化過程。當機體受到內毒素刺激時，CD47分子的Fc段可以抑制IL-6、IL-10、IL-12、腫瘤壞死因子-α的產生，進而抑制樹突狀細胞的成熟[15]?？贵w封閉CD47或與SIRPα結合后可以抵抗CD3活化的T細胞應答反應，降低γ-干擾素(interferon γ，IFN-γ)的產生，阻止T細胞向Th1型分化[16]；而當CD47與SIRPγ結合則可以促進抗原特異性T細胞的增殖[17]。

2.2抗腫瘤免疫在卵巢癌、膀胱癌、前列腺癌、急性T淋巴細胞白血病、惡性膠質瘤、多發(fā)性骨髓瘤等多種腫瘤中均可見CD47表達升高[7，18]。乳腺癌患者骨髓CD47的表達與預后呈負相關，表達越高，預后越差。異常表達的CD47可以影響腫瘤細胞生長的微環(huán)境，抑制自然殺傷細胞對惡性腫瘤細胞介導的細胞毒性反應，使腫瘤細胞逃脫機體的免疫監(jiān)視作用，促進腫瘤向遠處浸潤轉移。靶細胞上CD47的高表達能抑制固有免疫細胞對其殺傷作用，促使腫瘤細胞繼續(xù)存活。在體外細胞實驗及荷瘤小鼠模型中均發(fā)現封閉CD47或上調TSP-1表達后，可以通過SIRPα信號途徑增加腫瘤細胞周圍巨噬細胞的浸潤程度及其對腫瘤細胞的吞噬作用[19]使腫瘤面積減小。TSP-1在生理濃度下就可通過C端與內皮細胞上CD47分子結合，抑制NO信號轉導通路從而調控血管生成過程、血液流量以及血小板止血作用[20]。因此，抑制TSP-1/CD47信號可以通過減少腫瘤部位的血流量進而抑制腫瘤的生長。然而最近又有研究發(fā)現，胞質區(qū)SIRPα部分片段缺失的小鼠，抑制性信號的缺失，尚不足以抑制腫瘤生長。因此，CD47封閉抗體可能還干擾了CD47分子的其他生物學過程進而影響腫瘤生長[21-22]。

3CD47與損傷應答

3.1IRIIRI是引起心肌梗死、腦卒中、器官移植失敗的主要原因。增加NO的產生可以顯著改善IRI，然而NO信號轉導通路可被CD47/TSP-1受體途徑抑制。機體在低氧、血栓形成或其他應激狀態(tài)下，TSP-1表達上調，并釋放入血，結合細胞表面CD47后，通過抑制一氧化氮合酶活性，減少NO的合成，進而影響下游環(huán)磷腺苷/環(huán)磷鳥苷的濃度及蛋白激酶G的活化，使受損局部血流量減少[3]。降低或缺失CD47可以對IRI產生保護作用，譬如增加局部血流量，減少中性粒細胞、巨噬細胞的浸潤和活性氧自由基的生成。將CD47+/+小鼠骨髓移植給CD47-/-小鼠，腎臟IRI現象基本消失，提示IRI的發(fā)生可能主要是由腎臟實質細胞而非血循環(huán)細胞引起的[9]。不僅如此，研究人員還發(fā)現腎移植手術腎臟冷缺血處理前對供體腎灌注CD47抗體可顯著改善移植后腎臟的存活率，同時血清肌酐、尿素氮、磷、鎂水平也顯著降低[23]。同樣，CD47在干細胞移植方面也有一定的作用[24]。最新的研究還顯示，TSP-1可通過另一途徑結合非吞噬細胞，如血管內皮細胞、腎小管上皮細胞表面的SIRPα，激活還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，促進活性氧自由基的產生，抑制血管擴張，進而加重IRI[25]。

3.2顱內出血損傷作為一種神經免疫調節(jié)蛋白，CD47可以通過參與先天免疫抑制大腦炎癥反應的發(fā)生。在局部腦缺血損傷中CD47與神經元損傷，炎癥及血管形成有關[26]。最近Zhou等[27]研究發(fā)現，在顱內出血后，腦白質和灰質小膠質細胞、少突膠質細胞上CD47的表達同樣上調，推測這一作用可能與鐵有關。腦出血后血腫周圍由于鐵沉積，上調CD47的表達，運用金屬螯合劑去鐵敏deferoxamine后，CD47表達下調，提示其或許可以作為調節(jié)CD47表達的一種方法。構建CD47過表達載體，被配體激活后，產生的神經毒性可引起神經細胞凋亡。而CD47缺失后中性粒細胞滲出減少，基質金屬蛋白酶9表達下降，可使腦卒中引起的梗死灶面積減小，腦水腫程度減輕[26]。

3.3電離輻射損傷機體偶然接觸電離輻射或接受放射治療均有可能造成廣泛的病理損傷，譬如急性輻射綜合征。但是由于目前缺乏對正常組織具有選擇性輻射保護的藥物，因此在一定程度上限制了腫瘤放射治療的劑量。近期研究發(fā)現，阻斷TSP-1或CD47可以對軟組織和骨髓細胞產生局部輻射防護作用[28]。運用反義嗎啉寡核苷酸抑制CD47的表達可以提高經致死劑量輻射小鼠的整體存活率，外周血循環(huán)中的白細胞數量上升，髓系細胞的增殖能力增強[29]。不表達CD47的T細胞、內皮細胞經輻照后，自噬作用顯著增強，人自噬基因Beclin 1、抗胸腺球蛋白5、抗胸腺球蛋白7表達升高，泛素結合蛋白p62下調；重新表達CD47后細胞對電離輻射敏感性增加，自噬減弱，加速死亡。用藥物或干擾RNA抑制不表達CD47分子的T細胞的自噬作用，可以增加細胞對輻射的敏感性，提示這類細胞的輻射防護作用可能主要是通過增加細胞的自噬作用實現的[30]。

4小結

抗體封閉CD47或TSP-1，或者降低其表達水平，可以減輕IRI的損傷程度[31]。也可對輻射局部產生保護作用，因此，CD47可以作為減輕IRI及輻射損傷的治療靶點。之前的研究主要集中在CD47與TSP-1或SIRPα的結合在免疫、損傷過程中的作用，而最近卻發(fā)現TSP-1與SIRPα之間也可相互作用，誘發(fā)IRI，但具體哪條信號通路在IRI中起主導作用還需進一步研究。此外，供體腎用抗CD47單克隆抗體灌注后再進行移植可以顯著改善移植腎的存活，下一步研究方向可以考慮對受者進行相同的處理，看其獲益程度是否有提高。降低IRI不但可以提高移植物的存活率，而且可以適當降低供者捐獻標準，使可用供體增加，這對解決臨床供體稀缺的問題意義非凡。

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Advances on Targeting CD47and Its Ligands TSP-1/SIRPα in Immune and Injury ResponseZHENGChen-hong,XIEXiao-hua. (DepartmentofComprehensiveSurgery,SouthBuilding,ChinesePLAGeneralHospital,Beijing100853,China)

Abstract:Integrin-associated protein CD47 is a widely expressed molecular marker on cell surface.As a ligand of signal regulatory protein α(SIRPα), it plays an important role in the process of immune response.And it also serves as signal receptor of thrombospondin-1(TSP-1) to regulate cells interaction and the extent of reaction in tissue response to injury and stress.The regulation mechanism of CD47, and its ligand TSP-1,and SIRPα signaling pathways play important roles in infection,anti-tumor immunity,ischemia-reperfusion injury,intracerebral hemorrhage injury and ionizing radiation damage, and have great potentials in the clinical application.

Key words:Integrin-associated protein； Signal regulatory protein α； Thrombospondin-1； Immune；

收稿日期：2014-12-22修回日期：2015-04-23編輯：相丹峰

基金項目：十二五軍隊醫(yī)藥衛(wèi)生科研基金重點項目(BWS12J051)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.22.004

中圖分類號：R392

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)22-4042-03