靶向CD 及其配体TSP-1/SIRPα在免疫及损伤应答中的研究进展

郑晨宏(综述)，谢晓华(审校)

(解放军总医院南楼临床部综合外科，北京 100853)

靶向CD及其配体TSP-1/SIRPα在免疫及损伤应答中的研究进展

郑晨宏△(综述)，谢晓华※(审校)

(解放军总医院南楼临床部综合外科，北京 100853)

摘要：整合素相关蛋白CD47是一个广泛表达于细胞表面的分子标志物，作为信号调节蛋白α的配体在免疫应答过程中发挥重要调控作用，同时也是机体应对刺激信号调节细胞反应时凝血酶敏感蛋白1的信号受体，控制机体对损伤应答的反应程度。CD47及其配体凝血酶敏感蛋白1、信号调节蛋白的表达调控在感染及肿瘤免疫、缺血/再灌注损伤、脑出血损伤及电离辐射损伤中起到非常重要的作用，具有较强的临床应用价值。

关键词：整合素相关蛋白；信号调节蛋白α；凝血酶敏感蛋白1；免疫；损伤

Injury

CD47分子属于免疫球蛋白超家族，是一种广泛分布于多种细胞表面的跨膜糖蛋白，细胞表面至关重要的分子标记。最初从人胎盘及血小板中与整合素共沉淀纯化而为人所知，其功能与整合素相关，故又称为整合素相关蛋白，相对分子质量在40 000～55 000，包括一个可变的胞外氨基端结构域，与配体结合，3～5个疏水片段构成的跨膜区以及一个亲水的羧基端胞质尾区。CD47的主要功能有两个：①作为机体固有免疫系统中巨噬细胞表面抑制性受体信号调节蛋白α(signal regulatory protein α，SIRPα)的配体，传递“不要吃我”的信号，从而阻止巨噬细胞对靶细胞的清除[1-2]；②作为信号受体，结合血小板反应蛋白(thrombospondin-1，TSP-1)，通过改变细胞内钙离子、环磷腺苷/环磷鸟苷等的浓度，调节多种细胞的存活、迁移，诱发机体组织对损伤的应答[3]。CD47与SIRPα以及CD47与TSP-1之间的作用机制研究已取得一定进展，然而，SIRPα与TSP-1信号通路是否存在交叉还不明确。现就CD47的表达调控机制以及其在各种损伤中发挥的重要作用进行综述，探讨其在临床靶向治疗及肾移植过程中的意义。

1CD47的表达调控机制

CD47分子主要在单核巨噬细胞、树突状细胞、中枢神经细胞表面表达，影响CD47表达的调控机制尚不十分清楚。一方面，Chang等[4]研究显示CD47的表达可能受转录因子Pal/NRF-1d的正向调控，进而影响神经母细胞瘤细胞轴突的生长，而miR-133a则通过与CD47分子信使RNA的3′-UTR区结合负向调控其表达水平[5]。另一方面，CD47的表达也受到翻译后修饰调节，高血糖水平可以抑制血管平滑肌细胞基质金属蛋白酶2对CD47分子的剪切作用。而这一过程对CD47分子胞外片段识别SIRPα是必需的，一旦缺失将导致后续的信号传递受阻[6]。

CD47在不同的生理状态和疾病过程中表达水平发生变化。在许多肿瘤中其表达上调，从而保护肿瘤细胞免受巨噬细胞的吞噬清除，因此可作为肿瘤辅助诊断和不良预后的指标之一[5，7]。此外，在肺动脉高压患者及缺血/再灌注损伤(ischemia reperfusion injury，IRI)模型中表达同样上调，体外实验表明这一上调作用可能是由组织缺氧引起的[8-9]。而衰老的红细胞表面识别SIRPα配体的CD47表达却下降，导致“不要吃我”的信号减弱，从而增强巨噬细胞的吞噬作用，加速红细胞的清除[10]。

2CD47与免疫应答

2.1感染免疫CD47影响白细胞迁移、吞噬及T细胞的分化、活化过程，在机体感染过程中发挥举足轻重的作用。在固有免疫及适应性免疫应答过程中，白细胞迁移发挥重要作用。有研究发现CD47-/-小鼠由于中性粒细胞跨血管内皮细胞迁移的能力受阻，发生腹腔大肠埃希菌感染的比例增高[11]，类似的现象也见于其他细菌及病毒感染中[12]。用抗CD47抗体封闭小鼠后，再用Toll样受体2/6激动剂刺激，小鼠由于体内中性粒细胞迁移能力降低而对刺激呈现无反应性[13]。此外，细胞表面CD47的表达强度还可影响自然杀伤细胞、巨噬细胞、中性粒细胞的吞噬作用，当红细胞、T淋巴细胞、骨髓细胞中CD47表达下降时，无需抗体或补体活化，机体对这类细胞的吞噬作用即增强[1，14]。不仅如此，表达在抗原呈递细胞上的CD47分子还可调控T细胞的分化及活化过程。当机体受到内毒素刺激时，CD47分子的Fc段可以抑制IL-6、IL-10、IL-12、肿瘤坏死因子-α的产生，进而抑制树突状细胞的成熟[15]。抗体封闭CD47或与SIRPα结合后可以抵抗CD3活化的T细胞应答反应，降低γ-干扰素(interferon γ，IFN-γ)的产生，阻止T细胞向Th1型分化[16]；而当CD47与SIRPγ结合则可以促进抗原特异性T细胞的增殖[17]。

2.2抗肿瘤免疫在卵巢癌、膀胱癌、前列腺癌、急性T淋巴细胞白血病、恶性胶质瘤、多发性骨髓瘤等多种肿瘤中均可见CD47表达升高[7，18]。乳腺癌患者骨髓CD47的表达与预后呈负相关，表达越高，预后越差。异常表达的CD47可以影响肿瘤细胞生长的微环境，抑制自然杀伤细胞对恶性肿瘤细胞介导的细胞毒性反应，使肿瘤细胞逃脱机体的免疫监视作用，促进肿瘤向远处浸润转移。靶细胞上CD47的高表达能抑制固有免疫细胞对其杀伤作用，促使肿瘤细胞继续存活。在体外细胞实验及荷瘤小鼠模型中均发现封闭CD47或上调TSP-1表达后，可以通过SIRPα信号途径增加肿瘤细胞周围巨噬细胞的浸润程度及其对肿瘤细胞的吞噬作用[19]使肿瘤面积减小。TSP-1在生理浓度下就可通过C端与内皮细胞上CD47分子结合，抑制NO信号转导通路从而调控血管生成过程、血液流量以及血小板止血作用[20]。因此，抑制TSP-1/CD47信号可以通过减少肿瘤部位的血流量进而抑制肿瘤的生长。然而最近又有研究发现，胞质区SIRPα部分片段缺失的小鼠，抑制性信号的缺失，尚不足以抑制肿瘤生长。因此，CD47封闭抗体可能还干扰了CD47分子的其他生物学过程进而影响肿瘤生长[21-22]。

3CD47与损伤应答

3.1IRIIRI是引起心肌梗死、脑卒中、器官移植失败的主要原因。增加NO的产生可以显著改善IRI，然而NO信号转导通路可被CD47/TSP-1受体途径抑制。机体在低氧、血栓形成或其他应激状态下，TSP-1表达上调，并释放入血，结合细胞表面CD47后，通过抑制一氧化氮合酶活性，减少NO的合成，进而影响下游环磷腺苷/环磷鸟苷的浓度及蛋白激酶G的活化，使受损局部血流量减少[3]。降低或缺失CD47可以对IRI产生保护作用，譬如增加局部血流量，减少中性粒细胞、巨噬细胞的浸润和活性氧自由基的生成。将CD47+/+小鼠骨髓移植给CD47-/-小鼠，肾脏IRI现象基本消失，提示IRI的发生可能主要是由肾脏实质细胞而非血循环细胞引起的[9]。不仅如此，研究人员还发现肾移植手术肾脏冷缺血处理前对供体肾灌注CD47抗体可显著改善移植后肾脏的存活率，同时血清肌酐、尿素氮、磷、镁水平也显著降低[23]。同样，CD47在干细胞移植方面也有一定的作用[24]。最新的研究还显示，TSP-1可通过另一途径结合非吞噬细胞，如血管内皮细胞、肾小管上皮细胞表面的SIRPα，激活还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，促进活性氧自由基的产生，抑制血管扩张，进而加重IRI[25]。

3.2颅内出血损伤作为一种神经免疫调节蛋白，CD47可以通过参与先天免疫抑制大脑炎症反应的发生。在局部脑缺血损伤中CD47与神经元损伤，炎症及血管形成有关[26]。最近Zhou等[27]研究发现，在颅内出血后，脑白质和灰质小胶质细胞、少突胶质细胞上CD47的表达同样上调，推测这一作用可能与铁有关。脑出血后血肿周围由于铁沉积，上调CD47的表达，运用金属螯合剂去铁敏deferoxamine后，CD47表达下调，提示其或许可以作为调节CD47表达的一种方法。构建CD47过表达载体，被配体激活后，产生的神经毒性可引起神经细胞凋亡。而CD47缺失后中性粒细胞渗出减少，基质金属蛋白酶9表达下降，可使脑卒中引起的梗死灶面积减小，脑水肿程度减轻[26]。

3.3电离辐射损伤机体偶然接触电离辐射或接受放射治疗均有可能造成广泛的病理损伤，譬如急性辐射综合征。但是由于目前缺乏对正常组织具有选择性辐射保护的药物，因此在一定程度上限制了肿瘤放射治疗的剂量。近期研究发现，阻断TSP-1或CD47可以对软组织和骨髓细胞产生局部辐射防护作用[28]。运用反义吗啉寡核苷酸抑制CD47的表达可以提高经致死剂量辐射小鼠的整体存活率，外周血循环中的白细胞数量上升，髓系细胞的增殖能力增强[29]。不表达CD47的T细胞、内皮细胞经辐照后，自噬作用显著增强，人自噬基因Beclin 1、抗胸腺球蛋白5、抗胸腺球蛋白7表达升高，泛素结合蛋白p62下调；重新表达CD47后细胞对电离辐射敏感性增加，自噬减弱，加速死亡。用药物或干扰RNA抑制不表达CD47分子的T细胞的自噬作用，可以增加细胞对辐射的敏感性，提示这类细胞的辐射防护作用可能主要是通过增加细胞的自噬作用实现的[30]。

4小结

抗体封闭CD47或TSP-1，或者降低其表达水平，可以减轻IRI的损伤程度[31]。也可对辐射局部产生保护作用，因此，CD47可以作为减轻IRI及辐射损伤的治疗靶点。之前的研究主要集中在CD47与TSP-1或SIRPα的结合在免疫、损伤过程中的作用，而最近却发现TSP-1与SIRPα之间也可相互作用，诱发IRI，但具体哪条信号通路在IRI中起主导作用还需进一步研究。此外，供体肾用抗CD47单克隆抗体灌注后再进行移植可以显著改善移植肾的存活，下一步研究方向可以考虑对受者进行相同的处理，看其获益程度是否有提高。降低IRI不但可以提高移植物的存活率，而且可以适当降低供者捐献标准，使可用供体增加，这对解决临床供体稀缺的问题意义非凡。

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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编辑：相丹峰

基金项目：十二五军队医药卫生科研基金重点项目(BWS12J051)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.22.004

中图分类号：R392

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)22-4042-03