韓圣娜,徐麗娜,王淑慧,張莉蓉

(鄭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系，河南 鄭州 45000)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，心血管疾病的發(fā)展呈持續(xù)上升狀態(tài)，已趕超癌癥成為全世界死亡和致殘的主要原因[1]，在全球有高達(dá)50%的死亡率，其中一半的死因是由心肌梗死誘發(fā)心力衰竭(heart failure，HF)造成的，嚴(yán)重威脅著人們的健康。心肌梗死后壞死的心肌細(xì)胞沒有被及時(shí)清除和梗死面積的不斷擴(kuò)大成為最常見的病因。隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，心臟介入支架、藥物溶栓治療以及外科搭橋手術(shù)等臨床治療使急性心肌梗死患者的死亡率顯著降低，但針對(duì)大量已經(jīng)梗死及后續(xù)凋亡心肌細(xì)胞的損傷與修復(fù)等多種問題仍未能解決, 由此導(dǎo)致的心室重構(gòu)與心力衰竭明顯增加患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)。急性心肌梗死導(dǎo)致心力衰竭的一個(gè)關(guān)鍵因素就是梗死面積的形成，梗死面積的擴(kuò)大和非再生心肌細(xì)胞的損傷造成心室功能障礙，梗塞壞死也可以在缺血/再灌注損傷期間或之后造成炎癥[2]的不斷擴(kuò)大并加速心室的不良重構(gòu)。如何有效的清除壞死的心肌細(xì)胞從而減少梗死面積，還需要我們進(jìn)一步去探究。

1 CD47的結(jié)構(gòu)與功能

CD47，又稱為整合素相關(guān)蛋白(integrin-associated protein，IAP)，是免疫球蛋白超家族(immunoglobulins superfamily，IgSF)中的重要成員，分子重量是在50 ku左右的跨膜糖蛋白，具有氨基末端免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域和羧基末端多重跨膜區(qū)域。最開始是通過人胎盤與整合素αVβ3共純化以及血小板與αVβ3整合素共免疫沉淀被人們所認(rèn)識(shí)[3]，CD47與免疫球蛋白超家族的幾種蛋白質(zhì)相結(jié)合，如整合細(xì)胞表面的分子，白細(xì)胞，血小板，紅細(xì)胞，血小板反應(yīng)蛋白-1(thrombospondin-1，TSP-1)參與細(xì)胞的不同的生理過程，包括細(xì)胞遷移，T細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的激活和軸突細(xì)胞的發(fā)育[4]。

如今，CD47主要參與兩個(gè)重要的生理功能：一是CD47與信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白(signal-regulatory proteinα，SIRPα)的相互作用[5]，CD47通過與巨噬細(xì)胞上表達(dá)的SIRPα受體結(jié)合，導(dǎo)致酪氨酸磷酸酶活化并抑制吞噬突觸位點(diǎn)肌球蛋白的積聚，對(duì)巨噬細(xì)胞發(fā)送一個(gè)“不吃我”信號(hào)，發(fā)揮抗吞噬的作用。CD47的高表達(dá)增強(qiáng)了這個(gè)信號(hào)從而限制了巨噬細(xì)胞的吞噬清除能力，低表達(dá)或不表達(dá)CD47的細(xì)胞可更好的被巨噬細(xì)胞清除。

研究顯示，幾乎所有腫瘤細(xì)胞表面都會(huì)高表達(dá)CD47，與巨噬細(xì)胞表面的SIRPα結(jié)合后抑制其吞噬腫瘤細(xì)胞的功能，而CD47單克隆抗體的使用能夠抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。我們課題組前期也在食管癌患者中發(fā)現(xiàn)CD47表達(dá)升高[6]，離體實(shí)驗(yàn)顯示經(jīng)CD47抗體處理后的食管癌細(xì)胞，可明顯增加巨噬細(xì)胞吞噬癌細(xì)胞的能力。目前，針對(duì)CD47-SIRPα相關(guān)檢查點(diǎn)抑制劑(如B6H12、Hu5F9-G492、5F9等)的研究已成為新型腫瘤免疫療法的熱點(diǎn)。

CD47的第二個(gè)主要功能是作為TSP-1信號(hào)傳導(dǎo)的受體。TSP-1是一種基質(zhì)細(xì)胞蛋白，在細(xì)胞外基質(zhì)中表達(dá)，并通過細(xì)胞外表面受體和細(xì)胞外基質(zhì)的其他成分相接觸來調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能，血管組織中的內(nèi)源性TSP-1水平在血漿中具有重要的病理生理功能。在與TSP-1結(jié)合后，CD47可轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)，改變細(xì)胞中鈣離子、環(huán)核苷酸、整合素和生長(zhǎng)因子信號(hào)，并控制細(xì)胞的活力和應(yīng)激性。

2 CD47在心血管中的作用機(jī)制

CD47在許多不同類型的腫瘤上高表達(dá)，而CD47單克隆抗體的使用能夠抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，表明靶向CD47-SIRPα途徑成為人類惡性腫瘤的常見療法的新靶點(diǎn)[7]。但是CD47在心血管疾病中的作用也越來越受到重視，主要是因?yàn)镃D47在心血管疾病中通過相應(yīng)的作用靶點(diǎn)發(fā)揮著不同的作用。

2.1 CD47對(duì)血管和血壓的影響CD47在所有血管細(xì)胞表面均有表達(dá)，但隨著細(xì)胞年齡的增長(zhǎng)，其在紅細(xì)胞上的表達(dá)逐漸減少，和SIRPα結(jié)合產(chǎn)生的抑制信號(hào)減弱，從而加速巨噬細(xì)胞的吞噬作用。CD47在肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞和全身的血管平滑肌細(xì)胞中也有表達(dá)[8]。這主要是CD47介導(dǎo)TSP1有效的抑制一氧化氮(nitric oxide，NO)信號(hào)的傳導(dǎo)起了重要作用。NO通過幾種并發(fā)機(jī)制促進(jìn)血液流動(dòng)和調(diào)節(jié)血壓，包括抑制動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的活化來減少粘附分子的表達(dá)，限制血小板聚集以防止血栓形成，改變動(dòng)脈血管平滑肌細(xì)胞中的鈣水平，導(dǎo)致動(dòng)脈擴(kuò)張以增加血流量和降低血壓，調(diào)節(jié)心臟對(duì)血管活性物質(zhì)的反應(yīng)。缺乏TSP-1的肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞缺氧處理后，CD47表達(dá)降低，則說明配體和受體的基因調(diào)控是一致的。肺動(dòng)脈高壓是由于內(nèi)皮一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)的解偶聯(lián)和缺乏生物可利用的NO所造成的。CD47是TSP-1的同源受體，兩者結(jié)合后阻斷血管細(xì)胞中的NO反應(yīng)[9]。最近的數(shù)據(jù)還表明，血漿TSP-1是eNOS在內(nèi)皮細(xì)胞中的有效抑制劑，可以有效的抑制eNOS從而抑制內(nèi)源性NO的產(chǎn)生。TSP1-CD47結(jié)合后在體外抑制內(nèi)皮細(xì)胞中血管生成的活性，在動(dòng)脈和肺內(nèi)皮細(xì)胞上的CD47被激活后，TSP-1通過抑制內(nèi)源性NO的產(chǎn)生來限制血管生成，NO介導(dǎo)可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(soluble guanylyl cyclase，SGC)的活化，以及激活血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)介導(dǎo)的CD47與內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體VEGFR結(jié)合，引起的內(nèi)皮細(xì)胞NO的產(chǎn)生，從而抑制了血管生成[10]。

血壓是通過局部及全身各種因素之間的調(diào)節(jié)來維持平衡[11]。VEGF也能刺激內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生NO，從而擴(kuò)張阻力動(dòng)脈以降低血壓。NO是心血管系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)器[12]，它在調(diào)節(jié)血壓和血管張力方面發(fā)揮著主要作用，并隨著組織代謝活動(dòng)對(duì)調(diào)節(jié)區(qū)域組織灌注變化的需求做出反應(yīng)。有文獻(xiàn)報(bào)道，TSP-1和CD47在血流生理調(diào)節(jié)中的作用，血管平滑肌收縮是由激酶和磷酸酶作用于肌球蛋白調(diào)控輕鏈2(myosin regulatory light chain 2，MLC-2)控制的[13]，鈣瞬變激活eNOS產(chǎn)生NO，然后NO擴(kuò)散穿過膜進(jìn)入血管平滑肌，激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶，使其產(chǎn)生一氧化氮擴(kuò)張血管降低血壓。在靜息時(shí)，與對(duì)照組相比，CD47敲除動(dòng)物的平均收縮壓和舒張壓顯著降低。CD47和TSP-1缺失的小鼠在接受血管擴(kuò)張劑或交感神經(jīng)阻滯的刺激時(shí)，血壓有較大幅度的下降。相反地，用靜脈注射TSP-1或CD47抗體治療野生型和TSP1敲除(CD47不敲除)的小鼠可明顯升高血壓。因此，血漿中TSP-1通過結(jié)合血管細(xì)胞表面的CD47，成為了一種導(dǎo)致高血壓的藥物，并通過抑制NO、cGMP，和VEGFR信號(hào)使血壓上調(diào)。此外，TSP-1抑制環(huán)磷酸腺苷來介導(dǎo)動(dòng)脈血管舒張，這可能是通過激活血管平滑肌上的CD47來實(shí)現(xiàn)的，并提示我們CD47可能是控制血壓的另外一種機(jī)制。

2.2 CD47在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是冠心病、腦梗死、外周血管病的主要病因，患者的血管細(xì)胞病變還具有破裂的風(fēng)險(xiǎn)和凋亡細(xì)胞碎片病理積累的特征[14]。動(dòng)脈粥樣硬化的特征是巨噬細(xì)胞[15]和血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells，SMC)的病變，還能夠增強(qiáng)血管炎癥的風(fēng)險(xiǎn)，最終導(dǎo)致斑塊破裂[16]。在人血管組織生物庫(kù)中發(fā)現(xiàn)，與非動(dòng)脈粥樣硬化血管組織相比較，CD47在人的動(dòng)脈粥樣硬化血管斑塊中持續(xù)上調(diào)[17]，免疫熒光和免疫組織化學(xué)染色的結(jié)果證實(shí)，CD47在人冠狀動(dòng)脈和頸動(dòng)脈粥樣硬化形成期間是逐漸上調(diào)，并且是定位于壞死的細(xì)胞上。在小鼠慢性動(dòng)脈粥樣硬化模型中也觀察到類似的結(jié)果[18]。動(dòng)脈粥樣硬化小鼠模型在體內(nèi)給與CD47抗體治療后，發(fā)現(xiàn)與斑塊內(nèi)游離的凋亡小體的數(shù)量有所減少，積累的凋亡碎片也有所降低并且減小了壞死的核心病變面積。從機(jī)制角度來看，未成熟的巨噬細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞在小鼠和人類動(dòng)脈粥樣硬化病變中表達(dá)“不吃我”信號(hào)。研究還發(fā)現(xiàn)CD47與人動(dòng)脈粥樣硬化血管標(biāo)本中腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF-α)和受體TNFR1以及TNF-α本身之間存在強(qiáng)烈的正相關(guān)性。研究證明了已知的促炎細(xì)胞因子TNF-α在動(dòng)脈粥樣硬化中上調(diào)主要發(fā)生在對(duì)CD47依賴性的血管疾病中。CD47與其在受體細(xì)胞上的受體SIRP-α結(jié)合并有效的阻止巨噬細(xì)胞的胞吞作用。最重要的是，在動(dòng)脈粥樣硬化小鼠模型中給予CD47或TNF-α抗體可以增加凋亡細(xì)胞的清除和降低整體動(dòng)脈粥樣硬化病變斑塊的大小，起到對(duì)心肌的保護(hù)作用[19]。這些發(fā)現(xiàn)表明了，靶向CD47可以減少動(dòng)脈粥樣硬化，并且可以通過特異性結(jié)合加速壞死細(xì)胞的清除率。總之，這些數(shù)據(jù)表明，CD47分子的病理性上調(diào)阻礙了對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的清除，并促進(jìn)病變區(qū)域隨時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷擴(kuò)大，影響瘢痕的清除及修復(fù)過程。

2.3 CD47在缺血/再灌注損傷(ischemic-reperfusion injury，IRI)中的作用缺血/再灌注損傷是對(duì)組織造成損傷的主要因素，不是缺血本身，而是恢復(fù)血液供應(yīng)后，過量的自由基攻擊這部分重新獲得血液供應(yīng)的組織內(nèi)細(xì)胞所造成的。而缺血/再灌注損傷是心肌梗塞，中風(fēng)和器官移植失敗的主要原因。缺乏CD47可以有效的保護(hù)軟組織和包括肝臟和腎臟在內(nèi)的幾種內(nèi)臟器官中的缺血/再灌注損傷。組織保護(hù)的原因包含有增強(qiáng)血流量，減少的炎性細(xì)胞的募集和減少活性氧(reactive oxygen species，ROS)的產(chǎn)生。在CD47缺陷鼠中移入CD47陽(yáng)性的野生型小鼠的骨髓，腎缺血/再灌注損傷仍然可以被有效的減輕[20]。在小鼠心肌缺血和再灌注后，給予CD47抗體阻斷后增強(qiáng)了心臟中免疫吞噬細(xì)胞對(duì)死細(xì)胞的清除率[21]，減小了梗死面積，主要是因?yàn)閾p傷的心肌細(xì)胞表面上CD47的增加損害了免疫細(xì)胞中巨噬細(xì)胞的吞噬作用[22]。我們課題組在大鼠心肌梗死模型和離體原代心肌細(xì)胞缺氧模型實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)梗死組織和缺氧細(xì)胞CD47的表達(dá)增多；給予CD47抗體治療可減少離體缺氧心肌細(xì)胞的凋亡率。這些數(shù)據(jù)則表明，CD47能夠促進(jìn)或加重缺血/再灌注損傷，給予CD47抗體阻斷或敲除不僅能夠減輕損傷，增強(qiáng)心肌收縮力還能為增強(qiáng)缺血性心臟傷口的修復(fù)提供新策略[23]。

2.4 CD47對(duì)心力衰竭的影響在心血管疾病中幾乎所有的疾病最終都會(huì)導(dǎo)致心力衰竭，心肌梗死、心肌病、血流負(fù)荷過重、炎癥等任何原因引起的心肌損傷，都能造成心肌結(jié)構(gòu)和功能的變化，最后導(dǎo)致心室泵血和充盈功能低下。盡管針對(duì)左心室心力衰竭繼發(fā)的神經(jīng)激素的激活進(jìn)行了治療，但是心肌肥厚和心力衰竭相關(guān)的發(fā)病率和死亡率仍然很高。已知TSP-1和廣泛表達(dá)的細(xì)胞受體CD47之間的相互結(jié)合在心血管疾病中發(fā)揮一定的作用，CD47不僅能夠促進(jìn)細(xì)胞的損傷，還能通過與TSP-1相互結(jié)合后抑制NO的信號(hào)通路。缺乏TSP-1的敲除小鼠不能激活CD47，臨床表現(xiàn)為心臟肥大、右心室增大和肺動(dòng)脈高壓等疾病有一定的保護(hù)作用。一些數(shù)據(jù)也表明，TSP-1通過與CD47結(jié)合能夠直接激活煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH)氧化酶，增加ROS的產(chǎn)生使NO失調(diào)，病理性ROS的產(chǎn)生在HF中發(fā)揮重要的作用，并能夠加速HF。在CD47敲除鼠中由于CD47的缺乏TSP-1無法激活TSP1-CD47通路表現(xiàn)出了對(duì)由橫切主動(dòng)脈狹窄(transverse aortic stenosis，TAC)導(dǎo)致的左心室心衰的保護(hù)作用，即對(duì)心臟功能的增強(qiáng)、減少了細(xì)胞肥大和纖維化、以及降低了組蛋白脫乙酰酶3(histone deacetylase 3，HDAC3)的表達(dá)。主要是因?yàn)榻M蛋白乙?；苍婕靶呐K相關(guān)疾病[24]，以此證實(shí)了在左心室組織樣品中HDAC3抑制CD34后由橫切主動(dòng)脈狹窄導(dǎo)致的心肌細(xì)胞肥大有所減少，心肌細(xì)胞的纖維化也有所減弱。這些數(shù)據(jù)共同表明TSP-1-CD47信號(hào)傳導(dǎo)能夠促進(jìn)心力衰竭。

3 CD47在心血管疾病治療中的應(yīng)用展望

在各種缺血/再灌注損傷動(dòng)物模型的結(jié)果中表明，CD47可能是心血管疾病的重要治療靶標(biāo)。通過使用功能性阻斷抗體靶向CD47或TSP-1，以及使用其他相關(guān)抗體抑制CD47能夠增加缺血?jiǎng)?chuàng)面的愈合，增加動(dòng)物缺血后的血流量，改善皮膚血流量，減輕肺動(dòng)脈高壓等血管疾病。使用抗體阻斷CD47可保護(hù)小鼠肝臟和腎臟免受缺血/再灌注損傷的侵襲，但在CD47敲除鼠中CD47的敲除卻不能對(duì)自身免疫性腦脊髓炎疾病的治療達(dá)到預(yù)期的效果，在腦脊髓炎發(fā)病的高峰期， CD47抗體的使用雖然增強(qiáng)了外周免疫系統(tǒng)的激活但卻加重了腦脊髓炎的嚴(yán)重程度[25]。這表明CD47靶向治療可能會(huì)表現(xiàn)出促炎和抗炎活性，在疾病治療的早期和晚期具有相反的作用，因此根據(jù)疾病的階段來決定阻斷或補(bǔ)充CD47可能具有不同的作用。這些數(shù)據(jù)表明了靶向或抑制CD47的表達(dá)能夠改善心血管疾病，并且在心血管疾病中發(fā)揮著重要作用，在治療疾病中占據(jù)著重要意義。因?yàn)镃D47及其結(jié)合配體在急性損傷和慢性衰老疾病中起重要作用，阻斷這些相互作用為疾病的治療提供了很大的前景。在一些缺血性疾病中也能夠認(rèn)為CD47可以作為重要的治療靶點(diǎn)，為其預(yù)防和治療提供新的思路。