CD47与心血管疾病研究进展

黄纬凌 杨 俊 杨 简

(三峡大学第一临床医学院心内科 三峡大学心血管病研究所，湖北 宜昌 443003)

随着生活水平的提高，心血管疾病已经超越肿瘤成为我国居民死亡的最主要的原因。CD47是一种广泛表达于生物体内各组织中的整合素相关蛋白，在介导心血管疾病中的某些炎症反应过程和冠状血管发育中发挥重要作用。本文主要对CD47信号转导途径及在心血管疾病治疗中机制的研究新进展进行综述。

1 CD47结构

1.1CD47 CD47是免疫球蛋白家族的成员，已被证明在调控白细胞黏附和跨内皮迁移及适应性免疫应答中有重要作用。CD47是一种广泛表达在几乎所有组织中的分子量为50 kD的跨膜糖蛋白，由一个胞外氨基端IgG可变结构域、疏水的跨膜区和羧基端胞质尾区域共同构成〔1〕。通过结合配体信号调节蛋白(SIRP)α或血小板反应蛋白(TSP)-1参与包括细胞增殖、凋亡、黏附、迁移及免疫调节在内的许多细胞过程。研究发现，CD47高表达和SIRPα结合后的信号通过影响T细胞活化对机体免疫功能产生影响，与肿瘤发生发展密切相关〔2〕。

1.2TSP-1 CD47结合配体TSP-1在调解血小板、内皮前体细胞和平滑肌细胞中发挥重要作用。TSP-1作为调节血管系统的基质蛋白，是被发现在脊椎动物体内研究最广泛的5种血小板反应蛋白之一。TSP-1主要在产生一氧化氮(NO)抑制血小板活化从而减少血栓形成中起作用〔3〕。TSP-1的肽链包括：(1)肝素结合域结合到细胞表面的蛋白多糖和低密度脂蛋白受体相关蛋白区域；(2)相关的N端胶原蛋白前肽区域；(3)3种1型含有α3β1整合素绑定区域的重复序列；(4)3种2型表皮生长因子样重复序列；(5)一个高度重复的Ca2+结合区和C端的细胞结合域〔4〕。TSP-1通过与其受体CD47结合局部限制心肌细胞血管平滑肌的收缩功能并导致缺血区局部血流量的增加〔5〕。TSP-1既可通过CD47促进过氧化物生成，引起ROS作用后抑制可溶性鸟苷酸环化酶通路，也可直接对CD47作用抑制TSP-1对NO和非NO激活的敏感性〔6〕。

2 CD47参与的信号通路

CD47促进血管内皮细胞酪氨酸磷酸化，从而参与T细胞在体内炎症部位的募集，防止巨噬细胞吞噬健康细胞的是CD47介导的一种抑制效应，这是一个重要的自我识别机制〔7〕。TSP-1和巨噬细胞膜表面的CD47结合，可以促进NADPH氧化酶-1信号通路激活，导致巨噬细胞从膜外大量摄取低密度脂蛋白，最终形成泡沫细胞〔8〕。TSP-1通过调节细胞对生长因子及多种细胞作用，包括整合素蛋白CD47的应答及缺乏TSP-1会导致心脏的毛细血管密度增加，血管内皮生长因子信号增强，TSP-1作为NADPH氧化酶的激活可以增加全身动脉血管平滑肌细胞活性氧的产生，从而导致ROS过程〔9〕。研究发现利用siRNA沉默CD47后明显降低TSP-1对血管生成的抑制作用，这与CD47抗体应用后的结果相似〔10〕。TSP-1 通过CD47抑制血管内皮生长因子(VEGF)磷酸化从而抑制血管生成，而TSP-1水平明显升高提示有一个更差的左室射血分数〔11〕。

3 CD47和心血管疾病的关系

CD47抗体靶向技术在癌症早期发现和治疗中有重要应用。一方面CD47可以结合免疫细胞上的配体。另一方面，肿瘤细胞可以抵消与天然免疫系统通过吞噬作用通过过表达CD47逃逸，被称为“不吃我”的信号，并最终导致肿瘤发生〔12〕。动脉粥样硬化导致的闭塞性脂质斑块在动脉壁上形成，是包括心脏病发作和缺血性脑卒中等致命性心血管疾病导致死亡的主要诱因，低密度脂蛋白的氧化修饰假说已成为启动早期动脉粥样硬化进程最主要的解释〔13〕。由于动脉粥样硬化是一种慢性的由脂质驱动的炎症相关性疾病，故而在这一慢性炎症过程中CD47发挥重要作用。CD47阻断抗体恢复吞噬和防止动脉粥样硬化,动脉粥样硬化与上调CD47有关,CD47在老鼠体内使吞噬细胞放弃抵抗恶性细胞，CD47阻断抗体可以通过对缺陷组织的清除作用调节病变血管组织间隙，并改善动脉粥样硬化〔14〕。抗CD47抗体能够刺激肿瘤坏死因子(TNF)-α产生，当抗CD47抗体治疗结合应用TNF-α疗法可以更好地抑制CD47在人类心脏中的表达并防止急性心肌梗死(AMI)的出现〔15〕。

TSP-1参与体内各种炎症反应、血管生成、缺氧和组织重构，其表达在缺血环境或生长因子如血小板衍生生长因子或成纤维细胞生长因子存在的条件下增加，结合CD47的效果是使NO和VEGF通路破坏从而破坏血管平滑肌〔16〕。有研究发现，细胞膜表面表达的CD47在AMI患者与稳定型冠心病患者中并没有显著差异，CD47含量是否可以用于AMI患者的诊断及治疗仍有待进一步临床试验结果〔17〕。

在受损伤和应激条件下，TSP-1上调CD47通过抑制肾小管上皮细胞复苏和缺血再灌注损伤后增殖和自我更新的作用损害肾脏〔18〕。本课题组前期动物研究也发现，降低心肌细胞内CD47浓度，减少梗死面积和血清心肌酶水平显著相关，内皮型一氧化氮合酶的活性增加，NO水平升高，氧化应激水平下降，缓解由于AMI后开通血管导致的心肌缺血再灌注损伤〔19〕。有研究发现TSP-1基因敲除的小鼠增强了组织再生和防止坏死的能力〔20〕。阻断CD47会提高NO介导的冠状动脉的血管反应性，导致灌注增加，这可能是冠状动脉微血管功能异常的治疗目标。细胞外基质蛋白的血小板反应蛋白-1有减少NO依赖性血管舒张功能，影响全身血管。这种效应发生通过抑制NO信号在多个层次，包括阻止NO生产通过内皮型一氧化氮合酶和抑制活性可溶性鸟苷酸环化酶导致下游血管不舒张〔21〕。心力衰竭后TSP-1-CD47也出现显著升高〔22〕。相反，CD47抗体的激活抑制CaMKⅡ信号通路激活。CaMKⅡ信号通路激活后会通过CaMKⅡ的磷酸化和 Ca2+-ATP 酶激活在心肌细胞凋亡的平衡打破导致心肌损伤，从而阻止心肌肥大而出现左心衰〔23〕。

4 讨 论

心血管疾病的发生发展是一个复杂的病理生理过程，CD47对促进血管生成的特点和其信号通路的级联反应决定了其在冠心病、AMI、心力衰竭等多种心血管疾病中的潜在研究价值。针对CD47的产生及促进CD47通路表达的研究可能为减轻AMI及心力衰竭这类心血管疾病的死亡率提供了一个新方法。

5 参考文献

1Azcutia V,Routledge M,Williams MR,etal.CD47 plays a critical role in T-cell recruitment by regulation of LFA-1 and VLA-4 integrin adhesive functions〔J〕.Mol Biol Cell,2013;24(21):3358-68.

2Zeng D,Sun Q,Chen A，etal.A fully human anti-CD47 blocking antibody with therapeutic potential for cancer〔J〕.Oncotarget,2016;7(50):83040-50.

3Tengood JE,Levy RJ,Stachelek SJ.The use of CD47-modified biomaterials to mitigate the immune response〔J〕.Exp Biol Med (Maywood),2016;241(10):1033-41.

4Frazier WA.Integrin-associated protein (CD47) and its ligands〔J〕.Trends Cell Biol,2001;11(3):130-5.

5Isenberg JS,Qin Y,Maxhimer JB,etal.Thrombospondin-1 and CD47 regulate blood pressure and cardiac responses to vasoactive stress〔J〕.Matrix Biol,2009;28(2):110-9.

6Rogers NM,Seeger F,Garcin ED,etal.Regulation of soluble guanylate cyclase by matricellular thrombospondins:implications for blood flow〔J〕.Front Physiol,2014;5:134.

7Bian Z,Shi L,Guo YL,etal.Cd47-Sirpα interaction and IL-10 constrain inflammation-induced macrophage phagocytosis of healthy self-cells〔J〕.Proc Natl Acad Sci U S A,2016;113(37):E5434-43.

8Csányi G,Feck DM,Ghoshal P,etal.CD47 and Nox1 Mediate Dynamic Fluid-Phase Macropinocytosis of Native LDL〔J〕.Antioxid Redox Signal,2017;26(16):886-901.

9Rogers NM,Sharifi-Sanjani M,Yao M,etal.TSP1-CD47 signaling is upregulated in clinical pulmonary hypertension and contributes to pulmonary arterial vasculopathy and dysfunction〔J〕.Cardiovasc Res,2017;113(1):15-29.

10Azcutia V,Stefanidakis M,Tsuboi N,etal.Endothelial CD47 promotes vascular endothelial-cadherin tyrosine phosphorylation and participates in T cell recruitment at sites of inflammation in vivo〔J〕.J Immunol,2012;189(5):2553-62.

11Qin Q,Qian J,Ge L,etal.Effect and mechanism of thrombospondin-1 on the angiogenesis potential in human endothelial progenitor cells:an in vitro study〔J〕.PLoS One,2014;9(2):e88213.

12Rezaei G,Habibi-Anbouhi M,Mahmoudi M,etal.Development of anti-CD47 single-chain variable fragment targeted magnetic nanoparticles for treatment of human bladder cancer〔J〕.Nanomedicine (Lond),2017;12(6):597-613.

13Lusis AJ.Atherosclerosis〔J〕.Nature,2000;407:233-41.

14Kavurma MM,Rayner KJ,Karunakaran D.The walking dead:macrophage inflammation and death in atherosclerosis〔J〕.Curr Opin Lipidol,2017;28(2):91-8.

15Kojima Y,Volkmer JP,McKenna K,etal.CD47-blocking antibodies restore phagocytosis and prevent atherosclerosis〔J〕.Nature,2016;536(7614):86-90.

16Kaiser R,Grotemeyer K,Kälsch T,etal.Decreased TSP-1 following percutaneous 1 coronary intervention is associated with major adverse cardiac events in ST-elevation myocardial infarction〔J〕.Clin Hemorheol Microcirc,2013;54(1):59-73.

17Sturhan H,Ungern-Sternberg SN,Langer H,etal.Regulation of EMMPRIN (CD147) on monocyte subsets in patients withsymptomatic coronary artery disease〔J〕.Thromb Res,2015;135(6):1160-4.

18Rogers NM,Zhang ZJ,Wang JJ,etal.CD47 regulates renal tubular epithelial cell self-renewal and proliferation following renal ischemia reperfusion〔J〕.Kid Int,2016;90(2):334-47.

19Wang HB,Yang J,Ding JW,etal.RNAi-mediated down-regulation of CD47 protects against ischemia/reperfusion-induced myocardial damage via activation of eNOS in a rat model〔J〕.Cell Physiol Biochem,2016;40(5):1163-74.

20Smadja DM,d′Audigier C,Bièche I,etal.Thrombospondin-1 is a plasmatic marker of peripheral arterial disease that modulates endothelial progenitor cell angiogenic properties〔J〕.Arterioscler Thromb Vasc Biol,2011;31(3):551-9.

21Nevitt C,McKenzie G,Christian K,etal.Physiological levels of thrombospondin-1 decrease NO-dependent vasodilation in coronary microvessels from aged rats〔J〕.Am J Physiol Heart Circ Physiol,2016;310(11):H1842-50.

22Sharifi-Sanjani M,Shoushtari AH,Quiroz M,etal.Cardiac CD47 Drives Left Ventricular Heart Failure Through Ca2+-CaMKII-Regulated Induction of HDAC3〔J〕.J Am Heart Assoc,2014;3(3):e000670.

23黄纬凌,杨 俊.CaMKⅡ在介导心肌缺血再灌注损伤后心律失常及炎症反应机制的研究进展〔J〕.广东医学,2016;37(23):3619-20.