SIRPα的結構和功能
信號調節蛋白(Signal regulatory proteins, SIRP)是一類由位于染色體20p13位置的基因簇編碼的受體家族,其中SIRPα是該家族的重要成員之一。SIRP家族包含五個成員:SIRPα、SIRPβ1、SIRPγ、SIRPβ2和SIRPδ。SIRPα在人體內的表達具有組織特異性,主要分布于髓系細胞表面,如單核細胞、巨噬細胞、粒細胞以及髓系樹突狀細胞,同時在神經元細胞中也有表達。
從結構上看,SIRPα蛋白由三個細胞外免疫球蛋白超家族結構域組成:一個位于N端、負責與CD47結合的可變區(V區),以及兩個C1型免疫球蛋白超家族結構域(該區域為SIRP家族保守區)。這些結構域通過跨膜螺旋結構與胞內的抑制性信號結構域相連。胞內段含有四個酪氨酸殘基,形成兩個典型的免疫受體酪氨酸抑制基序(ITIM)。CD47是SIRPα的主要配體,其他配體還包括表面活性蛋白A和D(Sp-A和Sp-D)。目前研究最為深入的是SIRPα抑制巨噬細胞吞噬的功能。
CD47是一種廣泛表達于正常細胞表面的跨膜蛋白,分子量約50kDa,屬于免疫球蛋白超家族。其結構特征包括N端細胞外可變區、五個疏水跨膜螺旋結構和一個極短的C端胞內信號序列。值得注意的是,CD47的表達水平會隨細胞生理狀態變化而改變。在腫瘤細胞中,CD47往往過表達,通過與SIRPα結合抑制巨噬細胞的吞噬作用,從而幫助腫瘤細胞實現免疫逃逸。已知CD47的天然配體包括整合素、血小板凝集素-1和SIRPα,也有研究報道其可能與SIRPγ有微弱結合。CD47參與的生物學功能包括細胞黏附、遷移、炎癥反應調節以及巨噬細胞吞噬抑制。
CD47-SIRPα免疫檢查點的作用機制
作為先天免疫的重要組成部分,巨噬細胞通過吞噬衰老和死亡細胞發揮"清道夫"功能。在腫瘤微環境中,巨噬細胞本可通過吞噬作用清除腫瘤細胞,但這一過程被CD47-SIRPα免疫檢查點通路所抑制。當CD47與SIRPα結合后,會引發ITIM酪氨酸殘基磷酸化,進而募集并激活酪氨酸磷酸酶SHP-1/2。這些活化后的磷酸酶能使一系列細胞內蛋白去磷酸化,最終抑制巨噬細胞的吞噬功能。這一機制在生理狀態下有助于區分"自我"與"非我",避免誤傷正常細胞。早期研究發現,將CD47缺陷小鼠的紅細胞移植到正常小鼠體內后,這些紅細胞會迅速被受體小鼠脾臟巨噬細胞清除,由此揭示了CD47的"別吃我"(Don't eat me)功能。
當腫瘤細胞被體內IgG通過調理作用結合后,IgG的Fc段與巨噬細胞表面Fc受體(FcR)結合,激活巨噬細胞。FcR信號通路的激活會在腫瘤細胞與吞噬細胞間形成"吞噬突觸",該突觸內依次發生三個關鍵事件:細胞接觸、偽足延伸包圍腫瘤細胞,最終完成吞噬過程。研究表明,CD47-SIRPα主要通過阻斷巨噬細胞偽足形成來實現其免疫檢查點功能。
靶向CD47-SIRPα在抗腫瘤治療中的作用機制
基于CD47-SIRPα通路在巨噬細胞中的免疫檢查點作用,該靶點在腫瘤治療中具有重要潛力。首先,阻斷該通路可解除巨噬細胞的免疫抑制,增強其對腫瘤細胞的吞噬能力。其次,除巨噬細胞外,該通路還能抑制樹突狀細胞功能,阻斷后可促進樹突狀細胞對腫瘤抗原的攝取和呈遞。第三,抗CD47抗體的Fc段可激活NK細胞,通過抗體依賴性細胞毒性(ADCC)和補體依賴性細胞毒性(CDC)作用殺傷腫瘤細胞。第四,抗CD47抗體還能誘導腫瘤細胞發生Caspase非依賴性凋亡。這些機制共同為靶向CD47-SIRPα通路的抗腫瘤治療提供了理論依據。
杭州斯達特 (www.starter-bio.com)志在為全球生命科學行業提供優質的抗體、蛋白、試劑盒等產品及研發服務。依托多個開發平臺:重組兔單抗、重組鼠單抗、快速鼠單抗、重組蛋白開發平臺(E.coli,CHO,HEK293,InsectCells),已正式通過歐盟98/79/EC認證、ISO9001認證、ISO13485。