【Gene of the Week】免疫治疗热门靶点CD47

想获得国自然选题思路，提高国自然基金申请命中率？想调整研究方向，获得学术研究突破口？有机会发高分文章？你需要了解学科发展态势和未来走向！赛业生物专栏《Gene of the Week》每周会根据热点研究领域介绍一个基因，详细为您介绍基因基本信息、研究概况和应用背景等，助您保持学术研究敏锐度，提高科学研究效率，期待您的持续关注哦。今天我们要讲的主角是免疫治疗热门靶点CD47。

CD47又称为整合素相关蛋白（integrin-associated protein, IAP），属于免疫球蛋白超家族，是一个拥有5个跨膜域的跨膜糖蛋白，广泛表达于几乎所有的正常细胞表面。目前已知的CD47的天然配体有三种：整合素（integrin）、血小板反应蛋白-1（Thrombospondin-1，TSP-1）和信号调节蛋白α（Signal-regulatory proteinα，Sirpα）。CD47与其配体主要参与细胞黏附、细胞迁移、吞噬功能，以及维持机体免疫稳态。

其中，Sirpα的表达局限于巨噬细胞、树突状细胞以及神经细胞表面。在免疫反应中，CD47主要通过与巨噬细胞表面的Sirpα结合，释放一个“别吃我”信号，从而保证正常细胞不被巨噬细胞“吃掉”（图1）。在这里，CD47扮演了一个“自我（self）”细胞的标记，而一些肿瘤细胞也会利用CD47/Sirpα信号通路，高表达CD47以实现免疫逃逸。

图1. CD47/Sirpα在抑制巨噬细胞的吞噬功能中起到重要作用[1] CD47/Sirpα的相互作用导致Sirpα胞内域的免疫受体酪氨酸相关的抑制性基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif，ITIM）中的两个酪氨酸残基磷酸化。磷酸化招募并激活蛋白酪氨酸磷酸酶SHP1和SHP2，传导一系列信号使肌球蛋白II去磷酸化，抑制细胞骨架重排，而这个步骤是巨噬细胞吞噬靶细胞的必要步骤。在肿瘤细胞中，CD47/Sirpα活性的增强是通过提高CD47的表达量达到的。

与T细胞抑制性免疫检查点PD-L1类似，CD47属于巨噬细胞抑制性免疫检查点。近年来，许多研究者报道使用抗CD47/Sirpα抗体来阻断CD47/Sirpα信号通路可以显著地抑制肿瘤的生长和转移[2]，因此这条信号通路成为继PD-1/PD-L1、CTLA-4后的另一热门肿瘤免疫治疗靶点（图2）。但同时，靶向CD47的免疫检查点抑制剂研发也是颇具挑战性的：例如，由于血细胞也表达CD47，因此在药物设计和临床剂量上要着重考虑血液毒性这一因素。

图2. 抗CD47/SIRPɑ抗体的作用示意图[2] 巨噬细胞上的SIRPɑ与肿瘤细胞表面的CD47结合，抑制巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用。（B）加入抗CD47/SIRPɑ抗体后，抗体阻断了巨噬细胞上的SIRPɑ与肿瘤细胞表面的CD47的结合，巨噬细胞对肿瘤细胞进行吞噬。

此外，物种间CD47具有不相容性，也就是说一般来说，普通小鼠的Sirpα不能识别人源CD47（hCD47），这导致人源细胞容易被小鼠巨噬细胞吞噬。因此进行人源肿瘤细胞系异种移植（cell-derived xenograft，CDX）、人源肿瘤组织异种移植（patient-derived，PDX）时，异种移植效果差；使用人外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）和人造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）进行人免疫系统重建时，人源化效果也不好。但是，特别地，NOD背景小鼠的Sirpα带有突变（SirpαNOD），可以与hCD47结合，并且它们间的亲和力甚至比hSirpα与hCD47间的亲和力强10倍[3]。因此，SirpαNOD可以有效抑制小鼠巨噬细胞对人源细胞的吞噬作用，拥有SirpαNOD的免疫缺陷小鼠对CDX和PDX高度兼容（例如赛业生物的C-NKG重度免疫缺陷小鼠）。

综上，尽管面临着挑战，CD47仍然是一个被看好的免疫治疗靶点。这从2020年3月，制药巨头Gilead公司重金（约49亿美元）收购主打CD47抗体开发的Forty Seven公司就可见一斑。未来，抗CD47抗体有望成为继PD-1、PD-L1、CTLA-4后的第四类获批上市免疫检查点抑制剂吗？我们拭目以待。

赛业生物重度免疫缺陷小鼠助力肿瘤研究

C-NKG小鼠表型信息和应用

1. C-NKG小鼠是赛业生物通过CRISPR/Cas 技术在NOD/Shi-Scid背景品系上敲除Il2rg基因自主研发的一种重度免疫缺陷小鼠。

2. 缺乏成熟的T、B、NK免疫细胞，补体活性降低，巨噬细胞对人源细胞吞噬作用弱，可高效地移植人造血干细胞（HSC）、外周血单个核细胞（PBMC）、人源肿瘤细胞系异种移植（CDX）、人源肿瘤组织异种移植（PDX）。

3. 是目前公认的免疫缺陷程度高，用于肿瘤、免疫、自身免疫性疾病、免疫治疗疫苗、GvHD/移植、安全性评估等研究的优秀模型。

References:

[1] Rodrigo C., et al. CD47-SIRPα Axis as a Biomarker and Therapeutic Target in Cancer: Current Perspectives and Future Challenges in Nonsmall Cell Lung Cancer. Jornal of Immunology Research, 2020.

[2] Lu, Quansheng , et al. Potential New Cancer Immunotherapy: Anti-CD47-SIRPαAntibodies. OncoTargets and Therapy, 13:9323-9331(2020).

[3] Lai, Shan, Kwong, et al. Signal-regulatory proteinαfrom the NOD mouse binds human CD47 with an exceptionally high affinity - implications for engraftment of human cells. Immunology, 2014.

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