想獲得國自然選題思路，提高國自然基金申請(qǐng)命中率？想調(diào)整研究方向，獲得學(xué)術(shù)研究突破口？有機(jī)會(huì)發(fā)高分文章？你需要了解學(xué)科發(fā)展態(tài)勢(shì)和未來走向！賽業(yè)生物專欄《Gene of the Week》每周會(huì)根據(jù)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域介紹一個(gè)基因，詳細(xì)為您介紹基因基本信息、研究概況和應(yīng)用背景等，助您保持學(xué)術(shù)研究敏銳度，提高科學(xué)研究效率，期待您的持續(xù)關(guān)注哦。今天我們要講的主角是免疫治療熱門靶點(diǎn)CD47。

CD47又稱為整合素相關(guān)蛋白（integrin-associated protein, IAP），屬于免疫球蛋白超家族，是一個(gè)擁有5個(gè)跨膜域的跨膜糖蛋白，廣泛表達(dá)于幾乎所有的正常細(xì)胞表面。目前已知的CD47的天然配體有三種：整合素（integrin）、血小板反應(yīng)蛋白-1（Thrombospondin-1，TSP-1）和信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白α（Signal-regulatory proteinα，Sirpα）。CD47與其配體主要參與細(xì)胞黏附、細(xì)胞遷移、吞噬功能，以及維持機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)。

其中，Sirpα的表達(dá)局限于巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞以及神經(jīng)細(xì)胞表面。在免疫反應(yīng)中，CD47主要通過與巨噬細(xì)胞表面的Sirpα結(jié)合，釋放一個(gè)“別吃我”信號(hào)，從而保證正常細(xì)胞不被巨噬細(xì)胞“吃掉”（圖1）。在這里，CD47扮演了一個(gè)“自我（self）”細(xì)胞的標(biāo)記，而一些腫瘤細(xì)胞也會(huì)利用CD47/Sirpα信號(hào)通路，高表達(dá)CD47以實(shí)現(xiàn)免疫逃逸。

圖1. CD47/Sirpα在抑制巨噬細(xì)胞的吞噬功能中起到重要作用[1] CD47/Sirpα的相互作用導(dǎo)致Sirpα胞內(nèi)域的免疫受體酪氨酸相關(guān)的抑制性基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif，ITIM）中的兩個(gè)酪氨酸殘基磷酸化。磷酸化招募并激活蛋白酪氨酸磷酸酶SHP1和SHP2，傳導(dǎo)一系列信號(hào)使肌球蛋白II去磷酸化，抑制細(xì)胞骨架重排，而這個(gè)步驟是巨噬細(xì)胞吞噬靶細(xì)胞的必要步驟。在腫瘤細(xì)胞中，CD47/Sirpα活性的增強(qiáng)是通過提高CD47的表達(dá)量達(dá)到的。

與T細(xì)胞抑制性免疫檢查點(diǎn)PD-L1類似，CD47屬于巨噬細(xì)胞抑制性免疫檢查點(diǎn)。近年來，許多研究者報(bào)道使用抗CD47/Sirpα抗體來阻斷CD47/Sirpα信號(hào)通路可以顯著地抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移[2]，因此這條信號(hào)通路成為繼PD-1/PD-L1、CTLA-4后的另一熱門腫瘤免疫治療靶點(diǎn)（圖2）。但同時(shí)，靶向CD47的免疫檢查點(diǎn)抑制劑研發(fā)也是頗具挑戰(zhàn)性的：例如，由于血細(xì)胞也表達(dá)CD47，因此在藥物設(shè)計(jì)和臨床劑量上要著重考慮血液毒性這一因素。

圖2. 抗CD47/SIRPɑ抗體的作用示意圖[2] 巨噬細(xì)胞上的SIRPɑ與腫瘤細(xì)胞表面的CD47結(jié)合，抑制巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的吞噬作用。（B）加入抗CD47/SIRPɑ抗體后，抗體阻斷了巨噬細(xì)胞上的SIRPɑ與腫瘤細(xì)胞表面的CD47的結(jié)合，巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行吞噬。

此外，物種間CD47具有不相容性，也就是說一般來說，普通小鼠的Sirpα不能識(shí)別人源CD47（hCD47），這導(dǎo)致人源細(xì)胞容易被小鼠巨噬細(xì)胞吞噬。因此進(jìn)行人源腫瘤細(xì)胞系異種移植（cell-derived xenograft，CDX）、人源腫瘤組織異種移植（patient-derived，PDX）時(shí)，異種移植效果差；使用人外周血單個(gè)核細(xì)胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）和人造血干細(xì)胞（hematopoietic stem cell，HSC）進(jìn)行人免疫系統(tǒng)重建時(shí)，人源化效果也不好。但是，特別地，NOD背景小鼠的Sirpα帶有突變（SirpαNOD），可以與hCD47結(jié)合，并且它們間的親和力甚至比hSirpα與hCD47間的親和力強(qiáng)10倍[3]。因此，SirpαNOD可以有效抑制小鼠巨噬細(xì)胞對(duì)人源細(xì)胞的吞噬作用，擁有SirpαNOD的免疫缺陷小鼠對(duì)CDX和PDX高度兼容（例如賽業(yè)生物的C-NKG重度免疫缺陷小鼠、BRGSF重度免疫缺陷小鼠）。

綜上，盡管面臨著挑戰(zhàn)，CD47仍然是一個(gè)被看好的免疫治療靶點(diǎn)。這從2020年3月，制藥巨頭Gilead公司重金（約49億美元）收購主打CD47抗體開發(fā)的Forty Seven公司就可見一斑。未來，抗CD47抗體有望成為繼PD-1、PD-L1、CTLA-4后的第四類獲批上市免疫檢查點(diǎn)抑制劑嗎？我們拭目以待。

賽業(yè)生物重度免疫缺陷小鼠助力腫瘤研究

01 BRGSF小鼠表型信息和應(yīng)用

1. BRGSF小鼠是技術(shù)成熟、免疫缺陷程度最大的一種免疫缺陷小鼠，相比于目前常見的N*G小鼠，BRGSF小鼠的免疫細(xì)胞中不僅淋系細(xì)胞完全缺失，其髓系細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞）功能也嚴(yán)重缺失，因此其用于腫瘤CDX、PDX模型建立的效果更為優(yōu)秀，適合抗腫瘤藥物的藥理和藥效學(xué)研究。

2. 在基因治療領(lǐng)域，BRGSF小鼠同樣具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如CAR-T治療領(lǐng)域，由于BRGSF小鼠為BALB/c背景，其體內(nèi)存在補(bǔ)體依賴性細(xì)胞毒性（CDC）機(jī)制，因此我們可研發(fā)或?qū)ふ依�用CDC機(jī)制來消除治療結(jié)束后殘留的CAR-T細(xì)胞的藥物，從而降低CAR-T治療的毒副作用。

02 C-NKG小鼠表型信息和應(yīng)用

1. C-NKG小鼠是賽業(yè)生物通過CRISPR/Cas9 技術(shù)在NOD/Shi-Scid背景品系上敲除Il2rg基因自主研發(fā)的一種重度免疫缺陷小鼠。

2. 缺乏成熟的T、B、NK免疫細(xì)胞，補(bǔ)體活性降低，巨噬細(xì)胞對(duì)人源細(xì)胞吞噬作用弱，可高效地移植人造血干細(xì)胞（HSC）、外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC）、人源腫瘤細(xì)胞系異種移植（CDX）、人源腫瘤組織異種移植（PDX）。

3. 是目前公認(rèn)的免疫缺陷程度高，用于腫瘤、免疫、自身免疫性疾病、免疫治療疫苗、GvHD/移植、安全性評(píng)估等研究的優(yōu)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.