近日,器官再造与移植教育部重点实验室杨永广教授课题组在国际知名生命科学期刊eLife上发表了题为“CD47 cross-dressing by extracellular vesicles expressing CD47 inhibits phagocytosis without transmitting cell death signals” 的文章。文章第一作者为博士李洋,合作单位为哥伦比亚大学医学中心,通讯作者为杨永广教授。该研究成果首次报道了CD47高表达细胞分泌的细胞外囊泡上存在大量CD47分子,其可以在不向受体细胞传递有害信号的情况下,使受体细胞获得抗吞噬功能,揭示了一种新的防止异种移植排斥的重要分子机制。
以猪为供体的异种移植有望解决人体器官严重短缺的问题,然而移植免疫排斥是导致异种移植失败的主要原因。CD47介导 “别吃我 (don’t eat me)” 信号,通过与巨噬细胞表达的抑制性受体SIRPα结合抑制巨噬细胞的吞噬功能。杨永广课题组早期研究证明猪CD47与人SIRPα无交叉反应是诱发异种移植后巨噬细胞介导免疫排斥的重要原因。人CD47过表达基因编辑猪的制备是克服巨噬细胞异种排斥反应的一种有效手段,其功效与CD47表达水平相关。然而,CD47也会传递导致细胞功能障碍或死亡的信号,因此过度表达CD47具有影响器官功能的潜在风险。
本研究首次发现转基因或内源性CD47高表达的正常或肿瘤细胞所释放的细胞外囊泡以及外泌体,可以通过cross-dressing使猪或人CD47敲除细胞上获得CD47分子。与细胞自身内源性CD47一样,由此获得的CD47分子能够稳定存在于受体细胞表面,且与SIRPα结合并抑制巨噬细胞的吞噬作用,但不会传递诱导细胞死亡的信号。因此,细胞外囊泡cross-dressing提供了细胞表面CD47的一种替代来源,可以在不向细胞内传递有害信号的情况下保持其抗吞噬的功能,同时揭示了一个肿瘤细胞抑制免疫反应的新机制。
本研究结果有助于人CD47转基因方法的优化,为异种移植猪以及用于细胞替代疗法的人多能干细胞的基因编辑策略提供了更深入的见解,期待能够最大限度地减少CD47过表达所带来的有害影响并增进免疫排斥的抑制效果。