náhled|Struktura bílkoviny CD47 CD47 (Cluster of Differentiation 47) také známý pod názvem „integrin associated protein“ (IAP, s integriny asociovaný protein) je pětkrát transmembránový protein kódovaný u lidí genem CD47. CD47 patří do nadrodiny"Entrez Gene: CD47 CD47 molecule". a tvoří funkční celek s membránovými integriny, dále váže trombospondin-1 (TSP-1) a signalizační-regulační protein alfa (SIRPα).Sick E, Jeanne A, Schneider C, Dedieu S, Takeda K, Martiny L (December 2012). "CD47 update: a multifaceted actor in the tumour microenvironment of potential therapeutic interest". Br. J. Pharmacol. 167 (7): 1415–30. doi:10.1111/j.1476-5381.2012.02099.x. PMC 3514757 Freely accessible. Díky schopnosti tvořit vazbu CD47-SIRPα slouží CD47 jako tzv. „don't eat me“ signál. https://medicalxpress.com/news/2017-04-fibrosis-reversed-dont-blocked-stanford.html CD47 je funkčně důležitý pro mnoho buněčných procesů jakými jsou např. apoptóza, proliferace, adheze a migrace. Především je však klíčový pro imunitní odpověď a angiogenezi. CD47 je exprimován na všech zdravých buňkách lidského těla a zároveň byla jeho zvýšená exprese zjištěna u buněk nádorových.Chao MP, Weissman IL, Majeti R (April 2012). "The CD47-SIRPα pathway in cancer immune evasion and potential therapeutic implications". Curr. Opin. Immunol. 24 (2): 225–32. doi:10.1016/j.coi.2012.01.010. PMC 3319521 Freely accessible. Kromě toho byla zjištěna jeho exprese i u koňských nádorů kůže.Caston, Stephanie; Cooper, Elizabeth; Chandramani-Shivalingappa, Prashanth; Sponseller, Brett; Hostetter, Jesse; Sun, Yaxuan (July 2016). "CD47 expression in cryopreserved equine cutaneous masses and normal skin". Journal of Veterinary Diagnostic Investigation. 28 (4): 408–413. doi:10.1177/1040638716643352.
Struktura CD47 je 50kDa membránový receptor, který má extracelulární N-koncovou imunoglobulinovou doménu, 5 transmembránových úseků a intracelulárně orientovaný C-konec, který se může vyskytovat v několika alternativních sestřihových variantách. Tyto jednotlivé isoformy se od sebe vzájemně liší pouze délkou C-koncové oblasti.Reinhold MI, Lindberg FP, Plas D, Reynolds S, Peters MG, Brown EJ (November 1995). "In vivo expression of alternatively spliced forms of integrin-associated protein (CD47)". J. Cell Sci. 108 (Pt 11): 3419–25. . Frazier WA, Isenberg JS, Kaur S, Roberts DD (February 2010). "CD47". UCSD Nature Molecule Pages. doi:10.1038/mp.a002870.01 Izoforma č. 2 je v lidském těle nejrozšířenější a vyskytuje se v cirkulujících imunitních buňkách. Druhá nejčastější je izoforma č. 4 exprimovaná především v mozku a periferním nervovém systému, s výjimkou keratinocytů, které exprimují izoformu č. 1. Funkční význam alternativního sestřihu nebyl v případě CD47 zatím popsán, ačkoliv jednotlivé izoformy jsou vysoce konzervované jak u člověka, tak u myši.
Interakce s vazebnými partnery
Trombospondin (TSP) CD47 je vysoko-afinní receptor pro trombospondin-1 (TSP-1), sekretovaný glykoprotein hrající roli ve vývoji vaskulary a angiogenezi, během níž TSP1-CD47 vazba inhibuje signalizaci NO.Isenberg JS, Ridnour LA, Dimitry J, Frazier WA, Wink DA, Roberts DD (September 2006). "CD47 is necessary for inhibition of nitric oxide-stimulated vascular cell responses by thrombospondin-1". J. Biol. Chem. 281 (36): 26069–80. doi:10.1074/jbc.M605040200. Vazba TSP-1 s CD47 ovlivňuje základní děje v buňce, jako jsou například adheze, migrace, apoptóza a buněčná proliferace a podílí se na řízení angiogeneze a zánětu.
Signal-regulatory protein (SIRP) CD47 tvoří vazbu se SIRPA (signal-regulatory protein alpha, SIRPα) proteinem, což je inhibiční receptor na povrchu myeloidních buněk. CD47-SIRPα vazba vede k obousměrné signalizaci, která vede uvnitř myeloidní buňky skrze ITIM motivy SIRPα proteinu k zablokování fagocytického pohlcení buňky nesoucí CD47. Zároveň tato interakce aktivuje T-buněk. Sick E, Jeanne A, Schneider C, Dedieu S, Takeda K, Martiny L (December 2012). "CD47 update: a multifaceted actor in the tumour microenvironment of potential therapeutic interest". Br. J. Pharmacol. 167 (7): 1415–30. doi:10.1111/j.1476-5381.2012.02099.x. PMC 3514757 Freely accessible. Barclay AN (February 2009). "Signal regulatory protein alpha (SIRPα)/CD47 interaction and function". Curr. Opin. Immunol. 21 (1): 47–52. doi:10.1016/j.coi.2009.01.008. PMC 3128989 Freely accessible. Brown EJ, Frazier WA (March 2001). "Integrin-associated protein (CD47) and its ligands". Trends Cell Biol. 11 (3): 130–5. doi:10.1016/S0962-8924(00)01906-1.
Integriny CD47 interaguje s membránovými integriny, zejména s typem avb3. Takto vzniklé komplexy se podílí na buněčné adhezi a migraci.
Funkce
Nádorové buňky Navzdory všeobecné expresi CD47 se signalizace skrze tento protein liší v závislosti na buněčném typu. Výsledek signalizace skrze CD47 je tedy ovlivněn jeho intracelulárními a transmembránovými partnery.
Buněčná proliferace Role CD47 ve stimulaci proliferace je taktéž závislá na buněčném typu, neboť jak aktivace, tak ztráta CD47 mohou vést k zahájení proliferace buňky. Vazba CD47 s TSP-1 zvyšuje proliferaci lidských buněk astrocytomové linie U87 a U37, ačkoliv u zdravých astrocytů tento efekt nenastává. U stejných buněk bylo dokázáno, že blokující protilátky inhibují proliferaci nádorových, nikoliv zdravých astrocytů. Ačkoliv přesný mechanismus je neznámý, CD47 zřejmě aktivuje proliferaci skrze PI3K/Akt dráhu u nádorově transformovaných buněk.Sick E, Boukhari A, Deramaudt T, Rondé P, Bucher B, André P, Gies JP, Takeda K (February 2011). "Activation of CD47 receptors causes proliferation of human astrocytoma but not normal astrocytes via an Akt-dependent pathway". Glia. 59 (2): 308–19. doi:10.1002/glia.21102. K přetrvávající proliferaci také vede ztráta CD47 u primárních endoteliálních buněk myši, a zároveň dovoluje přeprogramovat tyto buňky na multipotentní tělíska embryonálního charakteru. Exprese kmenových znaků, jako je například c-Myc, je zvýšena u endoteliálních buněk v deletovaných CD47 a u lidských T-buněčných linií postrádajících expresi CD47. Aktivace CD47 vazbou TSP-1 inhibuje proliferaci a snižuje expresi transkripčních faktorů zodpovědných za kmenový charakter.Kaur S, Soto-Pantoja DR, Stein EV, Liu C, Elkahloun AG, Pendrak ML, Nicolae A, Singh SP, Nie Z, Levens D, Isenberg JS, Roberts DD (April 2013). "Thrombospondin-1 Signaling through CD47 Inhibits Self-renewal by Regulating c-Myc and Other Stem Cell Transcription Factors". Sci Rep. 3: 1673. doi:10.1038/srep01673. PMC 3628113 Freely accessible.
Buněčná smrt Signalizace skrze CD47 vede k iniciaci buněčné smrti (apoptózy, či autofágie) v mnoha zdravých i nádorových buněčných liniích. K rychlé aktivaci apoptózy tak dochází u lidských T-buněčných linií, linie Jurkat a periferní mononukleární buňky (PBMC) inkubované s monoklonální protilátkou klonu Ad22 přejdou do apoptotického stavu během 3 hodin. Jiné klony protilátek však tento efekt neprokázaly. Indukce apoptózy je tedy závislá na blokování pouze určitých epitopů extracelulární domény CD47.Pettersen RD, Hestdal K, Olafsen MK, Lie SO, Lindberg FP (June 1999). "CD47 signals T cell death". J. Immunol. 162 (12): 7031–40. Indukce apoptózy byla prokázány i u B-buněčné chronické lymfocytární leukémie (CLL). Inkubace s dimerem protilátek spojeným disulfidickou vazbou opouští apoptózu CD47+ primárních buněk B-CLL a buněk linie MOLT-4 a JOK-1. Navíc vnesení protilátky do SCID myši po implantaci JOK-1 buněk prodlouží její věk dožití. Spuštění apoptózy je v tomto modelu ovlivněno HIF-1α dráhou.Sagawa M, Shimizu T, Fukushima N, Kinoshita Y, Ohizumi I, Uno S, Kikuchi Y, Ikeda Y, Yamada-Okabe H, Kizaki M (June 2011). "A new disulfide-linked dimer of a single-chain antibody fragment against human CD47 induces apoptosis in lymphoid malignant cells via the hypoxia inducible factor-1α pathway". Cancer Sci. 102 (6): 1208–15. doi:10.1111/j.1349-7006.2011.01925.x.
Migrace Buněčná migrace je ligací CD47 všeobecně stimulována. Význam CD47 pro migraci byl zprvu studován na neutrofilech, u kterých inkubace s monoklonální protilátkou inhibovala transmigraci endotelem. Tento jev je způsoben integriny avb3, které jsou aktivovány proteinem CD47 na plazmatické membráně. Blokování CD47 protilátkou zabraňuje migraci a tvorbě metastáz u mnoha nádorů. Lze tak zabránit chemotaxi vyvolané kolagenem IV u melanomů, karcinomu prostaty a ovária. Shahan TA, Fawzi A, Bellon G, Monboisse JC, Kefalides NA (February 2000). "Regulation of tumor cell chemotaxis by type IV collagen is mediated by a Ca(2+)-dependent mechanism requiring CD47 and the integrin alpha(V)beta(3)". J. Biol. Chem. 275 (7): 4796–802. doi:10.1074/jbc.275.7.4796. V myším modelu násobného melanomu dochází ke snížení metastatického potenciálu do kostní dřeně u myší s knock-outovaným CD47.Uluçkan O, Becker SN, Deng H, Zou W, Prior JL, Piwnica-Worms D, Frazier WA, Weilbaecher KN (April 2009). "CD47 regulates bone mass and tumor metastasis to bone". Cancer Res. 69 (7): 3196–204. doi:10.1158/0008-5472.CAN-08-3358. PMC 2763641 Freely accessible. Stejně tak delece CD47 pomocí shRNA u myší s xenotransplantovaným non-Hodgkinovým lymfomem snižuje výskyt. Chao MP, Tang C, Pachynski RK, Chin R, Majeti R, Weissman IL (November 2011). "Extranodal dissemination of non-Hodgkin lymphoma requires CD47 and is inhibited by anti-CD47 antibody therapy". Blood. 118 (18): 4890–901. doi:10.1182/blood-2011-02-338020. PMC 3208297 Freely accessible.
Buňky stromatu
Angiogeneze Ztráta CD47 zvyšuje proliferaci a asymetrické dělení primárních myších endoteliálních buněk. Aktivace CD47 pomocí TSP-1 u primárních myších cerebrálních endoteliálních buněk indukuje cytotoxicitu, která je významně nižší u cerebrálních endoteliálních buněk s deletovaným CD47.Xing C, Lee S, Kim WJ, Wang H, Yang YG, Ning M, Wang X, Lo EH (August 2009). "Neurovascular effects of CD47 signaling: promotion of cell death, inflammation, and suppression of angiogenesis in brain endothelial cells in vitro". J. Neurosci. Res. 87 (11): 2571–7. doi:10.1002/jnr.22076. PMC 3712846 Freely accessible. In vitro bylo aktivací TSP-1, která inhibovala migraci endoteliálních buněk, dokázáno, že CD47 tlumí angiogenezi. Mechanismus anti-angiogenní aktivity CD47 není zatím známý, ale monoklonální protilátky v kombinaci s TSP-1 inhibují NO-stimulované reakce u endoteliálních buněk a buněk hladkého svalstva cév. CD47 signalizace ovlivňuje SDF-1 chemokinovou dránu, která je zásadní pro angiogenezi.Smadja DM, d’Audigier C, Bièche I, Evrard S, Mauge L, Dias JV, Labreuche J, Laurendeau I, Marsac B, Dizier B, Wagner-Ballon O, Boisson-Vidal C, Morandi V, Duong-Van-Huyen JP, Bruneval P, Dignat-George F, Emmerich J, Gaussem P (March 2011). "Thrombospondin-1 is a plasmatic marker of peripheral arterial disease that modulates endothelial progenitor cell angiogenic properties". Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 31 (3): 551–9. doi:10.1161/ATVBAHA.110.220624.
Zánětlivá odpověď Interakce mezi CD47 na endoteliální buňce a SIRPγ na leukocytu regulují T-buněčnou transendoteliální migraci (TEM) v místech zánětu. CD47 knockout myši mají nižší schopnost rekrutovat T-buňky, neutrofily a monocyty do míst zánětu.Azcutia V, Stefanidakis M, Tsuboi N, Mayadas T, Croce KJ, Fukuda D, Aikawa M, Newton G, Luscinskas FW (September 2012). "Endothelial CD47 promotes vascular endothelial-cadherin tyrosine phosphorylation and participates in T cell recruitment at sites of inflammation in vivo". J. Immunol. 189 (5): 2553–62. doi:10.4049/jimmunol.1103606. PMC 3424398 Freely accessible.