KeyLaboratoryofBiodiversityFormationMechanismandComprehensiveUtilizationofQinghai-TibetanPlateauinQinghaiProvince
概述
OVERVIEW
CriculationReseach（IF=15.）刊载了法国巴黎大学心血管免疫生物学系GiuseppinaCaligiuri（E-mail:giuseppin.caligiuri
inserm.fr）发表的论文“CD31asaTherapeuticTargetinAtherosclerosis”(Publicationtime：April24,；DOI:10./CIRCRESAHA..)。该论文阐述了CD31从纯理论认识到临床干预及对人类健康应用的发展过程。前言TNTRODUCTION
自从年代克隆CD31以来，就一直思考将CD31作为动脉粥样硬化治疗靶标的潜力，但是该分子在动脉粥样硬化基础生物学过程中所起的确切作用仍存在争议，导致任何治疗观点都陷入停滞。由于CD31具有细胞粘附特性，可防止白细胞到达急性炎症部位，因此将它视为封闭剂。临床观察表明，在患有未治愈的动脉粥样血栓形成病变的白细胞表面，CD31的表达发生了改变，急性冠脉综合征患者的血液白细胞表面的CD31的生理免疫调节功能丧失。相反，在实验动物中使用候选治疗分子的转化研究提供了令人鼓舞的结果：作为动脉粥样硬化并发症急性期的全身药物向动脉粥样硬化小鼠施用的合成肽有利于受伤动脉的愈合，而CD31激动剂肽固定在冠状动脉上植入猪中的支架有利于它们在冠状动脉壁内融合。方法METHOD
1、CD31在血管界面稳态中的重要性
CD31是由白细胞、血小板和内皮细胞表达的高度糖基化的Ig样膜受体，是在血管内皮上组成性表达最丰富的膜糖蛋白。由于其细胞外和细胞内残基的特异性，CD31被认为既是粘附蛋白又是信号蛋白。然而，CD31并不直接参与粘附。实际上，CD31蛋白质-蛋白质相互作用的缔合常数约为微摩尔，对于稳定的蛋白质-蛋白质而言太弱了。CD31分子均匀地分布在静息细胞中，其作用机理是对铺在不同血管段的内皮细胞施加机械应力。CD31在参与并维持血管内皮的稳态中尤其重要。因此，在生理条件下，CD31仅在血管界面相互作用的细胞上组成性地表达，并且其跨细胞超亲和功能是维持循环中稳态所需的（图1）。
图1.CD31分子在血管界面细胞上的分布和功能
2、CD31基因表达与调控编码CD31的人类基因位于17号染色体（17q23.3）的长臂上。在所有CD31+细胞中，只有淋巴细胞能够调节CD31转录水平。抗原特异性活化后，CD4+和CD8+细胞中的CD31mRNA水平很快降低。在记忆性CD4+T细胞上，其活化仅限于淋巴器官，并受多个免疫物质调节，其水平仍然很低，而效应物记忆CD8+T细胞，可以通过组织相容性抗原而很容易激活。除转录调控外，由于发生各种形式的替代外显子剪接，CD31的细胞特异性功能在给定时间点在不同细胞中可能有所不同，这主要涉及胞浆内、胞外域和编码外显子的跨膜片段。白人群体中最常见的多态性形成4个不同的等位基因：LSRa，LSRg，VNGa和VNGg，不同的多态性和心血管风险的临床变量/终点在某种程度上是矛盾的，在动脉粥样硬化血栓形成性疾病中，正向和负向都有描述。3、CD31信号为了研制最合适的治疗剂，重要的是确定CD31功能所涉及的关键要素。靶向CD31的第一个Ig-like结构域的抗体以及包含其跨亲和序列的可溶性CD31蛋白可以有效地与受体结合并用于药理研究。CD31细胞质的信号传导特性依赖于其与质膜的可诱导和可逆分离，从而使包含在α-螺旋构象序列中的丝氨酸和酪氨酸残基依次磷酸化。与质膜紧密接触的位置处的丝氨酸磷酸化是从膜上脱离所必需的，这使得与膜相互作用的C端免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIM）发生磷酸化。因为CD31不具有自磷酸化能力，CD31信号只能在脂筏中发生并被靶向，在细胞刺激时它可能被其他信号受体磷酸化。在生理条件下，CD31信号不参与静息的血液白细胞和血小板中，CD31最终在低剪切位点上的这些元件上募集并参与，它们可能建立细胞-细胞相互作用，主要产生共抑制信号。CD31共信号传递功能对于血管内皮有多种类型，在免疫和代谢应激等生理反应中至关重要。4、CD31作为动脉粥样硬化的治疗靶标由于靶向CD31的抗体在体外和体内均能阻止白细胞的迁移，因此可以设想使用CD31拮抗剂来对抗动脉粥样硬化的炎症过程。然而，实际机理研究表明，通过特异性抗体进行的CD31连接在白细胞和内皮细胞中均参与/维持CD31信号传导。因此，在这些实验中观察到的抗炎作用可能是由CD31结合抗体的激动作用引起的。同样，在体外和体内使用可溶性CD31蛋白获得的免疫调节作用也可以通过细胞内释放与细胞结合的CD31的N端结构域的超亲和性相互作用来参与信号转导。在载脂蛋白E基因敲除小鼠中，二价CD31可溶性构建体的过表达始终导致体内富集的调节性T细胞群体反映出免疫反应降低和动脉粥样硬化程度降低。然而，通过抗体连接或使用重组可溶性蛋白靶向CD31跨亲和域的策略的免疫调节作用只能在有限的时间内起作用，因为CD31的跨亲和部分由于蛋白水解脱落而失去了靶点的作用（图2）。图2.激动剂候选药物的潜在CD31靶标5、动脉粥样硬化疾病免疫反应：CD31的作用免疫细胞大量浸润动脉粥样硬化病变，在动脉粥样硬化疾病中发挥免疫反应作用。动脉粥样硬化易发部位的内皮粘附分子上调发挥作用在导致血液传播的白细胞在动脉壁内积累的事件序列中起着重要作用，这是动脉粥样硬化斑块开始和发展的关键步骤。由于其在血管内皮上的丰富定位以及与Ig样膜粘附分子的结构相似性，CD31最初被归类为粘附分子（这就是为什么它被称为PECAM-1[血小板内皮粘附分子1]）的原因。功能研究表明，通过迁移炎症细胞，内皮CD31的超亲和性参与实际上驱动了内皮细胞中促炎性NFκB活性的负反馈。在人类动脉粥样硬化斑块中包括新血管在内的炎症部位的内皮细胞通常表现为CD31阴性，表明其损伤而不是其存在可能与动脉粥样硬化有关。
6、CD31共信号调节白细胞迁移
CD31可能参与动脉粥样硬化斑块内白细胞的积累，但该分子的确切作用尚有争议。靶向CD31的抗体和蛋白质阻止白细胞迁移，因为它们具有CD31信号传导的免疫调节功能，在存在CD31靶向剂的情况下，白细胞不会通过细胞间连接前进，并阻止其在内皮细胞顶表面迁移。相反，CD31的ITIM共信号传递功能可能对于通过调节酪氨酸激酶依赖性白细胞整合素的开放来促进白细胞整合素流向炎症部位的迁移至关重要，从而促进细胞粘附。反应性淋巴结的超微结构分析表明，CD31分子集中在由白细胞在与微血管内皮的界面外渗而形成的延伸膜突出的末端。CD31共信号传递可能是关键的，以允许β-整联蛋白以闭合的弯曲构象重新折叠，从而允许白细胞的无创伤性脱离（图1）。
7、CD31对T细胞的免疫调节功能在血栓形成中受损
CD31共信号传导功能在胸腺T细胞发育以及胸腺T细胞阈值激活的调节中起关键作用。积聚在人动脉粥样硬化斑块中的T细胞似乎失去了CD31的表达。血液中此类CD31阴性T细胞的频率与患者和高胆固醇血症小鼠的高反应性（易活化）表型以及动脉粥样硬化血栓形成并发症的发生相关。
急性冠状动脉综合症中CD31脱落的单核细胞和CD4+T细胞的发生频率较高，表明CD31的不适当或过度脱落可能与动脉粥样硬化相关的免疫反应失调有关。
这两个动脉粥样硬化特征之间的因果关系可以双向进行：在炎症部位相互作用的细胞增强的MMP9表达可以促进CD31脱落，反之亦然，CD31脱落的细胞可以更轻松地激活并产生活性MMP9。此外，这两个过程都是由持续的炎症反应引起的，而炎症反应又是身体对有害刺激或组织损伤应答的一部分。
8、CD31在动脉粥样硬化血栓形成性动脉愈合中的作用
免疫机制有助于动脉粥样硬化的发生、发展和产生并发症，但其因果作用无法通过临床症状发作后的研究来确立。在动脉粥样硬化中，炎症成分与血栓形成过程并存，止血和免疫系统的激活发生在组织损伤部位，并且在启动伤口愈合过程中起关键作用。在最初的阶段，血小板血栓起闭合伤口的作用，中性粒细胞介导的胞吞作用对于准备疤痕形成阶段是必需的。但是，必须严格调节血小板和嗜中性粒细胞的局部活化，以避免加重损伤的活性，并且必须尽快解决，以使之进入随后的增生阶段，从而形成纤维化疤痕达到伤口闭合的目的（图2）。
图2.CD31在急性动脉粥样硬化并发症治愈后的假定作用
促炎性单核细胞源性和常驻巨噬细胞的活性在以后的阶段很重要，对于清除死亡的嗜中性粒细胞以及其他细胞和基质碎片，但是它必须受到约束并且持续时间短，以允许其朝修复步骤发展。炎性阶段的消退始于伤口浸润性巨噬细胞从促炎表型向修复型表型的转变，这对于形成固体疤痕和组织愈合的结果至关重要（图3）。
CD31在血小板中施加的激活阈值调节对于限制止血期和避免在斑块裂变/侵蚀后形成快速稳定的闭塞性血栓很重要。CD31激动剂可通过促进浸润性巨噬细胞从促炎性向修复性的表型转换，来加速炎症阶段的消解，这对于伤口愈合的结果至关重要。
9、CD31模拟涂层在冠状动脉支架上潜在益处
CD31在血管内皮上的生理功能可通过该分子在其表面上聚集来实现。它通过与它们各自的CD31分子进行超亲和性相互作用，驱动了相邻内皮细胞的细胞保护和屏障功能以及提高血液流动的血小板和白细胞的激活阈值所必需的共信号传递。
血管内假体（支架）为进行经皮血管成形术的冠状动脉提供了机械支撑，因此在几乎所有血运重建手术的最后都被系统地植入。尸检研究表明，支架撑杆的内皮覆盖完整性对于手术的积极结果至关重要。最近出现了旨在积极促进循环祖细胞附着在支架上的涂层策略。使用涂有合成CD31分子涂层的支架能够与细胞内的内源性受体进行超亲和性相互作用，如体外实验和猪的初步临床前研究所建议的，血管界面的替代可能也是一种选择（图4）。
图4.CD31同型肽在冠状动脉支架上的固定可改善金属装置在动脉壁中的整合
结果RESULT自发现以来，CD31就一直被认为是动脉粥样硬化的靶标。最初被认为是促炎分子，因此被认为是促动脉粥样硬化分子，因此设想了阻断剂。然而，随着证据的积累，在血管生物学中有利于保护性信号传导，已经掩盖了这种观点的基本原理，并延迟了候选治疗策略的开发。最新数据显示，患者体内CD31的生理性，抗动脉粥样硬化保护功能丧失。临床前研究表明CD31激动剂可用于治疗具有动脉粥样硬化疾病表现的个体。可溶性激动剂的给药可促进动脉愈合，是急性动脉粥样硬化血栓形成表现发生后早期治疗患者的一种选择。相反，从医疗设备开发的角度来看，CD31信号特性也可能是有益的。可以将能够驱动CD31信号转导的分子固定在支架表面上，以作为一种模拟内皮的涂层，以掩盖金属支柱的异物并改善动脉支架的整合。
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