補體激活調節劑CD46
日期:2019-11-29 13:25:20
CD46是由Cole等人在1986年應用C3b親和層析在外周血淋巴細胞上發現的一種膜蛋白,又稱為膜輔蛋白(MCP)[1]。在核苷酸序列上MCP與衰變加速因子(DAF)具有同源性,但蛋白結構與功能不同,從而它被認為是補體系統的一種新的調節蛋白,在第四屆國際白細胞分型討論會上將其命名為CD46。隨著對CD46認識的不斷深入,人們逐漸意識到是一種具有多種功能的膜蛋白,并與多種免疫性疾病相關。那CD46到底是什么?在免疫系統中又是扮演什么角色?請繼續往下看~
1. 什么是CD46?
CD46為一單鏈跨膜糖蛋白,其染色體定位于人類1號染色體短臂的32號區,分子量為45-70kDa,又命名為gp45-70,屬于補體活化調節蛋白因子家族。CD46的N端由四個補體控制蛋白(CCP)組成,后面是通過選擇性剪接產生的O-高度糖基化區域,并包含B和/或C異構體。B和C結構域富含氨基酸絲氨酸、蘇氨酸和脯氨酸(STP),并通過功能未知的12個氨基酸區域與跨膜結構域相連。CD46的細胞內區域由兩種氨基數目不同的短尾(Cyt1包含16個氨基,cyt2含有23個氨基)組成。選擇性剪接可產生帶有CYT-1的同工型或帶有CYT-2的同工型,它們都含有信號傳導基序,并且在炎癥環境中差異表達。由于能夠表達的CD46通常不包含外顯子A,所以根據不同的組合方式,CD46分為四種亞型:C1、C2和BC1、BC2。BC亞型較C亞型分子量大[2][3][4]。

Figure 1. The structure of CD46
CD46在細胞表面分布很廣,大多數正常細胞上都有CD46表達,包括造血細胞系、成纖維細胞、表皮細胞、內皮細胞及星狀膠質細胞等,但不同類型的細胞上表達的數量有所不同[5]。如C2亞型主要表達于腦、精子,BC亞型則在腎臟、唾液腺、嬰兒心臟表達較多。
2. CD46的功能
人CD46也稱為膜輔因子蛋白(MCP),屬于補體激活調節劑(RCA)蛋白質家族。除了CD46,RCA家族還包括衰變加速因子(CD55 / DAF)、補體受體1(CR1 / CD35)和2(CR2 / CD21)、C4結合蛋白和H因子(FH)。如Figure2所示,CD46作為膜輔因子介導的C3b和C4b裂解輔助因子,是先天免疫系統中經典和選擇性補體激活級聯反應的關鍵調節因子[6]。裂解多余的C3b可以產生膜結合的C3bi和可溶性C3f。C4b的裂解可以產生膜結合C4d和可溶性C4c。 而細胞結合的切割片段不能繼續激活補體級聯反應。這個過程可以保護宿主細胞免受補體系統的意外裂解[7] [8]。

Figure 2. CD46 is a cofactor for the serine protease factor I to cleave C3b and C4b
近年來,CD46相關報道已經不局限于先天免疫系統。大量研究表明CD46可以調節T細胞免疫力,特別是能夠控制炎癥[9] [10]。CD46除了在補體激活和適應性免疫應答調節中起作用外,它還被多種病毒和細菌用作細胞受體。一些麻疹病毒(MV)和腺病毒(Adv)可以通過與CD46結合而附著在細胞上。盡管RCA蛋白家族的其他成員也可以與病毒結合,但是與CD46結合的病原體還是占多數,因此,CD46通常也被稱為 “病原體的磁鐵”[11]。在第一部分中已經提到,CD46在細胞表面分布很廣,所有有核細胞都有表達CD46,這也是其在病原體相互作用中的突出地位的主要原因。一些研究顯示,CD46與病原體的相互作用可以下調細胞中的CD46水平,從而增加了感染細胞的補體敏感性[12]。最近的一項研究揭露CD46和自噬相關因子之間存在直接聯系。CD46對病原體的識別會觸發自噬,這也是控制感染的關鍵步驟[13]。
3. CD46在天然免疫與適應性免疫中的作用機制
3.1 CD46與天然免疫
天然免疫,指個體出生時即具備,作用范圍廣,不針對特定抗原的免疫能力,所以也叫非特異性免疫。在機體防御機制中具有重要作用,是抵抗病原微生物感染的第一道防線。CD46與天然和致病性配體相互作用后可抑制小鼠和人的巨噬細胞和樹突狀細胞(DC)產生白介素IL-12。 此外,CD46介導的信號直接抑制γδT細胞產生效應細胞因子干擾素IFNγ。
除了CD46信號在巨噬細胞、樹突狀細胞和上皮細胞上的作用,CD46在其他先天免疫細胞(包括NK細胞、NK T細胞、肥大細胞、嗜中性粒細胞和單核細胞)上的作用還有待進一步研究。 目前只有一項體外研究發現CD46在NK細胞上募集激活后,細胞殺傷活性降低[14]。

Figure 3. CD46 modulates innate cell functions
3.2 CD46與適應性免疫
適應性免疫又稱獲得性免疫或特異性免疫,這種免疫只針對一種病原體。它是人體經后天感染或人工預防接種而使機體獲得的抵抗感染能力。一般是在微生物等抗原物質刺激后才形成的(免疫球蛋白、免疫淋巴細胞),并能與該抗原起特異性反應。
起初,在Astier等的研究中,他們觀察到CD46在人CD4+ T細胞上作為共刺激分子起作用,可在抗原呈遞過程中激活后誘導高細胞增殖。隨后,在這一發現上開展了一系列的研究并最終證明,在T細胞活化過程中,CD46誘導了分泌IL-10-調節性T細胞(Treg)的活化或生成。由于Treg在自身免疫性疾病和移植排斥反應方面的治療潛力,與Treg相關的研究也是越來越多。Treg可以抑制和控制效應Th1,Th2和Th17 T細胞的激活。如Figure 4所示,在Th1應答的誘導階段,IL-2和C3b的產量較低,并支持增殖分泌IFN-γ型Th1細胞控制感染。Th1效應細胞的擴增可充分提高局部IL-2來誘導IL-10共表達和調控[15][16][17]。

Figure 4. Regulation of adaptive T cell responses
4. CD46與疾病
多項研究已證明CD46與多種免疫炎性疾病相關。Sandra等人在已戒煙人群中發現CD46高表達可使其避免因自身免疫反應及炎癥反應引起肺氣腫及慢性梗阻性肺疾病。多發性硬化疾病過程中,缺乏CD46會影響T細胞的增殖與分化,從而導致抗炎癥因子IL-10分泌減少[18]。Jones等人檢測了類風濕關節炎患者的關節液和外周血中中性粒細胞里CD46表達,發現關節液中CD46表達較高,認為類風濕關節炎關節液中CD46表達變化可增強中性粒細胞黏附、抵抗補體以及增強清除免疫復合物的能力[19]。另外,CD46的表達在腫瘤逃逸、缺血再灌注中也有明顯變化。綜上所述,我們可以推出CD46可抑制補體系統活化從而減輕免疫反應以及通過調節T細胞從而影響抗炎因子的生成,最終影響炎性反應。
此外,M. Kathryn Liszewski等人也發現CD46突變與非典型溶血性尿毒綜合征(Atypical hemolytic uremic syndrome)密切相關。導致aHUS沉淀的因素包括感染、妊娠、外傷或藥物。對于為什么腎內皮是器官損傷的主要部位,目前尚不清楚。但目前清楚的是,這種疾病的病因是無法控制受損或受壓細胞表面上的選擇性途徑(AP),從而導致“自我修復”過度激活。突變蛋白功能障礙可能是由于功能喪失或功能獲得引起的。兩者都會導致C3b降解效率降低及C3和C5轉化酶持續活躍,進而產生過量的補體途徑效應子。此外,C5b啟動MAC組裝,導致膜損傷,而C5a募集并激活白細胞并上調血管粘附性。由于補體激活與補體調節之間的微妙平衡干擾了內皮細胞,血栓性微血管病隨之而來,血管壁變厚、細胞充血和破壞[20]。
5. 最新藥物研究進展
目前相關數據庫并未查到與CD46相關已上市藥物,現在已經上臨床的相關藥物如下:
英文名稱 | 研發代碼 | 研發階段 | 公司 | 適應癥 |
---|---|---|---|---|
Enadenotucirev | ColoAd-1; Oncolytic Ad11/Ad3 | 臨床二期 | PsiOxus Therapeutics, 默沙東 | 實體瘤, 結腸直腸癌, 膀胱癌, 卵巢癌 |
Carcinoembryonic antigen-expressing measles virus (National Cancer Institute) | / | 臨床一期 | 美國國立癌癥研究所 | 神經膠質瘤, 成膠質細胞瘤, 原發性腹腔癌, 卵巢癌, 間變性星形細胞瘤 |
AugmAb | BRM-132 | 臨床一期 | 全福生物科技, PAI Life Sciences | 癌癥 |
FOR-46 | FOR-46,FOR 46,FOR46 | 臨床一期 | 圣迭戈加利福尼亞大學 | 前列腺癌, 多發性骨髓瘤 |
CD46蛋白
Recombinant Human Membrane cofactor protein(CD46),partial (Active) (Code: CSB-MP004939HU)

(Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.

Immobilized CD46 at 2 μg/ml can bind Anti-CD46 rabbit monoclonal antibody, the EC50 of human CD46 protein is 0.8333-1.054 ng/ml.
References
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