TSP1-CD47与CD47-SIRPα调控氧化红细胞吞噬机制的单分子力谱研究

【作者】 刘岩厚； 潘延刚； 王峰； 杨永广； 王宏达；

【机构】 吉林大学第一医院转化医学研究院； 吉林大学免疫学研究所； 中国科学院长春应用化学研究所 电分析国家重点实验室；

【摘要】 背景:体外保存的红细胞所积累的氧化损伤,可能对输血的有效性甚至安全性造成隐患。红细胞表面分子CD47与巨噬细胞表面分子SIRPa相互作用,可保护正常红细胞免于吞噬,但对氧化红细胞的吞噬可能具有促进作用,机制尚不明确。目的:研究红细胞CD47与SIRPa及TSP1的相互作用,阐明TSP1-CD47相互作用及CD47-SIRPα相互作用在巨噬细胞吞噬氧化红细胞过程中的调控机制。方法:通过单分子力谱技术研究TSP1功能性多肽4N1K与正常及体外氧化的红细胞表面CD47的亲和力;研究SIRPa胞外结构域与正常及体外氧化红细胞CD47的亲和力。为阐明CD47在巨噬细胞吞噬氧化红细胞过程中的调控机制,观察4N1K与半胱氨酸对SIRPa-CD47亲和力的影响。结果:一方面,正常红细胞表面未检测到4N1K与红细胞的亲和力;氧化红细胞表面,4N1K与CD47的亲和力为48±20 pN,这种结合可以被CD47抗体或过量的游离4N1K所阻断,说明与正常红细胞相比,氧化红细胞表面的CD47更容易与TSP1结合,并可能在TSP1的参与下促进了巨噬细胞对氧化红细胞的吞噬。另一方面,SIRPa胞外结构域与正常红细胞表面CD47的亲和力为50±18 pN;在添加4N1K的情况下,SIRPα胞外结构域与氧化红细胞表面CD47的亲和力为151±53pN;在只添加半胱氨酸的情况下,SIRPα胞外结构域与氧化红细胞表面CD47的亲和力为62.1±21.3 pN。可能的机制是氧化使红细胞表面CD47的Cys-15与Cys-241或Cys-245形成二硫键并产生构象变化,增强了CD47-SIRPα的亲和力并改变了SIRPα的下游信号,促进了巨噬细胞对氧化红细胞的吞噬。结论:可能是氧化红细胞表面CD47发生构象变化,改变了CD47与TSP1及SIRPα的相互作用,影响了CD47-SIRPα信号通路,成为促进巨噬细胞吞噬氧化红细胞的机制之一。揭示CD47及其配体对吞噬的调控机制有利于研发提高红细胞保存质量及降低输血不良反应的新技术和新手段。更多还原