CD31: mer än en markör för endotelceller

CD31 är en 130 kDa adhesionsmolekyl för trombocyter och endotelceller (EC) som ursprungligen identifierades från EC och trombocyter1 och senare från blodleukocyter.2 Den mogna CD31 innehåller en kort NH2-terminal peptid som följs av sex immunoglobulindomäner (Ig) av C2-typ, var och en flankerad av två bevarade cysteinrester utanför cellerna,3 en transmembrandomän på 19 aa och en cytoplasmatisk svans på 118 aa som innehåller två immunotyrosinbaserade inhiberingsmotiv (ITIM)4 (figur 1) som medierar intracellulär signalering. Även om CD31 ursprungligen klassificerades som en celladhesionsmolekyl,3 har senare studier föreslagit att CD31 utlöser nedströms inhiberande signalering4 vid transhomofil CD31-engagemang under interaktion mellan cell och cell.5 CD31-signalering deltar i regleringen av leukocyternas avskiljning, aktivering av T-celler, trombocytaktivering och angiogenes, som alla är kritiska för patogenesen av ateroskleros och abdominella aortaaneurysm (AAA).

Fornasa et al.6 använder aterosklerosbenägna apolipoprotein E-deficienta (Apoe-/-) möss för att visa att aa551-574 – en syntetisk peptid som är belägen vid karboxylterminalen av Ig-domän 6 (figur 1) – undertryckte angiotensin II (Ang-II) perfusionsinducerade AAA:er och ateroskleros. Denna peptid minskade den aterosklerotiska lesionen och den perioraortiska leukocytinfiltrationen och ökade kollagenavlagringen i aortikarotens aterosklerotiska plack och bukaorta. Även om vi vanligtvis använder CD31 som en EC-markör för att upptäcka angiogenes i aterosklerotiska och AAA-lesioner, gör dess uttryck i andra celler dess patobiologi komplicerad. I vissa miljöer kan celler uttrycka olika former av CD31 som utövar olika funktioner. Varje domän på CD31 (figur 1) spelar olika roller i cellerna samt i utvecklingen av vaskulära och andra inflammatoriska sjukdomar. CD31 förlorar till exempel sitt uttrycksmönster för intercellulära korsningar efter att EC utsätts för inflammatoriska cytokiner. Neutrofiler förlorar CD31-ytuttryck efter transendothelial migration in vitro eller extravasering i mänsklig hud som transplanterats till möss med svår kombinerad immunbrist.7,8 Tidigare studier visade att CD31 klyvs mellan domänerna 5 och 6 och utsöndras till media i primärt odlade humana T-celler eller T-cellinjer, vilket ökar T-cellsaktiveringen.9 Brist på CD31-signalering ökar T-cellsaktiveringen10 och ökar T-cellsinfiltrationen i aterosklerotiska artärer.11 Därför krävs åtminstone några av CD31:s extracellulära domäner för CD31-signalering och för att undertrycka T-cellsaktiveringen, vilka kan gå förlorade under utvecklingen av ateroskleros och AAA. Fornasa et al.6 visar att CD4+ T-celler från aterosklerotiska lesioner hos möss eller från perifert blod från möss med ateroskleros eller AAA saknar extracellulärt CD31. Exogen CD31-peptid aa551-574 från människor eller möss (figur 1) visade ett dosberoende undertryckande av immunsvar från mänskliga T-celler.9 In vitro undertryckte aa551-574 CD3- och CD28-korsbindningsinducerad intracellulär Ca2+-mobilisering av mussplenocyter. I en musmodell av fördröjd överkänslighet minskade denna peptid 2-chlor-3-nitrobenzen-eliciterad örontjocklek.9 Den minskade ateroskleros och AAA i studien av Fornasa et al. kan därför vara ett resultat av att aa551-574 deltar i undertryckta immunsvar från T-celler. Även om aa551-574 inte påverkade det totala antalet cirkulerande blodceller, minskade det CD69+-aktiverade T-celler och utsöndringen av inflammatoriska cytokiner och ökade ömsesidigt perifera CD4+CD25+FoxP3+reglerande T-celler.6

Studien av Fornasa et al. fokuserar på CD31:s roll i ateroskleros och AAA, men CD31 kan också bidra till andra T-cell-associerade humana sjukdomar och kan påverka alla CD31-expressiva celler. Fornasa et al. använde CD31-peptiden aa551-574 för att minska CD4+-specifika immunsvar mot oxiderat lågdensitetslipoprotein (oxLDL) – ett autoantigen som minskar extracellulärt CD31 med en samtidig ökning av lösligt CD31 i supernatanten i odlade CD4+ T-celler,9 vilket tyder på att CD31 deltar i T-cellers autoimmunitet. I aterosklerotiska plack och i den aneurysmala peri aorta är CD31-peptiden också riktad mot makrofager, vilket leder till minskat intracellulärt proteasuttryck och minskad aktivitet och frisättning av makrofagcytokiner och kemokiner (t.ex. IL6, MCP-1, MIP-1α och MIP-1β).6 Makrofagerna är troligen de vanligaste inflammatoriska cellerna i aterosklerotiska och AAA-lesioner. Även om det inte testades om CD31-uttrycket på makrofager12 förändrades vid Ang-II-perfusion och initiering av ateroskleros och AAA, utsträcker aa551-574 in situ-målsättning på makrofager in vivo och effektiv hämning av makrofagaktivitet in vitro CD31-patobiologin till denna vanliga inflammatoriska celltyp som är inblandad i de flesta, om inte alla, inflammatoriska sjukdomar hos människan.

Den roll som CD31 spelar vid aktivering av T-celler har tidigare implicerats i trombos, ateroskleros, AAA och många andra inflammatoriska sjukdomar och till och med åldrande. CD31-bristande möss är benägna att utveckla ateroskleros, artrit och experimentell autoimmun encefalomyelit. I mänskligt blod förlorar både CD4+ och CD8+ T-celler CD31 med åldrandet, och trombosrisken ökar samtidigt.13 Hos äldre Apoe-/- möss (båda könen) är antalet CD4+CD31+-celler i aortikarotlesioner eller i cirkulationen tre gånger lägre hos möss med trombos än hos möss utan trombos. När Apoe-/- möss immuniserades med minimalt modifierat LDL prolifererade CD4+CD31-celler från mjälten dubbelt så snabbt som CD4+CD31+-celler.11 Dessa observationer tyder på att trombos minskar CD31-uttrycket och därmed ökar proliferationen av T-celler. Hos människor minskar antalet perifera CD4+CD31+- och CD8+CD31+-celler avsevärt hos patienter med AAA, med ömsesidiga ökningar av CD4+CD31- och CD8+CD31- celler. Antalet perifera CD4+CD31- celler korrelerar positivt (R= 0,324, P < 0,01), medan antalet CD8+CD31+ celler korrelerar negativt (R=0,244, P<0,05) med AAA:s tvärsnittsarea.14 Fornasa et al.6 presenterade samma observationer i experimentella AAA:er och ateroskleros som de som gjorts på människor.14 Brist på intakt CD31-uttryck associeras med förlust av immunosuppressiva aktiviteter och ökad förekomst av ateroskleros och AAA hos människor och möss.

Studier från samma grupp avslöjade några kontroversiella observationer. Hos Apoe-/- honmöss utvecklade intramuskulär genöverföring av hela den extracellulära delen av CD31 eller de som saknade Ig-domänerna 1-2 olika fenotyper. Efter 6 månader uppvisade möss som fått DNA-konstruktionen som innehöll hela den extracellulära CD31-delen signifikant minskad aterosklerotisk lesionsstorlek, intraplaque fibrinavlagring och Th1.2+ T-cellsinfiltration, antal perifert aktiverade T-celler (CD3+CD4+CD69+) och proliferation av T-celler i mjälten, jämfört med de möss som behandlats med DNA-konstruktionen som saknade Ig-domänerna 1-2 eller enbart med vehikel.15 Dessa observationer tyder indirekt på att Ig-domänerna 1-2 bidrar till att reglera T-cellsaktivering och ateroskleros, medan närvaron av Ig-domän 6, som innehåller peptiden aa551-574, inte är tillräcklig för att undertrycka T-cellsaktiviteter. Det är möjligt att Ig-domänerna 1-2 krävs för att förmedla CD31:s transhomofila interaktion på celler som uttrycker intakt CD31.5 På celler som uttrycker trunkerad CD31 – t.ex. T-celler och makrofager från aterosklerotiska och AAA-läsioner – exponeras däremot det återstående extracellulära juxtamembranfragmentet av Ig-domän 6 på leukocyter efter aktiveringsinducerad avskiljning av CD31. Med odefinierade molekylära mekanismer kan peptiden aa551-574 återupprätta den CD31/SHP2-hämmande vägen som annars ogiltigförklarades av förlusten av de transhomofila Ig-domänerna 1-2 med CD31-avskiljning. I studien av Fornasa et al. föreslås en terapeutisk tillämpning av denna peptid vid experimentell ateroskleros och AAA.

Interessentkonflikt: ingen deklarerad.