CD31: mere end blot en markør for endothelceller

CD31 er et 130 kDa plade-endothelcelle-adhæsionsmolekyle (EC), som oprindeligt blev identificeret fra EC’er og blodplader1 og senere fra blodlegemer.2 Modent CD31 indeholder et kort NH2-terminalt peptid efterfulgt af seks C2-type immunoglobulin (Ig)-domæner, der hver er flankeret af to konserverede cysteinrester uden for cellerne3 , et 19 aa transmembrandomæneområde og en 118 aa cytoplasmatisk hale, der indeholder to immunotyrosinbaserede inhiberende motiver (ITIM)4 (figur 1), som medierer intracellulær signalering. Selv om CD31 oprindeligt blev klassificeret som et celleadhæsionsmolekyle3 , tyder senere undersøgelser på, at CD31 udløser nedstrøms inhiberende signalering4 ved transhomofilt CD31-engagement under interaktion mellem celle og cellecelle.5 CD31-signalering deltager i reguleringen af leukocytternes løsrivelse, T-celleaktivering, trombocytaktivering og angiogenese, som alle er afgørende for patogenesen af aterosklerose og abdominale aortaaneurismer (AAA’er).

Fornasa et al.6 bruger aterosklerose-præget apolipoprotein E-deficient (Apoe-/-) mus til at demonstrere, at aa551-574 – et syntetisk peptid placeret til carboxyl-terminalen af Ig-domæne 6 (figur 1) – undertrykte angiotensin II (Ang-II) perfusionsinducerede AAA’er og aterosklerose. Dette peptid reducerede aterosklerotiske læsioner og peri-aorta leucocytinfiltration og øgede kollagenaflejring i aorterodens aterosklerotiske plaques og i den abdominale aorta. Selv om vi typisk bruger CD31 som en EC-markør til at påvise angiogenese i aterosklerotiske og AAA-læsioner, gør dens udtryk i andre celler dens patobiologi kompliceret. I visse miljøer kan cellerne udtrykke forskellige former for CD31, der udøver forskellige funktioner. Hvert domæne på CD31 (figur 1) spiller forskellige roller i cellerne såvel som i udviklingen af vaskulære og andre inflammatoriske sygdomme. F.eks. mister CD31 sit intercellulære krydsningsudtryksmønster, efter at EC’er er udsat for inflammatoriske cytokiner. Neutrofile mister CD31-overfladeekspression efter in vitro transendothelial migration eller ekstravasation i human hud, der er transplanteret til mus med svær kombineret immundefekt.7,8 Tidligere undersøgelser viste, at CD31 spaltes mellem domæne 5 og 6 og udskilles til medierne i primært dyrkede humane T-celler eller T-cellelinjer, hvorved T-celleaktivering øges.9 Manglende CD31-signalering øger T-celleaktivering10 og øger T-celleinfiltreringen i aterosklerotiske arterier.11 Derfor er i det mindste nogle af de ekstracellulære domæner af CD31 nødvendige for CD31-signalering og undertrykkelse af T-celleaktivering, som kan gå tabt under udviklingen af aterosklerose og AAA’er. Fornasa et al.6 viser faktisk, at CD4+ T-celler fra åreforkalkningslæsioner hos mus eller fra perifert blod fra mus med åreforkalkning eller AAA’er mangler ekstracellulær CD31. Exogent CD31-peptid aa551-574 fra mennesker eller mus (figur 1) viste en dosisafhængig undertrykkelse af humane T-celle immunsvar.9 In vitro undertrykte aa551-574 CD3- og CD28-krydsforbindelsesinduceret intracellulær Ca2+-mobilisering af musesplenocytter. I en musemodel af forsinket overfølsomhed reducerede dette peptid 2-chlor-3-nitrobenzen-eliciteret øretykkelse.9 Den reducerede åreforkalkning og AAA i undersøgelsen af Fornasa et al. kan derfor skyldes, at aa551-574 deltager i undertrykte T-celle-immunresponser. Selv om aa551-574 ikke påvirkede det samlede antal cirkulerende blodceller, reducerede det CD69+-aktiverede T-celler og udskillelse af inflammatoriske cytokiner og øgede gensidigt perifere CD4+CD25+FoxP3+ regulatoriske T-celler.6 Undersøgelsen af Fornasa et al. fokuserer på CD31’s rolle i aterosklerose og AAA’er, men CD31 kan også bidrage til andre T-celle-associerede menneskelige sygdomme og kan påvirke alle CD31-eksprimerende celler. Fornasa et al. anvendte CD31-peptidet aa551-574 til at reducere CD4+-specifikke immunresponser mod oxideret low-density lipoprotein (oxLDL) – et autoantigen, der reducerer ekstracellulær CD31 med en samtidig stigning i opløselig CD31 i supernatanten i dyrkede CD4+ T-celler,9 hvilket tyder på, at CD31 deltager i T-celle autoimmunitet. I aterosklerotiske plaques og i den aneurysmatiske peri-aorta er CD31-peptidet også rettet mod makrofager, hvilket fører til reduceret intracellulær proteaseekspression og reduceret aktivitet og frigivelse af makrofagcytokiner og kemokiner (f.eks. IL6, MCP-1, MIP-1α og MIP-1β).6 Makrofager er sandsynligvis de hyppigst forekommende inflammatoriske celler i aterosklerotiske og AAA-læsioner. Selv om det ikke blev testet, om CD31-ekspressionen på makrofager12 ændrede sig ved Ang-II-perfusion og initiering af åreforkalkning og AAA, udvider aa551-574 in situ-målsætning på makrofager in vivo og effektiv hæmning af makrofagaktiviteter in vitro CD31-pathobiologien til denne almindelige inflammatoriske celletype, der er involveret i de fleste, hvis ikke alle menneskelige inflammatoriske sygdomme.

Den rolle, som CD31 spiller i T-celleaktivering, er tidligere blevet impliceret i trombose, åreforkalkning, AAA’er og mange andre inflammatoriske sygdomme og endda aldring. CD31-deficiente mus er tilbøjelige til at udvikle åreforkalkning, arthritis og eksperimentel autoimmun encephalomyelitis. I menneskeligt blod mister både CD4+ og CD8+ T-celler CD31 med alderen, og tromboserisikoen stiger samtidig.13 Hos ældre Apoe-/- mus (begge køn) er antallet af CD4+CD31+ celler i aortakropslæsioner eller i cirkulationen tre gange lavere hos mus med trombus end hos mus uden trombus. Når Apoe-/- mus blev immuniseret med minimalt modificeret LDL, prolifererede CD4+CD31- celler fra milten dobbelt så hurtigt som CD4+CD31+ celler.11 Disse observationer tyder på, at trombose reducerer CD31-ekspressionen og derved øger T-celleproliferationen. Hos mennesker falder antallet af perifere CD4+CD31+- og CD8+CD31+-celler betydeligt hos patienter med AAA’er, med en gensidig stigning i CD4+CD31- og CD8+CD31- celler. Perifere CD4+CD31- celletal korrelerer positivt (R= 0,324, P < 0,01), mens CD8+CD31+ celletal korrelerer negativt (R=0,244, P<0,05) med AAA-tværsnitsoverfladearealet.14 Fornasa et al.6 præsenterede de samme observationer i eksperimentelle AAA’er og åreforkalkning som dem, der er gjort hos mennesker.14 Manglende intakt CD31-ekspression er forbundet med tab af immunosuppressive aktiviteter og med øget forekomst af åreforkalkning og AAA’er hos mennesker og hos mus.

Studier fra samme gruppe afslørede nogle kontroversielle observationer. Hos hun Apoe-/- mus udviklede intramuskulær genoverførsel af hele den ekstracellulære del af CD31 eller af dem, der manglede Ig-domæner 1-2, forskellige fænotyper. Efter 6 måneder udviste mus, der havde modtaget DNA-konstruktionen med hele den ekstracellulære CD31-del, signifikant reduceret aterosklerotisk læsionsstørrelse, intraplaque fibrinaflejring og Th1.2+ T-celleinfiltration, antal perifert aktiverede T-celler (CD3+CD4+CD69+) og T-celleproliferation i milten sammenlignet med de mus, der blev behandlet med DNA-konstruktionen uden Ig-domænerne 1-2 eller udelukkende med et middel15. Disse observationer tyder indirekte på, at Ig-domæner 1-2 bidrager til at regulere T-celleaktivering og åreforkalkning, mens tilstedeværelsen af Ig-domæne 6, som indeholder peptidet aa551-574, ikke er tilstrækkelig til at undertrykke T-celleaktiviteter. Det er muligt, at Ig-domæner 1-2 er nødvendige for at formidle CD31 transhomofil interaktion på celler, der udtrykker intakt CD31.5 På celler, der udtrykker trunkeret CD31 – såsom T-celler og makrofager fra aterosklerotiske og AAA-læsioner – er det resterende juxtamembranekstracellulære fragment af Ig-domæne 6 derimod eksponeret på leukocytter efter aktiveringsinduceret afgivelse af CD31. Med udefinerede molekylære mekanismer kan peptidet aa551-574 genoprette den CD31/SHP2-hæmmende vej, som ellers var ugyldiggjort af tabet af de transhomofile Ig-domæner 1-2 med CD31-afgivelse. Undersøgelsen af Fornasa et al. foreslår en terapeutisk anvendelse af dette peptid i eksperimentel åreforkalkning og AAA’er.

Interessekonflikter: ingen erklæret.