CD31: poza markerem dla komórek śródbłonka

CD31 jest cząsteczką adhezyjną o masie 130 kDa, która została początkowo zidentyfikowana z ECs i płytek krwi1 , a później z leukocytów krwi.2 Dojrzała cząsteczka CD31 zawiera krótki NH2-końcowy peptyd, po którym następuje sześć domen immunoglobulinowych (Ig) typu C2, każda otoczona dwiema konserwowanymi resztami cysteiny poza komórkami,3 domena transmembranowa o powierzchni 19 aa i ogon cytoplazmatyczny o powierzchni 118 aa zawierający dwa motywy hamujące oparte na immunotyrozynie (ITIM)4 (rysunek 1), które pośredniczą w sygnalizacji wewnątrzkomórkowej. Chociaż CD31 został początkowo sklasyfikowany jako cząsteczka adhezji komórkowej,3 późniejsze badania sugerują, że CD31 wyzwala sygnalizację hamującą4 po transhomofilowym zaangażowaniu CD31 podczas interakcji komórka-komórka.5 Sygnalizacja CD31 uczestniczy w regulacji odrywania się leukocytów, aktywacji limfocytów T, aktywacji płytek krwi i angiogenezy, z których wszystkie są krytyczne w patogenezie miażdżycy i tętniaków aorty brzusznej (AAA).

Fornasa i wsp.6 wykorzystali myszy z niedoborem apolipoproteiny E (Apoe-/-) podatne na miażdżycę, aby wykazać, że aa551-574 – syntetyczny peptyd zlokalizowany na karboksylowym końcu domeny Ig 6 (rysunek 1) – hamował indukowane angiotensyną II (Ang-II) perfuzyjne AAA i miażdżycę. Peptyd ten zmniejszył zmiany miażdżycowe i okołonaczyniową infiltrację leukocytów oraz zwiększył odkładanie kolagenu w blaszkach miażdżycowych korzenia aorty i aorty brzusznej. Chociaż zwykle używamy CD31 jako markera EC do wykrywania angiogenezy w zmianach miażdżycowych i AAA, jego ekspresja w innych komórkach komplikuje jego patobiologię. W pewnych środowiskach komórki mogą wyrażać różne formy CD31, które pełnią różne funkcje. Każda domena CD31 (Rycina 1) odgrywa odrębną rolę w komórkach, jak również w rozwoju chorób naczyniowych i innych chorób zapalnych. Na przykład, CD31 traci swój wzór ekspresji połączeń międzykomórkowych po ekspozycji ECs na cytokiny zapalne. Neutrofile tracą ekspresję powierzchniową CD31 po migracji przezśródbłonkowej in vitro lub wynaczynieniu w ludzkiej skórze przeszczepionej myszom z ciężkim połączonym niedoborem odporności.7,8 Wcześniejsze badania wykazały, że CD31 jest rozszczepiany między domenami 5 i 6 i wydzielany do mediów w pierwotnie hodowanych ludzkich komórkach T lub liniach komórek T, zwiększając w ten sposób aktywację komórek T.9. Brak sygnalizacji CD31 nasila aktywację komórek T10 i zwiększa infiltrację komórek T do tętnic miażdżycowych.11 Dlatego przynajmniej niektóre z zewnątrzkomórkowych domen CD31 są wymagane do sygnalizacji CD31 i tłumienia aktywacji komórek T, które mogą zostać utracone podczas rozwoju miażdżycy i AAA. Rzeczywiście, Fornasa i wsp.6 wykazują, że komórki T CD4+ pochodzące ze zmian miażdżycowych u myszy lub z krwi obwodowej myszy z miażdżycą lub AAA, nie zawierają zewnątrzkomórkowej CD31. Egzogenny peptyd CD31 aa551-574 pochodzący od ludzi lub myszy (Figura 1) wykazał zależną od dawki supresję odpowiedzi immunologicznej ludzkich limfocytów T.9 W warunkach in vitro aa551-574 tłumił indukowaną przez wiązania krzyżowe CD3 i CD28 wewnątrzkomórkową mobilizację Ca2+ w mysich splenocytach. W mysim modelu opóźnionej nadwrażliwości, peptyd ten zmniejszał grubość ucha wywołaną 2-chloro-3-nitrobenzenem.9 Zmniejszona miażdżyca i AAA w badaniu Fornasa i wsp. może zatem wynikać z udziału aa551-574 w tłumionych odpowiedziach immunologicznych komórek T. Chociaż aa551-574 nie wpłynął na całkowitą liczbę krążących komórek krwi, zmniejszył CD69+-aktywowane komórki T i wydzielanie cytokin zapalnych oraz wzajemnie zwiększył obwodowe CD4+CD25+FoxP3+ regulatorowe komórki T.6

Badanie Fornasa i wsp. koncentruje się na roli CD31 w miażdżycy i AAA, ale CD31 może również przyczyniać się do innych chorób ludzkich związanych z komórkami T i może wpływać na wszelkie komórki wykazujące ekspresję CD31. Fornasa i wsp. wykorzystali peptyd CD31 aa551-574 do zmniejszenia swoistych odpowiedzi immunologicznych CD4+ przeciwko utlenionej lipoproteinie o małej gęstości (oxLDL) – autoantygenowi, który zmniejsza zewnątrzkomórkową CD31 z jednoczesnym wzrostem rozpuszczalnej CD31 w supernatancie w hodowanych komórkach T CD4+,9 sugerując, że CD31 uczestniczy w autoimmunizacji komórek T. W blaszkach miażdżycowych i w tętniaku aorty peptyd CD31 jest również skierowany przeciwko makrofagom, prowadząc do zmniejszenia ekspresji proteaz wewnątrzkomórkowych oraz zmniejszenia aktywności i uwalniania cytokin i chemokin makrofagów (np. IL6, MCP-1, MIP-1α i MIP-1β).6 Makrofagi są prawdopodobnie najliczniejszymi komórkami zapalnymi w zmianach miażdżycowych i AAA. Chociaż nie zbadano, czy ekspresja CD31 na makrofagach12 zmieniła się po perfuzji Ang-II i inicjacji miażdżycy i AAA, aa551-574 in situ ukierunkowany na makrofagi in vivo i skuteczne hamowanie aktywności makrofagów in vitro rozszerzają patobiologię CD31 na ten powszechny typ komórek zapalnych, który jest zaangażowany w większość, jeśli nie wszystkie, choroby zapalne u ludzi.

Rola CD31 w aktywacji komórek T została wcześniej implikowana w zakrzepicy, miażdżycy, AAAs i wielu innych chorobach zapalnych, a nawet starzeniu się. Myszy pozbawione CD31 mają skłonność do rozwoju miażdżycy, zapalenia stawów i eksperymentalnego autoimmunologicznego zapalenia mózgu i rdzenia. W ludzkiej krwi, zarówno komórki T CD4+ jak i CD8+ tracą CD31 wraz ze starzeniem się, a ryzyko zakrzepicy wzrasta jednocześnie.13 U starszych myszy Apoe-/- (obu płci), liczba komórek CD4+CD31+ w zmianach w korzeniu aorty lub w krążeniu jest trzykrotnie niższa u myszy ze skrzepliną niż u tych bez skrzepliny. Kiedy myszy Apoe-/- były immunizowane minimalnie zmodyfikowanym LDL, komórki CD4+CD31- ze śledziony proliferowały dwukrotnie szybciej niż komórki CD4+CD31+.11 Obserwacje te sugerują, że zakrzepica zmniejsza ekspresję CD31, zwiększając w ten sposób proliferację komórek T. U ludzi, obwodowa liczba komórek CD4+CD31+ i CD8+CD31+ ulega znacznemu zmniejszeniu u pacjentów z AAA, z wzajemnym wzrostem liczby komórek CD4+CD31- i CD8+CD31-. Obwodowa liczba komórek CD4+CD31- koreluje dodatnio (R= 0,324, P < 0,01), podczas gdy liczba komórek CD8+CD31+ koreluje ujemnie (R=0,244, P<0,05) z powierzchnią przekroju poprzecznego AAA.14 Fornasa i wsp.6 przedstawili te same obserwacje w doświadczalnych AAA i miażdżycy, co u ludzi.14 Brak nienaruszonej ekspresji CD31 wiąże się z utratą aktywności immunosupresyjnej oraz ze zwiększoną częstością występowania miażdżycy i AAA u ludzi i u myszy.

Badania tej samej grupy ujawniły pewne kontrowersyjne obserwacje. U samic myszy Apoe-/-, domięśniowy transfer genu całej części zewnątrzkomórkowej CD31 lub tych, którym brakuje domen Ig 1-2, rozwinął różne fenotypy. Po 6 miesiącach myszy, którym podawano konstrukt DNA zawierający całą część zewnątrzkomórkową CD31, wykazywały istotnie zmniejszoną wielkość zmian miażdżycowych, wewnątrzblaszkowe odkładanie fibryny oraz infiltrację limfocytów T Th1.2+, liczbę obwodowo aktywowanych limfocytów T (CD3+CD4+CD69+) i proliferację limfocytów T w śledzionie w porównaniu z myszami, którym podawano konstrukt DNA pozbawiony domen Ig 1-2 lub sam nośnik15. Te obserwacje pośrednio sugerują, że domeny Ig 1-2 pomagają regulować aktywację komórek T i miażdżycę, podczas gdy obecność domeny Ig 6, która zawiera peptyd aa551-574, nie jest wystarczająca do tłumienia aktywności komórek T. Jest możliwe, że domeny Ig 1-2 są wymagane do pośredniczenia w transhomofilowej interakcji CD31 na komórkach wyrażających nienaruszoną CD31.5 Z kolei na komórkach wyrażających skróconą CD31 – takich jak limfocyty T i makrofagi ze zmian miażdżycowych i AAA – pozostały zewnątrzkomórkowy fragment Ig domeny 6 jest odsłonięty na leukocytach po indukowanym aktywacją zrzuceniu CD31. Dzięki nieokreślonym mechanizmom molekularnym peptyd aa551-574 może przywrócić szlak hamowania CD31/SHP2, który w przeciwnym razie został unieważniony przez utratę transhomofilowych domen Ig 1-2 wraz ze zrzuceniem CD31. Badanie Fornasa i wsp. proponuje terapeutyczne zastosowanie tego peptydu w eksperymentalnej miażdżycy i AAA.

Konflikt interesów: nie zgłoszono.