想獲得國自然選題思路，提高國自然基金申請命中率？想調整研究方向，獲得學術研究突破口？有機會發高分文章？你需要了解學科發展態勢和未來走向！賽業生物專欄《Gene of the Week》每周會根據熱點研究領域介紹一個基因，詳細為您介紹基因基本信息、研究概況和應用背景等，助您保持學術研究敏銳度，提高科學研究效率，期待您的持續關注哦。今天我們要講的主角是免疫治療熱門靶點CD47。

CD47又稱為整合素相關蛋白（integrin-associated protein, IAP），屬于免疫球蛋白超家族，是一個擁有5個跨膜域的跨膜糖蛋白，廣泛表達于幾乎所有的正常細胞表面。目前已知的CD47的天然配體有三種：整合素（integrin）、血小板反應蛋白-1（Thrombospondin-1，TSP-1）和信號調節蛋白α（Signal-regulatory proteinα，Sirpα）。CD47與其配體主要參與細胞黏附、細胞遷移、吞噬功能，以及維持機體免疫穩態。

其中，Sirpα的表達局限于巨噬細胞、樹突狀細胞以及神經細胞表面。在免疫反應中，CD47主要通過與巨噬細胞表面的Sirpα結合，釋放一個“別吃我”信號，從而保證正常細胞不被巨噬細胞“吃掉”（圖1）。在這里，CD47扮演了一個“自我（self）”細胞的標記，而一些腫瘤細胞也會利用CD47/Sirpα信號通路，高表達CD47以實現免疫逃逸。

圖1. CD47/Sirpα在抑制巨噬細胞的吞噬功能中起到重要作用[1] CD47/Sirpα的相互作用導致Sirpα胞內域的免疫受體酪氨酸相關的抑制性基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif，ITIM）中的兩個酪氨酸殘基磷酸化。磷酸化招募并激活蛋白酪氨酸磷酸酶SHP1和SHP2，傳導一系列信號使肌球蛋白II去磷酸化，抑制細胞骨架重排，而這個步驟是巨噬細胞吞噬靶細胞的必要步驟。在腫瘤細胞中，CD47/Sirpα活性的增強是通過提高CD47的表達量達到的。

與T細胞抑制性免疫檢查點PD-L1類似，CD47屬于巨噬細胞抑制性免疫檢查點。近年來，許多研究者報道使用抗CD47/Sirpα抗體來阻斷CD47/Sirpα信號通路可以顯著地抑制腫瘤的生長和轉移[2]，因此這條信號通路成為繼PD-1/PD-L1、CTLA-4后的另一熱門腫瘤免疫治療靶點（圖2）。但同時，靶向CD47的免疫檢查點抑制劑研發也是頗具挑戰性的：例如，由于血細胞也表達CD47，因此在藥物設計和臨床劑量上要著重考慮血液毒性這一因素。

圖2. 抗CD47/SIRPɑ抗體的作用示意圖[2] 巨噬細胞上的SIRPɑ與腫瘤細胞表面的CD47結合，抑制巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬作用。（B）加入抗CD47/SIRPɑ抗體后，抗體阻斷了巨噬細胞上的SIRPɑ與腫瘤細胞表面的CD47的結合，巨噬細胞對腫瘤細胞進行吞噬。

此外，物種間CD47具有不相容性，也就是說一般來說，普通小鼠的Sirpα不能識別人源CD47（hCD47），這導致人源細胞容易被小鼠巨噬細胞吞噬。因此進行人源腫瘤細胞系異種移植（cell-derived xenograft，CDX）、人源腫瘤組織異種移植（patient-derived，PDX）時，異種移植效果差；使用人外周血單個核細胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）和人造血干細胞（hematopoietic stem cell，HSC）進行人免疫系統重建時，人源化效果也不好。但是，特別地，NOD背景小鼠的Sirpα帶有突變（SirpαNOD），可以與hCD47結合，并且它們間的親和力甚至比hSirpα與hCD47間的親和力強10倍[3]。因此，SirpαNOD可以有效抑制小鼠巨噬細胞對人源細胞的吞噬作用，擁有SirpαNOD的免疫缺陷小鼠對CDX和PDX高度兼容（例如賽業生物的C-NKG重度免疫缺陷小鼠、BRGSF重度免疫缺陷小鼠）。

綜上，盡管面臨著挑戰，CD47仍然是一個被看好的免疫治療靶點。這從2020年3月，制藥巨頭Gilead公司重金（約49億美元）收購主打CD47抗體開發的Forty Seven公司就可見一斑。未來，抗CD47抗體有望成為繼PD-1、PD-L1、CTLA-4后的第四類獲批上市免疫檢查點抑制劑嗎？我們拭目以待。

賽業生物重度免疫缺陷小鼠助力腫瘤研究

01 BRGSF小鼠表型信息和應用

1. BRGSF小鼠是技術成熟、免疫缺陷程度最大的一種免疫缺陷小鼠，相比于目前常見的N*G小鼠，BRGSF小鼠的免疫細胞中不僅淋系細胞完全缺失，其髓系細胞（如巨噬細胞）功能也嚴重缺失，因此其用于腫瘤CDX、PDX模型建立的效果更為優秀，適合抗腫瘤藥物的藥理和藥效學研究。

2. 在基因治療領域，BRGSF小鼠同樣具有其獨特的優勢，例如CAR-T治療領域，由于BRGSF小鼠為BALB/c背景，其體內存在補體依賴性細胞毒性（CDC）機制，因此我們可研發或尋找利用CDC機制來消除治療結束后殘留的CAR-T細胞的藥物，從而降低CAR-T治療的毒副作用。

02 C-NKG小鼠表型信息和應用

1. C-NKG小鼠是賽業生物通過CRISPR/Cas9 技術在NOD/Shi-Scid背景品系上敲除Il2rg基因自主研發的一種重度免疫缺陷小鼠。

2. 缺乏成熟的T、B、NK免疫細胞，補體活性降低，巨噬細胞對人源細胞吞噬作用弱，可高效地移植人造血干細胞（HSC）、外周血單個核細胞（PBMC）、人源腫瘤細胞系異種移植（CDX）、人源腫瘤組織異種移植（PDX）。

3. 是目前公認的免疫缺陷程度高，用于腫瘤、免疫、自身免疫性疾病、免疫治療疫苗、GvHD/移植、安全性評估等研究的優秀模型。

References:

[1] Rodrigo C., et al. CD47-SIRPα Axis as a Biomarker and Therapeutic Target in Cancer: Current Perspectives and Future Challenges in Nonsmall Cell Lung Cancer. Jornal of Immunology Research, 2020.

[2] Lu, Quansheng , et al. Potential New Cancer Immunotherapy: Anti-CD47-SIRPαAntibodies. OncoTargets and Therapy, 13:9323-9331(2020).

[3] Lai, Shan, Kwong, et al. Signal-regulatory proteinαfrom the NOD mouse binds human CD47 with an exceptionally high affinity - implications for engraftment of human cells. Immunology, 2014.