CD248在纖維化疾病中的研究進展

錢詩蕾，劉婉婷，袁小澎

(南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院檢驗醫(yī)學科，廣州 510282)

根據2017年全球疾病負擔研究數(shù)據顯示，腎、肝、肺、心臟以及皮膚等的纖維化疾病在全球疾病負擔中排前20位[1]。在中國，病毒性肝炎引起的肝纖維化/肝硬化/肝癌死亡率在中國疾病負擔重排名第6位[2]。在中國糖尿病導致的腎臟疾病的患病率在逐年增加。2016年的研究報告顯示，2010—2015年，糖尿病腎病較腎小球腎炎腎病的比例逐年增加。中國成年人糖尿病患病人數(shù)達1.14億，其中約21.3%的患者合并慢性腎衰竭/慢性腎纖維化[3-4]。并且在特發(fā)性肺纖維化和血管粥樣硬化中間質纖維化在疾病的病理進程中產生的重要影響?？梢?，纖維化進程在疾病中具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，機體在慢性炎癥的刺激下基質細胞增生，CD248在健康的組織中低表達，在慢性纖維性疾病患者基質細胞中內皮唾液酸蛋白表達明顯上調[5]，并且與慢性纖維性疾病的進程呈正相關[6]?，F(xiàn)對CD248在纖維化疾病中的研究進展進行綜述。

1 CD248的分子特性

CD248是一種包含不同功能結構域的跨膜糖蛋白，屬于Ⅰ型跨膜糖蛋白，1992年首次證實在腫瘤內皮細胞上表達[7]，參與腫瘤的生長與轉移[8]。人類CD248基因共包含了2 274個堿基序列，位于人體第11號染色體。CD248包含1個信號前導肽，5個球狀胞外結構域(1個C型凝集素結構域、1個mucin結構域以及3個表皮生長因子樣結構域)，黏蛋白樣區(qū)域，跨膜段以及較短的胞質尾區(qū)。由于CD248核心蛋白攜帶有豐富的唾液酸、O-連接寡糖，并對O-唾液酸蛋白酶內肽酶具有敏感性，故一般認為CD248屬于唾液酸粘蛋白樣分子。由于CD248與人類血栓調節(jié)蛋白受體以及C1qRp受體蛋白具有大量同源序列，在結構上具有相似性，研究者認為CD248蛋白是具有重要生理功能的受體蛋白[9-11]。根據CD248蛋白的結構推斷，CD248蛋白胞質尾的PDZ結構域參與細胞間的相互作用，具有將胞外信號傳遞到胞內的功能。

2 CD248與纖維化疾病

纖維化是一種慢性損傷刺激下的“過度傷口愈合”模式，是影響各種慢性疾病預后的重要因素之一。在持續(xù)的慢性損傷過程中，各種因子的誘導下，成纖維細胞及周細胞等被活化成為肌成纖維細胞。肌成纖維細胞/肝星狀細胞等效應細胞產生過多的細胞外基質，導致纖維化的發(fā)生。肌成纖維細胞是纖維化發(fā)生的主要原因。CD248是慢性纖維化過程中的關鍵分子，在調節(jié)肌成纖維細胞增殖中發(fā)揮重要作用，與纖維化的發(fā)生和發(fā)展密切相關。

2.1肌成纖維細胞在纖維化中的表達 在組織纖維化中，肌成纖維細胞的增殖直接導致組織纖維化的發(fā)生，所以了解肌成纖維細胞的起源以及分化方式，對纖維化疾病產生的機制具有重要意義。Lin等[12]通過轉基因小鼠的研究證明，激活腎臟周細胞和成纖維細胞能夠顯著促進肌成纖維細胞的產生。在慢性腎損傷過程中，腎小管上皮細胞的損傷會引起上皮細胞特殊形態(tài)的消失，導致細胞周期停滯，并且分泌促纖維相關介質[13]，這些促纖維相關介質作用在以周細胞為主的間質細胞上，導致周細胞從血管分離，而周細胞與血管內皮細胞的信號交流是血管生成以及成熟的必然條件[14]，周細胞從血管分離導致血管稀疏缺氧、血管生成、成熟功能減退。關于創(chuàng)傷愈合的研究表明，血管退化后，凋亡的血管內皮細胞可能影響纖維化，周細胞可能通過凋亡內皮細胞的旁分泌信號發(fā)展為肌成纖維細胞，進一步促進纖維化的發(fā)展[15]。另一方面，周細胞增殖并且分化為肌成纖維細胞，肌成纖維細胞在腎臟的數(shù)量急劇上升，所分泌的細胞外基質在基質中沉積，最終形成腎纖維化。周細胞和成纖維細胞的活化是肌成纖維細胞的主要來源，在慢性腎纖維化中發(fā)揮重要作用。

2.2CD248在腎纖維化中的表達 CD248在慢性纖維性腎臟組織周細胞和基質成纖維細胞中表達明顯上調[5]，促進肌成纖維細胞的增殖，并且與慢性腎臟疾病的進程呈正相關，而在健康腎臟中低表達[14]。建立小鼠單側輸尿管梗阻模型發(fā)現(xiàn)，周細胞和肌成纖維細胞中CD248的表達逐漸增多。比較單側輸尿管梗阻腎纖維化模型與CD248-/-模型發(fā)現(xiàn)，CD248-/-模型的腎臟中纖維化以及腎臟微血管病變明顯受到抑制。隨后建立CD248-/-小鼠單側輸尿管梗阻模型，未發(fā)現(xiàn)腎纖維化形成、微血管稀疏。在該模型建立14 d后，大量NG2+(一種重要的硫酸軟骨素蛋白多糖,具有完整的跨膜結構,可與胞外多種配體結合,并介導胞內信號轉導)周細胞與內皮細胞緊密接觸，在間質中α平滑肌肌動蛋白陽性肌成纖維細胞顯著減少，CD248的缺失能夠防止腎纖維化的形成。表明CD248在防止腎纖維化形成中具有重要作用，在臨床腎纖維化預后評估中具有潛力。

2.3CD248在肝纖維化中的表達 肝纖維化是指肝內結締組織異常增生。肝臟損傷后，在肝臟修復愈合的過程中均存在肝纖維化，但若損傷因素長期存在，纖維化的過程則會持續(xù)存在，最終發(fā)展為肝硬化。進行性肝纖維化是慢性肝損傷主要的病理改變之一，與肝星狀細胞從靜止狀態(tài)活化成為增殖狀態(tài)，以及α平滑肌激動蛋白陽性的肌成纖維細胞產生的細胞外基質蛋白有關。肝臟的慢性損傷導致瘢痕組織替代肝臟實質，并且瘢痕組織逐漸增多，最后導致肝硬化。肝硬化中的基質細胞(肝星狀細胞為主)打破肝纖維化和肝組織再生之間的平衡。在人類和小鼠肝臟中，CD248僅在肝星狀細胞和成纖維細胞中表達，并且與肌間線蛋白、波性蛋白以及 α平滑肌蛋白等成纖維細胞標志物共表達[16]。肝臟慢性受損時CD248在肝星狀細胞上的表達明顯增加[17]，在CD248缺失小鼠模型中，誘導肝臟慢性損傷時，肝臟纖維化程度減少，正常肝細胞增殖明顯增多。CD248蛋白基因的缺失能抑制肝細胞對血小板源性生長因子(platelet-derived growth factor,PDGF)通路的敏感性，從而減少慢性肝臟損傷時由PDGF通路介導的肝纖維化的生成，CD248的缺失可導致肝星狀細胞的PDGF信號受到抑制，從而降低肝纖維化的發(fā)生。證明，CD248在介導慢性損傷性肝纖維化中發(fā)揮重要作用，可作為治療慢性肝損傷性肝纖維化疾病的潛在靶點。

2.4CD248在特發(fā)性肺纖維化中的表達 特發(fā)性肺纖維化是最常見的間質性肺部疾病，至今病因不明，且治療方案有限。特發(fā)性肺纖維化主要以彌漫性肺泡炎和肺泡結構紊亂導致的肺間質纖維化為特征。特發(fā)性肺纖維化占所有肺間質疾病的65%左右。目前認為，肺泡上皮細胞損傷和異常修復是導致肺纖維化的主要機制。特發(fā)性肺纖維化的病理生理學較為復雜，包括纖維增生、上皮細胞凋亡、上皮-間充質轉化、新生血管形成以及肺泡內凝血障礙。在肺纖維組織中，效應細胞活化為肌成纖維細胞，并且大量增殖，這是間質性肺炎的常見特征。肌成纖維細胞分泌大量的膠原蛋白和其他細胞外基質成分，是特發(fā)性肺纖維化重要的病理機制。成纖維生長因子、轉化生長因子(tumor growth factor,TGF)-β1和PDGF在特發(fā)性肺纖維化中具有重要作用，能促進成纖維細胞-肌成纖維細胞的分化以及膠原蛋白的沉積。與腎纖維化和肝纖維化類似，在肺部疾病中，尤其在特發(fā)性肺纖維化中，CD248作為間質細胞的標志物，在特發(fā)性肺纖維化中表達升高，而抑制CD248的表達能明顯減少肺成纖維細胞的增殖[18]。CD248的表達可作為評價特發(fā)性肺纖維化嚴重性的指標。

2.5CD248在組織修復、炎癥以及纖維性病變中的相關研究 CD248在傷口愈合過程中也有重要的促進作用[19]，在創(chuàng)傷修復中，表達CD248+的脂肪組織能夠誘導更多的血管生成，從而促進傷口愈合。

血管平滑肌細胞在動脈粥樣硬化的發(fā)病機制中發(fā)揮著關鍵的作用，并且是全球死亡的主要原因。表達CD248+的血管平滑肌細胞參與了動脈粥樣硬化的病理過程，證實CD248在動脈粥樣硬化的病理進程中具有重要作用[20]，CD248可能參與了動脈粥樣硬化的發(fā)病機制,因此將CD248作為動脈粥樣硬化治療和檢測靶點具有重要的研究價值。

軟組織病理狀態(tài)(如肌腱病)是引起肌肉與骨骼疾病疼痛和功能喪失的常見原因。研究證明，在病變的肌腱組織中，CD248在成纖維細胞上表達增加，并且證實，持續(xù)的基質纖維細胞活化是慢性炎癥和復發(fā)性肌腱病的重要病理過程[21]。病變的肌腱基質細胞對肌腱的炎癥發(fā)展有重要的作用。與健康人體肌腱組織和細胞相比，基質成纖維細胞活化的標志物(如CD248、PDPN、CD106)在軟組織病理狀態(tài)中表達增加。炎癥誘發(fā)基質纖維細胞的活化，針對活化的基質纖維細胞可作為該疾病潛在的治療靶點。

3 CD248在纖維化疾病進程中的信號轉導機制

TGF-β1是纖維化發(fā)生發(fā)展重要的驅動因素，可直接誘導肌成纖維細胞的生成，TGF-β1的過度表達可以直接導致纖維化的發(fā)生。目前TGF-β1參與調節(jié)纖維化的精確機制和下游因素仍多處于未知階段。Smad3、Smad7、Sox9等均可作為TGF-β1的下游靶點影響纖維化進程[22-24]。在進行性腎損傷中，PDGF信號參與周細胞的活化、增殖以及誘導周細胞分化成為肌成纖維細胞[25]，用PDGF抗體處理受損腎臟后，TGF-β1的上調受到抑制，認為TGF-β1可能是激活PDGF抗體信號通路的重要細胞因子。PDGF受體信號通路在纖維化的發(fā)生發(fā)展中受到廣泛關注。研究結果證明，注射高劑量的PDGF后，間質成纖維細胞增殖并且PDGF能誘導更多的肌成纖維細胞的生成，促進纖維化的發(fā)生[26]。

CD248調節(jié)包括PDGF受體通路等跨膜轉運信號通路，但CD248調節(jié)纖維化的機制仍不清楚。PDGF參與正常腎臟的發(fā)育過程，在正常組織的間充質中表達，當組織受損時，可在上皮細胞和浸潤細胞上表達。這些細胞通過自分泌和旁分泌的方式影響PDGF受體相關的間充質細胞，如系膜細胞、成纖維細胞以及血管平滑肌細胞，在疾病進程中具有重要作用[27]。CD248通過調節(jié)PDGF受體通路調節(jié)人類周細胞的增殖[28]。在腎臟慢性損傷中，來自內皮細胞的PDGF信號作用到周細胞的PDGF受體上，這一過程被證明在血管穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用。研究者在CD248-/-小鼠單側輸尿管梗阻模型中觀察到，CD248的缺失能抑制腎臟微血管的稀疏和纖維化的形成，導致PDGF信號在周細胞上的表達缺失，以及周細胞從內皮細胞上的分離減少。CD248通過在周細胞上的表達調控PDGF受體信號，進而影響血管生成，而CD248是PDGF受體依賴性發(fā)芽式毛細血管生成過程中所必需的[6,27]。肝纖維化研究證實，CD248是介導慢性損傷性肝纖維化的主要分子，通過敲除CD248基因能夠抑制由PDGF通路介導的慢性肝細胞損傷導致的肝纖維化，CD248缺失的肝星狀細胞上的PDGF信號受到抑制[17]。進一步研究表明，CD248可通過調節(jié)PDGF通路中胞外調節(jié)蛋白激酶的磷酸化，胞外調節(jié)蛋白激酶的磷酸化能導致c-fos的轉錄，從而調節(jié)CD248介導的下游效應(如細胞增殖)[29]。

4 展 望

CD248對纖維化的進程具有重要的影響?；|肌成纖維細胞的增殖以及其分泌的膠原在基質中的沉積，導致纖維化的發(fā)生。其中基質CD248的表達與肌成纖維細胞的增殖具有相關性。PDGF信號通路與纖維化的發(fā)生密切相關，并且受CD248的調控?？梢?，CD248在纖維性疾病中具有重要的研究價值。CD248已經成為纖維化相關周細胞、基質成纖維細胞和激活血管平滑肌細胞的特征性標志物。進一步了解CD248的功能以及其在纖維化中的調控機制，能為其作為臨床上治療纖維化疾病的有效靶點提供科學依據。