王 慧,馮保亮,吳 丹,向光明,王 楠,牟玉蓮,李 奎,3,劉志國*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100193;2.天津市寧河原種豬場有限責任公司,天津 301504;3.中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)基因組研究所,深圳 518120)

1 CD163基因的基本信息

1.1 清道夫受體超家族

富含半胱氨酸的清道夫受體超家族(scavenger receptor cysteine-rich superfamily)是一類結(jié)構(gòu)相關(guān)的蛋白質(zhì)超家族,包括多種跨膜蛋白,并且都具有富含半胱氨酸的清道夫受體(scavenger receptor cysteine-rich,SRCR)結(jié)構(gòu)域[1]。清道夫受體超家族根據(jù)序列和結(jié)構(gòu)相似性,可分為10多個類型[2],CD163蛋白屬于SRCR家族B型成員[3],包含9個SRCR結(jié)構(gòu)域,每個結(jié)構(gòu)域含有8個半胱氨酸殘基,僅在單核細胞和巨噬細胞中表達。它參與機體免疫生理過程,已被證實是豬繁殖與呼吸綜合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)的必需受體,在動物抗病育種中有重要的應(yīng)用價值。

1.2 CD163基因結(jié)構(gòu)

CD163蛋白的全稱為分化抗原163(cluster of differentiation 163,CD163)。因其分子量大小為130 ku因此也稱為M130或MM130蛋白。豬的CD163基因位于5號染色體上,目前在GenBank數(shù)據(jù)庫中共有5個轉(zhuǎn)錄本,分別為NM_213976.1;XM_021091121.1;XM_021091120.1;XM_021091123.1;XM_021091122.1。其中,轉(zhuǎn)錄本NM_213976.1的編碼區(qū)(coding domain sequence,CDS)全長3 333 bp,含有17個外顯子和16個內(nèi)含子(圖1a),編碼1 110個氨基酸(圖1b)。起始密碼子位于外顯子1上,信號肽由外顯子1和外顯子2編碼。9個SRCR結(jié)構(gòu)域分別由外顯子3、外顯子4、外顯子5、外顯子6、外顯子7、外顯子8、外顯子10、外顯子11和外顯子12編碼。外顯子9和外顯子13編碼兩個富含脯氨酸-絲氨酸-蘇氨酸(proline-serine-threonine,PST)的連接基序,外顯子14、外顯子15和外顯子16編碼胞內(nèi)區(qū)部分,終止密碼子位于外顯子16上(圖1)。

1.3 CD163蛋白結(jié)構(gòu)

CD163是一種I型膜蛋白,由胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)3部分組成(圖1b)。具體包括:N端信號肽、連續(xù)的6個SRCR結(jié)構(gòu)域、PST連接基序、連續(xù)的3個SRCR結(jié)構(gòu)域、第二個PST連接基序、跨膜區(qū)、細胞質(zhì)尾區(qū)等部分[4]。CD163蛋白的每個SRCR結(jié)構(gòu)域都由100～110個氨基酸殘基組成,是由以α-螺旋為核心的5～6個β折疊構(gòu)成的(圖1c)。

CD163蛋白存在可變剪切,會生成含有不同長度的細胞質(zhì)尾區(qū)的CD163蛋白異構(gòu)體[5-6]。短尾形式的CD163蛋白細胞質(zhì)尾區(qū)有49個氨基酸,而長尾形式的細胞質(zhì)尾區(qū)分別有84和89個氨基酸[4]。除細胞質(zhì)尾區(qū)異構(gòu)體外,在人類細胞中還發(fā)現(xiàn)了SRCR5和SRCR6結(jié)構(gòu)域中間插入33個氨基酸的CD163蛋白異構(gòu)體[4]。位于細胞膜上的CD163蛋白可通過蛋白水解形成包含有9個SRCR的可溶性CD163蛋白(soluble CD163,sCD163),sCD163蛋白的生理功能尚不完全明確,但其在體液中的濃度與多種疾病顯著相關(guān)[7-8]。

2 CD163蛋白的功能

CD163蛋白幾乎僅在單核細胞以及由單核細胞分化的細胞中表達,例如巨噬細胞,其表達量隨單核細胞的活化或成熟而增加,而且與機體的免疫應(yīng)答緊密相關(guān)[9-10]。目前的研究顯示,CD163蛋白具有重要的生物學功能,一方面CD163蛋白可以作為受體介導(dǎo)病毒、細菌等多種病原體的感染;另一方面,CD163蛋白還可以影響紅細胞的成熟分化,清除機體游離的血紅蛋白(hemoglobin,Hb),影響鐵離子的循環(huán)[11];還與炎癥和免疫調(diào)節(jié)密切相關(guān),可以刺激免疫反應(yīng),也可以抑制免疫反應(yīng),并參與動脈粥樣硬化[8,12]、糖尿病[13]、癌癥等[14-15]疾病的發(fā)生發(fā)展;可溶性CD163分子還可以作為某些疾病的生物標記物[7],具有重要的生理功能。

2.1 CD163蛋白是介導(dǎo)PRRSV感染的必需受體

2.1.1 豬繁殖與呼吸綜合征簡介 豬繁殖與呼吸綜合征(porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS),俗稱藍耳病,是由PRRSV引發(fā)的高致病性和高致死性的豬烈性傳染性疫病,給全球養(yǎng)豬業(yè)帶來重大經(jīng)濟損失。受PRRSV感染的豬可能出現(xiàn)食欲不振、發(fā)燒、嗜睡和呼吸困難等癥狀[16],但主要導(dǎo)致母豬的流產(chǎn)和死胎,仔豬的呼吸道疾病和哺乳仔豬的大量死亡。在自然宿主中,PRRSV僅能感染單核細胞/巨噬細胞譜系的細胞,如豬肺泡巨噬細胞(pulmonary alveolar macrophages,PAMs)[17]。

2.1.2 CD163在PRRSV感染中的作用 PRRSV對宿主的選擇性取決于宿主細胞的表面受體。目前已經(jīng)有多個受體被證明參與PRRSV感染(表1)。這些受體包括CD163[16,18-21]、CD169[22-24]、硫酸乙酰肝素(heparan sulfate,HS)[25]、波形蛋白(vimentin)[26]、非肌肉肌球蛋白重鏈9(myosin heavy chain 9,MYH9)[27-28]、CD209[29]和Siglec-10[30]等。目前已通過基因編輯動物以及活體攻毒試驗證明CD163蛋白是PRRSV感染的必需受體[16,18-21,31-35]。

早期在多個物種的體外細胞試驗中發(fā)現(xiàn)CD163蛋白是PRRSV感染的重要受體。多種不感染PRRSV的細胞系,如BHK-21(倉鼠腎細胞系)[39]、PK-15(豬腎細胞系)[40]等,過表達CD163后即可感染PRRSV。Li等[41]在小鼠肺泡巨噬細胞衍生細胞和鼠腹膜巨噬細胞樣細胞中過表達豬CD163蛋白后,可支持PRRSV感染和復(fù)制,而且被PRRSV感染后,小鼠肺泡巨噬細胞衍生細胞的抗炎細胞因子和促炎細胞因子表達模式與PAM細胞相似。Wang等[42]的研究發(fā)現(xiàn)CD163表達水平對PRRSV傳染性至關(guān)重要,增加CD163的豐度會增強細胞對PRRSV的易感性,高效的PRRSV感染需要高水平的組成型CD163表達。Xu等[43]擴增了來自豬PAM細胞的CD163基因的編碼區(qū)域,并使用慢病毒表達系統(tǒng)將其整合到永生化單克隆PAM細胞系(monoclonal PAM,mPAM)中,發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定表達CD163蛋白的mPAM細胞系能夠被高致病性PRRSV毒株JXA1或經(jīng)典PRRSV毒株SD1感染,并產(chǎn)生高滴度的PRRSV。這些研究初步建立了CD163蛋白與PRRSV感染的正相關(guān)性,使得CD163成為了最受關(guān)注的PRRSV受體之一。

另一方面,大量研究也發(fā)現(xiàn)干擾或者敲除CD163,或者阻斷CD163蛋白與PRRSV的結(jié)合則可以使原本能夠感染PRRSV的細胞對PRRSV產(chǎn)生抗性。如Li等[44]研究表明ssc-miR-124a通過抑制CD163的表達來實現(xiàn)其抗病毒作用,過表達ssc-miR-124a可顯著抑制PRRSV在PAM中的復(fù)制。Yu等[45]使用CRISPR/Cas9基因編輯工具,在MARC-145細胞中精準刪除CD163蛋白的SRCR5結(jié)構(gòu)域后,可使MARC-145細胞完全抵抗PRRSV的感染。Xia等[46]和Chen等[47]分別使用腺病毒載體過表達可溶性的CD169和CD163蛋白,發(fā)現(xiàn)可以在細胞和個體水平抵抗PRRSV感染。此外,Xu等[48]在體外細胞試驗中發(fā)現(xiàn),使用CD163單克隆抗體可以有效阻斷PRRSV對PAM和MARC-145細胞的感染。這些結(jié)果進一步證實了CD163是PRRSV的核心受體的假說[49],但是仍然不清楚CD163蛋白是否是PRRSV感染的必需受體。

Whitworth等[21]利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)制備了CD163基因敲除豬,并進行了PRRSV攻毒試驗,發(fā)現(xiàn)缺失CD163蛋白的豬可以完全抵抗PRRSV感染。該研究首次在活體水平證明CD163蛋白是PRRSV的必需受體,為豬的抗PRRS育種奠定了基礎(chǔ)。在該研究中,對CD163基因敲除豬接種II型PRRSV NVSL 97-7895毒株后,敲除豬完全沒有出現(xiàn)呼吸困難、發(fā)燒等典型的PRRS臨床癥狀;肺部組織結(jié)構(gòu)完好,完全沒有水腫和炎癥反應(yīng);也沒有出現(xiàn)病毒血癥和抗體反應(yīng)[21]。后續(xù)試驗還證明CD163基因敲除的母豬能夠保護胎兒免受PRRSV的母體感染[20](表2)。我國研究人員Yang等[19]獲得了CD163基因敲除杜洛克豬,并使用高致病性PRRSV毒株(HP-PRRSV TP)對其進行攻毒,發(fā)現(xiàn)CD163基因敲除豬能夠完全抵抗高致病性PRRSV毒株的感染。Xu等[18]使用另一種高致病性PRRSV毒株(HP-PRRSV WUH3)對CD163-pAPN雙基因敲除豬進行攻毒,同樣發(fā)現(xiàn)CD163基因敲除豬能夠完全抵抗高致病性PRRSV毒株的感染。這些研究結(jié)果證實了豬CD163蛋白是PRRSV感染不可或缺的受體,不表達CD163蛋白的基因編輯豬可以完全抵抗I型、II型以及高致病性等多種PRRSV,進一步證明了CD163基因在豬抗病育種中的價值。

2.1.3 豬CD163基因的精準編輯 盡管已經(jīng)有多項研究表明CD163基因敲除豬可以完全抵抗PRRSV感染,但是由于CD163蛋白在機體某些代謝產(chǎn)物的清除以及免疫調(diào)控等方面具有重要的作用,完全敲除CD163基因可能會影響豬的某些生理功能,進而產(chǎn)生非預(yù)期效應(yīng)。較為理想的方式是對CD163蛋白進行精準修飾,使其不能介導(dǎo)PRRSV感染,同時又保持生理功能。要實現(xiàn)這一目標,首先要找到CD163蛋白與PRRSV互作的關(guān)鍵位點。

Van Gorp等[3]通過對CD163蛋白重要結(jié)構(gòu)域的依次替換,發(fā)現(xiàn)CD163的第5個SRCR結(jié)構(gòu)域在PRRSV感染過程中是必需的,而N端第1至4個SRCR結(jié)構(gòu)域以及胞內(nèi)尾區(qū)不是PRRSV感染所必需的?；赩an Gorp等[3]的發(fā)現(xiàn),Burkard等[16]通過CRISPR/Cas9技術(shù)精確刪除了CD163蛋白的SRCR5結(jié)構(gòu)域(圖2),并制備了缺失該結(jié)構(gòu)域的豬。他們的研究發(fā)現(xiàn),SRCR5結(jié)構(gòu)域缺失對豬的體重和血細胞數(shù)量無影響,對PAM細胞和外周血單核細胞(peripheral blood monocytes,PBMCs)的細胞特異性表面標志物無影響,并且PAM細胞仍然具有清除血紅蛋白-觸珠蛋白復(fù)合物(haemoglobin-haptoglobin,Hb-Hp)的生物活性,證明SRCR5缺失的CD163蛋白在PAM細胞中能夠正確表達、折疊并定位在細胞表面發(fā)揮其生物學功能。PRRSV攻毒試驗還表明,缺失SRCR5結(jié)構(gòu)域的PAM細胞能夠完全抵抗I型和II型PRRSV感染[16]。后續(xù)研究還發(fā)現(xiàn),SRCR5結(jié)構(gòu)域缺失也不影響血漿中sCD163蛋白濃度,并在活體水平證明,缺失SRCR5結(jié)構(gòu)域的基因編輯豬同樣能夠完全抵抗I型PRRSV感染[34]。Wang等[31]通過CRISPR/Cas9和體細胞核移植技術(shù)獲得了CD163蛋白SRCR5結(jié)構(gòu)域缺失的基因編輯豬,并使用高致病性PRRSV毒株(HP-PRRSV JXA1)對其進行攻毒試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn),CD163蛋白SRCR5結(jié)構(gòu)域缺失豬能夠抵抗高致病性PRRSV,僅在攻毒試驗后期表現(xiàn)出輕微的臨床癥狀,同時SRCR5結(jié)構(gòu)域的缺失不影響豬血漿中觸珠蛋白(haptoglobin,Hp)的濃度[31]。這些研究結(jié)果都證實了CD163蛋白的SRCR5區(qū)域是介導(dǎo)PRRSV感染宿主的關(guān)鍵結(jié)合區(qū)域。

a.CD163蛋白結(jié)構(gòu)示意圖;b.缺失SRCR5結(jié)構(gòu)域的CD163蛋白示意圖

Guo等[32]進一步縮小了對CD163基因的編輯范圍,只刪除了SRCR5結(jié)構(gòu)域中的41個氨基酸(481-521位氨基酸),并使用高致病性PRRSV毒株(HP-PRRSV JXA1和MY毒株)進行攻毒,發(fā)現(xiàn)基因編輯豬無高燒等PRRS相關(guān)臨床癥狀,無病毒血癥和抗體反應(yīng),能夠完全抵抗高致病性PRRSV毒株的感染。Xu等[53]構(gòu)建了CD163基因SRCR5結(jié)構(gòu)域缺失40個氨基酸(523-562位氨基酸)的永生化PAM細胞系,發(fā)現(xiàn)其能完全抵抗II型高致病性PRRSV毒株的感染(WUH3毒株)。Guo等[32]和Xu等[53]的研究為確定CD163蛋白介導(dǎo)PRRSV感染的必需區(qū)域提供了參考,表明對CD163蛋白進行精準修飾也可以實現(xiàn)對PRRSV的完全抵抗。Ma等[55]基于對猴CD163 SRCR5、人CD163L1 SRCR8以及豬CD163 SRCR5的晶體結(jié)構(gòu)的比較和突變研究,推測豬CD163 SRCR5結(jié)構(gòu)域長環(huán)中第534位與561位的帶電氨基酸殘基在體外對Ⅱ型PRRSV毒株感染起關(guān)鍵作用,這一研究為CD163蛋白精準修飾提供了重要的候選靶點?；谠摪l(fā)現(xiàn),Xu等[53]創(chuàng)制了CD163蛋白第561位精氨酸精準替換為丙氨酸的CD163-R561A基因編輯豬,并分離該豬的PAM細胞進行PRRSV攻毒試驗,發(fā)現(xiàn)CD163蛋白R561A精準替換可以顯著抑制PRRSV的感染,但不能完全抵抗PRRSV。這一研究表明豬CD163蛋白第561位氨基酸對PRRSV感染有顯著影響,但并不是PRRSV感染的必要條件。同時,這一研究也是首次通過單個氨基酸的精準替換研究CD163蛋白與PRRSV互作的關(guān)鍵位點,為精準基因編輯抗病育種提供了重要的研究思路。

以上研究為定位CD163蛋白與PRRSV互作的關(guān)鍵位點提供了重要參考。但是,需要注意的是,SRCR5結(jié)構(gòu)域可能不是PRRSV感染宿主細胞的充分條件,例如Van Gorp等[3]發(fā)現(xiàn)非易感細胞僅表達CD163蛋白SRCR5結(jié)構(gòu)域不能介導(dǎo)PRRSV的感染,但表達SRCR5到SRCR9結(jié)構(gòu)域則能感染。說明SRCR5結(jié)構(gòu)域不足以使PRRSV感染,還需要其他結(jié)構(gòu)域的輔助。因此,還需要進一步深入解析CD163蛋白與PRRSV互作的關(guān)鍵位點。

除了將CD163蛋白與PRRSV互作的關(guān)鍵位點刪除外,還可以將豬CD163蛋白的SRCR5結(jié)構(gòu)域替換為同源片段,例如Wells等[35]利用人CD163L1蛋白的SRCR8結(jié)構(gòu)域替換豬CD163蛋白SRCR5結(jié)構(gòu)域,發(fā)現(xiàn)替換后可以抵抗I型PRRSV毒株感染,但是卻不抵抗II型PRRSV毒株的感染。Chen等[33]同樣獲得了人CD163L1蛋白的SRCR8結(jié)構(gòu)域替換豬CD163蛋白SRCR5結(jié)構(gòu)域的基因編輯豬,體內(nèi)和體外攻毒試驗表明,雖然同源替換后的CD163突變體不能完全抵抗HP-PRRSV毒株,但是可以通過抑制病毒脫殼和基因組釋放來強烈抑制HP-PRRSV的復(fù)制。

2.2 CD163蛋白與ASFV

除了介導(dǎo)PRRSV的感染外,有研究發(fā)現(xiàn)CD163蛋白可能也參與非洲豬瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)的吸附和內(nèi)化。ASFV是一種豬的烈性傳染性疾病,可感染各日齡階段的豬,發(fā)病率和致死率可高達100%,給世界各國生豬養(yǎng)殖業(yè)造成了重大的經(jīng)濟損失[56],尚無有效的治療藥物或疫苗。與PRRSV類似,ASFV也主要感染豬的單核細胞/巨噬細胞及其衍生細胞,并且成熟后期的細胞優(yōu)先被感染。這種對細胞的選擇性說明ASFV的感染可能需要特異性的受體。Gao等[57]發(fā)現(xiàn)ASFV感染過表達CD163和Siglec-1的PK15和3D4-21細胞系以及穩(wěn)定表達CD163和Siglec-1的PK15S1-CD163細胞系,但單獨過表達CD163或者Siglec-1的PK15和3D4-21細胞系則不具有感染性,表明CD163和Siglec-1是ASFV感染宿主細胞的關(guān)鍵受體,在ASFV感染過程中起協(xié)同作用。還有研究發(fā)現(xiàn)表達CD163蛋白的單核細胞比不表達CD163的單核細胞更容易感染AFSV,使用CD163特異性抗體可以抑制ASFV感染,這些都表明CD163可能參與了ASFV感染[58]。但是CD163蛋白并不是ASFV的必需受體,例如在不感染ASFV的細胞中過表達CD163質(zhì)粒后,該細胞仍然不能感染ASFV[59]。因此可以推測,其他巨噬細胞相關(guān)受體也可能參與ASFV感染過程[60]。

2.3 CD163作為血紅蛋白-觸珠蛋白復(fù)合物受體清除游離的血紅蛋白

細胞外游離的Hb是一種潛在的毒性物質(zhì),因為其中的血紅素基團發(fā)生化學反應(yīng)后會釋放大量的自由基,進而可能對多種組織,特別是對腎造成嚴重的氧化損傷[4]。另外,游離的Hb還會與體內(nèi)的一氧化氮(NO)發(fā)生反應(yīng),降低NO的生物利用度,阻礙體內(nèi)NO的穩(wěn)態(tài)[4]。為了避免這種損傷,哺乳動物進化出了游離Hb的高容量清除系統(tǒng)。其中一種就是由CD163和Hp介導(dǎo)的。

當發(fā)生生理性或病理性溶血時,從紅細胞中釋放的游離Hb會立即被Hp捕獲以形成具有很高親和力的Hb-Hp復(fù)合物[61]。Hp的結(jié)合對Hb毒性具有抑制作用,并防止Hb的過氧化修飾[62]。單核細胞或者巨噬細胞表面的CD163蛋白的SRCR3結(jié)構(gòu)域在相應(yīng)Ca2+和pH條件的調(diào)控下,特異性的結(jié)合Hb-Hp復(fù)合物,然后將其內(nèi)吞到巨噬細胞中[63],之后CD163迅速脫離復(fù)合體,重新轉(zhuǎn)移到巨噬細胞表面,而Hb-Hp復(fù)合物則在溶酶體中被水解。釋放的血紅素通過胞質(zhì)溶膠中的血紅素加氧酶1(heme oxygenase-1,HO-1)轉(zhuǎn)化為毒性較低的化合物[64]。這種Hp-CD163依賴性的Hb清除機制被認為主要在肝和脾巨噬細胞中起作用,可以有效地防止血紅素介導(dǎo)的血管系統(tǒng)以及腎損傷[65-66]。同時,CD163與Hb-Hp復(fù)合物的結(jié)合還會激活抗炎癥因子的釋放,如白介素-10(interleukin-10,IL-10),Fe2+,一氧化碳(CO)和膽紅素[4,67]。

此外,CD163蛋白與Hb也有較低的親和力,在不存在Hp的情況下,CD163蛋白也可以與Hb結(jié)合并將其內(nèi)化。Schaer等[68]的研究表明,在游離Hb的濃度較低時,Hp與Hb形成高親和力的Hb-Hp復(fù)合物,可極大地促進CD163對游離Hb的清理。但是在游離Hb濃度較高(≥100 μg·mL-1),超過Hp的結(jié)合能力時,Hb-Hp復(fù)合物反而會與游離的Hb競爭結(jié)合CD163蛋白。

2.4 CD163作為成紅細胞黏附受體促進紅細胞生長

除了能夠清理游離的Hb外,CD163還對紅細胞的生長發(fā)育具有重要作用[11]。骨髓、脾以及胎兒肝中的紅細胞島是紅細胞生成的功能單位[11],這是一個多細胞結(jié)構(gòu),由處于不同分化階段的紅細胞及其包圍在中央的巨噬細胞組成。CD163蛋白的SRCR2結(jié)構(gòu)域中的13個氨基酸基序能夠直接與成紅細胞結(jié)合,因此CD163蛋白可以作為紅細胞島中的成紅細胞黏附受體發(fā)揮作用,介導(dǎo)紅細胞和巨噬細胞之間的接觸,不僅將鐵運輸?shù)匠杉t細胞以合成血紅蛋白,而且還分泌許多細胞因子從而支持成紅細胞的生存和分化[69]。因此,巨噬細胞上的CD163可能具有雙重功能,即同時介導(dǎo)Hb的清除和促進紅細胞的生成,形成了鐵元素的循環(huán)代謝機制。

2.5 CD163蛋白的其他功能

CD163也是一種腫瘤壞死因子樣凋亡微弱誘導(dǎo)劑(tumor necrosis factor like weak inducer of apoptosis,TWEAK)的受體蛋白[70]。TWEAK是一種通過非死亡結(jié)構(gòu)域依賴機制誘導(dǎo)細胞凋亡的信號分子,參與細胞凋亡、細胞增殖等多種生理過程,它還介導(dǎo)血管生成和炎癥[71]。CD163以可溶性結(jié)合的形式作用于TWEAK,是TWEAK的受體之一[71]。

CD163特異性地在單核細胞和巨噬細胞中高表達,而巨噬細胞及其祖細胞單核細胞是免疫系統(tǒng)中的關(guān)鍵角色。它們維持體內(nèi)平衡,在各種病理狀態(tài)如感染、炎癥、動脈粥樣硬化和癌癥中發(fā)揮重要作用。成熟的巨噬細胞是識別和清除潛在病原體的第一道防線,它們能夠吞噬、降解自身和外來物質(zhì)、建立細胞間相互作用和產(chǎn)生炎癥介質(zhì)?？寡捉橘|(zhì)糖皮質(zhì)激素、IL-10和白介素-6(interleukin-6,IL-6)等能夠強烈誘導(dǎo)CD163蛋白的表達,形成獨特的“替代激活的巨噬細胞”細胞群,它們與傷口愈合、血管生成和保護宿主免受壓倒性的炎癥反應(yīng)有關(guān)[72],因此CD163的上調(diào)表達是炎癥中巨噬細胞向替代激活表型轉(zhuǎn)變的標志之一。此外,CD163還同時與抗炎、促炎細胞因子的產(chǎn)生有關(guān)。例如CD163與Hb-Hp復(fù)合物的結(jié)合會激活CO和膽紅素的釋放[4,67],這兩者都具有很強的抗氧化和抗炎作用[73]。而CD163與CD163特異性單克隆抗體的交聯(lián)能夠誘導(dǎo)NO,白細胞介素-1β(IL-1β),IL-6和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的分泌[74]。IL-1β和TNF-α是促炎細胞因子,而NO和IL-6同時發(fā)揮促炎和抗炎作用。CD163還顯示出與HMGB1-Hp復(fù)合物相互作用并以HO-1依賴性方式調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)[75]。因此,CD163在免疫調(diào)節(jié)方面同時發(fā)揮著抗炎和促炎兩種作用,能夠刺激和抑制免疫反應(yīng)。另外,在臨床上,血液或體液中的sCD163常作為某些疾病的生物標記物[7,76]。

3 小結(jié)與展望

綜上所述,CD163有著廣泛的功能,參與了不同生命現(xiàn)象的發(fā)生,有著重要的生理作用。目前已有大量證據(jù)表明CD163是PRRSV的必需受體,并在病毒脫衣殼以及病毒基因組釋放過程中發(fā)揮作用[33]。CD163基因敲除豬可以完全抵抗PRRSV的感染[19,21],本團隊前期研究表明CD163和pAPN雙基因敲除豬能夠抵抗3種病毒,而且具有正常的生產(chǎn)性能[18]。對CD163基因進行精準編輯可以在完全抵抗PRRSV的感染的同時,不影響CD163基因的正常生理功能[31-32,34]。這些發(fā)現(xiàn)為解決豬繁殖與呼吸綜合征的危害提供了一種新思路。國際著名豬育種公司Genus已經(jīng)開展了基因編輯抗豬繁殖與呼吸綜合征新品種的培育工作[77]。

然而,對于CD163的研究還遠遠沒有結(jié)束,仍有很多關(guān)于CD163的未知信息需要探討。例如CD163蛋白在清除Hb-Hp復(fù)合物的同時會激活信號級聯(lián)反應(yīng),產(chǎn)生抗炎分子,因此可以推測,在CD163敲除的情況下,出血性疾病的發(fā)生應(yīng)當會增強炎癥反應(yīng)。但是當CD163敲除豬感染ASFV并且出現(xiàn)出血性癥狀后,CD163敲除豬和野生型豬之間的臨床結(jié)果和組織病理學卻并沒有顯著差異[60]。因此,CD163在炎癥和免疫反應(yīng)中的具體作用還需要進一步深入研究。