了解胞葬作用，發掘藥物開發靶點

胞葬作用 (Efferocytosis)，即吞噬細胞對凋亡細胞的吞噬，相信大家都有了解過，今天通過了解胞葬作用中嗅覺階段、吞噬階段、消化階段。各階段的關鍵信號分子和相關信號通路可作為治療胞葬異常性疾病的藥物開發靶點，今天讓我們通過一篇發表于Nat Rev Drug Discov（IF：112.228）題為“Drugging the efferocytosis process: concepts and opportunities”的綜述文章，一探究竟。

人體每天大約有200-3000億個細胞主要通過半胱天冬酶依賴性細胞凋亡的死亡過程被更新，對于機體各種組織中的組織穩態、胚胎發育、傷口愈合和炎癥消退至關重要。細胞死亡與凋亡細胞的高效吞噬作用高度結合，導致凋亡細胞很難被觀察到。而凋亡細胞清除失敗或缺陷可能會導致多種病理狀況，這也為靶向胞葬作用過程的各個步驟發揮抗炎作用提供可能。

胞葬作用有兩個好處：

一是快速去除凋亡細胞可防止它們繼發壞死，在那里它們可能會釋放誘發炎癥的潛在毒性細胞內物質；

二是吞噬細胞通過增加抗炎介質的分泌和上調促修復轉錄程序，轉變為更“促分辨率”的表型，使得體內數十億死亡細胞以一種避免炎癥和非免疫原性的方式被清除。

胞葬作用步驟及治療前景

胞葬受多因素影響，多個步驟參與其中，包括“嗅覺階段”，在此期間吞噬細胞“感知”凋亡細胞的存在并定位它們。其次是“進食階段”，此時凋亡細胞上的配體與吞噬細胞上的吞噬細胞受體結合，特異性識別和攝取垂死的細胞。第三是“消化階段”，處理攝入死亡細胞及其內容物。

嗅覺階段

“find me”信號：

凋亡細胞：核苷酸（ATP、UTP）、LPC、S1P、CX3CL1

吞噬細胞：G2A、CX3CR1、LRP1、SRB1、P2Y2

凋亡細胞釋放可溶性介質，包括多個“識我”信號，具有雙重作用，一方面作為吞噬細胞向凋亡細胞遷移的吸引信號；另一方面通過調節吞噬細胞骨架，增強吞噬受體的表達，為吞噬做準備（圖1）。

少量凋亡細胞內核苷酸（<1%）的調節釋放可以作為單核細胞/巨噬細胞向凋亡細胞遷移的有效誘導劑，并促進組織附近的抗炎基質。最近研究表明，pannexin 通道介導T細胞釋放ATP和AMP，隨后轉化為腺苷，可以抑制氣道炎癥。凋亡細胞在凋亡早期主動釋放>100種代謝物，這些代謝物作為準備信號反過來誘導吞噬細胞和鄰近細胞的轉錄變化，被鑒定為誘導與炎癥消退和組織修復相關的基因表達。

治療前景：代謝物中的一小部分可以被用作“藥物”來誘導促修復和抗炎基因轉錄程序。通過pannexin通道促進AMP、其他核苷酸或代謝物的調節釋放是一種潛在的藥物靶向策略，如“體外光分離療法”（ECP）用于抑制系統性紅斑狼瘡（SLE）和關節炎的炎癥以及移植排斥反應；暴露于供體凋亡細胞的移植小鼠的排異反應大大降低。

進食階段

“eat me”信號：

凋亡細胞：PtdSer（PS）、氧化磷脂、內質網駐留鈣蛋白

吞噬細胞受體：TAM（Axl、Tyro3、MerTK）、TIM、TG2

“don't eat me”信號：

凋亡細胞：CD47、CD31

吞噬細胞受體：SIRPα

橋接分子：MFGE8、GAS6、ProS、血清補體C1q、Thbs1、AnxⅠ

凋亡細胞表面“吃我”信號被吞噬細胞特異性受體識別，觸發一系列復雜的細胞骨架重排，從而促進細胞吞噬“廢物”，如吞噬細胞直接或間接識別凋亡細胞的磷脂酰絲氨酸（PS）受體。細胞上暴露“不要吃我”信號有助于避免細胞吞噬，現已經發現多種“不要吃我”分子，包括CD47和CD24（圖2）。

治療前景：多樣性PS受體參與多種病理過程，使其成為有吸引力的治療靶點。PS受體信號傳導的小分子抑制劑作為癌癥治療藥物正處于臨床試驗的后期階段。CD47與巨噬細胞上的SIRPα結合，通過募集SHP1/2抑制非肌肉肌球蛋白IIA來抑制吞噬作用，可依此作為抗癌免疫新療法的探索。單克隆抗體阻斷CD24–Siglec10（腫瘤相關巨噬細胞上的唾液酸結合免疫球蛋白樣lection 10）相互作用可以增加對腫瘤細胞的吞噬。

消化階段

在細胞吞噬期間，細胞內區室之間和細胞外空間的代謝物轉移可以改善抗炎基因表達和細胞吞噬的維持。吞噬細胞合成和分泌特殊的促溶解介質（SPM）是調節細胞吞噬作用抗炎功能的另一途徑。吞噬細胞需要管理其體積和表面積來“包容”攝入“貨物”的多少，且攝入的“貨物”含有膜、膽固醇、蛋白質、核酸等，這些高代謝負擔需要被代謝、被排泄或重新進入吞噬細胞的代謝通量循環。最近的研究還表明，吞噬細胞內的線粒體動力學可能在調節其體內平衡和連續性中發揮重要作用（圖3、4）。

治療前景：人類慢性肉芽腫病患者單核細胞的PPARγ已被證明可以促進胞吐作用（通過增加PS受體表達）并誘導抗炎基因表達；吞噬細胞的連續吞噬作用受阻時，增強SLC家族成員或溶酶體精氨酸轉運蛋白Pqlc2活性，可以在體外和體內驅動持續的吞噬作用。利用細胞凋亡“貨物”的攝入觸發代謝重編程，幫助吞噬細胞抑制炎癥信號的特點，將免疫行為與代謝通量聯系起來的復雜蛋白質相互作用網絡已成為高度優先的藥物靶點。

胞葬作用涉及高度組織特異性PS受體和凋亡細胞負荷，是細胞更新普遍存在的現象。靶向胞葬藥物已逐漸走進醫學研究者視野，在炎癥、動脈粥樣硬化、糖尿病以及衰老中具有極大的治療潛力。然而明確靶向疾病相關組織細胞受體以及冗雜的轉運蛋白體系是一個極大挑戰，如癌癥中胞葬的“正?！弊饔谩⒔Y核分枝桿菌感染后胞葬的細菌傳播等均限制了靶向治療的進展。這需要多學科組合研究胞葬作用的動態過程，提高靶向胞葬作用藥物聯合治療相關疾病的可能性。

參考文獻：Mehrotra P, Ravichandran KS. Drugging the efferocytosis process: concepts and opportunities. Nat Rev Drug Discov. 21(8), 601-620 (2022).