CD47激活调控胰岛应激反应：糖尿病与胰岛移植中β细胞功能保护的新靶点

《Diabetologia》：Regulating islet stress responses through CD47 activation

胰岛功能受损是糖尿病和移植失败的关键因素。悉尼大学团队发现，应激条件下CD47/TSP1信号通路上调会加剧β细胞凋亡、内质网应激(UPR)和衰老，而通过基因敲除或抗体阻断抑制CD47可增强自噬(ATG5/7)、维持胰岛素分泌并提升细胞存活率(Bcl-2/xL)。该研究为改善糖尿病治疗和移植疗效提供了新策略，成果发表于《Diabetologia》。

　　

糖尿病正成为全球健康的重大威胁，超过4.5亿患者深受其害。这种疾病的本质在于胰岛β细胞的功能障碍和进行性丢失，导致胰岛素分泌不足和血糖调控失常。在1型糖尿病中，自身免疫攻击摧毁β细胞；而2型糖尿病则表现为β细胞在胰岛素抵抗压力下逐渐衰竭。胰岛移植虽能有效治疗伴有低血糖无感知的1型糖尿病，但移植后胰岛存活率低、功能减退严重制约其广泛应用。目前临床仍缺乏能有效保护β细胞功能的治疗手段，揭示调控β细胞存活和功能的关键机制迫在眉睫。

悉尼大学医学与健康学院肾脏损伤研究组的Atharva Kale、Mahmoud Azar等研究人员将目光投向了CD47——这个在多种细胞应激反应中扮演关键角色的细胞表面蛋白。既往研究发现CD47能通过其高亲和力配体血小板反应蛋白-1(TSP1)调控非内分泌细胞的氧化应激、内质网应激和自噬等过程，但其在胰岛β细胞中的功能尚不明确。团队假设：CD47可能是调控胰岛应激反应的核心开关，干预该通路或可成为保护β细胞的新策略。相关研究成果发表在糖尿病领域权威期刊《Diabetologia》上。

研究采用多维度技术体系：使用CD47基因敲除(Cd47^-/-)小鼠和野生型(WT)小鼠的原代胰岛，结合人胰岛和MIN6β细胞系；通过siRNA干扰和CD47阻断抗体进行药理学干预；建立缺氧(F₁O₂ 1%)、高糖(16.7 mmol/L)和毒胡萝卜素(thapsigargin)诱导的内质网应激模型；采用Western blot、免疫荧光、Seahorse能量代谢分析等技术评估未折叠蛋白反应(UPR)、细胞存活和胰岛素分泌功能；并分析来自糖尿病患者和非糖尿病对照的人胰腺组织与血浆样本。

研究首先发现缺氧应激显著上调胰岛CD47/TSP1表达。在人和小鼠胰岛中，24小时缺氧处理使CD47和TSP1蛋白水平增加2-3倍，同时伴随胰岛素表达下降。免疫荧光显示这种变化主要发生在β细胞区域。引人注目的是，通过siRNA敲低CD47或使用阻断抗体干预后，缺氧导致的胰岛素分泌抑制被显著逆转，MIN6细胞中胰岛素分泌量恢复至正常水平的80%。

在细胞存活机制方面，研究揭示了CD47调控的多重保护途径。缺氧条件下，MIN6细胞的抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL表达明显受抑，而CD47敲除可使这些保护因子恢复正常水平。乳酸脱氢酶(LDH)释放实验证实，抑制CD47能将缺氧导致的细胞死亡率降低40%。β-半乳糖苷酶染色显示，CD47缺失还显著缓解了细胞衰老表型。这些发现在人组织中得到印证：老年供体和2型糖尿病患者的胰岛中，CD47与衰老标志物p16^INK4A、p21^cip1共定位显著增加。

团队进一步探索了CD47影响β细胞稳态的分子机制。在Cd47^-/-小鼠胰岛中，自噬相关基因Atg7表达上调，而自噬抑制标志p62下降。同时，多能性因子Oct3/4、Sox2、Klf4和Myc(OSKM)转录水平升高，提示CD47缺失可能增强β细胞的自我更新能力。在内质网应激模型中，CD47敲除显著降低了IRE1α、磷酸化eIF2α和BiP等UPR关键分子的激活，同时提升抗凋亡蛋白FLIP的表达。

临床相关性分析显示，1型糖尿病患者胰腺中CD47和TSP1表达显著增加，其血浆TSP1浓度较健康对照高1.5倍。单细胞RNA测序数据揭示，糖尿病进展过程中，胰岛α、β和δ细胞的CD47转录水平特异性上调。代谢通量分析表明，CD47抑制可改善β细胞的线粒体功能，提升备用呼吸能力。

这项研究系统阐明了CD47作为胰岛应激反应核心调控因子的多重作用：在缺氧、高糖和内质网应激等条件下，CD47/TSP1信号通路上调会加剧β细胞功能障碍，通过抑制自噬、促进UPR激活和加速衰老等多途径损害细胞存活与功能。而基因或药物干预CD47则可激活包括Bcl-2家族蛋白、自噬通路和干细胞因子在内的综合保护网络，维持胰岛素的正常分泌。这些发现为理解糖尿病β细胞衰竭机制提供了新视角，尤其为改善胰岛移植疗效指明了潜在靶点。

值得关注的是，靶向CD47的人源化单抗已在肿瘤临床试验中开展评估，这为快速转化应用于糖尿病治疗提供了可能。研究者特别指出，在胰岛移植过程中短期使用CD47阻断剂，可能减轻分离应激和移植后缺氧对胰岛的损伤，提高移植成功率。对于糖尿病患者，调控CD47信号或可延缓β细胞功能衰退，为保留残存β细胞功能提供新选择。该研究不仅拓展了对胰岛应激调控网络的认识，更为开发新型β细胞保护策略奠定了理论基础。