CD47通过去磷酸化Vav抑制吞噬作用

CD47 inhibits phagocytosis through Vav dephosphorylation.

作者信息Wyatt D Miller, Andrew Manion, Abhinava K Mishra, Connor J Sheedy, Annalise Bond, Brooke M Gardner, Denise J Montell, Meghan A Morrissey
PMID41100219
发布时间2025-12-01
DOI10.1083/jcb.202502206

实验完整度

包含体外细胞模型(BMDMs)和多种功能验证(如抑制剂、突变体、TIRF成像、免疫印迹),并验证了CD47信号通路。

主要模型

小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDMs) L1210小鼠白血病细胞系(WT和CD47KO) CD47包被的脂质双层微珠(IgG+CD47 beads)

重点核对

CD47对吞噬动力学的影响(时间、频率) Rac和Rho GTPase活性在吞噬杯的时空分布 Vav1磷酸化状态(pY174)及其去磷酸化 SHP-1/2抑制剂的效应 Rac2E62K和Vav3F突变体的功能验证

摘要

CD47 on viable cells protects against phagocytosis. CD47 is recognized by SIRPα, an inhibitory receptor expressed by macrophages and other myeloid cells. Activated SIRPα recruits SHP-1 and SHP-2 phosphatases, but the inhibitory signaling cascade downstream of these phosphatases is unclear. Here, we used time-lapse imaging to measure how CD47 impacts the kinetics of phagocytosis. Targets with IgG antibodies were primarily phagocytosed through a Rac-based reaching mechanism. Targets also containing CD47 were only phagocytosed through a less frequent Rho-based sinking mechanism. Hyperactivating Rac2 eliminated the suppressive effect of CD47, suggesting that CD47 prevents activation of Rac and reaching phagocytosis. During IgG-mediated phagocytosis, the tyrosine kinase Syk phosphorylates the GEF Vav, which activates Rac to drive F-actin rearrangement and target internalization. CD47 inhibited Vav phosphorylation without impacting Vav recruitment to the phagocytic synapse or Syk phosphorylation. Macrophages expressing a hyperactive Vav were no longer sensitive to CD47. These data suggest that Vav is a key target of the CD47 signaling pathway.

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CD47信号通路如何抑制抗体介导的吞噬作用?其下游信号机制是什么?
核心机制
CD47结合SIRPα激活SHP-1磷酸酶,使Vav1去磷酸化,从而抑制Rac激活和Rac介导的'reaching'吞噬作用,但不影响Rho介导的'sinking'吞噬作用。
主要证据
BMDMs与IgG或IgG+CD47微珠孵育,时间流逝显微镜显示CD47减慢吞噬并增加杯状回缩;Rac激活生物传感器显示CD47减少Rac募集,但不影响Rho;免疫印迹显示CD47消除IgG诱导的Vav1磷酸化,而SHP-1/2抑制剂可恢复;表达组成型活性Vav1或Rac2可绕过CD47的抑制效应。
研究意义
该研究揭示了CD47抑制吞噬的分子机制,为理解'Don't Eat Me'信号和抗癌治疗中CD47阻断剂的疗效提供了理论基础,并提示CD47对Rac介导吞噬的选择性抑制可能影响生物材料保护和免疫治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

IgG微珠模型建立与吞噬效率定量

验证CD47对IgG介导吞噬的抑制作用,并确定SHP-1/2等磷酸酶的作用。

制备包被IgG或IgG+CD47的脂质双层微珠,与BMDMs共孵育,通过共聚焦显微镜计数内化微珠,并使用SHP-1/2/ SHIP1/2抑制剂处理。

2

吞噬动力学分析

确定CD47影响吞噬的哪个步骤(结合、起始、完成)。

时间流逝共聚焦显微镜追踪吞噬过程,记录结合、起始、完成的时间及概率,并区分reaching和sinking吞噬模式。

3

Rac和Rho活性检测

确认CD47是否特异性抑制Rac活性而不影响Rho。

转染Rac或Rho生物传感器,在吞噬过程中测量活性GTPase在吞噬杯的富集;同时观察F-actin分布。

4

抑制剂验证Rac和Rho在吞噬中的必需性

验证CD47阳性目标依赖Rho而非Rac进行吞噬。

用Rac抑制剂(NSC23766, MBQ-167)或Rho抑制剂(C3 transferase)处理BMDMs,然后检测吞噬IgG和IgG+CD47微珠的效率;并使用L1210细胞验证。

5

超活化Rac2突变体实验

确定CD47抑制是否发生在Rac激活的上游。

从Rac2E62K/+小鼠分离BMDMs,与WT或CD47KO L1210细胞共孵育,监测吞噬。

6

Vav1磷酸化检测

检测CD47是否导致Vav1去磷酸化,并验证SHP-1/2的作用。

用IgG或IgG+CD47微珠孵育BMDMs,通过免疫印迹检测磷酸化Vav1和Syk;用免疫沉淀验证。用SHP-1/2抑制剂处理。用不能结合SIRPα的CD47突变体验证特异性。

7

Vav1招募和活性验证

确定CD47是否影响Vav1招募到吞噬突触,以及组成型活性Vav1能否绕过CD47抑制。

使用TIRF显微镜观察Vav1在平面脂质双层上的分布,并测量与IgG簇的共定位;转染组成型活性Vav1 (Vav3F)突变体,检测吞噬效率。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证免疫效应
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基GIBCOCatalog #11965–092
青链霉素-谷氨酰胺CorningCatalog #30–009 CI
热灭活胎牛血清Atlanta BiologicalsCatalog #S11150H
RPMI-1640培养基GIBCOCatalog #72400120
Lenti-X 293T细胞Takara BiosciencesCat# 632180
Lipofectamine LTX转染试剂InvitrogenCat #15338–100
LentiX浓缩液Takara BiosciencesCat# 631232
Ni-NTA琼脂糖QIAGENCat# 30230
Superdex 200 10/300 GL色谱柱GE HealthcareCat# 17517501
POPC磷脂AvantiCat# 850457
生物素化的PE磷脂AvantiCat# 870273
PEG5000-PE磷脂AvantiCat# 880230
Ni2+-DGS-NTA脂质AvantiCat# 790404
Atto390-DOPE荧光脂质ATTO-TEC GmbHCat# AD 390–161
Atto647-DOPE荧光脂质ATTO-TEC GmbHCat# AD 647–161
酪蛋白SigmaCat# C5890
二氧化硅微珠Bangs LaboratoriesCat# SS05003
抗生物素IgGJackson ImmunoResearch LaboratoriesCat# 200–002-211
CD47胞外域Sino BiologicalCat# 57231-M08H
TPI-1SigmaCat# SML3119
SHP099MedChemExpressCat# HY-100388
3ACSigmaCat# 565835
AS1938909SigmaCat# 565840
NSC23766APExBIOCat# A1952
MBQ-167MedChemExpressCat# HY-112842
C3转移酶CytoskeletonCat# CT04-A
CellTrace Far Red细胞染料Thermo Fisher ScientificCat# C34572
抗小鼠CD20抗体Genentechclone 5D2
抗CD47 APC抗体BioLegendCat# 127514
抗Vav1抗体Cell Signaling TechnologyCat# 2502S
抗磷酸化Vav1抗体AbcamCat# ab76225
抗Syk抗体Cell Signaling TechnologyCat# 13198
抗磷酸化Syk抗体Cell Signaling TechnologyCat# 2717
抗磷酸化酪氨酸抗体Cell Signaling TechnologyCat# 8954
蛋白A琼脂糖珠Cell Signaling TechnologyCat# 9863S
IPEGAL CA-630去污剂EMD-MilliporeCat# 8896
苯zonase核酸酶EMD-MilliporeCat# 101697
蛋白酶抑制剂Thermo Fisher ScientificCat# 78430
玻璃底96孔板BrooksCat# MGB096–1-2-LG-L
Ibidi盖玻片IbidiCat# 10812
鬼笔环肽CytoskeletonCat# PHDG1
转盘共聚焦显微镜Nikon40 × 0.95 NA Plan Apo air objective
全内反射荧光显微镜iLas2 ring TIRF--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
吞噬实验
微珠表面CD47密度、IgG浓度、吞噬时间、SHP抑制剂浓度
阅读提示:Methods: Phagocytosis assays, Bead engulfment
吞噬动力学分析
成像间隔、z步长、吞噬阶段定义
阅读提示:Methods: Kinetics of engulfment
Rac和Rho活性检测
生物传感器类型、成像设置、定量方法
阅读提示:Methods: Measuring Rac, Cdc42, and Rho activity during phagocytosis
抑制剂验证
Rac和Rho抑制剂浓度、处理时间、L1210调理方法
阅读提示:Methods: Phagocytosis assays, L1210 engulfment
Vav1磷酸化检测
抗体稀释、裂解条件、免疫沉淀步骤
阅读提示:Methods: Immunoblotting, Immunoprecipitation
Vav1招募和活性验证
TIRF成像条件、脂质双层组成、Vav3F表达
阅读提示:Methods: TIRF imaging, Quantification of IgG clusters and Vav1 recruitment