Sema4D,也称为CD100,是一种重要的细胞因子,属于IV类Semaphorin家族成员。Sema4D在免疫和神经系统生理过程中发挥着重要作用,包括轴突引导、细胞迁移、血管生成和免疫调节等。Sema4D通过与高亲和力受体Plexin-B1结合,参与多种细胞信号传导途径,从而影响细胞的生物学行为。
在肿瘤微环境中,Sema4D通过与Plexin-B1结合,促进肿瘤血管生成和转移。此外,Sema4D与CD72在免疫和炎症细胞上的相互作用能够刺激免疫反应和调节。Sema4D/CD72的相互作用在过敏性气道炎症和肥大细胞功能中也发挥着重要作用。
Sema4D在动脉粥样硬化中发挥重要作用。Sema4D基因缺失的小鼠动脉粥样硬化斑块面积显著减小,提示Sema4D通过加速内膜新生血管生成,增强巨噬细胞在动脉粥样硬化斑块中的浸润,从而参与动脉粥样硬化的进展[2]。此外,Sema4D还能够破坏血脑屏障的完整性,并促进炎症反应。抑制Sema4D/PlexinB1信号通路可以显著降低血脑屏障通透性,改善卒中后的预后[3]。
Sema4D在自身免疫性葡萄膜炎中也发挥着重要作用。YY1的乳酸化在视网膜小胶质细胞中增加,导致小胶质细胞活化和炎症反应的增强。YY1的乳酸化通过调节STAT3、CCL5、IRF1、IDO1和SEMA4D等炎症基因的转录,促进小胶质细胞活化[1]。因此,抑制YY1的乳酸化可能为治疗自身免疫性葡萄膜炎提供新的策略。
Sema4D在年龄相关性黄斑变性中也发挥着重要作用。Sema4D基因缺失可以抑制M2巨噬细胞极化,并通过抑制RhoA/ROCK信号通路,减少脉络膜新生血管的形成和渗漏[4]。这表明Sema4D可能是治疗年龄相关性黄斑变性的潜在靶点。
Sema4D在亨廷顿病中发挥重要作用。Pepinemab是一种针对Sema4D的阻断性抗体,在早期亨廷顿病的临床试验中显示了一定的疗效,包括改善认知功能和延缓疾病进展[5]。这表明Sema4D可能是治疗亨廷顿病的潜在靶点。
Sema4D在骨代谢中也发挥着重要作用。Sema4D能够抑制成骨细胞的分化和功能,从而影响骨再生。在富含血小板的纤维蛋白中,Sema4D的表达水平较低,这可能有助于促进骨再生[6]。
Sema4D在非小细胞肺癌患者中与温度敏感性相关。SEMA4D的表达与患者的热敏感性评分呈正相关,提示SEMA4D可能参与调节患者的温度敏感性[7]。
Sema4D在接触性超敏反应中也发挥着重要作用。Sema4D基因缺失的小鼠表现出接触性超敏反应的减轻,包括耳肿胀程度减轻、炎症细胞浸润减少和炎症因子表达降低[8]。
综上所述,Sema4D在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括肿瘤血管生成、动脉粥样硬化、血脑屏障损伤、自身免疫性葡萄膜炎、年龄相关性黄斑变性、亨廷顿病、骨代谢和非小细胞肺癌等。Sema4D的这些功能与其与Plexin-B1和CD72的相互作用密切相关。因此,Sema4D可能是治疗多种疾病的潜在靶点,包括肿瘤、自身免疫性疾病、神经退行性疾病和骨代谢疾病等。
参考文献:
1. Huang, Jiaxing, Wang, Xiaotang, Li, Na, Yang, Peizeng, Hou, Shengping. 2024. YY1 Lactylation Aggravates Autoimmune Uveitis by Enhancing Microglial Functions via Inflammatory Genes. In Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), 11, e2308031. doi:10.1002/advs.202308031. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38493498/
2. Yukawa, Kazunori, Tanaka, Tetsuji, Kishino, Masanori, Kikutani, Hitoshi, Kumanogoh, Atsushi. . Deletion of Sema4D gene reduces intimal neovascularization and plaque growth in apolipoprotein E-deficient mice. In International journal of molecular medicine, 26, 39-44. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20514420/
3. Zhou, Yi-Fan, Li, Ya-Nan, Jin, Hui-Juan, Lei, Hao, Hu, Bo. 2018. Sema4D/PlexinB1 inhibition ameliorates blood-brain barrier damage and improves outcome after stroke in rats. In FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 32, 2181-2196. doi:10.1096/fj.201700786RR. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29242274/
4. Cui, Kaixuan, Tang, Xiaoyu, Yang, Boyu, Xu, Yue, Liang, Xiaoling. . Sema4D Knockout Attenuates Choroidal Neovascularization by Inhibiting M2 Macrophage Polarization Via Regulation of the RhoA/ROCK Pathway. In Investigative ophthalmology & visual science, 65, 34. doi:10.1167/iovs.65.6.34. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38913005/
5. Feigin, Andrew, Evans, Elizabeth E, Fisher, Terrence L, Kieburtz, Karl D, Zauderer, Maurice. 2022. Pepinemab antibody blockade of SEMA4D in early Huntington's disease: a randomized, placebo-controlled, phase 2 trial. In Nature medicine, 28, 2183-2193. doi:10.1038/s41591-022-01919-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35941373/
6. Smanio Neto, Henrique, Moy, Peter Karyen, Martinez, Elizabeth Ferreira, Clemente-Napimoga, Juliana Trindade, Napimoga, Marcelo Henrique. 2023. Sema4D is diminished in leukocyte platelet-rich fibrin and impairs pre-osteoblastic MC3T3-E1 cells' functionality. In Archives of oral biology, 155, 105778. doi:10.1016/j.archoralbio.2023.105778. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37572522/
7. Park, Jung-Hyang, Kwag, Eunbin, Jeong, Mi-Kyung, Lee, Sanghun, Yoo, Hwa-Seung. . Genome-wide Analysis Identified SEMA4D, Novel Candidate Gene for Temperature Sensitivity in Patients With Non-Small Cell Lung Cancer. In Integrative cancer therapies, 23, 15347354241233544. doi:10.1177/15347354241233544. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38469817/
8. Zhu, Zhenlai, Luo, Yang, Yu, Jinlei, Yao, Xu, Li, Wei. 2016. Sema4D is required in both the adaptive and innate immune responses of contact hypersensitivity. In Molecular immunology, 78, 98-104. doi:10.1016/j.molimm.2016.09.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27614265/