北京大学生命科学学院苏晓东课题组揭示清道夫受体CD163识别底物的分子机制

CD163是一种I型跨膜糖蛋白，主要表达于M2型单核/巨噬细胞表面，属于清道夫受体富含半胱氨酸结构域（Scavenger Receptor Cysteine-Rich, SRCR）超家族B类成员。作为重要的免疫调节受体，CD163在维持体内稳态、调控炎症反应及清除有害分子等过程中发挥着重要作用。

在血管内外发生溶血时，红细胞释放的游离血红蛋白（hemoglobin, Hb）具有显著毒性，尤其是其所含铁离子易引发氧化损伤。血浆中的结合珠蛋白（haptoglobin, Hp) 可迅速与Hb结合，形成Hb–Hp复合物。CD163作为目前已知的该复合物专一识别受体，介导Hb–Hp复合物的内吞从而降解为胆绿素、游离铁和一氧化碳等产物，完成解毒过程。

2025年7月21日，生命科学学院苏晓东教授团队在《自然·通讯》（Nature Communications）杂志发表题为“Calcium-dependent oligomerization of scavenger receptor CD163 facilitates the endocytosis of ligands”的研究论文，报道了CD163识别Hb–Hp复合物的三维结构，并揭示了其依赖钙离子的寡聚化机制，为理解该受体的配体识别与内吞功能提供了重要的结构基础。

论文截图

论文的第一兼通讯作者、实验室博士后徐华通过冷冻电镜技术解析了CD163识别Hb-Hp的三维复合物结构，发现HEK293细胞表达的CD163蛋白分子在复合物中形成了不同的寡聚体，分别以二聚体和三聚体形式结合配体；进一步通过分子筛（SEC）以及分析性超速离心（AUC）分析，发现CD163的寡聚化依赖钙离子浓度调控，并且能以单体、二聚体和三聚体形式存在，随着钙离子浓度升高，三聚体的占比也随之增大。

结构分析显示，CD163通过N端的SRCR2-4结构域介导Hb-Hp复合物的识别，而C端的SRCR5-9结构域则介导其自身的寡聚化。这些过程均依赖SRCR结构域中富含酸性残基的钙离子结合位点（acidic cluster），通过与底物或CD163分子中富碱性的赖氨酸区域形成稳定相互作用，实现功能性寡聚。

CD163结合配体Hb-Hp复合物的冷冻电镜结构：CD163、Hb以及Hp蛋白的结构域组成和Hp蛋白不同亚型的寡聚化（a、b），三聚体CD163结合Hb-Hp复合物的电子密度图以及结构模型（c—f），其主要通过两条CD163蛋白链的N端SRCR结构域识别配体，C端SRCR5-9结构域介导寡聚化形成三聚体

研究者们后续通过流式以及成像分析发现，当把CD163形成寡聚体的关键氨基酸突变后，CD163介导的Hb-Hp结合以及内吞效率大大降低，表明这种寡聚化机制对CD163的生理功能有着很重要的意义。

苏晓东和徐华是本文的共同通讯作者，徐华和生命科学学院博士生宋晓慧是本文的共同第一作者。