馮敬飛,李 芳

(1.大連醫(yī)科大學(xué) 七年制臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)，遼寧 大連 116044；2.大連醫(yī)科大學(xué) 免疫教研室，遼寧 大連 116044)

1863年，Virchow在描述腫瘤時，注意到惡性腫瘤組織血管增多，結(jié)構(gòu)異常，而且新生血管多集中于腫瘤邊緣。1945年，Algire提出了“腫瘤血管形成”這一名詞。1966年，Warren、Shubik研究了移植于倉鼠頰囊中的人黑色素瘤的血管形成的模式和超微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)腫瘤周圍出現(xiàn)了大量的新生血管。1971年，F(xiàn)olkman首次明確提出了腫瘤血管形成對腫瘤生長轉(zhuǎn)移的重要意義。近30年以來，研究人員圍繞腫瘤血管形成進(jìn)行了大量的實驗研究，相繼發(fā)現(xiàn)了血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(VEGF)、成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)、白介素8(CXCL8)、促血管生成素(Ang)等一系列的腫瘤血管生成促進(jìn)因子及其相關(guān)受體。其中，CXC趨化因子受體2(CXC chemokine receptor 2，CXCR2)及其配體便是近幾年抗腫瘤相關(guān)研究的熱點之一。

1 CXCR2與其配體的作用機(jī)制

CXC趨化因子根據(jù)該家族CK第一個Cys前是否有ELR(glutamic acid-leucine-arginine,谷氨酸-亮氨酸-精氨酸)結(jié)構(gòu)，分為：ELR+-CXC趨化因子和ELR--CXC趨化因子。ELR+-CXC趨化因子主要有：CXCL8、Gro α/β/γ、ENA-78、NAP-2等，這類趨化因子具有促血管生成的作用，且其受體均為CXCR2；ELR--CXC趨化因子主要表現(xiàn)為抑制血管生成[1]。

趨化因子受體是一類介導(dǎo)趨化因子行使功能的GTP-蛋白偶連的跨膜受體(GPCR)，通常表達(dá)于免疫細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等細(xì)胞膜上。分子由約330個氨基酸組成。7個跨膜區(qū)將分子分成細(xì)胞外自由的N-端、3個細(xì)胞外環(huán)、3個細(xì)胞內(nèi)環(huán)和C-端幾個部分。胞內(nèi)第二環(huán)是與異三聚體G蛋白偶連的部位，有特征的天門冬氨酸-精氨酸-酪氨酸盒(DRY box)氨基酸序列[2]。G蛋白由αβγ三個亞單位組成，βγ亞單位通常形成緊密的二聚體，共同發(fā)揮作用。不同G蛋白結(jié)構(gòu)上的差別，主要表現(xiàn)在α亞單位上，α亞單位的多樣性實現(xiàn)了G 蛋白對多種功能的調(diào)節(jié)。不同的α亞單位都有GTP結(jié)合位點和GTP酶活性，當(dāng)外環(huán)境中不存在趨化因子等激動劑時，G蛋白的三個亞單位呈聚合狀態(tài)，α亞單位與GDP結(jié)合，當(dāng)趨化因子與受體結(jié)合時，GTP取代GDP，與α亞單位結(jié)合，同時形成游離的βγ二聚體，分別活化下游效應(yīng)物[3]。當(dāng)配體與CXCR2結(jié)合時，GTP取代GDP，與α亞單位結(jié)合，同時形成游離的βγ二聚體，βγ二聚體活化兩條主要信號傳導(dǎo)途徑中的酶：磷脂酶Cβ2、β3和肌醇磷脂-3激酶。PLC活化后，水解細(xì)胞膜上磷酸肌醇酯，產(chǎn)生三磷酸肌醇(IP3)和甘油二脂(DAG)，三磷酸肌醇促使胞內(nèi)儲存鈣的釋放，引起胞內(nèi)鈣離子濃度的快速升高，甘油二脂活化PKC。PI-3K活化后，快速產(chǎn)生大量的3，4，5-三磷酸激醇，活化蛋白激酶B(protein kinase B，PKB)。近來研究表明：βγ亞單位二聚體還能導(dǎo)致MAP激酶的活化；而α亞單位的作用不僅是通過與GTP或GDP的結(jié)合調(diào)控βγ亞單位二聚體而發(fā)揮間接作用，還能通過活化酪氨酸激酶而發(fā)揮作用。當(dāng)GTP水解后，GαGDP與βγ二聚體重新結(jié)合，結(jié)束信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程[4-6]。

2 CXCR2與腫瘤血管形成之間的關(guān)系

腫瘤血管形成是惡性腫瘤生長和侵襲的先決條件，能否與機(jī)體之間建立有效的血流通道是腫瘤生長和侵襲的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。微小的腫瘤可以依靠其微環(huán)境中的原有血管維持其血供，當(dāng)腫瘤組織生長直徑超過了2～3 mm時，腫瘤就需要建立自己的新的血液通道來滿足自身的生長需要[7]。

在腫瘤的發(fā)展演進(jìn)過程中，腫瘤血管形成與腫瘤演進(jìn)并不是相互獨立的，而是存在著相互促進(jìn)的關(guān)系。一方面，腫瘤細(xì)胞通過分泌某些特異性因子，引發(fā)周圍新血管的形成，并深入到腫瘤組織中；另一方面，形成的血管對腫瘤的生長具有支持、營養(yǎng)以及利于其遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的作用[8]。

研究表明，阻斷CXCR2可以引起腫瘤組織的壞死，這種壞死與血管形成和旁分泌的減弱表現(xiàn)出一致性，且發(fā)現(xiàn)在肺癌、胰腺癌、人惡性黑色素瘤、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌等癌組織中CXCR2及CXCL8明顯高表達(dá)[9]。CXCR2在多種腫瘤組織中的高表達(dá)提示：CXCR2介導(dǎo)的促腫瘤血管生成的作用在各種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移等過程中可能具有一致性。

2.1 CXCR2與肺癌

Jesu′s Sa′nchez等[10]對其建立的小鼠左肺動脈栓塞的模型進(jìn)行了研究。他們用CXCR2的中和抗體(anti-CXCR2 Ab)分別處理了C57BL/6、BALB/c兩種品系的小鼠并作為實驗組，然后分別用羊血清處理同樣兩種小鼠為對照組。研究結(jié)果顯示，與對照組相比，實驗組小鼠實施LPAL 14 d后缺血的左肺的血液灌注量減少了約67%，這說明了CXCR2中和抗體強(qiáng)大的抑制作用，并間接證實了CXCR2在新血管形成過程中起到的重要作用。Adlah Sukkar等[11]也通過實驗證實了CXCR2在慢性肺缺血支氣管血管生成過程中的重要性，他們發(fā)現(xiàn)，在大鼠LPAL早期，CXC趨化因子CINC-3表達(dá)上調(diào)，抑制其受體CXCR2則抑制新生血管的生成。而且這種慢性肺缺血大鼠模型的支氣管血管變化與人體實驗對象的觀察結(jié)果是平行的。另外，在小鼠的肺癌模型中，CXCR2(-/-)小鼠與CXCR2(+/+)小鼠相比，腫瘤相關(guān)的新血管生成以及腫瘤的轉(zhuǎn)移得到了明顯的抑制[12]。

2.2 CXCR2與胰腺癌

Yoichi Matsuo等[13]對CXCR2在胰腺癌新血管形成過程中的作用進(jìn)行了研究。他們分別從胰腺癌患者和正常人的胰腺組織取得分泌物，分析其上清，發(fā)現(xiàn)胰腺癌患者胰腺組織分泌物中的ELR+-CXC類趨化因子濃度明顯增高，并具有統(tǒng)計學(xué)意義。然后他們又利用anti-CXCR2 Ab處理原位胰腺癌裸鼠模型，與對照組相比，實驗組小鼠腫瘤的體積、Ki-67增殖指數(shù)、VIII+因子血管密度等實驗數(shù)據(jù)明顯低于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。他們最終認(rèn)為ELR+-CXC類趨化因子在胰腺癌中的高表達(dá)是重要的、特征性的，阻斷其相應(yīng)受體CXCR2明顯的抑制了胰腺癌組織的新血管形成，因此，CXCR2可以作為抗胰腺癌藥物的一個新的靶點。Farah Hussain等[14]也發(fā)現(xiàn)了CXCR2及其配體在胰腺癌和胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤中的高表達(dá)，并認(rèn)為CXCR2介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用在調(diào)節(jié)腫瘤生物學(xué)行為方面有著重要作用。

2.3 CXCR2與人惡性黑色素瘤

近年來，關(guān)于人惡性黑色素瘤的研究日益增多，發(fā)現(xiàn)它的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移與CXCR2之間存在密切的聯(lián)系。Chiara Gabellini等[15]對CXCL8及其受體CXCR1、CXCR2在人惡性黑色素瘤的增殖、遷移、侵襲、血管形成過程中的作用進(jìn)行了研究，他們發(fā)現(xiàn)CXCL8、低氧可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，而且CXCL8的兩種受體在腫瘤的血管形成過程中扮演了重要的角色，特別是CXCR2在CXCL8介導(dǎo)的人惡性黑色素瘤的侵襲和遷移過程中起著重要的作用。Seema Singh等[16]通過對CXCR(-/-)裸鼠體內(nèi)人惡性黑色素瘤腫瘤組織生長情況的觀察，發(fā)現(xiàn)腫瘤組織的生長及肺轉(zhuǎn)移明顯得到了抑制，證明了CXCR2介導(dǎo)的腫瘤血管形成過程在腫瘤生長和轉(zhuǎn)移過程中的重要性。

2.4 CXCR2與其他腫瘤

Christina Bendrik等[17]研究認(rèn)為CXCR2及其配體與乳腺癌的腫瘤血管形成、易轉(zhuǎn)移、預(yù)后差有很大的關(guān)系，而且認(rèn)為乳腺癌組織中的CXCL8等CXCR2配體的分泌受到雌二醇的影響。Angela Seaton等[18]通過組織活檢證明了CXCR2及其配體在前列腺癌患者癌細(xì)胞中的表達(dá)明顯高于其在正常人上皮細(xì)胞中的表達(dá)，這與先前報道的CXCL8在小鼠前列腺癌血管形成、致腫瘤性以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等過程中起重要作用的結(jié)果較一致。Marco Erreni等[19]通過外科結(jié)腸癌組織樣本與正常組織樣本的對比分析發(fā)現(xiàn)，CXCR2是結(jié)腸癌組織樣本中幾種顯著高表達(dá)的細(xì)胞因子受體之一，且CXCL8mRNA的表達(dá)量與骨橋蛋白顯著相關(guān)，而這種蛋白也具有促血管形成的作用。Koji Harada等[20]在人口腔鱗狀細(xì)胞癌治療的研究中也涉及了CXCL8相關(guān)的血管形成抑制現(xiàn)象。

3 結(jié) 語

CXCR2及其配體在各種腫瘤血管形成中起到重要作用，而且其在各種腫瘤血管生成過程中的作用具有一致性。近年來，有關(guān)抑制腫瘤血管生成的靶向治療已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點，腫瘤血管生成過程中的每一個環(huán)節(jié)都可能成為腫瘤治療的靶點，特別是針對CXCR2的靶向治療。與傳統(tǒng)的抗腫瘤放化療相比，采用靶向抑制腫瘤血管生成的藥物進(jìn)行治療，具有低毒、廣譜及不易產(chǎn)生耐藥性的優(yōu)點。若與傳統(tǒng)的化療藥物聯(lián)合使用，可進(jìn)一步增強(qiáng)療效，且可減少放化療的劑量，增強(qiáng)治療效果，抗腫瘤血管生成的靶向治療已經(jīng)成為一個非常有潛力的治療手段[21]。Yihai Cao等[22]認(rèn)為，在不久的將來，抗腫瘤血管生成藥物在某些腫瘤疾病的治療中可能會顛覆傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)治療方案，并發(fā)揮不可忽視的的作用。

[1] Christian Weber,Sandra Kraemer,Maik Drechsler,et al.Structural determinants of MIF functions in CXCR2-mediated inflammatory and atherogenic leukocyte recruitment[J].PNAS,2008,105(42):16278-16283.

[2] Seema Singh,Ajay P Singh,Bhawna Sharma,et al.CXCL8 and its cognate receptors in melanoma progression and metastasis[J].Future Oncol,2010,6(1):111-116.

[3] DavidJ.J.Waugh,CatherineWilson.The Interleukin-8 Pathway in Cancer[J].Clin Cancer Res,2008,14(21):6735-6741.

[4] MM Rosenkilde,MJ Smit,M Waldhoer.Structure,function and physiological consequences of virally encoded chemokine seven transmembrane receptors[J].BJ of Pharmacol,2008,153:154-166.

[5] Simi Ali,Gwendal Lazennec.Chemokines:novel targets for breast cancer metastasis[J].Cancer Metastasis Rev,2007,26:401-420.

[6] Federica Barbieri,Adriana Bajetto,Tullio Florio.Role of Chemokine Network in the Development and Progression of Ovarian Cancer:A Potential Novel Pharmacological Target[J].J Oncol,2010,2010:1-15.

[7] G Lurje,W Zhang,AM Schultheis,et al.Polymorphisms in VEGF and IL-8 predict tumor recurrence in stage III colon cancer[J].Ann Oncol,2008,19:1734-1741.

[8] 廖子君,雷光焰.腫瘤轉(zhuǎn)移學(xué)[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2007.161-162.

[9] Kevin M.O’Hayer,Donita C.Brady,Christopher M.Counter.ELR1+-CXC chemokines and oncogenic Ras-mediated tumorigenesis[J].Carcinogenesis,2009,30(11):1841-1847.

[10] Jesu′s Sa′nchez,Aigul Moldobaeva,Jessica McClintock,et al.The role of CXCR2 in systemic neovascularization of the mouse lung[J].J Appl Physiol,2007,103:594-599.

[11] Adlah Sukkar,John Jenkins,Jesu s Sa nchez,et al.Inhibition of CXCR2 attenuates bronchial angiogenesis in the ischemic rat lung[J].J Appl Physiol,2008,104:1470-1475.

[12] Keane MP,Belperio JA,Xue YY,et al.Depletion of CXCR2 inhibits tumor growth and angiogenesis in a murine model of lung cancer[J].J Immunol,2004，172:2853-2860.

[13] Yoichi Matsuo,Massimo Raimondo,Timothy,et al.CXC-chemokine/CXCR2 biological axis promotes angiogenesis in vitro and in vivo in pancreatic cancer[J].Int J Cancer,2009,125:1027-1037.

[14] Farah Hussain,Jayson Wang,Raida Ahmed,et al.The expression of IL-8 and IL-8 receptors in pancreatic adenocarcinomas and pancreatic neuroendocrine tumours[J].Cytokine,2010,49:134-140.

[15] Chiara Gabellini,Daniela Trisciuoglio,Marianna Desideri,et al.Functional activity of CXCL8 receptors,CXCR1 and CXCR2,on human malignant melanoma progression[J].Eur J Cancer,2009,45:2618-2627.

[16] Seema Singh,Michelle Varney,Rakesh K.Singh.Host CXCR2-dependent Regulation of Melanoma Growth,Angiogenesis and Experimental Lung Metastasis[J].Cancer Res,2009,69(2):411-415.

[17] Christina Bendrik,Charlotta Dabrosin.Estradiol Increases IL-8 Secretion of Normal Human Breast Tissue and Breast Cancer In Vivo[J].J Immunol,2009,182:371-378.

[18] Angela Seaton,Paula Scullin,Pamela J.Maxwell,et al.Interleukin-8 signaling promotes androgen-independent proliferation of prostate cancer cells via induction of androgen receptor expression and activation[J].Carcinogenesis,2008,29(6):1148-1156.

[19] Marco Erreni,Paolo Bianchi,Luigi Laghi,et al.Expression of Chemokines and Chemokine Receptors in Human Colon Cancer[J].Methods Enzymol,2009,460:105-121.

[20] Koji Harada,Tarannum Ferdous,Yasutaka Itashiki,et al.Cepharanthine inhibits angiogenesis and tumorigenicity of human oral squamous cell carcinoma cells by suppressing expression of vascular endothelial growth factor and interleukin-8[J].Int J Oncol,2009,35(5):1025-1035.

[21] Kun L.Molecular Diagnosis and Targeted Therapy of Tumor[M].Shanghai:Second Military Medical University Press,2009.233-238.

[22] Yihai Cao.Angiogenesis:What can it offer for future medicine[J].Exp Cell Res，2010,316(8):1304-1308.