張曉輝，馬莉，樸穎哲，李文良

(天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院 國(guó)家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心 天津市腫瘤防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津300060)

中樞神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)惡性腫瘤中約80%為膠質(zhì)瘤，而膠質(zhì)瘤中約55%為WHO Ⅳ級(jí)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，其侵襲性強(qiáng)，惡性程度高，預(yù)后差。研究顯示，趨化因子及其受體與腫瘤轉(zhuǎn)移和侵襲關(guān)系密切。趨化因子是一類(lèi)高度保守的小分子分泌蛋白，具有介導(dǎo)細(xì)胞定向移動(dòng)的趨化作用。目前發(fā)現(xiàn)的趨化因子約有50種，依據(jù)N端半胱氨酸殘基的數(shù)目和相對(duì)位置分為CXC、CC、XC、CX3C四類(lèi);趨化因子受體已發(fā)現(xiàn)約20種。趨化因子與細(xì)胞膜上相應(yīng)的趨化因子受體結(jié)合，激活下游的信號(hào)通路，在細(xì)胞遷移、增殖、分化、存活中發(fā)揮作用[1]?，F(xiàn)將趨化因子及其受體在膠質(zhì)瘤中作用的研究進(jìn)展綜述如下。

1 趨化因子及其受體在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)

研究發(fā)現(xiàn)，多種趨化因子及其受體在膠質(zhì)瘤中表達(dá)升高。CXCR4主要表達(dá)于膠質(zhì)瘤細(xì)胞，其配體CXCL12主要表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞，二者在壞死旁腫瘤組織中尤其多見(jiàn)[2]。CCR5、CXCL5、CXCR7、CCL11-CCR3在膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)明顯增高，并與患者腫瘤級(jí)別高、臨床分期晚、生存時(shí)間短密切相關(guān)，提示其可用于膠質(zhì)瘤患者的生存預(yù)后判斷[3～6]。

2 趨化因子及其受體與膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖、遷移和侵襲

2.1 CXCL16及其受體CXCR6 CXCL16及其受體CXCR6與膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲有關(guān)。Adamski等[7]報(bào)道，從切除的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中分離出的快速遷移腫瘤細(xì)胞CXCL16表達(dá)高于緩慢遷移腫瘤細(xì)胞，提示CXCL16可促進(jìn)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞遷移。Lepore等[8]對(duì)鼠膠質(zhì)瘤細(xì)胞系GL261和成人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞產(chǎn)生的CXCL16可促使膠質(zhì)瘤相關(guān)小膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞向抗炎和促腫瘤表型極化，抑制免疫反應(yīng)，形成有利于腫瘤生長(zhǎng)和侵襲的微環(huán)境；并且CXCL16可直接作用于膠質(zhì)瘤細(xì)胞表達(dá)的CXCR6，促進(jìn)其增殖、遷移和侵襲，而抑制CXCR6或CXCL16表達(dá)可顯著降低膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖和侵襲。

2.2 CXCL8及其受體CXCR1和CXCR2 彌漫浸潤(rùn)性生長(zhǎng)和壞死是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的重要特征。Ahn等[9]發(fā)現(xiàn)，在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者病理標(biāo)本中，CXCL8陽(yáng)性腫瘤細(xì)胞主要分布于壞死區(qū)邊緣;而對(duì)人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系CRT-MG的研究表明，壞死細(xì)胞可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞p38、JNK、IκBα磷酸化和轉(zhuǎn)錄因子AP-1、NF-κB結(jié)合到CXCL8啟動(dòng)子，導(dǎo)致CXCL8 mRNA表達(dá)和蛋白分泌增加，顯著增強(qiáng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力。Sharma等[10]研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合阻斷CXCR1和CXCR2可明顯抑制體外培養(yǎng)人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系U-87 MG細(xì)胞的增殖，而對(duì)CXCL8及其受體CXCR1和CXCR2的共同阻斷可以達(dá)到最大的抑制效果。

2.3 CCL5及其受體CCR5 CCL5及其受體CCR5對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲有促進(jìn)作用。Dai等[4]研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)CXCL5表達(dá)可以顯著提高體外培養(yǎng)U87細(xì)胞的增殖和遷移能力，下調(diào)則有明顯的抑制作用，并且環(huán)境中CXCL5水平的變化同樣會(huì)影響U87細(xì)胞的增殖和遷移能力，顯示CXCL5能通過(guò)自分泌和旁分泌方式作用于膠質(zhì)瘤細(xì)胞；進(jìn)一步分子機(jī)制研究提示MAPK信號(hào)通路的激活在CXCL5促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖和遷移中發(fā)揮作用。Zhao等[3]對(duì)體外培養(yǎng)的人膠質(zhì)瘤細(xì)胞系U87和U251細(xì)胞進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，CCL5-CCR5軸可以誘導(dǎo)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞增殖和侵襲；另外，抑制CCR5表達(dá)的U87細(xì)胞的裸小鼠腦內(nèi)移植瘤的生長(zhǎng)得到顯著抑制，可以見(jiàn)到明顯的腫瘤體積縮小和質(zhì)量減輕。Wang等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤組織中大量浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞可以分泌CCl4，取其作用于體外培養(yǎng)U87細(xì)胞的CCR5，可以促進(jìn)U87細(xì)胞的MMP-9表達(dá)，提高U87細(xì)胞的侵襲能力；而缺氧既可以通過(guò)上調(diào)IRF-8表達(dá)增加巨噬細(xì)胞的CCl4分泌，也能促進(jìn)U87細(xì)胞的CCR5表達(dá)，從兩方面共同增強(qiáng)U87細(xì)胞的侵襲能力。

2.4 CCL11及其受體CCR3 CCL11及其受體CCR3可提高膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。Tian等[6]證實(shí)，CCL11/CCR3對(duì)體外培養(yǎng)U251 MG、U87 MG細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲均有促進(jìn)作用。Pu等[12]報(bào)道，抑制CXCR3表達(dá)可顯著降低膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的侵襲能力，而CXCR3過(guò)表達(dá)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的侵襲能力明顯提高，提示CXCR3可促進(jìn)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞侵襲。

3 趨化因子及其受體與膠質(zhì)瘤細(xì)胞存活與凋亡

趨化因子及其受體可通過(guò)多種機(jī)制提高膠質(zhì)瘤細(xì)胞的存活能力。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞在室管膜下區(qū)可獲得放射抗性，提高存活能力，CXCL12在此過(guò)程中發(fā)揮重要作用；而使用AMD3100抑制CXCL12/CXCR4軸可增加室管膜下區(qū)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的放射敏感性[13]。Calinescu等[14]研究發(fā)現(xiàn)，CXCR4拮抗劑AMD3100對(duì)體外培養(yǎng)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞有抑制增殖、誘發(fā)凋亡和阻礙細(xì)胞周期進(jìn)程的作用，其中伴有pAkt、Rb、Bcl-XL、Cyclin D1、cdk4/cdk6、HIF-1α、CXCL12表達(dá)下調(diào)，提示CXCL12/CXCR4信號(hào)軸通過(guò)一種自分泌正反饋機(jī)制調(diào)控膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的存活與增殖。

Chang等[15]研究表明，腫瘤來(lái)源的CCL20和骨保護(hù)素可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生CCL2，而CCL2可通過(guò)與受體CCR4和CCR2作用分別募集調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和髓源抑制性細(xì)胞至膠質(zhì)瘤，成為免疫抑制微環(huán)境的重要組成部分，利于腫瘤細(xì)胞存活，并提示可通過(guò)阻斷CCL2-CCR4/2軸抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的免疫逃避。Lu等[16]研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)轉(zhuǎn)染CCL2-siRNA降低U251細(xì)胞的CCL2表達(dá)水平，可以抑制U251細(xì)胞增殖、阻滯U251細(xì)胞周期在S期和增加U251細(xì)胞凋亡，并可檢測(cè)到凋亡相關(guān)蛋白caspase-3、caspase-7表達(dá)上調(diào)和TNFRSF10C表達(dá)下調(diào)。由此可見(jiàn)，抑制趨化因子及其受體表達(dá)可從多個(gè)方面降低膠質(zhì)瘤細(xì)胞的存活。

4 趨化因子及其受體與膠質(zhì)瘤血液供應(yīng)

血液供應(yīng)與膠質(zhì)瘤的惡性生物學(xué)行為密切相關(guān)，而趨化因子及其受體在其中發(fā)揮重要作用。Tabouret等[17]對(duì)29例經(jīng)手術(shù)加一線放化療后復(fù)發(fā)再手術(shù)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，與初診時(shí)相比，80%患者的復(fù)發(fā)腫瘤標(biāo)本中存在VEGFR2-HIF1α mRNA表達(dá)減少和CXCL12-CXCR4 mRNA表達(dá)增多，提示在放化療后膠質(zhì)母細(xì)胞瘤復(fù)發(fā)過(guò)程中可能存在血管生成模式由VEGFR2-HIF1α向CXCL12-CXCR4通路的轉(zhuǎn)變。

血管生成擬態(tài)(VM)是由惡性腫瘤細(xì)胞形成的血管類(lèi)似結(jié)構(gòu)，是膠質(zhì)瘤抗VEGF治療失敗的一個(gè)關(guān)鍵因素。Guo等[18]在臨床膠質(zhì)瘤標(biāo)本的缺氧區(qū)域觀察到CXCR4和VM的共定位，提示缺氧誘導(dǎo)的CXCR4高表達(dá)在VM形成中發(fā)揮重要作用。Angara等[19]通過(guò)對(duì)U251細(xì)胞系及其腦內(nèi)移植瘤動(dòng)物模型的研究發(fā)現(xiàn)，瓦他拉尼或阿瓦斯汀的抗血管生成治療可使膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中CXCL8及其受體CXCR2的表達(dá)顯著增高，CXCR2陽(yáng)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞可獲得干細(xì)胞樣狀態(tài)及內(nèi)皮細(xì)胞樣表型，并參與到VM的形成中，導(dǎo)致治療抵抗；給予CXCR2-shRNA和CXCR2抑制劑SB225002可減少VM，延緩膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的生長(zhǎng)。以上研究提示，抑制趨化因子及其受體的表達(dá)有助于膠質(zhì)瘤的抗血管生成治療。

5 趨化因子及其受體與膠質(zhì)瘤干細(xì)胞

膠質(zhì)瘤干細(xì)胞是膠質(zhì)瘤中一類(lèi)與神經(jīng)干細(xì)胞類(lèi)似的具有較強(qiáng)自我更新、無(wú)限增殖能力和多向分化潛能的細(xì)胞，在膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展、治療抵抗和復(fù)發(fā)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。室管膜下區(qū)是成體中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要的神經(jīng)干細(xì)胞niche，該區(qū)可吸引膠質(zhì)母細(xì)胞瘤干細(xì)胞(GSC)向其遷移和定居，對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的擴(kuò)散和復(fù)發(fā)產(chǎn)生影響[20]，CXCL12及其受體CXCR4分別表達(dá)于室管膜下區(qū)和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞，侵入室管膜下區(qū)的GSC較原發(fā)病灶內(nèi)的膠質(zhì)瘤細(xì)胞表現(xiàn)出更強(qiáng)的CXCL12引導(dǎo)下的遷移能力。Hira等[21]對(duì)高級(jí)別膠質(zhì)瘤標(biāo)本進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在小動(dòng)脈周?chē)梢?jiàn)到CD133陽(yáng)性和nestin陽(yáng)性的膠質(zhì)瘤干細(xì)胞樣細(xì)胞(GSLC)的niche，其中有CXCL12及其受體CXCR4表達(dá)；CXCL12參與GSLC向niche遷移和在其中停留的過(guò)程。

6 趨化因子及其受體與膠質(zhì)瘤細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)

膠質(zhì)瘤細(xì)胞在EMT過(guò)程中獲得間質(zhì)細(xì)胞特性，增強(qiáng)侵襲、遷移和存活能力，在膠質(zhì)瘤的進(jìn)展及治療抵抗中發(fā)揮重要作用。Xu等[22]研究發(fā)現(xiàn)，CXCL12-CXCR4信號(hào)軸通過(guò)誘導(dǎo)前梯度蛋白2(AGR2)表達(dá)調(diào)控膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的EMT進(jìn)程。Guo等[18]發(fā)現(xiàn)缺氧可誘導(dǎo)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤MIF、CXCR4和間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物N-鈣黏蛋白、波形蛋白強(qiáng)烈表達(dá)，并抑制上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-鈣黏蛋白表達(dá)，提示CXCR4在缺氧誘導(dǎo)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞EMT中起關(guān)鍵作用。

Zhang等[23]研究發(fā)現(xiàn)，CXCL8在膠質(zhì)瘤組織和細(xì)胞系中存在高表達(dá)，CXCL8通過(guò)CXCR1-ELMO1-NF-κB-Snail信號(hào)通路誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的間質(zhì)轉(zhuǎn)化，N-鈣黏蛋白、波形蛋白表達(dá)升高，膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物T-鈣黏蛋白表達(dá)降低，促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞遷移和侵襲;體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，抑制CXCR1表達(dá)可以減少CXCL8自分泌誘導(dǎo)的膠質(zhì)瘤細(xì)胞侵襲。Zheng等[24]報(bào)道，在TGF-β1誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞EMT的過(guò)程中，E-鈣黏蛋白表達(dá)降低和N-鈣黏蛋白、波形蛋白表達(dá)增高，而這些EMT標(biāo)志物改變可被CCR7-siRNA逆轉(zhuǎn)，并且用CCR7-siRNA和CCR7中和抗體均可顯著減少TGF-β1引發(fā)的膠質(zhì)瘤細(xì)胞侵襲和遷移。

7 以趨化因子及其受體為靶點(diǎn)的膠質(zhì)瘤治療

7.1 以CXCL12及其受體CXCR4為靶點(diǎn) Gravina等[25]報(bào)道，一種可透過(guò)血腦屏障的高選擇性CXCR4拮抗劑PRX177561不僅可以抑制體外培養(yǎng)的人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系的增殖、侵襲，延緩裸小鼠皮下異種移植膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的生長(zhǎng)，而且能延長(zhǎng)腦內(nèi)異種移植膠質(zhì)母細(xì)胞瘤裸小鼠的無(wú)病生存期(DFS)和總生存期(OS)。Mercurio等[26]報(bào)道，對(duì)U87MG細(xì)胞腦內(nèi)移植瘤小鼠給予選擇性CXCR4肽拮抗劑，不僅能夠影響腫瘤細(xì)胞本身，還能促進(jìn)巨噬細(xì)胞的M1極化，抑制腫瘤血管生成。Pham等[27]報(bào)道，VEGFR信號(hào)抑制劑西地尼布和凡德他尼可提高VEGFR陽(yáng)性的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系和異種移植瘤的CXCR4表達(dá)，這依賴(lài)于TGFβ/TGFβR，而非HGF/MET信號(hào)；西地尼布與AMD3100聯(lián)合應(yīng)用相比于單藥治療，可以使腦內(nèi)移植瘤小鼠的生存時(shí)間明顯延長(zhǎng)?？寡苌砂邢蛑委煏?huì)引起膠質(zhì)母細(xì)胞瘤組織缺氧、CXCL12表達(dá)增高和巨噬細(xì)胞募集，導(dǎo)致治療抵抗。Gagner等[28]，用專(zhuān)有蛋白表位模擬技術(shù)開(kāi)發(fā)的一種新型高效選擇性CXCR4拮抗劑POL5551，可通過(guò)抑制低氧誘導(dǎo)的膠質(zhì)瘤細(xì)胞遷移，減少抗VEGF治療后的膠質(zhì)瘤侵襲，并使已知對(duì)膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散有促進(jìn)作用的巨噬細(xì)胞和膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的數(shù)量減少，通過(guò)多種機(jī)制作用于膠質(zhì)瘤的治療抵抗。

7.2 以CXCR7為靶點(diǎn) Liu等[29]研究發(fā)現(xiàn)，用CXCR7-siRNA或CXCR7的小分子拮抗劑CCX771均能顯著抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞增殖與侵襲。CXCR7選擇性表達(dá)于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞和腫瘤相關(guān)血管，并且腫瘤CXCR7高表達(dá)與不良預(yù)后及潛在治療抵抗相關(guān)。Salazar等[30]設(shè)計(jì)了一種以CXCR7為靶點(diǎn)的嵌合抗體X7Ab，利用自然殺傷細(xì)胞和補(bǔ)體的細(xì)胞毒活性以及巨噬細(xì)胞的吞噬能力來(lái)殺傷膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞，同時(shí)增強(qiáng)M1巨噬細(xì)胞活化，支持體內(nèi)抗腫瘤免疫應(yīng)答；X7Ab和替莫唑胺聯(lián)合應(yīng)用相比于單藥治療，可以顯著延長(zhǎng)異種腦內(nèi)移植膠質(zhì)母細(xì)胞瘤小鼠的生存時(shí)間，并減少替莫唑胺用量。

8 展望

趨化因子及其受體與腫瘤細(xì)胞侵襲、增殖、存活、EMT和腫瘤干細(xì)胞、血液供應(yīng)關(guān)系密切，這是它們?cè)谀z質(zhì)瘤和肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌等其他惡性腫瘤中的共性表現(xiàn)。但膠質(zhì)瘤具有中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的特殊性，如血腦屏障的存在。另外，趨化因子及其受體除了在腫瘤浸潤(rùn)性生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮促進(jìn)作用外，它們還是免疫等腫瘤防御機(jī)制的組成部分，這種兩面性增加了其臨床應(yīng)用的復(fù)雜性。趨化因子及其受體目前尚未進(jìn)入膠質(zhì)瘤臨床治療中，但其應(yīng)用前景廣闊，希望未來(lái)能找到切實(shí)可行的運(yùn)用途徑，為膠質(zhì)瘤的診斷和治療提供幫助。