趨化因子及其受體的功能

 

 

免疫細(xì)胞的定向遷移是機(jī)體免疫應(yīng)答發(fā)生和完成的必須條件。趨化因子是一類控制細(xì)胞定向遷移的細(xì)胞因子。其功能行使由趨化因子受體介導(dǎo)。趨化因子與其受體的相互作用控制著各種免疫細(xì)胞在循環(huán)系統(tǒng)和組織器官間定向遷移, 使之到達(dá)感染、創(chuàng)傷和異常增殖部位, 執(zhí)行清除感染源、促進(jìn)創(chuàng)傷愈合和消滅異常增殖細(xì)胞、維持組織細(xì)胞平衡的功能。趨化因子及其受體的表達(dá)和功能異常，將導(dǎo)致免疫細(xì)胞不能在正確的位置行使正確的功能。因此趨化因子系統(tǒng)在免疫系統(tǒng)功能行使的各個(gè)環(huán)節(jié)中處于關(guān)鍵地位，并由此在病原體的清除、炎癥反應(yīng)、病原體感染、細(xì)胞及器官的發(fā)育、創(chuàng)傷的修復(fù)、腫瘤的形成及其轉(zhuǎn)移、移植免疫排斥等方面都起著重要的作用。以趨化因子及其受體分子為控制靶點(diǎn)，通過(guò)激活或拮抗趨化因子受體的信號(hào)傳導(dǎo)來(lái)調(diào)控趨化因子系統(tǒng)的功能，可望用于控制和治療相關(guān)疾病。

 

1. 趨化因子與趨化因子受體

趨化因子是一類能趨化細(xì)胞定向移動(dòng)的小分子分泌蛋白，由70至100個(gè)氨基酸組成。至今已發(fā)現(xiàn)了40多種人的趨化因子，屬細(xì)胞因子中的最大家族。當(dāng)成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、表皮細(xì)胞等組織細(xì)胞和免疫細(xì)胞在受到刺激物如生長(zhǎng)因子、干擾素、病毒產(chǎn)物及細(xì)菌產(chǎn)物的誘導(dǎo)時(shí)可分泌出不同的趨化因子。在趨化因子的分子中都有4個(gè)保守的半胱氨酸（C）。根據(jù)靠近分子氨基端(N端)的前兩個(gè)C間是否插入其它氨基酸, 將它們分為4個(gè)亞類：CXC類(插入1個(gè)氨基酸殘基)，亦稱為α類趨化因子，如IL-8(Interleukin-8);CC 類(不插入其它氨基酸殘基),又稱為β類趨化因子, 如MCP-1(Monocyte chemoattractant protein-1);CX3C類(插入3個(gè)其它氨基酸)，如Fractalkine；C類(N端僅1個(gè)C),如Lymphotactin 。目前所發(fā)現(xiàn)的趨化因子主要屬于α類和β類。在分子結(jié)構(gòu)上，皆通過(guò)二硫鍵折疊成以自由的N-端、三個(gè)反向折疊的β-片層和α螺旋的羧基端(C-端)為特征的二級(jí)結(jié)構(gòu)。

 

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(gè)氨基酸組成。7個(gè)跨膜區(qū)將分子分成細(xì)胞外自由的N-端、3個(gè)細(xì)胞外環(huán)、3個(gè)細(xì)胞內(nèi)環(huán)和C-端幾個(gè)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。與趨化因子受體偶連的異三聚體G-蛋白的α亞基為Gi/o，對(duì)百日咳毒素敏感。按趨化因子的分類， 將同CC 類趨化因子結(jié)合的受體稱為CC類受體(CCR), 同CXC類趨化因子結(jié)合的受體稱為CXC 類受體(CXCR)，同樣有C和CX3C受體(CR、CX3CR)。

 

趨化因子N-端氨基酸殘基的缺失突變體不能與其受體結(jié)合, 證實(shí)了趨化因子的N-端序列在與受體結(jié)合及引起信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的關(guān)鍵作用。C端能夠極大地增強(qiáng)N端肽段的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能。1st -beta片層結(jié)構(gòu)能夠和血管內(nèi)皮細(xì)胞上的氨基葡聚糖GAG(Glycosaminoglycan)結(jié)合, 可使其附著并富集于血管內(nèi)皮細(xì)胞上。趨化因子受體胞外區(qū)的N端及一個(gè)以上的胞外環(huán)參與其配體的結(jié)合, 而且N端的序列在很大程度上決定了受體對(duì)趨化因子的特異選擇性。趨化因子受體的C端(胞內(nèi)部分)大都為富含絲氨酸(Serine)和蘇氨酸(Threonine)殘基的片段，其磷酸化可能參與受體活化后的信號(hào)傳導(dǎo)和內(nèi)化。

 

在配體-受體結(jié)合實(shí)驗(yàn)中, 可以看到趨化因子與受體間結(jié)合的冗余現(xiàn)象, 即一個(gè)趨化因子可與數(shù)個(gè)趨化因子受體結(jié)合，如RANTES(Regulated on activation normal T cell expressed and secreted)與CCR1、CCR3、CCR5的結(jié)合；一個(gè)趨化因子受體可與數(shù)個(gè)趨化因子結(jié)合，如CCR3 與eotaxins , MCP-2 、3 、4 、RANTES的結(jié)合。因此, 在體外趨化實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)為。一種趨化因子可以趨化表達(dá)不同趨化因子受體的免疫細(xì)胞做定向遷移,一種免疫細(xì)胞可以為多種趨化因子所趨化。正是這種趨化因子及其受體相互作用的冗余才使趨化因子系統(tǒng)在體內(nèi)的精細(xì)調(diào)控成為可能。在體內(nèi)，各種趨化因子通過(guò)它們?cè)诮M織中不同時(shí)相的表達(dá)和分布差異, 以及趨化因子受體在不同免疫細(xì)胞類群上不同時(shí)相的表達(dá)和分布差異, 調(diào)控著不同免疫細(xì)胞的定向遷移和相互作用, 并由此決定了趨化因子與其受體作用的特異性。如IL-8主要作用于中性粒細(xì)胞的定向遷移；CXCR3、CCR5的表達(dá)局限在T輔助1型細(xì)胞(TH1)上，由INF-gamma可誘導(dǎo)產(chǎn)生的MIG(Monokine induced by INF-γ)、IP-10(INF-γinducible protein of Mr 10 000)及I-TAC(INF-inducible T cell αchemoattractant)主要分布在TH1型炎癥組織中；CCR3，CCR4，CCR8 則局限在T輔助2型細(xì)胞(TH2)上；TARC(Thymus- and activation-related chemokine)表達(dá)于皮膚血管內(nèi)皮上，向皮膚組織聚集的T細(xì)胞表達(dá)其受體CCR4；小腸固有層血管內(nèi)皮表達(dá)TECK(Thymus-expressed chemokine)，在腸炎組織中有表達(dá)其受體CCR9的T細(xì)胞浸潤(rùn)。

 

2. 趨化因子對(duì)免疫細(xì)胞的趨化作用

趨化因子的基本功能就是對(duì)表達(dá)有相應(yīng)趨化因子受體的細(xì)胞的定向趨化作用。目前認(rèn)為, 免疫細(xì)胞克服血管內(nèi)皮細(xì)胞屏障，在體液和組織間穿行包括4個(gè)步驟, 即細(xì)胞隨體液流動(dòng)、細(xì)胞被穩(wěn)固黏附到血管內(nèi)皮上、細(xì)胞穿過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞間隙、細(xì)胞遷移到特定組織中。在此過(guò)程中, 趨化因子控制著滲出細(xì)胞的選擇性以及被選擇細(xì)胞的穩(wěn)固黏附。體外實(shí)驗(yàn)已證實(shí)趨化因子能使在血流速度下的淋巴細(xì)胞黏附在固相支持物上, 不同的趨化因子特異地引導(dǎo)表達(dá)相應(yīng)趨化因子受體的淋巴細(xì)胞的附著。免疫細(xì)胞由于所表達(dá)的選擇素與血管內(nèi)皮細(xì)胞上的選擇素受體的相互作用，與血管內(nèi)皮有瞬間的非選擇性的可逆性黏附，因此免疫細(xì)胞在血流中沿血管壁做滾動(dòng)前行。局部組織中血管內(nèi)皮細(xì)胞所分泌的趨化因子通過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞上的GAG被富集在血管內(nèi)皮表面。表達(dá)相應(yīng)趨化因子受體的免疫細(xì)胞在滾動(dòng)前行中由于與血管內(nèi)皮上趨化因子作用而促使免疫細(xì)胞整合素的上調(diào)，整合素與內(nèi)皮細(xì)胞上的黏附分子的相互作用導(dǎo)致免疫細(xì)胞不可逆地黏附到血管內(nèi)皮表面。穩(wěn)固黏附的免疫細(xì)胞在其分泌的特殊酶的作用下，穿過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞間隙和基底膜，并在趨化因子濃度梯度的引導(dǎo)下，移行至特定組織中。

 

3. 趨化因子與天然免疫

研究表明, 趨化因子具有直接抑菌作用。趨化因子MIG、IP-10及I-TAC在體外抑菌實(shí)

驗(yàn)中具有防御素樣的直接抑菌作用。經(jīng)IFN-γ刺激PBMC所產(chǎn)生的MIG、IP-10及I-TAC是非刺激細(xì)胞的28 ～ 35倍, 在瓊脂擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)中能夠抑制大腸桿菌和李斯特菌的生長(zhǎng)。而且, 與防御素相同，該抑菌作用受高濃度NaCl的抑制。另外，人β-防御素是趨化因子受體CCR6

的配體，能趨化表達(dá)CCR6的未成熟樹(shù)突狀細(xì)胞(Dendritic cell ,DC)和記憶性T細(xì)胞的定向遷移, 由此可以推測(cè)，天然免疫因子β-防御素通過(guò)與CCR6的相互作用, 招募DC和T細(xì)胞到達(dá)微生物感染部位, 是啟動(dòng)獲得性免疫應(yīng)答的途徑之一。

 

4. 趨化因子與獲得性免疫

4 .1抗原提呈與T、B 細(xì)胞活化

DC是目前發(fā)現(xiàn)的功能最強(qiáng)的抗原提呈細(xì)胞(Antigen presenting cell ,APC)。DC從外周組織遷移到周圍淋巴組織伴隨著其抗原提呈過(guò)程亦即DC的成熟過(guò)程。趨化因子通過(guò)作用于具有不同趨化因子受體表達(dá)譜的DC，控制和調(diào)節(jié)DC完成其遷移過(guò)程。未成熟DC表達(dá)多種趨化因子受體, 在感染和創(chuàng)傷組織中不同的趨化因子的招募下進(jìn)入損傷組織，在進(jìn)行抗原攝取和處理的過(guò)程中, 由不表達(dá)CCR7 的未成熟DC 轉(zhuǎn)變?yōu)楦弑磉_(dá)CCR7的成熟DC(mDC)，使之能在表達(dá)于輸入淋巴管高內(nèi)皮靜脈(HEV)和次級(jí)淋巴組織中的副皮質(zhì)區(qū)(T-區(qū))的趨化因子SLC ELC (Secondary lymphoid tissue chemokine Epstein-Barr virus-induced receptor ligand chemokine)的引導(dǎo)下，從周圍組織進(jìn)入二級(jí)淋巴組織中。同樣, 幼稚T細(xì)胞亦高表達(dá)CCR7。與mDC一樣,受HEV和周圍淋巴組織中SLC/ELC的引導(dǎo)進(jìn)入淋巴結(jié)的副皮質(zhì)區(qū)(T-區(qū)域), 并在此接受APC提呈的抗原信息而被激活成效應(yīng)T細(xì)胞。效應(yīng)T細(xì)胞離開(kāi)淋巴結(jié)并經(jīng)血液循環(huán)游走到外來(lái)抗原部位啟始特異性免疫反應(yīng)。幼稚(Naive)B細(xì)胞亦高表達(dá)CCR7和CXCR5，受SLC/ELC和表達(dá)于周圍淋巴組織淺皮質(zhì)區(qū)的BCA-1(B cell-activating chemokine-1)的引導(dǎo)，通過(guò)HEV進(jìn)入淋巴結(jié)并定位于淺皮質(zhì)區(qū)(B細(xì)胞區(qū)域)而被活化。

 

4 .2 T 細(xì)胞的極化 

T 細(xì)胞極化成TH1或TH2代表著T 細(xì)胞應(yīng)答的重要特征。環(huán)境中的細(xì)胞因子類型決定了T細(xì)胞極化的方向。IL-12、INF-α促使幼稚T細(xì)胞極化成TH1細(xì)胞；IL-4則促使稚T細(xì)胞極化成TH2細(xì)胞；而TGF-β能夠促使幼稚T細(xì)胞發(fā)展成TH0細(xì)胞，后者具有被極化成TH1細(xì)胞或TH2細(xì)胞的潛能。極化的T細(xì)胞表達(dá)不同的趨化因子受體, 從而使不同的T細(xì)胞被趨化到不同的組織部位，發(fā)揮不同的生物學(xué)功能。TH1細(xì)胞特征表達(dá)CCR5、CXCR3，受趨化因子如MIP-1α(Macrophage inflammatory protein-1α)、RANTES、MIG 和IP-10 的驅(qū)使到達(dá)損傷組織, 并能表達(dá)上述趨化因子以募集更多的淋巴細(xì)胞，引起TH1型炎癥反應(yīng)；TH2細(xì)胞特征表達(dá)CCR3、CCR4、CCR8，可以受趨化因子如eotaxin-1、2、3, MCP-2、3、4的驅(qū)使而到達(dá)損傷組織，引發(fā)TH2型炎癥反應(yīng)。趨化因子能通過(guò)誘導(dǎo)TH0細(xì)胞定向分化來(lái)調(diào)節(jié)前炎性細(xì)胞因子與抗炎細(xì)胞因子的平衡。MIP-1α與活化的T細(xì)胞孵育可導(dǎo)致向TH1的極化，增加IFN-γ的表達(dá)水平，下調(diào)IL-4的水平；而MCP-1與活化的T細(xì)胞孵育后則導(dǎo)致向TH2的極化，增加IL-4的水平，下調(diào)IFN-γ水平。最近還發(fā)現(xiàn), IP-10、MIG、I-TAC既是TH1細(xì)胞特征表達(dá)的趨化因子受體CXCR3的激動(dòng)劑，同時(shí)又是TH2表達(dá)的趨化因子受體CCR3的天然拮抗劑，這一事實(shí)表明通過(guò)CXCR3招募TH1細(xì)胞的趨化因子做為CCR3的拮抗劑，又能阻斷CCR3的趨化因子對(duì)TH2細(xì)胞的招募。因此，趨化因子能促使不同極化T細(xì)胞的募集。

 

4 .3病原體的清除  

免疫活性細(xì)胞到達(dá)病原體感染部位是免疫系統(tǒng)進(jìn)行抑制和清除病原體的先決條件。機(jī)體對(duì)結(jié)核分支桿菌的感染所產(chǎn)生的細(xì)胞免疫反應(yīng)需要巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞聚集到感染部位。CCR2基因敲除小鼠在結(jié)核分支桿菌感染的早期就會(huì)死亡, 其感染肺部組織中細(xì)菌數(shù)量是正常感染小鼠的100倍，在感染早期和晚期皆可觀察到巨噬細(xì)胞和DC及T細(xì)胞積聚到感染肺部的數(shù)量大大減少，表明CCR2及其相應(yīng)趨化因子在啟始和控制結(jié)核分支桿菌感染中的重要作用。

 

5. 趨化因子的其他功能

趨化因子遠(yuǎn)非僅僅是最初認(rèn)為的機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)因子，還明確地具有除調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞遷移以外的其它功能, 如一些趨化因子是細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子，一些是血管生成調(diào)節(jié)因子，一些則參與胚胎期免疫系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的形成和發(fā)育，還有一些趨化因子受體是一些病原體入侵宿主細(xì)胞的受體。這些發(fā)現(xiàn)將趨化因子及其受體的重要作用擴(kuò)展到參與免疫系統(tǒng)功能以外的生物學(xué)功能之中。

 

5 .1調(diào)節(jié)血細(xì)胞發(fā)育　

趨化因子系統(tǒng)以多種方式來(lái)調(diào)節(jié)血細(xì)胞的發(fā)育。第一，可以調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞和血細(xì)胞前體的增殖。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，有幾種趨化因子如MIP-1α、IL-8 ,能夠抑制正常血細(xì)胞前體的增殖，并有協(xié)同作用。由于這種抑制作用能夠保護(hù)造血細(xì)胞免受抗腫瘤藥物導(dǎo)致的對(duì)細(xì)胞周期中造血前體細(xì)胞的毒性作用，MIP-1α的類似物BB10010做為治療乳腺癌化療中血細(xì)胞減少的藥物進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)。SDF-1能促進(jìn)人外周血CD34+前體細(xì)胞的增殖，增強(qiáng)人骨髓、脊柱血及小鼠脊柱中造血干細(xì)胞的生存和抗凋亡能力, 增強(qiáng)體外長(zhǎng)期培養(yǎng)小鼠造血干細(xì)胞的植入能力。第二，可以調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞和血細(xì)胞前體的遷移和歸巢。在SDF-1/CXCR4基因敲除小鼠上觀察到骨髓中造血前體細(xì)胞而非胎肝中造血前體細(xì)胞減少, 表明SDF-1在胚胎發(fā)育中造血干細(xì)胞和前體細(xì)胞從胎肝向骨髓的遷移中起決定性作用。第三，調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞發(fā)育中淋巴細(xì)胞的遷移和歸巢。許多趨化因子組成性地表達(dá)于胸腺組織、周圍淋巴結(jié)和其它淋巴組織中，選擇性地招募表達(dá)有相應(yīng)趨化因子受體的幼稚淋巴細(xì)胞,使得胸腺及周圍淋巴組織能夠發(fā)育正常。這些趨化因子被稱為歸巢趨化因子(Homing chemokines)。如在胸腺組織中表達(dá)有趨化因子TECK、ELC、SLC、MIP-3α等, 在二級(jí)淋巴組織中表達(dá)有ELC 、SLC、DCCK-1(Dendritic cell chemokine-1)、BCA-1等，招募幼稚T細(xì)胞和B 細(xì)胞分別進(jìn)入各自的發(fā)育成熟部位。

 

5 .2參與胚胎期器官的發(fā)育

SDF-1/CXCR4基因敲除小鼠死于子宮內(nèi),伴有嚴(yán)重的心室隔膜缺損,小腦組織結(jié)構(gòu)發(fā)育異常,胃腸道的血管發(fā)育異常,顯示它們?cè)谄鞴侔l(fā)育中的重要作用。

 

5 .3趨化因子與血管生成

在CXC類趨化因子中,就其CXC 前至N-端是否存在ELR(Glu-Leu-Arg)序列將之分為2個(gè)亞類, 即ELR+-CXC 和ELR-CXC。ELR+-CXC 類趨化因子,如IL-8、MGSA(Melanoma growth-stimulatory activity), 能趨化培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞定向移動(dòng), 并能增強(qiáng)家兔角膜新生血管的數(shù)量, 因此具有促血管生成作用;而ELR-CXC類趨化因子,如IP-10、MIG、PF4(Platelet factor 4)，則具有抑制血管生成作用, 它們?cè)隗w外趨化試驗(yàn)中能夠拮抗ELR+-CXC 類趨化因子對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的趨化作用，并抑制ELR+-CXC類趨化因子的促家兔角膜血管生成作用。促血管生成功能在促進(jìn)創(chuàng)傷的愈合和腫瘤的生長(zhǎng)中有重要作用。

 

5 .4趨化因子受體與病原微生物感染

 

5 .4 .1瘧原蟲受體

瘧原蟲入侵紅細(xì)胞是通過(guò)紅細(xì)胞上的Duffy 抗原受體(Duffy antigen receptor for chemokines，DARC)介導(dǎo)。DARC是紅細(xì)胞上能夠結(jié)合多種趨化因子的趨化因子受體，是發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)可以和不同類趨化因子結(jié)合(如可以和CC類的MCP-1、RANTES及CXC類的IL-8、MGSA結(jié)合)的趨化因子受體，但不能引發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。在功能上可能是血液中的趨化因子池，以吸收并調(diào)節(jié)血液循環(huán)中過(guò)量的趨化因子。

 

5 .4 .2  HIV的輔助受體

HIV感染宿主細(xì)胞除需要細(xì)胞上的CD4為受體外, 還需要趨化因子受體做為其輔助受體才能實(shí)現(xiàn)。HIV首先與宿主細(xì)胞上的CD4 結(jié)合，進(jìn)一步與相應(yīng)的趨化因子受體CCR5或CXCR4結(jié)合，最終導(dǎo)致HIV核酸穿膜進(jìn)入宿主細(xì)胞。主要的輔助受體是CCR5 和CXCR4。由于分離時(shí)病毒所利用的輔助受體的差別，將HIV分為嗜巨噬細(xì)胞株(M-株)和嗜T細(xì)胞株(T-株), 前者主要侵染細(xì)胞表面表達(dá)有CCR5的巨噬細(xì)胞，后者主要侵染細(xì)胞表面表達(dá)有CXCR4的T淋巴細(xì)胞。通常在初始感染者上分離到的HIV都是M-株。由于HIV的高變異性，在持續(xù)感染一段時(shí)間后，從感染者身上還可以分離到能夠利用其它的趨化因子受體的

HIV，如CCR2、CCR3、CXCR2等。參與輔助受體功能的結(jié)構(gòu)主要是趨化因子受體的N-端、胞外區(qū)的一些部位，它們與其趨化因子結(jié)合區(qū)域有部分交叉重疊。

 

5 .5 趨化因子對(duì)組織細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞的趨化作用

趨化因子除了對(duì)免疫細(xì)胞有定向趨化作用外，對(duì)其它能夠表達(dá)相應(yīng)趨化因子受體的組織細(xì)胞都具有趨化作用。如前面提到的ELR-CXC類趨化因子對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的趨化作用。SDF-1對(duì)胚胎期神經(jīng)細(xì)胞的趨化能力使之在中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育中起重要作用。長(zhǎng)期以來(lái)一直有報(bào)道，在腫瘤組織中有趨化因子和趨化因子受體的表達(dá)，包括腫瘤細(xì)胞和浸潤(rùn)細(xì)胞。但趨化因子對(duì)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展的正向或負(fù)向作用是多方面的和不確切的。一些趨化因子通過(guò)激活免疫活性細(xì)胞毒性細(xì)胞或抑制腫瘤相關(guān)血管生成來(lái)抑制腫瘤的生長(zhǎng)和發(fā)展。而另一些趨化因子則通過(guò)促腫瘤細(xì)胞增生、移行，促進(jìn)蛋白水解酶的分泌和誘導(dǎo)血管生成來(lái)促進(jìn)腫瘤的發(fā)展。在不同的研究中, 不同的趨化因子有不同的作用，或相同的趨化因子也有不同的作用, 表明在腫瘤的形成和發(fā)展中趨化因子網(wǎng)絡(luò)的參與是復(fù)雜的。腫瘤的轉(zhuǎn)移是一種非隨機(jī)的、有組織器官選擇性的高度組織化的過(guò)程，與淋巴細(xì)胞的定向遷移有相似之處。已有實(shí)驗(yàn)證實(shí)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移受趨化因子的嚴(yán)格調(diào)控。與正常乳腺細(xì)胞和乳腺組織相比，在乳腺癌培養(yǎng)細(xì)胞、乳腺癌組織和乳腺癌轉(zhuǎn)移瘤上有高表達(dá)CCR7和CXCR4。CCR7的配體SLC/ELC表達(dá)于HEV和周圍淋巴組織中,CXCR4的配體SDF-1主要表達(dá)于淋巴結(jié)、肺、肝及骨髓, 而在小腸、腎、大腦和骨骼肌中痕跡量表達(dá)。乳腺癌轉(zhuǎn)移特征正是向周圍淋巴結(jié)、骨髓、肺及肝臟轉(zhuǎn)移, 極少至腎臟。在體外實(shí)驗(yàn)中，相應(yīng)趨化因子對(duì)乳腺癌細(xì)胞有趨化作用和誘導(dǎo)浸潤(rùn)作用;體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明, 抗CXCR4的單抗能夠阻止乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移至淋巴結(jié)和肺組織。同樣，在黑色素瘤的組織特異性轉(zhuǎn)移與腫瘤細(xì)胞上表達(dá)的趨化因子受體CXCR4、CCR7 和CCR10 有關(guān)。因此趨化因子及其受體在決定腫瘤轉(zhuǎn)移目地組織中有重要作用。

 

6. 結(jié)語(yǔ)

趨化因子及其受體的上述生物學(xué)功能的研究和揭示使之成為當(dāng)今最有前途的治療炎癥性疾病的靶點(diǎn)。趨化因子及其受體相互作用的多渠道方式可能意味著細(xì)胞在移行的每一步驟都依賴于單個(gè)的趨化因子或趨化因子受體, 阻斷這一受體可導(dǎo)致該移行細(xì)胞移行方向的改變, 所以在許多趨化因子受體拮抗劑的實(shí)驗(yàn)研究中可以看到, 往往單個(gè)趨化因子的阻斷就能明顯地抑制炎癥反應(yīng)。不同的淋巴細(xì)胞在趨化因子的作用下選擇性地移行到特定的部位，提示阻斷趨化因子受體策略較目前所使用的免疫抑制劑更具選擇性和安全性。目前已在制備各種趨化因子受體拮抗劑, 有單克降抗體、趨化因子變異體和小分子有機(jī)化合物。在未來(lái)的幾年中很有可能就會(huì)從中篩選到治療免疫相關(guān)疾病的有效藥物。

 

 

相關(guān)通路指標(biāo)：

Chemokine Ligands:

α Chemokine (CXC Motif): CXCL1 (IL8RA), CXCL10 (INP10), CXCL11 (I-TAC/IP-9), CXCL12 (SDF1), CXCL13, CXCL14, CXCL16, CXCL2 (IL8RB), CXCL3, CXCL5 (ENA-78/LIX), CXCL6 (GCP2), CXCL9 (MIG).

β Chemokine (CC Motif): CCL1 (I309), CCL11 (Eotaxin), CCL13 (MCP-4), CCL14, CCL15 (MIP-1D), CCL16 (HCC4), CCL17 (TARC), CCL18 (PARC), CCL19, CCL2 (MCP-1), CCL20 (MIP-3A), CCL21 (MIP-2), CCL22 (MDC), CCL23 (MPIF-1), CCL24 (Eotaxin 2), CCL25 (TECK), CCL26 (Eotaxin 3), CCL27, CCL28, CCL3 (MIP-1A), CCL4 (MIP-1B), CCL5 (RANTES), CCL7 (MCP-3), CCL8 (MCP-2).

γ Chemokine (C Motif): XCL1, XCL2.

δ Chemokine (CX3C Motif): CX3CL1.

 

Chemokine Receptors:

α Chemokine (CXC Motif): CXCR1, CXCR2, CXCR3, CXCR4, CXCR5, CXCR6.

β Chemokine (CC Motif): CCR1, CCR10, CCR2, CCR3, CCR4, CCR5, CCR6, CCR7, CCR8, CCR9.

γ Chemokine (C Motif): XCR1.

δ Chemokine (CX3C Motif): CX3CR1.

 

Atypical: ACKR2, ACKR4, CCRL2, ACKR3, DARC.

 

Cytokines Involved in Chemotaxis: C5, CKLF, CMTM1 (CKLFSF1), CMTM2 (CKLFSF2), CMTM3, CMTM4, IL16, IL1B, IL4, IL8, PF4V1, PPBP, TNF.

 

Cytokine Receptors Involved in Chemotaxis: C5AR1 (GPR77), CMKLR1, FPR1, GPR17.

 

Other Genes Involved in Chemotaxis: HIF1A, SLIT2, TLR2, TLR4, TYMP.

 

 

通路研究工具：

癌癥炎癥因子和免疫衰減系列
趨化因子受體系列
克羅恩病系列
樹(shù)突狀抗原呈遞細(xì)胞系列
G蛋白偶聯(lián)受體系列
炎性細(xì)胞因子及受體系列	s
炎癥反應(yīng)和自身免疫系列

 

PCR Array：

Q-PCR array是信號(hào)通路基礎(chǔ)生物學(xué)研究和臨床疾病研究的重要工具。這種功能分類芯片運(yùn)用成熟的SYBR Green熒光定量PCR技術(shù)，專注于一個(gè)信號(hào)通路中基因的表達(dá)水平檢測(cè)。與傳統(tǒng)的高密度表達(dá)譜芯片相比，Q-PCR array具有針對(duì)性強(qiáng)、靈敏度高、準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)。 芯片上的基因包括了與研究對(duì)象有確定關(guān)系的基因，或至少是與研究對(duì)象的關(guān)系有待考證的基因。如果研究對(duì)象是某一生物學(xué)通路的基因，則使用針對(duì)該類基因的功能分類基因芯片比使用高密度表搭配芯片更加有效便利。

 

 

BioTNT QPCR芯片特點(diǎn):

l   靈敏度高，樣本使用量低；

l   線性范圍廣，可同時(shí)檢測(cè)表達(dá)水平差異大的基因；

l   每個(gè)基因的檢測(cè)引物優(yōu)化后保證高擴(kuò)增率和產(chǎn)物單一；

l   重復(fù)性高，Ct值的平均差異只有0.25個(gè)循環(huán)；

 

BioTNT QPCR Array芯片操作流程：