趋化因子受体CXCR4及其配体CXCL12与口腔癌研究进展

刘一秀 综述，夏德林 审校

口腔癌是口腔颌面部中较为常见的恶性肿瘤，在全身恶性肿瘤的发病率中口腔癌占5%左右，其具有颈部淋巴结转移及周围组织局部浸润生长的特点，患者的预后与肿瘤细胞向颈部淋巴结转移密切相关［1］，因此为了提高患者的生存率和口腔癌的治愈率，研究口腔癌的发病机制和路径具有重要的意义。目前的研究表明［2-3］，口腔癌中的恶性细胞与趋化因子关系紧密，尤其以趋化因子配体CXCL12 及受体CXCR4组成的反应轴之间的作用引人瞩目，它们不仅在肿瘤发病机制及转移路径中发挥关键作用，而且被认为有可能成为用于癌症治疗中崭新的靶点。现就CXCLl2/CXCR4 的生物特性及在口腔癌的表现和淋巴结转移作一综述。

1 趋化因子CXCLl2及受体CXCR4

1.1 CXCLl2／CXCR4 的结构及结合机制 人体中的细胞种类繁多，部分细胞因子具有趋化活性简称为趋化因子，它们使免疫细胞聚集并作用于细胞免疫调节和病理过程中，较其他因子不同的是趋化因子含有四个半胱氨酸残基构成的两对双硫键。第一、第二半胱氨酸残基之间由一个介入氨基酸残基间隔，其分为两个亚科：CXC 和CC 趋化因子。两种因子间分子N端含半胱氨酸数目的不同，CXC 趋化因子的染色体定位于4号染色体而不同于CC趋化因子定位的17号染色体。小分子的趋化因子CXCL12 是趋化因子蛋白 的 一 种，通 过SDF-1α/CXCL12a 和SDF-1β/CXCL12b表达。它们是不同的变异拼接体，却具有相同基因编码，在表达与功能上没有任何差异。CXCL12与大多数趋化因子的区别是在广泛的组织中组成型表达，而不是在炎症等因素下表达，因此可能具有免疫监视作用［4］。在体外的CXCL12 通过淋巴细胞趋化因子表现，效果显著，它促使单核细胞、淋巴细胞等细胞的聚集数目较其他趋化因子多十倍［5］。CXCL12的生物配体CXCR4，是具有七次跨膜受体的蛋白体［6］，受体CXCR4单独作用于CXCL12,具有对CXCL12高度的亲和力。CXCLl2与受体CXCR4之间相互作用，构成的CXCLl2-CXCR4轴是细胞迁移和连接中的重要信息传输［7］。近年研究发现，CXCLl2和CXCR4构成的生物学轴在多种实体瘤的生长演变过程中发挥重要作用，与恶性肿瘤的发生、发展及预后密切相关［8-9］，并且CXCR4-CXCL12 能使肿瘤细胞在远离原发病灶的非适宜环境中生长。

1.2 CXCLl2／CXCR4在组织中的表达、信号转导及其生物学功能 CXCLl2／CXCR4 不仅广泛表达于如免疫反应细胞、内皮细胞和其他正常细胞，而且在全身很多重要器官中表达。发育成熟的CXCR4，主要表达于骨髓来源的细胞中，参与细胞趋化移动。Kato 等［10］发现在乳腺癌患者中发病初期及转移中的癌细胞均高表达CXCR4。CXCR4 高表达增强肿瘤的增值能力和侵袭，促进淋巴结远处的转移。同时有研究表明，在前列腺癌、大肠癌、胃癌中CXCR4 也呈现出高表达。程伟等［11］研究表明，CXCR4 表达与肿瘤的TNM分期、淋巴结转移及肿瘤的恶性度有关，而与患者的性别及年龄无关。CXCR4表达于淋巴细胞和神经元，是神经系统的发展和对人类免疫缺陷病毒感染的共受体的一部分。而CXCL12 影响神经细胞的生存力。GTP 结合蛋白连接到信号神经并暴露CXCL12，确定受病毒感染的巨噬细胞（MDM）的功能。CXCL12 主要检测星形胶质细胞和巨噬细胞的水平。人类免疫缺陷病毒感染巨噬细胞分泌物时，减少病毒、CXCL12 诱导的G 抑制（GI），环磷酸腺苷（cAMP）联蛋白，而增加细胞内钙。这种被部分阻断CXCR4抗体或病毒的效应来源于巨噬细胞。与GTP结合蛋白偶联信号的变化相关，但并没有直接联系增加神经细胞的突触传递。这些数据表明，CXCR4 介导的信号转导机制或许是一个潜在的神经功能障碍。近期的研究表明：CXCLl2/CXCR4相互作用形成的反应轴参与人体多种免疫生理作用，主要包括：（1）参与胚胎如神经系统的发育；（2）介导免疫反应；（3）管理造血细胞的产生、生长、发育转移等；（4）为肿瘤的生长提供营养；（5）调节肿瘤的反战过程等。

2 口腔癌中CXCLl2／CXCR4的表达

CXCL12 可以防止口腔癌细胞的衰亡，CXCL12在体外，调节口腔癌细胞的增殖、存活和趋化。根据报道，在口腔癌、乳腺癌、胃癌等30 多种肿瘤细胞中表达CXCR4。因此在体内，CXCL12 或许会导致口腔癌组织的生长及扩散。CXCL12/CXCR4生物轴通过其对口腔癌细胞的趋化作用使口腔癌细胞生长，具有不可或缺的作用［12］。分泌的微环境主要是在口腔癌中，其表达水平与淋巴结转移有关，具体表达方式可能为CXCL12/CXCR4生物轴传递信号促进口腔癌组织的生长及发育，进而影响患者术后的恢复。所以通过监测肿瘤标志物CXCL12/CXCR4 的数量，有助于判断口腔癌组织的分化程度，为口腔癌的生长治疗提供研究方向。

3 CXCLl2／CXCR4 生物学轴在口腔癌生长和转移中的作用

尹东等［13］通过检测颊癌及舌癌细胞株中CXCR4及原发灶与颈部淋巴结中CXCL12的表达，分析其生长转移及活动性，结果表明CXCL12/CXCR4 生物轴促进口腔癌细胞的生长和转移。同时我们可以猜测或许干扰CXCL12/CXCR4之间的结合能成为治疗口腔癌的新的思路及研究方向。刘纪雷等［14］将舌鳞状细胞癌Tca8113细胞置于含10%胎牛血清的培养液中培养，0.25%的胰酶消化传代。将其分为4组，制备细胞爬片：（1）对照组；（2）CXCL12 因子刺激组，调整CXCL12终浓度为100ug/L；（3）单独AMD3100组，调整AMD3100 终浓度为1mg/L；（4）AMD3100 预先干预组，终浓度为1mg/L的AMD3100，预先孵育1h。使用免疫组化检测Tca8113细胞CXCR4蛋白的表达，结果显示CXCR4在4组中均有阳性表达，其中CXCL12因子刺激组表达量最高，AMD3100预孵化组CXCR4受体的表达是最少的，其他两组无显著差异。实验证明CXCL12 与CXCR4 结合使CXCR4 受体加快肿瘤细胞生长繁殖，强趋化作用的CXCL12促使舌鳞状细胞生长移动，使肿瘤细胞在联合作用下更易分散及运动。陈新明等［15］采用乳腺癌标本作为阳性对照，正常黏膜、正常涎腺组织为阴性对照,91例口腔鳞癌和76例涎腺样囊性癌为实验组，通过免疫组化分析，发现在口腔鳞状细胞癌和腺样囊性癌趋化因子受体CXCR4 的表达。结果表明：CXCR4 在口腔鳞癌石蜡切片及腺样囊性癌石蜡切片中总体阳性表达率分别为62.6%、64.5%，其与肿瘤的直径、TNM 分期及转移有关（P＜0.05）。说明趋化因子受体CXCR4 高表达于口腔鳞癌和涎腺腺样囊性癌,且表达概率与肿瘤转移相关,由此可见CXCR4 是口腔癌转移中重要的趋化剂。Almofti A 等［16］研究60 余例口腔癌活检标本中CXCL12/CXCR4 的表达，采用免疫组化方法研究性别、年龄、淋巴结的转移及预后等因素。CXCR4的表达和淋巴结转移之间有显著的关系，表达阳性的患者比阴性的患者预后差。虽然CXCL12 可诱导口腔鳞状细胞癌细胞的转移和扩散，但基质金属蛋白酶和尿激酶型纤溶酶原激活剂的表达没有影响。这些结果表明，生物学轴的信号在口腔癌原位侵袭微转移及淋巴转移中起着重要的作用。Ishikawa T［17］选取8个口腔鳞状细胞癌细胞系，通过细胞生长和体外实验，研究CXCR4 对OSCC 细胞侵袭和转移能力的作用，并下调CXCR4，检测肿瘤细胞增殖力和侵袭力，利用免疫组化方法评估口腔鳞癌组织与CXCR4表达之间的联系。结果显示：CXCR4降低了口腔癌细胞的侵袭，其侵袭能力下降到载体控制感染的29%，CXCR4 表达口腔鳞癌细胞的增长较载体感染控制细胞慢，这些数据表明，下调CXCR4可影响癌细胞的增殖和侵袭，CXCR4或许是口腔鳞状细胞癌一个有用的治疗靶分子，作用显著。

4 小结与展望

综上所述，CXCLl2／CXCR4生物学轴在肿瘤的发生、发展过程中具有推动作用，可以作为一种崭新的肿瘤标志物存在，它可以介导口腔癌细胞的侵袭、生长和转移，可以推动口腔鳞癌的侵袭及颈部淋巴结转移。虽然CXCLl2／CXCR4 生物学轴在肿瘤转移中的作用机制目前尚不清楚，但研究已经证实通过阻断CXCLl2／CXCR4 是治疗肿瘤的新路径。目前CXCR4 拮抗剂在肿瘤治疗方面还在临床研究阶段，随着研究的深入，CXCR4 有望成为判断口腔癌是否发生淋巴结转移的一个新的诊断标准［18］。CXCR4拮抗剂的siRNA，AMD3100 可以降低CXCR4 的表达，不仅能抑制肿瘤细胞迁移和增殖的影响，并能减少体内原发癌的形成，为临床研究提供了一个洞察未来的治疗剂。以阻断CXCLl2/CXCR4 为中心的治疗成为口腔鳞癌治疗的新方法，拥有非常广阔的应用前景，有望提高肿瘤患者及口腔鳞癌患者的生存率，将在口腔鳞癌诊断治疗中发挥重要作用。

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