CXCR3的2种亚型在泌尿系肿瘤中的研究进展

刘亮华综述，段建敏审校

（兰州大学第二医院泌尿外科，甘肃兰州730000）

CXCR3的2种亚型在泌尿系肿瘤中的研究进展

刘亮华综述，段建敏△审校

（兰州大学第二医院泌尿外科，甘肃兰州730000）

受体，趋化因子；受体，CXCR3；泌尿系肿瘤；前列腺肿瘤；肾肿瘤；综述

趋化因子受体3（CXCR3）是一种与谷氨酸-亮氨酸-精氨酸（ELR-阴性CXC趋化因子）结合的G蛋白偶联受体，其与免疫反应、血管生长、损伤修复关系密切，许多肿瘤中CXCR3表达增高，如乳腺癌［1］、结肠癌［2］和肾癌［3］。到目前为止，已经有3种CXCR3的亚型（CXCR3-A、CXCR3-B、CXCR3-alt）被确认。而CXCR3-A和CXCR3-B被认为在肿瘤中诱导着相反的生理功能。一般认为，CXCR3-A在造血细胞中通过提升细胞增殖、生存、趋化性、侵袭和转移，起着“驱动”信号的作用，而CXCR3-B是诱导上皮细胞形成的主要因素，通过增加生长抑制凋亡和血管退化，起着调节“抑制”肿瘤信号的作用。因此，CXCR3-A和CXCR3-B这2种亚型的表达能够影响肿瘤的进展，而关于CXCR3-alt亚型的研究不是很多，对其机制也不是很了解。目前针对泌尿系肿瘤的研究越来越多，但泌尿系肿瘤的转移依然是肿瘤死亡的重要因素［4］，治疗方法也依然以手术治疗为主。为进一步明确CXCR3在泌尿系肿瘤中所起的作用，为临床泌尿系肿瘤所治疗提供新思路，本文就CXCR3-A、CXCR3-B 2种亚型在泌尿系肿瘤研究中的进展情况进行综述。

1　趋化因子

趋化因子或趋化细胞因子，最初定义为募集白细胞到炎性反应部位和次级淋巴结的低相对分子质量（8×103～15×103）蛋白质［5］，趋化因子在血管生成、造血功能、动脉粥样硬化、炎性反应、疾病免疫中起着重要作用［6-8］。趋化因子依据保守的氨基末端区域半胱氨酸的数量和位置分为4种亚类：C、CC、CXC及CX3C。而CXC趋化因子再依据是否含有ELR序列进一步分为ELR-阴性和ELR-阳性；而ELR的存在与否决定CXC趋化因子在血管生成中所起的抑制或促进作用。

CXCR3是一种能够结合包括CXCL9/MIG、CXCL10/ IP10、CXCL11/ITAC/IP9、CXCL4/PF4及其亚型CXCL4L1/ PF4V1等配体，且抑制血管生成的ELR-阴性CXC趋化因子亚家族成员受体。在很多肿瘤中发现其表达上调；上调水平与肿瘤如乳腺癌、黑色素瘤、肾和结肠癌等的预后相关［9］。与其他趋化因子受体一样，CXCR3是一种通过G蛋白偶联的七跨膜受体，其配体与其结合后激发下游通路，比如MAPKs，Src，和PI3K信号。

CXCR3在1996年被克隆出来，在其拼接变异体CXCR3-B被发现之后被重新命名为CXCR3-A，另一种亚型CXCR3-alt在2004年被分离出来［10］，但是CXCR3-alt这种亚型很少被识别。CXCR3-A和CXCR3-B通过调节不同的信号来促进不同的细胞反应，一般来讲，CXCR3-A表现为促进增殖、细胞生存、趋化性及侵袭性，而CXCR3-B则表现为调节生长抑制、凋亡及抑制血管生成。除了初级培养的人类系膜细胞只表达CXCR3-A，以及人类微血管内皮细胞（HMvEC）只表达CXCR3-B［11］之外，几乎所有人类细胞均表达CXCR3-A及CXCR3-B。

2　泌尿系肿瘤

泌尿系肿瘤主要有膀胱癌、肾肿瘤、前列腺癌、阴茎癌等。前列腺癌是一种威胁男性生命的恶性肿瘤，在世界范围内，平均每年在男性中发病率为27%［12］。主要治疗方式包括手术、放疗、化疗和低温治疗，以及内分泌治疗［13］。由于前列腺癌的病理阶段检测比较困难且比较容易转移，因此，前列腺癌的发病率和死亡率依然保持在较高水平［14］。肾细胞瘤是一种起源于肾脏管状结构上皮细胞的肿瘤，通常发生在成年人，占所有成人恶性肿瘤的2%～3%，但在世界范围内，肾细胞瘤的发生率在性别、种族和地理位置上仍存在较大不同。目前认为，最常见的肾肿瘤是透明细胞癌（70%），其次是乳头状肾细胞癌（10%～15%）和嫌色细胞癌（3%～5%）［15］。膀胱癌是最常见的泌尿系恶性肿瘤，其中尿路上皮癌占绝大多数，2015年美国预计有74 000例尿路上皮癌将被诊断，其中16 000例患者将死亡［16］。阴茎癌发生率较低，但有逐年升高的趋势。

3　CXCR3在泌尿系肿瘤中的研究

3.1CXCR3与前列腺癌CXCR3亚型不同的表达模式与前列腺癌的进展相关。Heidenreich等［17］及Wu等［18］的研究发现，相较于正常前列腺组织，CXCR3在前列腺癌组织的表达是增高的。应特别指出的是，Wu等［18］的研究表明，在这些前列腺癌标本中，CXCR3A mRNA的表达是增高的，但是CXCR3B mRNA在这些标本中却表达下降。在所有细胞系中，除DU-145外均主要表达CXCR3-B，总CXCR3 mRNA维持不变，然而，对比PWPE1细胞，具有侵袭性和发生转移的DU-145和PC-3细胞的CXCR3-A/CXCR3-BmRNA表达比值更高，但在原位LNCaP细胞中这种比率没有增高。这些均导致了CXCL10和CXCL4对DU-145和PC-3细胞运动性和侵袭力的提升，而在PWPE-1细胞中则表现为抑制细胞转移。该研究也发现，在DU-145细胞上CXCR3-B的过量表达会降低该细胞的运动性和侵袭力。之前有报道，在CXCR3-B亚型占主导的地方，CXCL10的过度表达会抑制LNCaP细胞增殖和PSA的产生［19］。2项研究结果表明，CXCR3-B在前列腺癌中是作为抗生长和抗转移功能的CXCR3类型，就像之前提到的，CXCR3的发现主要在正常细胞膜上，但是在细胞癌中发生内化，其细胞内化可能为细胞进展到更高侵袭性表型和诱导细胞内化肿瘤基因的信号［20］。上述研究结果认为，从低到高比率的CXCR3-A/ CXCR3-B提升前列腺癌的转移和刺激细胞转移和侵袭［18］。

最近，Shen等［21］对前列腺癌与CXCR3-A和CXCR3-B的关系进行了研究，通过siRNA-CXCR3A和siRNA-CXCR3B质粒分别转染人类PC-3细胞，然后通过RT-PCR分析每组PC-3中CXCR3-A及CXCR3-B的mRNA表达量。此外，通过MTT实验和矩阵实验分析每组PC-3细胞的细胞增殖和侵袭能力，通过蛋白印迹法分别检测CXCR3下游蛋白表达。结果表明，在PC-3细胞中，CXCR3-A mRNA表达水平下降，而CXCR3-B mRNA表达水平增高（P＜0.05）。相对于未转染的对照PC-3细胞，下调CXCR3-A和上调CXCR3-B显著抑制PC-3细胞增殖和细胞转移能力（P＜0.05）。此外，过度表达的CXCR3可显著提升磷脂酶Cβ（PLCβ）的表达。这些结果表明，不同的CXCR3亚型表达可能在抑制细胞增殖和侵袭力上起着重要作用。而其作用途径可能是PLCβ途径［21］。

3.2CXCR3与肾癌CXCR3在肾癌中表达升高且与不良预后相关［22-24］。相较于与正常肾标本，在肾细胞癌标本中发现CXCR3-A/CXCR3-B的比率更高，并且相对于非转移性肾癌，转移性肾癌总的CXCR3和CXCR-A的表达均有显著增高［3］。磷酸酶抑制剂（CNI）用于限制炎性反应和同种异体排斥，促进多种肿瘤的发展和复发。在肾癌中，CNI可能通过下调CXCR3-B及CXCR3-A提高细胞增殖来调节人类肾癌的进展［25］。一项分开独立的研究发现，在人类肾癌细胞中，CXCR3-B过度表达显著下调抗凋亡血红素氧合酶-1（HO-1）的表达，此外，人类肾癌组织在mRNA和蛋白水平上均低表达CXCR3-B和显著过表达HO-1［26］。由此可知，CXCR3-B在肾癌中扮演了一个抗肿瘤亚基的作用，与前列腺癌相似。

Utsumi等［3］最近对CXCR3在肾癌中的机制做了研究，收集56例近期临床肾癌标本和相应正常肾组织，并且利用786-O、ACHN和Caki-1这3种肾癌细胞系检测CXCR3及其亚型的表达量等，结果发现，相较于正常肾组织，CXCR3及其配体在肾癌标本中大量表达，而且在肾癌标本中，CXCR3-A/CXCR3-B的比值是正常肾组织的1.5倍。这与之前的研究相符，表明CXCR3-A在肾肿瘤中起着促进肿瘤发生发展的作用，经过CXCL10处理后的细胞系诱导786-O细胞的转移和侵袭，而这种诱导效果会被中和性抗体中和。在临床标本中，转移的肾癌标本比非转移性肾癌标本的CXCR3和CXCR3-A的表达有显著增高，并且在临床标本上，CXCR3-A和HIF-1α的表达具有相关性。经过CoCl2处理的786-O细胞CXCR3和HIF-1α的表达分别上调4.5、2.2倍。实验结果表明，CXCR3及CXCR3-A与肾癌的转移具有相关性，且低氧可能调节CXCR3的表达［3］。

为了探讨预后趋化因子及趋化因子受体对肾癌的影响，Tsaur等［27］检测了诊断时和术后各趋化因子受体的表达量，其中包括CXCR3，在术后CXCR3等趋化因子受体相对于正常组织有显著下降。2012年，Oldham等［28］为了解T淋巴细胞如何定位肾癌组织并向其位点迁移进行了CXCR3等趋化因子受体的相关研究，研究结果发现，相较于外周血淋巴细胞（16例），肿瘤浸润淋巴细胞显著过度表达CXCR3，并且能在体外促进淋巴细胞的转移。它们相应的配体CXCL9-11等均在肾肿瘤中被测量到。但是配体表达水平与T细胞浸润水平均不存在相关性［28］。该结果表明，CXCR3对选择性招募T淋巴细胞有一定作用。

另外，CXCR3-B在人类肾癌细胞中能通过下调HO-1的表达和调节转录因子Bach-1和Nrf2核转位调节生长抑制信号，表明细胞生长抑制取决于p38/MAPK活性［26，29］。总之，通过不同的CXCR3调节信号级联是细胞类型特异性的，会导致不同细胞的反应，包括诱导细胞运动、侵袭、细胞凋亡和分化。

3.3膀胱癌及阴茎癌到目前为止，对膀胱癌及阴茎癌上CXCR3的研究非常少见，国内也刚开始，国外文献还不能检索到。不过国内学者彭晓晖等［30］发现，膀胱癌中CXCR3的表达与前列腺癌及肾癌类似，也是高表达，但未作CXCR3-A与CXCR3-B亚型检测及进一步对比，预计实验结果可能与前列腺癌和肾癌相类似。

4　小结及展望

CXCR3在肿瘤中的作用日渐清晰，其亚型的作用也越来越明确，这为进一步明确泌尿系肿瘤细胞转移、发生、发展起着指导作用。目前泌尿系肿瘤特别是前列腺癌发现较晚，治疗较为困难，预后不佳，而膀胱癌复发率较高，这些均可能与肿瘤本身的CXCR3有关。而且随着时间的推进，发生率逐步增高，死亡率也增高。因此，对CXCR3及其亚型在泌尿系肿瘤方面的深入研究可为泌尿系肿瘤的转移和发展提供新的临床思路和治疗策略。

［1］Ma X，Norsworthy K，Kundu N，et al.CXCR3 expression is associated with poor survival in breast cancer and promotes metastasis in a murine model［J］. Mol Cancer Ther，2009，8（3）：490-498.

［2］Murakami T，Kawada K，Iwamoto M，et al.The role of CXCR3 and CXCR4 in colorectal cancer metastasis［J］.Int J Cancer，2013，132（2）：276-287.

［3］Utsumi T，Suyama T，Imamura Y，et al.The association of CXCR3 and renal cell carcinoma metastasis［J］.J Urol，2014，192（2）：567-574.

［4］Patrick M，Alain P.Metastasis：a question of life or death［J］.Nat Rev Cancer，2006，6（9）：449-458.

［5］Moser B，Loetscher P.Lymphocyte traffic control by chemokines［J］.Nat Immunol，2001，2（2）：123-128.

［6］Luster AD.Chemokines——chemotactic cytokines that mediate inflammation［J］.N Engl J Med，1998，338（7）：436-445.

［7］Vandercappellen J，Van Damme J，Struyf S.The role of CXC chemokines and their receptors in cancer［J］.Cancer Lett，2008，267（2）：226-244.

［8］Singh R，Lillard JW Jr，Singh S.Chemokines：key players in cancer progression and metastasis［J］.Front Biosci（Schol Ed），2011（3）：1569-1582.

［9］Billottet C，Quemener C，Bikfalvi A.CXCR3，a double-edged sword in tumor progression and angiogenesis［J］.Biochim Biophys Acta，2013，1836（2）：287-295.

［10］Ehlert JE，Addison CA，Burdick MD，et al.Identification and partial characterization of a variant of human CXCR3 generated by posttranscriptional exon skipping［J］.J Immunol，2004，173（10）：6234-6240.

［11］Lasagni L，Francalanci M，Annunziato，et al.An alternatively spliced variant of CXCR3 mediates the inhibition of endothelial cell growth induced by IP-10，Mig，and I-TAC，and acts as functional receptor for platelet factor 4［J］.J Exp Med，2003，197（11）：1537-1549.

［12］Siegel R，Ma J，Zou Z，et al.Cancer statistics，2014［J］.CA Cancer J Clin，2014，64（1）：9-29.

［13］Zelefsky MJ，Pei X，Chou JF，et al.Dose escalation for prostate cancer radiotherapy：predictors of long-term biochemical tumor control and distant metastases-free survival outcomes［J］.Eur Urol，2011，60（6）：1133-1139.

［14］de Bono JS，Logothetis CJ，Molina A，et al.Abiraterone and increased survival in metastatic prostate cancer［J］.N Engl J Med，2011，364（21）：1995-2005.

［15］Lopez-Beltran A，Carrasco JC，Cheng L，et al.2009 update on the classification of renal epithelial tumors in adults［J］.Int J Urol，2009，16（5）：432-443.

［16］Siegel RL，Miller KD，Jemal A.Cancer statistics，2015［J］.CA Cancer J Clin，2015，65（1）：5-29.

［17］Heidenreich A，Bellmunt J，Bolla M，et al.EAU guidelines on prostate cancer.Part 1：screening，diagnosis，and treatment of clinically localised disease［J］.Eur Urol，2011，59（1）：61-71.

［18］Wu Q，Dhir R，Wells A.Altered CXCR3 isoform expression regulates prostate cancer cell migration and invasion［J］.Mol Cancer，2012（11）：3.

［19］Nagpal ML，Davis J，Lin T.Overexpression of CXCL10 in human prostate LNCaP cells activates its receptor（CXCR3）expression and inhibits cell proliferation［J］.Biochim Biophys Acta，2006，1762（9）：811-818.

［20］Engl T，Relja B，Blumenberg C，et al.Prostate tumor CXC-chemokine profile correlates with cell adhesion to endothelium and extracellular matrix［J］.Life Sci，2006，78（16）：1784-1793.

［21］Shen D，Cao X.Potential role of CXCR3 in proliferation and invasion of prostate cancer cells［J］.Int J Clin Exp Pathol，2015，8（7）：8091-8098.

［22］Jöhrer K，Zelle-Rieser C，Perathoner A，et al.Up-regulation of functional chemokine receptor CCR3 in human renal cell carcinoma［J］.Clin Cancer Res，2005，11（7）：2459-2465.

［23］Suyama T，Furuya M，Nishiyama M，et al.Up-regulation of the interferon gamma（IFN-gamma）-inducible chemokines IFN-inducible T-cell alpha chemoattractant and monokine induced by IFN-gamma and of their receptor CXC receptor 3 in human renal cell carcinoma［J］.Cancer，2005，103（2）：258-267.

［24］Klatte T，Seligson DB，Leppert JT，et al.The chemokine receptor CXCR3 is an independent prognostic factor in patients with localized clear cell renal cell carcinoma［J］.J Urol，2008，179（1）：61-66.

［25］Datta D，Contreras AG，Grimm M，et al.Calcineurin inhibitors modulate CXCR3 splice variant expression and mediate renal cancer progression［J］. J Am Soc Nephrol，2008，19（12）：2437-2446.

［26］Datta D，Banerjee P，Gasser M，et al.CXCR3-B can mediate growth-inhibitory signals in human renal cancer cells by down-regulating the expression of heme oxygenase-1［J］.J Biol Chem，2010，285（47）：36842-36848.

［27］Tsaur I，Noack A，Waaga-Gasser AM，et al.Chemokines involved in tumor promotion and dissemination in patients with renal cell cancer［J］.Cancer Biomark，2011，10（5）：195-204.

［28］Oldham KA，Parsonage G，Bhatt RI，et al.T lymphocyte recruitment into renal cell carcinoma tissue：a role for chemokine receptors CXCR3，CXCR6，CCR5，and CCR6［J］.Eur Urol，2012，61（2）：385-394.

［29］Balan M，Pal S.A novel CXCR3-B chemokine receptor-induced growthinhibitory signal in cancer cells is mediated through the regulation of Bach-1 protein and Nrf2 protein nuclear translocation［J］.J Biol Chem，2014，289（6）：3126-3137.

［30］彭晓晖，梁培育，欧善际，等.趋化因子配体10及趋化因子受体3在膀胱癌中的表达及意义［J］.重庆医学，2015，44（25）：3491-3492.

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.09.023

A

1009-5519（2016）09-1346-03

△，E-mail：djmurol@163.com。

（2015-12-18）