熱激蛋白60和CXC趨化因子受體2在人膠質(zhì)瘤細(xì)胞中轉(zhuǎn)移和侵襲性的研究進(jìn)展

劉增輝，楊 柳(綜述)，顧志愷※(審校)

(1.南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 南通 226001； 2.南通大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，江蘇 南通 226001)

人腦細(xì)胞膠質(zhì)瘤(膠質(zhì)瘤)占顱內(nèi)腫瘤的40%～50%[1]，是成人神經(jīng)系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤。膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲性和轉(zhuǎn)移是一個(gè)復(fù)雜、多系統(tǒng)、多介質(zhì)、多步驟共同參與介導(dǎo)的過程[2]，與多種因素的協(xié)同作用有關(guān)。目前膠質(zhì)瘤常見的治療方法有放療、化療、手術(shù)治療，但效果都十分有限[3]。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尋找膠質(zhì)瘤細(xì)胞高度特異性的治療靶點(diǎn)已經(jīng)成為近年的研究新方向。血管生成素、血管內(nèi)皮生長因子、生長轉(zhuǎn)化因子β、腫瘤壞死因子α、堿性成纖維細(xì)胞生長因子、單核細(xì)胞趨化蛋白1等越來越多的細(xì)胞因子開始應(yīng)用于膠質(zhì)瘤的免疫基因治療。而熱激蛋白60(heat shock protein 60，HSP60)，CXC趨化因子受體2(CXC chemokine receptor 2，CXCR2)作為兩種細(xì)胞因子在腫瘤免疫基因治療中的作用與研究，近年來也逐漸得到了國內(nèi)外學(xué)者的重視。

1 HSP60對(duì)膠質(zhì)瘤患者的影響

1.1結(jié)構(gòu) HSP又稱分子伴侶，位于細(xì)胞質(zhì)和線粒體的基質(zhì)中，可作為危險(xiǎn)信號(hào)來誘發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答，在新生蛋白的正確折疊、轉(zhuǎn)運(yùn)、定位及降解上起到重要作用。HSP基因位于2q33.1，基因序列從198553852～198567540，全長13.689 kbp，含12個(gè)外顯子，HSP60基因5′端并含有啟動(dòng)子區(qū)，長度約為700 bp[2]。HSP具有多種亞型，如HSP60、HSP70和HSP90，提示其在漫長的生物進(jìn)化過程中同時(shí)存在著遺傳和變異。其中HSP60在腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移中起著尤為重要的作用。

1.2作用 HPS可作為免疫抗原激活先天免疫系統(tǒng)，被認(rèn)為是細(xì)菌或寄生物侵染過程中的一種優(yōu)勢(shì)抗原。作為分子伴侶蛋白，HSP60具有抗凋亡和促凋亡雙向作用，即不僅能夠維護(hù)抗凋亡因子的正常構(gòu)象和功能、抑制促凋亡因子激活，還可以在某些條件下對(duì)促凋亡因子產(chǎn)生保護(hù)和協(xié)同作用。HSP還影響人口的老齡化，因?yàn)镠SP60與免疫系統(tǒng)相互作用，有助于慢性炎癥性疾病的啟動(dòng)與進(jìn)展，如心血管和神經(jīng)變性疾病、骨質(zhì)疏松癥、糖尿病、癌癥等[4]。

1.3對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的免疫影響 免疫反應(yīng)的主要功能是區(qū)分某一可能入侵機(jī)體正常生理功能的來自自體或者非自體的蛋白分子，通過中央與外周免疫耐受機(jī)制的調(diào)節(jié)，維持機(jī)體正常的穩(wěn)態(tài)[5]。目前還不清楚HSP如何影響體液反應(yīng)，然而HSP60已經(jīng)被證明通過一條Toll樣受體信號(hào)通路，與B細(xì)胞相互作用，刺激幼稚細(xì)胞，增加MHC2級(jí)的表達(dá)，從而保護(hù)細(xì)胞不發(fā)生凋亡[6]。以上過程往往引起釋放，表明細(xì)胞外HSP60的B細(xì)胞上的影響可能引發(fā)免疫調(diào)節(jié)響應(yīng)。因此，細(xì)胞外HSP對(duì)細(xì)胞的體液免疫反應(yīng)在腫瘤環(huán)境的影響可能會(huì)涉及一個(gè)潛在的免疫和免疫反應(yīng)之間的平衡。

1.4對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移與侵襲性的作用 HSP60是一個(gè)經(jīng)典的協(xié)助其他線粒體蛋白質(zhì)正確折疊的分子伴侶。其在對(duì)抗細(xì)胞壓力方面也起到細(xì)胞保護(hù)的作用，如潛在地抗細(xì)胞凋亡。通過直接或間接地影響HSP60的功能，如蛋白質(zhì)積累、缺氧誘導(dǎo)因子1α聚集、HSP60相關(guān)的細(xì)胞增殖，在抗癌治療中有效開發(fā)HSP60靶向藥物治療新途徑[7]。研究表明，HSP60在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)與膠質(zhì)瘤的病理分級(jí)呈正相關(guān)，即膠質(zhì)瘤級(jí)別越高，HSP60表達(dá)水平越高[25]。

1.5臨床意義 眾所周知，HSP從各種細(xì)胞應(yīng)激中保護(hù)細(xì)胞，因此目前HSP已經(jīng)用于癌癥和炎癥性疾病的治療。無論是外源性炎癥還是內(nèi)源性炎癥，都可以由抗原呈遞細(xì)胞的處理，HSP-衍生的表位，然后激活調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和抑制炎癥性疾病[8]。現(xiàn)已確立HSP的水平已經(jīng)成為多種癌癥治療的必要過程，直接影響腫瘤的治療目標(biāo)[9]。HSP可以同時(shí)抑制細(xì)胞凋亡路徑[10]，從而在抗癌治療中保護(hù)細(xì)胞[11]。

另外，HSP在基因治療方面也始有研究與應(yīng)用。例如，PS-341可以通過c-Jun氨基端激酶信號(hào)通路在人腦膠質(zhì)瘤體外誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。然而，抑制蛋白酶體的復(fù)雜的PS-341可誘導(dǎo)HSP，對(duì)細(xì)胞的壓力，賦予潛在的保護(hù)。誘導(dǎo)HSP可能會(huì)削弱PS-341誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡和抑制HSP可提高PS-341在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的細(xì)胞損傷。抑制HSP反應(yīng)能夠增強(qiáng)PS-341介導(dǎo)的神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞死亡[12]。

2 CXCR2對(duì)膠質(zhì)瘤患者的影響

2.1結(jié)構(gòu)與起源 趨化因子受體是細(xì)胞表面上特定的G蛋白免疫受體。屬G蛋白偶聯(lián)受體超家族成員，含1條長約350個(gè)氨基酸，具有7個(gè)富含疏水氨基酸的跨膜區(qū)結(jié)構(gòu)的肽鏈糖蛋白。目前常見的趨化因子受體有CXCR1、CXCR4、CCR2和CX3CR1，其中CXCR2有許多不同的重要功能[13]。CXCR2基因組定位于染色體2q35，是由3個(gè)外顯子和2個(gè)分別為3 kb、5.4 kb的內(nèi)含子組成。其是由Murphy等[14]于1991年在HL-60細(xì)胞中首次克隆成功。CXCR2常表達(dá)于多種粒細(xì)胞(特別是中性粒細(xì)胞)中，但也表達(dá)于嗜酸性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞核嗜堿性粒細(xì)胞中。

2.2作用 目前的研究表明，CXC趨化因子及其受體在多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，參與了多種惡性腫瘤的發(fā)生與轉(zhuǎn)移[15]。研究顯示，阻斷CXCR2可以引起腫瘤組織的壞死，腫瘤相關(guān)的新血管生成以及腫瘤的轉(zhuǎn)移均明顯抑制[16]。我國研究者的研究發(fā)現(xiàn)，CXCR2在胃癌患者中呈高表達(dá)，其中分化程度越低，臨床分期越高的患者呈進(jìn)一步高表達(dá)，因此提出如進(jìn)一步研究針對(duì)CXCR2的靶向治療，可能進(jìn)一步增加胃癌患者的預(yù)后[17]。國外學(xué)者指出，CXCR2拮抗作用能減輕組織的損傷和疾病的進(jìn)展，如在輻射誘導(dǎo)肺泡炎、敗血癥、腹膜炎和關(guān)節(jié)炎等[18]。

CXCR2在調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中具有至關(guān)重要的作用[19]，因?yàn)閷⑿∈蟮腃XCR基因剔除時(shí)，小鼠的骨髓中會(huì)出現(xiàn)輕度中性白細(xì)胞增多和嚴(yán)重中性粒細(xì)胞增多[20]。最近的一項(xiàng)研究也表明，CXCR2是一種第二趨化因子軸，與CXCR4拮抗，相互作用調(diào)節(jié)骨髓中性粒細(xì)胞的釋放[21]，在一些炎癥性疾病模型，阻止或消除CXCR2可以顯著降低白細(xì)胞聚集，組織損傷和死亡率。基于CXCR2的生理重要性，選擇性CXCR2的抑制劑已被開發(fā)，目前正在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行測(cè)試。

2.3臨床意義 CXCR2及其配體可以影響不同的疾病條件的許多過程。因此，控制CXCR2和相關(guān)CXCR2依賴的過程，可以成為強(qiáng)有力的作用機(jī)制。目前幾種低分子質(zhì)量的CXCR2拮抗劑已被開發(fā)出來，并在體外和體內(nèi)模型中進(jìn)行了不同的測(cè)試。第一個(gè)低分子量CXCR2拮抗劑是由White等[22]在1998年開發(fā)。該拮抗劑是一種選擇性的非肽類CXCR2拮抗劑，抑制體外CXCL8和相關(guān)癌基因α依賴的中性粒細(xì)胞趨化性。另一種類型的CXCR2抑制劑是變構(gòu)抑制劑，通過阻斷受體的信號(hào)，從而阻止CXCR2功能,如可以通過減少中性粒細(xì)胞的聚集和血管的通透性來減輕急性肺損傷[23]。

近年來，研究人員圍繞腫瘤血管形成進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，相繼發(fā)現(xiàn)了血管內(nèi)皮生長因子等一系列的腫瘤血管生成促進(jìn)因子及相關(guān)受體，其中CXC趨化因子及受體更是近幾年抗腫瘤相關(guān)研究的熱點(diǎn)之一。研究表明，阻斷CXCR2可以引起腫瘤組織的壞死，阻斷CXCR2的小鼠模型，腫瘤相關(guān)的新血管生成以及腫瘤的轉(zhuǎn)移均得到了明顯的抑制[22]。有關(guān)抑制腫瘤血管形成的靶向治療研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)。

必須注意，阻斷CXCR2雖有有益的一面，但也有有害的影響[3]。如在細(xì)菌或病毒感染后，抑制免疫反應(yīng)是非常危險(xiǎn)的。病原體無法完全消除，可導(dǎo)致病原體的傳播和全身感染。因此，需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究和臨床試驗(yàn)，以進(jìn)一步闡明阻斷CXCR2的和(或)它的配體在不同的疾病條件下的確切影響。到目前為止，關(guān)于CXCR2抑制劑的研究已經(jīng)在很多動(dòng)物模型和臨床試驗(yàn)中進(jìn)行，并得到了可喜的結(jié)果[16]。

HSP60與CXCR2蛋白分子參與了膠質(zhì)瘤發(fā)病、遷襲與轉(zhuǎn)移多過程的免疫反應(yīng)，在很多治療中起重要作用。這兩種蛋白分子在不同腫瘤、不同等級(jí)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中過表達(dá)，今后勢(shì)必重點(diǎn)研究HSP60與CXCR2作為腫瘤標(biāo)志物在膠質(zhì)瘤免疫治療中的應(yīng)用，以提高膠質(zhì)瘤的療效。

3 小 結(jié)

HSP60是重要的分子伴侶兼應(yīng)激蛋白，參與多種生理、病理過程，特別是對(duì)膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展過程，一方面為腫瘤蛋白的空間構(gòu)成提供一個(gè)穩(wěn)定的外環(huán)境;再者通過免疫調(diào)節(jié)來促進(jìn)膠質(zhì)瘤的轉(zhuǎn)移和侵襲。CXCR2主要以促進(jìn)腫瘤血管形成和腫瘤轉(zhuǎn)移的方式促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展，而膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展中涉及應(yīng)激反應(yīng)和炎性反應(yīng)，并且顱內(nèi)腫瘤復(fù)雜的血供，提示兩分子可能存在的緊密聯(lián)系，在膠質(zhì)瘤的分子治療方面有望帶來新的突破。

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