免疫趨化因子CCL22、CCL24和Rac家族基因在部分腫瘤中的研究現狀

蓋志剛，朱海宏

(1.青海大學研究生院，青海 西寧 810000；2.青海省人民醫院普外科，青海 西寧 810000)

1 CCL24概述

趨化因子(chemokines)是一類由細胞分泌的小細胞因子或信號蛋白。由于它們具有誘導附近反應細胞定向趨化的能力，因而命名為趨化細胞因子。趨化因子蛋白的共同結構特征包括，分子量小(約8-10 kDa)，有四個位置保守的半胱氨酸殘基以保證其三級結構[1,2]。所有這些蛋白都通過與G蛋白連接的跨膜受體(稱為趨化因子受體)相互作用來發揮其生物學效應。趨化因子在許多腫瘤相關的生長、轉移和血管生成過程中發揮重要作用[3]，在包括纖維化在內的其他細胞生物學過程中也發揮著重要功能[16]。趨化因子在腫瘤中的一個重要功能是支持血管生成和淋巴管生成的過程[4,6]，另一個重要作用是將細胞招募到癌癥生態位，尤其是癌癥相關成纖維細胞（CAF）[7]、嗜酸性粒細胞[8]、調節性T細胞（Treg）[9,10]、T輔助細胞17型（Th17）[11,12]、腫瘤相關中性粒細胞（TAN）[13]和骨髓源性抑制細胞（MDSC）[14]，它們與疾病嚴重程度的相關性使它們成為理想的藥物靶標和可能的生物標志物。CCL24是嗜酸性粒細胞向各種病變組織遷移的關鍵因子之一，CCR3是其受體[15]。

1.1 CCL24在腫瘤中的研究

1.1.1 CCL24在肝細胞癌中的研究

肝細胞癌（HCC）是全球第二大癌癥相關死亡原因，近年來其各種發病機制呈上升趨勢，隨著分子生物學的發展，一些分子標記物已被批準用于臨床應用。為了進一步了解HCC與CCL24之間的預后關系，Jin L, Liu WR[17]等人采用HCC組織芯片(TMA)來評估CCL24與預后的關系，并進行細胞實驗探究其對HCC細胞生物學行為的影響。他們利用Rho GTPase家族、Th2細胞因子、人臍靜脈內皮細胞來揭示它們的轉運。最終驗證得出CCL24在癌組織中的表達高于癌旁正常組織，在HCC中可促進細胞增殖、遷移和侵襲，可加速肺轉移，促進人臍靜脈內皮細胞HUVECs管的形成，CCL24通過RhoB-VEGFR2通路參與了HCC的惡性生物學行為，并與較差的預后呈負相關。由此可知，CCL24在HCC的轉移、侵襲過程中發揮著極其重要的作用。

1.1.2 CCL24在結直腸癌中的研究

在正常狀態下，人胃腸道中CCL24的表達高于其他組織，在炎癥、過敏反應和蠕蟲感染期間表達增加，其中嗜酸性粒細胞起到效應細胞的作用[18,19]。腫瘤組織中CCL24濃度升高，結直腸腫瘤間質細胞中CCL24濃度也升高[20]。一些關于白血病和CCL24的研究表明，特定種類的趨化因子可能會影響結直腸癌中特定類型嗜酸性粒細胞的遷移[21]。Hyuck Cho · Sung-Jig Lim等人[22]通過研究發現大腸腫瘤腺細胞中嗜酸性粒細胞數量與CCL11和CCL24趨化因子的免疫組織化學染色之間存在顯著相關性。CCL11和CCL24在腫瘤腺細胞中的表達較低，而在腫瘤基質細胞中的表達較高。趨化因子的這種差異表達可能有助于解釋盡管CCL11濃度明顯增加，但在結直腸癌中觀察到的嗜酸性粒細胞減少，并可能為結直腸癌的免疫逃避機制提供見解。

1.1.3 CCL24在食管腺癌中的研究

張向新等人[23]通過基于來自多個公共數據庫的數據分析了食管腺癌（EAC）患者中的差異免疫相關基因（DEIRGs），并構建了一個與臨床預后相關的預測特征，以評估這些DEIRGs是否可能成為EAC的潛在免疫治療靶點。他們構建了12個免疫相關基因（ADRM1、CXCL1、SEMG1、CCL26、CCL24、AREG、IL23A、UCN2、FGFR4、IL17RB、TNFRSF11A和TNFRSF21）的預測特征，最后發現包括CCL24在內的12個免疫相關基因是可作為食管腺癌（EAC）后的潛在生物標志物，這可能有助于個體化免疫治療方案的發展。

1.1.4 CCL24在乳腺癌中的研究

一項研究通過構建高表達CCL24的EO771腫瘤細胞系 EO771-CCL24，來了解乳腺癌細胞的生物學特性變化，他們發現在相同條件下培養 EO771-CCL24 和 EO771-PCDH 細胞，分別在細胞培養24h、48h和72h后加入CCK8溶液，孵育4h后檢測細胞增殖情況。實驗結果顯示，與對照組細胞相比，EO771-CCL24細胞在 24h、48h生長速度有所增加。培養 EO771-CCL24和EO771-PCDH細胞至對數生長期，收集細胞進行 AnnexinV與PI雙染，通過多色流式細胞儀分析細胞凋亡情況。結果顯示過表達CCL24的腫瘤細胞出現凋亡現象有所減少，這證明高表達CCL24可以抑制EO771細胞凋亡。由此可知過表達的CCL24可以促進乳腺癌腫瘤細胞增殖和抑制其凋亡，為乳腺癌在免疫方面的診治提供了一定的理論基礎[63]。

2 CCL22概述

CCL22是CC類趨化因子家族中既參與T淋巴細胞募集到炎癥部位，又參與了單核/巨噬細胞募集到炎癥部位的關鍵趨化因子。CCL22除了在先天免疫細胞活化和 Th2中有腫脹效應外，在腫瘤發生發展中也有重要作用[24]。

2.1 CCL22在腫瘤性疾病中的研究

2.2.1 CCL22在肺癌中的研究

免疫逃逸是非小細胞肺癌發生、發展和復發的重要原因之一[64]。腫瘤細胞通過改變其表面抗原和組織微環境來逃避機體免疫系統的識別和攻擊。有研究發現，幾個具有炎癥標志物的表達水平，如趨化因子和促炎因子，與非小細胞肺腺癌（NSCLC）的潛在的不良風險有關[25]。梁翰林等人[26]通過在細胞水平上抑制CCL22的表達來驗證LncRNA HOTAIR對NSCLC進展作用機制，從而證實了LncRNA HOTAIR和CCL22在NSCLC患者癌組織和癌旁正常組織中的差異表達，并且LncRNA HOTAIR和CCL22 mRNA表達之間存在強烈的負相關。他們還通過細胞實驗表明，LncRNA HOTAIR可能通過抑制CCL22的表達促進NSCLC細胞的增殖、遷移和侵襲。該研究為LncRNA與CCL22之間相互作用關系在肺腫瘤疾病中的研究提供了一定的分子生物學基礎。

2.2.2 CCL22在舌鱗狀細胞癌中的研究

舌鱗狀細胞癌（SCC）是一種常見的口腔惡性腫瘤，Kimura 等人[27]在舌鱗狀細胞癌的研究中發現CCL22的表達量與癌癥的分級、患者總體存活率、CD8 陽性細胞數量和腫瘤惡性指數顯著相關，表明CCL22在腫瘤微環境中的表達通過影響M1和M2樣巨噬細胞的平衡導致舌鱗狀細胞癌患者的預后惡化。miRNA在各種腫瘤中的功能已得到國內外的普遍認可，為了進一步揭示miRNA與CCL22在舌鱗狀細胞癌中的作用關系，湯丹萍等人[28]通過裸鼠成瘤實驗等方法驗證發現，miR-491-3p在舌鱗狀細胞癌中的功能機制與CCL22關系密切，miR-491-3p可抑制舌鱗狀細胞癌細胞的增殖和舌鱗狀細胞腫瘤的生長，促進凋亡，這與miR-491-3p靶向CCL22相關，為舌鱗狀細胞癌的靶向治療提供實驗依據。

2.2.3 CCL22在肝癌中的研究

為了了解趨化因子CCL22與治療肝腫瘤藥物之間的關系，GaoY等人[29]通過動物實驗等實驗方法發現索拉非尼在免疫能力強的C57BL/6小鼠中選擇性抵抗，但在裸鼠中沒有，趨化因子CCL22和CCL17被索拉非尼上調，在HBV相關原發性肝癌HCC中顯著升高，他們發現索拉非尼通過TNF-α-RIP1-NF-κB信號通路加速CCL22的表達。用拮抗劑C-021和索拉非尼聯合治療阻斷CCL22信號傳導可以抑制腫瘤生長并增強抗腫瘤反應，而在添加C-021后，在裸鼠中未觀察到腫瘤負荷的顯著差異。這些發現有力地表明，CCL22信號通路對治療HBV相關HCC的索拉非尼耐藥性有很大影響，這表明免疫化學療法是一種潛在的治療策略，可以補充針對HBV相關HCC的一線藥物。有研究通過小鼠實驗發現[62]，MicroRNA-15a/16-1通過抑制激活 CCL22 轉錄的核因子-κB 來防止庫夫細胞（KCs）過度產生CCL22。通過減少CCL22與調節性T細胞（Treg）上4型CC趨化因子受體的結合，microRNA-15a/16-1破壞了Treg的趨化性，由此得出，MicroRNA-15a/16-1通過破壞CCL22介導的KCs和Tregs之間的通訊來減弱免疫抑制。

2.2.4 CCL22在胃癌中的研究

姜志鵬等人[32]通過RT-qPCR實驗、細胞培養、細胞轉染、流式細胞術等實驗方法確定了胃癌（GC）中CCL22的升高，miR-23a-3p可以通過下調CCL22和阻斷PI3K/Akt通路來抑制GC的進展。研究中發現敲除CCL22明顯抑制GC中的E-鈣粘蛋白（EMT）能力，并且發現miR-23a-3p通過靶向CCL22抑制GC細胞的存活和轉移，被認為可以阻斷GC中的EMT，并使PI3K/Akt通路失活。有研究已經發現，CCL22可以誘導PI3K/Akt的磷酸化[33,34]。

3 Rac概述

Rac蛋白(Ras相關的C3肉毒桿菌毒素底物)是Ras同源性(Rho)小GTPases的一個亞家族，由RAC1, RAC2, RAC3和RhoG組成[35]。它們被鳥嘌呤核苷酸交換因子激活，將GDP交換為GTP[36]。研究表明Rho小GTPases具有多種功能，包括調節肌動蛋白細胞骨架重排、調節細胞生長和維持干細胞發育[37-39，57]。此外，許多報道已經證實了該家族在腫瘤進展中的作用[40-42]。RAC1是一種小GTP酶，調節細胞增殖、運動、應激反應或活性氧（ROS）的產生[47]。RAC1廣泛表達，RAC2表達主要局限于造血細胞；RAC3盡管表達量高于RAC2，但在大腦中最為豐富[48,49]。RAC2是一種GTPase，分子量為21 kDa，含有NADPH氧化酶的催化亞基。它主要在造血細胞中表達，如淋巴結、骨髓和脾臟。大量研究報道了RAC2在細胞骨架重塑[44]、宿主防御反應[45]和癌基因表達中起重要作用[46,56]。Lai[35]等人在一項針對膠質母細胞瘤的研究中發現，不僅是RAC1，而且RAC2和RAC3在膠質母細胞瘤的腫瘤發生中也是必不可少的。

3.1 Rac在腫瘤性疾病中的研究

3.1.1 Rac在肺腫瘤中的研究

Kogler M等人[50]通過體內和體外實驗研究數據表明，HACE1基因缺陷小鼠的肺腫瘤發生與Rac1活性升高有關，實驗雖然沒有觀察到Rac2對肺腫瘤發生的任何顯著影響，但是他們發現在Rac1和HACE1都被切除的情況下，Rac2促進了肺腫瘤的發生。結合所有實驗數據表明，Rac2通常僅在驅動肺細胞轉化和腫瘤發生中起到邊緣作用。在更多的同源物Rac1被切除的情況下，Rac2可以驅動肺腫瘤的發展。然而，這種代償只有在HACE1也不存在的情況下才會發生，這表明HACE1也可以有效地抑制Rac2潛在的致癌功能。Pei等[43]證實Rac2和轉錄因子jun-B在非小細胞肺癌（NSCLC）的腫瘤發生中起癌基因作用。Yang J等人[51]從肺癌組織的RNA測序(RNA-seq)數據中預測并驗證了LCAT1。LCAT1-miR-4715-5p-Rac1軸通過雙熒光素酶報告基因分析和RNA免疫沉淀(RIP)測定進行評估。使用RNA-seq鑒定了由LCAT1敲低改變的信號通路。在體內和體外使用功能喪失和功能獲得測定法研究了LCAT1的機制。他們發現LCAT1是一種在肺癌組織中顯著上調且與預后不良相關的癌基因。LCAT1敲低在體外引起肺癌細胞的生長停滯和細胞侵襲，并抑制小鼠異種移植物的腫瘤發生和轉移。從機制上講，LCAT1作為miR-4715-5p的競爭性內源性RNA發揮作用，從而導致其內源性靶標Rac家族小GTPase1(Rac1)的活性上調。此外，他們還發現Rac1的小分子抑制劑EHop-016作為佐劑可以改善紫杉醇單藥對肺癌細胞的體外治療。

3.1.2 Rac在胃腸道腫瘤中的研究

為了探討Rac亞家族成員在胃腸道癌發生發展中的意義，Pan YL等[52]采用半定量RT-PCR方法檢測12種胃腸道癌細胞系中Rac1、Rac2和Rac3的mRNA表達。采用pull-down法檢測Rac1蛋白在5種胃癌細胞株中的活性。結果發現正常胃黏膜和腸上皮細胞系相比，大多數胃腸道癌細胞系中Rac1和Rac3基因水平的表達上調。Rac1蛋白在胃癌細胞系中的活性顯著增加，提示胃腸道癌細胞系中Rac1、Rac3表達增加及胃癌細胞系中Rac1蛋白的異常活化可能與胃腸道癌的發生有關。

3.1.3 Rac在結直腸癌中的研究

一些研究報道，miR-142-3p的過度表達導致多種癌癥類型中Rac1的下調，并且Rac1是miR-142-3p[54,55]的靶點。miR-142-3p通過結合其3'-UTR（56-57）來下調Rac1。據報道，消除Rac1 GTPase活性可以破壞結腸癌細胞的EMT，并顯著抑制結腸癌細胞的生長、侵襲和轉移[58]。為了揭示人類結腸癌組織中miRNA1423p與Rac之間關聯對抑制結腸癌細胞增殖的分子機制，有研究人員[59]進行雙熒光素酶報告基因分析，用miR-142-3p模擬物轉染結腸癌細胞，發現抑制Rac1的表達可以減少癌細胞的增殖、侵襲和遷移，這些效應可能與ERK1/2信號傳導的抑制有關

3.1.4 Rac在肝癌中的研究

Rac在肝癌中也有研究，為了了解肝癌中Rac與miRNA的相互聯系，王春玲等人[60]通過細胞轉染、Western blot、動物實驗等實驗方法證實了miR-509能通過靶向抑制Rac1的表達，從而抑制肝癌細胞侵襲和遷移,并促進肝癌模型小鼠存活。

3.1.5 Rac在前列腺癌中的研究

有研究發現[61]，Rac蛋白表達增加是前列腺癌發生的早期事件，其主要原因可能是Rac3亞型的上調，通過PCR驗證基因表達水平時發現所有前列腺癌中Rac3/Rac1表達水平比正常前列腺組織的表達水平平均增加了三倍。此外，相對于相應的良性前列腺上皮細胞，Rac在前列腺癌中的過度表達是疾病復發的獨立預測因子，上述實驗結果為進一步優化個體患者的術后治療計劃提供了一定的思路。

4 展望

趨化因子最初只在炎癥趨化方面研究，但隨著分子生物學及基因學的發展，目前在很多疾病以及腫瘤的發生、發展及轉移等方面有了更加深入的研究，為趨化因子的功能研究拓展了思路。Rac蛋白家族也是目前在多種疾病中的研究熱點，Rac1、Rac2、Rac3在腫瘤方面的研究為揭示腫瘤的轉移，提供免疫等方面的治療提供了較多的科學依據。但是目前趨化因子以及Rac蛋白家族在寄生蟲的發病、病灶轉移等方面卻研究較少，對趨化因子CCL24、CCL22以及Rac蛋白家族在腫瘤疾病中的綜述以期能為后期在寄生蟲中的研究提供一定的幫助。