CXCR3的2種亞型在泌尿系腫瘤中的研究進展

劉亮華綜述，段建敏審校

（蘭州大學第二醫(yī)院泌尿外科，甘肅蘭州730000）

CXCR3的2種亞型在泌尿系腫瘤中的研究進展

劉亮華綜述，段建敏△審校

（蘭州大學第二醫(yī)院泌尿外科，甘肅蘭州730000）

受體，趨化因子；受體，CXCR3；泌尿系腫瘤；前列腺腫瘤；腎腫瘤；綜述

趨化因子受體3（CXCR3）是一種與谷氨酸-亮氨酸-精氨酸（ELR-陰性CXC趨化因子）結合的G蛋白偶聯(lián)受體，其與免疫反應、血管生長、損傷修復關系密切，許多腫瘤中CXCR3表達增高，如乳腺癌［1］、結腸癌［2］和腎癌［3］。到目前為止，已經有3種CXCR3的亞型（CXCR3-A、CXCR3-B、CXCR3-alt）被確認。而CXCR3-A和CXCR3-B被認為在腫瘤中誘導著相反的生理功能。一般認為，CXCR3-A在造血細胞中通過提升細胞增殖、生存、趨化性、侵襲和轉移，起著“驅動”信號的作用，而CXCR3-B是誘導上皮細胞形成的主要因素，通過增加生長抑制凋亡和血管退化，起著調節(jié)“抑制”腫瘤信號的作用。因此，CXCR3-A和CXCR3-B這2種亞型的表達能夠影響腫瘤的進展，而關于CXCR3-alt亞型的研究不是很多，對其機制也不是很了解。目前針對泌尿系腫瘤的研究越來越多，但泌尿系腫瘤的轉移依然是腫瘤死亡的重要因素［4］，治療方法也依然以手術治療為主。為進一步明確CXCR3在泌尿系腫瘤中所起的作用，為臨床泌尿系腫瘤所治療提供新思路，本文就CXCR3-A、CXCR3-B 2種亞型在泌尿系腫瘤研究中的進展情況進行綜述。

1　趨化因子

趨化因子或趨化細胞因子，最初定義為募集白細胞到炎性反應部位和次級淋巴結的低相對分子質量（8×103～15×103）蛋白質［5］，趨化因子在血管生成、造血功能、動脈粥樣硬化、炎性反應、疾病免疫中起著重要作用［6-8］。趨化因子依據(jù)保守的氨基末端區(qū)域半胱氨酸的數(shù)量和位置分為4種亞類：C、CC、CXC及CX3C。而CXC趨化因子再依據(jù)是否含有ELR序列進一步分為ELR-陰性和ELR-陽性；而ELR的存在與否決定CXC趨化因子在血管生成中所起的抑制或促進作用。

CXCR3是一種能夠結合包括CXCL9/MIG、CXCL10/ IP10、CXCL11/ITAC/IP9、CXCL4/PF4及其亞型CXCL4L1/ PF4V1等配體，且抑制血管生成的ELR-陰性CXC趨化因子亞家族成員受體。在很多腫瘤中發(fā)現(xiàn)其表達上調；上調水平與腫瘤如乳腺癌、黑色素瘤、腎和結腸癌等的預后相關［9］。與其他趨化因子受體一樣，CXCR3是一種通過G蛋白偶聯(lián)的七跨膜受體，其配體與其結合后激發(fā)下游通路，比如MAPKs，Src，和PI3K信號。

CXCR3在1996年被克隆出來，在其拼接變異體CXCR3-B被發(fā)現(xiàn)之后被重新命名為CXCR3-A，另一種亞型CXCR3-alt在2004年被分離出來［10］，但是CXCR3-alt這種亞型很少被識別。CXCR3-A和CXCR3-B通過調節(jié)不同的信號來促進不同的細胞反應，一般來講，CXCR3-A表現(xiàn)為促進增殖、細胞生存、趨化性及侵襲性，而CXCR3-B則表現(xiàn)為調節(jié)生長抑制、凋亡及抑制血管生成。除了初級培養(yǎng)的人類系膜細胞只表達CXCR3-A，以及人類微血管內皮細胞（HMvEC）只表達CXCR3-B［11］之外，幾乎所有人類細胞均表達CXCR3-A及CXCR3-B。

2　泌尿系腫瘤

泌尿系腫瘤主要有膀胱癌、腎腫瘤、前列腺癌、陰莖癌等。前列腺癌是一種威脅男性生命的惡性腫瘤，在世界范圍內，平均每年在男性中發(fā)病率為27%［12］。主要治療方式包括手術、放療、化療和低溫治療，以及內分泌治療［13］。由于前列腺癌的病理階段檢測比較困難且比較容易轉移，因此，前列腺癌的發(fā)病率和死亡率依然保持在較高水平［14］。腎細胞瘤是一種起源于腎臟管狀結構上皮細胞的腫瘤，通常發(fā)生在成年人，占所有成人惡性腫瘤的2%～3%，但在世界范圍內，腎細胞瘤的發(fā)生率在性別、種族和地理位置上仍存在較大不同。目前認為，最常見的腎腫瘤是透明細胞癌（70%），其次是乳頭狀腎細胞癌（10%～15%）和嫌色細胞癌（3%～5%）［15］。膀胱癌是最常見的泌尿系惡性腫瘤，其中尿路上皮癌占絕大多數(shù)，2015年美國預計有74 000例尿路上皮癌將被診斷，其中16 000例患者將死亡［16］。陰莖癌發(fā)生率較低，但有逐年升高的趨勢。

3　CXCR3在泌尿系腫瘤中的研究

3.1CXCR3與前列腺癌CXCR3亞型不同的表達模式與前列腺癌的進展相關。Heidenreich等［17］及Wu等［18］的研究發(fā)現(xiàn)，相較于正常前列腺組織，CXCR3在前列腺癌組織的表達是增高的。應特別指出的是，Wu等［18］的研究表明，在這些前列腺癌標本中，CXCR3A mRNA的表達是增高的，但是CXCR3B mRNA在這些標本中卻表達下降。在所有細胞系中，除DU-145外均主要表達CXCR3-B，總CXCR3 mRNA維持不變，然而，對比PWPE1細胞，具有侵襲性和發(fā)生轉移的DU-145和PC-3細胞的CXCR3-A/CXCR3-BmRNA表達比值更高，但在原位LNCaP細胞中這種比率沒有增高。這些均導致了CXCL10和CXCL4對DU-145和PC-3細胞運動性和侵襲力的提升，而在PWPE-1細胞中則表現(xiàn)為抑制細胞轉移。該研究也發(fā)現(xiàn)，在DU-145細胞上CXCR3-B的過量表達會降低該細胞的運動性和侵襲力。之前有報道，在CXCR3-B亞型占主導的地方，CXCL10的過度表達會抑制LNCaP細胞增殖和PSA的產生［19］。2項研究結果表明，CXCR3-B在前列腺癌中是作為抗生長和抗轉移功能的CXCR3類型，就像之前提到的，CXCR3的發(fā)現(xiàn)主要在正常細胞膜上，但是在細胞癌中發(fā)生內化，其細胞內化可能為細胞進展到更高侵襲性表型和誘導細胞內化腫瘤基因的信號［20］。上述研究結果認為，從低到高比率的CXCR3-A/ CXCR3-B提升前列腺癌的轉移和刺激細胞轉移和侵襲［18］。

最近，Shen等［21］對前列腺癌與CXCR3-A和CXCR3-B的關系進行了研究，通過siRNA-CXCR3A和siRNA-CXCR3B質粒分別轉染人類PC-3細胞，然后通過RT-PCR分析每組PC-3中CXCR3-A及CXCR3-B的mRNA表達量。此外，通過MTT實驗和矩陣實驗分析每組PC-3細胞的細胞增殖和侵襲能力，通過蛋白印跡法分別檢測CXCR3下游蛋白表達。結果表明，在PC-3細胞中，CXCR3-A mRNA表達水平下降，而CXCR3-B mRNA表達水平增高（P＜0.05）。相對于未轉染的對照PC-3細胞，下調CXCR3-A和上調CXCR3-B顯著抑制PC-3細胞增殖和細胞轉移能力（P＜0.05）。此外，過度表達的CXCR3可顯著提升磷脂酶Cβ（PLCβ）的表達。這些結果表明，不同的CXCR3亞型表達可能在抑制細胞增殖和侵襲力上起著重要作用。而其作用途徑可能是PLCβ途徑［21］。

3.2CXCR3與腎癌CXCR3在腎癌中表達升高且與不良預后相關［22-24］。相較于與正常腎標本，在腎細胞癌標本中發(fā)現(xiàn)CXCR3-A/CXCR3-B的比率更高，并且相對于非轉移性腎癌，轉移性腎癌總的CXCR3和CXCR-A的表達均有顯著增高［3］。磷酸酶抑制劑（CNI）用于限制炎性反應和同種異體排斥，促進多種腫瘤的發(fā)展和復發(fā)。在腎癌中，CNI可能通過下調CXCR3-B及CXCR3-A提高細胞增殖來調節(jié)人類腎癌的進展［25］。一項分開獨立的研究發(fā)現(xiàn)，在人類腎癌細胞中，CXCR3-B過度表達顯著下調抗凋亡血紅素氧合酶-1（HO-1）的表達，此外，人類腎癌組織在mRNA和蛋白水平上均低表達CXCR3-B和顯著過表達HO-1［26］。由此可知，CXCR3-B在腎癌中扮演了一個抗腫瘤亞基的作用，與前列腺癌相似。

Utsumi等［3］最近對CXCR3在腎癌中的機制做了研究，收集56例近期臨床腎癌標本和相應正常腎組織，并且利用786-O、ACHN和Caki-1這3種腎癌細胞系檢測CXCR3及其亞型的表達量等，結果發(fā)現(xiàn)，相較于正常腎組織，CXCR3及其配體在腎癌標本中大量表達，而且在腎癌標本中，CXCR3-A/CXCR3-B的比值是正常腎組織的1.5倍。這與之前的研究相符，表明CXCR3-A在腎腫瘤中起著促進腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用，經過CXCL10處理后的細胞系誘導786-O細胞的轉移和侵襲，而這種誘導效果會被中和性抗體中和。在臨床標本中，轉移的腎癌標本比非轉移性腎癌標本的CXCR3和CXCR3-A的表達有顯著增高，并且在臨床標本上，CXCR3-A和HIF-1α的表達具有相關性。經過CoCl2處理的786-O細胞CXCR3和HIF-1α的表達分別上調4.5、2.2倍。實驗結果表明，CXCR3及CXCR3-A與腎癌的轉移具有相關性，且低氧可能調節(jié)CXCR3的表達［3］。

為了探討預后趨化因子及趨化因子受體對腎癌的影響，Tsaur等［27］檢測了診斷時和術后各趨化因子受體的表達量，其中包括CXCR3，在術后CXCR3等趨化因子受體相對于正常組織有顯著下降。2012年，Oldham等［28］為了解T淋巴細胞如何定位腎癌組織并向其位點遷移進行了CXCR3等趨化因子受體的相關研究，研究結果發(fā)現(xiàn)，相較于外周血淋巴細胞（16例），腫瘤浸潤淋巴細胞顯著過度表達CXCR3，并且能在體外促進淋巴細胞的轉移。它們相應的配體CXCL9-11等均在腎腫瘤中被測量到。但是配體表達水平與T細胞浸潤水平均不存在相關性［28］。該結果表明，CXCR3對選擇性招募T淋巴細胞有一定作用。

另外，CXCR3-B在人類腎癌細胞中能通過下調HO-1的表達和調節(jié)轉錄因子Bach-1和Nrf2核轉位調節(jié)生長抑制信號，表明細胞生長抑制取決于p38/MAPK活性［26，29］?？傊?，通過不同的CXCR3調節(jié)信號級聯(lián)是細胞類型特異性的，會導致不同細胞的反應，包括誘導細胞運動、侵襲、細胞凋亡和分化。

3.3膀胱癌及陰莖癌到目前為止，對膀胱癌及陰莖癌上CXCR3的研究非常少見，國內也剛開始，國外文獻還不能檢索到。不過國內學者彭曉暉等［30］發(fā)現(xiàn)，膀胱癌中CXCR3的表達與前列腺癌及腎癌類似，也是高表達，但未作CXCR3-A與CXCR3-B亞型檢測及進一步對比，預計實驗結果可能與前列腺癌和腎癌相類似。

4　小結及展望

CXCR3在腫瘤中的作用日漸清晰，其亞型的作用也越來越明確，這為進一步明確泌尿系腫瘤細胞轉移、發(fā)生、發(fā)展起著指導作用。目前泌尿系腫瘤特別是前列腺癌發(fā)現(xiàn)較晚，治療較為困難，預后不佳，而膀胱癌復發(fā)率較高，這些均可能與腫瘤本身的CXCR3有關。而且隨著時間的推進，發(fā)生率逐步增高，死亡率也增高。因此，對CXCR3及其亞型在泌尿系腫瘤方面的深入研究可為泌尿系腫瘤的轉移和發(fā)展提供新的臨床思路和治療策略。

［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，F(xiàn)rancalanci 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］J?hrer 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，F(xiàn)uruya 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］彭曉暉，梁培育，歐善際，等.趨化因子配體10及趨化因子受體3在膀胱癌中的表達及意義［J］.重慶醫(yī)學，2015，44（25）：3491-3492.

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.09.023

A

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（2015-12-18）